KR102524791B1

KR102524791B1 - 용융 도금 강재

Info

Publication number: KR102524791B1
Application number: KR1020227045399A
Authority: KR
Inventors: 다쿠야 미츠노부; 마모루 사이토; 고헤이 도쿠다; 히로시 다케바야시
Original assignee: 닛폰세이테츠 가부시키가이샤
Priority date: 2021-09-07
Filing date: 2021-09-07
Publication date: 2023-04-24
Also published as: WO2023037396A1; KR20230038660A; JP7056811B1; CA3229519A1; EP4174203A4; AU2021463503A1; EP4174203A1; US11814732B2; JPWO2023037396A1; PE20240737A1; CN117280070B; US20230203635A1; CN117280070A

Abstract

본 발명의 일 양태에 관한 용융 도금 강재는, 소지 강재와, 소지 강재의 표면에 배치된 용융 도금층을 구비하고, 용융 도금층의 화학 조성이, 질량％로, Al: 10.00 내지 30.00％, Mg: 3.00 내지 12.00％, Sn: 0 내지 2.00％, Si: 0 내지 2.50％, Ca: 0 내지 3.00％, Ni: 0％ 이상 0.25％ 미만, 및 Fe: 0 내지 5.00％ 등을 함유하고, 잔부가 Zn 및 불순물로 이루어지고, 용융 도금층의 금속 조직이, 입경 0.5 내지 2㎛의 α상을, 5 내지 45면적％ 함유하고, 용융 도금층의 금속 조직이, MgZn₂상을, 15 내지 70면적％ 함유하고, 입경 0.5 내지 2㎛의 α상 중, 인접하는 MgZn₂상에 대하여 (111)_α//(0001)_MgZn2 방위 관계를 갖는 α상의 면적률이, 25 내지 100％이다.

Description

용융 도금 강재

본 발명은, 용융 도금 강재에 관한 것이다.

Al 및 Mg를 함유하는 용융 Zn 도금층이 표면에 형성된 강재(용융 Zn-Al-Mg계 도금 강재)는 우수한 내식성을 갖는다. 그 때문에, 예를 들어 건재 등의 내식성이 요구되는 구조 부재의 재료로서, 용융 Zn-Al-Mg계 도금 강재는 폭넓게 사용되고 있다.

예를 들어 특허문헌 1에는, 강재와, 강재의 표면에 배치된 Zn-Al-Mg 합금층을 포함하는 도금층을 갖는 도금 강재이며, 도금층이 소정의 화학 조성을 갖고, Zn-Al-Mg 합금층의 표면을 층 두께의 1/2까지 연마한 후, 주사형 전자 현미경에 의해 배율 100배로 관찰하였을 때 얻어지는, Zn-Al-Mg 합금층의 반사 전자상에 있어서, Al정이 존재하고, 상기 Al정의 누계 주위 길이의 평균값이 88 내지 195㎜/㎟인 도금 강재가 개시되어 있다.

특허문헌 2에는, 강판과, 상기 강판의 표면의 적어도 일부에 형성된 도금층을 갖고, 상기 도금층의 화학 조성이, 질량％로, Al: 5.00％ 초과, 35.00％ 이하, Mg: 3.00 내지 15.00％, Si: 0 내지 2.00％, Ca: 0 내지 2.00％를 함유하고, 잔부가 Zn 및 불순물로 이루어지고, 상기 도금층은, 두께 방향 단면에 있어서, (Al-Zn)상과 MgZn₂상이 층상으로 나열된 라멜라 조직의 면적률이 10 내지 90％이고, 상기 라멜라 조직의 라멜라 간격이, 2.5㎛ 이하이며, (Al-Zn) 덴드라이트의 면적률이 35％ 이하인 도금 강판이 개시되어 있다.

국제 공개 WO2019/221193호 국제 공개 WO2020/213686호

근년, 용융 Zn-Al-Mg계 도금 강재에는, 유수 내식성도 요구되고 있다. 유수 내식성이란, 유수에 노출된 상태에서의 내식성이다. 유수 환경 중에서는, 용융 도금층의 표면에 부착된 부식 생성물이 흘려져 버려, 이 부식 생성물이 발휘하는 방청 효과가 손상된다. 그 때문에, 강재의 유수 내식성은, 통상의 내식성과는 다른 수단에 의해 평가된다. 예를 들어 항상 빗물 및 공업용수 등이 흐르는 용수로의 벽면의 재료로서 사용할 수 있는 재료에는, 높은 유수 내식성이 요구된다.

선행 기술에 있어서, 유수 내식성에 대해서는 거의 검토되어 있지 않다. 예를 들어 특허문헌 1에서는, 평면부 내식성이 JASO M609-91에 준거하여 평가되고 있고, 이 평가에 있어서 부식 용액은 흐름이 없는 상태로 되어 있었다. 따라서 특허문헌 1에서는 유수 내식성에 대한 검토나 평가는 되어 있지 않다. 특허문헌 2에서도, 도장 후 내식성을 비유수 환경에서 평가하고 있어, 유수 내식성에 대한 검토나 평가는 되어 있지 않다.

또한 본 발명자들이 검토한 바, 특허문헌 1 및 2에 개시된 바와 같은, 통상의 내식성이 높은 용융 Zn-Al-Mg계 도금 강재라도, 그 유수 내식성은 충분하다고는 할 수 없음을 알 수 있었다. 예를 들어 특허문헌 1에 있어서는, 도금 응고 개시 온도로부터 도금 응고 개시 온도-30℃까지의 온도역을, 평균 냉각 속도 12℃/s 이하로 냉각하는 것으로 되어 있다. 이와 같은 냉각 조건에 의해 얻어진 용융 도금에 있어서는, 후술하는 바와 같이, α상과 MgZn₂상 사이의 계면이 유수 환경 하에서 부식되기 쉬운 것을, 본 발명자들은 알아내었다. 또한, 특허문헌 2에 있어서는, 제어 냉각 정지 후의 도금 원판을, 평균 냉각 속도가 5℃/초 이하가 되도록, 335℃ 이하까지 냉각하는 것으로 되어 있지만, 335℃ 이하의 온도역에 있어서, 도금층의 조직 제어를 목적으로 한 냉각 제어는 실시되어 있지 않다. 이와 같은 냉각 조건에 의해 얻어진 용융 도금에 있어서는, α상으로부터 η상이 정출되어, α상과 η상의 계면이나, α상과 MgZn₂상 사이의 계면에서 부식이 발생하기 쉬워, 유수 내식성이 손상되는 것을 본 발명자들은 알아내었다.

또한, 용융 Zn-Al-Mg계 도금 강재의 내식성 향상에는, 도금에 고농도의 Mg를 첨가하는 것이 유효하지만, 이와 같은 고농도 Mg를 도금에 첨가한 경우, 파우더링이 발생하기 쉽다는 문제도 있다. 파우더링이란, 용융 Zn-Al-Mg계 도금 강재의 프레스 형성 가공 시에, 용융 도금층이 박리되어 분말상으로 되는 현상이다. 용융 Zn-Al-Mg계 도금 강재를 다양한 구조 부품의 재료로서 사용하기 위해서는, 내파우더링성도 요구된다.

