JP6085347B2 - 高強度めっき鋼板、並びにその製造方法 - Google Patents
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Description
(a)Cr:0%超1%以下、Mo:0%超1%以下、およびB:0%超0.01%以下よりなる群から選択される少なくとも一種、
(b)Ti:0%超0.2%以下、Nb:0%超0.2%以下、およびV:0%超0.2%以下よりなる群から選択される少なくとも一種、
(c)Cu:0%超1%以下、およびNi:0%超1%以下よりなる群から選択される少なくとも一種、
(d)Ca:0%超0.01%以下、Mg:0%超0.01%以下、および希土類元素:0%超0.01%以下よりなる群から選択される少なくとも一種、
を含有してもよい。
前記素地鋼板の鋼中成分を満足する鋼板を、600℃以上の温度で巻取る熱間圧延工程と、
内部酸化層の平均深さdが4μm以上残るように酸洗、冷間圧延する工程と、
酸化帯にて、0.9〜1.4の空気比で酸化する工程と、
(I)還元帯にて、Ac3点または750℃のうち高い方の温度以上の範囲で均熱し、
均熱後、600℃までは、平均冷却速度0℃/秒超20℃/秒以下で冷却し、600℃からは、100〜540℃を満たす任意の停止温度Zまで冷却すると共に、600℃から、前記停止温度Zまたは500℃のうち高い方の温度までの範囲は前記均熱後、600℃までの前記平均冷却速度より大きく、且つ平均冷却速度10℃/秒以上で冷却し、前記100〜540℃の温度域で50秒以上保持する工程、または
(II)還元帯にて、Ac1点+20℃または750℃のうち高い方の温度以上Ac3点未満の範囲で均熱し、
均熱後、100〜540℃を満たす任意の停止温度Zまで冷却すると共に、前記停止温度Zまたは500℃のうち高い方の温度までの範囲は平均冷却速度10℃/秒以上で冷却し、前記100〜540℃の温度域で50秒以上保持する工程、
をこの順序で含む製造方法によって製造できる。
前記素地鋼板の鋼中成分を満足する鋼板を、500℃以上の温度で巻取る熱間圧延工程と、
500℃以上の温度で60分以上保温する工程と、
内部酸化層の平均深さdが4μm以上残るように酸洗、冷間圧延する工程と、
酸化帯にて、0.9〜1.4の空気比で酸化する工程と、
(I)還元帯にて、Ac3点または750℃のうち高い方の温度以上の範囲で均熱し、
均熱後、600℃までは、平均冷却速度0℃/秒超20℃/秒以下で冷却し、600℃からは、100〜540℃を満たす任意の停止温度Zまで冷却すると共に、600℃から、前記停止温度Zまたは500℃のうち高い方の温度までの範囲は前記均熱後、600℃までの前記平均冷却速度より大きく、且つ平均冷却速度10℃/秒以上で冷却し、前記100〜540℃の温度域で50秒以上保持する工程、または
(II)還元帯にて、Ac1点+20℃または750℃のうち高い方の温度以上Ac3点未満の範囲で均熱し、
均熱後、100〜540℃を満たす任意の停止温度Zまで冷却すると共に、前記停止温度Zまたは500℃のうち高い方の温度までの範囲は平均冷却速度10℃/秒以上で冷却し、前記100〜540℃の温度域で50秒以上保持する工程、
をこの順序で含む製造方法によっても製造できる。
[Ia]前記素地鋼板の鋼中成分を満足する鋼板を、600℃以上の温度で巻取る熱間圧延工程と、
内部酸化層の平均深さdが4μm以上残るように酸洗、冷間圧延する工程と、
酸化帯にて、0.9〜1.4の空気比で酸化する工程と、
(Ia)還元帯にて、Ac3点または750℃のうち高い方の温度以上の範囲で均熱し、
均熱後、600℃まで平均冷却速度0℃/秒超20℃/秒以下で冷却し、600℃からは、前記均熱後、600℃までの前記平均冷却速度より大きく、且つ下記(a1)を満足する工程、または
(IIa)還元帯にて、Ac1点+20℃または750℃のうち高い方の温度以上Ac3点未満の範囲で均熱し、
均熱後、下記(a1)を満足する工程、
をこの順序で含む製造方法。
[Ib]前記素地鋼板の鋼中成分を満足する鋼板を、500℃以上の温度で巻取る熱間圧延工程と、
500℃以上の温度で60分以上保温する工程と、
内部酸化層の平均深さdが4μm以上残るように酸洗、冷間圧延する工程と、
酸化帯にて、0.9〜1.4の空気比で酸化する工程と、
(Ia)還元帯にて、Ac3点または750℃のうち高い方の温度以上の範囲で均熱し、
均熱後、600℃まで平均冷却速度0℃/秒超20℃/秒以下で冷却し、600℃からは、前記均熱後、600℃までの前記平均冷却速度より大きく、且つ下記(a1)を満足する工程、または
(IIa)還元帯にて、Ac1点+20℃または750℃のうち高い方の温度以上Ac3点未満の範囲で均熱し、
均熱後、下記(a1)を満足する工程、
をこの順序で含む製造方法。
(a1)420℃以上500℃以下を満たす任意の停止温度Za1まで冷却すると共に、
500℃までの範囲は平均冷却速度10℃/秒以上で冷却し、
前記420〜500℃の温度域で50秒以上保持する。
[IIa]前記素地鋼板の鋼中成分を満足する鋼板を、600℃以上の温度で巻取る熱間圧延工程と、
内部酸化層の平均深さdが4μm以上残るように酸洗、冷間圧延する工程と、
