KR20140002740A - 용융 Ｚｎ-Ａｌ-Ｍｇ계 도금 강판 및 제조방법 - Google Patents

용융 Ｚｎ-Ａｌ-Ｍｇ계 도금 강판 및 제조방법 Download PDF

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마사아키 우라나카
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Abstract

본 발명은 아크 용접 구조 부재에 적합한 강재로서, 버링성, 내용융금속취화균열성 및 용접부의 내식성 모두를 현저하게 향상시킨 용접 구조 부재용 용융 Zn-Al-Mg계 도금 강판을 제공하는 것이다. 본 발명의 용접 구조 부재용 용융 Zn-Al-Mg계 도금 강판은, 소재 강판의 표면에 용융 Zn-Al-Mg계 도금층을 가지고, 소재 강판이 소정의 화학 조성을 가지며, 페라이트상으로 이루어진 매트릭스 중에 평균 입자 직경 20nm 이하의 Ti 함유 석출물이 분산된 금속 조직을 가지며, 하기 수학식 3으로 표시되는 용융 금속 취화 균열 감도 지수 H3값이 2.90 이하가 되는 강철 성분 함유량과 판 두께(t)(mm)의 관계를 갖는 것이다.
수학식 3
Figure pct00019

Description

용융 Ｚｎ-Ａｌ-Ｍｇ계 도금 강판 및 제조방법{STEEL SHEET HOT-DIP-COATED WITH Zn-Al-Mg-BASED SYSTEM, AND PROCESS OF MANUFACTURING SAME}
본 발명은 서스펜션 암이나 서스펜션 멤버 등의 자동차 차대 부재(部材)를 비롯한 각종 아크 용접 구조 부재에 적합한, 내용융금속취화균열성이 우수한 용융 Zn-Al-Mg계 도금 강판, 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
자동차의 서스펜션 암이나 서스펜션 멤버 등의 차대 부재는, 종래, 열연(熱延) 강판을 프레스 성형 등에 의해 소정의 형상으로 성형하고, 이들을 아크 용접법으로 접합한 후, 양이온 전착 도장을 가하여 사용하게 된다. 그러나, 용접 비드부 및 비드 지단부(止端部) 근방부에서는, 아크 용접시의 용접 입열(入熱)에 의해 강판 표면에 Fe 스케일이 생성된다. 주행하는 자동차의 진동에 의해, 그 스케일이 피로에 의해 양이온 전착 도막과 함께 박리되어 버리는 경우가 있고, 그 경우에는, 그 부위에서부터 부식이 진행되어 판 두께 감소가 일어나는 경우가 있다. 이로 인해, 차대 부재에서는 부식에 의한 판 두께 감소량을 예상하여 강도 설계할 필요가 있고, 종래, 충돌 안전성의 관점에서, 인장 강도 340 내지 440MPa급의 판 두께 3 내지 4mm의 열연 강판을 사용하는 경우가 많았다.
최근, 더욱 충돌 안전성의 향상과 경량화가 요망되게 되어, 차대 부재의 강판에는 590MPa 이상의 고강도 강판을 사용하는 니즈가 높아지고 있다. 또한, 장수명화를 위한 방청 성능 향상도 요구되고 있다. 또한, 차대 부재에는 상기의 고강도, 내식성 이외에, 버링성(구멍 확장성)도 요구되고 있다. 버링성은 천공 가공 등에 의해 형성된 구멍이 그 후의 성형 과정에 있어서 균열 없이 성형가능한 것을 나타내는 특성이다.
특허문헌 1에는, 버링성이 우수한 고강도 합금화 용융 아연 도금 강판이 개시되어 있다. 그러나, 아연계 도금 강판에 아크 용접을 가하면, 특히 고온에 노출되는 용접 비드 지단부 근처에서는 도금층이 증발되어 소실되고, 그 부분에 Fe 스케일이 생성되어 버린다. 이로 인해 Fe 스케일마다 도막이 박리되기 쉽다고 하는 종전의 열연 강판의 결점은, 아연계 도금 강판을 사용해도 개선되지 않는다.
