JP6536294B2 - 溶融亜鉛めっき鋼板、合金化溶融亜鉛めっき鋼板、およびそれらの製造方法 - Google Patents
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本発明は、溶融亜鉛めっき鋼板、合金化溶融亜鉛めっき鋼板、およびそれらの製造方法に関する。本発明は、特に、自動車の車体のようにプレス成形に供される用途に好適な、伸び特性と曲げ性との両方が優れた高強度溶融亜鉛めっき鋼板および高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板とそれらの製造方法とに関する。本発明の溶融亜鉛めっき鋼板および合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、熱延鋼板を昇温して溶融亜鉛めっきを施した溶融亜鉛めっき鋼板と、熱延鋼板を昇温して溶融亜鉛めっきおよび合金化処理を施した合金化溶融亜鉛めっき熱延鋼板と、熱延鋼板を冷間圧延して得た冷延鋼板を焼鈍後に溶融亜鉛めっきを施す溶融亜鉛めっき鋼板と、熱延鋼板を冷間圧延して得た冷延鋼板を焼鈍後に溶融亜鉛めっきおよび合金化処理を施した合金化溶融亜鉛めっき冷延鋼板とを含む。
近年、地球環境保護のために自動車の燃費向上が求められており、車体の軽量化および乗員の安全性確保のため、高強度鋼板のニーズが高まっている。自動車用部材に供される鋼板は、高強度であるだけでは不十分であり、高い耐食性と、良好なプレス成形性と、良好な曲げ性とが要求される。
鋼の強化手法としては固溶強化、析出強化および変態強化がある。このうち、変態強化を用いると、効果的に高強度化を達成することができる。例えば、特許文献１ではＭｎ、Ｃｒ、Ｍｏを添加し、さらに冷却速度を制御することにより、フェライト、ベイナイト、マルテンサイトの混合組織が得られ、鋼板の引張強度は７８０ＭＰａ以上になる。しかしながら、高強度化のために硬質なマルテンサイトを鋼板に含有させると、鋼板の成形性が劣化するという問題がある。
鋼板の機械特性を改善する技術として、焼戻しマルテンサイトを活用する方法が特許文献２、特許文献３、特許文献４、および特許文献５に開示されている。
特許文献２に記載の方法では、鋼板の溶融めっき前に鋼板を急冷することにより、鋼板にマルテンサイトを生成させ、その後溶融めっき等を施す。そのため、特許文献２に記載の方法による鋼板では、めっき後の冷却で新たに生成する、穴拡げ性に悪影響を及ぼす焼戻しされていない硬質なマルテンサイトが多く含まれている。従って、特許文献２に記載の方法を用いて、高強度であり成形性が優れている鋼板を得ることは困難であった。
特許文献３、特許文献４、および特許文献５には、鋼板をめっき後に焼き戻す方法が開示されている。しかし、特許文献３、特許文献４、および特許文献５に記載の方法では、焼戻し前の冷却終点温度が十分に低くないので、焼戻し後の冷却過程で新たに硬質なマルテンサイトが鋼板に生成し、これにより鋼板の成形性が劣化する。
また、鋼板の曲げ性を改善する技術として、脱炭焼鈍によって鋼板の表面を脱炭する技術が特許文献６〜１０に開示されている。
特許文献６には、鋼板に脱炭焼鈍を行い、次いでＡｃ１点以上に鋼板を加熱する製造方法が開示されている。この製造方法によって得られる鋼板の表面は、Ｃ含有量が０．１％以下の軟質層である。しかし、特許文献６の方法によって得られる脱炭層では、鋼板をＡｃ１点以上に加熱することにより、フェライトの粒径が粗大化していると考えられる。本発明者らは、脱炭層のフェライトが粗大化している場合、鋼板の曲げ性が十分に向上しないことを知見した。
特許文献７には、連続焼鈍中に脱炭処理を高露点雰囲気で行う製造方法が開示されている。しかし、特許文献７では、脱炭処理を開始する前の鋼板の加熱速度に関し検討されていない。本発明者らは、脱炭処理前の加熱速度が、脱炭処理によって得られる脱炭層の組織に大きな影響を及ぼすことを知見しているが、特許文献７にはそのような事項が一切開示されていない。
特許文献８には、脱炭処理前に鋼板を、７００℃〜（Ａｃ３−２０℃）の温度範囲を２０秒以上かけて昇温する加熱条件下で加熱し、次いで（Ａｃ３−２０℃）〜（Ａｃ３＋２０℃）の高露点雰囲気で１０秒以上保持することにより脱炭処理を行う製造方法が開示されている。しかし、特許文献８では、脱炭処理を開始する前の加熱速度が最適化されていない。本発明者らは、脱炭処理前の加熱速度が、脱炭処理によって得られる脱炭層の組織に大きな影響を及ぼすことを知見しているが、特許文献８にはそのような事項が一切開示されていない。
特許文献９には、脱炭処理前の加熱速度を鋼板のＳｉ含有量に応じた値に制御し、露点が−３０℃である雰囲気中で脱炭処理を行う製造方法が開示されている。しかし、特許文献９に開示された脱炭層に含まれるマルテンサイトは、マイクロクラックの形成の起点となりやすいものであると考えられる。従って、特許文献９に記載の方法は、鋼板の曲げ性を十分に向上させることができないと考えられる。
特許文献１０には、水分圧／水素分圧の対数が−３以上０以下である高露点雰囲気で、鋼板温度を（Ａｃ３−２０℃）〜（Ａｃ３＋１００℃）の温度範囲内に２０〜６００秒保持することにより脱炭処理を行う製造方法が開示されている。しかしながら、特許文献１０では、脱炭処理を開始する前の加熱速度に関し検討されていない。本発明者らは、脱炭処理前の加熱速度が、脱炭処理によって得られる脱炭層の組織に大きな影響を及ぼすことを知見しているが、特許文献１０にはそのような事項が一切開示されていない。
溶接学会誌５０（１９８１），Ｎｏ．１，ｐ３７−４６
本発明は、良好な伸び特性と曲げ性とを有する溶融亜鉛めっき鋼板、合金化溶融亜鉛めっき鋼板、およびそれらの製造方法を提供することを目的とする。
本発明者らは、十分な伸びを有する溶融亜鉛めっき鋼板および合金化溶融亜鉛めっき鋼板について鋭意実験した結果、マルテンサイトおよび残留オーステナイトの形態をＭ−Ａ（Ｍａｒｔｅｎｓｉｔｅ−Ａｕｓｔｅｎｉｔｅ ｃｏｎｓｔｉｔｕｅｎｔ、別名：島状マルテンサイト）とすることで、高い伸び特性（以下、本明細書において、伸び特性を伸び性とよぶこともある）が得られることを見いだした。ここで、Ｍ−Ａとは、非特許文献１に記載があるように、鋼をフェライト変態やベイナイト変態させた際に未変態オーステナイトへのＣの濃縮が起こり、その後の冷却時にマルテンサイト変態することで生じた、マルテンサイトと残留オーステナイトとの複合体の領域のことであり、マトリックス中に島状に点在する。
しかし、過度に硬質なマルテンサイトは曲げ性を劣化させる。そこで、本発明者等は曲げ性改善のためさらに実験を進め、Ｍ−Ａを残留オーステナイトが残るような比較的低温で焼戻し、加えて、鋼板の表面を、組織が適切に形成された脱炭フェライト層とすることで、良好な伸び性を維持しながら、曲げ性の改善も実現できることを見いだした。
本発明は、上記知見を基に完成されたものであり、加工性に優れた溶融亜鉛めっき鋼板および合金化溶融亜鉛めっき鋼板、およびその製造方法を提供するものである。なお、本発明において「鋼板」とは「鋼帯」をも含む意味である。
ここに、本発明は、次の通りである。
ここに、本発明は、次の通りである。
（１）本発明の一態様に係る溶融亜鉛めっき鋼板は、鋼板と、前記鋼板の表面に形成された溶融亜鉛めっき層とを備える溶融亜鉛めっき鋼板であって、前記鋼板が、母材と脱炭フェライト層とを含み、前記母材の化学組成が、単位質量％で、Ｃ：０．０３〜０．４０％、Ｓｉ：０．００１〜１．８０％、Ｍｎ：１．０〜５．０％、Ｐ：０．１０％以下、Ｓ：０．０１００％以下、ｓｏｌ．Ａｌ：０．００１〜１．５００％、Ｎ：０．０２％以下、Ｔｉ：０〜０．３００％、Ｎｂ：０〜０．３００％、Ｖ：０〜０．３００％、Ｃｒ：０〜２．０００％、Ｍｏ：０〜２．０００％、Ｃｕ：０〜２．０００％、Ｎｉ：０〜２．０００％、Ｂ：０〜０．０２００％、Ｃａ：０〜０．０１００％、ＲＥＭ：０〜０．１０００％、およびＢｉ：０〜０．０５００％を含み、残部が鉄および不純物からなり、前記母材の、前記鋼板の表面から前記鋼板の板厚の１／４の深さの位置の組織は、５．０体積％以上の焼戻しマルテンサイトと０．５体積％以上７．０体積％未満の残留オーステナイトとを含有し、残部がフェライト、または、フェライトおよびベイナイトからなり、前記フェライトは４〜７０体積％であり、前記母材において、前記焼戻しマルテンサイトと前記残留オーステナイトとの一部または全部がＭ−Ａを形成しており、前記脱炭フェライト層の組織は、前記母材の、前記鋼板の前記表面から前記鋼板の前記板厚の１／４の深さの前記位置の組織の前記フェライトの含有量に対して１２０％以上のフェライトを含有し、前記脱炭フェライト層の前記フェライトの平均結晶粒径が２０μｍ以下であり、前記脱炭フェライト層の厚さが５μｍ以上２００μｍ以下であり、前記脱炭フェライト層の前記組織が前記焼戻しマルテンサイトを１．０体積％以上含有し、前記脱炭フェライト層の前記焼戻しマルテンサイトの個数密度が０．０１個／μｍ２以上であり、前記溶融亜鉛めっき鋼板は、圧延直角方向の引張試験において降伏強度が４２０ＭＰａ以上であり、引張強度が７８０ＭＰａ以上である機械特性を有する。
（２）上記（１）に記載の溶融亜鉛めっき鋼板において、前記鋼板が更に、単位質量％で、Ｔｉ：０．００１％以上０．３００％以下、Ｎｂ：０．００１％以上０．３００％以下、およびＶ：０．００１％以上０．３００％以下からなる群から選択される１種または２種以上を含有してもよい。
（３）上記（１）または（２）に記載の溶融亜鉛めっき鋼板において、前記鋼板が更に、単位質量％で、Ｃｒ：０．００１％以上２．０００％以下、およびＭｏ：０．００１％以上２．０００％以下からなる群から選択される１種または２種を含有してもよい。
（４）上記（１）〜（３）のいずれか一項に記載の溶融亜鉛めっき鋼板において、前記鋼板が更に、単位質量％で、Ｃｕ：０．００１％以上２．０００％以下およびＮｉ：０．００１％以上２．０００％以下からなる群から選択される１種または２種を含有してもよい。
（５）上記（１）〜（４）のいずれか一項に記載の溶融亜鉛めっき鋼板において、前記鋼板が更に、単位質量％で、Ｂ：０．０００１％以上０．０２００％以下を含有してもよい。
（６）上記（１）〜（５）のいずれか一項に記載の溶融亜鉛めっき鋼板において、前記鋼板が更に、単位質量％で、Ｃａ：０．０００１％以上０．０１００％以下、およびＲＥＭ：０．０００１％以上０．１００％以下からなる群から選択される１種または２種を含有してもよい。
（７）上記（１）〜（６）のいずれか一項に記載の溶融亜鉛めっき鋼板において、前記鋼板が更に、単位質量％で、Ｂｉ：０．０００１％以上０．０５００％以下を含有してもよい。
（８）本発明の別の態様に係る合金化溶融亜鉛めっき鋼板において、上記（１）〜（７）のいずれか一項に記載の溶融亜鉛めっき鋼板の前記溶融亜鉛めっき層が合金化されている。
（９）上記（１）に記載の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法は、単位質量％で、Ｃ：０．０３〜０．４０％、Ｓｉ：０．００１〜１．８０％、Ｍｎ：１．０〜５．０％、Ｐ：０．１０％以下、Ｓ：０．０１００％以下、ｓｏｌ．Ａｌ：０．００１〜１．５００％、Ｎ：０．０２％以下、Ｔｉ：０〜０．３００％、Ｎｂ：０〜０．３００％、Ｖ：０〜０．３００％、Ｃｒ：０〜２．０００％、Ｍｏ：０〜２．０００％、Ｃｕ：０〜２．０００％、Ｎｉ：０〜２．０００％、Ｂ：０〜０．０２００％、Ｃａ：０〜０．０１００％、ＲＥＭ：０〜０．１０００％、およびＢｉ：０〜０．０５００％を含み、残部が鉄および不純物からなる素材鋼板を、１００〜７２０℃の温度域における平均加熱速度１〜５０℃／秒で加熱する工程と、前記加熱する工程の後に、成分が２〜２０体積％の水素と、残部が窒素および不純物からなり、且つ露点が−３０℃超２０℃以下である雰囲気中において、前記素材鋼板を、７２０〜１０００℃の温度域で１０〜６００秒焼鈍する工程と、前記焼鈍する工程の後に、７２０〜６５０℃の温度域において、平均冷却速度０．５〜１０．０℃／秒で、前記素材鋼板に第１の冷却を行う工程と、前記第１の冷却を行う工程の後に、６５０〜５００℃の温度域において、平均冷却速度２．０〜１００．０℃／秒で、前記素材鋼板に第２の冷却を行う工程と、前記第２の冷却を行う工程の後に、前記素材鋼板に溶融亜鉛めっきを施す工程と、前記溶融亜鉛めっきを施す工程の後に、溶融亜鉛めっき温度から２００℃以下まで平均冷却速度２℃／秒以上で、前記素材鋼板に第３の冷却を行う工程と、前記第３の冷却を行う工程の後に、前記素材鋼板に、１００〜６００℃の温度域で１秒以上４８時間以下の焼戻し処理を行う工程とを備える。
（１０）上記（９）に記載の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法において、前記素材鋼板が更に、単位質量％で、Ｔｉ：０．００１％以上０．３００％以下、Ｎｂ：０．００１％以上０．３００％以下、およびＶ：０．００１％以上０．３００％以下からなる群から選択される１種または２種以上を含有してもよい。
（１１）上記（９）または（１０）に記載の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法において、前記素材鋼板が更に、単位質量％で、Ｃｒ：０．００１％以上２．０００％以下、およびＭｏ：０．００１％以上２．０００％以下からなる群から選択される１種または２種を含有してもよい。