酸化帯にて、0.9〜1.4の空気比で酸化する工程と、
(Ib)還元帯にて、Ac3点または750℃のうち高い方の温度以上の範囲で均熱し、
均熱後、600℃まで平均冷却速度0℃/秒超20℃/秒以下で冷却し、600℃からは、前記均熱後、600℃までの前記平均冷却速度より大きく、且つ下記(a2)、(b)、(c1)のいずれかを満足する工程、または
(IIb)還元帯にて、Ac1点+20℃または750℃のうち高い方の温度以上Ac3点未満の範囲で均熱し、
均熱後、下記(a2)、(b)、(c1)のいずれかを満足する工程、
をこの順序で含む製造方法。
[IIb]前記素地鋼板の鋼中成分を満足する鋼板を、500℃以上の温度で巻取る熱間圧延工程と、
500℃以上の温度で60分以上保温する工程と、
内部酸化層の平均深さdが4μm以上残るように酸洗、冷間圧延する工程と、
酸化帯にて、0.9〜1.4の空気比で酸化する工程と、
(Ib)還元帯にて、Ac3点または750℃のうち高い方の温度以上の範囲で均熱し、
均熱後、600℃まで平均冷却速度0℃/秒超20℃/秒以下で冷却し、600℃からは、前記均熱後、600℃までの前記平均冷却速度より大きく、且つ下記(a2)、(b)、(c1)のいずれかを満足する工程、または
(IIb)還元帯にて、Ac1点+20℃または750℃のうち高い方の温度以上Ac3点未満の範囲で均熱し、
均熱後、下記(a2)、(b)、(c1)のいずれかを満足する工程、
をこの順序で含む製造方法。
(a2)380℃以上420℃未満を満たす任意の停止温度Za2まで冷却すると共に、
500℃までの範囲は平均冷却速度10℃/秒以上で冷却し、
前記380℃以上420℃未満の温度域で50秒以上保持する。
(b)下記式(1)を満たす任意の停止温度Zbまで冷却すると共に、
前記停止温度Zbまたは500℃のうち高い方の温度までの範囲は平均冷却速度を10℃/秒以上で冷却し、
下記式(1)を満たす温度域T1で10〜100秒間保持し、
次いで、下記式(2)を満たす温度域T2に冷却し、
この温度域T2で50秒以上保持する。
400≦T1(℃)≦540 ・・・(1)
200≦T2(℃)<400 ・・・(2)
(c1)下記式(3)を満たす任意の停止温度Zc1またはMs点まで冷却すると共に、
500℃までの範囲は平均冷却速度10℃/秒以上で冷却し、
下記式(3)を満たす温度域T3で5〜180秒間保持し、
次いで、下記式(4)を満たす温度域T4に加熱し、
この温度域T4で30秒以上保持する。
100≦T3(℃)<400 ・・・(3)
400≦T4(℃)≦500 ・・・(4)
[IIIa]前記素地鋼板の鋼中成分を満足する鋼板を、600℃以上の温度で巻取る熱間圧延工程と、
内部酸化層の平均深さdが4μm以上残るように酸洗、冷間圧延する工程と、
酸化帯にて、0.9〜1.4の空気比で酸化する工程と、
(Ic)還元帯にて、Ac3点または750℃のうち高い方の温度以上の範囲で均熱し、
均熱後、600℃まで平均冷却速度0℃/秒超20℃/秒以下で冷却し、600℃からは、前記均熱後、600℃までの前記平均冷却速度より大きく、且つ下記(a3)または(c2)のいずれかを満足する工程、または
(IIc)還元帯にて、Ac1点+20℃または750℃のうち高い方の温度以上Ac3点未満の範囲で均熱し、
均熱後、下記(a3)または(c2)のいずれかを満足する工程、
をこの順序で含む製造方法。
[IIIb]前記素地鋼板の鋼中成分を満足する鋼板を、500℃以上の温度で巻取る熱間圧延工程と、
500℃以上の温度で60分以上保温する工程と、
内部酸化層の平均深さdが4μm以上残るように酸洗、冷間圧延する工程と、
酸化帯にて、0.9〜1.4の空気比で酸化する工程と、
(Ic)還元帯にて、Ac3点または750℃のうち高い方の温度以上の範囲で均熱し、
均熱後、600℃まで平均冷却速度0℃/秒超20℃/秒以下で冷却し、600℃からは、前記均熱後、600℃までの前記平均冷却速度より大きく、且つ下記(a3)または(c2)のいずれかを満足する工程、または
(IIc)還元帯にて、Ac1点+20℃または750℃のうち高い方の温度以上Ac3点未満の範囲で均熱し、
均熱後、下記(a3)または(c2)のいずれかを満足する工程、
をこの順序で含む製造方法。
(a3)150℃以上380℃未満を満たす任意の停止温度Za3まで冷却すると共に、
500℃までの範囲は平均冷却速度10℃/秒以上で冷却し、
前記150℃以上380℃未満の温度域で50秒以上保持する。
(c2)下記式(3)を満たす任意の停止温度Zc2またはMs点まで冷却すると共に、
500℃までの範囲は平均冷却速度10℃/秒以上で冷却し、
下記式(3)を満たす温度域T3で5〜180秒間保持し、
次いで、下記式(4)を満たす温度域T4に加熱し、
この温度域T4で30秒以上保持する。
100≦T3(℃)<400 ・・・(3)
400≦T4(℃)≦500 ・・・(4)
(a)めっき層と素地鋼板との界面から素地鋼板側にかけての層構成を、SiおよびMnよりなる群から選択される少なくとも一種の酸化物を含む内部酸化層を含む軟質層と、当該軟質層以外の領域であって、低温変態生成相、ポリゴナルフェライト、および残留オーステナイトを含む硬質層を有するように構成すると共に、
