JP6025866B2 - 高マンガン熱延亜鉛めっき鋼板及びその製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、自動車の車体または構造材として用いられる高マンガン熱延亜鉛めっき鋼板に関する。
熱延亜鉛めっき鋼板（熱延溶融亜鉛めっき鋼板、熱延合金化溶融亜鉛めっき鋼板等）は、熱延鋼板をめっき素材として使用するため、冷延鋼板をめっき素材として使用する場合に比べて、冷間圧延工程と焼鈍工程が不要であり、経済的である。
通常、熱延溶融亜鉛めっき鋼板及び熱延合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、熱延工程において材質が確保されるため、熱延スケールを酸洗いしてから、めっき浴温度より若干高い温度である４８０〜５５０℃で加熱した後、めっきするため、合金元素の表面濃化による不めっきやめっき層剥離などのめっき欠陥が発生しない。
しかし、鋼材にマンガンを５〜３５％含ませて、鋼材の塑性変形時に双晶（ＴＷＩＮ）が誘起されるようにすることで、高強度とともに、延性を画期的に向上させたオーステナイト系高マンガン熱延鋼板（特許文献１〜４）をめっき素材として用いると、Ｍｎだけでなく、Ａｌ及びＳｉ等の酸化しやすい合金元素が熱延溶融亜鉛めっき鋼板の加熱温度である４８０〜５５０℃でも選択的に酸化されて厚い酸化被膜を形成するため、溶融亜鉛めっき時に不めっき及びめっき層剥離が発生する。
上記酸化被膜を除去するために、高マンガン熱延鋼板を酸洗いした後、めっき前に表面活性化及びめっき温度確保のため水素を含む窒素雰囲気下で加熱処理する。このような雰囲気は、めっき素材である素地鉄（Ｆｅ）に対しては還元性雰囲気であるが、高マンガン鋼のマンガン（Ｍｎ）、シリコン（Ｓｉ）、アルミニウム（Ａｌ）等の酸化しやすい元素に対しては酸化性雰囲気として作用する。
従って、マンガンだけでなく、アルミニウム、シリコン等が多量に添加された高マンガン鋼をこのような雰囲気で加熱処理すると、雰囲気中に微量に含有されている水分や酸素によって合金元素が選択的に酸化（選択酸化）されて、素地（めっき素材）表面にマンガン、アルミニウム、シリコンの表面酸化物が生成される。
即ち、マンガンだけでなく、アルミニウム、シリコン等が多量に含まれている高マンガン熱延鋼板をめっき素材として使用すると、めっきの前工程である加熱処理過程で形成される表面酸化物によって不めっきが発生したり、めっきされても加工時にめっき層が素地と分離されるめっき層剥離が発生する。
このような高マンガン熱延鋼板をめっき素材とする熱延溶融亜鉛めっき鋼板の不めっきを防止するための公知技術には、特許文献５がある。上記特許文献５には、高マンガン熱延鋼板の表面スケールを酸溶液で除去してから付着量が５０〜１００ｍｇ／ｍ２になるようにＮｉめっきを施し、加熱処理時、マンガン、アルミニウム、シリコン等の合金元素の表面濃化及び酸化を防止する方法が提案されている。
しかし、加熱処理前に施されたニッケルめっき層は、シリコンとマンガンの表面濃化は遮断できるが、アルミニウムの表面濃化は防止できず、ニッケルめっき層が素地アルミニウムの表面拡散をむしろ助長してニッケルめっき層上のアルミニウム酸化物（Ａｌ−Ｏ）の形成を促すため、不めっきやめっき層剥離の発生をさらに助長するという問題がある。
マンガンが多量に含有されている高マンガン熱延鋼板をめっき素材とする場合には、加熱処理過程で発生する厚いマンガン、アルミニウム、シリコン等の酸化物またはこれらの複合酸化物が形成されることにより、溶融亜鉛めっき時に不めっきが発生したり、めっきされても加工時にめっき層が素地鉄と分離するめっき層剥離が発生するため、これに対する解決方案が切実に求められている。