특허문헌 2에는, 일반적인 용융 아연 도금 강판보다도 내식성이 높은 용융 Zn-Al-Mg계 합금 도금 강판이 개시되어 있다. 이 예에서는, 금속 조직이, 주상(主相)인 페라이트와, 펄라이트, 베이나이트, 마르텐사이트 중 1종 이상으로 이루어진 2상 조직이며, 이들 2상간의 경도차가 현저하게 상이하기 때문에 양호한 버링성은 수득하기 어렵다.
특허문헌 3에는, 아연계 합금 도금 강재(鋼材)에 있어서 용접시의 액체 금속 취화 균열을 안정적으로 억제하는 것을 목적으로 하여, 합금 성분의 조성에 기초하여 결정되는 액체 금속 취화의 감도 지수 E값이 제안되어 있다. 그러나, 발명자들의 검토에 의하면, 이 문헌의 수법에 따라서도, 용융 Zn-Al-Mg계 합금 도금 강판을 사용한 용접시의 용융 금속 취화 균열을 안정적으로 회피하는 것은 반드시 용이하지는 않는 것을 알 수 있었다.
일본 공개특허공보 제(평)5-263145호 일본 공개특허공보 제2009-228080호 일본 공개특허공보 제2006-249521호
상기한 바와 같이, 아크 용접으로 조립되는 자동차 차대 부재 등의 용접 구조 부재에 고강도 합금화 용융 아연 도금 강판을 사용하면 용접부의 내식성이 불충분하기 때문에 박육화(薄肉化)의 설계가 곤란하다. 또한, 소재(素材) 강판의 금속 조직이 2상 조직인 경우에는 버링성이 양호하지 않다. 또한, 용융 Zn-Al-Mg계 도금 강판의 내용융금속취화균열성에 관해서는 더욱 개선이 요망된다.
본 발명은 이러한 문제를 감안하여, 아크 용접 구조 부재에 적합한 강재로서, 버링성, 내용융금속취화균열성 및 용접부의 내식성 모두를 현저하게 향상시킨 용융 Zn-Al-Mg계 도금 강판을 제공하는 것을 목적으로 한다.
발명자들은 상세하게 연구한 결과, 이하의 지견을 수득하였다.
(i) 아크 용접으로 조립되는 용접 구조 부재에 용융 Zn-Al-Mg계 도금 강판을 사용함으로써 용접부의 내식성을 향상시킬 수 있다.
(ii) 용융 Zn-Al-Mg계 도금 강판에서 문제가 되기 쉬운 아크 용접시의 용융 금속 취화 균열을 억지하기 위해서는, 도금 원판인 소재 강판의 성분 설계에 더하여 당해 소재 강판의 판 두께의 영향을 고려하는 것, 및 용접 시공시의 냉각 과정에서 마르텐사이트 변태(變態) 등에 의한 체적 팽창을 잘 이용하여 냉각시의 열수축에 기인하는 인장 응력을 완화하는 것이 매우 유효하며, 화학 조성과 판 두께의 함수인 「용융 금속 취화 균열 감도 지수」에 의해 내용융금속취화균열이 우수한 소재 강판의 요건을 규정할 수 있다.
(iii) 버링성은, 소재 강판의 금속 조직을, 페라이트상으로 이루어진 매트릭스 중에 평균 입자 직경 20nm 이하의 Ti 함유 석출물이 분산된 조직으로 함으로써 개선된다.
본 발명은 이러한 지견에 기초하여 완성된 것이다. 또한, 상기 특허문헌 3에는 액체 금속 취화의 감도 지수 E값이 제안되어 있지만, 이 문헌에는 액체 금속 취화가 소재의 판 두께의 영향을 받는 것은 개시되어 있지 않으며, 또한 용접 응고시의 금속 조직을 제어함으로써 액체 금속 취화 균열을 억제하는 지견도 나타나 있지 않다.