(b)上記内部酸化層の平均深さdを4μm以上に厚く制御すると、当該内部酸化層が水素トラップサイトとして機能し、水素脆化を有効に抑制できるため、所期の目的を達成できること、
(c)好ましくは、上記内部酸化層の平均深さdと、上記内部酸化層の領域を含む軟質層の平均深さDとの関係を適切に制御すれば、特に曲げ性が一層高められることを見出し、本発明を完成した。
(A)内部酸化層:SiおよびMnよりなる群から選択される少なくとも一種の酸化物を含む層である。内部酸化層の平均深さdは、4μm以上、後記する(B)に記載の軟質層の平均深さD未満である。
(B)軟質層:上記内部酸化層を含み、上記素地鋼板の板厚をtとしたとき、ビッカース硬さが、上記素地鋼板のt/4部におけるビッカース硬さの90%以下を満足する。軟質層の平均深さDは、20μm以上である。
(C)硬質層:低温変態生成相、ポリゴナルフェライト、および残留γを含む組織で構成される。「低温変態生成相」とは、ベイナイトおよび焼戻しマルテンサイトを意味し、本明細書では、低温変態生成相に焼入ままのマルテンサイト(フレッシュマルテンサイトと呼ばれることもある。)は含まない。フレッシュマルテンサイトは、本明細書では、その他の組織に便宜上分類する。
まず、めっき層1と素地鋼板2の界面に直接接する部分は、平均深さdが4μm以上の内部酸化層3を有する。ここで、平均深さとは、上記界面からの深さの平均値を意味し、その詳細な測定方法は、後記する実施例の欄において図2を用いて説明する。
本発明において軟質層4は、図1に示すように、上記(A)の内部酸化層3の領域を含む層である。この軟質層4は、ビッカース硬さが、素地鋼板2のt/4部におけるビッカース硬さの90%以下を満足するものである。ここで、tは素地鋼板の板厚(mm)である。上記ビッカース硬さの詳細な測定方法は、後記する実施例の欄で説明する。
本発明において硬質層5は、図1に示すように、上記(B)の軟質層4の素地鋼板2側に形成される。この硬質層5は、低温変態生成相、ポリゴナルフェライト、および残留γを含む組織で構成される。
(C6−1)上記低温変態生成相は、上記高温域生成ベイナイトを含み、該高温域生成ベイナイトは、上記金属組織全体に対して10面積%超85面積%以下であり、上記低温域生成ベイナイトおよび上記焼戻しマルテンサイトを含んでもよく、上記低温域生成ベイナイトおよび上記焼戻しマルテンサイトの合計は、上記金属組織全体に対して0面積%以上10面積%未満であるか、
(C6−2)上記低温変態生成相は、上記高温域生成ベイナイト、低温域生成ベイナイト、および焼戻しマルテンサイトを含み、上記高温域生成ベイナイトは、上記金属組織全体に対して10〜75面積%であり、上記低温域生成ベイナイトおよび上記焼戻しマルテンサイトの合計は、上記金属組織全体に対して10〜75面積%であるか、
(C6−3)上記低温変態生成相は、上記低温域生成ベイナイト、および焼戻しマルテンサイトを含む場合は、上記低温域生成ベイナイトおよび上記焼戻しマルテンサイトの合計は、上記金属組織全体に対して10面積%超85面積%以下であり、上記高温域生成ベイナイトを含んでもよく、上記高温域生成ベイナイトは、上記金属組織全体に対して0面積%以上10面積%未満であってもよい。
(a)Cr:0%超1%以下、Mo:0%超1%以下、およびB:0%超0.01%以下よりなる群から選択される少なくとも一種の元素、
(b)Ti:0%超0.2%以下、Nb:0%超0.2%以下、およびV:0%超0.2%以下よりなる群から選択される少なくとも一種の元素、
(c)Cu:0%超1%以下、およびNi:0%超1%以下よりなる群から選択される少なくとも一種の元素、
(d)Ca:0%超0.01%以下、Mg:0%超0.01%以下、および希土類元素:0%超0.01%以下よりなる群から選択される少なくとも一種の元素、
等を含有しても良い。
本発明に係る第一の製造方法は、熱間圧延工程、酸洗、冷間圧延工程、連続溶融Znめっきライン[CGL(Continuous Galvanizing Line)]での酸化工程、還元工程、冷却工程、およびめっき工程とに大別される。そして本発明の特徴部分は、
上記素地鋼板の鋼中成分を満足する鋼板を、600℃以上の温度で巻取ることにより内部酸化層を形成した熱延鋼板を得る熱間圧延工程と、
内部酸化層の平均深さdが4μm以上残るように酸洗、冷間圧延する工程と、
酸化帯にて、0.9〜1.4の空気比で酸化する工程と、
(I)還元帯にて、Ac3点または750℃のうち高い方の温度以上の範囲で均熱し、
均熱後、600℃までは、平均冷却速度0℃/秒超20℃/秒以下で冷却し、600℃からは、100〜540℃を満たす任意の停止温度Zまで冷却すると共に、600℃から、前記停止温度Zまたは500℃のうち高い方の温度までの範囲は前記均熱後、600℃までの前記平均冷却速度より大きく、且つ平均冷却速度10℃/秒以上で冷却し、前記100〜540℃の温度域で50秒以上保持する工程、または
(II)還元帯にて、Ac1点+20℃または750℃のうち高い方の温度以上Ac3点未満の範囲で均熱し、