本発明の一側面は、Ｍｎ等の合金元素が多量に含有された高マンガン熱延鋼板をめっき素材として使用した場合、流れ模様等の表面欠陥が発生せず、不めっきやめっき層剥離等のめっき欠陥がなく、未合金化または過合金化等の合金化欠陥のない高マンガン熱延亜鉛めっき鋼板及びその製造方法を提供することである。
本発明は、マンガンを５〜３５重量％含む熱延鋼板及び上記熱延鋼板上に形成された亜鉛めっき層を含み、上記亜鉛めっき層と接する熱延鋼板の内部に内部酸化物層が形成されている高マンガン熱延亜鉛めっき鋼板を提供する。
また、本発明は、マンガンを５〜３５重量％含む鋼スラブを用意する段階と、上記鋼スラブを熱間圧延して熱延鋼板を製造する段階と、上記熱延鋼板を５００〜７００℃で巻取る段階と、上記巻取られた熱延鋼板を露点−１０〜−８０℃、加熱温度４８０〜６００℃で加熱処理する段階と、上記加熱処理した熱延鋼板を４８０〜５００℃に冷却する段階と、上記冷却した熱延鋼板を亜鉛めっきする段階と、を含む高マンガン熱延亜鉛めっき鋼板の製造方法を提供する。
本発明によると、付加工程なしに通常の操業方法を用いて、流れ模様等の表面欠陥が発生せず、不めっきやめっき層剥離等のめっき欠陥がなくて優れためっき性を有し、未合金化及び過合金化のような合金化欠陥がなくて合金化特性に優れた高マンガン熱延亜鉛めっき鋼板を製造することができる。
本発明者らは、マンガン、アルミニウム、シリコン等が多量に含有された高マンガン熱延鋼板をめっき素材とする高マンガン鋼熱延亜鉛めっき鋼板の不めっきの原因を究明したところ、不めっきが発生した部分には厚いフィルム型ＭｎまたはＭｎ−Ａｌ−Ｓｉ酸化物被膜が形成されており、酸化被膜の厚さに差はあるものの、めっき層が形成された部分の界面でも酸化被膜が観察されることが分かった。このような熱延亜鉛めっき鋼板を曲げ試験（加工試験）した結果、めっき層が素地鉄（熱延鋼板）と完全に分離するめっき層剥離が発生することを確認することができた。
これは、通常のめっき前の加熱処理工程で形成される厚いフィルム型ＭｎまたはＡｌ酸化被膜と亜鉛との濡れ性の低下により、不めっきが発生したり、局部的にめっきされてもめっき層が単に酸化被膜を覆っている状態であって、めっき層と素地鉄との界面に界面抑制層（合金層）が形成されないためであることが分かった。
従って、本発明者らは、高マンガン熱延鋼板を亜鉛めっきする場合の不めっき及びめっき層剥離問題を解決するために研究を重ねた結果、工程条件を最適化して、亜鉛めっき前に鋼板表面の直下に内部酸化物層を形成することで、鋼板のＭｎ、Ａｌ等の酸化物形成元素が鋼板の表面上に拡散されて表面酸化物層が形成されることを防止できることを見出し、本発明に至った。これにより、本発明では、溶融亜鉛めっき鋼板の場合、流れ模様等の表面欠陥が発生せず、不めっきやめっき層剥離等のめっき欠陥がなく、未合金化または過合金化等の合金化欠陥のないめっき特性及び合金化特性に優れた高マンガン熱延亜鉛めっき鋼板を製造することができる。
以下、本発明について詳細に説明する。
まず、本発明の熱延亜鉛めっき鋼板について詳細に説明する。
本発明の熱延亜鉛めっき鋼板は、マンガンを５〜３５重量％含む熱延鋼板と、上記熱延鋼板上に形成された亜鉛めっき層と、を含み、上記亜鉛めっき層と接する熱延鋼板の内部に内部酸化物層が形成されている。
本発明者らは、高マンガン鋼を用いて熱延亜鉛めっき鋼板を製造する場合、巻取温度によって素地鋼板の内部に形成される内部酸化物層の厚さ及び形状が大きく変化することを見出した。