본 발명에서는, 소재 강판의 표면에 용융 Zn-Al-Mg계 도금층을 갖는 도금 강\판에 있어서, 질량%로, C: 0.010 내지 0.100%, Si: 0.01 내지 1.00%, Mn: 0.50 내지 2.50%, P: 0.005 내지 0.050%, S: 0.001 내지 0.020%, N: 0.001 내지 0.005%, Ti: 0.02 내지 0.20%, B: 0.0005 내지 0.0100%, Al: 0.005 내지 0.100%, Cr: 0 내지 1.00%, Mo: 0 내지 1.00%, Nb: 0 내지 0.10%, V: 0 내지 0.10%, 잔부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어진 화학 조성을 가지고, 또한 페라이트상으로 이루어진 매트릭스 중에 평균 입자 직경 20nm 이하의 Ti 함유 석출물이 분산된 금속 조직을 갖는 소재 강판을 적용한다.
선택 원소인 Cr, Mo를 함유하지 않는 소재 강판으로는, 하기 수학식 1로 표시되는 용융 금속 취화 균열 감도 지수 H1값이 2.84 이하가 되는 강철 성분 함유량과 판 두께(t)(mm)의 관계를 갖는 것이 대상이 된다.
Figure pct00001
선택 원소인 Cr, Mo 중 1종 이상을 함유하는 소재 강판으로는, 하기 수학식 2로 표시되는 용융 금속 취화 균열 감도 지수 H2값이 3.24 이하가 되는 강철 성분 함유량과 판 두께(t)(mm)의 관계를 갖는 것이 대상이 된다.
Figure pct00002
또한, 상기 수학식 1이나 수학식 2 대신에 하기 수학식 3을 적용해도 좋다. 그 경우, 수학식 3으로 표시되는 용융 금속 취화 균열 감도 지수 H3값이 2.90 이하가 되는 강철 성분 함유량과 판 두께(t)(mm)의 관계를 갖는 소재 강판이 대상이 된다. 수학식 3의 H3값은 Cr, Mo 함유의 유무에 관계없이 적용할 수 있는 용융 금속 취화 균열 감도 지수이다.
Figure pct00003
또한, 수학식 1 내지 3의 원소 기호의 개소에는 소재 강판 중에 있어서의 해당 원소의 함유량(질량%)이 대입된다. 또한, 수학식 2 또는 수학식 3의 적용시에 Cr, Mo 중 무첨가 원소가 있는 경우에는, 그 원소 기호의 개소에 0(제로)이 대입된다.
상기 용융 Zn-Al-Mg계 도금 강판의 도금 조성은, 예를 들면, 질량%로, Al: 3.0 내지 22.0%, Mg: 0.05 내지 10.0%, Ti: 0 내지 0.10%, B: 0 내지 0.05%, Si: 0 내지 2.0%, Fe: 0 내지 2.0%, 잔부 Zn 및 불가피적 불순물로 이루어진다.
상기의 용융 Zn-Al-Mg계 도금 강판의 제조방법으로서, 상기 화학 조성 강재 에 열간 압연, 산세(酸洗), 연속 용융 도금 라인에서의 소둔(燒鈍) 및 용융 Zn-Al-Mg계 도금을 순차 실시하는 공정에 의해, 소재 강판의 표면에 용융 Zn-Al-Mg계 도금층을 갖는 도금 강판을 제조할 때,
열간 압연으로 상기 수학식 1로 표시되는 용융 금속 취화 균열 감도 지수 H1값이 2.84 이하, 상기 수학식 2로 표시되는 용융 금속 취화 균열 감도 지수 H2값이 3.24 이하, 또는 상기 수학식 3으로 표시되는 용융 금속 취화 균열 감도 지수 H3값이 2.90 이하가 되는 판 두께(t)(mm)로 압연하고, 권취 온도를 550 내지 680℃로 하고, 연속 용융 도금 라인에서의 소둔 온도를 500 내지 700℃로 하는, 용접 구조 부재용 용융 Zn-Al-Mg계 도금 강판의 제조방법이 제공된다. 여기에서, 상기 수학식 1 내지 수학식 3의 어느 것을 적용할지에 관해서는 상기한 바와 같다. 판 두께(t)는, 예를 들면, 1.5 내지 6.0mm, 바람직하게는 2.0 내지 4.0mm이다.
