JP4790525B2 - High-strength galvannealed steel plate with excellent chipping resistance - Google Patents

High-strength galvannealed steel plate with excellent chipping resistance Download PDF

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本発明は、耐チッピング性に優れた高強度合金化溶融めっき鋼板に関し、更に詳しくは、耐チッピング性と密着性(耐不めっき性)を両立させた、自動車用鋼板や建築用鋼板等に適用できる高強度合金化溶融めっき鋼板に関するものである。   The present invention relates to a high-strength alloyed hot-dip galvanized steel sheet with excellent chipping resistance. More specifically, the present invention is applied to automotive steel sheets, architectural steel sheets, etc. that have both chipping resistance and adhesion (non-plating resistance). The present invention relates to a high strength alloyed hot dip galvanized steel sheet.

耐食性の良好なめっき鋼板として合金化溶融亜鉛めっき鋼板がある。この合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、通常、鋼板を脱脂後、無酸化炉または直火炉にて予熱し、表面の清浄化および材質確保のために還元炉にて還元焼鈍を行い、溶融亜鉛浴に浸漬し、付着量制御した後合金化を行うことによって製造される。その特徴として、耐食性およびめっき密着性等に優れることから、自動車、建材用途等を中心として広く使用されている。   An alloyed hot-dip galvanized steel sheet is available as a plated steel sheet having good corrosion resistance. This alloyed hot-dip galvanized steel sheet is usually degreased and preheated in a non-oxidizing furnace or direct-fired furnace, and subjected to reduction annealing in a reducing furnace to clean the surface and secure the material, It is manufactured by dipping and controlling the amount of adhesion, followed by alloying. As its feature, it is excellent in corrosion resistance, plating adhesion, etc., it is widely used mainly for automobiles, building materials and the like.

特に近年、自動車分野においては衝突時に乗員を保護するような機能の確保と共に燃費向上を目的とした軽量化を両立させるために、めっき鋼板の高強度化が必要とされてきている。   In recent years, in particular, in the automobile field, it has been necessary to increase the strength of plated steel sheets in order to ensure the function of protecting passengers in the event of a collision and to reduce the weight for the purpose of improving fuel efficiency.

加工性を悪化させずに鋼板を高強度化するためには、SiやMn、Pといった元素を添加することが有効であるが、これらの元素の添加は合金化を遅延させるため、軟鋼に比べて高温長時間の合金化を必要とする。この高温長時間の合金化は、鋼板中に残存していたオーステナイトをパーライトに変態させ、加工性を低下させるため、結果として添加元素の効果を相殺することになる。また、SiはFeよりも特に酸化し易いことから、Siを含有した鋼板を通常の溶融亜鉛めっき条件でめっきすると、焼鈍過程で鋼中のSiが表面に濃化し、不めっき欠陥の原因となることが知られている。   It is effective to add elements such as Si, Mn, and P to increase the strength of the steel sheet without degrading workability. However, the addition of these elements delays alloying, so compared to mild steel. High temperature and long time alloying is required. This alloying for a long time at a high temperature transforms the austenite remaining in the steel sheet into pearlite and lowers the workability. As a result, the effect of the additive element is offset. Moreover, since Si is particularly easier to oxidize than Fe, if a steel sheet containing Si is plated under normal hot dip galvanizing conditions, Si in the steel is concentrated on the surface during the annealing process, causing non-plating defects. It is known.

これらの課題を解決する為に、溶融亜鉛浴に浸漬する溶融亜鉛めっき処理を、浴中有効Al濃度:0.07〜0.105mass%、残部がZnおよび不可避的不純物からなる成分組成の溶融亜鉛めっき浴中で行い、そして、合金化処理を、225+2500×〔Al%〕≦T≦295+2500×〔Al%〕(mass%)を満足する温度T(℃)において行うこと、また、Siが高い場合には、〔Al%〕≦0.103−0.008×〔Si%〕を満足する浴中有効Al濃度(mass%)において行うことを特徴とする、加工性の優れた高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法(例えば、特許文献1参照)で、不めっきを防止することが提案されている。しかし、この発明でもめっき層のチッピングは改善されないことがある。   In order to solve these problems, a hot dip galvanizing treatment immersed in a hot dip zinc bath is carried out. An effective Al concentration in the bath is 0.07 to 0.105 mass%, and the balance is hot dip zinc having a component composition consisting of Zn and inevitable impurities. In a plating bath, and alloying treatment is performed at a temperature T (° C.) that satisfies 225 + 2500 × [Al%] ≦ T ≦ 295 + 2500 × [Al%] (mass%), and when Si is high Is performed at an effective Al concentration (mass%) in the bath satisfying [Al%] ≦ 0.103−0.008 × [Si%], and is a high-strength alloying melt with excellent workability. It has been proposed to prevent non-plating by a method for producing a galvanized steel sheet (see, for example, Patent Document 1). However, this invention may not improve the chipping of the plating layer.

チッピングとは、自動車の走行中に石はねなどにより小石等が車体に当り、その衝撃により塗膜又はめっきが剥離する現象であり、めっきが剥離し、素地鋼板が露出すると鋼板の耐食性を著しく劣化させる。このチッピングによるめっきの剥離は低温時に顕著に発生する。これは、温度が低下することによって塗膜が硬化し、粘弾性が低下することで、小石等の衝撃エネルギーを塗膜が吸収できなくなるため、靭性の低いめっき/鋼板界面で剥離が発生することが原因であると考えられる。このため、耐チッピング性を向上させるためには、単純にめっき密着性を上げるだけでは不十分であり、めっき/鋼板界面の靭性を向上させる必要がある。   Chipping is a phenomenon in which pebbles hit the vehicle body due to stone splashes while the car is running, and the coating or plating is peeled off by the impact. When the plating peels off and the base steel plate is exposed, the corrosion resistance of the steel plate is remarkably increased. Deteriorate. The peeling of the plating due to this chipping occurs remarkably at low temperatures. This is because the coating film hardens and the viscoelasticity decreases due to a decrease in temperature, and the coating film cannot absorb impact energy such as pebbles, so that peeling occurs at the low toughness plating / steel sheet interface. Is considered to be the cause. For this reason, in order to improve the chipping resistance, it is not sufficient to simply increase the plating adhesion, and it is necessary to improve the toughness of the plating / steel interface.

合金化溶融亜鉛めっき鋼板のチッピング性を改善する技術は種々提案されていて、鋼板とめっき界面の接合力を改善することで、チッピング性を改善する技術としては、例えば、連続溶融亜鉛めっきラインにおいて、加熱焼鈍時の雰囲気の露点(−10〜−40℃)と昇温速度を制御して焼鈍を行った後、溶融亜鉛めっきし、合金化処理を行って、めっきと地鉄の界面の凹凸を激しくしてアンカー効果により耐低温チッピング性を改善した密着性及び摺動性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法(例えば、特許文献2参照)が提案されている。   Various technologies for improving the chipping property of alloyed hot-dip galvanized steel sheets have been proposed. For example, in a continuous hot-dip galvanizing line, the technology for improving the chipping property by improving the bonding force between the steel sheet and the plating interface is proposed. After annealing, controlling the dew point (-10 to -40 ° C) of the atmosphere during heating annealing and the rate of temperature increase, hot dip galvanizing, alloying treatment, unevenness at the interface between the plating and the steel A method for producing an alloyed hot-dip galvanized steel sheet excellent in adhesion and slidability with improved low-temperature chipping resistance by the anchor effect (see, for example, Patent Document 2) has been proposed.

しかし、この方法では、雰囲気の露点を−10〜−40℃として内部酸化層を生成させないようにして粒界のFe拡散を促進させようとするものである。つまり、内部酸化層を生成させない方がチッピング性を改善できるとしている。   However, in this method, the dew point of the atmosphere is set to −10 to −40 ° C. so as not to generate an internal oxide layer and to promote Fe diffusion in the grain boundary. That is, it is said that the chipping property can be improved by not generating the internal oxide layer.

ところが、鋼板の成分の差により酸化の挙動は異なり、Siの高い鋼板についてはSiがFeよりも特に酸化し易いことから、この様な露点ではSiの表面濃化が大きく、内部酸化層が無い領域では剥離し易い界面が生じ、チッピング性を改善することができないという問題がある。   However, the oxidation behavior differs depending on the difference in the components of the steel sheet, and for steel sheets with high Si, Si is particularly easier to oxidize than Fe, so at such dew point, the surface concentration of Si is large and there is no internal oxide layer. In the region, there is a problem that an easily peelable interface is generated, and the chipping property cannot be improved.

また、めっき層中のΓ相の厚みを制御することでチッピング性を改善する技術としては、例えば、めっき層中のΓ相の平均厚さ:2.0μm以下、および該めっき層表面の中心線平均粗さ:3.0μm以下であると共に、式:[T・Γ]×Ra≦1.5(式中、[T・Γ]はΓ相の平均厚さを、Raはめっき層表面の中心線平均粗さを夫々表す。)を満足することを特徴とする耐チッピング性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板(例えば、特許文献3参照)や、平均結晶粒径が200nm以上800nm以下で、平均の厚さが0.5μm以上であるΓ相を有し、かつ10重量%以上15重量%以下のFeを含むFe−Zn合金からなるめっき皮膜を少なくとも片面に有することを特徴とする耐低温チッピング性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板(例えば、特許文献4参照)が提案されている。   Further, as a technique for improving the chipping property by controlling the thickness of the Γ phase in the plating layer, for example, the average thickness of the Γ phase in the plating layer: 2.0 μm or less, and the center line of the surface of the plating layer Average roughness: 3.0 μm or less, and formula: [T · Γ] × Ra ≦ 1.5 (where [T · Γ] is the average thickness of the Γ phase, and Ra is the center of the plating layer surface) An alloyed hot-dip galvanized steel sheet with excellent chipping resistance (for example, see Patent Document 3), an average crystal grain size of 200 nm to 800 nm, Low-temperature resistance characterized by having a plated film made of an Fe-Zn alloy having an Γ phase having an average thickness of 0.5 μm or more and containing Fe of 10 wt% or more and 15 wt% or less on at least one side Alloyed hot-dip galvanized steel sheet with excellent chipping ( In example, see Patent Document 4) have been proposed.

しかし、これらの技術は鋼種がいずれもIF鋼(前者はTi、Nbを含む極低炭素鋼で、後者はP添加のIF鋼)相当の鋼板に係わるもので、高Si鋼(GA−TRIP鋼)にこれらの技術をそのまま適用しても、高Si鋼はSiの表面濃化挙動がIF鋼と異なるため、剥離し易い界面が生じチッピング性を改善することができず、また、高Si鋼は表面の粒界偏析が大きいので合金化しにくく、表面凹凸(粗さ)を大きくするために合金化温度を上げると材質が出なくなるという問題がある。   However, these technologies are all related to steel sheets equivalent to IF steel (the former is an ultra-low carbon steel containing Ti and Nb and the latter is a P-added IF steel), and a high Si steel (GA-TRIP steel). Even if these techniques are applied as they are, the high Si steel has a different Si surface enrichment behavior from the IF steel, so that an interface easily peels off and the chipping property cannot be improved. Is difficult to alloy because of the large grain boundary segregation on the surface, and there is a problem that the material does not appear when the alloying temperature is raised to increase the surface roughness (roughness).

これまで、高Si高強度鋼板についてのチッピング性を改善する技術は、提案されていないのが実状である。   To date, no technology has been proposed for improving the chipping properties of high-Si high-strength steel sheets.

この理由は、IF鋼は粒界に不純物が少なく合金化処理の際に粒界からFe−Zn合金が形成しやすいことが知られている。これはアウトバースト組織として知られている。その為に、Γ相の成長が大きいので上記のチッピング対策の提案が種々なされたと考えられる。しかし、Si濃度が高いと粒界にSi偏析があることからアウトバースト組織が出にくく、従来はΓ相の成長が小さいので、チッピング性は元来良好であると考えられており、より重大な欠陥である不めっきを抑えればチッピング性も改善されると考えられていたことに因ると考えられる。   This is because it is known that the IF steel has few impurities at the grain boundary and an Fe—Zn alloy is easily formed from the grain boundary during the alloying treatment. This is known as an outburst organization. Therefore, since the growth of the Γ phase is large, it is considered that various proposals for the above-mentioned chipping countermeasure have been made. However, if the Si concentration is high, there is Si segregation at the grain boundaries, so it is difficult to produce an outburst structure. Conventionally, the growth of the Γ phase is small, so the chipping property is considered to be originally good and more serious. This is thought to be due to the fact that chipping is thought to be improved if non-plating, which is a defect, is suppressed.

しかし、発明者らは高Si高強度鋼板で不めっきは抑えられてもチッピング性が悪くなることを確認して本発明の開発を進めた。   However, the inventors have proceeded with the development of the present invention after confirming that chipping properties are deteriorated even if non-plating is suppressed in a high-Si high-strength steel sheet.

尚、本発明でも述べられている、めっき層中の酸化物の存在については知られている(例えば、特許文献5及び6参照)。   The presence of oxides in the plating layer, which is also described in the present invention, is known (see, for example, Patent Documents 5 and 6).

この内、特許文献5はめっき層の密着性に関するもので、600nm以下の酸化物がめっき中に存在して、界面長さの30%以上の部分の鋼板とめっき界面に酸化物が無いことが提案されている。しかし、後述するように、界面に酸化物が存在するとその周囲からΓ相が成長することが見出されるので、この発明ではチッピング性を改善することは出来ない。   Among these, Patent Document 5 relates to the adhesion of the plating layer, and an oxide of 600 nm or less is present in the plating, and there is no oxide at the steel plate and the plating interface in a portion of 30% or more of the interface length. Proposed. However, as will be described later, when an oxide is present at the interface, it is found that a Γ phase grows from the periphery thereof, so that the chipping property cannot be improved in the present invention.

また、特許文献6には、酸化物がめっき中に存在するとFe−Zn合金層の未形成部分が10%未満になり成形性が改善することが提案されている。この場合には、溶融めっき後の合金化処理工程で内部酸化物がめっき層に移動することが述べられており、後述するように、この場合に界面に酸化物が存在するとその周囲からΓ相が成長することが見出されるので、この発明ではチッピング性を改善することは出来ない。   Patent Document 6 proposes that when an oxide is present during plating, the unformed portion of the Fe—Zn alloy layer is less than 10% and the formability is improved. In this case, it is stated that the internal oxide moves to the plating layer in the alloying process after the hot dipping. As will be described later, if an oxide is present at the interface in this case, a Γ phase is formed from the surroundings. Therefore, the chipping property cannot be improved by this invention.

特開2003−105516号公報JP 2003-105516 A 特開平10−130802号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-130802 特開平9−241816号公報JP-A-9-241816 特開平10−130804号公報JP-A-10-130804 特開2004−204280号公報JP 2004-204280 A 特開2004−315960号公報JP 2004-315960 A

高強度鋼板は、一般にC、Si、Mn、Pなどの固溶強化元素、Ti、Nbなどの析出物形成元素などを必要量添加し製造工程での組織制御を組み合わせることで製造している。しかしながら、鋼の溶融亜鉛めっき性(めっき濡れ性、合金化速度)に対する鋼成分の影響は大きく、Si、Mn等の酸素と親和力の強い元素を添加すると溶融亜鉛めっき前の焼鈍中にこれら元素が鋼板表面に酸化物を生成する結果、溶融亜鉛との濡れ性が低下し不めっきなどの品質不良を引き起こす。一方、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の合金層はマイクロビッカース硬さ:M−Hv>約200と硬質であり、加工時の合金層密着性が重要な品質管理上の課題である。特に、塗膜の粘弾性が低下する低温域で衝撃を受けた場合には、塗膜とともに合金層が剥離、脱落するいわゆるチッピング現象が生じる場合があり、外観、防錆性の観点から問題となる。   High-strength steel sheets are generally manufactured by adding necessary amounts of solid solution strengthening elements such as C, Si, Mn, and P, precipitate forming elements such as Ti and Nb, and combining the structure control in the manufacturing process. However, the influence of steel components on the hot dip galvanizing properties (plating wettability, alloying speed) of steel is large. If elements having a strong affinity for oxygen such as Si and Mn are added, these elements will be added during annealing before hot dip galvanizing. As a result of generating an oxide on the surface of the steel sheet, the wettability with molten zinc is lowered, causing quality defects such as non-plating. On the other hand, the alloy layer of the galvannealed steel sheet is as hard as micro Vickers hardness: M-Hv> 200, and the alloy layer adhesion during processing is an important quality control issue. In particular, when an impact is received in a low temperature range where the viscoelasticity of the coating film is lowered, a so-called chipping phenomenon may occur in which the alloy layer peels off and drops together with the coating film, which is a problem from the viewpoint of appearance and rust prevention. Become.

そこで、本発明では、不めっきが発生せず、耐チッピング性が良好な高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板を提案することを課題とするものである。   Accordingly, an object of the present invention is to propose a high-strength galvannealed steel sheet that does not cause non-plating and has good chipping resistance.

本発明は、Si、Mn等を含有する高強度鋼板のめっきの前処理としての連続焼鈍で、鋼板表面から5μm以下の結晶粒界と結晶粒内に、FeSiO、FeSiO、MnSiO、MnSiOから選ばれた1種以上のシリケートを含むSi酸化物がSiOより多く含まれる領域が、鋼板の厚さ方向において、鋼板表面側に位置するように連続焼鈍し、鋼中のSiが表面に濃化しないように連続焼鈍することで、不めっきを効果的に防止すると共に、鋼板とめっき界面のめっき側にGDSで読み取れるFe濃度15〜90%の領域を1.8〜3.5μmの厚さで存在させて、界面のFe濃度勾配を小さくすると、GA−TRIPのような高強度鋼板で、鋼板の硬度とΓ相の硬度の差が有っても、小石が当たるような数mmの単位のマクロ的な領域において、鋼板表面に硬度のなだらかな勾配が形成でき、高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板に小石等が当たっても、そのめっき表面からの衝撃に対して応力集中を緩和でき、耐チッピング性の向上を実現できることを見出して本発明を完成した。 The present invention is a continuous annealing as a pretreatment for plating a high-strength steel sheet containing Si, Mn, etc., and FeSiO 3 , Fe 2 SiO 4 , MnSiO 3 in the grain boundaries and crystal grains of 5 μm or less from the steel sheet surface. , Mn 2 regions Si oxide comprising at least one silicate selected from SiO 4 is contained more than SiO 2 is, in the thickness direction of the steel sheet, continuously so as to be positioned on the surface of the steel sheet side annealing, the steel By continuously annealing so that Si of the steel does not concentrate on the surface, non-plating is effectively prevented, and a region of Fe concentration 15 to 90% that can be read by GDS on the plating side of the steel plate and the plating interface is 1.8 to If the Fe concentration gradient at the interface is made small with a thickness of 3.5 μm, even if there is a difference between the hardness of the steel plate and the hardness of the Γ phase in a high-strength steel plate such as GA-TRIP, pebbles will hit. A few mm In a macroscopic area, a gentle gradient of hardness can be formed on the surface of the steel sheet, and even if pebbles hit the high-strength alloyed hot-dip galvanized steel sheet, stress concentration can be eased against the impact from the plated surface. The present invention has been completed by finding that chipping resistance can be improved.

