JPWO2015093596A1 - 加工性に優れた溶融Zn−Al−Mg系めっき鋼板及びその製造方法 - Google Patents

加工性に優れた溶融Zn−Al−Mg系めっき鋼板及びその製造方法 Download PDF

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Abstract

本発明は、プレス加工、伸びフランジ加工など加工に適した強度、延性及び穴広げ性を有し、かつ高い耐食性を有する溶融Zn−Al−Mg系めっき鋼板を提供することを目的とする。本発明は、素材鋼板が、所定の化学組成を有し、下記(1)式で表されるTi/C当量比が0.4〜1.5であり、ベイニティックフェライト単相またはベイニティックフェライト相とフェライト相を含む相を主相とし、硬質第2相およびセメンタイトの面積率が3%以下であり、かつ、結晶方位の相違が2〜15°の小角粒界の割合が30〜75%であり、平均粒子径20nm以下のTiを含む炭化物が分散析出している、引張強度が400MPa以上の加工性に優れた高強度溶融Zn−Al−Mg系めっき鋼板である。Ti/C当量比=(Ti/48)/(C/12)・・・(1)

Description

本発明は、高耐食性が要求される用途で、かつ、プレス加工、伸びフランジ加工など何らかの加工が施されて使用される部材の素材として適した、引張強度400MPa以上の延性と穴広げ性に優れた溶融Zn−Al−Mg系めっき鋼板、及びその製造方法に関する。
近年、環境問題に対する関心が一層高まっており、自動車用部材をはじめとする、種々の加工品において、高強度−薄肉化による軽量化が求められている。また、プレス加工、伸びフランジ加工など、様々な変形様式の加工が施されるため、素材鋼板には、強度に加えて、延性や高い穴広げ性が要求される。さらに、長寿命化や後めっき等の省略の点から高強度防錆鋼板が必要とされている。
特許文献1には、強度及び穴広げ性を高めた溶融亜鉛めっき鋼板が開示されている。しかしながら、硬質相であるベイナイト組織を利用して強度を確保しているため、穴広げ性は高いが、延性が低い。
特許文献2には、延性と穴広げ性を高めた材料として、フェライト単相鋼板が提案されている。しかしながら、Moを含有しているため、著しいコスト増加を招く問題がある。
特許文献3及び4には、延性と穴広げ性を高めた材料として、フェライトとマルテンサイトとの硬度差を軽減した複相鋼板が提案されている。しかしながら、マルテンサイトの硬度を低下させているため、フェライトの体積率を高めると、強度の低下が懸念される。また、穴広げ性は、必ずしも高いものではない。
特許文献5には、穴広げ性および耐食性に優れた溶融Zn−Al−Mg系めっき鋼板が提案されている。しかし、この文献の手法に従っても、安定して高い穴広げ性を得ることは必ずしも容易でないことがわかった。
特開平5−179356号公報 特許第3591502号公報 特開2001−303186号公報 特開2001−303187号公報 特開2012−193452号公報
従って、上記の特許文献1〜5に記載されている鋼板は、強度、延性、穴広げ性、耐食性の全てを満足する鋼板とは言えない。
本発明は、上記問題に鑑み、プレス加工、伸びフランジ加工など加工に適した強度、延性及び穴広げ性を有し、かつ高い耐食性を有する溶融Zn−Al−Mg系めっき鋼板およびその製造方法を提供することを目的とする。
本発明者らは、鋭意検討の結果、以下の構成を有するめっき鋼板が上記課題を解決できることを見出した。
具体的に本発明は、素材鋼板が、質量%で、C:0.005〜0.08%、Si:0.8%以下、Mn:0.1〜1.8%、P:0.05%以下、S:0.02%以下、N:0.001〜0.005%、Ti:0.02〜0.2%、B:0.0005〜0.01%、Al:0.1%以下を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなり、ベイニティックフェライト単相またはベイニティックフェライト相とフェライト相を含む相を主相とし、硬質第2相およびセメンタイトの面積率が3%以下であり、かつ、結晶方位の相違が2〜15°の小角粒界の割合が30〜75%であり、平均粒子径20nm以下のTiを含む炭化物が分散析出している、引張強度が400MPa以上の加工性に優れた高強度溶融Zn-Al-Mg系めっき鋼板を使用する。