본 발명에 의하면, 버링 가공성이 양호하고, 아크 용접시에 용융 금속 취화 균열이 일어나지 않고, 아크 용접부의 내식성이 우수한 용접 구조용 용융 Zn-Al-Mg계 도금 강판을 제공할 수 있다.
도 1은 보스 용접 시험재의 형상을 설명하는 사시도.
도 2는 보스 용접 시험재를 제작하는 순서를 설명하는 단면도.
도 3은 겹치기 필릿 용접 이음매의 모식도.
도 4는 복합 사이클 부식 시험의 조건.
도 5는 용융 금속 취화 균열 감도 지수 H1과 최대 모재(母材) 균열 깊이의 관계를 도시하는 그래프.
도 6은 용융 금속 취화 균열 감도 지수 H2와 최대 모재 균열 깊이의 관계를 도시하는 그래프.
도 7은 용융 금속 취화 균열 감도 지수 H3과 최대 모재 균열 깊이의 관계를 도시하는 그래프.
이하, 강철 조성 및 도금 조성에 있어서의 「%」는 특별히 언급하지 않는 한 「질량%」를 의미한다.
[소재 강판의 성분]
<C: 0.01 내지 0.10%>
C는 Ti를 함유하는 탄화물을 형성하고, 매트릭스인 페라이트상 중에 미세 석출함으로써, 강철의 강도를 확보하는 역할을 담당하는 원소이다. C 함유량이 0.01% 미만인 경우에는 자동차 차대 부재 등의 용접 구조 부재에 적합한 고강도(예를 들면, 590MPa 이상)를 수득하는 것이 어려운 경우가 있고, 0.10%를 초과하면 석출물의 조대화나 베이나이트 등의 제2상 조직이 형성되기 쉬워 버링성의 저하 요인이 된다.
<Si: 0.01 내지 1.00%>
Si도, 강철의 강도를 확보하는 역할을 담당하는 원소이다. 게다가, 고강도화에 유효한 다른 원소에 비해 첨가량을 늘려도 가공성을 열화시키기 어렵기 때문에, 고강도화에 있어서 유효한 원소이다. 이러한 작용을 충분히 수득하기 위해서는 0.01% 이상의 Si 첨가가 필요하다. 단, 1.00%를 초과하면 용융 도금 라인에서의 가열시에 강판 표면에 산화물이 형성되기 쉬워져, 도금성을 저해한다.
<Mn: 0.50 내지 2.50%>
Mn은 고용(固溶) 강화에 유효한 원소이다. Mn 함유량이 0.50% 미만인 경우에는 590MPa 이상의 강도를 안정적으로 수득하는 것이 어렵고, 2.50%를 초과하면 편석(偏析)이 생기기 쉬워져 버링성이 저하되는 경우가 있다.
<P: 0.005 내지 0.050%>
P도, 고용 강화에 유효한 원소이며, 0.005% 이상의 함유가 효과적이다. 단, 0.050%를 초과하면 편석이 생기기 쉬워 버링성이 저하되는 경우가 있다.
<S: 0.001 내지 0.020%>
S는 Ti나 Mn과 황화물을 형성하기 쉽고, 이들 황화물은 강판의 버링성을 저하시킨다. 여러가지로 검토한 결과, S는 0.020% 이하로 할 필요가 있다. 단, 과잉 탈황은 제조 불가를 증대시키기 때문에, 통상적으로 0.001% 이상의 S 함유량으로 하면 좋다.
<N: 0.001 내지 0.005%>
N은 강철 중에 고용 N으로서 잔존하면 BN을 생성하고, 내용융금속취화균열성에 유효한 B 양의 감소로 이어진다. 검토 결과, N 함유량은 0.005% 이하로 제한되지만, 통상적으로 0.001% 정도의 N이 존재하고 있어도 문제없다.