本発明の要旨は、以下の通りである。   The gist of the present invention is as follows.

(1) 質量%で、
C:0.05〜0.25%、
Si:0.3〜2.5%、
Mn:1.5〜2.8%、
P:0.03%以下、
S:0.02%以下、
Al:0.005〜0.5%、
N:0.0060%以下を含有し、
残部Feおよび不可避的不純物からなる高強度鋼板の上に、合金化溶融亜鉛めっき層を有する高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板において、高強度鋼板とめっき層との界面から5μm以下の鋼板側の結晶粒界と結晶粒内にSiを含む酸化物が平均含有率0.6〜10質量%で存在し、鋼板とめっき層の界面からめっき側にGDSで読み取れるFe濃度15〜90%の領域が1.8〜3.5μmの厚さで存在し、めっき層中にSiを含む酸化物が平均含有率0.05〜1.5質量%で存在することを特徴とする耐チッピング性に優れた高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板。
(1) In mass%,
C: 0.05 to 0.25%
Si: 0.3 to 2.5%,
Mn: 1.5 to 2.8%,
P: 0.03% or less,
S: 0.02% or less,
Al: 0.005 to 0.5%,
N: 0.0060% or less,
In a high-strength galvannealed steel plate having an alloyed hot-dip galvanized layer on the high-strength steel plate composed of the remaining Fe and inevitable impurities, a crystal on the steel plate side of 5 μm or less from the interface between the high-strength steel plate and the plated layer An oxide containing Si is present at an average content of 0.6 to 10% by mass in grain boundaries and crystal grains, and a region having an Fe concentration of 15 to 90% that can be read by GDS from the interface between the steel sheet and the plating layer to the plating side is 1 High in excellent chipping resistance, characterized by being present in a thickness of .8 to 3.5 μm and having an average content of 0.05 to 1.5 mass% of oxide containing Si in the plating layer High strength alloyed hot dip galvanized steel sheet.

(2) 前記GDSで測定したFe濃度15〜90%の領域は、鋼板側に向かってFe濃度が大きくなる緩やかな濃度勾配を有することを特徴とする上記(1)に記載の耐チッピング性に優れた高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板。   (2) The region having an Fe concentration of 15 to 90% measured by the GDS has a gradual concentration gradient in which the Fe concentration increases toward the steel plate side. Excellent high-strength galvannealed steel sheet.

) 前記Siを含む酸化物がSiO、FeSiO、FeSiO、MnSiO、MnSiO、から選ばれた1種以上であることを特徴とする上記(1)記載の耐チッピング性に優れた高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板。
( 3 ) The oxide according to ( 1 ), wherein the Si-containing oxide is at least one selected from SiO 2 , FeSiO 3 , Fe 2 SiO 4 , MnSiO 3 , and Mn 2 SiO 4 . High-strength galvannealed steel sheet with excellent chipping properties.

前記高強度鋼板が、さらに質量%で、Nb、Ti、B、Mo、Cu、Ni、Zr、W、Co、Ca、希土類元素(Yを含む)、Vの一種以上を合計で1%以下含有することを特徴とする上記(1)〜()のいずれかに記載の耐チッピング性に優れた高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板。
( 4 ) The high-strength steel sheet is further in mass%, and Nb, Ti, B, Mo, Cu, Ni, Zr, W, Co, Ca, rare earth elements (including Y), and one or more of V are added in total. % High-strength galvannealed steel sheet excellent in chipping resistance according to any one of the above (1) to ( 3 ).

本発明によれば、Si、Mn等を含有する高強度鋼板にめっきを施した高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板において、不めっき欠陥をなくし、かつ耐チッピング性を改善することができるという顕著な効果を奏する。   According to the present invention, in a high-strength galvannealed steel sheet obtained by plating a high-strength steel sheet containing Si, Mn, etc., it is possible to eliminate non-plating defects and improve chipping resistance. There is an effect.

以下本発明を詳細に説明する。   The present invention will be described in detail below.

近年、自動車分野においては、自動車の燃費向上を目的とした軽量化のために鋼板の板厚を薄くし、かつ薄くしても必要とする強度を確保できる加工性に優れた高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板が必要とされてきている。   In recent years, in the automobile field, high-strength alloying and melting with excellent workability has been achieved to reduce the thickness of steel sheets for the purpose of improving the fuel efficiency of automobiles and to ensure the required strength even if they are thin. There is a need for galvanized steel sheets.

加工性を悪化させずに鋼板を高強度化するためには、SiやMn、Pといった元素を添加することが有効であるが、SiはFeよりも特に酸化し易いことから、Siを含有した鋼板を通常の溶融亜鉛めっき条件でめっきすると、焼鈍過程で鋼中のSiが表面に濃化し、不めっき欠陥の原因となることが知られている。   In order to increase the strength of the steel sheet without deteriorating workability, it is effective to add elements such as Si, Mn, and P. However, since Si is particularly easy to oxidize than Fe, it contains Si. It is known that when a steel plate is plated under normal hot dip galvanizing conditions, Si in the steel is concentrated on the surface during the annealing process, causing non-plating defects.

本発明者らの研究によると、高強度溶融亜鉛めっき鋼板に不めっき欠陥が生じると、外観不良を引き起こし、さらに、高強度溶融亜鉛めっき鋼板の不めっき欠陥を改善しただけでは耐チッピング性は改善できないことを知見した。   According to the study by the present inventors, when a non-plating defect occurs in a high-strength hot-dip galvanized steel sheet, it causes an appearance defect. Further, simply improving the non-plating defect in a high-strength hot-dip galvanized steel sheet improves chipping resistance. I knew that I couldn't.

そこで、本発明者らは、高強度溶融亜鉛めっき鋼板の耐チッピング性を改善することについて更に研究を進め、その結果、図1に示す様に、めっき層の鋼板側にGDSで読み取れるFe濃度15〜90質量%の領域が1.8〜3.5μmの厚さで存在し、この部分のFe濃度勾配が小さい(15%〜90質量%の濃度部分の厚みが大きい)と、鋼板側からめっき相中までの界面の硬度の勾配が小さくなるので、石の当たる大きさでの応力集中を緩和でき、また、Feの濃度勾配が形成されることで、めっき層と鋼板の界面に1.8〜3.5μmの厚さの範囲でFeの濃度勾配に反比例するZnの濃度勾配の緩やかな領域が形成されることとなる。そして、めっき層中にシリケートを多く含むSiの酸化物をSi濃度に換算して平均含有率0.05〜1.5質量%含有させることで、耐チッピング性が改善できることを見出して、本発明を完成した。
Accordingly, the present inventors have further researched on improving the chipping resistance of the high-strength hot-dip galvanized steel sheet, and as a result, as shown in FIG. When a region of ˜90 mass% is present with a thickness of 1.8 to 3.5 μm and the Fe concentration gradient in this portion is small (the thickness of the concentration portion of 15% to 90 mass% is large), plating is performed from the steel plate side. Since the gradient of the hardness of the interface up to the phase becomes small, the stress concentration at the size hit by the stone can be relaxed, and the concentration gradient of Fe is formed, so that the interface between the plating layer and the steel plate is 1.8. so that the loose areas of concentration gradient of Zn which is inversely proportional to the concentration gradient of Fe in the thickness range of ~3.5μm is formed. And it discovered that chipping resistance could be improved by converting the Si oxide containing a large amount of silicate in the plating layer into an Si concentration and adding an average content of 0.05 to 1.5% by mass. Was completed.

まず、従来の高Si鋼で耐チッピング性が悪かった理由を説明する。   First, the reason why the conventional high Si steel has poor chipping resistance will be described.

本発明者は、Si酸化物の悪影響を防止することについて研究をしたところ、Siの酸化物がSiOとして界面に層状となって残存すると耐チッピング性を劣化させることを見出した。 The inventor conducted research on the prevention of the adverse effects of Si oxides, and found that chipping resistance deteriorates when Si oxides remain in the form of SiO 2 as a layer at the interface.

溶融亜鉛めっきの前処理として鋼板に焼鈍を施すが、この焼鈍によって鋼板表面には、Siの酸化物が生成し、溶融めっきを施すとこのSiの酸化物がめっき層と鋼板の界面に層状となって残存する。Si酸化物はめっき界面から取り除くことはできず、小石等が当った衝撃で、Siの酸化物を起点として発生した亀裂が界面に沿って進展し、耐チッピング性を劣化させるものと考えられる。   As a pretreatment for hot dip galvanization, annealing is performed on the steel sheet. By this annealing, an oxide of Si is generated on the surface of the steel sheet. When hot dip plating is performed, the oxide of Si is layered on the interface between the plating layer and the steel sheet. Remains. It is considered that the Si oxide cannot be removed from the plating interface, and cracks generated from the Si oxide as a starting point develop along the interface due to the impact of the pebbles and the like, thereby deteriorating the chipping resistance.

特に、高Si鋼を焼鈍時に露点を下げ気味にして製造すると界面にSiOが層状に生成するので上記の現象が観察された。
更に、耐チッピング性は、亜鉛めっき密着性よりも界面の影響が大きいため、極微量であってもSiOが鋼板とめっき層の界面に残存していると、耐チッピング性を劣化させると考えられる。
In particular, when high-Si steel was produced with a low dew point during annealing, the above phenomenon was observed because SiO 2 was formed in layers at the interface.
Furthermore, since chipping resistance has a greater influence on the interface than galvanized adhesion, it is thought that chipping resistance deteriorates if SiO 2 remains at the interface between the steel sheet and the plating layer even in a very small amount. It is done.

合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、溶融めっき後直ちに合金化されるため、最表面に多少SiOが残っていてもその周囲から合金化が進行し、めっき密着性は問題無いと考えられる。しかし、このように界面で合金化速度に差がある場合、SiOが残っている周囲の合金化速度が大きくなるため、界面に残存するSiの酸化物の周囲には、硬くて脆いΓ相が生成し易くなり、耐チッピング性低下の原因となると考えられる。このため、良好な耐チッピング性を確保するためには、より厳密なSiOの制御が必要となると考えられる。この現象は、露点は層状のSiOが生成しないように高めに調整して不めっきは防止できるように調整するが、この場合でも鋼板表面にSi酸化物が残った場合に発生すると考えられる。 Since the alloyed hot-dip galvanized steel sheet is alloyed immediately after hot-dip plating, even if SiO 2 remains on the outermost surface, alloying proceeds from its periphery, and it is considered that there is no problem in plating adhesion. However, when there is a difference in the alloying speed at the interface in this way, the alloying speed around the SiO 2 remaining is increased, and therefore the hard and brittle Γ phase is formed around the Si oxide remaining at the interface. Is likely to be generated, and this is considered to cause a reduction in chipping resistance. For this reason, it is considered that more strict control of SiO 2 is required to ensure good chipping resistance. This phenomenon is adjusted such that the dew point is adjusted so as not to generate layered SiO 2 so that non-plating can be prevented. Even in this case, it is considered that this occurs when Si oxide remains on the surface of the steel sheet.

そこで、本発明者らは、高強度溶融亜鉛めっき鋼板の耐チッピング性を改善することについて更に研究を進め、その結果、めっき層の鋼板側にGDSで読み取れるFe濃度15〜90%の領域を1.8〜3.5μmの厚さで存在させ、めっき層中にシリケートを多く含むSiの酸化物をSi濃度に換算して平均含有率0.05〜1.5質量%含有させることで、耐チッピング性が改善できることを見出して、本発明を完成した。   Therefore, the present inventors have further researched on improving the chipping resistance of the high-strength hot-dip galvanized steel sheet, and as a result, an area having an Fe concentration of 15 to 90% that can be read by GDS is 1 on the steel sheet side of the plated layer. By adding a Si oxide containing a large amount of silicate in the plating layer to a Si concentration, the average content is 0.05 to 1.5% by mass. The present invention was completed by finding that the chipping property can be improved.

鋼板表面が上記の形状に至るまでの過程を以下に順を追って説明する。
上記の鋼板表面は次のような(1)〜(6)の過程を経て形成されると考えられる。
(1)酸化物の種類に差が出るように焼鈍する。
(2)鋼板表面に微視的凹凸を生成させる。
(3)めっき浴中でζ相を生成させる。
(4)見かけ上、酸化物がめっき層中に移動する
(5)合金化処理する。
(6)Fe濃度15〜90%の領域を1.8〜3.5μmの厚さで形成する。
The process until the steel plate surface reaches the above-mentioned shape will be described below in order.
It is considered that the steel sheet surface is formed through the following processes (1) to (6).
(1) Annealing so that there is a difference in the type of oxide.
(2) Microscopic irregularities are generated on the steel sheet surface.
(3) A ζ phase is generated in the plating bath.
(4) Apparently the oxide moves into the plating layer (5) Alloying treatment is performed.
(6) A region having an Fe concentration of 15 to 90% is formed with a thickness of 1.8 to 3.5 μm.

まず、(1)Siの酸化物は、鋼板表面に形成されるSiの酸化物として、FeSiO、FeSiO、MnSiO、MnSiO、から選ばれた1種以上を50質量%以上含有し、残部SiOからなるSiOの酸化物であり、FeSiO、FeSiO、MnSiO、MnSiOが鋼板表面側にあるように選択生成させる。この生成方法についての詳細は後述するが、焼鈍時の酸素ポテンシャルを従来に無く精密に制御すれば、従来知られていなかった酸化物分布に出来ることを発明者は見出している。 First, (1) Si oxide is 50% by mass of one or more selected from FeSiO 3 , Fe 2 SiO 4 , MnSiO 3 , Mn 2 SiO 4 as Si oxide formed on the surface of the steel sheet. or contains an oxide of SiO 2 to the balance SiO 2, FeSiO 3, Fe 2 SiO 4, MnSiO 3, Mn 2 SiO 4 is selectively generated so that the surface of the steel sheet side. Although details of this generation method will be described later, the inventors have found that if the oxygen potential during annealing is unprecedented and precisely controlled, an oxide distribution that has not been conventionally known can be obtained.

また、これらの酸化物は層状では無いので従来の低露点で製造した際のチッピング不良の問題点は解決できるが、これらの酸化物が合金化処理時に鋼板とめっき界面に存在するとΓ相が成長しやすくなりチッピング性を悪化する。   In addition, since these oxides are not layered, they can solve the problem of chipping failure when they are manufactured at a conventional low dew point. However, if these oxides are present at the steel plate and plating interface during the alloying process, the Γ phase grows. It becomes easy to do and chipping property deteriorates.

次に、(2)鋼板表面の直下に形成されるSiの酸化物の内、FeSiO、FeSiO、MnSiO、MnSiOが主体であると、これらの酸化物はSiOに比べて体積膨張が大きいので界面の微視的凹凸をより大きくすると考えられる。これは、内部酸化物の生成は雰囲気からの酸素の拡散と鋼板内部からのSiやMnの拡散により生じるので、酸化物中の酸素分子数が多いほど、大きな酸化物となり、その際に体積膨張を起こすと考えられる。 Next, (2) among the oxides of Si formed immediately below the surface of the steel sheet, if FeSiO 3 , Fe 2 SiO 4 , MnSiO 3 , Mn 2 SiO 4 are the main components, these oxides are converted into SiO 2 . Since the volume expansion is larger than that, it is considered that the microscopic unevenness of the interface becomes larger. This is because the generation of internal oxide is caused by the diffusion of oxygen from the atmosphere and the diffusion of Si and Mn from the inside of the steel sheet, so the larger the number of oxygen molecules in the oxide, the larger the oxide, and the volume expansion at that time It is thought to cause.

このようにSiの酸化物として鋼板表面部に形成される酸化物は、FeSiO、FeSiO、MnSiO、MnSiO、から選ばれた1種以上を50質量%以上含有し、残部SiOからなる酸化物であると、界面の微視的凹凸をより大きくすることを見出した。これに対して50%以下では微視的凹凸形成の効果が少なくなる。また、最終的には、これらの酸化物はめっき中に存在することになるが、めっき層中にシリケートを多く含むSiの酸化物をSi濃度に換算して平均含有率0.05〜1.5質量%含有していると、上記の効果を生じさせることを見出した。 Thus, the oxide formed on the steel sheet surface portion as an oxide of Si contains 50% by mass or more of one or more selected from FeSiO 3 , Fe 2 SiO 4 , MnSiO 3 , Mn 2 SiO 4 , It has been found that the microscopic unevenness of the interface is further increased when the oxide is composed of the remaining SiO 2 . On the other hand, if it is 50% or less, the effect of forming microscopic unevenness is reduced. In the end, these oxides are present during plating, but an average content of 0.05 to 1 is calculated by converting Si oxide containing a large amount of silicate in the plating layer into Si concentration. It has been found that when the content is 5% by mass, the above-described effect is produced.

併せて、最終的にめっき界面の鋼板側の内部にはSiOが主体の酸化物が有り、その濃度がSiを含む酸化物の平均含有率で0.6〜10質量%であることが、上記の酸化物をめっき層中に存在される為の条件であることを見出した。 In addition, there is finally an oxide mainly composed of SiO 2 inside the steel plate side of the plating interface, and its concentration is 0.6 to 10% by mass in terms of the average content of oxide containing Si. The present inventors have found that the above-mentioned oxide is a condition for being present in the plating layer.

(3)次にめっき浴中でζ相を生成させる。   (3) Next, a ζ phase is generated in the plating bath.

後述するように、鋼板表面にζ相が生成するとめっき層と鋼板界面に存在する酸化物をめっき層中に移動できるので、酸化物の周囲から硬くて脆いΓ相が生成することを抑制出来る。   As will be described later, when the ζ phase is generated on the surface of the steel sheet, the oxide present at the interface between the plating layer and the steel sheet can be moved into the plating layer, so that generation of a hard and brittle Γ phase from the periphery of the oxide can be suppressed.

めっき浴中でζ相が生成することはIF鋼では知られている。   It is known in IF steel that the ζ phase is formed in the plating bath.

しかし、高Si鋼はIF鋼に比べて粒界偏析が大きいので、粒界からのFe−Zn合金の成長が起き難い。しかし、発明者は、前述した焼鈍時の酸素ポテンシャルを適正に調整した後に合金化処理前にめっき浴中でめっき浴から鋼板への熱伝達を促進すると、めっき浴中でζ相が充分に成長することを見出した。
焼鈍時の酸素ポテンシャルを適正に調整した後に、めっき浴中に鋼板を浸漬した際に生成するζ相について観察した結果を図2に示す。
この様に、合金化処理前に、既にζ相が生成していることを発明者は見出した。
However, since high Si steel has larger grain boundary segregation than IF steel, it is difficult for the Fe—Zn alloy to grow from the grain boundary. However, the inventor, after appropriately adjusting the oxygen potential at the time of annealing described above, promotes heat transfer from the plating bath to the steel plate in the plating bath before the alloying treatment, so that the ζ phase is sufficiently grown in the plating bath. I found out.
FIG. 2 shows the result of observation of the ζ phase generated when the steel plate is immersed in the plating bath after the oxygen potential during annealing is properly adjusted.
Thus, the inventor has found that the ζ phase has already been formed before the alloying treatment.