（１２）上記（９）〜（１１）のいずれか一項に記載の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法において、前記素材鋼板が更に、単位質量％で、Ｃｕ：０．００１％以上２．０００％以下およびＮｉ：０．００１％以上２．０００％以下からなる群から選択される１種または２種を含有してもよい。
（１３）上記（９）〜（１２）のいずれか一項に記載の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法において、前記素材鋼板が更に、単位質量％で、Ｂ：０．０００１％以上０．０２００％以下を含有してもよい。
（１４）上記（９）〜（１３）のいずれか一項に記載の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法において、前記素材鋼板が更に、単位質量％で、Ｃａ：０．０００１％以上０．０１００％以下、およびＲＥＭ：０．０００１％以上０．１００％以下からなる群から選択される１種または２種を含有してもよい。
（１５）上記（９）〜（１４）のいずれか一項に記載の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法において、前記素材鋼板が更に、単位質量％で、Ｂｉ：０．０００１％以上０．０５００％以下を含有してもよい。
（１６）上記（８）に記載の合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法は、単位質量％で、Ｃ：０．０３〜０．４０％、Ｓｉ：０．００１〜１．８０％、Ｍｎ：１．０〜５．０％、Ｐ：０．１０％以下、Ｓ：０．０１００％以下、ｓｏｌ．Ａｌ：０．００１〜１．５００％、Ｎ：０．０２％以下、Ｔｉ：０〜０．３００％、Ｎｂ：０〜０．３００％、Ｖ：０〜０．３００％、Ｃｒ：０〜２．０００％、Ｍｏ：０〜２．０００％、Ｃｕ：０〜２．０００％、Ｎｉ：０〜２．０００％、Ｂ：０〜０．０２００％、Ｃａ：０〜０．０１００％、ＲＥＭ：０〜０．１０００％、およびＢｉ：０〜０．０５００％を含み、残部が鉄および不純物からなる素材鋼板を、１００〜７２０℃の温度域における平均加熱速度１〜５０℃／秒で加熱する工程と、前記加熱する工程の後に、成分が２〜２０体積％の水素と、残部が窒素および不純物からなり、且つ露点が−３０℃超２０℃以下である雰囲気中において、前記素材鋼板を、７２０〜１０００℃の温度域で１０〜６００秒焼鈍する工程と、前記焼鈍する工程の後に、７２０〜６５０℃の温度域において、平均冷却速度０．５〜１０．０℃／秒で、前記素材鋼板に第１の冷却を行う工程と、前記第１の冷却を行う工程の後に、６５０〜５００℃の温度域において、平均冷却速度２．０〜１００．０℃／秒で、前記素材鋼板に第２の冷却を行う工程と、前記第２の冷却を行う工程の後に、前記素材鋼板に溶融亜鉛めっきを施す工程と、前記溶融亜鉛めっきを施す工程の後に、前記素材鋼板に合金化処理を行う工程と、前記合金化処理を行う工程の後に、合金化処理温度から２００℃以下まで平均冷却速度２℃／秒以上で、前記素材鋼板に第３の冷却を行う工程と、前記第３の冷却を行う工程の後に、前記素材鋼板に、１００〜６００℃の温度域で１秒以上４８時間以下の焼戻し処理を行う工程とを備える。
（１７）上記（１６）に記載の合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法において、前記素材鋼板が更に、単位質量％で、Ｔｉ：０．００１％以上０．３００％以下、Ｎｂ：０．００１％以上０．３００％以下、およびＶ：０．００１％以上０．３００％以下からなる群から選択される１種または２種以上を含有してもよい。
（１８）上記（１６）または（１７）に記載の合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法において、前記素材鋼板が更に、単位質量％で、Ｃｒ：０．００１％以上２．０００％以下、およびＭｏ：０．００１％以上２．０００％以下からなる群から選択される１種または２種を含有してもよい。
（１９）上記（１６）〜（１８）のいずれか一項に記載の合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法において、前記素材鋼板が更に、単位質量％で、Ｃｕ：０．００１％以上２．０００％以下およびＮｉ：０．００１％以上２．０００％以下からなる群から選択される１種または２種を含有してもよい。
（２０）上記（１６）〜（１９）のいずれか一項に記載の合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法において、前記素材鋼板が更に、単位質量％で、Ｂ：０．０００１％以上０．０２００％以下を含有してもよい。
（２１）上記（１６）〜（２０）のいずれか一項に記載の合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法において、前記素材鋼板が更に、単位質量％で、Ｃａ：０．０００１％以上０．０１００％以下、およびＲＥＭ：０．０００１％以上０．１００％以下からなる群から選択される１種または２種を含有してもよい。
（２２）上記（１６）〜（２１）のいずれか一項に記載の合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法において、前記素材鋼板が更に、単位質量％で、Ｂｉ：０．０００１％以上０．０５００％以下を含有してもよい。
（２）上記（１）に記載の溶融亜鉛めっき鋼板において、前記鋼板が更に、単位質量％で、Ｔｉ：０．００１％以上０．３００％以下、Ｎｂ：０．００１％以上０．３００％以下、およびＶ：０．００１％以上０．３００％以下からなる群から選択される１種または２種以上を含有してもよい。
（３）上記（１）または（２）に記載の溶融亜鉛めっき鋼板において、前記鋼板が更に、単位質量％で、Ｃｒ：０．００１％以上２．０００％以下、およびＭｏ：０．００１％以上２．０００％以下からなる群から選択される１種または２種を含有してもよい。
（４）上記（１）〜（３）のいずれか一項に記載の溶融亜鉛めっき鋼板において、前記鋼板が更に、単位質量％で、Ｃｕ：０．００１％以上２．０００％以下およびＮｉ：０．００１％以上２．０００％以下からなる群から選択される１種または２種を含有してもよい。
（５）上記（１）〜（４）のいずれか一項に記載の溶融亜鉛めっき鋼板において、前記鋼板が更に、単位質量％で、Ｂ：０．０００１％以上０．０２００％以下を含有してもよい。
（６）上記（１）〜（５）のいずれか一項に記載の溶融亜鉛めっき鋼板において、前記鋼板が更に、単位質量％で、Ｃａ：０．０００１％以上０．０１００％以下、およびＲＥＭ：０．０００１％以上０．１００％以下からなる群から選択される１種または２種を含有してもよい。
（７）上記（１）〜（６）のいずれか一項に記載の溶融亜鉛めっき鋼板において、前記鋼板が更に、単位質量％で、Ｂｉ：０．０００１％以上０．０５００％以下を含有してもよい。
（８）本発明の別の態様に係る合金化溶融亜鉛めっき鋼板において、上記（１）〜（７）のいずれか一項に記載の溶融亜鉛めっき鋼板の前記溶融亜鉛めっき層が合金化されている。
（９）上記（１）に記載の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法は、単位質量％で、Ｃ：０．０３〜０．４０％、Ｓｉ：０．００１〜１．８０％、Ｍｎ：１．０〜５．０％、Ｐ：０．１０％以下、Ｓ：０．０１００％以下、ｓｏｌ．Ａｌ：０．００１〜１．５００％、Ｎ：０．０２％以下、Ｔｉ：０〜０．３００％、Ｎｂ：０〜０．３００％、Ｖ：０〜０．３００％、Ｃｒ：０〜２．０００％、Ｍｏ：０〜２．０００％、Ｃｕ：０〜２．０００％、Ｎｉ：０〜２．０００％、Ｂ：０〜０．０２００％、Ｃａ：０〜０．０１００％、ＲＥＭ：０〜０．１０００％、およびＢｉ：０〜０．０５００％を含み、残部が鉄および不純物からなる素材鋼板を、１００〜７２０℃の温度域における平均加熱速度１〜５０℃／秒で加熱する工程と、前記加熱する工程の後に、成分が２〜２０体積％の水素と、残部が窒素および不純物からなり、且つ露点が−３０℃超２０℃以下である雰囲気中において、前記素材鋼板を、７２０〜１０００℃の温度域で１０〜６００秒焼鈍する工程と、前記焼鈍する工程の後に、７２０〜６５０℃の温度域において、平均冷却速度０．５〜１０．０℃／秒で、前記素材鋼板に第１の冷却を行う工程と、前記第１の冷却を行う工程の後に、６５０〜５００℃の温度域において、平均冷却速度２．０〜１００．０℃／秒で、前記素材鋼板に第２の冷却を行う工程と、前記第２の冷却を行う工程の後に、前記素材鋼板に溶融亜鉛めっきを施す工程と、前記溶融亜鉛めっきを施す工程の後に、溶融亜鉛めっき温度から２００℃以下まで平均冷却速度２℃／秒以上で、前記素材鋼板に第３の冷却を行う工程と、前記第３の冷却を行う工程の後に、前記素材鋼板に、１００〜６００℃の温度域で１秒以上４８時間以下の焼戻し処理を行う工程とを備える。
（１０）上記（９）に記載の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法において、前記素材鋼板が更に、単位質量％で、Ｔｉ：０．００１％以上０．３００％以下、Ｎｂ：０．００１％以上０．３００％以下、およびＶ：０．００１％以上０．３００％以下からなる群から選択される１種または２種以上を含有してもよい。
（１１）上記（９）または（１０）に記載の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法において、前記素材鋼板が更に、単位質量％で、Ｃｒ：０．００１％以上２．０００％以下、およびＭｏ：０．００１％以上２．０００％以下からなる群から選択される１種または２種を含有してもよい。
（１２）上記（９）〜（１１）のいずれか一項に記載の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法において、前記素材鋼板が更に、単位質量％で、Ｃｕ：０．００１％以上２．０００％以下およびＮｉ：０．００１％以上２．０００％以下からなる群から選択される１種または２種を含有してもよい。
（１３）上記（９）〜（１２）のいずれか一項に記載の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法において、前記素材鋼板が更に、単位質量％で、Ｂ：０．０００１％以上０．０２００％以下を含有してもよい。
（１４）上記（９）〜（１３）のいずれか一項に記載の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法において、前記素材鋼板が更に、単位質量％で、Ｃａ：０．０００１％以上０．０１００％以下、およびＲＥＭ：０．０００１％以上０．１００％以下からなる群から選択される１種または２種を含有してもよい。
（１５）上記（９）〜（１４）のいずれか一項に記載の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法において、前記素材鋼板が更に、単位質量％で、Ｂｉ：０．０００１％以上０．０５００％以下を含有してもよい。
（１６）上記（８）に記載の合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法は、単位質量％で、Ｃ：０．０３〜０．４０％、Ｓｉ：０．００１〜１．８０％、Ｍｎ：１．０〜５．０％、Ｐ：０．１０％以下、Ｓ：０．０１００％以下、ｓｏｌ．Ａｌ：０．００１〜１．５００％、Ｎ：０．０２％以下、Ｔｉ：０〜０．３００％、Ｎｂ：０〜０．３００％、Ｖ：０〜０．３００％、Ｃｒ：０〜２．０００％、Ｍｏ：０〜２．０００％、Ｃｕ：０〜２．０００％、Ｎｉ：０〜２．０００％、Ｂ：０〜０．０２００％、Ｃａ：０〜０．０１００％、ＲＥＭ：０〜０．１０００％、およびＢｉ：０〜０．０５００％を含み、残部が鉄および不純物からなる素材鋼板を、１００〜７２０℃の温度域における平均加熱速度１〜５０℃／秒で加熱する工程と、前記加熱する工程の後に、成分が２〜２０体積％の水素と、残部が窒素および不純物からなり、且つ露点が−３０℃超２０℃以下である雰囲気中において、前記素材鋼板を、７２０〜１０００℃の温度域で１０〜６００秒焼鈍する工程と、前記焼鈍する工程の後に、７２０〜６５０℃の温度域において、平均冷却速度０．５〜１０．０℃／秒で、前記素材鋼板に第１の冷却を行う工程と、前記第１の冷却を行う工程の後に、６５０〜５００℃の温度域において、平均冷却速度２．０〜１００．０℃／秒で、前記素材鋼板に第２の冷却を行う工程と、前記第２の冷却を行う工程の後に、前記素材鋼板に溶融亜鉛めっきを施す工程と、前記溶融亜鉛めっきを施す工程の後に、前記素材鋼板に合金化処理を行う工程と、前記合金化処理を行う工程の後に、合金化処理温度から２００℃以下まで平均冷却速度２℃／秒以上で、前記素材鋼板に第３の冷却を行う工程と、前記第３の冷却を行う工程の後に、前記素材鋼板に、１００〜６００℃の温度域で１秒以上４８時間以下の焼戻し処理を行う工程とを備える。
（１７）上記（１６）に記載の合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法において、前記素材鋼板が更に、単位質量％で、Ｔｉ：０．００１％以上０．３００％以下、Ｎｂ：０．００１％以上０．３００％以下、およびＶ：０．００１％以上０．３００％以下からなる群から選択される１種または２種以上を含有してもよい。