即ち、高マンガン鋼熱延鋼板の内部酸化物の厚さ及び形状は、外部から鋼中に拡散される酸素の拡散速度と、鋼中から表面に拡散されるＭｎ等の合金元素の拡散速度との差によって決まる。鋼中に拡散される酸素の拡散速度が、鋼中から表面に拡散される合金元素の拡散速度より速いと、酸素が鋼中の酸化しやすいＭｎ、Ｓｉ、Ａｌ等の合金元素と反応してＭｎ−Ｓｉ−Ａｌ系の内部酸化物を形成するとともに、表面酸化物が形成されるが、素地鉄に拡散される酸素の拡散速度より素地鉄から表面に拡散されるＭｎ、Ａｌ、Ｓｉ等の合金元素の拡散速度が速いと、内部酸化物は形成されずに表面酸化物だけが形成される。
鋼中の合金元素と酸素の拡散速度は、温度に依存する（アレニウスの式、Ａｒｒｈｅｎｉｕｓ ｅｑｕａｔｉｏｎ）ため、熱延巻取温度が上昇するほど、酸素と合金元素の拡散係数及び拡散速度が増加する。しかし、高マンガン鋼の鋼中の酸素の拡散速度が合金元素より１００〜１０００倍速いため、熱延巻取温度が上昇するほど、鋼中の酸素の拡散速度と合金元素の拡散速度との差が大きくなる。
従って、熱延巻取温度条件を制御して素地鋼板の内部に内部酸化物層を形成する。上記内部酸化物層は、酸洗い後の加熱処理過程で酸化しやすいＭｎ、Ｓｉ、Ａｌ等の合金元素の表面拡散及び酸化を防止する障壁（ｂａｒｒｉｅｒ）として作用する。内部酸化層が形成された高マンガン鋼熱延鋼板を酸洗いした後、加熱処理すると、合金元素の表面濃化及び酸化が防止されるため、溶融亜鉛めっき時に溶融亜鉛との濡れ性が向上して、不めっきが発生しない。
図１は、本発明の高マンガン熱延亜鉛めっき鋼板の断面を模式的に示したものである。図１には、素地鋼板１０上に亜鉛めっき層２０が形成されており、素地鋼板の内部に内部酸化物層１１が形成されている。上述したように、熱延巻取過程で形成された上記内部酸化物層１１が、酸洗い後の加熱処理過程で素地鋼板１０に含まれている合金元素の拡散を抑制して表面酸化物の形成を抑制することで、優れためっき特性を確保することができる。
上記内部酸化物層の厚さは１〜５μｍであることが好ましい。内部酸化物層の厚さが１μｍ未満では、素地鋼板の内部に内部酸化物が形成されないか、不均一に形成されるため、Ｍｎ等の合金元素の表面濃化及び酸化によって不めっきが発生したり、めっきされても加工時にめっき層剥離が発生する。また、内部酸化物層の厚さが５μｍを超えると、内部酸化物が熱力学的に不安定な粒界を介して鋼板の深くまで酸化される粒界酸化が起き、当該粒界酸化物は、めっき前の酸洗い工程で除去されずに残存し、めっき時、粒界に沿って不めっきが発生したり、加工時にめっき層剥離が発生するため、好ましくない。
上記熱延鋼板は、マンガンを５〜３５重量％含む高マンガン熱延鋼板であり、他の組成は特に限定されない。例えば、重量％で、Ｃ：０．１〜１．５％、Ｍｎ：５〜３５％、Ｓｉ：０．１〜３％、Ａｌ：０．０１〜６％、Ｎｉ：０．１〜１．０％、Ｃｒ：０．１〜０．４％、Ｓｎ：０．０１〜０．２％、Ｔｉ：０．０１〜０．２％、Ｂ：０００５〜０．００６％、残りはＦｅ及びその他不可避な不純物を含むことが好ましい。
さらに、上記内部酸化物層を含む素地鋼板と亜鉛めっき層との間には、Ｆｅ−Ａｌ−Ｍｎの界面抑制層が形成されていることが好ましい。
以下、本発明の製造方法について詳細に説明する。
本発明の高マンガン熱延亜鉛めっき鋼板の製造方法は、マンガンを５〜３５重量％含む鋼スラブを用意する段階と、上記鋼スラブを熱間圧延して熱延鋼板を製造する段階と、上記熱延鋼板を５００〜７００℃で巻取る段階と、上記巻取られた熱延鋼板を露点−１０〜−８０℃、加熱温度４８０〜６００℃で加熱処理する段階と、上記加熱処理した熱延鋼板を４８０〜５００℃に冷却する段階と、上記冷却した熱延鋼板を亜鉛めっきする段階と、を含む。
まず、マンガンを５〜３５重量％含む鋼スラブを再加熱した後、熱間圧延して熱延鋼板を製造する。上記再加熱及び熱間圧延は、本発明が属する技術分野の通常の方法で行い、その方法は特に限定しない。