이상의 사정을 감안하여 본 발명은, 내파우더링성 및 유수 내식성이 우수한 용융 도금 강재를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 요지는 이하와 같다.

(1) 본 발명의 일 양태에 관한 용융 도금 강재는, 소지 강재와, 상기 소지 강재의 표면에 배치된 용융 도금층을 구비하고, 상기 용융 도금층의 화학 조성이, 질량％로, Al: 10.00 내지 30.00％, Mg: 3.00 내지 12.00％, Sn: 0 내지 2.00％, Si: 0 내지 2.50％, Ca: 0 내지 3.00％, Ni: 0％ 이상 0.25％ 미만, Cr: 0％ 이상 0.25％ 미만, Ti: 0％ 이상 0.25％ 미만, Co: 0％ 이상 0.25％ 미만, V: 0％ 이상 0.25％ 미만, Nb: 0％ 이상 0.25％ 미만, Cu: 0％ 이상 0.25％ 미만, Mn: 0％ 이상 0.25％ 미만, Bi: 0％ 이상 5.000％ 미만, In: 0％ 이상 2.00％ 미만, Y: 0 내지 0.50％, La: 0％ 이상 0.50％ 미만, Ce: 0％ 이상 0.50％ 미만, Fe: 0 내지 5.00％, Sr: 0％ 이상 0.50％ 미만, Sb: 0％ 이상 0.50％ 미만, Pb: 0％ 이상 0.50％ 미만, 및 B: 0％ 이상 0.50％ 미만을 함유하고, 잔부가 Zn 및 불순물로 이루어지고, 상기 용융 도금층의 금속 조직이, 입경 0.5 내지 2㎛의 α상을, 5 내지 45면적％ 함유하고, 상기 용융 도금층의 상기 금속 조직이, MgZn₂상을, 15 내지 70면적％ 함유하고, 입경 0.5 내지 2㎛의 상기 α상 중, 인접하는 상기 MgZn₂상에 대하여 (111)_α//(0001)_MgZn2 방위 관계를 갖는 α상의 면적률이, 25 내지 100％이다.

(2) 상기 (1)에 기재된 용융 도금 강재에서는, 입경 0.5 내지 2㎛의 상기 α상 중, 인접하는 상기 MgZn₂상에 대하여 (111)_α//(0001)_MgZn2 방위 관계를 갖는 상기 α상의 상기 면적률이, 60 내지 100％여도 된다.

(3) 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 용융 도금 강재에서는, 상기 용융 도금층의 상기 화학 조성에 있어서, 질량％로, Mg: 5.00 내지 8.00％, Sn: 0.05 내지 2.00％여도 된다.

본 발명에 따르면, 내파우더링성 및 유수 내식성이 우수한 용융 도금 강재를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 양태에 관한 용융 도금 강재의 단면도이다.
도 2는 덴드라이트 형상을 갖는 α상의 모식도이다.
도 3은 본 발명의 일 양태에 관한 용융 도금 강재의 제조에 있어서의, 냉각 조건의 개요도이다.

본 발명자들은, 용융 도금 강재의 유수 내식성을 높이는 수단에 대하여 검토를 거듭하였다. 그리고 본 발명자들은, 용융 도금층의 표면에 있어서의 α상과 MgZn₂상 사이의 결정 방위 관계에 주목하였다.

Zn-Al-Mg계 합금으로 구성되는 용융 도금층은, α상과, MgZn₂상을 포함한다. α상이란, 그 화학 성분이 주로 Al 및 Zn으로 구성되는 면심 입방 격자의 결정 구조를 갖는 고용체이다. 도금층 중에 Al과 Zn 이외의 원소로서 Mg, Ni, Fe, Sn 등이 첨가되어 있는 경우, α상 중에는 이들 원소가 각각 0.5％ 이하 함유되는 경우가 있다. α상은 Al을 주체로 하기 때문에 부동태화가 가능하여, 도금층의 평면부 내식성을 향상시키는 효과가 있다. 또한, α상은 그 결정 구조에 기인하여 소성 변형능도 풍부하기 때문에, 내파우더링성을 향상시키는 효과도 갖는다. MgZn₂상은, 그 화학 성분이 주로 Mg 및 Zn으로 구성되는 금속간 화합물상이다. MgZn₂상은, 부식 환경 중에 있어서 전위적으로 천하기 때문에 지철에 대해 희생 방식성을 가져, Mg에 의한 Zn계 부식성 생물의 절연 피막화에 의해 용융 도금층의 평면부 내식성 및 희생 방식성을 향상시킨다.

본 발명자들은, 이들 α상과 MgZn₂상의 계면에서, 부식이 발생하기 쉬운 것을 알아냈다. α상의 자연 전위는, MgZn₂상의 자연 전위보다도 높다. 따라서, α상과 MgZn₂상의 계면에서는, 이종 금속 접촉 부식이 발생한다.

종래의 비유수 환경에 있어서의 평면부 내식성의 평가에 있어서, α상과 MgZn₂상의 계면의 부식은 문제시되지 않았다. 이 이유는, 비유수 환경에서는, α상과 MgZn₂상의 계면에 발생한 부식 생성물이, 용융 도금층의 표면에 부착되어 방청 효과를 발휘하기 때문이라고 생각된다. 그러나, 부식 생성물이 용융 도금층의 표면으로부터 흘려보내지는 유수 환경에서는, 부식 생성물에 의한 방청 효과가 얻어지지 않는다. 따라서, α상과 MgZn₂상의 계면에 발생하는 부식은, 유수 내식성을 손상시킨다고 생각된다.

그리고 본 발명자들은, α상과 MgZn₂상 사이의 결정 방위 관계를 특정 범위 내로 함으로써, α상과 MgZn₂상의 계면의 내식성을 높일 수 있음을 알아내었다. 그리고 본 발명자들은, 종래부터 주목되어 온 평면부 내식성에 더하여, α상과 MgZn₂상의 계면의 내식성을 높임으로써, 용융 도금 강재의 유수 내식성을 높일 수 있음을 알아내었다.