均熱後、100〜540℃を満たす任意の停止温度Zまで冷却すると共に、前記停止温度Zまたは500℃のうち高い方の温度までの範囲は平均冷却速度10℃/秒以上で冷却し、前記100〜540℃の温度域で50秒以上保持する工程、
をこの順序で含むところにある。以下、工程順に説明する。
上記(I)に記載のように、オーステナイト単相域であるAc3点または750℃のうち高い方の温度以上の範囲で加熱するか、
上記(II)に記載のように、二相域であるAc1点+20℃または750℃のうち高い方の温度以上Ac3点未満の範囲で加熱する必要があり、この温度範囲で均熱処理する。
均熱温度がAc3点または750℃のうち低い方の温度を下回ると、ポリゴナルフェライトが過剰になる。均熱温度は、好ましくはAc3点+15℃以上である。均熱温度の上限は特に限定されないが、例えば、1000℃以下が好ましい。
Ac3(℃)=910−203×[C]1/2−15.2×[Ni]+44.7×[Si]+104×[V]+31.5×[Mo]+13.1×[W]−{30×[Mn]+11×[Cr]+20×[Cu]−700×[P]−400×[Al]−120×[As]−400×[Ti]} ・・・(i)
均熱温度がAc1点+20℃または750℃のうち低い方の温度を下回ると、ポリゴナルフェライトが過剰になる。均熱温度は、好ましくはAc1点+25℃以上である。均熱温度の上限は、二相域で均熱するために、Ac3点未満とする。均熱温度の好ましい上限は、Ac3点−10℃以下である。
Ac1(℃)=723+29.1×[Si]−10.7×[Mn]+16.9×[Cr]−16.9×[Ni]+290×[As]+6.38×[W] ・・・(ii)
上記(I)における上記均熱後、600℃まで平均冷却速度0℃/秒超20℃/秒以下で冷却し、600℃からは、前記均熱後、600℃までの前記平均冷却速度より大きく、且つ下記(a1)を満足するか、
上記(II)における上記均熱後、下記(a1)を満足することが好ましい。
上記(I)における上記均熱後、600℃まで平均冷却速度0℃/秒超20℃/秒以下で冷却し、600℃からは、前記均熱後、600℃までの前記平均冷却速度より大きく、且つ下記(a2)、(b)、(c1)のいずれかを満足するか、
上記(II)における上記均熱後、下記(a2)、(b)、(c1)のいずれかを満足することが好ましい。
400≦T1(℃)≦540 ・・・(1)
200≦T2(℃)<400 ・・・(2)
100≦T3(℃)<400 ・・・(3)
400≦T4(℃)≦500 ・・・(4)
Ms(℃)=561−474×[C]/(1−Vf/100)−33×[Mn]−17×[Ni]−17×[Cr]−21×[Mo] ・・・(iii)
上記(I)における上記均熱後、600℃まで平均冷却速度0℃/秒超20℃/秒以下で冷却し、600℃からは、前記均熱後、600℃までの前記平均冷却速度より大きく、且つ下記(a3)または(c2)のいずれかを満足するか、
上記(II)における上記均熱後、下記(a3)または(c2)のいずれかを満足することが好ましい。
100≦T3(℃)<400 ・・・(3)
400≦T4(℃)≦500 ・・・(4)
本発明に係る第二の製造方法は、
上記素地鋼板の鋼中成分を満足する鋼板を、500℃以上の温度で巻取る熱間圧延工程と、
500℃以上の温度で60分以上保温する工程と、
内部酸化層の平均深さdが4μm以上残るように酸洗、冷間圧延する工程と、
酸化帯にて、0.9〜1.4の空気比で酸化する工程と、
(I)還元帯にて、Ac3点または750℃のうち高い方の温度以上の範囲で均熱し、
均熱後、600℃までは、平均冷却速度0℃/秒超20℃/秒以下で冷却し、600℃からは、100〜540℃を満たす任意の停止温度Zまで冷却すると共に、600℃から、前記停止温度Zまたは500℃のうち高い方の温度までの範囲は平均冷却速度10℃/秒以上で冷却し、前記100〜540℃の温度域で50秒以上保持する工程、または
(II)還元帯にて、Ac1点+20℃または750℃のうち高い方の温度以上Ac3点未満の範囲で均熱し、
均熱後、100〜540℃を満たす任意の停止温度Zまで冷却すると共に、前記停止温度Zまたは500℃のうち高い方の温度までの範囲は平均冷却速度10℃/秒以上で冷却し、前記100〜540℃の温度域で50秒以上保持する工程、
この順序で含む。前述した第一の製造方法と対比すると、上記第二の製造方法では、熱延後巻取温度の下限を500℃以上にしたこと、熱延工程の後に保温工程を設けたことの二点でのみ上記第一の製造方法と相違する。よって、以下では、当該相違点のみ説明する。上記第一の製造方法と一致する工程は、上記第一の製造方法を参照すればよい。
酸洗液:10%塩酸、温度:82℃、酸洗時間:表2〜表4のとおり。
めっき鋼板の板幅をWとしたとき、W/4部からサイズ50mm×50mmの試験片を採取した後、グロー放電発光分析法(GD−OES;Glow Discharge−Optical Emission Spectroscopy)にて、めっき層表面からのO量、Fe量、およびZn量をそれぞれ分析し、定量した。詳細には、堀場製作所製GD−PROFILER2型GDA750のGD−OES装置を用いて、上記試験片の表面を、Arグロー放電領域内で高周波スパッタリングした。スパッタされるO、Fe、Znの各元素のArプラズマ内における発光線を連続的に分光することによって、素地鋼板の深さ方向における各元素量プロファイル測定した。スパッタ条件は以下のとおりであり、測定領域は、めっき層表面から深さ50μmまでとした。