<Ti: 0.02 내지 0.20%>
Ti는 N과의 친화성이 높고, 강철 중의 N을 TiN으로서 고정시키기 때문에, Ti를 첨가하는 것은 내용융금속취화균열성을 높이는 B 양을 확보하는데 있어서 매우 유효하다. 또한, Ti는 C와 결합하여 미세한 탄화물을 형성시키는데 필요하여, 본 발명에 있어서의 중요한 원소의 하나이다. 이들 작용을 충분히 수득하기 위해서는 0.02% 이상의 Ti 함유가 필요하다. 단, 0.20%를 초과하면 가공성의 저하를 초래하는 경우가 있다.
<B: 0.0005 내지 0.0100%>
B는 결정립계로 편석하여 원자간 결합력을 향상시켜 용융 금속 취화 균열의 억제에 유효한 원소이다. 그 작용은 0.0005% 이상의 B 함유에 의해 발휘된다. 한편, B 함유량이 0.0100%를 초과하면 붕화물을 생성하여 가공성의 열화를 초래하기 쉬워진다.
<Al: 0.005 내지 0.100%>
Al은 제강(製鋼)시에 탈산재로서 첨가된다. 그 작용을 수득하기 위해서는 0.005% 이상의 Al 함유가 요망된다. 단, Al 함유량이 0.100%를 초과하면 연성(延性)의 저하를 초래할 우려가 있다.
<Cr: 0 내지 1.00%>
Cr은 B와 같이, 아크 용접의 냉각 과정에서 열 영향부의 오스테나이트 입계로 편석하여 용융 금속 취화 균열을 억제하는 작용을 나타낸다. 이로 인해 필요에 따라 함유시킬 수 있다. Cr을 함유시키는 경우에는 0.10% 이상의 함유량을 확보하는 것이 보다 효과적이다. 단, 과잉의 Cr 함유는 가공성을 저하시키는 요인이 되기 때문에 Cr 함유량은 1.00% 이하로 제한된다.
<Mo: 0 내지 1.00%>
Mo는 Cr, B와 같이, 아크 용접의 냉각 과정에서 열 영향부의 오스테나이트 입계로 편석하여 용융 금속 취화 균열을 억제하는 작용을 나타낸다. 이로 인해 필요에 따라 함유시킬 수 있다. Mo를 함유시키는 경우에는 0.05% 이상의 함유량을 확보하는 것이 보다 효과적이다. 단, Mo는 고가의 원소이기 때문에 Mo를 첨가하는 경우에는 1.00% 이하의 범위에서 실시한다.
<Nb: 0 내지 0.10%>
Nb는 가열 및 열연 중의 오스테나이트 결정립의 조대화를 방지하여 냉각 후의 페라이트 결정립의 미세화에 유효하다. 또한, C를 함유하는 복합 탄화물을 형성하여 강도 상승에도 기여한다. 이로 인해 Nb는 필요에 따라 함유할 수 있다. Nb를 함유시키는 경우에는 0.01% 이상의 함유량을 확보하는 것이 보다 효과적이다. 단, 과잉의 Nb 함유는 비경제적이기 때문에 Nb를 첨가하는 경우에는 0.10% 이하의 범위에서 실시한다.
<V: 0 내지 0.10%>
V는 Nb와 같이 가열 및 열연 중의 오스테나이트 결정립의 조대화를 방지하여 페라이트 결정립의 미세화에 유효해진다. 또한, Ti와 같이 C를 함유하는 복합 탄화물을 형성하여 강도 상승에도 기여한다. 이로 인해 필요에 따라 함유할 수 있다. V를 함유시키는 경우에는 0.05% 이상의 함유량을 확보하는 것이 보다 효과적이다. 단, 과잉의 V 함유는 비경제적이기 때문에 V를 첨가하는 경우에는 0.10% 이하의 범위에서 실시한다.
〔H1값〕
H1값은 선택 원소인 Cr, Mo를 함유하지 않는 경우에 적용되는 용융 금속 취화 균열 감도 지수이다. 이 값이 큰 재료는 용융 금속 취화 균열에 의해 발생하는 최대 균열 깊이가 커진다. H1값은 소재 강판(도금 원판)의 강철 성분 함유량과 판 두께(t)(mm)의 함수이며, 수학식 1에 의해 정의된다.