さらに、TiとCの関係において、下記(1)式で表されるTi/C当量比で0.4〜1.5に制御されていることを条件とする。
Ti/C当量比=(Ti/48)/(C/12)・・・(1)
ただし、(1)式の元素記号の箇所には素材鋼板中における当該元素の含有量(質量%)が代入される。
上記鋼板は、さらに、質量%で、Nb:0.1%以下、V:0.1%以下の1種以上を含有してもよい。
また、上記のめっき組成は、例えば、質量%で、Al:3.0〜22.0%、Mg:0.05〜10.0%、Ti:0〜0.10%、B:0〜0.05%、Si:0〜2.0%、Fe:0〜2.0%、残部Znおよび不可避的不純物からなる。
上記の溶融Zn−Al−Mg系めっき鋼板の製造方法として、上記の組成を有する素材鋼板に、熱間圧延、酸洗、連続溶融めっきラインでの焼鈍および溶融Zn−Al−Mg系めっきを順次行う工程を施し、熱間圧延での巻取温度を500℃から650℃、連続溶融めっきラインでの焼鈍温度を550℃から720℃とする。
本発明によれば、プレス加工、伸びフランジ加工など加工に適した強度、延性及び穴広げ性を有し、かつ高い耐食性を有する溶融Zn−Al−Mg系めっき鋼板及びその製造方法を提供することができる。
ボス溶接試験材の形状を説明する斜視図である。 ボス溶接試験材を作製する手順を説明する断面図である。 TS×T.ElバランスとTi/C当量比の関係を示した図である。 TS×λバランスとTi/C当量比の関係を示した図である。
発明の実施の形態
以下、本発明の成分、金属組織および製造方法について詳細に説明する。鋼組成及びめっき組成における「%」は特に断らない限り「質量%」を意味する。
<C:0.005〜0.08%>
Cは、Tiを含む炭化物を形成し、ベイニティックフェライトまたはフェライト組織中に微細析出し、高強度化に有効な元素である。C含有量が0.005%未満では400MPa以上の強度を得るのが困難であり、0.08%を越えて添加すると析出物の粗大化や硬質第2相およびセメンタイトの形成により、穴広げ性が低下する。C含有量の範囲は、好ましくは、0.01〜0.08%である。
<Si:0.8%以下>
Siは、固溶強化に有効な元素である。しかし、過剰に添加すると、溶融めっきラインでの加熱時に鋼板表面に酸化物を形成し、めっき性を阻害するので、添加量の上限を0.8%とする。
<Mn:0.1〜1.8%>
Mnは、高強度化に有効な元素である。0.1%未満では400MPa以上の強度を得るのが難しく、1.8%を超えて添加すると、偏析が生じやすくなり、穴広げ性が低下する。Mn含有量の範囲は、好ましくは、0.5〜1.8%である。
<P:0.05%以下>
Pは固溶強化に有効な元素であるが、0.05%を超えて添加すると、偏析が生じやすくなり、バーリング性が低下する。P含有量の範囲は、好ましくは、0.025%以下である。なお、Pの含有量は0を含まない。
<S:0.02%以下>
SはTiやMnと硫化物を形成し、穴広げ性が低下する。このため、Sは極力低減すべき元素である。S含有量の範囲は、好ましくは、0.005%以下、さらに好ましくは、0.003%以下である。なお、Sは不可避的不純物であり、その含有量は0を含まない。
<N:0.001〜0.005%>
Nは、鋼中に固溶Nとして残存するとBNを生成し、耐溶融金属脆化割れ性に有効なB量の減少につながる。検討の結果、N含有量は0.005%以下に制限されるが、通常は0.001%程度のNが存在していても問題ない。N含有量の範囲は、好ましくは、0.001〜0.004%である。
<Ti:0.02〜0.2%>
TiはCと結合して、微細なTiの炭化物として析出し、高強度化に有効な元素である。また、TiはNとの親和性が高く、鋼中のNをTiNとして固定するため、Tiを添加することは耐溶融金属脆化割れ性を高めるB量を確保する上で極めて有効である。これらの作用を十分得るためには0.02%以上の添加が必要であり、0.2%を超えて添加すると加工性の低下を招く。Ti含有量の範囲は、好ましくは、0.03〜0.2%である。