(スパッタリング条件)
パルススパッタ周波数 :50Hz
アノード径(分析面積):直径6mm
放電電力 :30W
Arガス圧 :2.5hPa
酸洗・冷間圧延後の素地鋼板を用いたこと以外は上記(1)と同様にして、内部酸化層の平均深さを算出した。算出結果を下記表2〜表4に示す。
めっき鋼板の板幅W方向に対して垂直な断面であるW/4部を露出させ、サイズ20mm×20mmの試験片を採取した後、樹脂に埋め込み、めっき層と素地鋼板の界面から素地鋼板の板厚t内部に向かってビッカース硬さを測定した。
めっき鋼板を構成する素地鋼板の金属組織を次の手順で観察した。金属組織分率は、低温変態生成相、ポリゴナルフェライト、および残留γについて求めた。なお、低温変態生成相は、高温域生成ベイナイトと低温域生成ベイナイト等に区別して面積率を求めた。具体的には、金属組織のうち、高温域生成ベイナイト、低温域生成ベイナイト等(即ち、低温域生成ベイナイト+焼戻しマルテンサイト)、およびポリゴナルフェライトの面積率は走査型電子顕微鏡(SEM)観察した結果に基づいて算出し、残留γの体積率は飽和磁化法で測定した。
素地鋼板の圧延方向に平行な断面の表面を研磨し、更に電解研磨した後、ナイタール腐食させて板厚の1/4位置をSEMで、倍率3000倍で5視野観察した。観察視野は約50μm×約50μmとした。
金属組織のうち、残留γの体積率は、飽和磁化法で測定した。具体的には、素地鋼板の飽和磁化Iと、400℃で15時間熱処理した標準試料の飽和磁化Isを測定し、下記式から残留γの体積率Vγrを求めた。飽和磁化の測定は、理研電子製の直流磁化B−H特性自動記録装置「modelBHS−40」を用い、最大印加磁化を5000(Oe)として室温で測定した。結果を下記表5〜表7に示す。
Vγr=(1−I/Is)×100
素地鋼板の圧延方向に平行な断面の表面を研磨し、光学顕微鏡で、倍率1000倍で5視野観察し、残留γと焼入れマルテンサイトとが複合したMA混合相の円相当直径を測定した。MA混合相の全個数に対して、観察断面での円相当直径が5μmを超えるMA混合相の個数割合を算出した。MA混合相が観察されないか、個数割合が15%未満の場合を「○」、15%以上の場合を「△」とし、評価結果を下記表5〜表7に示す。
めっき鋼板の機械的特性は、引張強度TS、伸びEL、穴拡げ率λ、限界曲げ半径Rに基づいて評価した。
穴拡げ率λ(%)={(Df−D0)/D0}×100
めっき鋼板の板幅W方向に対して垂直な断面であるW/4部を露出させ、150mm(W)×30mm(L)の試験片を切り出し、最小曲げ半径にてU曲げ加工を行った後、ボルトで締め付け、U曲げ加工試験片の外側表面に1000MPaの引張応力を負荷した。引張応力の測定は、U曲げ加工試験片の外側に歪ゲージを貼り付け、歪を引張応力に換算して行った。その後、U曲げ加工試験片のエッジ部をマスキングし、電気化学的に水素をチャージさせた。水素チャージは、試験片を、0.1M−H2SO4(pH=3)と0.01M−KSCNの混合溶液中に浸漬し、室温且つ100μA/mm2の定電流の条件で行
なった。上記水素チャージ試験の結果、24時間割れない場合を合格、すなわち耐遅れ破壊特性に優れると評価した。評価結果を下記表5〜表7に示す。
めっき鋼板の外観を目視で観察し、不めっきの発生の有無に基づいてめっき性を評価した。不めっき発生の有無を下記表5〜表7に示す。
2 素地鋼板
3 内部酸化層
4 軟質層
5 硬質層
Claims (17)
- 素地鋼板の表面に、溶融亜鉛めっき層または合金化溶融亜鉛めっき層を有するめっき鋼板であって、
前記素地鋼板は、質量%で、
C :0.10〜0.5%、
Si:1.0〜3%、
Mn:1.5〜8%、
Al:0.005〜3%、
P :0%超0.1%以下、
S :0%超0.05%以下、および
N :0%超0.01%以下を含有し、
残部が鉄および不可避不純物からなり、
前記素地鋼板と前記めっき層との界面から素地鋼板側に向って順に、
SiおよびMnよりなる群から選択される少なくとも一種の酸化物を含む内部酸化層と、
前記内部酸化層を含む層であって、且つ、前記素地鋼板の板厚をtとしたとき、ビッカース硬さが、前記素地鋼板のt/4部におけるビッカース硬さの90%以下を満足する軟質層と、
金属組織を走査型電子顕微鏡で観察したときに、
前記金属組織全体に対して低温変態生成相を20〜85面積%、および
前記金属組織全体に対してポリゴナルフェライトを10面積%超70面積%以下含み、
前記金属組織全体に対してパーライト、焼入れマルテンサイト、および焼入れマルテンサイトと残留オーステナイトとの複合相であるMA混合相が15面積%以下であり、
前記金属組織を飽和磁化法で測定したときに、前記金属組織全体に対して残留オーステナイトを5体積%以上30体積%以下含む組織で構成される硬質層とを有し、且つ、
前記軟質層の平均深さDが20μm以上、および