이상의 지견에 기초하여 얻어진, 본 발명의 일 양태에 관한 용융 도금 강재, 및 그 제조 방법에 대하여, 이하에 상세하게 설명한다. 이하, 화학 조성의 각 원소의 함유량 「％」 표시는, 「질량％」를 의미한다. 화학 조성의 원소의 함유량은, 원소 농도(예를 들어, Zn 농도, Mg 농도 등)로 표기하는 경우가 있다. 「평면부 내식성」이란, 용융 도금층(구체적으로는 Zn-Al-Mg 합금층) 자체의 부식되기 어려운 성질을 나타낸다. 「희생 방식성」이란, 소지 강재 노출부(예를 들어 도금 강재의 절단 단부면부, 가공 시의 용융 도금층 균열부, 및 용융 도금층의 박리에 의해, 소지 강재가 노출되는 개소)에서의 소지 강재의 부식을 억제하는 성질을 나타낸다. 「유수 내식성」이란 도금 강재의 표면의 부식 생성물이 흘려보내질 정도의 유수 환경에 있어서의, 용융 도금층 자체의 부식되기 어려운 성질을 나타낸다. 「용융 도금층」이란, 소위 용융 아연 도금 처리에 의해 제조된 도금 피막을 의미한다.

본 실시 형태에 관한 용융 도금 강재(1)는, 소지 강재(11)를 갖는다. 소지 강재의 형상에는, 특별히 제한은 없고, 소지 강재의 일례는 강판이다. 또한, 소지 강재는 예를 들어, 강관, 토목 건축재(펜스 도관, 콜게이트 파이프, 배수구 덮개, 비사 방지판, 볼트, 금속망, 가드레일, 지수벽 등), 가전 부재(에어컨의 실외기의 하우징 등), 자동차 부품(언더보디 부재 등) 등의, 성형 가공된 소지 강재여도 된다. 성형 가공은, 예를 들어 프레스 가공, 롤 포밍, 굽힘 가공 등의 다양한 소성 가공 방법이다.

소지 강재의 재질에는, 특별히 제한은 없다. 소지 강재는, 예를 들어 일반강, 프리도금강, Al 킬드강, 극저탄소강, 고탄소강, 각종 고장력강, 일부의 고합금강(Ni, Cr 등의 강화 원소 함유강 등) 등의 각종의 소지 강재로 할 수 있다. 소지 강재를, JIS G 3302:2010에 기재되어 있는 열연 강판, 열연 강대, 냉연 강판, 및 냉연 강대 등으로 해도 된다. 소지 강판의 제조 방법(열간 압연 방법, 산세 방법, 냉연 방법 등), 및 그 구체적인 제조 조건 등에 대해서도, 특별히 제한되지는 않는다.

소지 강재는, 프리도금된 프리도금 강재여도 된다. 프리도금 강재는, 예를 들어 전해 처리 또는 치환 도금에 의해 얻어진다. 전해 처리는, 다양한 프리도금 성분의 금속 이온을 포함하는 황산욕 또는 염화물욕에, 소지 강재를 침지하여 전해 처리함으로써 실시된다. 치환 도금은, 다양한 프리도금 성분의 금속 이온을 포함하고, 황산으로 pH 조정한 수용액에, 소지 강재를 침지하여, 금속을 치환 석출시킴으로써 실시된다. 프리도금 강재의 예는, Ni 프리도금 강재이다.

본 실시 형태에 관한 용융 도금 강재(1)는, 소지 강재의 표면에 배치된 용융 도금층(12)을 갖는다. 본 실시 형태에 관한 용융 도금 강재의 용융 도금층은, 후술하는 화학 조성에 기인하여 주로 Zn-Al-Mg 합금층으로 구성된다. 또한, 본 실시 형태에 관한 용융 도금 강재의 용융 도금층은, 소지 강재와 Zn-Al-Mg 합금층 사이에 Al-Fe 합금층을 포함해도 된다. 즉, 용융 도금층은, Zn-Al-Mg 합금층의 단층 구조여도 되고, Zn-Al-Mg 합금층과 Al-Fe 합금층을 포함하는 적층 구조여도 된다.

본 실시 형태에 관한 용융 도금층의 화학 조성은, Zn과, 그 밖의 합금 원소로 구성된다. 용융 도금층의 화학 조성에 대하여, 이하에 상세하게 설명한다. 또한, 농도의 하한값이 0％라고 설명되는 원소는, 본 실시 형태에 관한 용융 도금 강재의 과제를 해결하기 위해 필수는 아니지만, 특성의 향상 등을 목적으로 하여 용융 도금층에 포함되는 것이 허용되는 임의 원소이다.

<Al: 10.00 내지 30.00％>

Al은, Zn과의 고용체인 α상을 형성하여, 평면부 내식성, 희생 방식성 및 유수 내식성, 그리고 가공성의 향상에 기여한다. 따라서, Al 농도는 10.00％ 이상으로 한다. Al 농도를 11.00％ 이상, 12.00％ 이상, 또는 15.00％ 이상으로 해도 된다.

한편, Al이 과잉인 경우, α가 MgZn₂에 앞서서 정출된다. 그리고, α는, MgZn₂상과 결정 방위 관계를 충족하지 않은 채로 성장한다. 그 결과로서, α/MgZn₂ 결정 방위 관계를 충족하는 조직이 충분한 양으로 형성되지 않기 때문에, 유수 내식성이 열화된다. 따라서, Al 농도는 30.00％ 이하로 한다. Al 농도를 28.00％ 이하, 25.00％ 이하, 또는 20.00％ 이하로 해도 된다.

<Mg: 3.00 내지 12.00％>

Mg는, 평면부 내식성, 희생 방식성 및 유수 내식성을 확보하기 위해 필수의 원소이다. 따라서, Mg 농도는, 3.00％ 이상으로 한다. Mg 농도를 4.00％ 이상, 5.00％ 이상, 또는 6.00％ 이상으로 해도 된다.

한편, Mg 농도가 과잉이면, 가공성, 특히 파우더링성이 열화된다. 따라서, Mg 농도는 12.00％ 이하로 한다. Mg 농도를 11.00％ 이하, 10.00％ 이하, 8.00％ 이하, 8.00％ 미만, 또는 6.00％ 이하로 해도 된다.

<Sn: 0 내지 2.00％>

Sn 농도는 0％여도 된다. 한편, Sn은, Mg와 금속간 화합물을 형성하여, 용융 도금층의 희생 방식성을 향상시키는 원소이다. 따라서, Sn 농도를 0.05％ 이상, 0.10％ 이상, 0.20％ 이상, 또는 0.50％ 이상으로 해도 된다.

단, Sn 농도가 과잉이면, 평면 내식성 및 유수 내식성이 열화된다. 따라서, Sn 농도는 2.00％ 이하로 한다. Sn 농도를 1.80％ 이하, 1.50％ 이하, 또는 1.20％ 이하로 해도 된다.

<Si: 0％ 내지 2.50％>

Si 농도는 0％여도 된다. 한편, Si는, 평면 내식성 및 유수 내식성의 향상에 기여한다. 따라서, Si 농도를 0.05％ 이상, 0.10％ 이상, 0.20％ 이상, 또는 0.50％ 이상으로 해도 된다.

한편, Si 농도가 과잉이면, 평면부 내식성, 희생 방식성 및 가공성이 열화된다. 따라서, Si 농도는 2.50％ 이하로 한다. Si 농도를 2.40％ 이하, 1.80％ 이하, 또는 1.20％ 이하로 해도 된다.