まず、ζ相の成長過程を説明する。ζ相1aは、めっき浴中の亜鉛が鋼板と接した部位で鋼板のFeとZnが反応して生成する。このため鋼板表面はζ相で置換される為に鋼板とめっき層の界面は鋼板側に移動する。このためζ相が成長する為には界面へのZnの拡散が必要となり、このZnは溶融しているめっき浴中から供給される。したがって、ζ相の成長はZnの拡散律速になる。この拡散は温度が高いほど大きくなる。この為には、めっき浴中でめっき浴から鋼板への熱伝達を促進することが重要になる。この為に発明者は鋼板がめっき浴に侵入する際に、例えば特開2003−293107号公報で、鋼板を溶融金属浴に導くスナウト内の鋼板幅方向両端に1台ずつメタルポンプを配置し、1台をスナウト内吐出型、他1台をスナウト内吸引型とし、該スナウト内吐出型のメタルポンプは吐出口高さを可変機構とし、かつスナウト内鋼板表裏面に吐出口を鋼板面および金属浴面に平行に1個ずつ配設したことを特徴とする外観性に優れた溶融金属めっき装置として提案されている装置中のメタルポンプを用いて横向き流を鋼板周囲に発生させれば熱伝達が促進することを見出した。しかし、鋼板は移動しているので、熱伝達を促進するには、界面の境界層流れの勾配を大きくする必要があるので、この速度は鋼板の通板速度と略同等の必要がある。具体的には0.3m/sから2.5m/sの範囲に調整すると熱伝達が促進することを見出した。0.3m/s以下では熱伝達の促進が充分でなくζ相の厚みの成長が充分でない。また2.5m/s以上であるとζ相の成長が更に促進されなくなる。尚、ドロスや流れ模様を厳格に抑制する為には、特開2003−293107号公報で示されている0.5m/s〜1.5m/sの範囲を選ぶ必要があるが、チッピング防止の為にはこの範囲で無くても良い。   First, the growth process of the ζ phase will be described. The ζ phase 1a is generated by the reaction of Fe and Zn in the steel sheet at the site where zinc in the plating bath is in contact with the steel sheet. For this reason, since the steel plate surface is replaced by the ζ phase, the interface between the steel plate and the plating layer moves to the steel plate side. Therefore, in order for the ζ phase to grow, it is necessary to diffuse Zn into the interface, and this Zn is supplied from the molten plating bath. Therefore, the growth of the ζ phase becomes Zn diffusion-limited. This diffusion increases as the temperature increases. For this purpose, it is important to promote heat transfer from the plating bath to the steel plate in the plating bath. For this reason, when the steel sheet enters the plating bath, the inventor, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-293107, arranges one metal pump at each end in the steel sheet width direction in the snout for guiding the steel sheet to the molten metal bath, One is a discharge type in the snout, the other is a suction type in the snout, and the metal pump of the discharge type in the snout has a variable discharge port height. Heat transfer if a transverse flow is generated around the steel plate using a metal pump in the apparatus that has been proposed as a molten metal plating apparatus with excellent appearance, characterized by being arranged one by one parallel to the bath surface Found to promote. However, since the steel sheet is moving, it is necessary to increase the gradient of the boundary layer flow at the interface in order to promote heat transfer, so this speed needs to be approximately equal to the plate passing speed of the steel sheet. Specifically, it has been found that heat transfer is promoted by adjusting the range from 0.3 m / s to 2.5 m / s. If it is 0.3 m / s or less, the heat transfer is not sufficiently promoted and the thickness of the ζ phase is not sufficiently grown. If it is 2.5 m / s or more, the growth of the ζ phase is not further promoted. In order to strictly control dross and flow patterns, it is necessary to select the range of 0.5 m / s to 1.5 m / s shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-293107. For this purpose, this range is not necessary.

(3’)焼鈍時酸素ポテンシャルのζ相生成に及ぼす影響。   (3 ') Effect of oxygen potential during annealing on ζ phase generation.

発明者は、不適切な酸素ポテンシャル下で焼鈍した鋼板からは、ζ相が充分に成長しないことを併せて見出した。   The inventor has also found that the ζ phase does not grow sufficiently from a steel sheet annealed under an inappropriate oxygen potential.

逆に、適正な酸素ポテンシャル下で焼鈍した鋼板からは、流動が無い状態でも、めっき浴の温度とめっき浴中の浸漬時間を適正に選ぶと、流動が有る状態ほどでは無いがζ相が生成、発達することが判った。   Conversely, from a steel sheet annealed under an appropriate oxygen potential, even if there is no flow, if the temperature of the plating bath and the immersion time in the plating bath are properly selected, the ζ phase is generated, although not as much as in the state of flow. , It was found to develop.

適正な酸素ポテンシャル下での焼鈍とは、前述した鋼板表面の直下に形成されるSiの酸化物の内、FeSiO、FeSiO、MnSiO、MnSiOが主体に形成されるような焼鈍条件である。このような酸化物が生成すると表面に微視的凹凸が形成させるので、めっき浴中で実効の界面積が増加すること、微視的凹凸が形成する際には表面の変形が起きるので、めっき浴に入る前の鋼板表面には転位が比較的多く存在するのでZnの拡散が促進されること、このような酸化物が生成する状態では、不適切な酸素ポテンシャルが低い状態で焼鈍した場合の様に、表面の成分濃化層が生成しないのでZnが拡散しやすいこと等が考えられる。 Annealing under an appropriate oxygen potential is such that FeSiO 3 , Fe 2 SiO 4 , MnSiO 3 , and Mn 2 SiO 4 are mainly formed among the above-mentioned Si oxides formed immediately below the steel sheet surface. Annealing conditions. When such oxides are formed, microscopic irregularities are formed on the surface, so that the effective interfacial area increases in the plating bath, and surface deformation occurs when microscopic irregularities are formed. Since there are relatively many dislocations on the surface of the steel plate before entering the bath, the diffusion of Zn is promoted, and in the state where such an oxide is generated, the case where annealing is performed with an inappropriate low oxygen potential. Similarly, it is conceivable that Zn is easily diffused because no component concentrated layer is formed on the surface.

発明者が流動の無い状態でζ相が成長する条件を調べたところ、適正な酸素ポテンシャル下で焼鈍することを前提に、以下の条件であれば、浴中Alが0.08%でζ相が生成することを確認した。   The inventors investigated the conditions under which the ζ phase grows in the absence of flow. Assuming that annealing is performed under an appropriate oxygen potential, the following conditions result in 0.08% Al in the bath and the ζ phase. Was confirmed to be generated.

この浴中Al濃度は0.07%から0.1%の範囲でも同様にζ相が生成するが、ζ相の生成密度や生成厚みは浴中Alが0.08%の時が最適であった。
浴温 浸漬時間
440℃ 2.5s以上
450℃ 2s以上
460℃ 1.5s以上
尚、この流動の速度が0.3m/sや0.5m/sと小さい時には、鋼板のチッピング性は評点2であり流動が有る場合(チッピング性は評点1)よりは劣っていたが、使用範囲として満足できるものであった。
Similarly, the ζ phase is generated even when the Al concentration in the bath is in the range of 0.07% to 0.1%. However, the formation density and thickness of the ζ phase are optimal when the Al content in the bath is 0.08%. It was.
Bath temperature Immersion time 440 ° C. 2.5 s or more 450 ° C. 2 s or more 460 ° C. 1.5 s or more In addition, when the flow rate is as small as 0.3 m / s or 0.5 m / s, the chipping property of the steel sheet is rated 2. Although it was inferior to the case where there was fluidity (the chipping property was 1), it was satisfactory as the range of use.

(4)ζ相がめっき浴中で生成して成長すると、見かけ上、酸化物がめっき層中に移動する。これは、Fe−Zn界面がZnの拡散によりFe側に移動する為である。この結果、鋼板表面にζ相が生成するとめっき層と鋼板界面に存在する酸化物をめっき層中に移動できる。更にこの際にFe−Zn界面にはζ相が生成するので、粒状の酸化物をまわり込む形でζ相が成長を続けるので、界面に接する酸化物の縁周囲から硬くて脆いΓ相が生成することを抑制出来る。   (4) When the ζ phase is generated and grown in the plating bath, the oxide apparently moves into the plating layer. This is because the Fe—Zn interface moves to the Fe side due to the diffusion of Zn. As a result, when the ζ phase is generated on the surface of the steel sheet, the oxide present at the interface between the plating layer and the steel sheet can be moved into the plating layer. Furthermore, since a ζ phase is generated at the Fe-Zn interface at this time, the ζ phase continues to grow around the granular oxide, so that a hard and brittle Γ phase is generated from the periphery of the oxide in contact with the interface. Can be suppressed.

めっき層中に酸化物が移動することによりシリケートを多く含むSiの酸化物をSi濃度に換算して平均含有率0.05〜1.5質量%含有することになる。
(5)合金化処理する。
When the oxide moves in the plating layer, the Si oxide containing a large amount of silicate is converted to the Si concentration and the average content is 0.05 to 1.5 mass%.
(5) Alloying treatment is performed.

本発明における合金化温度は、目的としためっき層が得られれば何度でも構わない。合金化温度が高いと、合金化が進み過ぎてめっき鋼板界面に脆いΓ相が厚くできるため、加工時のめっき密着力が低下すると共にチッピング性を劣化させるため、合金化温度は低い方が好ましい。また、合金化処理時間(3〜60秒)を制御することにより、Feのめっき層中への拡散を制御し、鋼板とめっき層との間にGDSで読み取れるFe濃度15〜90%の領域を、1.8〜3.5μmの厚さで存在させるようにすることができる。   The alloying temperature in the present invention may be any number as long as the intended plating layer is obtained. When the alloying temperature is high, the alloying proceeds too much, and the brittle Γ phase can be thickened at the plated steel plate interface, so that the plating adhesion at the time of processing is lowered and the chipping property is deteriorated. Therefore, the lower alloying temperature is preferable. . Moreover, by controlling the alloying treatment time (3 to 60 seconds), the diffusion of Fe into the plating layer is controlled, and a region having an Fe concentration of 15 to 90% that can be read by GDS between the steel sheet and the plating layer. , And a thickness of 1.8 to 3.5 μm.

3秒未満であると、合金化後に界面にξ相が残存することがある。また、60秒を超えるとめっき層中のFe濃度が12%を超えることがある。   If it is less than 3 seconds, the ξ phase may remain at the interface after alloying. On the other hand, if it exceeds 60 seconds, the Fe concentration in the plating layer may exceed 12%.

尚、酸化物を界面から移動させること、Fe濃度15〜90質量%の領域を、1.8〜3.5μmの厚さで存在させるようにすることの為には、めっき浴中で、ζ相の厚みを2μmから4μm程度に発達させることが好ましい。また、Fe濃度15〜90質量%の領域では、Fe−Zn合金めっき層であるため当然のことながら、Zn濃度がFe濃度の値に反比例する領域が形成される。 In order to move the oxide from the interface and to make the Fe concentration region of 15 to 90% by mass exist in a thickness of 1.8 to 3.5 μm, in the plating bath, It is preferable to develop the phase thickness to about 2 μm to 4 μm. Further, in the region of the Fe concentration from 15 to 90 wt%, it will be appreciated that for a Fe-Zn alloy plating layer, region Zn concentration is inversely proportional to the value of F e concentration is formed.

合金化温度にも因るが、合金化温度が比較的高い場合には、酸化物の下側にΓ相が層状に生成する。また、合金化温度が比較的低い場合には、Γ相が界面に生成しない場合もある。   Although depending on the alloying temperature, when the alloying temperature is relatively high, a Γ phase is formed in a layer on the lower side of the oxide. When the alloying temperature is relatively low, the Γ phase may not be generated at the interface.

(6)GDSでマクロ的に4mm径の部分を測定してFe濃度15〜90%の領域を1.8〜3.5μmの厚さで形成する。   (6) A 4 mm diameter portion is measured macroscopically by GDS to form a region having an Fe concentration of 15 to 90% with a thickness of 1.8 to 3.5 μm.

まず、鋼板表面の微視的な凹凸が大きいとGDSでマクロ的に測定するとFe濃度15〜90%の領域の厚みが増加する。   First, if the microscopic irregularities on the surface of the steel sheet are large, the thickness of a region having an Fe concentration of 15 to 90% increases when measured macroscopically by GDS.

また、めっき浴中でζ相の厚みが充分に成長すると、合金化処理前の界面でのFe初期濃度が、ζ相が成長していない時に比べて大きくなるので、結果として合金化後の界面のFe濃度が高くなり、Fe濃度15〜90%の領域の厚みが増加すると考えられる。
更に、ζ相が充分に成長しないまま界面にfccの結晶構造を持つΓ相やSi酸化物が存在している時に比べて、斜方晶であるζ相が十分に発達している方が合金化時にFeの拡散がより進行することも推測できる。
In addition, if the thickness of the ζ phase is sufficiently grown in the plating bath, the initial Fe concentration at the interface before the alloying treatment becomes larger than when the ζ phase is not grown. It is considered that the Fe concentration increases, and the thickness of the region having the Fe concentration of 15 to 90% increases.
Furthermore, it is preferable that the orthorhombic ζ phase is sufficiently developed compared to the case where a Γ phase or Si oxide having an fcc crystal structure is present at the interface without the ζ phase growing sufficiently. It can also be estimated that the diffusion of Fe further proceeds during the conversion.

このように、Fe濃度勾配が小さい(15%〜90%の濃度部分の厚みが大きい)と、マクロ的に鋼板側からめっき相中までの界面の硬度の勾配が小さくなるので、石の当たる大きさでの応力集中を緩和できる理由は以下の様に推定される。   Thus, when the Fe concentration gradient is small (the thickness of the concentration portion of 15% to 90% is large), the gradient of the hardness of the interface from the steel plate side to the plating phase becomes small macroscopically. The reason why the stress concentration can be relaxed is estimated as follows.

Fe−Zn合金めっき層は、Znめっき中に鋼板中のFeが拡散したΓ相、δ1相、およびζ相から構成される。めっき層中のΓ相の硬さはHv=326(Fe濃度:21.7〜27.7%)、δ1相はHv=284〜300(Fe:濃度7.3〜11.3%)、ζ相はHv=200(Fe濃度:5.8〜6.2%)である。また、鋼板のフィライト相はHv=150〜200、残留オーステナイト相などの硬質相はHv=300〜500と言われている。   The Fe—Zn alloy plating layer is composed of a Γ phase, a δ1 phase, and a ζ phase in which Fe in the steel sheet is diffused during Zn plating. The hardness of the Γ phase in the plating layer is Hv = 326 (Fe concentration: 21.7-27.7%), the δ1 phase is Hv = 284-300 (Fe: concentration 7.3-11.3%), ζ The phase is Hv = 200 (Fe concentration: 5.8 to 6.2%). Moreover, it is said that the phylite phase of a steel plate is Hv = 150-200, and hard phases, such as a retained austenite phase, are Hv = 300-500.

本発明においては、耐チッピング性向上を目的として、GDS(グロー放電分光分析)で読み取れるFe濃度15〜90%の領域が鋼板とめっき界面のめっき側に1.8〜3.5μmの厚さで存在することを特徴とする。   In the present invention, for the purpose of improving chipping resistance, an Fe concentration of 15 to 90%, which can be read by GDS (glow discharge spectroscopic analysis), is 1.8 to 3.5 μm thick on the plating side of the steel plate and the plating interface. It is characterized by the existence.

GDSで読み取れるFe濃度が15%未満である領域はめっき主体の領域に相当し、Fe濃度が90%を超える領域は鋼板主体の領域に相当する。Fe濃度15〜90%の領域はめっきと鋼板が存在する領域に相当し、この領域では鋼板側にはフェライト相と残留オーステナイト相などの硬質相、めっき側には、層状のΓ相やδ1相が混在している。したがって、これらの領域内では、Fe濃度が高くなるにつれて、フェライト相が含まれる割合が多くなるので、めっき表面から鋼板側に進むにつれてマクロ的な硬度が低下することになる。このことにより表面の衝撃エネルギーが除々に弾性エネルギーに変換されるので界面での応力集中を緩和することが出来る。   A region where the Fe concentration read by GDS is less than 15% corresponds to a plating-based region, and a region where the Fe concentration exceeds 90% corresponds to a steel plate-based region. The region where the Fe concentration is 15 to 90% corresponds to the region where the plating and the steel plate exist. In this region, a hard phase such as a ferrite phase and a retained austenite phase is present on the steel plate side, and a layered Γ phase or δ1 phase is present on the plating side. Are mixed. Therefore, in these regions, as the Fe concentration increases, the proportion of the ferrite phase increases, so that the macro hardness decreases as it proceeds from the plating surface to the steel plate side. As a result, the impact energy of the surface is gradually converted into elastic energy, so that stress concentration at the interface can be relaxed.

この様に、Siの高いGA−TRIPのような高強度鋼板ではFe濃度15〜90%の領域を広く選ぶとミリ単位のマクロ的領域で応力を緩和できる。前述した様に、界面にはSi酸化物が存在しないように制御できるが、工業的には、万が一界面にSi酸化物が残留してその縁部から例えば1.5μm程度のΓ相が極めて部分的に(例えば4mm径の領域内に数個)存在したとしても、Fe濃度15〜90%の領域の方がΓ相より大きいので、耐チッピング性を確保できると考えられる。   As described above, in a high-strength steel sheet such as GA-TRIP having a high Si, stress can be relieved in a macroscopic region of millimeter units when a region having an Fe concentration of 15 to 90% is selected widely. As described above, it can be controlled so that Si oxide does not exist at the interface, but industrially, Si oxide should remain at the interface and a Γ phase of about 1.5 μm, for example, is extremely part from the edge. Even if there are several (for example, several in a 4 mm diameter region), the region having an Fe concentration of 15 to 90% is larger than the Γ phase, so that chipping resistance can be ensured.

上記の様に、高Si鋼では、条件を適正に選べば、めっき浴内でζ相が生成して、その後のめっき層内の相変化に影響を与えることが解った。従来、IF鋼でも合金化前にζ相が生成する。しかし、合金化は主に合金化処理の過程で粒界からのアウトバーストが主体となり進行するとされている。したがって、測定例は無いが、IF鋼の場合に合金化処理過程でFe濃度が増加すると、そのFe濃度に比例してΓ相が成長すると推定される。したがって、IF鋼の場合には、Fe濃度15〜90%の領域が増加するとチッピング性は悪くなると推定される。   As described above, it was found that in the high-Si steel, if the conditions are appropriately selected, the ζ phase is generated in the plating bath and affects the subsequent phase change in the plating layer. Conventionally, ζ phase is generated before alloying even in IF steel. However, alloying is said to proceed mainly by outburst from grain boundaries during the alloying process. Therefore, although there is no measurement example, in the case of IF steel, when the Fe concentration increases during the alloying process, it is estimated that the Γ phase grows in proportion to the Fe concentration. Therefore, in the case of IF steel, it is estimated that the chipping property deteriorates when the Fe concentration region increases in the range of 15 to 90%.