前記内部酸化層の平均深さdが4μm以上、前記D未満
を満足し、引張強度が980MPa以上である高強度めっき鋼板。 - 前記内部酸化層の平均深さdと前記軟質層の平均深さDは、
D>2dの関係を満足する請求項1に記載の高強度めっき鋼板。 - 前記低温変態生成相は、
隣接する残留オーステナイト同士、隣接する炭化物同士、または隣接する残留オーステナイトと炭化物との平均間隔が1μm以上である高温域生成ベイナイトを含み、
前記高温域生成ベイナイトは、前記金属組織全体に対して10面積%超85面積%以下であり、
隣接する残留オーステナイト同士、隣接する炭化物同士、または隣接する残留オーステナイトと炭化物との平均間隔が1μm未満である低温域生成ベイナイト、および焼戻しマルテンサイトを含んでもよく、
前記低温域生成ベイナイトおよび前記焼戻しマルテンサイトの合計は、前記金属組織全体に対して0面積%以上10面積%未満である請求項1または2に記載の高強度めっき鋼板。 - 前記低温変態生成相は、
隣接する残留オーステナイト同士、隣接する炭化物同士、または隣接する残留オーステナイトと炭化物との平均間隔が1μm以上である高温域生成ベイナイト、
隣接する残留オーステナイト同士、隣接する炭化物同士、または隣接する残留オーステナイトと炭化物との平均間隔が1μm未満である低温域生成ベイナイト、および
焼戻しマルテンサイトを含み、
前記高温域生成ベイナイトは、前記金属組織全体に対して10〜75面積%であり、
前記低温域生成ベイナイトおよび前記焼戻しマルテンサイトの合計は、前記金属組織全体に対して10〜75面積%である請求項1または2に記載の高強度めっき鋼板。 - 前記低温変態生成相は、
隣接する残留オーステナイト同士、隣接する炭化物同士、または隣接する残留オーステナイトと炭化物との平均間隔が1μm未満である低温域生成ベイナイト、および焼戻しマルテンサイトを含み、
前記低温域生成ベイナイトおよび前記焼戻しマルテンサイトの合計は、前記金属組織全体に対して10面積%超85面積%以下であり、
隣接する残留オーステナイト同士、隣接する炭化物同士、または隣接する残留オーステナイトと炭化物との平均間隔が1μm以上である高温域生成ベイナイトを含んでもよく、
前記高温域生成ベイナイトは、前記金属組織全体に対して0面積%以上10面積%未満である請求項1または2に記載の高強度めっき鋼板。 - 前記素地鋼板が、更に、質量%で、
Cr:0%超1%以下、
Mo:0%超1%以下、および
B :0%超0.01%以下よりなる群から選択される少なくとも一種を含有するものである請求項1〜5のいずれかに記載の高強度めっき鋼板。 - 前記素地鋼板が、更に、質量%で、
Ti:0%超0.2%以下、
Nb:0%超0.2%以下、および
V :0%超0.2%以下よりなる群から選択される少なくとも一種を含有するものである請求項1〜6のいずれかに記載の高強度めっき鋼板。 - 前記素地鋼板が、更に、質量%で、
Cu:0%超1%以下、および
Ni:0%超1%以下よりなる群から選択される少なくとも一種を含有するものである請求項1〜7のいずれかに記載の高強度めっき鋼板。 - 前記素地鋼板が、更に、質量%で、
Ca :0%超0.01%以下、
Mg :0%超0.01%以下、および
希土類元素:0%超0.01%以下よりなる群から選択される少なくとも一種を含有するものである請求項1〜8のいずれかに記載の高強度めっき鋼板。 - 請求項1〜9のいずれかに記載の高強度めっき鋼板を製造する方法であって、
前記素地鋼板の鋼中成分を満足する鋼板を、600℃以上の温度で巻取る熱間圧延工程と、
内部酸化層の平均深さdが4μm以上残るように酸洗、冷間圧延する工程と、
酸化帯にて、0.9〜1.4の空気比で酸化する工程と、
(I)還元帯にて、Ac3点または750℃のうち高い方の温度以上の範囲で均熱し、
均熱後、600℃までは、平均冷却速度0℃/秒超20℃/秒以下で冷却し、600℃からは、100〜540℃を満たす任意の停止温度Zまで冷却すると共に、600℃から、前記停止温度Zまたは500℃のうち高い方の温度までの範囲は前記均熱後、600℃までの前記平均冷却速度より大きく、且つ平均冷却速度10℃/秒以上で冷却し、前記100〜540℃の温度域で50秒以上保持する工程、または
(II)還元帯にて、Ac1点+20℃または750℃のうち高い方の温度以上Ac3点未満の範囲で均熱し、
均熱後、100〜540℃を満たす任意の停止温度Zまで冷却すると共に、前記停止温度Zまたは500℃のうち高い方の温度までの範囲は平均冷却速度10℃/秒以上で冷却し、前記100〜540℃の温度域で50秒以上保持する工程、
をこの順序で含む高強度めっき鋼板の製造方法。 - 請求項1〜9のいずれかに記載の高強度めっき鋼板を製造する方法であって、
前記素地鋼板の鋼中成分を満足する鋼板を、500℃以上の温度で巻取る熱間圧延工程と、
500℃以上の温度で60分以上保温する工程と、
内部酸化層の平均深さdが4μm以上残るように酸洗、冷間圧延する工程と、
酸化帯にて、0.9〜1.4の空気比で酸化する工程と、
(I)還元帯にて、Ac3点または750℃のうち高い方の温度以上の範囲で均熱し、