<Ca: 0％ 내지 3.00％>

Ca 농도는 0％여도 된다. 한편, Ca는, 평면부 내식성, 및 유수 내식성을 부여하는 데 최적의 Mg 용출량을 조정할 수 있는 원소이다. 따라서, Ca 농도는 0.05％ 이상, 0.1％ 이상, 또는 0.5％ 이상이어도 된다.

한편, Ca 농도가 과잉이면, 평면부 내식성, 유수 내식성, 및 가공성이 열화된다. 따라서, Ca 농도는 3.00％ 이하로 한다. Ca 농도를 2.40％ 이하, 1.80％ 이하, 또는 1.20％ 이하로 해도 된다.

<Ni, Cr, Ti, Co, V, Nb, Cu 및 Mn: 각각 0％ 이상 0.25％ 미만>

Ni, Cr, Ti, Co, V, Nb, Cu 및 Mn의 농도는 0％여도 된다. 한편, 이들은 희생 방식성의 향상에 기여한다. 따라서, Ni, Cr, Ti, Co, V, Nb, Cu 및 Mn 각각의 농도를 0.05％ 이상, 0.08％ 이상, 또는 0.1％ 이상으로 해도 된다.

한편, Ni, Cr, Ti, Co, V, Nb, Cu 및 Mn의 농도가 과잉이면, 평면 내식성 및 유수 내식성이 열화된다. 따라서, Ni, Cr, Ti, Co, V, Nb, Cu 및 Mn 각각의 농도는, 0.25％ 미만으로 한다. Ni, Cr, Ti, Co, V, Nb, Cu 및 Mn 각각의 농도를 0.22％ 이하, 0.20％ 이하, 또는 0.15％ 이하로 해도 된다.

<Bi: 0％ 이상 5.000％ 미만>

Bi의 농도는 0％여도 된다. 한편, Bi는 희생 방식성의 향상에 기여한다. 따라서, Bi 농도를 0.100％ 이상, 1.000％ 이상, 또는 3.000％ 이상으로 해도 된다.

한편, Bi 농도가 과잉이면, 평면 내식성 및 유수 내식성이 열화된다. 따라서, Bi 농도는 5.000％ 미만으로 한다. Bi 농도를 4.800％ 이하, 4.500％ 이하, 또는 4.000％ 이하로 해도 된다.

<In: 0％ 이상 2.00％ 미만>

In의 농도는 0％여도 된다. 한편, In은, 희생 방식성의 향상에 기여한다. 따라서, In 농도는 0.10％ 이상, 0.50％ 이상, 또는 1.00％ 이상이어도 된다.

한편, In 농도가 과잉이면, 평면 내식성 및 유수 내식성이 열화된다. 따라서, In 농도는 2.00％ 미만으로 한다. In 농도를 1.80％ 이하, 1.50％ 이하, 또는 1.00％ 이하로 해도 된다.

<Y: 0％ 내지 0.50％>

Y의 농도는 0％여도 된다. 한편, Y는, 희생 방식성의 향상에 기여한다. 따라서, Y 농도는 0.10％ 이상, 0.15％ 이상, 또는 0.20％ 이상으로 해도 된다.

한편, Y 농도가 과잉이면, 평면 내식성 및 유수 내식성이 열화된다. 따라서, Y 농도는 0.50％ 이하로 한다. Y 농도는 0.30％ 이하, 0.25％ 이하, 또는 0.22％ 이하여도 된다.

La 및 Ce 각각의 농도는 0％여도 된다. 한편, La 및 Ce는, 희생 방식성의 향상에 기여한다. 따라서, La 농도 및 Ce 농도 각각을 0.10％ 이상, 0.15％ 이상, 또는 0.20％ 이상으로 해도 된다.

한편, La 농도 및 Ce 농도가 과잉이면, 평면 내식성 및 유수 내식성이 열화된다. 따라서, La 농도 및 Ce 농도 각각을, 0.50％ 미만으로 한다. La 농도 및 Ce 농도 각각을 0.40％ 이하, 0.30％ 이하, 또는 0.25％ 이하로 해도 된다.

<Fe: 0％ 내지 5.00％>

Fe의 농도는 0％여도 된다. 한편, Fe가 용융 도금층에 함유되어도 된다. Fe 농도가 5.00％ 이하이면, 용융 도금층의 성능에 악영향이 없음이 확인되었다. Fe 농도를 예를 들어 0.05％ 이상, 0.10％ 이상, 0.50％ 이상, 또는 1.00％ 이상으로 해도 된다. Fe 농도를 예를 들어 4.00％ 이하, 3.50％ 이하, 또는 3.00％ 이하로 해도 된다. Fe는, 모재 강판으로부터 혼입되는 경우가 있기 때문에, Fe 농도는 0.05％ 이상이어도 된다.

<Sr, Sb, Pb 및 B: 각각 0％ 이상 0.50％ 미만>

Sr, Sb, Pb 및 B 각각의 농도는 0％여도 된다. 한편, Sr, Sb, Pb 및 B는, 희생 방식성의 향상에 기여한다. 따라서, Sr, Sb, Pb 및 B 각각의 농도를 0.05％ 이상, 0.10％ 이상, 또는 0.15％ 이상으로 해도 된다.

한편, Sr, Sb, Pb 및 B의 농도가 과잉이면, 평면 내식성 및 유수 내식성이 열화된다. 따라서, Sr, Sb, Pb 및 B 각각의 농도는 0.50％ 미만으로 한다. Sr, Sb, Pb 및 B 각각의 농도를 0.40％ 이하, 0.30％ 이하, 또는 0.25％ 이하로 해도 된다.

<잔부: Zn 및 불순물>

본 실시 형태에 관한 용융 도금층의 성분의 잔부는, Zn 및 불순물이다. Zn은, 평면부 내식성 및 희생 방식성을 용융 도금층에 초래하는 원소이다. 불순물은, 원재료에 포함되는 성분, 또는, 제조의 공정에서 혼입되는 성분이며, 의도적으로 함유시킨 것이 아닌 성분을 가리킨다. 예를 들어, 용융 도금층에는, 소지 강재와 도금욕의 상호의 원자 확산에 의해, 불순물로서, Fe 이외의 성분도 미량 혼입되는 경우가 있다.

용융 도금층의 화학 성분은, 다음 방법에 의해 측정한다. 먼저, 소지 강재의 부식을 억제하는 인히비터를 함유한 산을 사용하여, 용융 도금층을 박리 용해한 산액을 얻는다. 다음으로, 얻어진 산액을 ICP 분석한다. 이에 의해, 용융 도금층의 화학 조성을 얻을 수 있다. 산종은, 용융 도금층을 용해할 수 있는 산이면, 특별히 제한은 없다. 또한, 상술한 수단에 의해 측정되는 화학 조성은, 용융 도금층 전체의 평균 화학 조성이다.