（１８）上記（１６）または（１７）に記載の合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法において、前記素材鋼板が更に、単位質量％で、Ｃｒ：０．００１％以上２．０００％以下、およびＭｏ：０．００１％以上２．０００％以下からなる群から選択される１種または２種を含有してもよい。
（１９）上記（１６）〜（１８）のいずれか一項に記載の合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法において、前記素材鋼板が更に、単位質量％で、Ｃｕ：０．００１％以上２．０００％以下およびＮｉ：０．００１％以上２．０００％以下からなる群から選択される１種または２種を含有してもよい。
（２０）上記（１６）〜（１９）のいずれか一項に記載の合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法において、前記素材鋼板が更に、単位質量％で、Ｂ：０．０００１％以上０．０２００％以下を含有してもよい。
（２１）上記（１６）〜（２０）のいずれか一項に記載の合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法において、前記素材鋼板が更に、単位質量％で、Ｃａ：０．０００１％以上０．０１００％以下、およびＲＥＭ：０．０００１％以上０．１００％以下からなる群から選択される１種または２種を含有してもよい。
（２２）上記（１６）〜（２１）のいずれか一項に記載の合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法において、前記素材鋼板が更に、単位質量％で、Ｂｉ：０．０００１％以上０．０５００％以下を含有してもよい。
本発明に係る溶融亜鉛めっき鋼板および合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、伸び性と曲げ性とがともに良好であって、成形性に優れているので、ピラーなどの自動車の構造部品用途に最適である。
以下に、本実施形態に係る溶融亜鉛めっき鋼板および合金化溶融亜鉛めっき鋼板と、それらの製造方法とに関し、（Ａ）母材の化学組成、（Ｂ）脱炭フェライト層の構成、（Ｃ）母材の構成、（Ｄ）溶融亜鉛めっき層および合金化溶融亜鉛めっき層の構成、（Ｅ）溶融亜鉛めっき鋼板および合金化溶融亜鉛めっき鋼板の機械特性、ならびに（Ｆ）溶融亜鉛めっき鋼板および合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法について、順に具体的に説明する。以下の説明において、母材の化学組成に関する％はいずれも質量％である。なお、図１に示されるように、本実施形態に係る溶融亜鉛めっき鋼板１は、脱炭フェライト層１２と母材１３とを含む鋼板１０と、溶融亜鉛めっき層１１とを含む。図２に示されるように、本実施形態に係る合金化溶融亜鉛めっき鋼板２は、脱炭フェライト層１２と母材１３とを含む鋼板１０と、合金化溶融亜鉛めっき層２１とを含む。鋼板の特性とは、特に断りが無い限り、母材と脱炭フェライト層との両方を備えた状態の鋼板の特性を意味する。鋼板の特性と溶融亜鉛めっき鋼板および合金化溶融亜鉛めっき鋼板の特性とは、耐食性などの一部の特性を除いて略同一であるので、以降、特に断りが無い限り、溶融亜鉛めっき鋼板および合金化溶融亜鉛めっき鋼板の種々の特性を、単に、鋼板の種々の特性と記載する場合がある。
（Ａ）母材の化学組成
［Ｃ：０．０３％以上０．４０％以下］
Ｃは、高い引張強さを得るために有効な成分である。Ｃの含有量が０．０３％未満である場合、必要な引張強さが得られない。一方、０．４０％を超えてＣを含有させると、鋼板の溶接性が低下する。従って、Ｃ含有量を０．０３〜０．４０％とする。好ましいＣ含有量の下限値は０．０５％であり、好ましいＣ含有量の上限値は０．３０％である。
［Ｃ：０．０３％以上０．４０％以下］
Ｃは、高い引張強さを得るために有効な成分である。Ｃの含有量が０．０３％未満である場合、必要な引張強さが得られない。一方、０．４０％を超えてＣを含有させると、鋼板の溶接性が低下する。従って、Ｃ含有量を０．０３〜０．４０％とする。好ましいＣ含有量の下限値は０．０５％であり、好ましいＣ含有量の上限値は０．３０％である。
［Ｓｉ：０．００１％以上１．８０％以下］
Ｓｉは、脱酸作用を有し、表面疵が鋼板に発生することを抑制し、鋼板の製造歩留まりを向上させる。所望の効果を得るためには、０．００１％以上のＳｉの含有が必要である。一方、１．８０％を超えてＳｉを含有させると、冷間圧延する際に、鋼板のエッジ部分に割れが発生するおそれがある。したがって、Ｓｉの含有量を０．００１〜１．８０％と定める。また、Ｓｉは、セメンタイトの析出を抑制し、オーステナイトの残留を促進し、伸びを高める効果的な元素であり、フェライトを強化し、組織を均一化する作用も有するので、好ましいＳｉ含有量の下限値は０．１０％である。脱炭フェライト層の成長とＭＡの生成とが容易になるので、さらに好ましいＳｉ含有量の下限値は０．４０％である。一方、好ましいＳｉ含有量の上限値は０．９５％である。
Ｓｉは、脱酸作用を有し、表面疵が鋼板に発生することを抑制し、鋼板の製造歩留まりを向上させる。所望の効果を得るためには、０．００１％以上のＳｉの含有が必要である。一方、１．８０％を超えてＳｉを含有させると、冷間圧延する際に、鋼板のエッジ部分に割れが発生するおそれがある。したがって、Ｓｉの含有量を０．００１〜１．８０％と定める。また、Ｓｉは、セメンタイトの析出を抑制し、オーステナイトの残留を促進し、伸びを高める効果的な元素であり、フェライトを強化し、組織を均一化する作用も有するので、好ましいＳｉ含有量の下限値は０．１０％である。脱炭フェライト層の成長とＭＡの生成とが容易になるので、さらに好ましいＳｉ含有量の下限値は０．４０％である。一方、好ましいＳｉ含有量の上限値は０．９５％である。
［Ｍｎ：１．０％以上５．０％以下］
Ｍｎは、脱炭フェライト層のフェライト中に焼戻しマルテンサイトを分散させるために必須の元素である。また、Ｍｎはセメンタイトの析出を抑えながらＭ−Ａを生成させるので、強度と伸びとの両方を得る作用も有する。所望の効果を得るためには、１．０％以上のＭｎの含有が必要である。一方、５．０％を超えてＭｎを含有させると、鋼板の溶接性が低下する。したがってＭｎの含有量を１．０〜５．０％と定める。Ｍｎ含有量の好ましい下限値は１．９％であり、Ｍｎ含有量の好ましい上限値は４．２％、さらに好ましい上限値は３．５％である。
Ｍｎは、脱炭フェライト層のフェライト中に焼戻しマルテンサイトを分散させるために必須の元素である。また、Ｍｎはセメンタイトの析出を抑えながらＭ−Ａを生成させるので、強度と伸びとの両方を得る作用も有する。所望の効果を得るためには、１．０％以上のＭｎの含有が必要である。一方、５．０％を超えてＭｎを含有させると、鋼板の溶接性が低下する。したがってＭｎの含有量を１．０〜５．０％と定める。Ｍｎ含有量の好ましい下限値は１．９％であり、Ｍｎ含有量の好ましい上限値は４．２％、さらに好ましい上限値は３．５％である。
［Ｐ：０．１０％以下］
Ｐは、不純物として含有され、溶接性を劣化させる好ましくない元素である。従って、Ｐ含有量を０．１０％以下と定める。好ましいＰ含有量は０．０２％以下である。
Ｐは、不純物として含有され、溶接性を劣化させる好ましくない元素である。従って、Ｐ含有量を０．１０％以下と定める。好ましいＰ含有量は０．０２％以下である。
［Ｓ：０．０１００％以下］
Ｓは、不純物として含有され、鋼中にＭｎＳを形成することにより、穴広げ性を劣化させる。したがって、Ｓの含有量を０．０１００％以下と定める。Ｓ含有量は０．００５０％以下が好ましく、０．００１２％以下がさらに好ましい。
Ｓは、不純物として含有され、鋼中にＭｎＳを形成することにより、穴広げ性を劣化させる。したがって、Ｓの含有量を０．０１００％以下と定める。Ｓ含有量は０．００５０％以下が好ましく、０．００１２％以下がさらに好ましい。
［ｓｏｌ．Ａｌ：０．００１％以上１．５００％以下］
Ａｌは、脱酸作用を有し、表面疵が鋼板に発生することを抑制し、鋼板の製造歩留まりを向上させる。所望の効果を得るためには、０．００１％以上のｓｏｌ．Ａｌの含有が必要である。一方、１．５００％を超えてＡｌを含有させると、介在物が増加して、穴広げ性が劣化する。したがってｓｏｌ．Ａｌ含有量を０．００１〜１．５００％と定める。また、Ａｌは、Ｓｉと同様に、セメンタイトの析出を抑えて残留オーステナイト量を増加させるのにも有効であるので、好ましいＳｉ含有量の下限値は０．０２０％である。一方、Ａｌ含有量の好ましい上限値は１．０００％である。
Ａｌは、脱酸作用を有し、表面疵が鋼板に発生することを抑制し、鋼板の製造歩留まりを向上させる。所望の効果を得るためには、０．００１％以上のｓｏｌ．Ａｌの含有が必要である。一方、１．５００％を超えてＡｌを含有させると、介在物が増加して、穴広げ性が劣化する。したがってｓｏｌ．Ａｌ含有量を０．００１〜１．５００％と定める。また、Ａｌは、Ｓｉと同様に、セメンタイトの析出を抑えて残留オーステナイト量を増加させるのにも有効であるので、好ましいＳｉ含有量の下限値は０．０２０％である。一方、Ａｌ含有量の好ましい上限値は１．０００％である。
［Ｎ：０．０２％以下］
Ｎは、不純物として含有され、連続鋳造中に窒化物を形成してスラブのひび割れの原因となるので、Ｎ含有量は低い方が好ましい。したがって、Ｎ含有量は０．０２％以下と定める。好ましくは、Ｎ含有量は０．０１％以下である。
以下の元素は、場合により含有させてもよい任意元素である。しかし、以下の元素が必ずしも含有される必要がないので、以下の元素の下限値は０％である。
Ｎは、不純物として含有され、連続鋳造中に窒化物を形成してスラブのひび割れの原因となるので、Ｎ含有量は低い方が好ましい。したがって、Ｎ含有量は０．０２％以下と定める。好ましくは、Ｎ含有量は０．０１％以下である。
以下の元素は、場合により含有させてもよい任意元素である。しかし、以下の元素が必ずしも含有される必要がないので、以下の元素の下限値は０％である。
［Ｔｉ：０〜０．３００％］
［Ｎｂ：０〜０．３００％］
［Ｖ：０〜０．３００％］
Ｔｉ、Ｎｂ、およびＶを含有させる必要は無いので、Ｔｉ、Ｎｂ、およびＶそれぞれの含有量の下限値は０％である。一方、Ｔｉ、Ｎｂ、およびＶは、結晶粒の核として働く析出物となるので、結晶粒を微細化させる効果を有している。従って、Ｔｉ、Ｎｂ、およびＶを強度、靱性の向上の目的で鋼板に含有させてもよい。しかし、Ｔｉ、Ｎｂ、およびＶそれぞれが０．００１％未満である場合、十分な効果が得られない。また、０．３００％を超えてＴｉ、Ｎｂ、およびＶそれぞれを含有させた場合、効果が飽和するので、過剰なコストが発生する。そのため、Ｔｉ、Ｎｂ、およびＶを含有させる場合、Ｔｉ、Ｎｂ、およびＶいずれの元素も、０．００１％以上０．３００％以下の含有量としてもよい。ＴｉとＮｂとは、熱処理によって組織を部分的または完全にオーステナイト化された鋼において、フェライト生成によるオーステナイトへのＣ濃化を促進し、Ｍ−Ａを生成しやすくする。したがって、ＴｉおよびＮｂのうち片方または両方を合計で０．０１０％以上含有させるのが好ましく、合計で０．０３０％以上含有させるのがさらに好ましい。
［Ｎｂ：０〜０．３００％］
［Ｖ：０〜０．３００％］
Ｔｉ、Ｎｂ、およびＶを含有させる必要は無いので、Ｔｉ、Ｎｂ、およびＶそれぞれの含有量の下限値は０％である。一方、Ｔｉ、Ｎｂ、およびＶは、結晶粒の核として働く析出物となるので、結晶粒を微細化させる効果を有している。従って、Ｔｉ、Ｎｂ、およびＶを強度、靱性の向上の目的で鋼板に含有させてもよい。しかし、Ｔｉ、Ｎｂ、およびＶそれぞれが０．００１％未満である場合、十分な効果が得られない。また、０．３００％を超えてＴｉ、Ｎｂ、およびＶそれぞれを含有させた場合、効果が飽和するので、過剰なコストが発生する。そのため、Ｔｉ、Ｎｂ、およびＶを含有させる場合、Ｔｉ、Ｎｂ、およびＶいずれの元素も、０．００１％以上０．３００％以下の含有量としてもよい。ＴｉとＮｂとは、熱処理によって組織を部分的または完全にオーステナイト化された鋼において、フェライト生成によるオーステナイトへのＣ濃化を促進し、Ｍ−Ａを生成しやすくする。したがって、ＴｉおよびＮｂのうち片方または両方を合計で０．０１０％以上含有させるのが好ましく、合計で０．０３０％以上含有させるのがさらに好ましい。
［Ｃｒ：０〜２．０００％］
［Ｍｏ：０〜２．０００％］
ＣｒおよびＭｏを含有させる必要は無いので、ＣｒおよびＭｏそれぞれの含有量の下限値は０％である。一方、ＣｒおよびＭｏは、Ｍｎと同様に、オ−ステナイトを安定化させることにより、マルテンサイト生成による変態強化を促進する働きがある。すなわち、ＣｒおよびＭｏは鋼板の高強度化に有効であるので、含有させてもよい。しかしながら、ＣｒおよびＭｏそれぞれの含有量が０．００１％未満である場合、その効果を十分に得られない。一方、ＣｒおよびＭｏそれぞれを２．０００％を超えて含有させて多場合、その効果は飽和し、過剰なコストが発生する。したがって、ＣｒおよびＭｏを含有させる場合、Ｃｒ含有量およびＭｏ含有量は、いずれも０．００１％以上２．０００％以下としてもよい。好ましいＣｒ含有量は０．１００％以上１．０００％以下であり、好ましいＭｏ含有量は０．０５０％以上０．５００％以下である。