<B:0.0005〜0.01%>
Bは結晶粒界に偏析して原子間結合力を高め、溶融金属脆化割れの抑制に有効な元素である。また、鋼のオーステナイト−フェライト変態を抑制させる元素であり、オーステナイト−フェライト変態を抑制させることで、Ti系炭化物の析出温度を低温化し、Ti系炭化物の微細化に寄与する。0.0005%未満ではその効果が無く、0.01%を超えて添加するとホウ化物を生成し加工性の劣化を招く。B含有量の範囲は、好ましくは、0.001〜0.005%である。
<Al:0.1%以下>
Alは、製鋼時に脱酸材として添加される。0.1%を超えて添加すると延性の低下を招く。Al含有量の範囲は、好ましくは、0.05%以下である。なお、Alの含有量は0を含まない。
<V:1.0%以下、Nb:0.1%以下の1種以上>
Nb、Vは加熱および熱延中のγ粒の粗大化を防止し、フェライト粒の微細化に有効である。また、Tiと同様にCを含む複合炭化物を形成し、強度上昇にも寄与する。このため必要に応じてこれらの元素の1種以上を含有することができる。
<Ti/C当量比:0.4〜1.5>
Ti/C当量比は、穴広げ性や延性を向上させるのに重要な値である。Ti/C当量比は、(1)式によって定義される。
Ti/C当量比=(Ti/48)/(C/12)・・・(1)
ただし、(1)式の元素記号の箇所には素材鋼板中における当該元素の含有量(質量%)が代入される。
Ti/C当量比が0.4未満では硬質第2相やセメンタイト量が増加し、また、小角粒界の割合が30%以下となるため、穴広げ性が低下する。一方、Ti/C当量比が1.5を超えると、小角粒界の割合が75%を超えるため、延性が低下する。
プレス加工、伸びフランジ加工など加工に適した強度が必要となるため、本発明のめっき鋼板の引張強度を400MPa以上に規定した。これよりも引張強度が低いと十分な加工性を確保できない。該引張強度が、好ましくは500 MPa以上、さらに好ましくは590MPa以上である。
<金属組織>
本発明に関わる高強度溶融Zn−Al−Mg系めっき鋼板のミクロ組織は、ベイニティックフェライト単相またはベイニティックフェライト相とフェライト相の双方の組織を主相とし、硬質第2相とセメンタイトの面積率が3%以下であり、かつ、結晶方位の相違が2〜15°の小角粒界の割合が30%以上、75%以下であり、かつ、Tiを含む炭化物の平均粒径を20nm以下にしている。以下、これらについて説明する。
ベイニティックフェライト単相またはベイニティックフェライトとフェライト双方の組織を主相とし、硬質第2相(ベイナイト、パーライト)とセメンタイトの面積率を3%以下としたのは、延性および穴広げ性の向上には、転位密度の低いベイニティックフェライトまたはフェライト組織が有効であり、また、硬質な第2相組織やセメンタイトは穴広げ加工の際に割れの起点となり、穴広げ性が低下するため、面積率を3%以下とした。
なお、「主相」とは、本発明の鋼板の金属組織において、硬質第2相とセメンタイトを除いた残りの相を意味する。
小角粒界の割合を30%以上、75%以下としたのは、小角粒界が30%未満では穴広げ性が低下し、小角粒界が75%を超えると延性が低下するためである。なお、該小角粒界の割合は、好ましくは40〜75%である。
Tiを含む炭化物の平均粒径を20nm以下にしたのは、Tiを含む炭化物は熱間圧延時に析出し、その析出強化作用により強度が上昇する。また、穴広げ性の向上には微細析出することが有効である。種々検討の結果、ベイニティックフェライトまたはフェライト相中に分散している炭化物の平均粒子径が20nm以下であることが極めて有効である。該炭化物の平均粒子径は好ましくは15nm以下である。なお、Tiを含む炭化物とは、Nb、V等の炭化物も含んでいる。
・製造方法
上記加工性に優れた高強度溶融Zn−Al−Mg系めっき鋼板は、例えば成分調整された鋼材(連続鋳造スラブなど)に、熱間圧延、酸洗、連続溶融めっきラインでの焼鈍および溶融Zn−Al−Mg系めっきを順次行う工程により製造することができる。以下、その場合の製造条件を例示する。