수학식 1
Figure pct00004
여기에서 수학식 1의 원소 기호의 개소에는 소재 강판 중에 있어서의 해당 원소의 함유량(질량%)이 대입되고, t의 개소에는 도금 원판인 소재 강판의 평균 판 두께가 0.1mm의 단위로 대입된다(후술 수학식 2 및 수학식 3에 있어서 동일).
용융 금속 취화 균열은 용접의 냉각 과정에서 용접 금속 및 모재 열 영향부에 열수축에 기인하는 인장 응력이 발생하고 있을 때에, 그 모재 표면에 용융 상태로 존재하는 도금 금속이 모재의 결정립계에 침입하여 균열을 야기하는 현상이다. 특히 용접 지단부에 매우 가까운 모재 표면에서부터 균열이 발생하기 쉽다. Zn-Al-Mg계 도금 금속은 약 400℃ 정도가 될 때까지는 용융 상태를 유지하고 있다. 이로 인해, 용접 후의 냉각 과정에서 재료 온도가 약 400℃ 이상일 때의 인장 응력을 가능한 한 완화하는 것이 용융 금속 취화 균열을 억제하는데 있어서 유효해진다.
본 발명에서는, 그 인장 응력의 완화 수법으로서, 모재(소재 강판)의 마르텐사이트 변태 등에 의한 체적 팽창을 이용한다. 본 발명에서 대상으로 하는 강철종은 상기한 바와 같이 매트릭스가 페라이트 단상(單相)으로 조정된 것이지만, 아크 용접시에는 급랭되기 때문에 열 영향부에서 마르텐사이트 변태가 일어난다. 수학식 1의 C, Si, Mn은 강철 성분 중에서도 마르텐사이트 변태 개시 온도(Ms점)를 저온측으로 이행시키는 작용이 큰 원소이다. 이들 원소의 함유량을 규제하여 마르텐사이트 변태가 용융 금속 취화 균열이 발생하기 쉬운 400℃ 이상의 영역에서 일어나도록 한다. 마르텐사이트 변태에 따르는 체적 팽창을 이용하여 용융 금속 취화 균열의 원인이 되는 인장 응력을 완화하는 것이다.
수학식 1 우변의 판 두께(t)의 항은, 판 두께가 커질수록 냉각 속도가 저하되는 것이나 인장 응력이 증대되기 때문에「강철 성분에 의한 Ms점 저하에 대한 기여」에 대한 요구가 한층 엄격해지는 것을 고려한 것이다. 종래, 아연계 합금 도금 강판의 내용융금속취화균열성을 개선하는 수법으로서 강철 성분의 함유량을 조정하는 시도는 많이 이루어져 왔다. 그러나, 이들 수법에 따른 경우에도 용융 금속 취화 균열을 충분히 전부 회피할 수 없어 문제가 되는 경우가 있었다. 발명자들은 상세하게 검토한 결과, 소재 강판의 판 두께에 의해 인장 응력의 발생 상황이 변하는 것을 고려함으로써 다양한 판 두께에 대응할 수 있는 용융 금속 취화 균열 감도 지수 H1값 및 후술의 H2값, H3값을 설정하기에 이르렀다.
각 강철 성분의 함유량이 상기의 범위에 있고 Cr, Mo를 함유하지 않는 소재 강판을 도금 원판으로 하는 용융 Zn-Al-Mg계 도금 강판의 경우, H1값이 2.84 이하가 되도록 소재 강판의 강철 성분 함유량과 판 두께의 관계를 조정함으로써, 아크 용접에 있어서의 용융 금속 취화 균열을 현저하게 억제할 수 있다. 그 내용융금속취화균열성은 후술하는 용융 금속 취화 균열 시험에 의한 엄격한 평가 방법으로 최대 균열 깊이가 0.1mm 이하가 되는 것으로, 실용상 우수한 특성을 가진다.
〔H2값〕
H2값은 선택 원소인 Cr, Mo 중 1종 이상을 함유하는 경우에 적용되는 용융 금속 취화 균열 감도 지수이며, 수학식 2에 의해 정의된다. 이 값이 큰 재료는 용융 금속 취화 균열에 의해 발생하는 최대 균열 깊이가 커진다.
