JPH0754194A - 耐遅れ破壊性に優れた高張力冷延鋼板 - Google Patents
耐遅れ破壊性に優れた高張力冷延鋼板Info
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- JPH0754194A JPH0754194A JP19722893A JP19722893A JPH0754194A JP H0754194 A JPH0754194 A JP H0754194A JP 19722893 A JP19722893 A JP 19722893A JP 19722893 A JP19722893 A JP 19722893A JP H0754194 A JPH0754194 A JP H0754194A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 耐遅れ破壊性に優れた100kgf／mm2 以上の引
張強さを有するZn又はZn基合金めっき高張力冷延鋼板の
提供。 【構成】 高張力冷延鋼板表面に付着量が50〜3000mg／
m2のNi又はNi基合金めっき層を付与し、その上層にZn又
はZn基合金めっきを 1〜50g/m2施す。
張強さを有するZn又はZn基合金めっき高張力冷延鋼板の
提供。 【構成】 高張力冷延鋼板表面に付着量が50〜3000mg／
m2のNi又はNi基合金めっき層を付与し、その上層にZn又
はZn基合金めっきを 1〜50g/m2施す。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、主として自動車のバン
パー部品やドアガードバー部品等の強度部材に適用さ
れ、耐遅れ破壊性が要求される引張強度が100kgf／mm2
以上を有する高張力冷延鋼板に関するものである。
パー部品やドアガードバー部品等の強度部材に適用さ
れ、耐遅れ破壊性が要求される引張強度が100kgf／mm2
以上を有する高張力冷延鋼板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、自動車の燃費向上のための車体の
軽量化や衝突時の安全性確保のために、バンパー、ドア
ガードバー等の強度部材に引張強度が100kgf／mm2 を越
える高張力鋼板が使用され始めている。軽量化の観点か
らはより強度が高いほど有利であることから、現在150k
gf／mm2 級の鋼板の適用も検討されている。
軽量化や衝突時の安全性確保のために、バンパー、ドア
ガードバー等の強度部材に引張強度が100kgf／mm2 を越
える高張力鋼板が使用され始めている。軽量化の観点か
らはより強度が高いほど有利であることから、現在150k
gf／mm2 級の鋼板の適用も検討されている。
【０００３】しかしながら、このような100kgf／mm2 を
越える高張力鋼板では、主に自動車使用時の腐食環境下
で、腐食反応に伴って鋼中に侵入する水素に起因した水
素脆性、いわゆる“遅れ破壊”として周知の脆化現象が
起こりやすくなり、強度の増大と共に、さらに特に防錆
性強化のためのZn又はZn基合金めっきを施すと、遅れ破
壊が著しく激しくなることが知られている。
越える高張力鋼板では、主に自動車使用時の腐食環境下
で、腐食反応に伴って鋼中に侵入する水素に起因した水
素脆性、いわゆる“遅れ破壊”として周知の脆化現象が
起こりやすくなり、強度の増大と共に、さらに特に防錆
性強化のためのZn又はZn基合金めっきを施すと、遅れ破
壊が著しく激しくなることが知られている。
【０００４】このような遅れ破壊を防止するには、大別
して化学成分など材質面、即ち鋼板自体の水素脆性感受
性の抑制と表面処理的面、即ち環境からの水素侵入の抑
制による鋼中水素量の低減が考えられる。前者について
は、特開平４−268053号公報にはフェライト組成を35〜
50％に組織調整することによる耐遅れ破壊性を有する二
相組織高張力鋼板が開示されている。また、分野は異な
るが、特開平４−263047号公報には成分調整により耐遅
れ破壊性を向上させた高強度ボルトが開示されている。
しかしこのような成分や組織調整による対策では遅れ破
壊の回避はかなり困難であって、特に強度が130kgf／mm
2 を越える場合には極めて困難であると考えられてい
る。
して化学成分など材質面、即ち鋼板自体の水素脆性感受
性の抑制と表面処理的面、即ち環境からの水素侵入の抑
制による鋼中水素量の低減が考えられる。前者について
は、特開平４−268053号公報にはフェライト組成を35〜
50％に組織調整することによる耐遅れ破壊性を有する二