上記の成分組成を満たす鋼スラブを1150〜1300℃の加熱温度で加熱し、850〜950℃の仕上温度で熱間圧延後、平均冷却速度が20℃・秒以上で巻取り温度まで冷却する。以降、下記の巻取温度で熱延鋼帯を得る。さらに、この鋼帯を酸洗後、下記の条件の連続溶融めっきラインでめっき工程に付する。
<熱間圧延での巻取温度を500℃から650℃>
巻取温度が500℃未満では、Tiを含む炭化物の析出量が不十分となり強度が低下する。また、小角粒界の割合が増加し、延性が低下する。一方、巻取温度が650℃を超えるとTiを含む炭化物の粗大化が起こり、強度低下および穴広げ性が低下する。
<連続溶融めっきラインでの焼鈍温度:550〜720℃>
焼鈍温度が550℃未満では鋼板表面が十分に還元せずめっき性が低下する。一方、焼鈍温度が720℃を超えると炭化物の粗大化が起こり、強度低下および穴広げ性低下を招く。また、小角粒界の割合が減少し、穴広げ性が低下する。
<溶融Zn−Al−Mg系めっき>
本発明では、公知の溶融Zn−Al−Mg系めっきの手法を適用することができる。
めっき層中のAlは、めっき鋼板の耐食性を向上させる作用を有する。また、めっき浴中にAlを含有させることでMg酸化物系ドロス発生を抑制する作用もある。これらの作用を十分に得るには溶融めっきのAl含有量を3.0%以上とする必要があり、4.0%以上とすることがより好ましい。一方、Al含有量が22.0%を超えると、めっき層と素材鋼板との界面でFe−Al合金層の成長が著しくなり、めっき密着性が悪くなる。優れためっき密着性を確保するには15.0%以下のAl含有量とすることが好ましく、10.0%以下とすることがより好ましい。
めっき層中のMgは、めっき層表面に均一な腐食生成物を生成させて当該めっき鋼板の耐食性を著しく高める作用を呈する。その作用を十分に発揮させるには溶融めっきのMg含有量を0.05%以上とする必要があり、2.0%以上を確保することが望ましい。一方、Mg含有量が10.0%を超えるとMg酸化物系ドロスが発生し易くなる弊害が大きくなる。より高品質のめっき層を得るには5.0%以下のMg含有量とすることが好ましく、4.0%以下とすることがより好ましい。
溶融めっき浴中にTi、Bを含有させると、溶融Zn−Al−Mg系めっき鋼板において斑点状の外観不良を与えるZn11Mg2相の生成・成長が抑制される。Ti、Bはそれぞれ単独で含有させてもZn11Mg2相の抑制効果は生じるが、製造条件の自由度を大幅に緩和させる上で、TiおよびBを複合で含有させることが望ましい。これらの効果を十分に得るには、溶融めっきのTi含有量は0.0005%以上、B含有量は0.0001%以上とすることが効果的である。ただし、Ti含有量が多くなりすぎると、めっき層中にTi−Al系の析出物が生成し、めっき層に「ブツ」と呼ばれる凹凸が生じて外観を損なうようになる。このため、めっき浴にTiを添加する場合は0.10%以下の含有量範囲とする必要があり、0.01%以下とすることがより好ましい。また、B含有量が多くなりすぎると、めっき層中にAl−B系あるいはTi−B系の析出物が生成・粗大化し、やはり「ブツ」と呼ばれる凹凸が生じて外観を損なうようになる。このため、めっき浴にBを添加する場合は0.05%以下の含有量範囲とする必要があり、0.005%以下とすることがより好ましい。
溶融めっき浴中にSiを含有させると前記Fe−Al合金層の成長が抑制され、溶融Zn−Al−Mg系めっき鋼板の加工性が向上する。また、めっき層中のSiはめっき層の黒変化を防止し、表面の光沢性を維持する上でも有効である。このようなSiの作用を十分に引き出すためには溶融めっきのSi含有量を0.005%以上とすることが効果的である。ただし、過剰にSiを添加すると溶融めっき浴中のドロス量が多くなるので、めっき浴にSiを含有させる場合は2.0%以下の含有量範囲とする。
溶融めっき浴中には素材鋼板やポット構成部材などからある程度のFeが混入してくる。Zn−Al−Mg系めっきにおいて、めっき浴中のFeは2.0%程度まで含有が許容される。めっき浴中には、その他の元素として例えば、Ca、Sr、Na、希土類元素、Ni、Co、Sn、Cu、Cr、Mnの1種以上が混入しても構わないが、それらの合計含有量は1質量%以下であることが望ましい。なお、溶融めっき浴組成はほぼそのまま溶融めっき鋼板のめっき層組成に反映される。