다음으로, 용융 도금층의 금속 조직에 대하여 설명한다.

<α상>

용융 도금층(12)의 금속 조직은, 입경 0.5 내지 2㎛의 α상을, 5 내지 45면적％ 함유한다. 이 면적률은, 용융 도금층(12)을 구성하는 모든 상에 대한, 입경 0.5 내지 2㎛의 α상의 면적률이다.

입경 0.5 내지 2㎛의 α상은, 용융 도금층의 평면부 내식성 및 내파우더링성을 향상시킨다. 그러나, 입경 0.5 내지 2㎛의 α상의 양이 5면적％ 미만인 경우, 이들 효과가 얻어지지 않는다. 따라서, 입경 0.5 내지 2㎛의 α상의 양을 5면적％ 이상으로 한다. 입경 0.5 내지 2㎛의 α상의 양을 6면적％ 이상, 8면적％ 이상, 또는 10면적％ 이상으로 해도 된다.

한편, 입경 0.5 내지 2㎛의 α상의 양이 45면적％ 초과인 경우, α상의 양이 MgZn₂상에 대하여 과잉이 된다. 그 때문에, α상이 MgZn₂상과 인접하지 않는 상태 그대로 성장하고, 결과로서, α상과 MgZn₂상의 계면에서 결정 방위 관계를 형성하는 것이 곤란해져, 유수 내식성이 저하된다. 따라서, 입경 0.5 내지 2㎛의 α상의 양은 45면적％ 이하로 한다. 입경 0.5 내지 2㎛의 α상의 양을 42면적％ 이하, 40면적％ 이하, 또는 35면적％ 이하로 해도 된다.

입경 0.5㎛ 미만의 α상, 및 입경 2㎛ 초과의 α상의 면적률은, 입경 0.5 내지 2㎛의 α상의 면적률이 상술한 범위 내인 한, 특별히 한정되지는 않는다. 용융 도금층의 조직을 평가할 때, 입경 0.5㎛ 미만의 α상, 및 입경 2㎛ 초과의 α상의 면적률은 무시된다.

<MgZn₂상>

MgZn₂상은, 용융 도금층(12)의 평면 내식성, 유수 내식성 및 내파우더링성을 향상시킨다. 그러나, MgZn₂상의 양이 15면적％ 미만인 경우, 이들 효과가 얻어지지 않는다. 따라서, MgZn₂상의 양을 15면적％ 이상으로 한다. MgZn₂상의 양을 18면적％ 이상, 20면적％ 이상, 또는 25면적％ 이상으로 해도 된다.

한편, MgZn₂상의 양이 70면적％ 초과인 경우, 용융 도금 강재의 내파우더링성이 손상된다. MgZn₂상은 무르기 때문이다. 따라서, MgZn₂상의 양은 70면적％ 이하로 한다. MgZn₂상의 양을 65면적％ 이하, 60면적％ 이하, 또는 50면적％ 이하로 해도 된다.

용융 도금층(12)이, α상 및 MgZn₂상 이외의 상을 포함해도 된다. 예를 들어, 상술한 화학 조성의 용융 도금층에는, Mg₂Sn상, α/η/MgZn₂ 3원 공정 조직, η-Zn상, 및 Al-Ca-Si상 등이 포함될 수 있다. α상 및 MgZn₂상의 함유량이 상술한 범위 내이면, 유수 내식성 및 내파우더링성을 확보 가능하므로, α상 및 MgZn₂상 이외의 상의 구성은 특별히 한정되지는 않는다.

<α상과 MgZn₂상의 계면>

α상의 자연 전위는, MgZn₂상의 자연 전위보다도 높다. 따라서, α상과 MgZn₂상의 계면에서는, 이종 금속 접촉 부식이 발생한다. 이것은, 입경 0.5 내지 2㎛의 α상의 양이 5면적％ 이상인 경우에, 특히 현저해진다. 왜냐하면, 입경 2㎛ 이하의 미세한 α상의 양이 증가되면, 유수 환경에 노출되는 α상의 계면의 길이가 증대되기 때문이다. 용융 도금 강재의 유수 내식성을 향상시키기 위해서는, α상과 MgZn₂상의 계면의 내식성을 증대시킬 필요가 있다.

이상의 이유에 의해, 본 실시 형태에 관한 용융 도금 강재의 용융 도금층에서는, 입경 0.5 내지 2㎛의 α상 중, 인접하는 MgZn₂상에 대하여 (111)_α//(0001)_MgZn2 방위 관계를 갖는 α상의 면적률이, 25 내지 100％로 된다. 환언하면, 본 실시 형태에 관한 용융 도금 강재의 용융 도금층에서는, 하기 식이 충족된다.

0.25≤A2/A1≤1.00

A1: 용융 도금층의 단면에서 측정되는, 입경 0.5 내지 2㎛의 α상의 면적

A2: 용융 도금층의 단면에서 측정되는, 입경 0.5 내지 2㎛이며 또한 인접하는 MgZn₂상에 대하여 (111)_α//(0001)_MgZn2 방위 관계를 갖는 α상의 면적

여기서, 「인접하는 MgZn₂상에 대하여 (111)_α//(0001)_MgZn2 방위 관계를 갖는 α상」이란, MgZn₂상과 인접하고 있고, 또한, α상의 (111)면과, 인접하는 MgZn₂상의 (0001)면이 평행한 α상이다.

α상과, 이것에 인접하는 MgZn₂상 사이에서 (111)_α//(0001)_MgZn2 방위 관계가 있는 경우, 이들 상의 계면은 화학적으로 안정되어, 높은 내식성을 갖는다. 따라서, (111)_α//(0001)_MgZn2 방위 관계를 갖는 α상의 양을 증가시킴으로써, 상 계면에서의 부식을 억제하여, 유수 내식성을 높일 수 있다. 이상의 이유에 의해, A2/A1은 0.25 이상으로 된다. A2/A1을 0.35 이상, 0.50 이상, 또는 0.60 이상으로 해도 된다. A2/A1은 높을수록 바람직하므로, A2/A1은 1.00이어도 된다. 한편, A2/A1이 0.95 이하, 0.90 이하, 또는 0.85 이하여도 된다.

입경 0.5 내지 2㎛의 α상의 면적률의 측정 방법은 이하와 같다. 30㎜×30㎜로 절단한 샘플의 도금층의 표면을, 기계 연마에 의해 평탄하게 조정한다. 다음으로, 콜로이드성 연마에 의해, 도금층의 표면에 화학 연마를 실시하고, 이 표면이 경면 상태로 될 때까지 연마한다. 연마 후의 도금층 표면을 SEM 관찰한다. 구체적으로는, 배율 5000배로, SEM-EDS를 사용하여 원소 분포상을 촬영한다. 이 원소 분포상에 있어서, Al과 Zn이 공존하는 상을 α상으로 특정한다. α상을 특정한 후, 시야 중에 함유되는 α상 중, 입경이 0.5 내지 2㎛인 것을 선정한다. 그 후, 입경이 0.5 내지 2㎛인 α상의 면적률을, 화상 해석 소프트웨어를 사용한 2치화에 의해 산출한다. 또한, 입상 형상을 갖는 α상에 관하여, α상의 입경이란 원 상당 직경이다. 또한, 덴드라이트 성장한 α상에 관하여, α상의 입경이란 덴드라이트의 짧은 직경이다. 덴드라이트의 짧은 직경이란, 도 2에 도시된 바와 같이, 덴드라이트의 긴 직경 방향과 직교하는 방향에서 측정되는 덴드라이트폭의 최댓값이다.