このように現象は複雑で有るが、結果的にめっき合金化処理後の鋼板表面に顕著に現れる現象としてはGDSのようにマクロ的な範囲を分析することでわかるFe濃度15〜90%の領域が1.8〜3.5μmの厚さで存在することと、めっき層中にシリケートを多く含むSiの酸化物をSi濃度に換算して平均含有率0.05〜1.5質量%含有していること、鋼板内部にはSiOが主体の酸化物が有り、その濃度がSiを含む酸化物の平均含有率で0.6〜10質量%であることである。 As described above, the phenomenon is complicated, but as a phenomenon that appears conspicuously on the surface of the steel sheet after the plating alloying treatment, an Fe concentration range of 15 to 90% can be understood by analyzing a macro range such as GDS. Is present in a thickness of 1.8 to 3.5 μm, and an Si content containing a large amount of silicate in the plating layer is converted to a Si concentration and contains an average content of 0.05 to 1.5 mass%. That is, there is an oxide mainly composed of SiO 2 inside the steel plate, and the concentration thereof is 0.6 to 10% by mass in terms of the average content of the oxide containing Si.

特にFe濃度15〜90%の領域が1.8〜3.5μmの厚さで存在することは、ミクロ的には界面の微視的凹凸が存在することや、ζ相の厚みが充分に成長していることや、Γ相が層状に発達していることに関係している。また、マクロ的には小石の当たる4mm程度の大きさの領域で界面のFeの濃度勾配が小さいことが界面の応力集中の緩和に効果的であることを示している。   In particular, the presence of a region with an Fe concentration of 15 to 90% with a thickness of 1.8 to 3.5 μm means that microscopic unevenness of the interface exists microscopically, and the thickness of the ζ phase grows sufficiently. And the fact that the Γ phase is developed in layers. Further, in a macro view, a small concentration gradient of Fe at the interface in a region of about 4 mm where pebbles hit is effective for reducing stress concentration at the interface.

尚、これらのことを説明する為に図3(a)〜(d)に模式図で界面の状態を示す。   In order to explain these, FIGS. 3A to 3D schematically show the interface state.

図に示す様に、界面では微細な凹凸があり、またζ相もその界面に沿って存在していたので、GDSで界面のFe濃度を測定した場合には、これらの凹凸を含んだ領域がFe濃度で15%〜90%の領域として検出される。   As shown in the figure, there were fine irregularities at the interface, and the ζ phase was also present along the interface. Therefore, when the Fe concentration at the interface was measured by GDS, the region including these irregularities was It is detected as a region of 15% to 90% in Fe concentration.

焼鈍時の雰囲気中の酸素ポテンシャルが低い時(図3(a))の時には、界面にシリカ3が存在して、その間からΓ相5が大きく成長してチッピング性を悪化させていた。また、酸素ポテンシャルを少し高くしても(図3(b))界面には、シリカ3やシリケート4が存在することが多く、その間からΓ相5が大きく成長してチッピング性を悪化させていた。一方、酸素ポテンシャルを適正に調整して、スナウト内に流動を与える(図3(d))と、浴中で生成した旧ζ相1bが見られるが、界面にシリカ3やシリケート4が存在することが非常に少なくなり、またΓ相5が大きく成長することが非常に少なくなり耐チッピング性が改善した。しかし、酸素ポテンシャルを適正に調整しても、スナウト内に流動を与えなかった場合(図3(c))には、界面にシリカ3やシリケート4が残りΓ相5が大きく成長する場合が残り耐チッピング性の改善代は少なかった。   When the oxygen potential in the atmosphere during annealing was low (FIG. 3 (a)), silica 3 was present at the interface, and Γ phase 5 grew greatly from that time to deteriorate the chipping property. Further, even if the oxygen potential is slightly increased (FIG. 3B), silica 3 and silicate 4 are often present at the interface, and Γ phase 5 grows greatly from there and deteriorates the chipping property. . On the other hand, when the oxygen potential is appropriately adjusted and a flow is provided in the snout (FIG. 3 (d)), the old ζ phase 1b generated in the bath is observed, but silica 3 and silicate 4 are present at the interface. And the chipping resistance was improved because the Γ phase 5 did not grow significantly. However, even if the oxygen potential is adjusted appropriately, if no flow is given into the snout (FIG. 3 (c)), there remains a case where the silica 3 and the silicate 4 remain at the interface and the Γ phase 5 grows greatly. There was little cost to improve chipping resistance.

上述した様に、Siが高い高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板においては、焼鈍雰囲気中の酸素ポテンシャルの適正な調整により酸化物の存在形態を調整することと、めっき浴のスナウト内で浴を幅方向に流動させることがζ相の形成とそれに引き続く合金化処理でのめっき界面でのFe濃化層の形成に大きく影響している。例えば、結果としてめっき界面近傍の鋼板内に存在する酸化物のSi濃度が0.6%〜10%の場合から外れて、10%を超える場合には、シリケートよりもシリカが多い酸素ポテンシャルが適正値よりも低い値になっており、シリケートによるめっき前の微細な凹凸が小さくなる。反対に0.6%未満で有った時には、シリカが充分に生成せずにシリケートが多すぎる状態になる。この場合には、鉄酸化物が表面に形成されやすくなり、ζ相の形成を阻害する。   As described above, in high-strength galvannealed steel sheets with high Si, the presence of oxides should be adjusted by appropriately adjusting the oxygen potential in the annealing atmosphere, and the width of the bath should be adjusted within the plating bath snout. The flow in the direction greatly affects the formation of the ζ phase and the formation of the Fe concentrated layer at the plating interface in the subsequent alloying treatment. For example, if the Si concentration of the oxide existing in the steel plate near the plating interface is outside the case of 0.6% to 10% and exceeds 10%, the oxygen potential with more silica than silicate is appropriate. The value is lower than the value, and fine irregularities before plating by silicate are reduced. On the other hand, when it is less than 0.6%, the silica is not sufficiently formed and the silicate is too much. In this case, iron oxide is likely to be formed on the surface and inhibits formation of ζ phase.

めっき中に存在するSiが0.05%〜1.5%の場合から外れて1.5%を超える場合には、シリケートよりもシリカが多い酸素ポテンシャルが適正値よりも低い値になっており、シリケートによるめっき前の微細な凹凸が小さくなりζ相の形成が遅れる。   If the Si present in the plating is out of the range of 0.05% to 1.5% and exceeds 1.5%, the oxygen potential with more silica than silicate is lower than the appropriate value. The fine irregularities before plating by silicate are reduced, and the formation of the ζ phase is delayed.

反対に0.05%未満であった時には、シリカが充分に生成せずにシリケートが多すぎる状態になる。この場合には、鉄酸化物が表面に形成されやすくなり、ζ相の形成を阻害する。   On the other hand, when it is less than 0.05%, the silica is not sufficiently formed and the silicate becomes too much. In this case, iron oxide is likely to be formed on the surface and inhibits formation of ζ phase.

上記のSi濃度範囲を満たしても、流動速度が0.3m/s〜2.5m/sを外れて0.3m/s未満の場合には、めっき浴内での熱伝達が充分でなく、ζ相の成長が遅れる。また、2.5m/sを超える場合には、熱伝達が過剰になり粗大なζ相が形成しやすくなり、めっきにムラが現れる。   Even if the Si concentration range is satisfied, if the flow rate is less than 0.3 m / s out of 0.3 m / s to 2.5 m / s, heat transfer in the plating bath is not sufficient, The growth of ζ phase is delayed. On the other hand, when it exceeds 2.5 m / s, the heat transfer becomes excessive and a coarse ζ phase is easily formed, and unevenness appears in the plating.

また、シリケートが多い酸化物条件、即ち、めっき界面近傍の鋼板内に存在する酸化物のSi濃度が0.6%以上で近傍であり、めっき中に存在するSiが0.05%以上で近傍となるような条件下では、流動速度は1.2m/sと小さくてもζ相が充分形成する。   In addition, oxide conditions with many silicates, that is, the Si concentration in the steel sheet in the vicinity of the plating interface is in the vicinity when the Si concentration is 0.6% or more, and the Si existing in the plating is in the vicinity when it is 0.05% or more. Under such conditions, the ζ phase is sufficiently formed even if the flow velocity is as small as 1.2 m / s.

しかし、めっき界面近傍の鋼板内に存在する酸化物のSi濃度が10%以下で近傍であり、めっき中に存在するSiが1.5%以下で近傍となるような条件下では、流動速度は2.5m/sと近傍と大きい方がζ相が形成しやすい。   However, under conditions where the Si concentration of the oxide present in the steel plate near the plating interface is near at 10% or less, and the Si concentration in the plating is near at 1.5% or less, the flow rate is The ζ phase is more likely to be formed in the vicinity of 2.5 m / s and larger.

これらの結果から、合金化処理の結果、Fe濃度15〜90%の領域が1.8〜3.5μmになると耐チッピング性が良好になる。1.8μm未満の場合には、耐チッピング評点が3以下になり不良である。反対に3.5μm以上になる条件であると、めっき中のFe濃度が12%を超えて適正でない。   From these results, as a result of the alloying treatment, the chipping resistance is improved when the Fe concentration of 15 to 90% is 1.8 to 3.5 μm. When the thickness is less than 1.8 μm, the chipping resistance score is 3 or less, which is not good. On the contrary, if the condition is 3.5 μm or more, the Fe concentration during plating exceeds 12% and is not appropriate.

次に、加工性に優れた高強度鋼板とするための鋼成分を限定した理由について説明する。   Next, the reason why the steel components for obtaining a high-strength steel plate excellent in workability is limited will be described.

鋼板の成分であるC、Si、Mn、P、S、Al、Nの数値限定理由について述べる。   The reasons for limiting the numerical values of C, Si, Mn, P, S, Al, and N, which are components of the steel sheet, will be described.

C:0.05〜0.25%、
Cはマルテンサイトや残留オーステナイトによる組織強化で鋼板を高強度化しようとする場合に必須の元素である。Cの含有量を0.05%以上とする理由は、Cが0.05%未満ではミストや噴流水を冷却媒体として焼鈍温度から急速冷却することが困難な溶融亜鉛めっきラインにおいてセメンタイトやパーライトが生成しやすく、必要とする引張強さの確保が困難であるためである。一方、Cの含有量を0.25%以下とする理由は、Cが0.25%を超えると、スポット溶接で健全な溶接部を形成することが困難となると同時にCの偏析が顕著となり加工性が劣化するためである。
C: 0.05 to 0.25%
C is an essential element for increasing the strength of a steel sheet by strengthening the structure with martensite or retained austenite. The reason why the C content is 0.05% or more is that when C is less than 0.05%, cementite and pearlite are not easily formed in a hot dip galvanizing line where mist or jet water is difficult to rapidly cool from the annealing temperature. This is because it is easy to produce and it is difficult to ensure the required tensile strength. On the other hand, the reason why the C content is 0.25% or less is that when C exceeds 0.25%, it becomes difficult to form a sound weld by spot welding, and at the same time, segregation of C becomes prominent. This is because the property deteriorates.

Si:0.3〜2.5%、
Siは鋼板の加工性、特に伸びを大きく損なうことなく強度を増す元素として0.3〜2.5%添加する。Siの含有量を0.3%以上とする理由は、Siが0.3%未満では必要とする引張強さの確保が困難であるためであり、Siの含有量を2.5%以下とする理由は、Siが2.5%を超えると強度を増す効果が飽和すると共に延性の低下が起こるためである。望ましくは、C含有量の4倍以上の質量%とすることで、めっき直後に行う合金化処理のための再加熱でパーライトおよびベイナイト変態の進行を著しく遅滞させ、室温まで冷却後にも体積率で3〜20%のマルテンサイトおよび残留オーステナイトがフェライト中に混在する金属組織とすることができる。
Si: 0.3 to 2.5%,
Si is added in an amount of 0.3 to 2.5% as an element that increases the strength without significantly impairing the workability of the steel sheet, particularly the elongation. The reason why the Si content is 0.3% or more is that it is difficult to ensure the required tensile strength when Si is less than 0.3%, and the Si content is 2.5% or less. The reason for this is that when Si exceeds 2.5%, the effect of increasing the strength is saturated and the ductility is lowered. Desirably, by setting the mass% to 4% or more of the C content, the progress of pearlite and bainite transformation is significantly retarded by reheating for the alloying treatment performed immediately after plating, and even after cooling to room temperature, the volume ratio A metal structure in which 3 to 20% of martensite and retained austenite are mixed in the ferrite can be obtained.

尚、Si濃度は、鋼板の伸び、強度、耐チッピング性を考慮すると0.6%から1.6%の範囲が製造しやすく好ましい。   The Si concentration is preferably in the range of 0.6% to 1.6% in consideration of the elongation, strength, and chipping resistance of the steel sheet.

Mn:1.5〜2.8%、
MnはCとともにオーステナイトの自由エネルギーを下げるため、めっき浴に鋼帯を浸漬するまでの間にオーステナイトを安定化する目的で1.5%以上添加する。また、C含有量の12倍以上の質量%を添加することにより、めっき直後に行う合金化処理のための再加熱でパーライトおよびベイナイト変態の進行を著しく遅滞させ、室温まで冷却後にも体積率で3〜20%のマルテンサイトおよび残留オーステナイトがフェライト中に混在する金属組織とできる。しかし添加量が過大になるとスラブに割れが生じやすく、またスポット溶接性も劣化するため、2.8%を上限とする。
Mn: 1.5 to 2.8%,
Since Mn lowers the free energy of austenite together with C, 1.5% or more is added for the purpose of stabilizing austenite until the steel strip is immersed in the plating bath. In addition, by adding a mass% of 12 times or more of the C content, the progress of pearlite and bainite transformation is significantly delayed by reheating for alloying performed immediately after plating, and in volume ratio after cooling to room temperature. A metal structure in which 3 to 20% of martensite and retained austenite are mixed in the ferrite can be obtained. However, if the amount added is excessive, cracks are likely to occur in the slab and spot weldability deteriorates, so the upper limit is 2.8%.

P:0.03%以下、
Pは一般に不可避的不純物として鋼に含まれるが、その量が0.03%を超えるとスポット溶接性の劣化が著しいうえ、本発明におけるような引張強さが490MPaを超すような高強度鋼板では靭性とともに冷間圧延性も著しく劣化するため、その含有量は0.03%以下とする。
P: 0.03% or less,
P is generally contained in steel as an unavoidable impurity. However, when its amount exceeds 0.03%, the spot weldability is significantly deteriorated, and in a high-strength steel sheet having a tensile strength exceeding 490 MPa as in the present invention. Since the cold rolling property is remarkably deteriorated together with the toughness, the content is set to 0.03% or less.

S:0.02%以下、
Sは一般に不可避的不純物として鋼に含まれるが、その量が0.02%を超えると、圧延方向に伸張したMnSの存在が顕著となり、鋼板の曲げ性に悪影響を及ぼすため、その含有量は0.02%以下とする。
S: 0.02% or less,
S is generally contained in steel as an unavoidable impurity. However, if the amount exceeds 0.02%, the presence of MnS stretched in the rolling direction becomes significant and adversely affects the bendability of the steel sheet. 0.02% or less.

Al:0.005〜0.5%、
Alは鋼の脱酸元素として、またAlNによる熱延素材の細粒化、および一連の熱処理工程における結晶粒の粗大化を抑制し材質を改善するために0.005%以上添加する必要がある。ただし、0.5%を超えるとコスト高となるばかりか、表面性状を劣化させるため、その含有量は0.5%以下とする。
Al: 0.005 to 0.5%,
Al is a deoxidizing element for steel, and it is necessary to add 0.005% or more in order to improve the material by suppressing the grain refinement of the hot rolled material by AlN and the coarsening of crystal grains in a series of heat treatment steps. . However, if it exceeds 0.5%, not only the cost increases, but also the surface properties deteriorate, so the content is made 0.5% or less.

N:0.0060%以下、
Nは一般に不可避的不純物として鋼に含まれるが、その量が0.006%を超えると、伸びとともに脆性も劣化するため、その含有量は0.006%以下とする。
N: 0.0060% or less,
N is generally contained in steel as an inevitable impurity, but if its amount exceeds 0.006%, the brittleness deteriorates with elongation, so its content is made 0.006% or less.

また、これらを主成分とする鋼にNb、Ti、B、Mo、Cu、Ni、Zr、W、Co、Ca、希土類元素(Yを含む)、Vの一種以上を合計で1%以下含有しても本発明の効果を損なわず、その量によっては耐食性や加工性が改善される等好ましい場合もある。さなに、Sn、Zn、Ta、Hf、Pb、Mg、As、Sb、Biの一種以上を合計で1%以下含有しても本発明の効果は損なわれないので、これらの成分を含有していてもかまわない。   Further, the steel containing these as a main component contains 1% or less in total of at least one of Nb, Ti, B, Mo, Cu, Ni, Zr, W, Co, Ca, rare earth elements (including Y), and V. However, the effects of the present invention are not impaired, and depending on the amount, the corrosion resistance and workability may be improved. In addition, even if one or more of Sn, Zn, Ta, Hf, Pb, Mg, As, Sb, and Bi are contained in a total of 1% or less, the effects of the present invention are not impaired. It does not matter.

次に、合金化溶融亜鉛めっき層について述べる。   Next, the alloyed hot-dip galvanized layer will be described.

本発明においては、上記に述べた高強度鋼板を鋼中のSiが表面に濃化しないように連続焼鈍し、すなわち、めっき前の鋼板表面から5μm以内の結晶粒界と結晶粒内にSiを含む酸化物として、FeSiO、FeSiO、MnSiO、MnSiOから選ばれた1種以上のシリケートを含むSiOが、鋼板の厚さ方向において、シリケートがSiOより多く含まれる領域が鋼板表面側に位置するように連続焼鈍し、その後に合金化溶融めっき処理を行い、合金化溶融亜鉛めっき層を形成する。 In the present invention, the above-described high-strength steel plate is continuously annealed so that Si in the steel does not concentrate on the surface, that is, Si is added to the grain boundaries and crystal grains within 5 μm from the steel plate surface before plating. As the oxide to be contained, SiO 2 containing one or more silicates selected from FeSiO 3 , Fe 2 SiO 4 , MnSiO 3 , and Mn 2 SiO 4 is contained in the thickness direction of the steel sheet in a larger amount of silicate than SiO 2. Continuous annealing is performed so that the region is located on the steel sheet surface side, and then an alloying hot-dip galvanizing treatment is performed to form an alloyed hot-dip galvanized layer.