相組織高張力鋼板が開示されている。また、分野は異な
るが、特開平４−263047号公報には成分調整により耐遅
れ破壊性を向上させた高強度ボルトが開示されている。
しかしこのような成分や組織調整による対策では遅れ破
壊の回避はかなり困難であって、特に強度が130kgf／mm
2 を越える場合には極めて困難であると考えられてい
る。
【０００５】他方、後者の表面処理による対策として
は、例えば表面脱炭、軟化のような鋼板表面層の改質に
よる表面層の水素脆性感受性の低減やめっき、塗装等の
表面処理により鋼中への水素侵入量を抑制する対策があ
る。しかし、現在のところ表面処理の観点から冷延高張
力鋼板への有効な具体的対策の提示は見あたらない。一
方、Zn又はZn基合金めっきの下層にNi又はNi基合金をめ
っきする技術が特開昭60-128286 号公報、特開昭61-629
5 号公報に開示されている。しかしながらこれらは遅れ
破壊が問題とならない強度レベルが 35kgf／mm2 以下の
鋼板の、Zn−Ni合金めっきのめっき密着性の改善を目的
とした技術であって本発明と適用鋼種及び技術分野が異
なる。
は、例えば表面脱炭、軟化のような鋼板表面層の改質に
よる表面層の水素脆性感受性の低減やめっき、塗装等の
表面処理により鋼中への水素侵入量を抑制する対策があ
る。しかし、現在のところ表面処理の観点から冷延高張
力鋼板への有効な具体的対策の提示は見あたらない。一
方、Zn又はZn基合金めっきの下層にNi又はNi基合金をめ
っきする技術が特開昭60-128286 号公報、特開昭61-629
5 号公報に開示されている。しかしながらこれらは遅れ
破壊が問題とならない強度レベルが 35kgf／mm2 以下の
鋼板の、Zn−Ni合金めっきのめっき密着性の改善を目的
とした技術であって本発明と適用鋼種及び技術分野が異
なる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、引張強さ10
0kgf／mm2 以上の鋼板の遅れ破壊問題を解決するために
なされたものであって、簡便な表面処理を施すことによ
り耐遅れ破壊性を具備するZn又はZn基合金めっき冷延高
張力鋼板を提供することを目的とするものである。
0kgf／mm2 以上の鋼板の遅れ破壊問題を解決するために
なされたものであって、簡便な表面処理を施すことによ
り耐遅れ破壊性を具備するZn又はZn基合金めっき冷延高
張力鋼板を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、引張強度
が100kgf／mm2 以上でZn又はZn基合金めっきを施した冷
延高張力鋼板の遅れ破壊を表面処理により防止する技術
を開発すべく鋭意検討した結果、Zn又はZn基合金めっき
の下層に、予めNi又はNi基合金めっきを微量施すと、耐
遅れ破壊性が著しく改善できるとの知見を得、本発明を
完成した。即ち、100kgf／mm2 以上の引張強さを有する
鋼板表面の片面又は両面に付着量50〜3000mg/m2 のNi又
はNi基合金めっきを施し、その上層にZn又はZn基合金め
っきを 1〜50g/m2施したことを特徴とする耐遅れ破壊性
に優れた高張力冷延鋼板である。
が100kgf／mm2 以上でZn又はZn基合金めっきを施した冷
延高張力鋼板の遅れ破壊を表面処理により防止する技術
を開発すべく鋭意検討した結果、Zn又はZn基合金めっき
の下層に、予めNi又はNi基合金めっきを微量施すと、耐
遅れ破壊性が著しく改善できるとの知見を得、本発明を
完成した。即ち、100kgf／mm2 以上の引張強さを有する
鋼板表面の片面又は両面に付着量50〜3000mg/m2 のNi又
はNi基合金めっきを施し、その上層にZn又はZn基合金め
っきを 1〜50g/m2施したことを特徴とする耐遅れ破壊性
に優れた高張力冷延鋼板である。
【０００８】
【作用】本発明者らによれば、Zn又はZn基合金めっきを
施した高張力鋼板の遅れ破壊は腐食環境下で、Zn又はZn
基合金めっき鋼板のめっき欠陥部の、鋼表面で進行する
カソード反応で形成する、吸着原子状水素の鋼中への侵
入に起因する。この鋼中への水素侵入量はZn又はZn基合
金めっきの下層にNi又はNi基合金めっきを施すと著しく
少なくなる事実を見出した。換言すると、Zn又はZn基合
金めっきの下層にNi又はNi基合金めっきを施した高張力
鋼板では、たとえ腐食が進んでも、カソード反応である
水素発生反応はNi又はNi基合金上で起こり、その過程で