MgZn₂상의 면적률의 측정 방법은 이하와 같다. 30㎜×30㎜로 절단한 샘플의 도금층의 표면을, 기계 연마에 의해 평탄하게 조정한다. 다음으로, 콜로이드성 연마에 의해, 도금층의 표면에 화학 연마를 실시하고, 이 표면이 경면 상태로 될 때까지 연마한다. 연마 후의 도금층의 표면을 SEM 관찰한다. 구체적으로는, 배율 5000배로, SEM-EDS를 사용하여 원소 분포상을 촬영한다. 이 원소 분포상에 있어서, Mg와 Zn이 공존하는 상을 MgZn₂상으로 특정한다. MgZn₂상을 특정한 후, 시야 중에 함유되는 MgZn₂상의 면적률을, 화상 해석 소프트웨어를 사용한 2치화에 의해 산출한다.

입경 0.5 내지 2㎛의 α상 중, 인접하는 MgZn₂상에 대하여 (111)_α//(0001)_MgZn2 방위 관계를 갖는 α상의 면적률의 측정 방법은 이하와 같다.

먼저, 도금층의 표면을 경면 연마하고, 필요에 따라서 화학 연마한다. 다음으로, 배율 5000배로, 연마된 면을 SEM으로 관찰한다. 그리고, 입경이 0.5 내지 2㎛인 α상을 면적률로 5％ 이상 시인할 수 있는 시야를, 5개소 선정한다. 이들 시야에 대하여, EBSD를 사용한 결정 방위 분석을 실시한다. 그리고, α상의 (111) 극점도, 및 MgZn₂상의 (0001) 극점도를 얻는다. 이들 극점도를 대비하여, α상 및 MgZn₂상의 방위가 일치하는 결정 방위를 선택한다.

이상의 수순에 의해, 결정 방위 극점도가 일치하는 결정 방위를 특정할 수 있다. 이 결정 방위로부터, 측정계에 있어서 ±10° 이내의 결정 방위를 갖는 α상을, IPF맵에 도시한다. 이 IPF맵의 화상을 2치화하여, 화상 분석에 제공함으로써, 관찰 시야 중의 입경 0.5 내지 2㎛의 α상에 차지하는, α상 및 MgZn₂상의 방위가 일치하는 결정 방위로부터 ±10° 이내의 결정 방위를 갖는, 입경 0.5 내지 2㎛의 α상의 면적률을 산출할 수 있다.

α상의 면적률, MgZn₂상의 면적률, 및 α상과 MgZn₂상의 계면 상태가 상술한 범위 내인 한, 용융 도금층의 그 밖의 구성은 특별히 한정되지는 않는다. 통상의 용융 도금 강재의 구성을, 본 실시 형태에 관한 용융 도금 강재의 용융 도금층에 적절히 채용할 수 있다. 용융 도금층의 바람직한 구성을 예시하면, 이하와 같다.

용융 도금층의 편면당의 부착량은, 예를 들어 20 내지 150g/㎡의 범위 내로 하면 된다. 편면당의 부착량을 20g/㎡ 이상으로 함으로써, 용융 도금 강재의 유수 내식성을 한층 더 높일 수 있다. 한편, 편면당의 부착량을 150g/㎡ 이하로 함으로써, 용융 도금 강재의 가공성을 한층 더 높일 수 있다.

본 실시 형태에 관한 용융 도금 강재의 제조 방법은 특별히 한정되지는 않는다. 예를 들어 이하에 설명하는 제조 조건에 의하면, 본 실시 형태에 관한 용융 도금 강재를 얻을 수 있다.

본 실시 형태에 관한 용융 도금 강재의 제조 방법은,

소지 강재를 용융 도금욕에 침지하고, 다음에 끌어올림으로써, 용융 도금층을 상기 소지 강재의 표면에 부착시키는 공정과,

상기 용융 도금층을 냉각하는 공정을

구비하고,

상기 냉각은, 도 3에 예시되는 바와 같이

상기 용융 도금욕으로부터 끌어올려진 직후의 상기 용융 도금층을, 360℃ 이상 520℃ 이하의 급랭 정지 온도까지, 평균 냉각 속도 15℃/초 이상의 냉각 속도로 급랭하는 제1 냉각과,

상기 용융 도금층을, 상기 급랭 정지 온도로부터 335℃까지, 5℃/초 이하의 냉각 속도로 서랭하는 제2 냉각과,

상기 용융 도금층을, 335℃로부터 70℃까지, 70℃/초 이상의 냉각 속도로 급랭하는 제3 냉각을

포함한다.

먼저, 소지 강재를 용융 도금욕에 침지한다. 용융 도금욕의 화학 조성은, 상술한 용융 도금층의 화학 조성이 얻어지도록, 적절히 조정하면 된다. 또한, 용융 도금욕의 온도도 특별히 한정되지는 않고, 용융 도금을 실시 가능한 온도를 적절히 선택할 수 있다. 예를 들어, 도금욕온을, 도금욕의 융점보다 약 20℃ 이상 높은 값으로 해도 된다.

다음으로, 소지 강재를 용융 도금욕으로부터 끌어올린다. 소지 강재의 끌어올림 속도의 제어를 통해, 용융 도금층의 부착량을 제어할 수 있다. 필요에 따라서, 용융 도금층이 부착된 소지 강재에 와이핑을 행하여, 용융 도금층의 부착량을 제어해도 된다. 용융 도금층의 부착량은 특별히 제한되지는 않고, 예를 들어 상술한 범위 내로 할 수 있다.

그리고, 용융 도금층을 냉각한다. 냉각은, 제1 냉각, 제2 냉각, 및 제3 냉각으로 구성된다.

제1 냉각에서는, 소지 강재의 표면에 부착된 용융 금속(용융 도금층)을 급랭한다. 구체적으로는, 360℃ 이상 520℃ 이하의 온도 범위 내에 있는 급랭 정지 온도(제어 냉각 정지 온도)까지, 냉매의 분사 등의 가속 냉각 수단에 의해, 용융 금속을 가속 냉각한다. 급랭 정지 온도란, 가속 냉각을 정지한 시점에서의 용융 도금층의 온도이다. 제1 냉각에 있어서의 평균 냉각 속도는, 15℃/초 이상으로 한다. 또한, 제1 냉각에 있어서의 평균 냉각 속도란, 도금욕의 온도와 급랭 정지 온도의 차를, 소지 강재를 도금욕으로부터 인출한 시점으로부터 가속 냉각을 정지한 시점까지의 경과 시간으로 나눈 값이다.