上記鋼スラブの組成と熱延鋼板の組成は実質的に同一であり、本発明ではこれを特に限定しない。但し、例えば、重量％で、Ｃ：０．１〜１．５％、Ｍｎ：５〜３５％、Ｓｉ：０．１〜３％、Ａｌ：０．０１〜６％、Ｎｉ：０．１〜１．０％、Ｃｒ：０．１〜０．４％、Ｓｎ：０．０１〜０．２％、Ｔｉ：０．０１〜０．２％、Ｂ：０００５〜０．００６％、残りはＦｅ及びその他不可避な不純物を含むことが好ましい。
上記製造された熱延鋼板を５００〜７００℃で巻取る。上記巻取温度が５００℃未満では、内部酸化物が不均一に形成されるか、形成されないため、酸洗い後の加熱処理過程で合金元素が選択酸化されて不めっきが発生したり、めっきされてもめっき層剥離が発生するという問題があり、７００℃を超えると、酸素の鋼中への拡散速度が速いため、極めて厚い内部酸化物層が形成され、粒界に沿って鋼板の深くまで酸化される粒界酸化が起こる。粒界（ｇｒａｉｎ ｂｏｕｎｄａｒｙ）は、粒内に比べて熱力学的に不安定であるため、優先的に酸化が起こる。特に、粒界には、合金元素が集中的に濃化するため、粒界酸化物の組成はＭｎ、Ａｌ、Ｓｉ等の合金元素が含有されたＡｌ−Ｓｉ−Ｍｎ−（Ｆｅ）系酸化物となり、めっき前の酸洗い過程で上記粒界酸化物が除去されずに残存するため、粒界に沿って不めっきが発生するという問題がある。
上記巻取は１．５〜２．５時間行うことが好ましい。上記巻取時間が１．５時間未満では、不均一な内部酸化物層が形成され、２．５時間を超えると、内部酸化物に及ぼす影響が僅かであるため、２．５時間以下にすることが好ましく、２．０時間行うことがより好ましい。
上記巻取られた熱延鋼板は、露点−１０〜−８０℃、加熱温度４８０〜６００℃で加熱処理を行う。上記露点が−１０℃より上では、事実上酸化性雰囲気であり、内部酸化物によって合金元素の表面濃化及び酸化がある程度は防止されても完全に防止することができない。よって、素地鋼板の表面まで酸化されて酸化被膜を形成し、後の亜鉛めっき時に不めっき及びめっき層剥離が発生する恐れがある。一方、露点が低いほど、Ｍｎの表面濃化は抑制されるが、上記露点を−８０℃未満に保持するには、ガスの酸素や水分を除去するために多くの精製装置が必要となるため、好ましくない。
上記加熱温度が低いほど、合金元素の表面濃化及び酸化を防止するのによいが、後続するめっき工程のめっき浴温度より低いと、めっき浴の熱を鋼板が奪うため、めっき浴温度より高い４８０℃以上に加熱することが好ましい。一方、加熱温度が６００℃を超えると、Ｍｎ等の合金元素の表面濃化及び酸化が起こり、めっき性を阻害する。この場合、より厚い内部酸化物層を形成するために、より高い巻取温度が求められるが、巻取温度が高くなると、粒界酸化によって粒界の不めっき及びめっき層剥離が発生する恐れがあり、また、材質特性のうち強度が低下する問題が発生する恐れがあるため、上記加熱温度は４８０〜６００℃にすることが好ましい。
上記加熱後、４８０〜５００℃に冷却する。冷却を介して鋼板浸漬温度を制御する。鋼板浸漬温度は、基本的にめっき浴温度より高くなければならない。鋼板浸漬温度がめっき浴温度より低いと、素地鉄と接するめっき浴温度が低くて、界面抑制層が僅かにしか形成されず、素地鉄がめっき浴の熱を奪ってしまうため、めっき浴温度の制御に問題が発生する。従って、通常のめっき浴温度より高い４８０℃以上でならなければならない。また、鋼板浸漬温度が５００℃を超えると、高い潜熱によりめっき後の冷却時にめっき層が流れ落ちる流れ模様が発生して、表面外観が低下するため、好ましくない。
その後、熱延鋼板に亜鉛めっきを行って亜鉛めっき層を形成する。上記亜鉛めっきには、溶融亜鉛めっきと合金化溶融亜鉛めっきがあり、以下に、それぞれについて詳細に説明する。
溶融亜鉛めっきは、Ａｌが０．１３〜０．２５重量％含まれ、めっき浴温度が４６０〜５００℃である溶融亜鉛めっき浴に浸漬して行う。