の吸着原子状水素が鋼中に移行しにくいために遅れ破壊
が著しく抑制されるのである。
施した高張力鋼板の遅れ破壊は腐食環境下で、Zn又はZn
基合金めっき鋼板のめっき欠陥部の、鋼表面で進行する
カソード反応で形成する、吸着原子状水素の鋼中への侵
入に起因する。この鋼中への水素侵入量はZn又はZn基合
金めっきの下層にNi又はNi基合金めっきを施すと著しく
少なくなる事実を見出した。換言すると、Zn又はZn基合
金めっきの下層にNi又はNi基合金めっきを施した高張力
鋼板では、たとえ腐食が進んでも、カソード反応である
水素発生反応はNi又はNi基合金上で起こり、その過程で
の吸着原子状水素が鋼中に移行しにくいために遅れ破壊
が著しく抑制されるのである。
【０００９】このようなZn又はZn基合金めっき下層のNi
又はNi基合金めっきの遅れ破壊防止効果はその付着量が
50mg／ｍ2 以上で発現する。しかし、3000mg／ｍ2 を越
えると耐蝕性が劣化するとともにコストアップ要因とな
るため3000mg／ｍ2 を上限とした。ここで、Ni基合金め
っきとはNiにFe、Co、Ｐ、Zn、Cr、Mn、Cu、Mo、Ｏ、Ｃ
等を１種または２種以上を合計で15重量％未満含有する
めっきを意味する。この範囲であればその効果はNi単相
めっきと変わらない。これらの中でも、耐蝕性への影響
の観点からNi−Ｐ、Ni−Zn、Ni−Fe合金めっきが好まし
い。
又はNi基合金めっきの遅れ破壊防止効果はその付着量が
50mg／ｍ2 以上で発現する。しかし、3000mg／ｍ2 を越
えると耐蝕性が劣化するとともにコストアップ要因とな
るため3000mg／ｍ2 を上限とした。ここで、Ni基合金め
っきとはNiにFe、Co、Ｐ、Zn、Cr、Mn、Cu、Mo、Ｏ、Ｃ
等を１種または２種以上を合計で15重量％未満含有する
めっきを意味する。この範囲であればその効果はNi単相
めっきと変わらない。これらの中でも、耐蝕性への影響
の観点からNi−Ｐ、Ni−Zn、Ni−Fe合金めっきが好まし
い。
【００１０】また、Ni又はNi基合金めっき上層のZn又は
Zn基合金めっきは、鋼板に耐蝕性を付与するためのもの
で、その付着量は 1〜50g/m2が良い。付着量が 1g/m2未
満では耐蝕性への改善効果が少なく、かつ下層Ni又はNi
基合金めっきとのガルバニック効果のために耐蝕性が多
少劣化する。また、50g/m2を越えても耐蝕性への効果が
飽和するばかりでなくコストアップの要因となるため、
1〜50g/m2に限定した。
Zn基合金めっきは、鋼板に耐蝕性を付与するためのもの
で、その付着量は 1〜50g/m2が良い。付着量が 1g/m2未
満では耐蝕性への改善効果が少なく、かつ下層Ni又はNi
基合金めっきとのガルバニック効果のために耐蝕性が多
少劣化する。また、50g/m2を越えても耐蝕性への効果が
飽和するばかりでなくコストアップの要因となるため、
1〜50g/m2に限定した。
【００１１】ここで、Zn基合金めっきとはZnにFe、Ni、
Cr、Co、Mn、Mg、Al2O3 、SiO2等を１種または２種以上
を合計で20重量％以下（Mnは50重量％以下）含有するめ
っきを意味する。この中でもZn−Fe、Zn−Ni、Zn−Mn、
Zn−Cr、Zn−Co−Cr−Al2O3合金めっきは工業的製造技
術が確立しているので適用が容易である。また、これら
のめっき上層に、さらにプレス性やリン酸塩化成処理性
を改善するために無機又は有機の潤滑剤、潤滑性付与型
防錆油の塗布やFe−Ze、Fe−Ｐ等のFe基合金をフラッシ
ュめっきしても良い。
Cr、Co、Mn、Mg、Al2O3 、SiO2等を１種または２種以上
を合計で20重量％以下（Mnは50重量％以下）含有するめ
っきを意味する。この中でもZn−Fe、Zn−Ni、Zn−Mn、
Zn−Cr、Zn−Co−Cr−Al2O3合金めっきは工業的製造技
術が確立しているので適用が容易である。また、これら
のめっき上層に、さらにプレス性やリン酸塩化成処理性
を改善するために無機又は有機の潤滑剤、潤滑性付与型
防錆油の塗布やFe−Ze、Fe−Ｐ等のFe基合金をフラッシ
ュめっきしても良い。
【００１２】めっきの手段としては、Ni又はNi基合金め
っき及びZn又はZn基合金めっきとも、電気めっき法（溶
融塩電気めっき法を含む）、無電解めっき法（化学めっ
き）、蒸着めっき法、イオンプレーティング法等のいず
れの手段によるものでもよく、その手段を特に限定する
ものではないが、この中でも無電解めっき法は装置が簡
便で且つめっき操作が容易であることから、小部品の処