제2 냉각에서는, 용융 도금층을 서랭한다. 구체적으로는, 상술한 급랭 정지 온도로부터 335℃까지의 온도 범위의 평균 냉각 속도를 5℃/초 이하로 한다. 급랭 정지 온도로부터 335℃까지의 온도 범위의 평균 냉각 속도란, 급랭 정지 온도와 335℃의 차를, 용융 도금층의 온도가 급랭 정지 온도로부터 335℃까지 강하하는 데 요한 시간으로 나눈 값이다. 예를 들어, 가속 냉각을 정지한 후에 용융 도금층을 대기 중에 방치함으로써, 상술한 냉각 속도를 달성할 수 있다. 단, 제조 환경의 기온이 매우 낮은 경우에는, 용융 도금층의 온도 강하 속도를 작게 하기 위한 가열 처리가 필요로 될 수 있다.

제3 냉각에서는, 용융 도금층을 다시 급랭한다. 구체적으로는, 335℃로부터 70℃까지의 온도 범위의 평균 냉각 속도를 70℃/초 이상으로 한다. 335℃로부터 70℃까지의 온도 범위의 평균 냉각 속도란, 335℃와 70℃의 차(265℃)를, 용융 도금층의 온도가 335℃로부터 70℃까지 강하하는 데 요한 시간으로 나눈 값이다. 예를 들어, 용융 도금층의 온도가 335℃ 부근까지 저하된 시점에서, 용융 도금 강재를 수랭함으로써, 상술한 냉각 속도를 달성할 수 있다.

상술한 조건을 충족하도록 용융 도금층을 냉각함으로써, (111)_α//(0001)_MgZn2 방위 관계를 갖는 α상의 양이 25면적％ 이상인 용융 도금층을 형성할 수 있다. 그 이유는, 이하와 같은 것이라고 본 발명자들은 추정하고 있다.

제1 냉각에서는, 용융 금속이 급랭된다. 이에 의해, 용융 금속으로부터, α상 및 MgZn₂상의 양쪽이 정출된다.

이것에 이어지는 제2 냉각에서는, α상 및 MgZn₂상의 양쪽을 정출시킨 용융 도금층을 서랭한다. 이에 의해, α상과 MgZn₂상을 접촉시킨 상태에서, 결정 성장시킬 수 있다. 그 결과, α상과 MgZn₂상의 계면에 있어서의 결정 방위가 정합되어, (111)_α//(0001)_MgZn2 방위 관계를 성립시킨 상태에서, 용융 금속의 응고를 완료시킬 수 있다.

제3 냉각에서는, (111)_α//(0001)_MgZn2 방위 관계가 성립된 α상이 많이 포함되는 용융 도금층을, 다시 급랭한다. 이에 의해, α상으로부터 η상이 석출되는 고상 변태를 억제하여, (111)_α//(0001)_MgZn2 방위 관계를 보존할 수 있다.

[실시예]

실시예에 의해 본 발명의 일 양태의 효과를 더욱 구체적으로 설명한다. 단, 실시예에서의 조건은, 본 발명의 실시 가능성 및 효과를 확인하기 위해 채용한 일 조건예에 지나지 않는다. 본 발명은, 이 일 조건예에 한정되지는 않는다. 본 발명은, 본 발명의 요지를 일탈하지 않고, 본 발명의 목적을 달성하는 한, 다양한 조건을 채용할 수 있다.

소지 강재를 다양한 용융 도금욕에 침지하여, 끌어올림으로써, 용융 도금층을 소지 강재의 표면에 부착시키고, 이어서 다양한 조건 하에서 용융 도금층을 냉각함으로써, 다양한 용융 도금 강재를 제조하였다. 용융 도금층의 화학 조성은, 표 1A 및 표 1B와 같이 하였다. 또한, 용융 도금층의 Fe 함유량에 대해서는, 0.05％ 미만인 경우에는, 표 1A 및 표 1B에 기호 "-"를 기재하였다. 제조 조건은, 표 2A 및 표 2B와 같이 하였다. 또한, 도금층의 금속 조직을 평가하고, 그 결과를 표 3A 및 표 3B에 나타냈다. 또한, 용융 도금 강재의 내파우더링성 및 유수 내식성을 평가하고, 그 결과를 표 4A 및 표 4B에 나타냈다.

용융 도금층의 화학 조성, 및 용융 도금층의 금속 조직의 평가는, 상술한 수단에 의해 행하였다. 또한, 일부의 소지 강재는, 용융 아연 도금 전에 Ni 프리도금되어 있었다. Ni 프리도금의 성분은, 표 1 및 표 1B에 개시된 용융 도금층의 화학 성분에 포함되어 있다.

내파우더링성의 평가는, 이하의 수단에 의해 행하였다. 용융 도금 강재를 굽힘 R이 5㎜인 금형을 사용하여 90° V 굽힘하고, V 굽힘 골부에 폭 24㎜의 셀로판 테이프를 압박 접촉하여 떼어냈다. 그리고, 눈으로 보아 파우더링의 유무를 평가하였다. 테이프에 파우더링 박리분이 부착되지 않은 것을 「AA」 평가, 조금 부착된 것을 「A」 평가, 부착된 것을 「B」 평가로 하였다. 평가 결과가 A 또는 AA인 용융 도금 강재를, 내파우더링성이 우수한 강재로 판단하였다.

유수 내식성의 평가는, 이하의 수단에 의해 행하였다. 용융 도금 강재를 절단하여, 치수 200㎜×100㎜×0.8㎜의 형상의 시험편을 제작하였다. 평가면의 반대측의 면 및 평가면에 있어서의 절단 단부면으로부터 5㎜ 폭의 범위에 테이프를 부착하여, 부식 용액과 접하지 않도록 하였다. 그리고, 수평면에 대하여 60°의 경사각이 부여된 다이에 시험편을 올려 놓았다. 그리고, 시험편을 유수에 노출하는 공정과, 시험편을 건조시키는 공정을 교호로 반복하였다. 유수에 노출하는 공정에서는, 0.5％ NaCl 용액을, 유속 100ml/min으로 6시간 흐르게 하였다. 건조시키는 공정에서는, 18시간, 시험편을 방치하였다. 어느 공정에 있어서도, 시험 환경은 대기로 하고, 그 온도는 25℃로 유지하였다. 336시간이 경과한 시점에서, 도금층의 단위 면적당의 부식 감량을 측정하였다. 부식 감량이 30g/㎡ 이하였던 것을 「AA」 평가, 60g/㎡ 이하였던 것을 「A」 평가, 60g/㎡ 초과였던 것을 「B」 평가로 하였다. 평가 결과가 A 또는 AA인 용융 도금 강재를, 유수 내식성이 우수한 강재로 판단하였다. 또한, 상기 평가 방법에 의하면, 유수 내식성이 높은 용융 도금 강재는, 그 평면부 내식성도 높다고 판단할 수 있다.