均熱後、600℃までは、平均冷却速度0℃/秒超20℃/秒以下で冷却し、600℃からは、100〜540℃を満たす任意の停止温度Zまで冷却すると共に、600℃から、前記停止温度Zまたは500℃のうち高い方の温度までの範囲は前記均熱後、600℃までの前記平均冷却速度より大きく、且つ平均冷却速度10℃/秒以上で冷却し、前記100〜540℃の温度域で50秒以上保持する工程、または
(II)還元帯にて、Ac1点+20℃または750℃のうち高い方の温度以上Ac3点未満の範囲で均熱し、
均熱後、100〜540℃を満たす任意の停止温度Zまで冷却すると共に、前記停止温度Zまたは500℃のうち高い方の温度までの範囲は平均冷却速度10℃/秒以上で冷却し、前記100〜540℃の温度域で50秒以上保持する工程、
をこの順序で含む高強度めっき鋼板の製造方法。 - 請求項3に記載の高強度めっき鋼板を製造する方法であって、
前記素地鋼板の鋼中成分を満足する鋼板を、600℃以上の温度で巻取る熱間圧延工程と、
内部酸化層の平均深さdが4μm以上残るように酸洗、冷間圧延する工程と、
酸化帯にて、0.9〜1.4の空気比で酸化する工程と、
(Ia)還元帯にて、Ac3点または750℃のうち高い方の温度以上の範囲で均熱し、
均熱後、600℃まで平均冷却速度0℃/秒超20℃/秒以下で冷却し、600℃からは、前記均熱後、600℃までの前記平均冷却速度より大きく、且つ下記(a1)を満足する工程、または
(IIa)還元帯にて、Ac1点+20℃または750℃のうち高い方の温度以上Ac3点未満の範囲で均熱し、
均熱後、下記(a1)を満足する工程、
をこの順序で含む請求項3に記載の高強度めっき鋼板の製造方法。
(a1)420℃以上500℃以下を満たす任意の停止温度Za1まで冷却すると共に、
500℃までの範囲は平均冷却速度10℃/秒以上で冷却し、
前記420〜500℃の温度域で50秒以上保持する。 - 請求項4に記載の高強度めっき鋼板を製造する方法であって、
前記素地鋼板の鋼中成分を満足する鋼板を、600℃以上の温度で巻取る熱間圧延工程と、
内部酸化層の平均深さdが4μm以上残るように酸洗、冷間圧延する工程と、
酸化帯にて、0.9〜1.4の空気比で酸化する工程と、
(Ib)還元帯にて、Ac3点または750℃のうち高い方の温度以上の範囲で均熱し、
均熱後、600℃まで平均冷却速度0℃/秒超20℃/秒以下で冷却し、600℃からは、前記均熱後、600℃までの前記平均冷却速度より大きく、且つ下記(a2)、(b)、(c1)のいずれかを満足する工程、または
(IIb)還元帯にて、Ac1点+20℃または750℃のうち高い方の温度以上Ac3点未満の範囲で均熱し、
均熱後、下記(a2)、(b)、(c1)のいずれかを満足する工程、
をこの順序で含む請求項4に記載の高強度めっき鋼板の製造方法。
(a2)380℃以上420℃未満を満たす任意の停止温度Za2まで冷却すると共に、
500℃までの範囲は平均冷却速度10℃/秒以上で冷却し、
前記380℃以上420℃未満の温度域で50秒以上保持する。
(b)下記式(1)を満たす任意の停止温度Zbまで冷却すると共に、
前記停止温度Zbまたは500℃のうち高い方の温度までの範囲は平均冷却速度を10℃/秒以上で冷却し、
下記式(1)を満たす温度域T1で10〜100秒間保持し、
次いで、下記式(2)を満たす温度域T2に冷却し、
この温度域T2で50秒以上保持する。
400≦T1(℃)≦540 ・・・(1)
200≦T2(℃)<400 ・・・(2)
(c1)下記式(3)を満たす任意の停止温度Zc1またはMs点まで冷却すると共に、
500℃までの範囲は平均冷却速度10℃/秒以上で冷却し、
下記式(3)を満たす温度域T3で5〜180秒間保持し、
次いで、下記式(4)を満たす温度域T4に加熱し、
この温度域T4で30秒以上保持する。
100≦T3(℃)<400 ・・・(3)
400≦T4(℃)≦500 ・・・(4) - 請求項5に記載の高強度めっき鋼板を製造する方法であって、
前記素地鋼板の鋼中成分を満足する鋼板を、600℃以上の温度で巻取る熱間圧延工程と、
内部酸化層の平均深さdが4μm以上残るように酸洗、冷間圧延する工程と、
酸化帯にて、0.9〜1.4の空気比で酸化する工程と、
(Ic)還元帯にて、Ac3点または750℃のうち高い方の温度以上の範囲で均熱し、
均熱後、600℃まで平均冷却速度0℃/秒超20℃/秒以下で冷却し、600℃からは、前記均熱後、600℃までの前記平均冷却速度より大きく、且つ下記(a3)または(c2)のいずれかを満足する工程、または
(IIc)還元帯にて、Ac1点+20℃または750℃のうち高い方の温度以上Ac3点未満の範囲で均熱し、
均熱後、下記(a3)または(c2)のいずれかを満足する工程、
をこの順序で含む請求項5に記載の高強度めっき鋼板の製造方法。
(a3)150℃以上380℃未満を満たす任意の停止温度Za3まで冷却すると共に、
500℃までの範囲は平均冷却速度10℃/秒以上で冷却し、
前記150℃以上380℃未満の温度域で50秒以上保持する。
(c2)下記式(3)を満たす任意の停止温度Zc2またはMs点まで冷却すると共に、
500℃までの範囲は平均冷却速度10℃/秒以上で冷却し、