合金化溶融亜鉛めっき層とは、合金化反応によってZnめっき中に鋼中のFeが拡散してできたFe−Zn合金を主体としためっき層のことである。   The alloyed hot-dip galvanized layer is a plated layer mainly composed of an Fe—Zn alloy formed by diffusion of Fe in steel during Zn plating by an alloying reaction.

Feの含有率は特に限定しないが、めっき中のFe含有率7質量%未満ではめっき表面に柔らかいZn−Fe合金が形成されプレス成形性を劣化させ、Fe含有率15質量%を超えると地鉄界面に脆い合金層が発達し過ぎてめっき密着性が劣化するため、7〜15質量%が適切である。   The Fe content is not particularly limited, but if the Fe content in the plating is less than 7% by mass, a soft Zn—Fe alloy is formed on the plating surface to deteriorate the press formability. Since a brittle alloy layer develops too much at the interface and plating adhesion deteriorates, 7 to 15% by mass is appropriate.

また、一般に連続的に溶融亜鉛めっきを施す際、めっき浴中での合金化反応を制御する目的でめっき浴にAlを添加するため、めっき中には0.05〜0.5質量%のAlが含まれる。また、合金化の過程ではFeの拡散と同時に鋼中に添加した元素も拡散するため、めっき中にはこれらの元素も含まれる。   In general, when continuously hot dip galvanizing is performed, Al is added to the plating bath for the purpose of controlling the alloying reaction in the plating bath. Is included. In addition, during the alloying process, the elements added to the steel diffuse simultaneously with the diffusion of Fe, so these elements are also included in the plating.

本発明鋼板は、溶融亜鉛めっき浴中あるいは亜鉛めっき中にPb、Sb、Si、Sn、Mg、Mn、Ni、Cr、Co、Ca、Cu、Li、Ti、Be、Bi、希土類元素の1種または2種以上を含有、あるいは混入してあっても本発明の効果を損なわず、その量によっては耐食性や加工性が改善される等好ましい場合もある。合金化溶融亜鉛めっきの付着量については特に制約は設けないが、耐食性の観点から20g/m以上、経済性の観
点から150g/m以下で有ることが望ましい。
The steel sheet of the present invention is one of Pb, Sb, Si, Sn, Mg, Mn, Ni, Cr, Co, Ca, Cu, Li, Ti, Be, Bi, and rare earth elements during hot dip galvanizing bath or galvanizing. Alternatively, even if two or more kinds are contained or mixed, the effects of the present invention are not impaired, and depending on the amount, there are cases where the corrosion resistance and workability are improved, and so on. There are no particular restrictions on the amount of galvannealed coating, but it is preferably 20 g / m 2 or more from the viewpoint of corrosion resistance and 150 g / m 2 or less from the viewpoint of economy.

酸化物はEDXでその組成を測定する。これら結晶粒界と結晶粒内の酸化物4a、4b、及びめっき層中の酸化物5をEDXにより分析するとSi、Mn、Fe、Oのピークが観察されることから、観察される酸化物はSiO、FeSiO、FeSiO、MnSiO、MnSiOであると考えられる。 The composition of the oxide is measured by EDX. Since these crystal grain boundaries, oxides 4a and 4b in the crystal grains, and oxide 5 in the plating layer are analyzed by EDX, peaks of Si, Mn, Fe, and O are observed. SiO 2, FeSiO 3, Fe 2 SiO 4, considered MnSiO 3, an Mn 2 SiO 4.

本発明において、Siを含む酸化物を含有する鋼層とは、顕微鏡観察において上記酸化物が観察される層である。また、Siを含む酸化物の平均含有率とは、この鋼層中に含まれる酸化物の含有率を示し、Siを含む酸化物を含有する鋼層の厚みとは、鋼板表面からこれら酸化物が観察される部分までの幅を示す。   In the present invention, a steel layer containing an oxide containing Si is a layer in which the oxide is observed in a microscope. Moreover, the average content of oxides containing Si indicates the content of oxides contained in the steel layer, and the thickness of the steel layers containing oxides containing Si refers to the oxides from the steel sheet surface. Indicates the width up to the observed part.

Siを含む酸化物の含有率の測定は、酸化物の質量%が測定できればどの様な方法でも構わないが、Siを含む酸化物を含有する層を酸で溶解し、Siを含む酸化物を分離させた後、重量を測定する方法が確実である。また、Siを含む酸化物を含有する鋼層の厚みの測定方法も特に規定しないが、断面から顕微鏡観察で測定する方法が確実である。   The content of the oxide containing Si can be measured by any method as long as the mass% of the oxide can be measured, but the layer containing the oxide containing Si is dissolved with an acid, and the oxide containing Si is obtained. After separation, the method of measuring the weight is reliable. Moreover, although the measuring method of the thickness of the steel layer containing the oxide containing Si is not prescribed | regulated in particular, the method of measuring with a microscope observation from a cross section is certain.

本発明において、Siを含む酸化物の平均含有率を0.6〜10質量%に限定した理由は、0.6質量%未満ではシリケートが過多になり、外部酸化膜としてFe酸化物が生成して不めっき欠陥が発生しやすくなるためであり、10質量%を超えるとシリケートが少なくなりシリカが増えて、シリケートが表面側に多くに存在するという、本発明の特徴が無くなるためである。   In the present invention, the reason why the average content of the oxide containing Si is limited to 0.6 to 10% by mass is that the silicate is excessive when the content is less than 0.6% by mass, and Fe oxide is generated as an external oxide film. This is because non-plating defects are likely to occur, and when it exceeds 10% by mass, the silicate is reduced and the silica is increased, and the feature of the present invention that the silicate is present on the surface side is lost.

また、Siを含む酸化物を含有する鋼層の厚みを5μm以内に限定した理由は、5μmを超えるとめっき密着性を向上させる効果が飽和するためである。   Moreover, the reason which limited the thickness of the steel layer containing the oxide containing Si within 5 micrometers is because the effect which improves plating adhesiveness will be saturated when it exceeds 5 micrometers.

また、めっき層中にSiを含む酸化物を平均含有率0.05〜1.5質量%に限定した理由は、0.05質量%未満ではシリケートが過多になり、外部酸化膜としてFe酸化物が生成して不めっき欠陥が発生しやすくなるためであり、1.5質量%を超えるとシリケートが少なくなりシリカが増えて、シリケートが表面側に多くに存在するという、本発明の特徴が無くなるためである。   Also, the reason why the oxide containing Si in the plating layer is limited to an average content of 0.05 to 1.5% by mass is that the silicate is excessive when the content is less than 0.05% by mass, and Fe oxide is used as an external oxide film. This is because non-plating defects are likely to occur, and when the amount exceeds 1.5% by mass, the silicate is reduced and the silica is increased, and the feature of the present invention that the silicate is present on the surface side is lost. Because.

めっき層中のSiを含む酸化物の含有率の測定も、酸化物の質量%が測定できればどの様な方法でも構わないが、めっき層のみを酸で溶解し、Siを含む酸化物を分離させた後、質量を測定する方法が確実である。   The content ratio of the oxide containing Si in the plating layer may be any method as long as the mass% of the oxide can be measured, but only the plating layer is dissolved with an acid, and the oxide containing Si is separated. After that, the method of measuring the mass is reliable.

次に、連続溶融亜鉛めっき工程について説明する。   Next, the continuous hot dip galvanizing process will be described.

図4は連続溶融亜鉛めっき工程の概要を示す図である。   FIG. 4 is a diagram showing an outline of the continuous hot dip galvanizing process.

連続溶融亜鉛めっき工程は、図4に示すように、鋼板進行方向から鋼板を焼鈍炉の加熱帯、均熱帯、冷却帯を炉内ロールを介して通過させて焼鈍し、スナウトを通じて溶融亜鉛の入った溶融亜鉛めっき槽に浸漬し、シンクロールを介して引き上げ、ガスワイピングノズルでめっき付着量を調整し、合金化炉で合金化処理を行って高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造する。   As shown in FIG. 4, the continuous hot dip galvanizing process is performed by passing the steel sheet through the heating zone, soaking zone, and cooling zone of the annealing furnace through the in-furnace roll from the direction of travel of the steel sheet, and entering the molten zinc through the snout. The steel sheet is immersed in a hot dip galvanizing tank, pulled up through a sink roll, the amount of plating is adjusted with a gas wiping nozzle, and alloyed in an alloying furnace to produce a high-strength galvannealed steel sheet.

焼鈍炉の均熱帯には、燃料ガス配管からの燃料ガスと空気配管らの空気とを燃焼装置で燃焼させた燃焼ガスを燃焼ガス配管を通じて供給される。また、焼鈍炉の均熱帯および冷却帯には、還元ガス配管を通じて還元ガス流れ方向から還元ガスが供給される。   In the soaking zone of the annealing furnace, the combustion gas obtained by burning the fuel gas from the fuel gas pipe and the air from the air pipe in the combustion device is supplied through the combustion gas pipe. Moreover, reducing gas is supplied to the soaking zone and cooling zone of the annealing furnace from the reducing gas flow direction through the reducing gas pipe.

製造条件の限定理由について述べる。本発明において、Siを含む酸化物を含有する鋼層を積極的に生成させるためには、連続式溶融めっきラインの焼鈍過程でSiを含む酸化物の内部酸化させる方法が有効である。   The reasons for limiting the manufacturing conditions will be described. In the present invention, in order to actively produce a steel layer containing an oxide containing Si, a method of internally oxidizing the oxide containing Si in the annealing process of the continuous hot dip plating line is effective.

ここで、Siを含む酸化物の内部酸化とは鋼板内に拡散した酸素が合金の表層付近でSiと反応して酸化物を析出する現象である。内部酸化現象は、酸素の内方への拡散速度がSiの外方への拡散速度よりはるかに早い場合、即ち雰囲気中の酸素ポテンシャルが比較的高いかもしくはSiの濃度が低い場合に起こる。このときSiはほとんど動かずその場で酸化されるため、めっき密着性低下の原因である鋼板表面へのSiの酸化物の濃化を防ぐことができる。   Here, the internal oxidation of the oxide containing Si is a phenomenon in which oxygen diffused in the steel plate reacts with Si in the vicinity of the surface layer of the alloy to precipitate the oxide. The internal oxidation phenomenon occurs when the inward diffusion rate of oxygen is much faster than the outward diffusion rate of Si, that is, when the oxygen potential in the atmosphere is relatively high or the concentration of Si is low. At this time, since Si hardly oxidizes and is oxidized in-situ, it is possible to prevent the concentration of Si oxide on the steel sheet surface, which is the cause of the decrease in plating adhesion.

ただし、内部酸化法で調整された鋼板であっても、Si酸化物の種類とその位置関係によって、その後のめっき性に差が出るため、Siの酸化物は、鋼板表面または表面側にFeSiO、FeSiO、MnSiO、MnSiOから選ばれた1種以上のSi酸化物が存在し、鋼板内面側にSiOが存在する状態とする。これは、SiOが内部酸化状態であっても、鋼板表面に存在すると結果として耐チッピング性を低下させるためである。 However, even a steel plate adjusted by an internal oxidation method has a difference in the subsequent plating properties depending on the type of Si oxide and its positional relationship. Therefore, the oxide of Si is FeSiO 3 on the steel plate surface or surface side. One or more Si oxides selected from Fe 2 SiO 4 , MnSiO 3 , and Mn 2 SiO 4 are present, and SiO 2 is present on the inner surface side of the steel sheet. This is because even if SiO 2 is in the internal oxidation state, if it is present on the surface of the steel sheet, the chipping resistance is lowered as a result.

FeSiO、FeSiO、MnSiO、MnSiOは、SiOよりも酸素ポテンシャルが高い領域で安定なため、鋼板表面または表面側にFeSiO、FeSiO、MnSiO、MnSiOから選ばれた1種以上のSi酸化物が存在し、鋼板内面側にSiOが存在する状態とするためには、SiOが単独で内部酸化する酸素ポテンシャルより大きくする必要がある。 Since FeSiO 3 , Fe 2 SiO 4 , MnSiO 3 , and Mn 2 SiO 4 are stable in a region where the oxygen potential is higher than that of SiO 2 , FeSiO 3 , Fe 2 SiO 4 , MnSiO 3 , Mn 2 is formed on the steel sheet surface or surface side. In order to obtain a state in which one or more Si oxides selected from SiO 4 are present and SiO 2 is present on the inner surface side of the steel sheet, the oxygen potential needs to be larger than the oxygen potential at which SiO 2 is independently oxidized.

鋼中の酸素ポテンシャルは鋼板表面から内部に向かって減少するため、鋼板表面または表面側にFeSiO、FeSiO、MnSiO、MnSiOから選ばれた1種以上のSi酸化物が生成する酸素ポテンシャルに鋼板表面を制御すると、鋼板表面または表面側にFeSiO、FeSiO、MnSiO、MnSiOから選ばれた1種以上のSi酸化物が生成し、酸素ポテンシャルが減少した鋼板内面側にSiOが生成する。 Since the oxygen potential in the steel decreases from the steel sheet surface toward the inside, one or more Si oxides selected from FeSiO 3 , Fe 2 SiO 4 , MnSiO 3 , Mn 2 SiO 4 are present on the steel sheet surface or surface side. When the steel sheet surface is controlled to the oxygen potential to be generated, one or more Si oxides selected from FeSiO 3 , Fe 2 SiO 4 , MnSiO 3 , Mn 2 SiO 4 are generated on the steel sheet surface or surface side, and the oxygen potential is reduced. SiO 2 is generated on the inner surface side of the reduced steel plate.

上記のようなSi酸化物の種類とその位置関係とすることにより、前述した界面の微視的凹凸が増加する。また、次の溶融亜鉛めっき浴への浸漬過程においてSiOによる不めっき欠陥を防止することが可能となる。 By setting the kind of Si oxide and the positional relationship as described above, the above-described microscopic unevenness of the interface increases. In addition, non-plating defects due to SiO 2 can be prevented in the subsequent immersion process in the hot dip galvanizing bath.

Siの酸化状態は雰囲気中の酸素ポテンシャルで決まるため、本発明で規定した酸化物を所望の条件で生成させるためには雰囲気中のPOを直接管理する必要がある。 Since the oxidation state of Si is determined by the oxygen potential in the atmosphere, it is necessary to directly manage the PO 2 in the atmosphere in order to produce the oxide defined in the present invention under the desired conditions.

雰囲気中のガスがH、HO、O、残部Nの場合、下記平衡反応が起こると考えられ、PHO/PHはPOの1/2乗と平衡定数1/K1に比例する。
O=H+1/2O:K1=P(H)・P(O1/2/P(HO)
ただし、平衡定数K1は温度に依存する変数であるため、温度が変化した場合、PHO/PHとPOは別々に変化する。即ち、ある温度域でSiの内部酸化領域の酸素ポテンシャルにあたる水分圧と水素分圧の比の領域であっても、別の温度域では鉄が酸化する領域の酸素ポテンシャルに対応したり、Siの外部酸化領域の酸素ポテンシャルに対応したりするためである。
When the gas in the atmosphere is H 2 , H 2 O, O 2 , and the balance N 2 , the following equilibrium reaction is considered to occur, and PH 2 O / PH 2 is the 1/2 power of PO 2 and the equilibrium constant 1 / K 1. Is proportional to
H 2 O = H 2 + 1 / 2O 2 : K1 = P (H 2 ) · P (O 2 ) 1/2 / P (H 2 O)
However, since the equilibrium constant K1 is a variable depending on temperature, when the temperature changes, PH 2 O / PH 2 and PO 2 change separately. That is, even in a region where the ratio of moisture pressure and hydrogen partial pressure, which corresponds to the oxygen potential of the internal oxidation region of Si at a certain temperature range, corresponds to the oxygen potential of the region where iron is oxidized at another temperature range, This is to cope with the oxygen potential of the external oxidation region.

従って、PHO/PHを管理しても本発明で規定した酸化物を生成させることができない。 Therefore, even if PH 2 O / PH 2 is controlled, the oxide defined in the present invention cannot be generated.

また、雰囲気中のガスがH、CO、CO、O、残部Nの場合、下記平衡反応が起こると考えられ、PCO/PCOがPOの1/2乗と平衡定数1/K2に比例する。
CO=CO+1/2O : K2=P(CO)・P(O1/2/P(CO
また、同時に下記平衡反応が起こるため、雰囲気中にH2Oが発生すると考えられる。
CO+H=CO+HO : K3=P(CO)・P(HO)/P(CO)・P(H
従って、POは、PHO、PH、PCO、PCOと温度が決まらないと決まらないため、本発明で規定した酸化物を生成させるためには、POを規定するか、上記値を全て規定するかのどちらかを行う必要がある。
In addition, when the gas in the atmosphere is H 2 , CO 2 , CO, O 2 , and the balance N 2 , it is considered that the following equilibrium reaction occurs, and PCO 2 / PCO is the second power of PO 2 and the equilibrium constant 1 / Proportional to K2.
CO 2 = CO + 1 / 2O 2 : K2 = P (CO) · P (O 2 ) 1/2 / P (CO 2 )
Moreover, since the following equilibrium reaction occurs simultaneously, it is thought that H2O generate | occur | produces in atmosphere.
CO 2 + H 2 = CO + H 2 O: K3 = P (CO) · P (H 2 O) / P (CO 2 ) · P (H 2 )
Therefore, since PO 2 is not determined unless the temperature is determined as PH 2 O, PH 2 , PCO 2 , and PCO, in order to generate the oxide defined in the present invention, PO 2 must be defined or the above value. It is necessary to do either one of the above.

具体的には、還元帯において鉄を還元しながらSiの外部酸化を抑制し、鋼板表面または表面側にFeSiO、FeSiO、MnSiO、MnSiOから選ばれた1種以上のSi酸化物を生成させる目的で、還元帯の雰囲気としてHを1〜60体積%含有し、残部N、HO、O、CO、COの1種又は2種以上および不可避的不純物からなり、その雰囲気中の酸素分圧の対数logPO2を
−0.000034T+0.105T−0.2〔Si%〕+2.1〔Si%〕−98.8≦logPO≦−0.000038T+0.107T−90.4・・・(1)
923≦T≦1173 ・・・(2)
T:鋼板の最高到達板温(K)
〔Si%〕:鋼板中のSi含有量(mass%)
に制御した雰囲気で還元を行う。
Specifically, the external oxidation of Si is suppressed while reducing iron in the reduction zone, and at least one selected from FeSiO 3 , Fe 2 SiO 4 , MnSiO 3 , and Mn 2 SiO 4 on the steel sheet surface or surface side. For the purpose of generating Si oxide, 1 to 60% by volume of H 2 is contained as the reducing zone atmosphere, and the balance is one or more of N 2 , H 2 O, O 2 , CO 2 , CO, and unavoidable. It consists of impurities, and the logarithmic log PO2 of the oxygen partial pressure in the atmosphere is −0.000034T 2 + 0.105T−0.2 [Si%] 2 +2.1 [Si%] − 98.8 ≦ log PO 2 ≦ −0. 000038T 2 + 0.107T-90.4 (1)
923 ≦ T ≦ 1173 (2)
T: Maximum steel sheet temperature (K)
[Si%]: Si content in the steel sheet (mass%)
Reduction is performed in a controlled atmosphere.