上記めっき浴のＡｌは、加熱処理した鋼板がめっき浴に浸漬される際、鋼板と優先的に反応して鋼板表面の酸化被膜を還元させ、延性の界面抑制層であるＦｅ−Ｍｎ−Ａｌ−Ｚｎ被膜を形成させて、脆弱なＺｎ−Ｆｅ金属間化合物の成長を抑制する役割を担うため、Ａｌ含量を高く管理することがよい。しかし、Ａｌ含量が０．２５重量％を超えると、Ｆｅ−Ａｌの浮遊ドロスが発生しやすく、めっき層が流れ落ちる流れ模様が発生するため、上限を０．２５重量％にする。一方、内部酸化物層を有する高マンガン鋼は、加熱処理による合金元素の表面濃化及び酸化現象がないため、通常のめっき浴のＡｌ含量より低い０．１３重量％でも、延性の界面抑制層であるＦｅ−Ｍｎ−Ａｌ−Ｚｎ被膜を形成することができる。しかし、０．１３重量％未満では、熱延鋼板の潜熱によって冷却過程で局部的にＺｎ−Ｆｅ合金層が形成されて加工時にめっき層剥離が発生するという問題があるため、好ましくない。
上記めっき浴温度が４６０℃未満では、めっき浴の流動性が足りないことにより、シンクロールマークと流れ模様が発生するため、好ましくない。また、めっき浴温度が５００℃を超えると、めっき素材との濡れ性は向上するが、高い流動性により、めっき後の冷却時に流れ模様が発生して表面外観が低下するため、好ましくない。
一方、合金化溶融亜鉛めっきは、Ａｌが０．０８〜０．１３重量％含まれており、めっき浴温度が４６０〜５００℃である溶融亜鉛めっき浴に浸漬してめっきした後、５００〜５６０℃で合金化処理する。
上記Ａｌ含量が０．０８重量％未満では、粒界等で不均一な界面抑制層が形成されて優先的に合金化が起き、局部的に過合金化が発生し、加工時にめっき層が粉末状に脱落するパウダリングが発生するという問題がある。一方、めっき浴のＡｌ含量が０．１３重量％を超えると、厚い界面抑制層が形成されるため、合金化反応が遅延されて合金化温度を上げ、パウダリングを誘発するため、好ましくない。
上記めっき後に合金化処理をすると、合金層の組成は、一般鋼のＦｅ−Ｚｎの２元合金層とは異なって、Ｆｅ−Ｚｎ−Ｍｎの３元合金層を形成するようになる。しかし、本発明では、内部酸化層の形成によりＭｎのめっき層への拡散が制限されて合金化が遅延されるため、一般鋼の合金化温度より高い合金化温度である５００℃以上が求められるが、合金化温度が５６０℃を超えると、素地とめっき層との過剰相互拡散作用によって過合金化され、加工時にパウダリング等の合金化不良が発生するため、好ましくない。
以下、本発明の実施例について詳細に説明する。下記実施例は、本発明の理解を助けるためのもので、本発明を限定するものではない。
（実施例１）
重量％で、０．７％Ｃ、１５．３％Ｍｎ、０．６％Ｓｉ、２％Ａｌ、０．３％Ｎｉ、０．３％Ｃｒ、０．０５％Ｓｎ、１．２％Ｔｉ、０．００５％Ｂの組成を有するスラブを熱間圧延して厚さ２．２ｍｍの熱延鋼板を製造した後、下表１〜２の条件で熱延巻取し、酸溶液で表面スケールを完全に除去した後、水素が５％で、残りが窒素である雰囲気下で、下表１〜２の条件に従って加熱処理を行い、４８０℃に冷却する。それから、下表１〜２の条件に従って３〜５秒間溶融亜鉛めっきを行って、片面のめっき付着量が４５ｇ／ｍ２となるようにエアナイフで調整して、熱延亜鉛めっき鋼板を製造した。
重量％で、０．７％Ｃ、１５．３％Ｍｎ、０．６％Ｓｉ、２％Ａｌ、０．３％Ｎｉ、０．３％Ｃｒ、０．０５％Ｓｎ、１．２％Ｔｉ、０．００５％Ｂの組成を有するスラブを熱間圧延して厚さ２．２ｍｍの熱延鋼板を製造した後、下表１〜２の条件で熱延巻取し、酸溶液で表面スケールを完全に除去した後、水素が５％で、残りが窒素である雰囲気下で、下表１〜２の条件に従って加熱処理を行い、４８０℃に冷却する。それから、下表１〜２の条件に従って３〜５秒間溶融亜鉛めっきを行って、片面のめっき付着量が４５ｇ／ｍ２となるようにエアナイフで調整して、熱延亜鉛めっき鋼板を製造した。