理に適している。また水溶液系電気めっき法はコイルに
効率よくめっきができ、連続めっき装置でのインライン
化も容易であることから、本発明に適用するには好適で
ある。
っき及びZn又はZn基合金めっきとも、電気めっき法（溶
融塩電気めっき法を含む）、無電解めっき法（化学めっ
き）、蒸着めっき法、イオンプレーティング法等のいず
れの手段によるものでもよく、その手段を特に限定する
ものではないが、この中でも無電解めっき法は装置が簡
便で且つめっき操作が容易であることから、小部品の処
理に適している。また水溶液系電気めっき法はコイルに
効率よくめっきができ、連続めっき装置でのインライン
化も容易であることから、本発明に適用するには好適で
ある。
【００１３】また、本発明の鋼板は、前記Ni又はNi基合
金めっき及びZn又はZn基合金めっきを両面に有していて
もよいし、片面のみに有していてもよく、特に制限され
ず、用途等に応じて適宜選択できる。めっき前処理での
酸洗やめっき工程で通常若干の鋼中への水素侵入は不可
避であり、この悪影響を除去するためにZn又はZn基合金
めっき後に脱水素処理（150〜200 ℃で熱処理）するこ
とがより好ましい。
金めっき及びZn又はZn基合金めっきを両面に有していて
もよいし、片面のみに有していてもよく、特に制限され
ず、用途等に応じて適宜選択できる。めっき前処理での
酸洗やめっき工程で通常若干の鋼中への水素侵入は不可
避であり、この悪影響を除去するためにZn又はZn基合金
めっき後に脱水素処理（150〜200 ℃で熱処理）するこ
とがより好ましい。
【００１４】他方、本発明で用いる鋼板はその化学成分
及び組成は特に制限しないが、鋼板自体の水素脆性感受
性が低いほうが望ましいことは言うまでもない。即ち、
化学成分としてのＳ、Ｐを極力低減すること、焼戻マル
テンサイト組織鋼では焼戻しされていないマルテンサイ
ト相を極力残さないこと等が必要である。以下に本発明
を実施例に基づき具体的に説明する。
及び組成は特に制限しないが、鋼板自体の水素脆性感受
性が低いほうが望ましいことは言うまでもない。即ち、
化学成分としてのＳ、Ｐを極力低減すること、焼戻マル
テンサイト組織鋼では焼戻しされていないマルテンサイ
ト相を極力残さないこと等が必要である。以下に本発明
を実施例に基づき具体的に説明する。
【００１５】
実施例１ 表１に示す成分組成の鋼を転炉にて溶製し、連続鋳造で
スラブとし、熱間圧延及び冷間圧延にて1.4mm の冷間圧
延板とした。その後この鋼板を連続焼鈍炉にて熱処理
し、引張強度140kgf／mm2 の冷延鋼板とした。ここで引
張強度は通常のJIS ５号試験片を用いて測定した。次い
で、この鋼板の両面に電気めっきにて種々の付着量のNi
又はNi基合金めっき及びその上層にZnめっきを施した。
スラブとし、熱間圧延及び冷間圧延にて1.4mm の冷間圧
延板とした。その後この鋼板を連続焼鈍炉にて熱処理
し、引張強度140kgf／mm2 の冷延鋼板とした。ここで引
張強度は通常のJIS ５号試験片を用いて測定した。次い
で、この鋼板の両面に電気めっきにて種々の付着量のNi
又はNi基合金めっき及びその上層にZnめっきを施した。
【００１６】その後、以下の試験を行いその性能を調査
した。試験結果を表２に示す。 １）遅れ破壊試験 めっき後鋼板を33mmφのポンチで絞り比1.80の円筒に深
絞り加工し、それを５％食塩水中に１週間浸漬した。
尚、遅れ破壊性の評価は以下の基準で行った。 ○：割れ発生なし ×：割れ発生 ２）耐蝕性試験 めっき後鋼板を75×150mm に切断し、JIS Z 2371に規定
された方法で塩水噴霧試験を１ケ月間行い、試験後の試
料表面のめっき及び腐食生成物を除去して、鋼板での最
大腐食深さを測定し、以下の基準で評価した。
した。試験結果を表２に示す。 １）遅れ破壊試験 めっき後鋼板を33mmφのポンチで絞り比1.80の円筒に深
絞り加工し、それを５％食塩水中に１週間浸漬した。
尚、遅れ破壊性の評価は以下の基準で行った。 ○：割れ発生なし ×：割れ発生 ２）耐蝕性試験 めっき後鋼板を75×150mm に切断し、JIS Z 2371に規定
された方法で塩水噴霧試験を１ケ月間行い、試験後の試
料表面のめっき及び腐食生成物を除去して、鋼板での最
大腐食深さを測定し、以下の基準で評価した。
【００１７】○：最大腐食深さが 100 μｍ以下 ×：最大腐食深さが 100 μｍを超える。
【００１８】
【表１】
【００１９】
【表２】
【００２０】実施例２ 実施例１と同様に作製した鋼板の両面にNi及びZn又は種