［Ｍｏ：０〜２．０００％］
ＣｒおよびＭｏを含有させる必要は無いので、ＣｒおよびＭｏそれぞれの含有量の下限値は０％である。一方、ＣｒおよびＭｏは、Ｍｎと同様に、オ−ステナイトを安定化させることにより、マルテンサイト生成による変態強化を促進する働きがある。すなわち、ＣｒおよびＭｏは鋼板の高強度化に有効であるので、含有させてもよい。しかしながら、ＣｒおよびＭｏそれぞれの含有量が０．００１％未満である場合、その効果を十分に得られない。一方、ＣｒおよびＭｏそれぞれを２．０００％を超えて含有させて多場合、その効果は飽和し、過剰なコストが発生する。したがって、ＣｒおよびＭｏを含有させる場合、Ｃｒ含有量およびＭｏ含有量は、いずれも０．００１％以上２．０００％以下としてもよい。好ましいＣｒ含有量は０．１００％以上１．０００％以下であり、好ましいＭｏ含有量は０．０５０％以上０．５００％以下である。
［Ｃｕ：０〜２．０００％］
［Ｎｉ：０〜２．０００％］
ＣｕおよびＮｉを含有させる必要は無いので、ＣｕおよびＮｉそれぞれの含有量の下限値は０％である。一方、ＣｕおよびＮｉには腐食抑制効果がある。また、ＣｕおよびＮｉには、鋼板の表面に濃化することにより水素の鋼板内への侵入を抑え、鋼板の遅れ破壊を抑制する働きがある。従って、ＣｕおよびＮｉを含有させてもよい。しかしながら、ＣｕおよびＮｉそれぞれの含有量が０．００１％未満である場合、その効果が十分に得られない。一方、ＣｕおよびＮｉを各々２．０００％を超えて含有させた場合、効果は飽和し、過剰なコストが発生する。したがって、ＣｕおよびＮｉを含有させる場合、Ｃｕ含有量およびＮｉ含有量は、いずれも０．００１％以上２．０００％以下としてもよい。好ましくは、Ｃｕ含有量およびＮｉ含有量はいずれも０．０１０％以上０．８００％以下である。
［Ｎｉ：０〜２．０００％］
ＣｕおよびＮｉを含有させる必要は無いので、ＣｕおよびＮｉそれぞれの含有量の下限値は０％である。一方、ＣｕおよびＮｉには腐食抑制効果がある。また、ＣｕおよびＮｉには、鋼板の表面に濃化することにより水素の鋼板内への侵入を抑え、鋼板の遅れ破壊を抑制する働きがある。従って、ＣｕおよびＮｉを含有させてもよい。しかしながら、ＣｕおよびＮｉそれぞれの含有量が０．００１％未満である場合、その効果が十分に得られない。一方、ＣｕおよびＮｉを各々２．０００％を超えて含有させた場合、効果は飽和し、過剰なコストが発生する。したがって、ＣｕおよびＮｉを含有させる場合、Ｃｕ含有量およびＮｉ含有量は、いずれも０．００１％以上２．０００％以下としてもよい。好ましくは、Ｃｕ含有量およびＮｉ含有量はいずれも０．０１０％以上０．８００％以下である。
［Ｂ：０〜０．０２００％］
Ｂを含有させる必要は無いので、Ｂの含有量の下限値は０％である。一方、Ｂは粒界からのフェライトの核生成を抑え、鋼板の焼き入れ性を高めることにより鋼板の高強度化に寄与する元素である。また、ＢはＭ−Ａを効果的に生成させるので、鋼板の伸びの向上に寄与する。したがって、Ｂを含有させてもよい。しかし、Ｂ含有量が０．０００１％未満である場合、その効果が十分に得られない。また、Ｂを０．０２００％を超えて含有させた場合、効果は飽和し、過剰なコストが発生する。したがって、Ｂを含有させる場合、Ｂの含有量を０．０００１〜０．０２００％と定めてもよい。
Ｂを含有させる必要は無いので、Ｂの含有量の下限値は０％である。一方、Ｂは粒界からのフェライトの核生成を抑え、鋼板の焼き入れ性を高めることにより鋼板の高強度化に寄与する元素である。また、ＢはＭ−Ａを効果的に生成させるので、鋼板の伸びの向上に寄与する。したがって、Ｂを含有させてもよい。しかし、Ｂ含有量が０．０００１％未満である場合、その効果が十分に得られない。また、Ｂを０．０２００％を超えて含有させた場合、効果は飽和し、過剰なコストが発生する。したがって、Ｂを含有させる場合、Ｂの含有量を０．０００１〜０．０２００％と定めてもよい。
［Ｃａ：０〜０．０１００％］
［ＲＥＭ：０〜０．１０００％］
ＣａおよびＲＥＭを含有させる必要は無いので、ＣａおよびＲＥＭそれぞれの含有量の下限値は０％である。一方、ＣａおよびＲＥＭは、硫化物を球状化させることにより鋼板の穴広げ性を向上させる効果があるので、含有させてもよい。しかしながら、Ｃａの含有量が０．０００１％未満である場合、その効果が十分に得られない。また、Ｃａの含有量が０．０１００％を超える場合、効果は飽和し、過剰なコストが発生する。したがって、Ｃａを含有させる場合、Ｃａ含有量は０〜０．０１００％としてもよい。また、ＲＥＭ含有量が０．０００１％未満である場合、その効果が十分に得られない。一方、ＲＥＭ含有量が０．１０００％を超える場合、効果は飽和し、過剰なコストが発生する。したがって、ＲＥＭを含有させる場合、ＲＥＭ含有量は０〜０．１０００％としてもよい。
ここで、ＲＥＭとは、Ｓｃ、Ｙ及びランタノイドの合計１７元素を指し、ランタノイドの場合、工業的にはミッシュメタルの形で添加される。なお、本発明では、ＲＥＭの含有量はこれらの元素の合計含有量を指す。
［ＲＥＭ：０〜０．１０００％］
ＣａおよびＲＥＭを含有させる必要は無いので、ＣａおよびＲＥＭそれぞれの含有量の下限値は０％である。一方、ＣａおよびＲＥＭは、硫化物を球状化させることにより鋼板の穴広げ性を向上させる効果があるので、含有させてもよい。しかしながら、Ｃａの含有量が０．０００１％未満である場合、その効果が十分に得られない。また、Ｃａの含有量が０．０１００％を超える場合、効果は飽和し、過剰なコストが発生する。したがって、Ｃａを含有させる場合、Ｃａ含有量は０〜０．０１００％としてもよい。また、ＲＥＭ含有量が０．０００１％未満である場合、その効果が十分に得られない。一方、ＲＥＭ含有量が０．１０００％を超える場合、効果は飽和し、過剰なコストが発生する。したがって、ＲＥＭを含有させる場合、ＲＥＭ含有量は０〜０．１０００％としてもよい。
ここで、ＲＥＭとは、Ｓｃ、Ｙ及びランタノイドの合計１７元素を指し、ランタノイドの場合、工業的にはミッシュメタルの形で添加される。なお、本発明では、ＲＥＭの含有量はこれらの元素の合計含有量を指す。
［Ｂｉ：０〜０．０５００％］
Ｂｉを含有させる必要は無いので、Ｂｉの含有量の下限値は０％である。一方、Ｂｉは凝固界面に濃化してデンドライト間隔を狭くし、凝固偏析を小さくする働きがあるので、含有させてもよい。Ｍｎなどがミクロ偏析すると、硬さの不均一なバンド組織が発達して、加工性を低下させるが、Ｂｉはこのミクロ偏析による不具合を緩和させることができる。しかし、Ｂｉ含有量が０．０００１％未満である場合、その効果が不十分となる。また、０．０５００％を超えてＢｉを含有させると、表面品質の劣化を生じさせる。従って、Ｂｉを含有させる場合、Ｂｉ含有量を０〜０．０５００％としてもよい。Ｂｉ含有量の好ましい範囲は０．０００３〜０．０１００％であり、さらに好ましい範囲は０．０００３〜０．００５０％である。
Ｂｉを含有させる必要は無いので、Ｂｉの含有量の下限値は０％である。一方、Ｂｉは凝固界面に濃化してデンドライト間隔を狭くし、凝固偏析を小さくする働きがあるので、含有させてもよい。Ｍｎなどがミクロ偏析すると、硬さの不均一なバンド組織が発達して、加工性を低下させるが、Ｂｉはこのミクロ偏析による不具合を緩和させることができる。しかし、Ｂｉ含有量が０．０００１％未満である場合、その効果が不十分となる。また、０．０５００％を超えてＢｉを含有させると、表面品質の劣化を生じさせる。従って、Ｂｉを含有させる場合、Ｂｉ含有量を０〜０．０５００％としてもよい。Ｂｉ含有量の好ましい範囲は０．０００３〜０．０１００％であり、さらに好ましい範囲は０．０００３〜０．００５０％である。
［残部：鉄および不純物］
本実施形態に係る溶融亜鉛めっき鋼板および合金化溶融亜鉛めっき鋼板が有する母材の化学成分の残部は鉄および不純物からなる。不純物とは、鋼材を工業的に製造する際に、鉱石若しくはスクラップ等のような原料、又は製造工程の種々の要因によって混入する成分であって、本実施形態に係る鋼板の特性に悪影響を与えない範囲で許容されるものを意味する。
本実施形態に係る溶融亜鉛めっき鋼板および合金化溶融亜鉛めっき鋼板が有する母材の化学成分の残部は鉄および不純物からなる。不純物とは、鋼材を工業的に製造する際に、鉱石若しくはスクラップ等のような原料、又は製造工程の種々の要因によって混入する成分であって、本実施形態に係る鋼板の特性に悪影響を与えない範囲で許容されるものを意味する。
（Ｂ）脱炭フェライト層の構成
［鋼板の表面：脱炭フェライト層］
［脱炭フェライト層の定義：鋼板の表面から鋼板の板厚の１／４の深さの位置の母材の組織のフェライト量に対して１２０％以上のフェライトを含有する領域］
本実施形態に係る溶融亜鉛めっき鋼板および合金化溶融亜鉛めっき鋼板が有する鋼板の表面は、鋼板の内部よりもフェライト量が大きい脱炭フェライト層である。具体的には、図３に示されるように、本実施形態における脱炭フェライト層は、鋼板の表面から鋼板の板厚の１／４の深さの位置の母材の組織のフェライト量に対して１２０％以上のフェライトを含有する領域である。より詳細には、脱炭フェライト層は、そのフェライトの体積分率が、鋼板の表面から鋼板の板厚の１／４の深さの位置の母材の組織のフェライト体積分率に対して１２０％以上の体積分率となる領域である。以降、鋼板の表面から、鋼板の板厚の約１／４の深さの領域を、板厚１／４位置と略する場合がある。
［鋼板の表面：脱炭フェライト層］
［脱炭フェライト層の定義：鋼板の表面から鋼板の板厚の１／４の深さの位置の母材の組織のフェライト量に対して１２０％以上のフェライトを含有する領域］
本実施形態に係る溶融亜鉛めっき鋼板および合金化溶融亜鉛めっき鋼板が有する鋼板の表面は、鋼板の内部よりもフェライト量が大きい脱炭フェライト層である。具体的には、図３に示されるように、本実施形態における脱炭フェライト層は、鋼板の表面から鋼板の板厚の１／４の深さの位置の母材の組織のフェライト量に対して１２０％以上のフェライトを含有する領域である。より詳細には、脱炭フェライト層は、そのフェライトの体積分率が、鋼板の表面から鋼板の板厚の１／４の深さの位置の母材の組織のフェライト体積分率に対して１２０％以上の体積分率となる領域である。以降、鋼板の表面から、鋼板の板厚の約１／４の深さの領域を、板厚１／４位置と略する場合がある。
脱炭フェライト層は、鋼板の表面が脱炭されることにより形成される。脱炭フェライト層は、鋼板の母材と、溶融亜鉛めっき層または合金化溶融亜鉛めっき層との間に存在する。脱炭フェライト層は、鋼板の母材よりも軟質であるので、鋼板が曲げられた際に鋼板の表面に割れが生じることを防ぐ。加えて、脱炭フェライト層は均一に変形するので、脱炭フェライト層はくびれが鋼板の表面に発生することを防ぐ。従って、脱炭フェライト層は鋼板の曲げ性を向上させる働きを有する。本発明者らは、従来技術による脱炭フェライト層が曲げ性を十分に向上させられないことに着目し、鋭意検討を重ねた。その結果、従来技術による脱炭フェライト層におけるフェライトの平均結晶粒径が２０μｍ以上であることと、鋼板の曲げ変形時に、変形がフェライトの粒界に集中することにより微細な割れが脱炭フェライト層に生じることとを本発明者らは知見した。この問題を解決するために、本発明者らは、脱炭フェライト層のフェライトの平均粒径を小さくすることと、脱炭フェライト層のフェライトの中にマルテンサイトを分散させることと、分散されたマルテンサイトを焼き戻すこととが有効であることを知見した。この知見に基づいて得られた、本実施形態に係る溶融亜鉛めっき鋼板および合金化溶融亜鉛めっき鋼板の脱炭フェライト層の構成は以下の通りである。
［脱炭フェライト層のフェライトの平均結晶粒径：２０μｍ以下］
本実施形態に係る溶融亜鉛めっき鋼板および合金化溶融亜鉛めっき鋼板の脱炭フェライト層は、主にフェライトからなり、このフェライトの平均結晶粒径は２０μｍ以下である。脱炭フェライト層のフェライトの平均粒径が２０μｍ超である場合、フェライトの粒界の総面積が減少し、狭い領域に変形が集中するので、鋼板の曲げ性が低下する。フェライトの平均粒径は小さい方が良いが、現在の技術水準に鑑みて、フェライトの平均粒径を０．５μｍ以下とすることは難しい。
本実施形態に係る溶融亜鉛めっき鋼板および合金化溶融亜鉛めっき鋼板の脱炭フェライト層は、主にフェライトからなり、このフェライトの平均結晶粒径は２０μｍ以下である。脱炭フェライト層のフェライトの平均粒径が２０μｍ超である場合、フェライトの粒界の総面積が減少し、狭い領域に変形が集中するので、鋼板の曲げ性が低下する。フェライトの平均粒径は小さい方が良いが、現在の技術水準に鑑みて、フェライトの平均粒径を０．５μｍ以下とすることは難しい。
［脱炭フェライト層の組織：焼戻しマルテンサイトを１．０体積％以上含有し、残部が主にフェライトからなる］
本実施形態に係る溶融亜鉛めっき鋼板および合金化溶融亜鉛めっき鋼板の脱炭フェライト層は、焼戻しマルテンサイトを１．０体積％以上含有する。焼戻しマルテンサイトが１．０体積％未満である場合、鋼板に不均一な変形が生じるので、鋼板の曲げ性が低下する。鋼板の脱炭フェライト層の焼戻しマルテンサイト量の上限は、鋼板の母材（すなわち、鋼板のうち、脱炭フェライト層を除く部分）に含まれる焼戻しマルテンサイト量に等しい。脱炭フェライト層は、鋼板が脱炭されることにより形成されたものであるので、脱炭フェライト層中の焼戻しマルテンサイト量が母材中の焼戻しマルテンサイト量を上回ることはない。もし、脱炭フェライト層中の焼戻しマルテンサイト量が母材中の焼戻しマルテンサイト量を上回る場合、脱炭フェライト層において脱炭が生じていないことになる。また、脱炭フェライト層に含まれるマルテンサイトをフレッシュマルテンサイト（焼戻しされていないフェライト）ではなく焼戻しマルテンサイトとすることにより、フェライトとマルテンサイトとの界面での割れの発生を抑制することができる。