[표 1A]

[표 1B]

[표 2A]

[표 2B]

[표 3A]

[표 3B]

[표 4A]

[표 4B]

비교예 b1에서는, 용융 도금층의 Al양이 부족하였다. 그 때문에, 비교예 b1에서는 α상이 부족하였다. 또한, α상과 MgZn₂상이 접하지 않는 상태에서 결정 성장이 발생하였으므로, 비교예 b1에서는, MgZn₂상과의 사이에서 적절한 결정 방위 관계를 갖는 α상의 비율도 부족하였다. 그 결과, 비교예 b1에서는, 내파우더링성 및 유수 내식성의 양쪽이 부족하였다.

비교예 b2에서는, 용융 도금층의 Mg양이 부족하였다. 그 때문에, 비교예 b2에서는 MgZn₂상이 부족하였다. 그 결과, 비교예 b2에서는, 유수 내식성이 부족하였다.

비교예 b3에서는, 용융 도금층의 Mg양이 과잉이었다. 그 때문에, 비교예 b3에서는 무른 MgZn₂상이 과잉이 되어, 내파우더링성 및 유수 내식성의 양쪽이 부족하였다.

비교예 b4에서는, 용융 도금층의 Si양이 과잉이었다. 그 때문에, 비교예 b3의 용융 도금층에는 무른 Si계 화합물이 다량으로 생성되어, 내파우더링성 및 유수 내식성의 양쪽이 부족하였다.

비교예 b5에서는, 용융 도금층의 Al양이 과잉이었다. 그 때문에, 비교예 b5에서는, MgZn₂상과 접하지 않는 상태에서 결정 성장하는 α상의 양이 증대되어, MgZn₂상과의 사이에서 적절한 결정 방위 관계를 갖는 α상의 비율이 작아졌다. 그 결과, 비교예 b5에서는, 유수 내식성이 부족하였다.

비교예 b6에서는, 용융 도금층의 Ca양이 과잉이었다. 그 때문에, 비교예 b6의 용융 도금층에는 무른 Ca계 화합물이 다량으로 생성되어, 내파우더링성 및 유수 내식성의 양쪽이 부족하였다.

비교예 b7 및 비교예 b11에서는, 제1 냉각에 있어서의 평균 냉각 속도가 부족하였다. 그 때문에 비교예 b7 및 비교예 b11에서는, α상과 MgZn₂상이 접하지 않는 상태에서 결정 성장이 발생하여, MgZn₂상과의 사이에서 적절한 결정 방위 관계를 갖는 α상의 비율이 부족하였다. 그 결과, 비교예 b7 및 비교예 b11에서는, 유수 내식성이 부족하였다. 또한, 비교예 b7에서는 내파우더링성도 부족하였다.

비교예 b8 및 비교예 b12에서는, 제2 냉각에 있어서의 평균 냉각 속도가 과잉이었다. 그 때문에 비교예 b8 및 비교예 b12에서는, 서로 접한 상태에 있는 α상 및 MgZn₂상을 충분히 성장시킬 수 없어, MgZn₂상과의 사이에서 적절한 결정 방위 관계를 갖는 α상의 비율이 부족하였다. 그 결과, 비교예 b8 및 비교예 b12에서는, 유수 내식성이 부족하였다.

비교예 b9에서는, 제3 냉각에 있어서의 평균 냉각 속도가 부족하였다. 그 때문에 비교예 b9에서는, 제3 냉각 시에 α상이 Al 풍부한 α상 및 Zn 풍부한 η상으로 분리되어, MgZn₂상과의 사이에서 적절한 결정 방위 관계를 갖는 α상의 비율이 부족하였다. 그 결과, 비교예 b9에서는, 유수 내식성이 부족하였다.

비교예 b10에서는, 용융 도금층의 Sn양이 과잉이었다. 그 때문에, 비교예 b10에서는 내식성이 낮은 Sn계 화합물이 생성되어, 유수 내식성이 부족하였다.

한편, 용융 도금층의 화학 조성 및 금속 조직이 적절하게 제어된, 본 발명에 관한 실시예는, 내파우더링성 및 유수 내식성이 우수하였다.

1: 용융 도금 강재
11: 소지 강재
12: 용융 도금층

Claims

소지 강재와,
상기 소지 강재의 표면에 배치된 용융 도금층을 구비하고,
상기 용융 도금층의 화학 조성이, 질량％로,
Al: 10.00 내지 30.00％,
Mg: 3.00 내지 12.00％,
Sn: 0 내지 2.00％,
Si: 0 내지 2.50％,
Ca: 0 내지 3.00％,
Ni: 0％ 이상 0.25％ 미만,
Cr: 0％ 이상 0.25％ 미만,
Ti: 0％ 이상 0.25％ 미만,
Co: 0％ 이상 0.25％ 미만,
V: 0％ 이상 0.25％ 미만,
Nb: 0％ 이상 0.25％ 미만,
Cu: 0％ 이상 0.25％ 미만,
Mn: 0％ 이상 0.25％ 미만,
Bi: 0％ 이상 5.000％ 미만,
In: 0％ 이상 2.00％ 미만,
Y: 0 내지 0.50％,
La: 0％ 이상 0.50％ 미만,
Ce: 0％ 이상 0.50％ 미만,
Fe: 0 내지 5.00％,
Sr: 0％ 이상 0.50％ 미만,
Sb: 0％ 이상 0.50％ 미만,
Pb: 0％ 이상 0.50％ 미만, 및
B: 0％ 이상 0.50％ 미만
을 함유하고, 잔부가 Zn 및 불순물로 이루어지고,
상기 용융 도금층의 금속 조직이, 입경 0.5 내지 2㎛의 α상을, 5 내지 45면적％ 함유하고,
상기 용융 도금층의 상기 금속 조직이, MgZn₂상을, 15 내지 70면적％ 함유하고,
입경 0.5 내지 2㎛의 상기 α상 중, 인접하는 상기 MgZn₂상에 대하여 (111)_α//(0001)_MgZn2 방위 관계를 갖는 α상의 면적률이, 25 내지 100％인, 용융 도금 강재.
제1항에 있어서,
입경 0.5 내지 2㎛의 상기 α상 중, 인접하는 상기 MgZn₂상에 대하여 (111)_α//(0001)_MgZn2 방위 관계를 갖는 상기 α상의 상기 면적률이, 60 내지 100％인 것을 특징으로 하는 용융 도금 강재.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 용융 도금층의 상기 화학 조성에 있어서, 질량％로,
Mg: 5.00 내지 8.00％,
Sn: 0.05 내지 2.00％인 것을 특징으로 하는 용융 도금 강재.