表1に組成を示す各鋼を溶製し、そのスラブを1250℃に加熱した後、仕上げ圧延温度880℃、巻取温度520〜680℃で熱間圧延し、板厚2.6mmの熱延鋼帯を得た。各熱延鋼帯の巻取温度は表2中にそれぞれ示してある。
Figure 2015093596
熱延鋼帯を酸洗した後、連続溶融めっきラインにて、水素−窒素混合ガス中570〜730℃で焼鈍行い、約420℃まで平均冷却速度5℃/secで冷却して素材鋼板(めっき原板)とし、その後、鋼板表面が大気に触れない状態のまま下記のめっき浴組成を有する溶融Zn−Al−Mg系めっき浴中に浸漬した後引き上げ、ガスワイピング法にてめっき付着量を片面あたり約90g/m2に調整した溶融Zn−Al−Mg系めっき鋼板を得た。めっき浴温は約410℃であった。各鋼の焼鈍温度も、表2に併せて示してある。
〔めっき浴組成(質量%)〕
Al:6.0%、Mg:3.0%、Ti:0.002%、B:0.0005%、Si:0.01%、Fe:0.1%、Zn:残部
〔Ti含有炭化物の平均粒子径〕
採取した溶融Zn−Al−Mg系めっき鋼板サンプルから作製した薄膜を透過型電子顕微鏡(TEM)により観察し、Ti含有炭化物が30個以上含まれる一定の領域内の当該炭化物の粒子径(長径)を測定し、その平均値をTi含有炭化物の平均粒子径とした。
〔小角粒界の割合〕
採取した溶融Zn−Al−Mg系めっき鋼板サンプルから切出した試料を圧延方向断面に研磨し、次いで、電解研磨して表面を調整した。その後、電子後方散乱回折像法(EBSP)を用いて、結晶粒界の方位差を測定した。結晶粒界の方位差が2〜15°の小角粒界の結晶粒界の全長の、同じく測定した結晶粒界の方位差が2〜180°の結晶粒界の全長に対する割合を表2に併記する。
なお、今回の測定には以下の装置・条件を用いた。
・観察装置:電界放出型走査電子顕微鏡 日本電子社製 JSM−6500F
・EBSPシステム:EDAX−TSL社製 OIM Data Collection
5.21
・測定範囲/測定間隔:100×100μm/ 0.3μm×1視野
〔硬質第2相およびセメンタイトの面積率〕
採取した溶融Zn−Al−Mg系めっき鋼板サンプルから切出した試料を圧延方向断面に研磨し、ピクラール試薬にてエッチングし、観察された組織から画像解析によって算出した硬質第2相およびセメンタイトの面積率を表2に併記する。
〔引張特性〕
試験片の長手方向が素材鋼板の圧延方向に対し直角になるように採取したJIS5号試験片を用い、JISZ2241に準拠して引張強さTS、全伸びT.Elを求めた。
TS×T.Elバランスが13000以上を合格と判定した。
〔穴広げ性〕
溶融Zn−Al−Mg系めっき鋼板から90×90mmのサンプルを採取し、これを穴広げ性試験のための素板(ブランク材)とした。この素板の中央にポンチとダイスを用いて打抜き穴を開けた。初期穴の直径D0は10.0mm、ダイスはクリアランスが板厚の12%となるものを選んだ。打ち抜きままの穴に、バリの反対側から頂角60°のポンチを押し込み、初期穴を拡大した。その際、ポンチの移動速度は10mm/minとした。鋼板の穴が拡大して板厚方向に割れが貫通した時点でポンチを止め、穴の内径Dbを測定した。そして、(Db−D0)/D0×100(%)で定義される穴広げ率λを求めた。
TS×λバランスが40000以上を合格と判定した。
〔溶融金属脆化割れ性の評価〕
溶融金属脆化特性は、次の手順により溶接試験を行って評価した。
溶融Zn−Al−Mg系めっき鋼板から100mm×75mmのサンプルを切り出し、これを溶融金属脆化に起因する最大割れ深さを評価するための試験片とした。溶接試験は、図1に示す外観のボス溶接材を作成する「ボス溶接」を行い、その溶接部断面を観察して割れの発生状況を調べた。すなわち、試験片3の板面中央部に直径20mm×長さ25mmの棒鋼(JISに規定されるSS400材)からなるボス(突起)1を垂直に立て、このボス1を試験片3にアーク溶接にて接合した。溶接ワイヤーはYGW12を用い、溶接開始点から溶接ビード6がボスの周囲を1周し、溶接始点を過ぎた後もさらに少し溶接を進めて溶接開始点を過ぎて溶接ビードの重なり部分8ができたところで溶接を終了とした。溶接条件は、190A,23V,溶接速度0.3m/min、シールドガス:Ar−20vol.%CO2、シールドガス流量:20L/minとした。