本実施形態に係る溶融亜鉛めっき鋼板および合金化溶融亜鉛めっき鋼板の脱炭フェライト層は、焼戻しマルテンサイトを１．０体積％以上含有する。焼戻しマルテンサイトが１．０体積％未満である場合、鋼板に不均一な変形が生じるので、鋼板の曲げ性が低下する。鋼板の脱炭フェライト層の焼戻しマルテンサイト量の上限は、鋼板の母材（すなわち、鋼板のうち、脱炭フェライト層を除く部分）に含まれる焼戻しマルテンサイト量に等しい。脱炭フェライト層は、鋼板が脱炭されることにより形成されたものであるので、脱炭フェライト層中の焼戻しマルテンサイト量が母材中の焼戻しマルテンサイト量を上回ることはない。もし、脱炭フェライト層中の焼戻しマルテンサイト量が母材中の焼戻しマルテンサイト量を上回る場合、脱炭フェライト層において脱炭が生じていないことになる。また、脱炭フェライト層に含まれるマルテンサイトをフレッシュマルテンサイト（焼戻しされていないフェライト）ではなく焼戻しマルテンサイトとすることにより、フェライトとマルテンサイトとの界面での割れの発生を抑制することができる。
脱炭フェライト層の組織の残部はフェライトである。上述したように、脱炭フェライト層のフェライト量は、鋼板の板厚１／４位置のフェライト量の１２０％以上である。脱炭フェライト層の組織の残部が、例えばベイナイトおよびパーライト等の組織を、本実施形態に係る溶融亜鉛めっき鋼板および合金化溶融亜鉛めっき鋼板の特性に影響を与えない範囲内で（例えば５体積％以下）含んでも良い。
［脱炭フェライト層の厚さ：５μｍ以上２００μｍ以下］
本実施形態に係る溶融亜鉛めっき鋼板および合金化溶融亜鉛めっき鋼板の鋼板において、鋼板の表面から深さ５μｍ以上２００μｍ以下までの領域に脱炭フェライト層が形成されている。つまり、脱炭フェライト層の厚さは５μｍ以上２００μｍ以下である。脱炭フェライト層の厚さが５μｍ未満である場合、脱炭フェライト層が有する曲げ向上効果が十分に発揮されないので、鋼板に曲げが生じた場合、強度が高い鋼板の母材が変形し、マイクロクラックが発生する。脱炭フェライト層の厚さが２００μｍ超である場合、鋼板の引張強度が低下する。脱炭フェライト層の厚さは、例えば、鋼板の断面を観察することにより求められる。具体的には、鋼板の表面から１μｍ毎にフェライトの面積率を測定し、フェライト量が鋼板の板厚１／４位置の１２０％である位置を、脱炭フェライト層と母材との界面とみなし、鋼板の表面から界面までの距離を測定することにより、脱炭フェライト層の厚さが求められる。
本実施形態に係る溶融亜鉛めっき鋼板および合金化溶融亜鉛めっき鋼板の鋼板において、鋼板の表面から深さ５μｍ以上２００μｍ以下までの領域に脱炭フェライト層が形成されている。つまり、脱炭フェライト層の厚さは５μｍ以上２００μｍ以下である。脱炭フェライト層の厚さが５μｍ未満である場合、脱炭フェライト層が有する曲げ向上効果が十分に発揮されないので、鋼板に曲げが生じた場合、強度が高い鋼板の母材が変形し、マイクロクラックが発生する。脱炭フェライト層の厚さが２００μｍ超である場合、鋼板の引張強度が低下する。脱炭フェライト層の厚さは、例えば、鋼板の断面を観察することにより求められる。具体的には、鋼板の表面から１μｍ毎にフェライトの面積率を測定し、フェライト量が鋼板の板厚１／４位置の１２０％である位置を、脱炭フェライト層と母材との界面とみなし、鋼板の表面から界面までの距離を測定することにより、脱炭フェライト層の厚さが求められる。
［脱炭フェライト層における焼戻しマルテンサイトの分散：焼戻しマルテンサイトの個数密度０．０１個／μｍ２以上］
本実施形態に係る溶融亜鉛めっき鋼板および合金化溶融亜鉛めっき鋼板の脱炭フェライト層は、焼戻しマルテンサイトを０．０１個／μｍ２以上含有する。脱炭フェライト層の焼戻しマルテンサイトの個数密度が０．０１個／μｍ２未満である場合、鋼板に不均一な変形が生じるので、鋼板の曲げ性が低下する。脱炭フェライト層の焼戻しマルテンサイトの個数密度は大きい方が良いが、現在の技術水準に鑑みて、焼戻しマルテンサイトを１個／μｍ２以上とすることは難しい。
本実施形態に係る溶融亜鉛めっき鋼板および合金化溶融亜鉛めっき鋼板の脱炭フェライト層は、焼戻しマルテンサイトを０．０１個／μｍ２以上含有する。脱炭フェライト層の焼戻しマルテンサイトの個数密度が０．０１個／μｍ２未満である場合、鋼板に不均一な変形が生じるので、鋼板の曲げ性が低下する。脱炭フェライト層の焼戻しマルテンサイトの個数密度は大きい方が良いが、現在の技術水準に鑑みて、焼戻しマルテンサイトを１個／μｍ２以上とすることは難しい。
（Ｃ）母材の構成
［母材の板厚１／４位置の焼戻しマルテンサイト：５．０体積％以上］
［母材の板厚１／４位置の残留オーステナイト：０．５体積％以上７．０体積％未満］
［母材の板厚１／４位置の組織の残部：４〜７０体積％のフェライトとベイナイト］
［母材において焼戻しマルテンサイトおよび残留オーステナイトの一部または全部がＭ−Ａを形成］
加工性が良好で、引張強度が７８０ＭＰａ以上の溶融亜鉛めっき鋼板および合金化溶融亜鉛めっき鋼板を得るためには、鋼板の母材の組織を、Ｍ−Ａを含む組織を残留オーステナイトが僅かに残るような比較的低温で焼戻した組織とすることが有効である。それにより、Ｍ−Ａによりもたらされる良好な全伸びを維持しながら、曲げ性が向上する。
［母材の板厚１／４位置の焼戻しマルテンサイト：５．０体積％以上］
［母材の板厚１／４位置の残留オーステナイト：０．５体積％以上７．０体積％未満］
［母材の板厚１／４位置の組織の残部：４〜７０体積％のフェライトとベイナイト］
［母材において焼戻しマルテンサイトおよび残留オーステナイトの一部または全部がＭ−Ａを形成］
加工性が良好で、引張強度が７８０ＭＰａ以上の溶融亜鉛めっき鋼板および合金化溶融亜鉛めっき鋼板を得るためには、鋼板の母材の組織を、Ｍ−Ａを含む組織を残留オーステナイトが僅かに残るような比較的低温で焼戻した組織とすることが有効である。それにより、Ｍ−Ａによりもたらされる良好な全伸びを維持しながら、曲げ性が向上する。
そのため、本実施形態に係る溶融亜鉛めっき鋼板および合金化溶融亜鉛めっき鋼板の母材の板厚１／４位置の組織は、焼戻しマルテンサイトを５．０体積％以上含有することが必要である。また、溶融亜鉛めっき鋼板および合金化溶融亜鉛めっき鋼板の母材の板厚１／４位置の組織は残留オーステナイトを０．５体積％以上７．０体積％未満含有することが必要である。さらに高強度を得るために、母材の板厚１／４位置の焼戻しマルテンサイトは８．０体積％以上であることが好ましい。また、本実施形態に係る溶融亜鉛めっき鋼板および合金化溶融亜鉛めっき鋼板の母材において、焼戻しマルテンサイトおよび残留オーステナイトの一部または全部は、Ｍ−Ａを形成している必要がある。
母材の組織を規定する箇所は、板厚１／４位置とする。一般的に、板厚１／４位置は、鋼板の平均的な特性および構成を有する箇所であると考えられているからである。母材の板厚１／４位置以外の位置の組織は、通常、板厚１／４位置の組織と略同一である。
母材の組織の残部は、主にフェライトであるか、または主にフェライトおよびベイナイトであることが好ましい。また、５μｍ以上のセメンタイトを母材のフェライト粒およびマルテンサイト粒の内部に含まないことが、Ｍ−Ａ生成促進のため好ましい。上述したように、Ｍ−Ａを残留オーステナイトが残るような比較的低温で焼き戻すことで、伸びが向上する。曲げ性を向上させるためには、含有しているマルテンサイトは全て焼戻されたものであることが好ましい。母材のフェライト量は、引張強度等の機械特性を適切な範囲内とするために、４〜７０体積％とすることが好ましい。
（Ｄ）溶融亜鉛めっき層および合金化溶融亜鉛めっき層
溶融亜鉛めっき層および合金化溶融亜鉛めっき層は、本実施形態に係る溶融亜鉛めっき鋼板および合金化溶融亜鉛めっき鋼板が属する技術分野における通常のものとすればよい。しかしながら、合金化溶融亜鉛めっき層のＦｅ濃度が７質量％未満では、溶接性および摺動性が不十分となることがある。したがって、合金化溶融亜鉛めっき層のＦｅ濃度は７質量％以上とすることが好ましい。合金化溶融亜鉛めっき層のＦｅ濃度の上限は、耐パウダリング性の観点からは２０％以下とすることが好ましく、１５％以下とすることがさらに好ましい。めっき層のＦｅ含有量は、溶融めっき後の熱処理（合金化処理）の条件により調整される。合金化処理が行われない場合、溶融亜鉛めっきのＦｅ濃度は７質量％未満でもよい。溶融亜鉛めっきは、合金化溶融亜鉛めっきよりも溶接性が低い。しかし、溶融亜鉛めっきは、耐食性が良好であるので好ましい。溶融亜鉛めっきの片面あたりの付着量は２０〜１２０ｇ／ｍ２の範囲内であることが好ましい。
溶融亜鉛めっき層および合金化溶融亜鉛めっき層は、本実施形態に係る溶融亜鉛めっき鋼板および合金化溶融亜鉛めっき鋼板が属する技術分野における通常のものとすればよい。しかしながら、合金化溶融亜鉛めっき層のＦｅ濃度が７質量％未満では、溶接性および摺動性が不十分となることがある。したがって、合金化溶融亜鉛めっき層のＦｅ濃度は７質量％以上とすることが好ましい。合金化溶融亜鉛めっき層のＦｅ濃度の上限は、耐パウダリング性の観点からは２０％以下とすることが好ましく、１５％以下とすることがさらに好ましい。めっき層のＦｅ含有量は、溶融めっき後の熱処理（合金化処理）の条件により調整される。合金化処理が行われない場合、溶融亜鉛めっきのＦｅ濃度は７質量％未満でもよい。溶融亜鉛めっきは、合金化溶融亜鉛めっきよりも溶接性が低い。しかし、溶融亜鉛めっきは、耐食性が良好であるので好ましい。溶融亜鉛めっきの片面あたりの付着量は２０〜１２０ｇ／ｍ２の範囲内であることが好ましい。
（Ｅ）溶融亜鉛めっき鋼板および合金化溶融亜鉛めっき鋼板の機械特性
［圧延直角方向の引張試験において降伏強度が４２０ＭＰａ以上］
［圧延直角方向の引張試験において引張強度が７８０ＭＰａ以上］
本実施形態に係る溶融亜鉛めっき鋼板および合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、圧延直角方向の引張試験において、引張強度（ＴＳ）が７８０ＭＰａ以上の機械特性を有する。この引張試験において、引張強度が７８０ＭＰａ未満であると、自動車部品とした場合において十分な衝撃吸収性を確保することが困難である場合がある。引張強度は好ましくは８００ＭＰａ以上、より好ましくは９００ＭＰａ以上である。なお、衝突時における塑性変形開始強度の高さが要求される自動車部品への適用を考慮すると、降伏強度（ＹＳ）が４２０ＭＰａ以上であることが好ましい。より好ましくは６００ＭＰａ以上である。なお、成形性が要求される自動車部品への適用を考慮すると、全伸びは１０％以上、穴拡げ率は３５％以上であることが好ましい。加えて、本実施形態に係る溶融亜鉛めっき鋼板および合金化溶融亜鉛めっき鋼板の曲げ性に関しては、９０度Ｖ曲げ試験において、割れがなく、１０μｍ以上のくびれがないとの特徴を具備していることが好ましい。
［圧延直角方向の引張試験において降伏強度が４２０ＭＰａ以上］
［圧延直角方向の引張試験において引張強度が７８０ＭＰａ以上］
本実施形態に係る溶融亜鉛めっき鋼板および合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、圧延直角方向の引張試験において、引張強度（ＴＳ）が７８０ＭＰａ以上の機械特性を有する。この引張試験において、引張強度が７８０ＭＰａ未満であると、自動車部品とした場合において十分な衝撃吸収性を確保することが困難である場合がある。引張強度は好ましくは８００ＭＰａ以上、より好ましくは９００ＭＰａ以上である。なお、衝突時における塑性変形開始強度の高さが要求される自動車部品への適用を考慮すると、降伏強度（ＹＳ）が４２０ＭＰａ以上であることが好ましい。より好ましくは６００ＭＰａ以上である。なお、成形性が要求される自動車部品への適用を考慮すると、全伸びは１０％以上、穴拡げ率は３５％以上であることが好ましい。加えて、本実施形態に係る溶融亜鉛めっき鋼板および合金化溶融亜鉛めっき鋼板の曲げ性に関しては、９０度Ｖ曲げ試験において、割れがなく、１０μｍ以上のくびれがないとの特徴を具備していることが好ましい。
（Ｆ）溶融亜鉛めっき鋼板および合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法
母材の中にＭ−Ａを生成させるためには、溶融亜鉛めっき鋼板および合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造過程において、オーステナイトにＣを濃縮させることが必要である。オーステナイトが冷却中にマルテンサイト変態するに伴い、Ｃが未変態のオーステナイトに偏在し、一部のオーステナイトは冷却後も残留し、Ｍ−Ａが得られる。Ｍ−Ａは残留オーステナイトを含むとともにマルテンサイトが硬質なため、相対的に軟質な母相に歪みが集中し、高強度と良好な伸びとが得られる。しかしながら、過度に硬質なマルテンサイトは曲げ性を損ねるので、母材に残留オーステナイトが残るように適度に焼き戻すことによって、伸びと曲げ性が優れた溶融亜鉛めっき鋼板および合金化溶融亜鉛めっき鋼板が製造可能となる。しかも、焼戻しをめっき後に行うことで、表面の酸化の問題、および焼戻しされていないマルテンサイトが残存する問題を抑制できる。また、脱炭フェライト層を生成させるためには、素材鋼板を適切な平均加熱速度の下で加熱し、適切な雰囲気下で焼鈍する必要がある。