々のZn基合金めっきを施し、実施例１と同様の遅れ破壊
試験及び耐蝕性試験を実施し、その性能を評価した。そ
の結果を表３に示す。
々のZn基合金めっきを施し、実施例１と同様の遅れ破壊
試験及び耐蝕性試験を実施し、その性能を評価した。そ
の結果を表３に示す。
【００２１】
【表３】
【００２２】
【発明の効果】本発明によれば、耐遅れ破壊性に優れた
Zn又はZn基合金めっき高強度鋼板を安定して得ることが
でき、その工業的価値は極めて大きい。本発明鋼の用途
は、特に限定されるものではないが、遅れ破壊が問題と
なる100kgf／mm2 以上の強度を必要とする、主として自
動車の強度部材用に適しており、この鋼板を用いること
によって、鋼板の薄肉化ひいては自動車車体の軽量化に
有利に寄与することができる。
Zn又はZn基合金めっき高強度鋼板を安定して得ることが
でき、その工業的価値は極めて大きい。本発明鋼の用途
は、特に限定されるものではないが、遅れ破壊が問題と
なる100kgf／mm2 以上の強度を必要とする、主として自
動車の強度部材用に適しており、この鋼板を用いること
によって、鋼板の薄肉化ひいては自動車車体の軽量化に
有利に寄与することができる。
Claims (1)
- 【請求項１】 100kgf／mm2 以上の引張強さを有する鋼
板の少なくとも片面に、Ni又はNi基合金めっきを50〜30
00mg/m2 施し、かつその上層にZn又はZn基合金めっきを
1〜50g/m2施したことを特徴とする耐遅れ破壊性に優れ
た高張力冷延鋼板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19722893A JP3272826B2 (ja) | 1993-08-09 | 1993-08-09 | 耐遅れ破壊性に優れた高張力冷延鋼板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19722893A JP3272826B2 (ja) | 1993-08-09 | 1993-08-09 | 耐遅れ破壊性に優れた高張力冷延鋼板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0754194A true JPH0754194A (ja) | 1995-02-28 |
| JP3272826B2 JP3272826B2 (ja) | 2002-04-08 |
Family
ID=16370978
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19722893A Expired - Fee Related JP3272826B2 (ja) | 1993-08-09 | 1993-08-09 | 耐遅れ破壊性に優れた高張力冷延鋼板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3272826B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013019024A (ja) * | 2011-07-11 | 2013-01-31 | Hyogo Prefecture | めっき製品及びめっき方法 |
| JP2016186097A (ja) * | 2015-03-27 | 2016-10-27 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 耐遅れ破壊性と耐食性に優れた高強度鋼板 |
-
1993
- 1993-08-09 JP JP19722893A patent/JP3272826B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013019024A (ja) * | 2011-07-11 | 2013-01-31 | Hyogo Prefecture | めっき製品及びめっき方法 |
| JP2016186097A (ja) * | 2015-03-27 | 2016-10-27 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 耐遅れ破壊性と耐食性に優れた高強度鋼板 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3272826B2 (ja) | 2002-04-08 |
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