수학식 2
Figure pct00005
H2값은 상기의 H1값과 같이, 소재 강판(도금 원판)의 강철 성분 함유량과 판 두께(t)(mm)의 함수이다. Ms점을 저온측으로 이행시키는 작용이 있는 Cr, Mo의 항을 갖는 점에서 H1값과 상이하지만, H2값의 기술적 의미는 H1값과 공통된다. 각 강철 성분의 함유량이 상기의 범위에 있고 Cr, Mo 중 1종 이상을 함유하는 소재 강판을 도금 원판으로 하는 용융 Zn-Al-Mg계 도금 강판의 경우, H2값이 3.24 이하가 되도록 소재 강판의 화학 조성과 판 두께의 관계를 조정함으로써, 아크 용접에 있어서의 용융 금속 취화 균열을 현저하게 억제할 수 있다. 그 내용융금속취화균열성은 후술하는 용융 금속 취화 균열 시험에 의한 엄격한 평가 방법으로 최대 모재 균열 깊이가 0.1mm 이하가 되는 것으로, 실용상 우수한 특성을 가진다.
〔H3값〕
H3값은 선택 원소인 Cr, Mo의 함유의 유무에 관계없이 적용가능한 용융 금속 취화 균열 감도 지수이며, 수학식 3에 의해 정의된다. 이 값이 큰 재료는 용융 금속 취화 균열에 의해 발생하는 최대 균열 깊이가 커진다.
수학식 3
Figure pct00006
H3값의 기술적 의미는 H1값, H2값과 공통되지만, H3값을 사용하면 선택 원소인 Cr, Mo의 함유의 유무에 관계없이 일정한 상한값 2.90에 의해 내용융금속취화균열성을 평가할 수 있다. H3값≤2.90의 규정에 따르면, Cr, Mo 중 1종 이상을 함유하는 경우, H2값≤3.24의 규정에서는 형식적으로 규정 범위외가 됨에도 불구하고 실제로는 우수한 내용융금속취화균열성을 나타내는 소재 강판을, 보다 정밀하게 규정 범위내로 하여 채용할 수 있다. 예를 들면, Cr, Mo 중 1종 이상을 미량으로 함유하는 경우, H1값은 형식적으로 적용할 수 없고, 또한 H2≤3.24의 규정은 Cr, Mo가 비교적 다량으로 함유되는 경우를 안전하게 평가할 수 있도록 상한값을 H1값의 2.84에서부터 3.24로 끌어 올리고 있는 관계에서, 실제로는 우수한 내용융금속취화균열성을 나타냄에도 불구하고 H2≤3.24로부터 형식적으로 벗어나 버리는 경우가 있다. H3값은 그러한 소재 강판도 가능한 한 낭비 없이 합격이라고 판정하는 것을 가능하게 하기 위한, 개선된 용융 금속 취화 균열 감도 지수이다.
〔금속 조직〕
<매트릭스>
버링성을 향상시키기 위해서, 소재 강판의 금속 조직은 매트릭스(강철 소지(素地))가 연성이 양호한 페라이트 단상인 것이 유효하다.
<페라이트상 중에 분산되어 있는 평균 입자 직경 20nm 이하의 Ti 함유 석출물>
본 발명에 따르는 강판의 금속 조직은 매트릭스가 페라이트 단상이지만, Ti를 함유하는 석출물이 열간 압연시에 석출되고, 그 석출 강화 작용에 의해 강도가 상승되고 있어, 약 600MPa 정도 이상의 인장 강도를 나타낸다. 또한, 버링성의 향상에는, 이 Ti 함유 석출물이 페라이트의 매트릭스 중에 미세하게 분산되어 있는 것이 유효하다. 여러 가지로 검토한 결과, 버링성과 인장 강도 약 600MPa 레벨 이상의 고강도를 양립시키기 위해서는, 페라이트상 중에 분산되어 있는 Ti 함유 석출물의 평균 입자 직경이 20nm 이하인 것이 매우 유효하다. 이러한 금속 조직은 열간 압연의 권취 온도 및 용융 도금 라인에서의 소둔 온도를 적정화함으로써 수득된다.
