JP4315844B2 - 塗膜密着性に優れた高強度冷延鋼板 - Google Patents
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鋼板表面と直交する方向の断面において、鋼板表面からの深さが2μmで鋼板表面長さが10μmの領域を、電子顕微鏡を用いて倍率5000倍以上で観察したときに、
MnとSiの原子比(Mn/Si)が0.5以上である長径0.01μm以上5μm以下のMn−Si複合酸化物が10個以上存在し、かつ、断面厚さ0.01μm以上のSi主体酸化物の鋼板表面長さ10μmに占める割合が、任意に選択される鋼板表面5箇所の平均で10%以下(0%含む)であるところに特徴がある(以下「本発明鋼板1」ということがある)。
{式中[Si]はSi含有量(質量%)を示し、[Mn]はMn含有量(質量%)を示す}
尚、上記「Si主体酸化物」とは、酸化物を構成する酸素以外の元素のうちSiが原子比(原子%)で67%超を占めるものをいい、当該酸化物は、分析の結果、非晶質であると考えられる。また上記「鋼板表面」とは、鋼板素地表面をいうものとする。
[C]+[Si]/30+[Mn]/20+2[P]+4[S] < 0.34 …(3)
{式中[C],[Si],[Mn],[P],[S]は各元素の含有量(質量%)を示す}
(i)MnとSiの原子比(Mn/Si)が0.5以上である長径0.01〜5μmのMn−Si複合酸化物が10個以上存在するようにし、かつ、
(ii)上記鋼板表面長さ10μmに占める、断面厚さ0.01μm以上のSi主体酸化物の長さ割合が、任意に選択される鋼板表面5箇所の平均で10%以下(0%含む)となるようにする。
長径0.01〜5μmのMn−Si複合酸化物:10個以上>
本発明者らは、塗膜密着性に優れた高強度鋼板を得るべく以前から研究を進めており、Siを比較的多く含む鋼板の化成処理性向上技術について、既に提案している(特願2003−106152号)。この技術は、焼鈍雰囲気を制御することで、化成処理性に悪影響を及ぼす非晶質のSi酸化物を細かく分散させることにより化成処理性の向上を図ったものである。しかしSi濃度の比較的低い領域では、主な酸化物として、非晶質のSi酸化物ではなくMn−Si複合酸化物が生成する。この複合酸化物も、非晶質のSi酸化物と同様に塗膜密着性を低下させるが、その影響は該Si酸化物より小さいと考えられる。そこで、該Mn−Si複合酸化物を化成処理性の向上に積極的に活用することはできないかと考え、その線に沿って研究を進めてきた。
:任意に選択される鋼板表面5箇所の平均で10%以下(0%含む)>
りん酸亜鉛結晶の生成核として有効なMn−Si複合酸化物を適量存在させても、化成処理を阻害するその他の物質が存在すれば、優れた化成処理性は発揮されず、結果として塗膜密着性に劣るものとなる。
鋼板表面に鋭利なクラックが存在すると、化成処理時に当該部位にりん酸亜鉛結晶が付着せず、その結果、当該部位の腐食が進行しやすくなり、塗膜密着性が低下すると考えられる。つまり塗膜密着性を高めるには、りん酸亜鉛結晶の付着しない鋭利なクラックを極力抑制することが重要となる。
[Si]/[Mn]≦ 0.4 …(1)
{式中[Si]はSi含有量(質量%)を示し、[Mn]はMn含有量(質量%)を示す}
Cは強度確保に必要な元素であり、0.05%以上含有させるのがよいが、過剰に存在すると溶接性が低下する。よってC含有量は1%以下に抑える。好ましくは0.23%以下、更に好ましくは0.15%以下である。
<Si:0.3〜1.5%(本発明鋼板2の場合)>
Siは、高強度化に必要であり、少なくとも0.3%含有させる必要があり、好ましくは0.5%以上、より好ましくは0.7%以上である。一方、Si含有量が過剰になると、表面Si酸化物層の生成を回避できず、十分な化成処理性を得ることができない。よってSi量は2.0%以下に抑える。特に、塗膜密着性の劣化原因となる上記要件(II)として規定するクラックの発生を抑えるには、Si量を1.5%以下に抑える必要がある。
Mnも強度確保に必要な元素であり、またMn−Si複合酸化物の生成にも必要である。この様な効果を発現させるには、Mnを1.0%以上、好ましくは2.0%以上含有させる。しかし過剰になると延性が劣化するため、5.0%以下、好ましくは3.5%以下に抑える。