ここで、本発明においては、対数は全て常用対数で示す。   Here, in this invention, all logarithms are shown by a common logarithm.

を1〜60体積%に限定する理由は、1%未満では鋼板表面に生成した酸化膜を十分還元できず、めっき濡れ性が確保できないためであり、60%を超えると、還元作用の向上が見られず、コストが増加するためである。 The reason for limiting H2 to 1 to 60% by volume is that if it is less than 1%, the oxide film formed on the surface of the steel sheet cannot be sufficiently reduced, and plating wettability cannot be ensured. This is because there is no improvement and costs increase.

logPOを−0.000038T+0.107T−90.4以下に限定する理由は、還元帯において鉄の酸化物を還元するためである。logPOが−0.000038T+0.107T−90.4を超えると鉄の酸化領域にはいるため、鋼板表面に鉄の酸化膜が生成し、ブルーイングとなる。 The reason for limiting the LogPO 2 below -0.000038T 2 + 0.107T-90.4 is to reduce oxides of iron in the reduction zone. If logPO 2 exceeds −0.000038T 2 + 0.107T-90.4, it enters the iron oxidation region, so an iron oxide film is formed on the steel plate surface, resulting in bluing.

logPOを−0.000034T+0.105T−0.2〔Si%〕+2.1〔Si%〕−98.8以上に限定する理由は、logPOが−0.000034T+0.105T−0.2〔Si%〕+2.1〔Si%〕−98.8未満ではSiの酸化物SiOが表面に露出し、めっき密着性を低下させるためである。 The logPO 2 -0.000034T 2 + 0.105T-0.2 [Si%] 2 +2.1 [Si%] - reason for limiting 98.8 above is, LogPO 2 is -0.000034T 2 + 0.105T- If less than 0.2 [Si%] 2 +2.1 [Si%] − 98.8, the Si oxide SiO 2 is exposed on the surface and the plating adhesion is lowered.

logPOを−0.000034T+0.105T−0.2〔Si%〕+2.1〔Si%〕−98.8以上とすることで鋼板表面または表面側にFeSiO、FeSiO、MnSiO、MnSiOから選ばれた1種以上のSi酸化物が存在し、鋼板内面側にSiOが存在する酸化状態が得られるようになる。 LogPO 2 The -0.000034T 2 + 0.105T-0.2 [Si%] 2 +2.1 [Si%] - 98.8 or more and FeSiO 3 on the surface of the steel sheet or surface side by, Fe 2 SiO 4, One or more Si oxides selected from MnSiO 3 and Mn 2 SiO 4 are present, and an oxidized state in which SiO 2 is present on the inner surface of the steel sheet can be obtained.

また、logPOがさらに小さい雰囲気では、Siの外部酸化領域にはいるため、めっき密着性は著しく低下する。 Further, in an atmosphere where logPO 2 is smaller, the plating adhesion is remarkably lowered because it enters the external oxidation region of Si.

本発明において、雰囲気中の酸素分圧の対数logPOを規定する鋼板の最高到達板温Tは923K以上、1173K以下とする。 In the present invention, the maximum attainable plate temperature T of the steel plate that defines the logarithmic log PO 2 of the oxygen partial pressure in the atmosphere is 923K or more and 1173K or less.

Tを923K以上に限定する理由は、Tが923K未満ではSiが外部酸化する酸素ポテンシャルが小さく、工業的に操業できる範囲の酸素ポテンシャルでは鉄の酸化域となるため、鋼板表面にSiOが生成し塗装後耐食性を劣化させることがないためである。一方、Tを1173K以下に限定する理由は、1173Kを超える温度で焼鈍するのは多大のエネルギーを要して不経済であるためである。鋼板の機械特性を得る目的であれば、後に記すように最高到達板温は1153K以下で十分である。 The reason for limiting the T above 923K may, T is small the oxygen potential Si to external oxidation is less than 923K, to become an oxidation zone of the iron in the oxygen potential range that can be industrially operated, SiO 2 is produced on the surface of the steel sheet This is because the corrosion resistance does not deteriorate after painting. On the other hand, the reason for limiting T to 1173K or less is that annealing at a temperature exceeding 1173K requires a lot of energy and is uneconomical. For the purpose of obtaining the mechanical properties of the steel sheet, it is sufficient that the maximum reached plate temperature is 1153 K or less as described later.

また、炉内の雰囲気温度は高いほど鋼板の板温を上げ易くなるため有利であるが、雰囲気温度が高すぎると炉内の耐火物の寿命が短くなり、コストがかかるため1273K以下が望ましい。   Further, the higher the atmospheric temperature in the furnace, the easier it is to raise the plate temperature of the steel sheet. However, if the atmospheric temperature is too high, the life of the refractory in the furnace is shortened and the cost is increased.

本発明において、POはHO、O、CO、COの1種または2種以上を導入することにより操作する。前述した平衡反応式において、温度が決まれば平衡定数が決定し、その平衡定数に基づいて酸素分圧、即ち酸素ポテンシャルが決定する。雰囲気温度773Kから1273Kにおいては、気体の反応は短時間で平衡状態に達するため、POは炉内のPH、PHO、PCO、PCOと雰囲気温度が決まると決定する。 In the present invention, PO 2 is operated by introducing one or more of H 2 O, O 2 , CO 2 and CO. In the above-described equilibrium reaction formula, when the temperature is determined, the equilibrium constant is determined, and the oxygen partial pressure, that is, the oxygen potential is determined based on the equilibrium constant. At atmospheric temperatures from 773K to 1273K, the gas reaction reaches an equilibrium state in a short time, so that PO 2 is determined to determine the atmospheric temperature of PH 2 , PH 2 O, PCO 2 and PCO in the furnace.

とCOは意識的に導入する必要はないが、本焼鈍温度でHを1体積%以上含有する炉内にHO、COを導入した場合、その一部とHとの平衡反応により、O、COが生成する。HO、COは必要な量導入できればよく、その導入方法は特に限定しないが、例えば、COとHを混合した気体を燃焼させ、発生したHO、COを導入する方法や、CH、C、C等の炭化水素の気体や、LNG等の炭化水素の混合物を燃焼させ、発生したHO、COを導入する方法、ガソリンや軽油、重油等、液体の炭化水素の混合物を燃焼させ、発生したHO、COを導入する方法、CHOH、COH等のアルコール類やその混合物、各種の有機溶剤を燃焼させ、発生したHO、COを導入する方法等が上げられる。 O 2 and CO do not need to be consciously introduced, but when H 2 O and CO 2 are introduced into a furnace containing 1% by volume or more of H 2 at the main annealing temperature, a part of H 2 and CO 2 O 2 and CO are produced by the equilibrium reaction. H 2 O, CO 2 may if the amount introduced necessary, but not limited the manner of its introduction in particular, for example, by burning gas of a mixture of CO and H 2, generated H 2 O, a method of introducing a CO 2 Ya , CH 4 , C 2 H 6 , C 3 H 8, etc., hydrocarbon gas such as LNG, or a mixture of hydrocarbons such as LNG, and a method of introducing the generated H 2 O, CO 2 , gasoline, light oil, heavy oil Such as burning a mixture of liquid hydrocarbons and introducing the generated H 2 O, CO 2 , burning alcohols such as CH 3 OH, C 2 H 5 OH and mixtures thereof, various organic solvents, A method of introducing the generated H 2 O and CO 2 is raised.

COのみ燃焼させ、発生したCOを導入する方法も考えられるが、本焼鈍温度、雰囲気の炉内にCOを導入した場合、その一部がHにより還元され、COとHOが生成するため、HO、COを導入した場合と本質的に差はない。 CO only burned, but also conceivable to introduce CO 2 generated, the annealing temperature, if CO 2 was introduced into the furnace atmosphere, part is reduced by H 2, CO and H 2 O is since generated, H 2 O, there is essentially no difference between the case of introducing CO 2.

また、燃焼させ、発生したHO、COを導入する方法以外にも、COとHを混合した気体、CH、C、C等の炭化水素の気体や、LNG等の炭化水素の混合物、ガソリンや軽油、重油等、液体の炭化水素の混合物、CHOH、COH等のアルコール類やその混合物、各種の有機溶剤等を酸素と同時に焼鈍炉内に導入し、炉内で燃焼させてHO、COを発生させる方法も使用できる。 In addition to the method of introducing H 2 O and CO 2 generated by combustion, a gas in which CO and H 2 are mixed, a hydrocarbon gas such as CH 4 , C 2 H 6 , C 3 H 8 , LNG and other hydrocarbon mixtures, gasoline, light oil, heavy oil and other liquid hydrocarbon mixtures, alcohols such as CH 3 OH and C 2 H 5 OH and mixtures thereof, various organic solvents, etc. A method of introducing H 2 O and CO 2 by introducing into the furnace and burning it in the furnace can also be used.

こうした方法は、水蒸気を飽和させたNや露点を上げたNを利用して水蒸気を供給する方法に比べ、簡便で制御性が優れる。また、配管内で結露したりする心配もないため、配管の断熱を行う手間なども省くことができる。 Such method utilizes N 2 raising the N 2 and dew point saturated with water vapor compared to the method of supplying steam, simple and the control is excellent. In addition, since there is no fear of condensation in the pipe, it is possible to save the trouble of heat insulation of the pipe.

本発明において、POと温度における還元時間は特に規定しないが、望ましくは10秒以上3分以下である。還元炉内においてPOを大きくすると、昇温過程において、logPOが−0.000038T+0.107T−90.4を超える領域を通過した後、−0.000038T+0.107T−90.4以下の領域で還元されるため、最初に生成した鉄の酸化膜を還元し、目的とした鋼板表面または表面側にFeSiO、FeSiO、MnSiO、MnSiOから選ばれた1種以上のSi酸化物が存在し、鋼板内面側にSiOが存在する鋼板を得るためには、10秒以上保持することが望ましい。ただし、3分を超えて保持してもエネルギーの無駄となるばかりか連続ラインでの生産性低下を引き起こすため好ましくない。 In the present invention, the reduction time in terms of PO 2 and temperature is not particularly defined, but is desirably 10 seconds or more and 3 minutes or less. Increasing the PO 2 in the reducing furnace, the Atsushi Nobori process, after the LogPO 2 has passed the region exceeding -0.000038T 2 + 0.107T-90.4, -0.000038T 2 + 0.107T-90.4 1) selected from FeSiO 3 , Fe 2 SiO 4 , MnSiO 3 , Mn 2 SiO 4 on the target steel plate surface or surface side because the iron oxide film formed first is reduced because it is reduced in the following regions In order to obtain a steel sheet in which Si oxide of a seed or more exists and SiO 2 exists on the inner surface side of the steel sheet, it is desirable to hold for 10 seconds or more. However, holding for more than 3 minutes is not preferable because it not only wastes energy but also reduces productivity in a continuous line.

また、還元雰囲気のPOと温度が本発明範囲内であれば、通常の無酸化炉方式の溶融めっき法やオールラジアントチューブ方式の焼鈍炉を使用した溶融めっき法を使用できる。 If the PO 2 and temperature in the reducing atmosphere are within the range of the present invention, a normal non-oxidizing furnace type hot dipping method or a hot dipping method using an all radiant tube type annealing furnace can be used.

鉄酸化膜を形成せしめる方法としては、例えば酸化帯において燃焼空気比を0.9〜1.2に制御し鉄酸化膜を形成させる方法や酸化帯の露点を273K以上に制御し鉄酸化膜を形成させる方法が使用できる。   As a method of forming the iron oxide film, for example, a method of forming an iron oxide film by controlling the combustion air ratio in the oxidation zone to 0.9 to 1.2, or a dew point of the oxidation zone is controlled to 273 K or more and the iron oxide film is formed. Any method of forming can be used.

燃焼空気比を0.9〜1.2の範囲に調節する理由は、Siの外部酸化を抑制するのに十分な鉄酸化膜を生成するために0.9以上の燃焼空気比が必要であり、0.9未満の場合は十分な鉄酸化膜を形成せしめることができないためである。又、燃焼空気比が1.2を超えると酸化帯内で形成される鉄酸化膜厚が厚すぎて、剥離した酸化物がロールに付着し外観疵を発生させるためである。   The reason for adjusting the combustion air ratio in the range of 0.9 to 1.2 is that a combustion air ratio of 0.9 or more is necessary to generate an iron oxide film sufficient to suppress external oxidation of Si. If the ratio is less than 0.9, a sufficient iron oxide film cannot be formed. Further, when the combustion air ratio exceeds 1.2, the iron oxide film formed in the oxidation zone is too thick, and the peeled oxide adheres to the roll and generates appearance defects.

また、酸化帯の露点を273K以上に制御する理由は、Siの外部酸化を抑制するのに十分な鉄酸化膜を生成するために273K以上の露点が必要であり、273K未満の場合は十分な鉄酸化膜を形成せしめることができないためである。露点の上限は特に規定しないが、設備の劣化などへの影響を考慮し、373K以下が望ましい。   The reason for controlling the dew point of the oxidation band to 273K or more is that a dew point of 273K or more is necessary to generate an iron oxide film sufficient to suppress external oxidation of Si, and the dew point is less than 273K. This is because an iron oxide film cannot be formed. The upper limit of the dew point is not specified, but it is preferably 373K or less in consideration of the influence on the deterioration of the equipment.

酸化膜の厚みは、燃焼空気比、露点のみではなく、ライン速度、到達板温等も影響するため、これらを適切に制御し、酸化膜の厚みが200〜2000Åになるような条件で通板することが望ましい。   The thickness of the oxide film affects not only the combustion air ratio and the dew point, but also the line speed, the reaching plate temperature, etc., so these are controlled appropriately, and the plate is passed under the condition that the thickness of the oxide film is 200 to 2000 mm. It is desirable to do.

ただし、生成した鉄の酸化膜の還元を終了させるため、請求項に規定したPOと温度における還元時間は、20秒以上とすることが望ましい。 However, in order to finish the reduction of the generated iron oxide film, the reduction time at PO 2 and temperature specified in the claims is preferably set to 20 seconds or more.

上記製造方法は、連続溶融めっき設備に、COを1〜100体積%含有し、残部N、HO、O、COおよび不可避的不純物からからなる気体を導入する装置を還元炉に配設することや、還元炉中でCOまたは炭化水素を燃焼させ、COを1〜100体積%含有し、残部N、HO、O、COおよび不可避的不純物からからなる気体を発生させる装置を配設することにより可能となる。具体的な製造設備の例を図4、図5に示す。図4に示す例は、鋼板進行方向11から鋼板6を焼鈍炉の加熱帯7、焼鈍炉の均熱帯8、焼鈍炉の冷却帯9を通過させて、焼鈍し、スナウト14を通して溶融亜鉛13の入った溶融亜鉛めっき層12に浸漬し、シンクロール15を介して引き上げ、ガスワイピングノズル16で付着量を調整し、合金化炉17で合金化処理する装置である。焼鈍炉の均熱帯8には、燃料ガス配管24からの燃料ガスと空気配管26からの空気とを燃焼装置21で燃焼させた燃焼ガスは燃焼ガス配管22を通じて配給される。また、焼鈍炉の均熱帯8及び焼鈍炉の冷却帯9には、還元ガス配管19を通じて還元ガスが還元性ガス流れ方向(矢印20で示す)から供給される。 The manufacturing method described above, a continuous hot dipping facility, the CO 2 containing 1 to 100% by volume, balance N 2, H 2 O, a device for introducing a gas consisting of O 2, CO and unavoidable impurities reduction furnace be arranged and the CO or hydrocarbon is combusted in a reducing furnace, the CO 2 containing 1 to 100% by volume, balance N 2, H 2 O, a gas consisting of O 2, CO and unavoidable impurities This can be achieved by providing a generating device. Examples of specific manufacturing equipment are shown in FIGS. In the example shown in FIG. 4, the steel sheet 6 is passed through the heating zone 7 of the annealing furnace, the soaking zone 8 of the annealing furnace, and the cooling zone 9 of the annealing furnace from the steel plate traveling direction 11, and annealed, and the molten zinc 13 is passed through the snout 14. It is an apparatus that is immersed in the hot dip galvanized layer 12 and pulled up through a sink roll 15, the amount of adhesion is adjusted by a gas wiping nozzle 16, and alloying treatment is performed by an alloying furnace 17. In the soaking zone 8 of the annealing furnace, the combustion gas obtained by burning the fuel gas from the fuel gas pipe 24 and the air from the air pipe 26 in the combustion device 21 is distributed through the combustion gas pipe 22. Further, the reducing gas is supplied from the reducing gas flow direction (indicated by the arrow 20) to the soaking zone 8 of the annealing furnace and the cooling zone 9 of the annealing furnace through the reducing gas pipe 19.

また、図5に示す例は、図4と基本的構造は同じであるが、燃焼炉の均熱帯8内に炉内に設置された燃焼装置28を備えていて、燃料ガス配管24からの燃料と空気配管26からの空気とを燃焼装置28で燃焼させることが異なっているものである。   The example shown in FIG. 5 has the same basic structure as FIG. 4, but includes a combustion device 28 installed in the soaking zone 8 of the combustion furnace, and fuel from the fuel gas pipe 24. And the air from the air pipe 26 are burned by the combustion device 28.

このように、COを1〜100体積%含有し、残部N、HO、O、COおよび不可避的不純物からからなる気体を導入する装置を還元炉に配設することや、還元炉中でCOまたは炭化水素を燃焼させ、COを1〜100体積%含有し、残部N、HO、O、COおよび不可避的不純物からからなる気体を発生させる装置を配設することにより、目的とした酸化層を得られる雰囲気に還元炉を制御することが可能となる。 Thus, contain CO 2 1 to 100% by volume, and be disposed balance N 2, H 2 O, a device for introducing a gas consisting of O 2, CO and unavoidable impurities in the reduction furnace, the reduction An apparatus for combusting CO or hydrocarbons in a furnace and generating 1 to 100% by volume of CO 2 and generating a gas composed of the balance N 2 , H 2 O, O 2 , CO and inevitable impurities is provided. As a result, the reduction furnace can be controlled in an atmosphere in which a target oxide layer can be obtained.

次に、その他の製造条件の限定理由について述べる。その目的はマルテンサイトおよび残留オーステナイトを3〜20%含む金属組織とし、高強度とプレス加工性が良いことが両立させることにある。マルテンサイトおよび残留オーステナイトの体積率が3%未満の場合には高強度とならない。一方、マルテンサイトおよび残留オーステナイトの体積率が20%を超えると、高強度ではあるものの鋼板の加工性が劣化し、本発明の目的が達成されない。   Next, the reasons for limiting other manufacturing conditions will be described. The purpose is to provide a metal structure containing 3 to 20% martensite and retained austenite, and to achieve both high strength and good press workability. When the volume ratio of martensite and retained austenite is less than 3%, the strength is not high. On the other hand, if the volume ratio of martensite and retained austenite exceeds 20%, the workability of the steel sheet is deteriorated although it is high in strength, and the object of the present invention is not achieved.