まず、表１の条件で製造された熱延亜鉛めっき鋼板に対して、内部酸化物の形成程度及びめっき品質特性を評価し、その結果を表１に示した。また、表２の条件で製造された熱延亜鉛めっき鋼板に対して、めっき品質特性を評価し、表２に示した。
下表１〜２において、不めっき発生程度は、溶融亜鉛めっき後の表面外観を画像処理して不めっき部分の面積を求めて、等級をつけた。
−１等級：不めっきの欠陥なし
−２等級：不めっきの平均直径が１ｍｍ未満
−３等級：不めっきの平均直径が１〜２ｍｍ
−４等級：不めっきの平均直径が２〜３ｍｍ
−５等級：不めっきの平均直径が３ｍｍ以上
−１等級：不めっきの欠陥なし
−２等級：不めっきの平均直径が１ｍｍ未満
−３等級：不めっきの平均直径が１〜２ｍｍ
−４等級：不めっきの平均直径が２〜３ｍｍ
−５等級：不めっきの平均直径が３ｍｍ以上
めっき密着性は、ＯＴ曲げ試験後の曲げ外巻部をテーピングテストして、めっき層の剥離発生程度を以下のように評価した。
−１等級：剥離なし
−２等級：５％未満剥離
−３等級：５〜１０％未満剥離
−４等級：１０％〜３０％未満剥離
−５等級：３０％未満剥離
−１等級：剥離なし
−２等級：５％未満剥離
−３等級：５〜１０％未満剥離
−４等級：１０％〜３０％未満剥離
−５等級：３０％未満剥離
また、流れ模様の発生有無は、肉眼で観察される場合に流れ模様が発生したと評価した。
上記表１の結果から分かるように、本発明の巻取条件を満たす場合には、素地鋼板の直下に均一な内部酸化物層が形成され、上記内部酸化物層によってＭｎ等の合金元素の表面濃化及び酸化を防止することができるため、不めっき及び加工時のめっき層剥離が発生しなかった。
一方、本発明の巻取条件から外れる場合には、内部酸化物層が形成されないか、不均一に生成されて、Ｍｎ等の合金元素の表面濃化及び酸化により不めっきが発生し、めっきされても加工時に剥離が発生した。
上記表２の結果から分かるように、本発明の巻取条件を満たし、めっき前の加熱条件及びめっき条件が本発明の範囲を満たす場合、めっき層と素地鉄の界面に酸化被膜が存在せず、Ｆｅ−Ｍｎ−Ａｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系界面抑制層が形成されて不めっき及びめっき層剥離が発生せず、流れ模様等の表面欠陥が発生しない熱延溶融亜鉛めっき鋼板を製造することができた。
一方、本発明の巻取条件を満たしても、めっき前の加熱条件及びめっき条件が本発明の範囲から外れる場合には、粒界酸化による不めっき及びめっき層剥離が発生したり、めっき浴の高い流動性によりめっき層の表面に波状の流れ模様等の表面欠陥が発生することが分かった。
（実施例２）
一方、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の特性を評価するために、上記実施例１の熱延鋼板を下表３の条件で熱延巻取、加熱、めっき及び合金化工程を施し、熱延合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造した。
一方、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の特性を評価するために、上記実施例１の熱延鋼板を下表３の条件で熱延巻取、加熱、めっき及び合金化工程を施し、熱延合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造した。
このように製造された熱延合金化溶融亜鉛めっき鋼板の合金化度及びパウダリング性を評価し、その結果を表３に示した。