[C]+[Si]/30+[Mn]/20+2[P]+4[S] < 0.34 …(3)
{式中[C],[Si],[Mn],[P],[S]は各元素の含有量(質量%)を示す}
[P]+3[S]+1.54[C] < 0.14
[C]+[Si]/30+[Mn]/20+2[P]+4[S] < 0.21
TS:650超〜750MPaの場合
[P]+3[S]+1.54[C] < 0.18
[C]+[Si]/30+[Mn]/20+2[P]+4[S] < 0.27
TS:750超〜1050MPaの場合
[P]+3[S]+1.54[C] < 0.22
[C]+[Si]/30+[Mn]/20+2[P]+4[S] < 0.30
TS:1050MPa超の場合
[P]+3[S]+1.54[C] < 0.25
[C]+[Si]/30+[Mn]/20+2[P]+4[S] < 0.34
・塩酸濃度:15質量%
・液温:80℃
・浸漬時間:60秒間
焼鈍処理は、赤外線イメージ炉の場合は図2、CALの場合は図3に略示するヒートパタンで行った。露点と図2および図3に示す加熱温度および焼戻温度は表2に示すとおりである。尚、露点は、赤外線イメージ炉またはCALの雰囲気露点である。また図2および図3のヒートパタン図において、赤外線イメージ炉では加熱後、200℃まで炉冷(徐冷)し、CALでは徐冷終点温度から水冷(水焼入れ)を行った。
商品名:パルボンド L 3020
・化成処理工程:脱脂 → 水洗 → 表面調整 → 化成処理
加圧力:4.32kN
通電時間:17サイクル
溶接電流値:(散りが発生する最小電流値)+0.5kA
即ち、No.6およびNo.11は、本発明鋼板1としての規定要件を満たしているため、優れた化成処理性を発揮しており、優れた塗膜密着性を発揮し得る。このNo.6,11において、更に塗膜密着性の向上を図るにはクラックを抑制するのがよく、また優れた溶接性を与えるには、上記式(2)および(3)を満足させるようにするのがよい。
Claims (4)
- 質量%で(化学成分について以下同じ)、
C :1%以下(0%を含まない)、
Si:0.3〜2%、
Mn:1〜5%を含むと共に、
下記式(1)を満たし、残部が鉄および不可避不純物からなり、引張強度が550MPa以上であるフェライト−マルテンサイト系のDP(Dual Phase)鋼板であって、
鋼板表面と直交する方向の断面において、鋼板表面からの深さが2μmで鋼板表面長さが10μmの領域を、電子顕微鏡を用いて倍率5000倍以上で観察したときに、
MnとSiの原子比(Mn/Si)が0.5以上である長径0.01μm以上5μm以下のMn−Si複合酸化物が10個以上存在し、かつ、酸化物を構成する酸素以外の元素のうちSiが原子比(原子%)で67%超を占める断面厚さ0.01μm以上のSi主体酸化物の鋼板表面長さ10μmに占める割合が、任意に選択される鋼板表面5箇所の平均で10%以下(0%含む)であることを特徴とする塗膜密着性に優れた高強度冷延鋼板。
[Si]/[Mn]≦ 0.4 …(1)
{式中[Si]はSi含有量(質量%)を示し、[Mn]はMn含有量(質量%)を示す} - 更に他の元素として、Cr:0.1〜1%、Mo:0.1〜1%、Ti:0.005〜0.1%、およびNb:0.005〜0.1%よりなる群から選択される1種以上の元素を含む請求項1に記載の高強度冷延鋼板。
- Si:0.3〜1.5%を満たすと共に、
SEMを用いて2000倍で鋼板表面近傍の断面を観察したときに、任意の10視野において幅3μm以下で深さ5μm以上のクラックが存在しない請求項1または2に記載の高強度冷延鋼板。 - 下記式(2)および(3)を満たす請求項1〜3のいずれかに記載の高強度冷延鋼板。
[P]+3[S]+1.54[C] < 0.25 …(2)
[C]+[Si]/30+[Mn]/20+2[P]+4[S] < 0.34 …(3)
{式中[C],[Si],[Mn],[P],[S]は各元素の含有量(質量%)を示す}
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