熱間圧延に供するスラブは特に限定するものではなく、連続鋳造スラブや薄スラブキャスター等で製造したものであればよい。また鋳造後直ちに熱間圧延を行う連続鋳造−直送圧延(CC−DR)のようなプロセスにも適合する。   The slab to be used for hot rolling is not particularly limited as long as it is manufactured with a continuously cast slab or a thin slab caster. It is also compatible with processes such as continuous casting-direct rolling (CC-DR) in which hot rolling is performed immediately after casting.

熱間圧延の仕上温度は鋼板のプレス成形性を確保するという観点からAr3点以上とする必要がある。熱延後の冷却条件や巻取温度は特に限定しないが、巻取温度はコイル両端部での材質ばらつきが大ききなることを避け、またスケール厚の増加による酸洗性の劣化を避けるためには1023K以下とし、また部分的にベイナイトやマルテンサイトが生成すると冷間圧延時に耳割れを生じやすく、極端な場合には板破断することもあるため823K以上とすることが望ましい。冷間圧延は通常の条件でよく、フェライトが加工硬化しやすいようにマルテンサイトおよび残留オーステナイトを微細に分散させ、加工性の向上を最大限に得る目的からその圧延率は50%以上とする。一方、85%を超す圧延率で冷間圧延を行うことは多大の冷延負荷が必要となるため現実的ではない。   The hot rolling finishing temperature needs to be Ar3 or higher from the viewpoint of ensuring the press formability of the steel sheet. The cooling conditions and coiling temperature after hot rolling are not particularly limited, but the coiling temperature is to avoid large material variations at both ends of the coil and to avoid pickling deterioration due to increased scale thickness. Is 1023K or less, and when bainite or martensite is partially formed, ear cracks are likely to occur during cold rolling. Cold rolling may be performed under ordinary conditions, and the rolling rate is set to 50% or more for the purpose of finely dispersing martensite and retained austenite so that the ferrite is easily work-hardened to maximize workability. On the other hand, it is not realistic to perform cold rolling at a rolling rate exceeding 85% because a large cold rolling load is required.

ライン内焼鈍方式の連続溶融亜鉛めっき設備で焼鈍する際、その焼鈍温度は1023K以上1153K以下のフェライト、オーステナイト二相共存域とする。焼鈍温度が1023K未満では再結晶が不十分であり、鋼板に必要なプレス加工性を具備できない。1153Kを超すような温度で焼鈍することは生産コストが上昇すると共に設備の劣化が早くなるため好ましくない。また引き続きめっき浴へ浸漬し、冷却する過程で、923Kまでを緩冷却しても十分な体積率のフェライトが成長せず、923Kからめっき浴までの冷却途上でオーステナイトがマルテンサイトに変態し、その後合金化処理のための再加熱でマルテンサイトが焼き戻されてセメンタイトが析出するため高強度とプレス加工性の良いことの両立が困難となる。   When annealing is performed in a continuous hot dip galvanizing facility using an in-line annealing method, the annealing temperature is in the range of 1023 K or more and 1153 K or less of ferrite and austenite. If the annealing temperature is less than 1023 K, recrystallization is insufficient and the press workability necessary for the steel sheet cannot be achieved. Annealing at a temperature exceeding 1153 K is not preferable because the production cost is increased and the deterioration of the equipment is accelerated. Further, in the process of immersing and cooling in the plating bath, ferrite with sufficient volume fraction does not grow even if it is slowly cooled to 923K, and austenite is transformed into martensite during the cooling from 923K to the plating bath. Martensite is tempered by reheating for alloying treatment, and cementite is precipitated, so that it is difficult to achieve both high strength and good press workability.

鋼帯は焼鈍後、引き続きめっき浴へ浸漬する過程で冷却されるが、この場合の冷却速度は、その最高到達温度から923Kまでを平均0.5〜10度/秒で、引き続いて923Kから773Kまでを平均冷却速度3度/秒以上で冷却し、さらに773Kから平均冷却速度0.5度/秒以上で693K〜733Kまで冷却し、且つ、773Kからめっき浴までを25秒以上240秒以下保持する。   The steel strip is cooled in the process of being subsequently immersed in the plating bath after annealing. In this case, the cooling rate is 0.5 to 10 degrees / second on average from its maximum temperature to 923 K, and subsequently from 923 K to 773 K. Is cooled at an average cooling rate of 3 degrees / second or more, further cooled from 773 K to 693 K to 733 K at an average cooling speed of 0.5 degrees / second or more, and maintained from 773 K to the plating bath for 25 seconds or more and 240 seconds or less. To do.

923Kまでを平均0.5〜10度/秒とするのは加工性を改善するためにフェライトの体積率を増すと同時に、オーステナイトのC濃度を増すことにより、その生成自由エネルギーを下げ、マルテンサイト変態の開始する温度をめっき浴温度以下とすることを目的とする。923Kまでの平均冷却速度を0.5度/秒未満とするためには連続溶融亜鉛めっき設備のライン長を長くする必要がありコスト高となるため、923Kまでの平均冷却速度は0.5度/秒以上とする。   The average of 0.5 to 10 degrees / second up to 923K is to increase the volume fraction of ferrite in order to improve workability, and at the same time, to increase the C concentration of austenite, thereby lowering the free energy of formation, and martensite The purpose is to make the temperature at which transformation starts below the plating bath temperature. In order to make the average cooling rate up to 923K less than 0.5 degree / second, it is necessary to lengthen the line length of the continuous hot dip galvanizing equipment, resulting in high cost, so the average cooling rate up to 923K is 0.5 degree / Second or more.

923Kまでの平均冷却速度を0.5度/秒未満とするためには、最高到達温度を下げ、オーステナイトの体積率が小さい温度で焼鈍することも考えられるが、その場合には実際の操業で許容すべき温度範囲に比べて適切な温度範囲が狭く、僅かでも焼鈍温度が低いとオーステナイトが形成されず目的を達しない。   In order to make the average cooling rate up to 923 K less than 0.5 degrees / second, it is conceivable to lower the maximum temperature and anneal at a temperature at which the volume fraction of austenite is small, but in that case, in actual operation If the appropriate temperature range is narrower than the allowable temperature range and the annealing temperature is low even a little, austenite is not formed and the purpose is not achieved.

一方、923Kまでの平均冷却速度を10度/秒を超えるようにすると、フェライトの体積率の増加が十分でないばかりか、オーステナイト中C濃度の増加も少ないため、鋼帯がめっき浴に浸漬される前にその一部がマルテンサイト変態し、その後合金化処理のための加熱でマルテンサイトが焼き戻されてセメンタイトとして析出するため高強度と加工性の良いことの両立が困難となる。   On the other hand, when the average cooling rate up to 923 K is made to exceed 10 degrees / second, not only the volume fraction of ferrite is not increased sufficiently, but also the increase in C concentration in austenite is small, so the steel strip is immersed in the plating bath. A part of it is transformed into martensite before, and then martensite is tempered by heating for alloying treatment and precipitates as cementite. Therefore, it is difficult to achieve both high strength and good workability.

923Kから773Kまでの平均冷却速度を3度/秒以上とするのは、その冷却途上でオーステナイトがパーライトに変態するのを避けるためであり、その冷却速度が3度/秒未満では本発明で規定する温度で焼鈍し、また923Kまで冷却したとしてもパーライトの生成を避けられない。平均冷却速度の上限は特に規定しないが、平均冷却速度20度/秒を超えるように鋼帯を冷却することはドライな雰囲気では困難である。   The reason why the average cooling rate from 923 K to 773 K is set to 3 degrees / second or more is to avoid the transformation of austenite to pearlite during the cooling, and is specified by the present invention when the cooling rate is less than 3 degrees / second. Even if it is annealed at a temperature to cool to 923K, the formation of pearlite is inevitable. The upper limit of the average cooling rate is not particularly defined, but it is difficult to cool the steel strip so that the average cooling rate exceeds 20 degrees / second in a dry atmosphere.

773Kからの平均冷却速度を0.5度/秒以上とするのは、その冷却途上でオーステナイトがパーライトに変態するのを避けるためであり、その冷却速度が0.5度/秒未満では本発明で規定する温度で焼鈍し、また773Kまで冷却したとしてもパーライトの生成を避けられない。平均冷却速度の上限は特に規定しないが、平均冷却速度20度/秒を超えるように鋼帯を冷却することはドライな雰囲気では困難である。また、冷却終了温度を693K〜733Kとするのは、オーステナイト中へのCの濃化が促進され加工性の優れた高強度合金化溶融亜鉛めっきが得られるためである。   The reason why the average cooling rate from 773 K is 0.5 degrees / second or more is to avoid the transformation of austenite to pearlite during the cooling, and if the cooling rate is less than 0.5 degrees / second, the present invention. Even if it is annealed at a temperature specified in (1) and cooled to 773K, the formation of pearlite is inevitable. The upper limit of the average cooling rate is not particularly defined, but it is difficult to cool the steel strip so that the average cooling rate exceeds 20 degrees / second in a dry atmosphere. Moreover, the reason why the cooling end temperature is set to 693 K to 733 K is that concentration of C in austenite is promoted and high strength alloyed hot dip galvanizing excellent in workability is obtained.

773Kからめっき浴までを25秒以上240秒以下保持する理由は、25秒未満ではオーステナイト中へのCの濃化が不十分となり、オーステナイト中のC濃度が、室温でのオーステナイトの残留を可能とする水準まで到達しないためであり、240秒を超えると、ベイナイト変態が進行し過ぎて、オーステナイト量が少なくなり、十分な量の残留オーステナイトを生成できないためである。   The reason why the temperature from 773K to the plating bath is maintained for 25 seconds or more and 240 seconds or less is that if less than 25 seconds, the concentration of C in the austenite becomes insufficient, and the C concentration in the austenite allows austenite to remain at room temperature. This is because when the time exceeds 240 seconds, the bainite transformation proceeds excessively, the amount of austenite decreases, and a sufficient amount of retained austenite cannot be generated.

さらにこの773Kからめっき浴まで保持する間、一度673K〜723Kの温度まで冷却し、保持するとオーステナイト中へのCの濃化が促進され加工性の優れた高強度合金化溶融亜鉛めっきが得られる。ただし、703K以下でめっき浴中へ板を浸漬させ続けるとめっき浴が冷却され凝固するため、703〜743Kの温度まで再加熱を行った後、溶融亜鉛めっき処理を行う必要がある。   Further, while holding from 773K to the plating bath, once cooling to 673K to 723K and holding, concentration of C in the austenite is promoted and high strength alloyed hot dip galvanizing excellent in workability is obtained. However, if the plate is continuously immersed in the plating bath at 703K or less, the plating bath is cooled and solidified, and thus it is necessary to perform hot dip galvanizing after reheating to a temperature of 703 to 743K.

次に、溶融亜鉛めっき工程について説明する。
鋼板の厚さ方向において、FeSiO、FeSiO、MnSiO、MnSiOから選ばれた1種以上のシリケートがSiOより多く含まれる領域が、SiOが前記シリケートより多く含まれる領域より表面側に位置するように連続焼鈍した鋼板を、スナウトを通じて溶融亜鉛めっき浴に浸漬して溶融亜鉛めっきを行い、溶融亜鉛めっき浴から溶融亜鉛めっき鋼板を引き上げて、ガスワイピングノズルによりめっき付着量を調整した後、合金化炉で合金化処理を行う。
Next, the hot dip galvanizing process will be described.
In the thickness direction of the steel sheet, the region FeSiO 3, Fe 2 SiO 4, MnSiO 3, Mn 2 1 or more silicates selected from SiO 4 is contained more than SiO 2 is, SiO 2 is contained more than the silicate A steel plate that has been annealed so that it is located on the surface side of the region is immersed in a hot dip galvanizing bath through a snout to perform hot dip galvanizing. After adjusting the amount, alloying treatment is performed in an alloying furnace.

本発明の高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造において、用いる溶融亜鉛めっき浴はAl濃度が浴中有効Al濃度で0.07〜0.105mass%に調整することが好ましい。ここでめっき浴中の有効Al濃度とは、浴中Al濃度から浴中Fe濃度を差し引いた値である。有効Al濃度を0.07〜0.105mass%に限定する理由は、有効Al濃度が0.07%よりも低い場合には、めっき初期の合金化バリアとなるFe−Al−Zn相の形成が不十分であってめっき処理時にめっき鋼板界面に脆いΓ相が厚くできるため、加工時のめっき皮膜密着力が劣る合金化溶融亜鉛めっき鋼板しか得られないためである。一方、有効Al濃度が0.105%よりも高い場合には、高温長時間の合金化が必要となり、鋼中に残存していたオーステナイトがパーライトに変態するため、高強度と加工性の良いことの両立が困難となる。
本発明における合金化温度は、目的としためっき層が得られれば何度でも構わない。
In the production of the high strength alloyed hot dip galvanized steel sheet of the present invention, the hot dip galvanizing bath used preferably has an Al concentration adjusted to 0.07 to 0.105 mass% as an effective Al concentration in the bath. Here, the effective Al concentration in the plating bath is a value obtained by subtracting the Fe concentration in the bath from the Al concentration in the bath. The reason for limiting the effective Al concentration to 0.07 to 0.105 mass% is that when the effective Al concentration is lower than 0.07%, the formation of an Fe—Al—Zn phase that becomes an alloying barrier at the initial stage of plating is performed. This is because only the galvannealed steel sheet with poor plating film adhesion at the time of processing can be obtained because it is insufficient and the brittle Γ phase can be thickened at the interface of the plated steel sheet during the plating process. On the other hand, when the effective Al concentration is higher than 0.105%, alloying for a long time at high temperature is required, and austenite remaining in the steel is transformed into pearlite, so that high strength and workability are good. It becomes difficult to achieve both.
The alloying temperature in the present invention may be any number as long as the intended plating layer is obtained.

合金化温度が高いと、合金化が進み過ぎてめっき鋼板界面に脆いΓ相が厚くできるため、加工時のめっき密着力が低下すると共にチッピング性を劣化させるため、合金化温度は低い方が好ましい。また、合金化処理時間(3〜60秒)を制御することにより、Feのめっき層中への拡散を制御し、鋼板とめっき層との間にGDSで読み取れるFe濃度15〜90%の領域およびZn濃度5〜87%の領域を、1.8〜3.5μmの厚さで存在させるようにする。このようにFeとZnの濃度勾配のある層を形成することで、めっき層中に硬度の勾配が緩やかに変化し、めっき表面からの衝撃に対して、石の当たる大きさでの応力集中を緩和でき、耐チッピング性の向上を実現できる。   When the alloying temperature is high, the alloying proceeds too much, and the brittle Γ phase can be thickened at the plated steel plate interface, so that the plating adhesion at the time of processing is lowered and the chipping property is deteriorated. Therefore, the lower alloying temperature is preferable. . Further, by controlling the alloying treatment time (3 to 60 seconds), the diffusion of Fe into the plating layer is controlled, and an Fe concentration region of 15 to 90% that can be read by GDS between the steel plate and the plating layer; A region having a Zn concentration of 5 to 87% is made to exist with a thickness of 1.8 to 3.5 μm. By forming a layer with a concentration gradient of Fe and Zn in this way, the hardness gradient gradually changes in the plating layer, and the stress concentration at the size that the stone hits against the impact from the plating surface It can be mitigated and chipping resistance can be improved.

また、合金化することによって、鋼板表面部からFeSiO、FeSiO、MnSiO、MnSiOから選ばれた1種以上のシリケートを含むSiの酸化物がめっき層中に拡散するが、これらのSiの酸化物は、めっき層中に粒状となって存在するので、合金化処理時にFeの拡散を阻害することがない。 Further, by alloying, an oxide of Si containing one or more silicates selected from FeSiO 3 , Fe 2 SiO 4 , MnSiO 3 , and Mn 2 SiO 4 is diffused from the steel plate surface portion into the plating layer. Since these Si oxides are present in a granular form in the plating layer, they do not hinder the diffusion of Fe during the alloying process.

さらに、スナウトを通じて鋼板をめっき浴に浸漬する際に、鋼板と接する部分の溶融亜鉛めっき浴の表面をスナウト内で鋼板幅方向に0.3〜2.5m/sの流速で溶融亜鉛めっき浴を流動させることが好ましい。この方法は前述した様にメタルポンプによるスナウト内部のめっき浴の流動である。   Further, when the steel sheet is immersed in the plating bath through the snout, the surface of the hot dip galvanizing bath in the portion in contact with the steel sheet is subjected to a hot dip galvanizing bath at a flow rate of 0.3 to 2.5 m / s in the width direction of the steel plate in the snout. It is preferable to make it flow. As described above, this method is the flow of the plating bath inside the snout by the metal pump.

本発明において合金化炉加熱方式については特に限定するものではなく、本発明の温度が確保できれば、通常のガス炉による輻射加熱でも、高周波誘導加熱でもかまわない。また、合金化加熱後の最高到達板温度から冷却する方法も、問うものではなく、合金化後、エアーシール等により、熱を遮断すれば、開放放置でも十分であり、より急速に冷却するガスクーリング等でも問題ない。   In the present invention, the alloying furnace heating method is not particularly limited. If the temperature of the present invention can be secured, radiation heating by a normal gas furnace or high frequency induction heating may be used. In addition, the method of cooling from the highest plate temperature after alloying heating is not questioned. If the heat is shut off by air seal etc. after alloying, it is sufficient to leave open, and the gas that cools more rapidly There is no problem with cooling.

以下、実施例により本発明を具体的に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described specifically by way of examples.

表1の組成からなるスラブを1423Kに加熱し、仕上温度1183〜1203Kで4.5mmの熱間圧延鋼帯とし、853〜953Kで巻き取った。酸洗後、冷間圧延を施して1.6mmの冷間圧延鋼帯とした後、ライン内焼鈍方式の連続溶融亜鉛めっき設備を用いて表2に示すような条件のめっきを行い、合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造した。連続溶融亜鉛めっき設備は、無酸化炉による加熱後、還元帯で還元・焼鈍を行う方式を使用した。無酸化炉の燃焼空気比は1.0に調節し、酸化帯として使用した。還元帯はCOとH2を混合した気体を燃焼させ発生したHO、COを導入する装置を取り付け、Hを10体積%含むNガスにHOとCOを導入した。 A slab having the composition shown in Table 1 was heated to 1423K to form a 4.5 mm hot-rolled steel strip at a finishing temperature of 1183 to 1203K, and wound at 853 to 953K. After pickling, cold rolling to obtain a 1.6 mm cold rolled steel strip, followed by plating under the conditions shown in Table 2 using an in-line annealing method of continuous hot dip galvanizing equipment, and alloying A hot dip galvanized steel sheet was produced. The continuous hot-dip galvanizing equipment used a method of reducing and annealing in a reduction zone after heating in a non-oxidizing furnace. The combustion air ratio of the non-oxidizing furnace was adjusted to 1.0 and used as an oxidation zone. Reduction zone is CO and H 2 which was gas mixture is burned to generate H2 O, fitted with a device for introducing the CO 2, introducing H 2 O and CO 2 and H 2 in N 2 gas containing 10 vol%.