母材の中にＭ−Ａを生成させるためには、溶融亜鉛めっき鋼板および合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造過程において、オーステナイトにＣを濃縮させることが必要である。オーステナイトが冷却中にマルテンサイト変態するに伴い、Ｃが未変態のオーステナイトに偏在し、一部のオーステナイトは冷却後も残留し、Ｍ−Ａが得られる。Ｍ−Ａは残留オーステナイトを含むとともにマルテンサイトが硬質なため、相対的に軟質な母相に歪みが集中し、高強度と良好な伸びとが得られる。しかしながら、過度に硬質なマルテンサイトは曲げ性を損ねるので、母材に残留オーステナイトが残るように適度に焼き戻すことによって、伸びと曲げ性が優れた溶融亜鉛めっき鋼板および合金化溶融亜鉛めっき鋼板が製造可能となる。しかも、焼戻しをめっき後に行うことで、表面の酸化の問題、および焼戻しされていないマルテンサイトが残存する問題を抑制できる。また、脱炭フェライト層を生成させるためには、素材鋼板を適切な平均加熱速度の下で加熱し、適切な雰囲気下で焼鈍する必要がある。
具体的には、図４に示される本実施形態に係る溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法は、上述の成分を有する素材鋼板を、１００〜７２０℃の温度域における平均加熱速度１〜５０℃／秒で加熱する工程と、前記加熱する工程の後に、成分が２〜２０体積％の水素と窒素および不純物を含む残部とからなり、且つ露点が−３０℃超２０℃以下である雰囲気中において、前記素材鋼板を、７２０〜１０００℃の温度域で１０〜６００秒焼鈍する工程と、前記焼鈍する工程の後に、７２０〜６５０℃の温度域において、平均冷却速度０．５〜１０．０℃／秒で、前記素材鋼板に第１の冷却を行う工程と、前記第１の冷却を行う工程の後に、６５０〜５００℃の温度域において、平均冷却速度２．０〜１００．０℃／秒で、前記素材鋼板に第２の冷却を行う工程と、前記第２の冷却を行う工程の後に、前記素材鋼板に溶融亜鉛めっきを施す工程と、前記溶融亜鉛めっきを施す工程の後に、溶融亜鉛めっき温度から２００℃以下まで平均冷却速度２℃／秒以上で、前記素材鋼板に第３の冷却を行う工程と、前記第３の冷却を行う工程の後に、前記素材鋼板に、１００〜６００℃の温度域で１秒以上４８時間以下の焼戻し処理を行う工程とを備える。
図５に示される本実施形態に係る合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法は、上述の成分を有する素材鋼板を、１００〜７２０℃の温度域における平均加熱速度１〜５０℃／秒で加熱する工程と、前記加熱する工程の後に、成分が２〜２０体積％の水素と窒素および不純物を含む残部とからなり、且つ露点が−３０℃超２０℃以下である雰囲気中において、前記素材鋼板を、７２０〜１０００℃の温度域で１０〜６００秒焼鈍する工程と、前記焼鈍する工程の後に、７２０〜６５０℃の温度域において、平均冷却速度０．５〜１０．０℃／秒で、前記素材鋼板に第１の冷却を行う工程と、前記第１の冷却を行う工程の後に、６５０〜５００℃の温度域において、平均冷却速度２．０〜１００．０℃／秒で、前記素材鋼板に第２の冷却を行う工程と、前記第２の冷却を行う工程の後に、前記素材鋼板に溶融亜鉛めっきを施す工程と、前記溶融亜鉛めっきを施す工程の後に、前記素材鋼板に合金化処理を行う工程と、前記合金化処理を行う工程の後に、合金化処理温度から２００℃以下まで平均冷却速度２℃／秒以上で、前記素材鋼板に第３の冷却を行う工程と、前記第３の冷却を行う工程の後に、前記素材鋼板に、１００〜６００℃の温度域で１秒以上４８時間以下の焼戻し処理を行う工程とを備える。
以降、本実施形態に係る製造方法の中間工程における鋼板を、素材鋼板と称し、本実施形態に係る溶融亜鉛めっき鋼板または合金化溶融亜鉛めっき鋼板とは区別する。
本実施形態に係る溶融亜鉛めっき鋼板または合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法では、上述の化学成分を有する素材鋼板を材料として使用する。前述したように、素材鋼板は熱延鋼板および冷延鋼板のいずれでもよく、熱間圧延および冷間圧延の条件については特に制限されない。しかしながら、圧延仕上温度が８００℃以上１１００℃以下の範囲内であり、かつ巻取温度が３５０℃以上７５０℃以下の範囲内である条件で熱間圧延された熱延鋼板が好ましい。また、Ｓｉの含有量が１．０％未満である場合は、溶融亜鉛めっき鋼板および合金化溶融亜鉛めっき鋼板の脱炭フェライト層に焼戻しマルテンサイトを０．０１個／μｍ２以上含有させるためには、鋼板の表面から深さ２０μｍの位置にパーライトとセメンタイトの合計を０．０１個／μｍ２以上含有した熱延鋼板が好ましい。
［加熱する工程での平均加熱速度：１００〜７２０℃の温度域において１〜５０℃／秒］
素材鋼板を加熱する工程では、１００〜７２０℃の温度域における加熱速度を１〜５０℃／秒とする。加熱速度が１℃／秒未満である場合、素材鋼板を加熱する工程において素材鋼板のセメンタイトが溶解しないので、最終的に得られる溶融亜鉛めっき鋼板または合金化溶融亜鉛めっき鋼板の引張強度が低下する。さらに、加熱速度が１℃／秒未満である場合、脱炭フェライト層のフェライト中に焼戻しマルテンサイトを分散させることが困難になる。一方、加熱速度が５０℃／秒超である場合、素材鋼板を加熱する工程において素材鋼板に粗大なフェライトが生成する。さらに、加熱速度が５０℃／秒超である場合、脱炭フェライト層のフェライト中に焼戻しマルテンサイトを分散させること困難になるので、最終的に得られる溶融亜鉛めっき鋼板または合金化溶融亜鉛めっき鋼板の曲げ性が低下する。
素材鋼板を加熱する工程では、１００〜７２０℃の温度域における加熱速度を１〜５０℃／秒とする。加熱速度が１℃／秒未満である場合、素材鋼板を加熱する工程において素材鋼板のセメンタイトが溶解しないので、最終的に得られる溶融亜鉛めっき鋼板または合金化溶融亜鉛めっき鋼板の引張強度が低下する。さらに、加熱速度が１℃／秒未満である場合、脱炭フェライト層のフェライト中に焼戻しマルテンサイトを分散させることが困難になる。一方、加熱速度が５０℃／秒超である場合、素材鋼板を加熱する工程において素材鋼板に粗大なフェライトが生成する。さらに、加熱速度が５０℃／秒超である場合、脱炭フェライト層のフェライト中に焼戻しマルテンサイトを分散させること困難になるので、最終的に得られる溶融亜鉛めっき鋼板または合金化溶融亜鉛めっき鋼板の曲げ性が低下する。
［焼鈍する工程での焼鈍温度：７２０〜１０００℃］
［焼鈍する工程での保持時間：１０〜６００秒］
加熱する工程の後に、素材鋼板は焼鈍される。焼鈍する工程での焼鈍温度（保持温度）は、加熱時にオーステナイトを生成させるために７２０℃以上とする。換言すると、焼鈍温度が７２０℃未満の場合、マルテンサイトが生成しない。曲げ性を向上させるために有利な均一な組織を得るには、オーステナイト単相域（Ａｃ３点以上）で素材鋼板温度を保持することが好ましい。また、オーステナイト単相域に素材鋼板温度を保持する場合、７２０℃からＡｃ３点まで３０秒以上かけて加熱させることが、素材鋼板表面に所望の脱炭フェライト層を生成させるために好ましい。一方、焼鈍温度が１０００℃を超える場合、脱炭フェライト層が消滅する。焼鈍する工程での保持時間が１０秒未満である場合、脱炭フェライト層の厚さを５μｍ以上に成長させることができない。一方、焼鈍する工程での保持時間が６００秒超である場合、焼鈍の効果が飽和するので、生産性が低下する。さらに、焼鈍する工程での保持時間が６００秒超である場合、脱炭フェライト層の厚さが過度に成長するので、引張強度が低下する。
［焼鈍する工程での保持時間：１０〜６００秒］
加熱する工程の後に、素材鋼板は焼鈍される。焼鈍する工程での焼鈍温度（保持温度）は、加熱時にオーステナイトを生成させるために７２０℃以上とする。換言すると、焼鈍温度が７２０℃未満の場合、マルテンサイトが生成しない。曲げ性を向上させるために有利な均一な組織を得るには、オーステナイト単相域（Ａｃ３点以上）で素材鋼板温度を保持することが好ましい。また、オーステナイト単相域に素材鋼板温度を保持する場合、７２０℃からＡｃ３点まで３０秒以上かけて加熱させることが、素材鋼板表面に所望の脱炭フェライト層を生成させるために好ましい。一方、焼鈍温度が１０００℃を超える場合、脱炭フェライト層が消滅する。焼鈍する工程での保持時間が１０秒未満である場合、脱炭フェライト層の厚さを５μｍ以上に成長させることができない。一方、焼鈍する工程での保持時間が６００秒超である場合、焼鈍の効果が飽和するので、生産性が低下する。さらに、焼鈍する工程での保持時間が６００秒超である場合、脱炭フェライト層の厚さが過度に成長するので、引張強度が低下する。
［焼鈍する工程での、７２０〜１０００℃の温度域における雰囲気の成分：２〜２０体積％の水素と窒素および不純物を含む残部］
［焼鈍する工程での、７２０〜１０００℃の温度域における雰囲気の露点：−３０℃超２０℃以下］
焼鈍する工程において、素材鋼板の温度が７２０〜１０００℃の温度域にあるときの雰囲気の水素濃度が２％未満である場合、素材鋼板の表面の酸化膜を還元することができないので、素材鋼板のめっき濡れ性が悪化する。一方、この雰囲気の水素濃度が５０％超である場合、露点を２０℃以下に保つことができない。また、焼鈍する工程において、素材鋼板の温度が７２０〜１０００℃の温度域にあるときの雰囲気の露点が−３０℃以下である場合、脱炭フェライト層の厚さを５μｍ以上に成長させることができない。一方、この雰囲気の露点が２０℃超である場合、設備に結露が生じるので、設備の運用が妨げられる。
［焼鈍する工程での、７２０〜１０００℃の温度域における雰囲気の露点：−３０℃超２０℃以下］
焼鈍する工程において、素材鋼板の温度が７２０〜１０００℃の温度域にあるときの雰囲気の水素濃度が２％未満である場合、素材鋼板の表面の酸化膜を還元することができないので、素材鋼板のめっき濡れ性が悪化する。一方、この雰囲気の水素濃度が５０％超である場合、露点を２０℃以下に保つことができない。また、焼鈍する工程において、素材鋼板の温度が７２０〜１０００℃の温度域にあるときの雰囲気の露点が−３０℃以下である場合、脱炭フェライト層の厚さを５μｍ以上に成長させることができない。一方、この雰囲気の露点が２０℃超である場合、設備に結露が生じるので、設備の運用が妨げられる。
［第１の冷却を行う工程での平均冷却速度：７２０〜６５０℃の温度域において０．５〜１０．０℃／秒］
焼鈍する工程の後に、素材鋼板には第１の冷却が行われる。第１の冷却では、７２０〜６５０℃の温度域の平均冷却速度を０．５〜１０．０℃／秒とする必要がある。平均冷却速度とは、冷却開始温度と冷却終了温度との差を冷却時間で除した値である。第１の冷却を行う工程における冷却速度が０．５℃／秒未満である場合、セメンタイトの析出が生じるので、マルテンサイトが脱炭フェライト層中に生成しなくなる。一方、第１の冷却を行う工程における冷却速度が１０．０℃／秒を超える場合、オーステナイト内へのＣ濃縮が十分に生じないので、残留オーステナイトが生成しにくくなる。第１の冷却を行う工程における冷却速度は、好ましくは１．０〜８．０℃／秒であり、より好ましくは１．５〜６．０℃／秒である。
焼鈍する工程の後に、素材鋼板には第１の冷却が行われる。第１の冷却では、７２０〜６５０℃の温度域の平均冷却速度を０．５〜１０．０℃／秒とする必要がある。平均冷却速度とは、冷却開始温度と冷却終了温度との差を冷却時間で除した値である。第１の冷却を行う工程における冷却速度が０．５℃／秒未満である場合、セメンタイトの析出が生じるので、マルテンサイトが脱炭フェライト層中に生成しなくなる。一方、第１の冷却を行う工程における冷却速度が１０．０℃／秒を超える場合、オーステナイト内へのＣ濃縮が十分に生じないので、残留オーステナイトが生成しにくくなる。第１の冷却を行う工程における冷却速度は、好ましくは１．０〜８．０℃／秒であり、より好ましくは１．５〜６．０℃／秒である。
［第２の冷却を行う工程での平均冷却速度：６５０〜５００℃の温度域において２．０〜１００．０℃／秒］
第１の冷却を行う工程の後に、素材鋼板には第２の冷却が行われる。第２の冷却では、６５０〜５００℃の温度域の平均冷却速度を２．０〜１００．０℃／秒とする必要がある。第２の冷却を行う工程における冷却速度が２℃／秒未満である場合、パーライトの析出が生じるので、マルテンサイトが生成しにくくなる。また、第２の冷却を行う工程における冷却速度が１００℃／秒を超える場合、鋼板の平坦性が劣化するので、めっき処理が不均一となる。第２の冷却を行う工程における冷却速度は、好ましくは５〜６０℃／秒であり、より好ましくは８〜４０℃／秒である。