下記式(3)を満たす温度域T3で5〜180秒間保持し、
次いで、下記式(4)を満たす温度域T4に加熱し、
この温度域T4で30秒以上保持する。
100≦T3(℃)<400 ・・・(3)
400≦T4(℃)≦500 ・・・(4) - 請求項3に記載の高強度めっき鋼板を製造する方法であって、
前記素地鋼板の鋼中成分を満足する鋼板を、500℃以上の温度で巻取る熱間圧延工程と、
500℃以上の温度で60分以上保温する工程と、
内部酸化層の平均深さdが4μm以上残るように酸洗、冷間圧延する工程と、
酸化帯にて、0.9〜1.4の空気比で酸化する工程と、
(Ia)還元帯にて、Ac3点または750℃のうち高い方の温度以上の範囲で均熱し、
均熱後、600℃まで平均冷却速度0℃/秒超20℃/秒以下で冷却し、600℃からは、前記均熱後、600℃までの前記平均冷却速度より大きく、且つ下記(a1)を満足する工程、または
(IIa)還元帯にて、Ac1点+20℃または750℃のうち高い方の温度以上Ac3点未満の範囲で均熱し、
均熱後、下記(a1)を満足する工程、
をこの順序で含む請求項3に記載の高強度めっき鋼板の製造方法。
(a1)420℃以上500℃以下を満たす任意の停止温度Za1まで冷却すると共に、
500℃までの範囲は平均冷却速度10℃/秒以上で冷却し、
前記420〜500℃の温度域で50秒以上保持する。 - 請求項4に記載の高強度めっき鋼板を製造する方法であって、
前記素地鋼板の鋼中成分を満足する鋼板を、500℃以上の温度で巻取る熱間圧延工程と、
500℃以上の温度で60分以上保温する工程と、
内部酸化層の平均深さdが4μm以上残るように酸洗、冷間圧延する工程と、
酸化帯にて、0.9〜1.4の空気比で酸化する工程と、
(Ib)還元帯にて、Ac3点または750℃のうち高い方の温度以上の範囲で均熱し、
均熱後、600℃まで平均冷却速度0℃/秒超20℃/秒以下で冷却し、600℃からは、前記均熱後、600℃までの前記平均冷却速度より大きく、且つ下記(a2)、(b)、(c1)のいずれかを満足する工程、または
(IIb)還元帯にて、Ac1点+20℃または750℃のうち高い方の温度以上Ac3点未満の範囲で均熱し、
均熱後、下記(a2)、(b)、(c1)のいずれかを満足する工程、
をこの順序で含む請求項4に記載の高強度めっき鋼板の製造方法。
(a2)380℃以上420℃未満を満たす任意の停止温度Za2まで冷却すると共に、
500℃までの範囲は平均冷却速度10℃/秒以上で冷却し、
前記380℃以上420℃未満の温度域で50秒以上保持する。
(b)下記式(1)を満たす任意の停止温度Zbまで冷却すると共に、
前記停止温度Zbまたは500℃のうち高い方の温度までの範囲は平均冷却速度を10℃/秒以上で冷却し、
下記式(1)を満たす温度域T1で10〜100秒間保持し、
次いで、下記式(2)を満たす温度域T2に冷却し、
この温度域T2で50秒以上保持する。
400≦T1(℃)≦540 ・・・(1)
200≦T2(℃)<400 ・・・(2)
(c1)下記式(3)を満たす任意の停止温度Zc1またはMs点まで冷却すると共に、
500℃までの範囲は平均冷却速度10℃/秒以上で冷却し、
下記式(3)を満たす温度域T3で5〜180秒間保持し、
次いで、下記式(4)を満たす温度域T4に加熱し、
この温度域T4で30秒以上保持する。
100≦T3(℃)<400 ・・・(3)
400≦T4(℃)≦500 ・・・(4) - 請求項5に記載の高強度めっき鋼板を製造する方法であって、
前記素地鋼板の鋼中成分を満足する鋼板を、500℃以上の温度で巻取る熱間圧延工程と、
500℃以上の温度で60分以上保温する工程と、
内部酸化層の平均深さdが4μm以上残るように酸洗、冷間圧延する工程と、
酸化帯にて、0.9〜1.4の空気比で酸化する工程と、
(Ic)還元帯にて、Ac3点または750℃のうち高い方の温度以上の範囲で均熱し、
均熱後、600℃まで平均冷却速度0℃/秒超20℃/秒以下で冷却し、600℃からは、前記均熱後、600℃までの前記平均冷却速度より大きく、且つ下記(a3)または(c2)のいずれかを満足する工程、または
(IIc)還元帯にて、Ac1点+20℃または750℃のうち高い方の温度以上Ac3点未満の範囲で均熱し、
均熱後、下記(a3)または(c2)のいずれかを満足する工程、
をこの順序で含む請求項5に記載の高強度めっき鋼板の製造方法。
(a3)150℃以上380℃未満を満たす任意の停止温度Za3まで冷却すると共に、
500℃までの範囲は平均冷却速度10℃/秒以上で冷却し、
前記150℃以上380℃未満の温度域で50秒以上保持する。
(c2)下記式(3)を満たす任意の停止温度Zc2またはMs点まで冷却すると共に、
500℃までの範囲は平均冷却速度10℃/秒以上で冷却し、
下記式(3)を満たす温度域T3で5〜180秒間保持し、
次いで、下記式(4)を満たす温度域T4に加熱し、
この温度域T4で30秒以上保持する。
100≦T3(℃)<400 ・・・(3)
400≦T4(℃)≦500 ・・・(4)
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