合金化度はめっき層を薄い酸溶液で溶解した後、ＩＣＰでＦｅ及びＭｎの含量を定量的に分析し、パウダリング性は６０°曲げ試験後の曲げ内巻部に付着させてから剥がしたテープに付いている合金層被膜の幅（広さ）を以下のような基準で評価した。
−１等級：剥離なし
−２等級：剥離幅が２ｍｍ以下
−３等級：剥離幅が２〜５ｍｍ
−４等級：剥離幅が５〜１０ｍｍ
−５等級：剥離幅が１０ｍｍ以上
−１等級：剥離なし
−２等級：剥離幅が２ｍｍ以下
−３等級：剥離幅が２〜５ｍｍ
−４等級：剥離幅が５〜１０ｍｍ
−５等級：剥離幅が１０ｍｍ以上
上記表３の結果から、本発明の条件を満たす合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、未合金化や過合金化によるパウダリングが発生しないことが分かる。
一方、本発明の範囲から外れると、未合金化が起きたり、過合金化によってパウダリングが発生することが分かる。
１０ 素地鋼板（熱延鋼板）
１１ 内部酸化物層
２０ 亜鉛めっき層
１１ 内部酸化物層
２０ 亜鉛めっき層
Claims (5)
- マンガンを５〜３５重量％含む熱延鋼板及び前記熱延鋼板上に形成された亜鉛めっき層を含み、
前記亜鉛めっき層と接する熱延鋼板の内部に内部酸化物層が形成されており、前記内部酸化物層の厚さは１〜５μｍであり、前記熱延鋼板と亜鉛めっき層とは間にＦｅ−Ｍｎ−Ａｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系界面抑制層が形成されている、
高マンガン熱延亜鉛めっき鋼板。 - 前記熱延鋼板は、重量％で、Ｃ：０．１〜１．５％、Ｍｎ：５〜３５％、Ｓｉ：０．１〜３％、Ａｌ：０．０１〜６％、Ｎｉ：０．１〜１．０％、Ｃｒ：０．１〜０．４％、Ｓｎ：０．０１〜０．２％、Ｔｉ：０．０１〜０．２％、Ｂ：０００５〜０．００６％、残りはＦｅ及びその他不可避な不純物を含む、請求項１に記載の高マンガン熱延亜鉛めっき鋼板。
- 前記亜鉛めっき層は、溶融亜鉛めっき層または合金化溶融亜鉛めっき層である、請求項１に記載の高マンガン熱延亜鉛めっき鋼板。
- マンガンを５〜３５重量％含む鋼スラブを用意する段階と、
前記鋼スラブを熱間圧延して熱延鋼板を製造する段階と、
前記熱延鋼板を５００〜７００℃で１．５〜２．５時間巻取る段階と、
前記巻取られた熱延鋼板の表面スケールを除去する酸洗い処理段階と、
前記酸洗い処理された熱延鋼板を露点−１０〜−８０℃、加熱温度４８０〜６００℃で加熱処理する段階と、
前記加熱処理した熱延鋼板を４８０〜５００℃に冷却する段階と、
前記冷却した熱延鋼板を、Ａｌが０．１３〜０．２５重量％含まれており、めっき浴温度が４６０〜５００℃である溶融亜鉛めっき浴に浸漬して溶融亜鉛めっき層を形成する亜鉛めっき段階と、
を含む高マンガン熱延亜鉛めっき鋼板の製造方法。 - マンガンを５〜３５重量％含む鋼スラブを用意する段階と、
前記鋼スラブを熱間圧延して熱延鋼板を製造する段階と、
前記熱延鋼板を５００〜７００℃で１．５〜２．５時間巻取る段階と、
前記巻取られた熱延鋼板の表面スケールを除去する酸洗い処理段階と、
前記酸洗い処理された熱延鋼板を露点−１０〜−８０℃、加熱温度４８０〜６００℃で加熱処理する段階と、
前記加熱処理した熱延鋼板を４８０〜５００℃に冷却する段階と、
前記冷却した熱延鋼板を、Ａｌが０．０８〜０．１３重量％含まれており、めっき浴温度が４６０〜５００℃である溶融亜鉛めっき浴に浸漬してめっきした後、５００〜５６０℃で合金化処理して合金化溶融亜鉛めっき層を形成する段階と、
を含む、高マンガン熱延合金化亜鉛めっき鋼板の製造方法。
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