なお、溶接に際しては、図2に示すように、あらかじめ試験片3を拘束板4と接合しておいたものを用いた。接合体は、まず120mm×95mm×板厚4mmの拘束板4(JISに規定されるSS400材)を用意し、この板面中央部に試験片3を置き、その後、試験片3の全周を拘束板4に溶接したものである。上記のボス溶接材の作製は、この接合体(試験片3と拘束板4)を水平な実験台5の上にクランプ2にて固定し、この状態でボス溶接を行ったものである。
ボス溶接後、ボス1の中心軸を通り、かつ前記のビードの重なり合う部分8を通る切断面9で、ボス1/試験片3/拘束板4の接合体を切断し、その切断面9について顕微鏡観察を行い、試験片3に観察された割れの最大深さを測定し、これを最大母材割れ深さとした。この割れは溶融金属脆化割れに該当するものである。最大母材割れ深さが0.1mm以下を合格、0.1mmを超えるものを不合格として評価した。
Figure 2015093596
本発明のNo.1〜18は、引張強さTSが400MPa以上で、TS×T.Elバランスが13000MPa・%以上で、また、TS×λバランスが40000MPa・%以上と、いわゆる強度-延性バランスおよび強度−穴広げ性バランスに優れた高強度溶融Zn−Al−Mg系めっき鋼板である。
これに対し、No.19はC量が多く、Ti/C当量比が低いため、硬質第2相+セメンタイト面積率が高く、TS・λバランスが低い。No.20はTi量が低く、Ti/C当量比が低いため、硬質第2相+セメンタイト面積率が高く、TS・λバランスが低い。No.21はTi/C当量比が高いため、小角粒界面積率が高く、TS・T.Elバランスが低い。No.22はMn量が多いため、TS・λバランスが低い。No.23はBが低いため、十分な引張強さが得られておらず、また、耐LMEC性が劣る。No.24はP量が多いため、TS・λバランスが低い。No.25はC量が低く、十分な引張強さが得られておらず、また、Ti/C当量比が高いため、小角粒界面積率が高く、TS×T.Elバランスが低い。No.26はMn量が低いため、十分な引張強さが得られていない。No.27はTi量が多く、Ti/C当量比が高いため、小角粒界面積率が高く、TS×T.Elバランスが低い。No.28は熱間圧延での巻取り温度が高いため、またNo.29は連続溶融めっきラインでの焼鈍温度が高いため、これらはいずれもTi炭化物の粒子径が大きく、TS×λバランスが低い。
図3に、TS×T.ElバランスとTi/C当量比の関係、図4にTS×λバランスとTi/C当量比の関係を示す。Ti/C当量比が0.4〜1.5を満たすことにより、延性および穴広げ性ともに優れた高強度溶融Zn−Al−Mg系めっき鋼板が得られることがわかる。
1 ボス
2 クランプ
3 試験片
4 拘束板
5 実験台
6 溶接ビード
7 試験片全周溶接部の溶接ビード
8 溶接ビードの重なり部分
9 切断面
上記の成分組成を満たす鋼スラブを1150〜1300℃の加熱温度で加熱し、850〜950℃の仕上温度で熱間圧延後、平均冷却速度が20℃秒以上で巻取り温度まで冷却する。以降、下記の巻取温度で熱延鋼帯を得る。さらに、この鋼帯を酸洗後、下記の条件の連続溶融めっきラインでめっき工程に付する。
Figure 2015093596