焼鈍は、最高到達温度を表2に示す値となるよう調節し、均熱温度(最高到達温度−20度から最高到達温度までの範囲)に入っている均熱時間を60秒とした後、その最高到達温度から923Kまでを平均冷却速度1度/秒で、引き続いて923Kから773Kまでを平均冷却速度4度/秒で冷却し、さらに773Kから平均冷却速度1.7度/秒以上で723Kまで冷却し、且つめっき浴まで723Kで保持し、773Kからめっき浴までを30秒確保した後、溶融亜鉛めっきを行い450℃で合金化処理を行った。また、スナウト内にメタルポンプ(プッシュ、プルポンプ)を設置し、鋼板をめっき浴に浸漬した際に、メタルポンプでめっき浴を鋼板幅方向に流動させる場合も実施した。   Annealing is adjusted so that the maximum reached temperature becomes the value shown in Table 2, and the soaking time in the soaking temperature (the range from the maximum attainable temperature minus 20 degrees to the maximum attainable temperature) is set to 60 seconds. From the maximum temperature reached 923K at an average cooling rate of 1 degree / second, subsequently from 923K to 773K at an average cooling rate of 4 degrees / second, and further from 773K at an average cooling rate of 1.7 degrees / second or more at 723K. After cooling to 723 K and holding at 723 K until 30 seconds were secured from 773 K to the plating bath, hot dip galvanization was performed and alloying was performed at 450 ° C. In addition, when a metal pump (push, pull pump) was installed in the snout and the steel plate was immersed in the plating bath, the metal bath was used to cause the plating bath to flow in the steel plate width direction.

還元炉内の酸素ポテンシャルPOは、炉内の水素濃度、水蒸気濃度、CO濃度、CO濃度、雰囲気温度の測定値と平衡反応
O=H+1/2O
CO=CO+1/2O
の平衡定数K1、K2を使用して求めた。
The oxygen potential PO 2 in the reduction furnace is determined by measuring the hydrogen concentration, water vapor concentration, CO 2 concentration, CO concentration, atmospheric temperature in the furnace, and the equilibrium reaction H 2 O = H 2 + 1 / 2O 2.
CO 2 = CO + 1 / 2O 2
Using the equilibrium constants K1 and K2.

伸び(El)は、各鋼板からJIS5号試験片を切り出し、常温での引張試験を行うことにより求めた。   Elongation (El) was calculated | required by cutting out a JIS5 test piece from each steel plate, and performing the tensile test at normal temperature.

めっきの付着量は、めっきをインヒビター入りの塩酸で溶解し、重量法により測定した。めっき中のFe%は、めっきをインヒビター入りの塩酸で溶解し、ICPにより測定して求めた。   The adhesion amount of the plating was measured by a gravimetric method after dissolving the plating with hydrochloric acid containing an inhibitor. The Fe% during plating was obtained by dissolving the plating with hydrochloric acid containing an inhibitor and measuring by ICP.

鋼板の結晶粒界と結晶粒内に存在するSiを含む酸化物は、埋め込み研磨しためっき鋼板を断面からSEM像で観察して評価した。内部酸化層の状態は、SEM像で観察し、Siを含む酸化物が結晶粒界と結晶粒内に観察されたものを○、観察されなかったものを×とした。内部酸化層の厚みは、同様にSEM像で観察し、鋼板とめっき層との界面から結晶粒界と結晶粒内に酸化物が観察される部分の厚さを測定した。内部酸化層の組成は、SEMに取り付けたEDXを使用して解析し、Si、Oのピークが観察されたものを○、観察されなかったものを×とした。   The oxide containing Si present in the crystal grain boundaries and in the crystal grains of the steel sheet was evaluated by observing the embedded and polished plated steel sheet with a SEM image from the cross section. The state of the internal oxide layer was observed with an SEM image, where an oxide containing Si was observed in the crystal grain boundary and in the crystal grains, and x was not observed. Similarly, the thickness of the internal oxide layer was observed with an SEM image, and the thickness of the portion where the oxide was observed in the crystal grain boundary and in the crystal grain from the interface between the steel sheet and the plating layer was measured. The composition of the internal oxide layer was analyzed using EDX attached to the SEM, and the case where the Si and O peaks were observed was evaluated as ◯, and the case where the Si and O peaks were not observed as ×.

鋼板内のSiを含む酸化物の含有率の測定は、めっきをインヒビター入りの塩酸で溶解した後の鋼板を使用し、Siを含む酸化物を含有する層を酸で溶解してSiを含む酸化物を分離させた後、その質量を測定して求めた。   Measurement of the content ratio of oxides containing Si in the steel sheet uses the steel sheet after the plating is dissolved with hydrochloric acid containing an inhibitor, and the oxide-containing layer is oxidized by dissolving the layer containing the oxide containing Si with an acid. After separating the object, its mass was measured and determined.

FeOの有無は、鋼板表面からXRD測定を行い、FeOの回折ピークが観察されなかったものを○、回折ピークが観察されたものを×とした。
(Fe、Mn)SiO、(Fe、Mn)SiO、SiOの位置は、埋め込み研磨しためっき鋼板を断面からSiを含む酸化物をCMA像で観察し、以下の基準で評価した。
(Fe、Mn)SiO、(Fe、Mn)SiOの位置
○:FeまたはMnとSi、Oが同じ位置に観察される酸化物が鋼板表面に観察されるもの
×:FeまたはMnとSi、Oが同じ位置に観察される酸化物が観察されないもの
SiO2の位置
○:Si、Oが同じ位置に観察される酸化物が鋼板の内側に観察されるもの
×:Si、Oが同じ位置に観察される酸化物が鋼板の内側に観察されないもの
めっき層に存在するSiを含む酸化物は、埋め込み研磨しためっき鋼板を断面からSEM像で観察して評価した。酸化物の状態は、SEM像で観察し、Siを含む酸化物がめっき層内に観察されたものを○、観察されなかったものを×とした。
GDSの測定方法
RSV社製 Analymat 2504形で測定
測定時間と発光強度の積分値から測定深さと濃度を計算した。
測定深さは、測定後に深さを測定して較正した。
耐低温チッピング性の評価:
塗装は、鋼板に化成処理と電着塗装、中塗り塗装、上塗り塗装を行った。化成処理皮膜はリン酸亜鉛付着量2〜3g/m、電着塗装は膜厚25μm、中塗り塗装は膜厚35μm、上塗り塗装はベース15μm+クリアー35μmの計50μmとした。
耐低温チッピング性はグラベロ試験を使用して調査した。試験条件を表3に示す。
石種類:砕石7号(JIS A 5001)
石量:50g
ショット条件:2.0kgf/cm
試験片温度:−20℃
試験板角度:90度
評価は、グラベロ試験後テープ剥離を行い、さらに破壊された塗膜及び塗膜浮きの見られる箇所の塗膜をカッターナイフの先端で完全に除去した後、その剥離面積を評価した。評価は、サンプルの中から剥離面積が最大になるように50×50mmを選び、その中の剥離面積の合計を評価対象面積(50×50mm)で除した剥離面積比(mm/cm)を使用し下記に示す評点づけで判定し、3以下を合格とした。剥離面積は、飽和硫酸銅水溶液に室温で1分間浸漬し、銅がめっきされた部分(めっき剥離部)の長径を直径とした円の面積とした。
The presence or absence of FeO was measured by XRD from the surface of the steel sheet. The case where the diffraction peak of FeO was not observed was evaluated as ◯, and the case where the diffraction peak was observed was evaluated as ×.
The positions of (Fe, Mn) SiO 3 , (Fe, Mn) 2 SiO 4 , and SiO 2 were evaluated by observing an oxide containing Si from a cross-section of the embedded polished steel sheet using a CMA image and the following criteria.
Position of (Fe, Mn) SiO 3 , (Fe, Mn) 2 SiO 4 ○: Fe or Mn and Si, O observed at the same position Oxide observed on steel plate surface ×: Fe or Mn Oxides where Si and O are observed at the same position are not observed SiO2 position O: Oxides where Si and O are observed at the same position are observed inside the steel plate x: Si and O are the same position The oxides observed in (1) are not observed inside the steel plate. The oxides containing Si present in the plating layer were evaluated by observing the embedded and polished plated steel plate from the cross section with an SEM image. The state of the oxide was observed with an SEM image, where the oxide containing Si was observed in the plating layer was marked with ◯, and the oxide was not observed with x.
GDS Measurement Method Analymat 2504 manufactured by RSV was used to calculate the measurement depth and concentration from the integrated values of measurement measurement time and emission intensity.
The measurement depth was calibrated by measuring the depth after measurement.
Evaluation of low temperature chipping resistance:
For coating, the steel sheet was subjected to chemical conversion treatment, electrodeposition coating, intermediate coating, and top coating. The chemical conversion coating film had a zinc phosphate adhesion amount of 2 to 3 g / m 2 , the electrodeposition coating had a film thickness of 25 μm, the intermediate coating had a film thickness of 35 μm, and the top coating had a base of 15 μm + clear 35 μm, for a total of 50 μm.
Low temperature chipping resistance was investigated using a gravel test. Table 3 shows the test conditions.
Stone type: Crushed stone No. 7 (JIS A 5001)
Stone amount: 50 g
Shot condition: 2.0 kgf / cm 2
Test piece temperature: -20 ° C
Test plate angle: 90 degree evaluation is performed by tape peeling after gravel test, and after completely removing the destroyed coating film and the coating film where the coating film is lifted with the tip of the cutter knife, evaluated. Evaluation is performed by selecting 50 × 50 mm from the sample so that the peeled area is maximized, and the peeled area ratio (mm 2 / cm 2 ) obtained by dividing the total peeled area by the area to be evaluated (50 × 50 mm). Was determined by scoring as shown below, and 3 or less was accepted. The peeled area was immersed in a saturated copper sulfate aqueous solution at room temperature for 1 minute, and was the area of a circle whose diameter was the major axis of the copper-plated part (plating peeled part).

チッピング評点は以下のものを用いた。
剥離面積比(mm/cm) 評点
≦0.3 1
≦0.6 2
≦0.9 3
≦1.5 4
1.5< 5
表2、3から判るように、焼鈍時のPOが適正であり、スナウト内で流動処理を行った鋼板は、GDSで測定されるFe濃度15〜90%の領域のFeの厚み(GDS厚み)が発明の範囲内であり(なお、ZnはFe濃度に反比例して同じ厚さで濃度勾配の緩やかな発明の範囲内の層となっている)、チッピング評点が1と良好であったが、焼鈍時のPOが適正であっても、スナウト内で流動処理を行わないとGDSで測定されるFeの厚みが発明の範囲外でありチッピング評点が4であった。
The following chipping scores were used.
Peeling area ratio (mm 2 / cm 2 ) Score ≦ 0.3 1
≦ 0.6 2
≦ 0.9 3
≦ 1.5 4
1.5 <5
As can be seen from Tables 2 and 3, the thickness of Fe in the region of Fe concentration of 15 to 90% as measured by GDS (GDS thickness) is obtained for steel sheets that have an appropriate PO 2 during annealing and are flow-treated in the snout. ) Is within the scope of the invention (Zn is a layer within the scope of the invention with the same thickness and a gentle concentration gradient in inverse proportion to the Fe concentration), and the chipping score was as good as 1. Even if the PO 2 at the time of annealing was appropriate, the thickness of Fe measured by GDS was out of the scope of the invention and the chipping score was 4 if no flow treatment was performed in the snout.

尚、表1と同等の範囲の成分に加えて、Nb、Ti、B、Mo、Cu、Ni、Zr、W、Co、Ca、希土類元素(Yを含む)、Vの一種以上を合計で1%以下含有する鋼を用いて、表2、3に準ずる条件で本発明を実施した結果、チッピング性が良好なことを確認した。   In addition to the components in the same range as in Table 1, 1 or more of Nb, Ti, B, Mo, Cu, Ni, Zr, W, Co, Ca, rare earth elements (including Y), and V in total 1 As a result of carrying out the present invention under the conditions according to Tables 2 and 3 using steel containing not more than%, it was confirmed that the chipping property was good.

Figure 0004790525
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Figure 0004790525
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Figure 0004790525
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GDSで読み取っためっき層の鋼板側のFe濃度およびZn濃度を模式的に記載した図である。It is the figure which described typically the Fe density | concentration and Zn density | concentration at the side of the steel plate of the plating layer read by GDS. めっき浴中に鋼板を浸漬した際に生成するζ相について観察した顕微鏡写真を模写したζ相を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the zeta phase which copied the microscope picture observed about the zeta phase produced | generated when a steel plate was immersed in a plating bath. 連続焼鈍時の雰囲気中の酸素ポテンシャル及びスナウト内でのめっき浴の流動の影響による、めっき層と鋼板の界面の状態を示す図である。(a)は酸素ポテンシャルが低い場合、(b)は従来の酸素ポテンシャルに調整した場合、(c)は酸素ポテンシャルを適正に調整し、スナウト内の流動を行わなかった場合、(d)は酸素ポテンシャルを適正に調整し、スナウト内の流動を行なった場合の界面の状態を示す図である。It is a figure which shows the state of the interface of a plating layer and a steel plate by the influence of the oxygen potential in the atmosphere at the time of continuous annealing, and the flow of the plating bath in a snout. (A) when the oxygen potential is low, (b) when adjusted to the conventional oxygen potential, (c) when the oxygen potential is adjusted appropriately and no flow in the snout is performed, (d) is when oxygen is It is a figure which shows the state of the interface at the time of adjusting a potential appropriately and performing the flow in a snout. 連続溶融亜鉛めっき工程の概要を示す図である。It is a figure which shows the outline | summary of a continuous hot dip galvanization process. 連続溶融亜鉛めっき工程の他の概要を示す図である。It is a figure which shows the other outline | summary of a continuous hot-dip galvanization process.

符号の説明Explanation of symbols

1a ζ相
1b 浴中で生成した旧ζ相
2 Zn層
3 シリカ
4 シリケート
5 Γ相
6 高強度鋼板
7 焼鈍炉の加熱帯
8 焼鈍炉の均熱帯
9 焼鈍炉の冷却帯
10 炉内ロール
11 鋼板進行方向
12 溶融亜鉛めっき槽
13 溶融亜鉛
14 スナウト
15 シンクロール
16 ガスワイピングノズル
17 合金化炉
18 ガス流量調整弁
19 還元性ガス配管
20 還元性ガス流れ方向
21 燃焼装置
22 燃焼ガス配管
23 燃焼ガス流れ方向
24 燃料ガス配管
25 燃料ガス流れ方向
26 空気配管
27 空気流れ方向
28 炉内に設置された燃焼装置
1a ζ phase 1b old ζ phase generated in bath 2 Zn layer 3 silica 4 silicate 5 Γ phase 6 high strength steel plate 7 heating zone of annealing furnace 8 soaking zone of annealing furnace 9 cooling zone of annealing furnace 10 in-roll roll 11 steel plate Traveling direction 12 Hot dip galvanizing tank 13 Hot dip 14 Snout 15 Sink roll 16 Gas wiping nozzle 17 Alloying furnace 18 Gas flow control valve 19 Reducing gas pipe 20 Reducing gas flow direction 21 Combustion device 22 Combustion gas pipe 23 Combustion gas flow Direction 24 Fuel gas pipe 25 Fuel gas flow direction 26 Air pipe 27 Air flow direction 28 Combustion device installed in the furnace

Claims (4)

質量%で、
C:0.05〜0.25%、
Si:0.3〜2.5%、
Mn:1.5〜2.8%、
P:0.03%以下、
S:0.02%以下、
Al:0.005〜0.5%、
N:0.0060%以下
を含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなる高強度鋼板の上に、合金化溶融亜鉛めっき層を有する高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板において、高強度鋼板とめっき層との界面から5μm以下の鋼板側の結晶粒界と結晶粒内にSiを含む酸化物が平均含有率0.6〜10質量%で存在し、鋼板とめっき層の界面からめっき側にGDSで読み取れるFe濃度15〜90%の領域が1.8〜3.5μmの厚さで存在し、めっき層中にSiを含む酸化物が平均含有率0.05〜1.5質量%で存在することを特徴とする耐チッピング性に優れた高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板。
% By mass
C: 0.05 to 0.25%
Si: 0.3 to 2.5%,
Mn: 1.5 to 2.8%,
P: 0.03% or less,
S: 0.02% or less,
Al: 0.005 to 0.5%,
N: A high-strength galvannealed steel sheet having an alloyed hot-dip galvanized layer on a high-strength steel sheet containing 0.0060% or less and the balance Fe and inevitable impurities. The grain boundary on the steel sheet side of 5 μm or less from the interface with the oxide and the oxide containing Si in the crystal grains exist at an average content of 0.6 to 10% by mass, and the GDS from the interface between the steel sheet and the plating layer to the plating side A region having an Fe concentration of 15 to 90% which can be read is present at a thickness of 1.8 to 3.5 μm, and an oxide containing Si is present in the plating layer at an average content of 0.05 to 1.5% by mass. A high-strength galvannealed steel sheet with excellent chipping resistance.
前記GDSで測定したFe濃度15〜90%の領域は、鋼板側に向かってFe濃度が大きくなる緩やかな濃度勾配を有することを特徴とする請求項1に記載の耐チッピング性に優れた高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板。   2. The high strength excellent in chipping resistance according to claim 1, wherein the region of Fe concentration of 15 to 90% measured by GDS has a gradual concentration gradient in which the Fe concentration increases toward the steel plate side. Alloyed hot-dip galvanized steel sheet. 前記Siを含む酸化物がSiO2、FeSiO3、Fe2SiO4、MnSiO3、Mn2SiO4、から選ばれた1種以上であることを特徴とする請求項1記載の耐チッピング性に優れた高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板。 2. The chipping resistance according to claim 1, wherein the oxide containing Si is at least one selected from SiO 2 , FeSiO 3 , Fe 2 SiO 4 , MnSiO 3 , and Mn 2 SiO 4 . High strength alloyed hot dip galvanized steel sheet. 前記高強度鋼板が、さらに質量%で、Nb、Ti、B、Mo、Cu、Ni、Zr、W、Co、Ca、希土類元素(Yを含む)、Vの一種以上を合計で1%以下含有することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の耐チッピング性に優れた高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板。 The high-strength steel sheet further contains 1% or less in total of one or more of Nb, Ti, B, Mo, Cu, Ni, Zr, W, Co, Ca, rare earth elements (including Y), and V in mass%. The high-strength galvannealed steel sheet having excellent chipping resistance according to any one of claims 1 to 3.
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