第１の冷却を行う工程の後に、素材鋼板には第２の冷却が行われる。第２の冷却では、６５０〜５００℃の温度域の平均冷却速度を２．０〜１００．０℃／秒とする必要がある。第２の冷却を行う工程における冷却速度が２℃／秒未満である場合、パーライトの析出が生じるので、マルテンサイトが生成しにくくなる。また、第２の冷却を行う工程における冷却速度が１００℃／秒を超える場合、鋼板の平坦性が劣化するので、めっき処理が不均一となる。第２の冷却を行う工程における冷却速度は、好ましくは５〜６０℃／秒であり、より好ましくは８〜４０℃／秒である。
［溶融亜鉛めっきを施す工程］
［合金化処理を行う工程］
第２の冷却を行う工程の後、必要に応じて素材鋼板に等温保持や冷却が行われた後に、素材鋼板に溶融亜鉛めっきが施される。さらに、必要に応じて、めっきを合金化するために必要な温度に素材鋼板を加熱することにより、合金化処理が施される。こうして得られた溶融亜鉛めっきまたは合金化溶融亜鉛めっきを有する素材鋼板を冷却する。
［合金化処理を行う工程］
第２の冷却を行う工程の後、必要に応じて素材鋼板に等温保持や冷却が行われた後に、素材鋼板に溶融亜鉛めっきが施される。さらに、必要に応じて、めっきを合金化するために必要な温度に素材鋼板を加熱することにより、合金化処理が施される。こうして得られた溶融亜鉛めっきまたは合金化溶融亜鉛めっきを有する素材鋼板を冷却する。
溶融めっきの浴温度や浴組成は、一般的なものでよく、特に制限はない。めっき付着量も特に制限されず、通常の範囲内でよい。例えば、片面あたりの付着量で２０〜１２０ｇ／ｍ２の範囲内である。合金化処理は、めっき層中のＦｅ濃度が７質量％以上となるような条件で行うことが好ましい。必要な条件は、めっき付着量によっても異なるが、例えば、温度４９０〜５６０℃で５〜６０秒間の加熱により行われる。合金化処理しない場合、溶融亜鉛めっき中のＦｅ濃度が７質量％未満でもよい。溶融亜鉛めっき鋼板の溶接性は、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の溶接性よりも低い。しかし、溶融亜鉛めっき鋼板の耐食性は良好である。
［第３の冷却を行う工程での平均冷却速度：合金化処理温度または溶融亜鉛めっき温度から２００℃以下までの温度域において２℃／秒以上］
溶融亜鉛めっきを行う工程の後、または合金化処理を行う工程の後の冷却では、平均冷却速度２℃／秒以上で、合金化処理温度または溶融亜鉛めっき温度から２００℃以下まで素材鋼板を冷却することが重要である。めっき温度とは、溶融亜鉛めっきの浴温度のことである。この冷却速度を制御することによって、安定なオーステナイトが生成する。安定なオーステナイトの殆どは、焼戻し後もオーステナイトのまま残存する。なお、第２の冷却の際に、安定なオーステナイトと同時に硬質なマルテンサイトが生成するが、硬質なマルテンサイトは、後の焼戻しによって、延性のあるマルテンサイトになる。好ましい冷却終了温度は１００℃以下である。好ましい冷却速度は５℃／秒以上である。冷却速度の上限は特に規定しないが、経済性の観点からは５００℃／秒以下とすることが好ましい。
溶融亜鉛めっきを行う工程の後、または合金化処理を行う工程の後の冷却では、平均冷却速度２℃／秒以上で、合金化処理温度または溶融亜鉛めっき温度から２００℃以下まで素材鋼板を冷却することが重要である。めっき温度とは、溶融亜鉛めっきの浴温度のことである。この冷却速度を制御することによって、安定なオーステナイトが生成する。安定なオーステナイトの殆どは、焼戻し後もオーステナイトのまま残存する。なお、第２の冷却の際に、安定なオーステナイトと同時に硬質なマルテンサイトが生成するが、硬質なマルテンサイトは、後の焼戻しによって、延性のあるマルテンサイトになる。好ましい冷却終了温度は１００℃以下である。好ましい冷却速度は５℃／秒以上である。冷却速度の上限は特に規定しないが、経済性の観点からは５００℃／秒以下とすることが好ましい。
［焼戻し処理を行う工程における焼戻し温度：１００〜６００℃］
［焼戻し処理を行う工程における焼戻し時間：１秒以上４８時間以下］
第２の冷却を行う工程の後、素材鋼板に焼戻し処理が行われる。焼戻しは、Ｍ−Ａを構成しているマルテンサイトを適正に焼き戻すために行われる。これにより、マルテンサイトが軟化するので、鋼板の曲げ性が向上する。さらに、焼戻しは、未変態の残留オーステナイト中にＣを濃化させる働きを有する。Ｃの濃化による残留オーステナイトの硬質化は、鋼板の伸びを向上させる。
［焼戻し処理を行う工程における焼戻し時間：１秒以上４８時間以下］
第２の冷却を行う工程の後、素材鋼板に焼戻し処理が行われる。焼戻しは、Ｍ−Ａを構成しているマルテンサイトを適正に焼き戻すために行われる。これにより、マルテンサイトが軟化するので、鋼板の曲げ性が向上する。さらに、焼戻しは、未変態の残留オーステナイト中にＣを濃化させる働きを有する。Ｃの濃化による残留オーステナイトの硬質化は、鋼板の伸びを向上させる。
焼戻しは、素材鋼板温度を１００〜６００℃の温度域内とした状態で１秒以上４８時間以下の範囲内で行う。素材鋼板温度が低かったり、温度保持時間が短かったりすると、鋼板の母材および脱炭フェライト層のマルテンサイトが硬質となり、さらに、不安定な残留オーステナイトが過剰に生成するので、十分な曲げ性が得られない。一方、素材鋼板温度が高い場合、鋼板の母材および脱炭フェライト層の残留オーステナイトが分解したり、マルテンサイトが軟質になりすぎたりするので、伸びが劣化する。焼戻しでは、素材鋼板の最高到達温度を１００〜６００℃の範囲内とし、この温度範囲に１秒〜４８時間保持する必要がある。ただし、最高到達温度にて素材鋼板を等温保持するほうが、鋼板の特性のばらつきを抑制するために好ましい。好ましい最高到達温度は２５０〜５００℃の範囲内である。なお素材鋼板の母材のＭ−Ａのマルテンサイトは、この時点で全て焼戻されていることが好ましい。
この焼戻しの後に、平坦度矯正のためにレベラーで処理しても何ら問題がなく、塗油や潤滑作用のある皮膜を施しても構わない。
表１に示す化学組成を有する鋼Ａ〜鋼Ｎを実験炉で溶製し、厚みが４０ｍｍのスラブを作製した。これらスラブを、表２に示す圧延完了温度で、表２に表示の厚さになるように熱間圧延し、次いで冷却速度約３０℃／秒の水スプレー冷却を施し、さらに表２に表示の巻取温度で巻き取ることと同等の熱処理を行うことにより、熱延鋼板（素材鋼板）１〜２８を製造した。上述の熱処理は、巻取温度まで水スプレー冷却を行った後に、鋼板１〜２８を炉に装入し、鋼板１〜２８を巻取温度で６０分保持した後、２０℃／時の冷却速度で１００℃以下まで炉内で冷却するものであり、これにより熱延鋼板の巻取と実質的に同一の熱履歴を鋼板１〜２８に付与することができる。得られた熱延鋼板１〜２８に、酸洗によりスケール除去処理を施し、鋼板１４と１７を除き、厚みが１．４ｍｍになるように冷間圧延を施した。なお、鋼板１４と１７は冷間圧延を施さなかった。
こうして得られた熱延鋼板および冷延鋼板１〜２８から、熱処理用試験材１〜２８を採取し、表２と表３に示す種々の条件により、加熱、焼鈍、第１の冷却、第２の冷却、溶融亜鉛めっきおよび任意に合金化処理、第３の冷却、並びに焼戻しを行った。すなわち、まず、試験材１〜２８を、表に示された平均加熱速度で焼鈍温度まで加熱し、表に示された焼鈍時間だけその温度で保持して焼鈍を行った。次に、表に示された一次冷却速度（第１の冷却の速度）と二次冷却速度（第２の冷却の速度）で、試験材１〜２８を５００℃まで冷却した。その後、表に示された滞在時間だけ、５００〜４６０℃の温度域に試験材１〜２８を保持してから、４６０℃で溶融亜鉛めっきを模擬する熱処理を試験材１〜２８に施し、さらに、一部の試験材には、５１０℃で合金化熱処理を模擬する熱処理を施した。そして、表に示された三次冷却速度（第３の冷却の速度）で、試験材１〜２８に冷却を行った。こうして冷却された試験材１〜２８に対して、一部の試験材を除き、冷却のあと直ちに表に示す焼戻し条件で温度保持する焼戻しを行った。表に示された「熱処理温度」は、焼戻し処理中の最高到達温度である。この焼戻し温度まで試験材の温度を上昇させる際の昇温速度は２０℃／秒とした。この焼戻しによって、焼戻し前までに生成したマルテンサイトは全て焼き戻される。マルテンサイトが焼き戻されているか否かは、試験材１〜２８の断面をナイタール腐食させ、次いでＳＥＭ観察を行い、マルテンサイト中の炭化物の存在を確認することにより行った。
得られた試験材１〜２８に対して下記の測定を実施した。これらの測定結果を表４にまとめて示す。
脱炭フェライト層の厚さ：圧延方向に直交する試験材１〜４６の断面、及び板幅方向（圧延方向に直交する方向）に直交する試験材１〜４６の断面の電子顕微鏡観察画像の画像解析を行って算出した値の平均値である。鋼板の表面から１μｍ毎にフェライトの面積率を測定し、フェライト量が鋼板の板厚１／４位置の１２０％である位置を、脱炭フェライト層と母材との界面とみなし、鋼板の表面から界面までの距離を脱炭フェライト層厚さとみなした。
脱炭フェライト層の組織：脱炭フェライト層のフェライト粒径、脱炭フェライト層の焼戻しマルテンサイト体積率、脱炭フェライト層の焼戻しマルテンサイトの個数密度は、脱炭フェライト層の電子顕微鏡観察画像の画像解析を行って算出した。
めっき鋼板母材の組織：母材の１／４深さ位置での観察を行うことにより求めた。具体的には、電子顕微鏡観察画像の画像解析を行ってＭ−Ａ体積率を測定し、Ｘ線回折により残留オーステナイト体積率を測定し、Ｍ−Ａ体積率から残留オーステナイト体積率を差し引いた値を、焼戻しマルテンサイト体積率とみなした。
引張試験：各種熱処理材から、圧延方向に対して直角方向が引張方向となるようにＪＩＳ５号引張試験片を採取し、降伏強さ（ＹＳ）、引張強度（ＴＳ）、および全伸び（Ｅｌ）を測定した。全伸び（Ｅｌ）は、１０％以上を合格とした。
曲げ試験：曲げ半径が板厚の二倍となる９０度Ｖ曲げ試験において、割れがなく、１０μ以上のくびれがない試験材を「良好」と判定した。
本発明の規定を全て満たす発明例である試験Ｎｏ．１、２、７、１０、１４、１６、１７、２０、２３〜２６、２８の溶融亜鉛めっき鋼板および合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、７８０ＭＰａ以上の引張強度と良好な伸びと、さらに良好な曲げ性とを示した。
これに対し、試験Ｎｏ．３〜６、８、９、１１〜１３、１５、１８、１９、２１、２２、２７は、本発明の規定を満たさない比較例である。
Ｎｏ．３は、焼鈍温度が低く、脱炭フェライト層の焼戻しマルテンサイトが生成せず、残留オーステナイトが生成しなかったので、伸びと引張強度が低く、曲げ性が悪かった。
Ｎｏ．４は、焼鈍温度が過剰であり、脱炭フェライト層が消滅し、曲げ性が悪かった。
Ｎｏ．５は、焼戻し処理を行う工程での熱処理温度が過剰であり、オーステナイトが分解したので、伸びと引張強度とが低かった。
Ｎｏ．３は、焼鈍温度が低く、脱炭フェライト層の焼戻しマルテンサイトが生成せず、残留オーステナイトが生成しなかったので、伸びと引張強度が低く、曲げ性が悪かった。
Ｎｏ．４は、焼鈍温度が過剰であり、脱炭フェライト層が消滅し、曲げ性が悪かった。
Ｎｏ．５は、焼戻し処理を行う工程での熱処理温度が過剰であり、オーステナイトが分解したので、伸びと引張強度とが低かった。
Ｎｏ．６は、加熱する工程における平均加熱速度が大きく、脱炭フェライト層のフェライトが粗大になり、且つ焼戻しマルテンサイトが分散せず個数密度が不足したので、曲げ性が悪かった。
Ｎｏ．８は、焼鈍する工程における雰囲気の露点が規定範囲を下回り、脱炭フェライト層が生成しなかったので、曲げ性が悪かった。
Ｎｏ．９は、Ｃ含有量が低かったので、引張強度が低かった。
Ｎｏ．８は、焼鈍する工程における雰囲気の露点が規定範囲を下回り、脱炭フェライト層が生成しなかったので、曲げ性が悪かった。
Ｎｏ．９は、Ｃ含有量が低かったので、引張強度が低かった。
Ｎｏ．１１は、焼戻し処理を行う工程での熱処理温度が不足し、脱炭フェライト層のマルテンサイトが焼き戻されなかったので、曲げ性が悪かった。
Ｎｏ．１２は、第１の冷却を行う工程における７２０〜６５０℃の温度域の平均冷却速度が大きく、残留オーステナイトが生成しなかったので、伸びが低かった。
Ｎｏ．１３は、加熱する工程における平均加熱速度が小さく、脱炭フェライト層に焼戻しマルテンサイトが分散せず個数密度が不足したので、引張強度が低く、さらに曲げ性が悪かった。
Ｎｏ．１２は、第１の冷却を行う工程における７２０〜６５０℃の温度域の平均冷却速度が大きく、残留オーステナイトが生成しなかったので、伸びが低かった。
Ｎｏ．１３は、加熱する工程における平均加熱速度が小さく、脱炭フェライト層に焼戻しマルテンサイトが分散せず個数密度が不足したので、引張強度が低く、さらに曲げ性が悪かった。
Ｎｏ．１５は、第２の冷却を行う工程における６５０〜５００℃の温度域の平均冷却速度が不足し、パーライトが生成し、これによりマルテンサイトの生成が抑制されたので、引張強度が低かった。
Ｎｏ．１８は、合金化処理後の第３の冷却を行う工程における６５０〜５００℃の温度域の平均冷却速度が不足し、オーステナイトが分解されたので、伸びが低かった。
Ｎｏ．１９は、第１の冷却を行う工程における、７２０〜６５０℃の温度域の平均冷却速度が不足し、脱炭フェライト層の焼戻しマルテンサイトが不足したので、曲げ性が悪かった。
Ｎｏ．１８は、合金化処理後の第３の冷却を行う工程における６５０〜５００℃の温度域の平均冷却速度が不足し、オーステナイトが分解されたので、伸びが低かった。
Ｎｏ．１９は、第１の冷却を行う工程における、７２０〜６５０℃の温度域の平均冷却速度が不足し、脱炭フェライト層の焼戻しマルテンサイトが不足したので、曲げ性が悪かった。