これに対し、No.19はC量が多く、Ti/C当量比が低いため、硬質第2相+セメンタイト面積率が高く、TS×λバランスが低い。No.20はTi量が低く、Ti/C当量比が低いため、硬質第2相+セメンタイト面積率が高く、TS×λバランスが低い。No.21はTi/C当量比が高いため、小角粒界面積率が高く、TS×T.Elバランスが低い。No.22はMn量が多いため、TS×λバランスが低い。No.23はBが低いため、十分な引張強さが得られておらず、また、耐LMEC性が劣る。No.24はP量が多いため、TS×λバランスが低い。No.25はC量が低く、十分な引張強さが得られておらず、また、Ti/C当量比が高いため、小角粒界面積率が高く、TS×T.Elバランスが低い。No.26はMn量が低いため、十分な引張強さが得られていない。No.27はTi量が多く、Ti/C当量比が高いため、小角粒界面積率が高く、TS×T.Elバランスが低い。No.28は熱間圧延での巻取り温度が高いため、またNo.29は連続溶融めっきラインでの焼鈍温度が高いため、これらはいずれもTi炭化物の粒子径が大きく、TS×λバランスが低い。

Claims (6)

  1. 素材鋼板の表面に溶融Zn−Al−Mg系めっき層を有するめっき鋼板において、素材鋼板が、質量%で、C:0.005〜0.08%、Si:0.8%以下、Mn:0.1〜1.8%、P:0.05%以下、S:0.02%以下、N:0.001〜0.005%、Ti:0.02〜0.2%、B:0.0005〜0.01%、Al:0.1%以下を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなり、下記(1)式で表されるTi/C当量比が0.4〜1.5であり、ベイニティックフェライト単相またはベイニティックフェライト相とフェライト相を含む相を主相とし、硬質第2相およびセメンタイトの面積率が3%以下であり、かつ、結晶方位の相違が2〜15°の小角粒界の割合が30%〜75%であり、平均粒子径20nm以下のTiを含む炭化物が分散析出している、引張強度が400MPa以上の加工性に優れた高強度溶融Zn−Al−Mg系めっき鋼板。
    Ti/C当量比=(Ti/48)/(C/12)・・・(1)
    ただし、(1)式の元素記号の箇所には素材鋼板中における当該元素の含有量(質量%)が代入される。
  2. 素材鋼板が、さらに、質量%で、Nb:0.1%以下、V:0.1%以下の1種以上を含有する組成を有する請求項1に記載の、引張強度が400MPa以上の加工性に優れた高強度溶融Zn−Al−Mg系めっき鋼板。
  3. 前記溶融Zn−Al−Mg系めっき鋼板のめっき組成は、質量%で、Al:3.0〜22.0%、Mg:0.05〜10.0%、Ti:0〜0.10%、B:0〜0.05%、Si:0〜2.0%、Fe:0〜2.0%、残部Znおよび不可避的不純物からなる、請求項1または2に記載の高強度溶融Zn−Al−Mg系めっき鋼板。
  4. 素材鋼板が、質量%で、C:0.005〜0.08%、Si:0.8%以下、Mn:0.1〜1.8%、P:0.05%以下、S:0.02%以下、N:0.001〜0.005%、Ti:0.02〜0.2%、B:0.0005〜0.01%、Al:0.1%以下を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなり、かつ、下記(1)式で表されるTi/C当量比が0.4から1.5である鋼材に、熱間圧延、酸洗、連続溶融めっきラインでの焼鈍および溶融Zn−Al−Mg系めっきを順次行う工程において、熱間圧延での巻取温度を500℃から650℃、連続溶融めっきラインでの焼鈍温度を550℃から720℃とすることを特徴とする高強度溶融Zn−Al−Mg系めっき鋼板の製造方法。
    Ti/C当量比=(Ti/48)/(C/12)・・・(1)
    ただし、(1)式の元素記号の箇所には素材鋼板中における当該元素の含有量(質量%)が代入される。
  5. 素材鋼板が、さらに質量%で、Nb:0.1%以下、V:0.1%以下の1種以上を含有することを特徴とする、請求項4に記載の高強度溶融Zn−Al−Mg系めっき鋼板の製造方法。
  6. 前記溶融Zn−Al−Mg系めっき鋼板のめっき組成は、質量%で、Al:3.0〜22.0%、Mg:0.05〜10.0%、Ti:0〜0.10%、B:0〜0.05%、Si:0〜2.0%、Fe:0〜2.0%、残部Znおよび不可避的不純物からなる、請求項4または5に記載の高強度溶融Zn−Al−Mg系めっき鋼板の製造方法。
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