Ｎｏ．２１は、焼鈍する工程における焼鈍時間が不足し、脱炭フェライト層が生成しなかったので、曲げ性が悪かった。
Ｎｏ．２２は、Ｍｎ含有量が不足し、引張強度が低く、脱炭フェライト層の焼戻しマルテンサイトが不足したので、曲げ性が悪かった。
Ｎｏ．２７は、焼鈍する工程における焼鈍時間が長く、脱炭フェライト層が過度に成長したので、引張強度が低かった。
Ｎｏ．２２は、Ｍｎ含有量が不足し、引張強度が低く、脱炭フェライト層の焼戻しマルテンサイトが不足したので、曲げ性が悪かった。
Ｎｏ．２７は、焼鈍する工程における焼鈍時間が長く、脱炭フェライト層が過度に成長したので、引張強度が低かった。
１ 溶融亜鉛めっき鋼板
２ 合金化溶融亜鉛めっき鋼板
１０ 鋼板
１１ 溶融亜鉛めっき層
１２ 脱炭フェライト層
１３ 母材
２１ 合金化溶融亜鉛めっき層
２ 合金化溶融亜鉛めっき鋼板
１０ 鋼板
１１ 溶融亜鉛めっき層
１２ 脱炭フェライト層
１３ 母材
２１ 合金化溶融亜鉛めっき層
Claims (22)
- 鋼板と、前記鋼板の表面に形成された溶融亜鉛めっき層とを備える溶融亜鉛めっき鋼板であって、
前記鋼板が、母材と脱炭フェライト層とを含み、
前記母材の化学組成が、単位質量％で、
Ｃ：０．０３〜０．４０％、
Ｓｉ：０．００１〜１．８０％、
Ｍｎ：１．０〜５．０％、
Ｐ：０．１０％以下、
Ｓ：０．０１００％以下、
ｓｏｌ．Ａｌ：０．００１〜１．５００％、
Ｎ：０．０２％以下、
Ｔｉ：０〜０．３００％、
Ｎｂ：０〜０．３００％、
Ｖ：０〜０．３００％、
Ｃｒ：０〜２．０００％、
Ｍｏ：０〜２．０００％、
Ｃｕ：０〜２．０００％、
Ｎｉ：０〜２．０００％、
Ｂ：０〜０．０２００％、
Ｃａ：０〜０．０１００％、
ＲＥＭ：０〜０．１０００％、および
Ｂｉ：０〜０．０５００％
を含み、残部が鉄および不純物からなり、
前記母材の、前記鋼板の表面から前記鋼板の板厚の１／４の深さの位置の組織は、５．０体積％以上の焼戻しマルテンサイトと０．５体積％以上７．０体積％未満の残留オーステナイトとを含有し、残部がフェライト、または、フェライトおよびベイナイトからなり、前記フェライトは４〜７０体積％であり、
前記母材において、前記焼戻しマルテンサイトと前記残留オーステナイトとの一部または全部がＭ−Ａを形成しており、
前記脱炭フェライト層の組織は、前記母材の、前記鋼板の前記表面から前記鋼板の前記板厚の１／４の深さの前記位置の組織の前記フェライトの含有量に対して１２０％以上のフェライトを含有し、
前記脱炭フェライト層の前記フェライトの平均結晶粒径が２０μｍ以下であり、
前記脱炭フェライト層の厚さが５μｍ以上２００μｍ以下であり、
前記脱炭フェライト層の前記組織が前記焼戻しマルテンサイトを１．０体積％以上含有し、前記脱炭フェライト層の前記焼戻しマルテンサイトの個数密度が０．０１個／μｍ２以上であり、
前記溶融亜鉛めっき鋼板は、圧延直角方向の引張試験において降伏強度が４２０ＭＰａ以上であり、引張強度が７８０ＭＰａ以上である機械特性を有する
ことを特徴とする溶融亜鉛めっき鋼板。 - 前記鋼板が更に、単位質量％で、
Ｔｉ：０．００１％以上０．３００％以下、
Ｎｂ：０．００１％以上０．３００％以下、および
Ｖ：０．００１％以上０．３００％以下からなる群から選択される１種または２種以上を含有することを特徴とする請求項１に記載の溶融亜鉛めっき鋼板。 - 前記鋼板が更に、単位質量％で、
Ｃｒ：０．００１％以上２．０００％以下、および
Ｍｏ：０．００１％以上２．０００％以下からなる群から選択される１種または２種を含有することを特徴とする請求項１または２に記載の溶融亜鉛めっき鋼板。 - 前記鋼板が更に、単位質量％で、
Ｃｕ：０．００１％以上２．０００％以下および
Ｎｉ：０．００１％以上２．０００％以下からなる群から選択される１種または２種を含有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の溶融亜鉛めっき鋼板。 - 前記鋼板が更に、単位質量％で、
Ｂ：０．０００１％以上０．０２００％以下
を含有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の溶融亜鉛めっき鋼板。 - 前記鋼板が更に、単位質量％で、
Ｃａ：０．０００１％以上０．０１００％以下、および
ＲＥＭ：０．０００１％以上０．１００％以下からなる群から選択される１種または２種を含有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の溶融亜鉛めっき鋼板。 - 前記鋼板が更に、単位質量％で、
Ｂｉ：０．０００１％以上０．０５００％以下
を含有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の溶融亜鉛めっき鋼板。 - 請求項１〜７のいずれか一項に記載の溶融亜鉛めっき鋼板の前記溶融亜鉛めっき層が合金化されていることを特徴とする合金化溶融亜鉛めっき鋼板。
- 請求項１に記載の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法であって、
単位質量％で、
Ｃ：０．０３〜０．４０％、
Ｓｉ：０．００１〜１．８０％、
Ｍｎ：１．０〜５．０％、
Ｐ：０．１０％以下、
Ｓ：０．０１００％以下、
ｓｏｌ．Ａｌ：０．００１〜１．５００％、
Ｎ：０．０２％以下、
Ｔｉ：０〜０．３００％、
Ｎｂ：０〜０．３００％、
Ｖ：０〜０．３００％、
Ｃｒ：０〜２．０００％、
Ｍｏ：０〜２．０００％、
Ｃｕ：０〜２．０００％、
Ｎｉ：０〜２．０００％、
Ｂ：０〜０．０２００％、
Ｃａ：０〜０．０１００％、
ＲＥＭ：０〜０．１０００％、および
Ｂｉ：０〜０．０５００％
を含み、残部が鉄および不純物からなる素材鋼板を、１００〜７２０℃の温度域における平均加熱速度１〜５０℃／秒で加熱する工程と、
前記加熱する工程の後に、成分が２〜２０体積％の水素と、残部が窒素および不純物からなり、且つ露点が−３０℃超２０℃以下である雰囲気中において、前記素材鋼板を、７２０〜１０００℃の温度域で１０〜６００秒焼鈍する工程と、
前記焼鈍する工程の後に、７２０〜６５０℃の温度域において、平均冷却速度０．５〜１０．０℃／秒で、前記素材鋼板に第１の冷却を行う工程と、
前記第１の冷却を行う工程の後に、６５０〜５００℃の温度域において、平均冷却速度２．０〜１００．０℃／秒で、前記素材鋼板に第２の冷却を行う工程と、
前記第２の冷却を行う工程の後に、前記素材鋼板に溶融亜鉛めっきを施す工程と、
前記溶融亜鉛めっきを施す工程の後に、溶融亜鉛めっき温度から２００℃以下まで平均冷却速度２℃／秒以上で、前記素材鋼板に第３の冷却を行う工程と、
前記第３の冷却を行う工程の後に、前記素材鋼板に、１００〜６００℃の温度域で１秒以上４８時間以下の焼戻し処理を行う工程と
を備える溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。 - 前記素材鋼板が更に、単位質量％で、
Ｔｉ：０．００１％以上０．３００％以下、
Ｎｂ：０．００１％以上０．３００％以下、および
Ｖ：０．００１％以上０．３００％以下からなる群から選択される１種または２種以上を含有することを特徴とする請求項９に記載の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。 - 前記素材鋼板が更に、単位質量％で、
Ｃｒ：０．００１％以上２．０００％以下、および
Ｍｏ：０．００１％以上２．０００％以下からなる群から選択される１種または２種を含有することを特徴とする請求項９または１０に記載の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。 - 前記素材鋼板が更に、単位質量％で、
Ｃｕ：０．００１％以上２．０００％以下および
Ｎｉ：０．００１％以上２．０００％以下からなる群から選択される１種または２種を含有することを特徴とする請求項９〜１１のいずれか一項に記載の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。 - 前記素材鋼板が更に、単位質量％で、
Ｂ：０．０００１％以上０．０２００％以下
を含有することを特徴とする請求項９〜１２のいずれか一項に記載の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。 - 前記素材鋼板が更に、単位質量％で、
Ｃａ：０．０００１％以上０．０１００％以下、および
ＲＥＭ：０．０００１％以上０．１００％以下からなる群から選択される１種または２種を含有することを特徴とする請求項９〜１３のいずれか一項に記載の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。 - 前記素材鋼板が更に、単位質量％で、
Ｂｉ：０．０００１％以上０．０５００％以下
を含有することを特徴とする請求項９〜１４のいずれか一項に記載の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。 - 請求項８に記載の合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法であって、
単位質量％で、
Ｃ：０．０３〜０．４０％、
Ｓｉ：０．００１〜１．８０％、
Ｍｎ：１．０〜５．０％、
Ｐ：０．１０％以下、
Ｓ：０．０１００％以下、
ｓｏｌ．Ａｌ：０．００１〜１．５００％、
Ｎ：０．０２％以下、
Ｔｉ：０〜０．３００％、
Ｎｂ：０〜０．３００％、
Ｖ：０〜０．３００％、
Ｃｒ：０〜２．０００％、
Ｍｏ：０〜２．０００％、
Ｃｕ：０〜２．０００％、
Ｎｉ：０〜２．０００％、
Ｂ：０〜０．０２００％、
Ｃａ：０〜０．０１００％、
ＲＥＭ：０〜０．１０００％、および
Ｂｉ：０〜０．０５００％
を含み、残部が鉄および不純物からなる素材鋼板を、１００〜７２０℃の温度域における平均加熱速度１〜５０℃／秒で加熱する工程と、
前記加熱する工程の後に、成分が２〜２０体積％の水素と、残部が窒素および不純物からなり、且つ露点が−３０℃超２０℃以下である雰囲気中において、前記素材鋼板を、７２０〜１０００℃の温度域で１０〜６００秒焼鈍する工程と、
前記焼鈍する工程の後に、７２０〜６５０℃の温度域において、平均冷却速度０．５〜１０．０℃／秒で、前記素材鋼板に第１の冷却を行う工程と、
前記第１の冷却を行う工程の後に、６５０〜５００℃の温度域において、平均冷却速度２．０〜１００．０℃／秒で、前記素材鋼板に第２の冷却を行う工程と、
前記第２の冷却を行う工程の後に、前記素材鋼板に溶融亜鉛めっきを施す工程と、
前記溶融亜鉛めっきを施す工程の後に、前記素材鋼板に合金化処理を行う工程と、
前記合金化処理を行う工程の後に、合金化処理温度から２００℃以下まで平均冷却速度２℃／秒以上で、前記素材鋼板に第３の冷却を行う工程と、
前記第３の冷却を行う工程の後に、前記素材鋼板に、１００〜６００℃の温度域で１秒以上４８時間以下の焼戻し処理を行う工程と
を備える合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。 - 前記素材鋼板が更に、単位質量％で、
Ｔｉ：０．００１％以上０．３００％以下、
Ｎｂ：０．００１％以上０．３００％以下、および
Ｖ：０．００１％以上０．３００％以下からなる群から選択される１種または２種以上を含有することを特徴とする請求項１６に記載の合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。 - 前記素材鋼板が更に、単位質量％で、
Ｃｒ：０．００１％以上２．０００％以下、および
Ｍｏ：０．００１％以上２．０００％以下からなる群から選択される１種または２種を含有することを特徴とする請求項１６または１７に記載の合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。 - 前記素材鋼板が更に、単位質量％で、
Ｃｕ：０．００１％以上２．０００％以下および
Ｎｉ：０．００１％以上２．０００％以下からなる群から選択される１種または２種を含有することを特徴とする請求項１６〜１８のいずれか一項に記載の合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。 - 前記素材鋼板が更に、単位質量％で、
Ｂ：０．０００１％以上０．０２００％以下
を含有することを特徴とする請求項１６〜１９のいずれか一項に記載の合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。 - 前記素材鋼板が更に、単位質量％で、
Ｃａ：０．０００１％以上０．０１００％以下、および
ＲＥＭ：０．０００１％以上０．１００％以下からなる群から選択される１種または２種を含有することを特徴とする請求項１６〜２０のいずれか一項に記載の合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。 - 前記素材鋼板が更に、単位質量％で、
Ｂｉ：０．０００１％以上０．０５００％以下
を含有することを特徴とする請求項１６〜２１のいずれか一項に記載の合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
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