〔제조방법〕
상기의 내용융금속취화균열성과 버링성이 우수한 용융 Zn-Al-Mg계 도금 강판은, 예를 들면, 성분 조정된 강재(연속 주조 슬래브 등)에, 열간 압연, 산세, 연속 용융 도금 라인에서의 소둔 및 용융 Zn-Al-Mg계 도금을 순차 실시하는 공정에 의해 제조할 수 있다. 이하, 그 경우의 제조 조건을 예시한다.
<열간 압연에서의 판 두께 조정>
용융 금속 취화 균열 감도 지수 H1값, H2값 또는 H3값을 상기의 범위로 컨트롤하기 위해서는, 강철을 용제(溶劑)하는 시점에서의 성분 조정과, 압연하는 시점에서의 판 두께 조정이 필요하다. 상기의 제조 공정에서는 냉간 압연을 거치지 않기 때문에, 소재 강판(도금 원판)의 판 두께 조정은 기본적으로 열간 압연에 있어서 실시한다. 구체적으로 H1값≤2.84, H2값≤3.24 또는 H3값≤2.90을 충족시키도록 열간 압연으로 판 두께(t)(mm)를 컨트롤한다.
<열간 압연에서의 권취 온도: 550 내지 680℃>
소재 강판의 금속 조직을 페라이트 단상으로 하기 위해서 그리고 평균 입자 직경 20nm 이하의 Ti 함유 석출물의 석출량을 충분히 확보하기 위해서, 권취 온도는 550 내지 680℃로 한다. 권취 온도가 550℃ 미만인 경우에는, Ti 함유 석출물의 석출량이 불충분해져 강도가 저하된다. 또한, 베이나이트 등의 제2상 조직이 생성되기 쉬워져 버링성을 저하시키는 요인이 된다. 한편, 권취 온도가 680℃를 초과하면 석출물의 조대화가 일어나, 강도 저하 및 버링성 저하를 초래한다.
<연속 용융 도금 라인에서의 소둔 온도: 550 내지 700℃>
소둔 온도가 550℃ 미만인 경우에는 강판 표면이 충분히 환원되지 않아 도금성이 저하된다. 한편, 소둔 온도가 700℃를 초과하면 석출물의 조대화가 일어나 강도 저하 및 버링성 저하를 초래한다.
<용융 Zn-Al-Mg계 도금>
본 발명에서는, 공지의 용융 Zn-Al-Mg계 도금의 수법을 적용할 수 있다.
도금층 중의 Al은, 도금 강판의 내식성을 향상시키는 작용을 가진다. 또한, 도금욕 중에 Al을 함유시킴으로써 Mg 산화물계 드로스 발생을 억제하는 작용도 있다. 이들 작용을 충분히 수득하기 위해서는 용융 도금의 Al 함유량을 3.0% 이상으로 할 필요가 있고, 4.0% 이상으로 하는 것이 보다 바람직하다. 한편, Al 함유량이 22.0%를 초과하면, 도금층과 소재 강판의 계면에서 Fe-Al 합금층의 성장이 현저해져, 도금 밀착성이 나빠진다. 우수한 도금 밀착성을 확보하기 위해서는 15.0% 이하의 Al 함유량으로 하는 것이 바람직하며, 10.0% 이하로 하는 것이 보다 바람직하다.
도금층 중의 Mg는, 도금층 표면에 균일한 부식 생성물을 생성시켜 당해 도금 강판의 내식성을 현저하게 향상시키는 작용을 나타낸다. 그 작용을 충분히 발휘시키기 위해서는 용융 도금의 Mg 함유량을 0.05% 이상으로 할 필요가 있고, 2.0% 이상을 확보하는 것이 바람직하다. 한편, Mg 함유량이 10.0%를 초과하면 Mg 산화물계 드로스가 발생하기 쉬워지는 폐해가 커진다. 보다 고품질의 도금층을 수득하기 위해서는 5.0% 이하의 Mg 함유량으로 하는 것이 바람직하며, 4.0% 이하로 하는 것이 보다 바람직하다.
용융 도금욕 중에 Ti, B를 함유시키면, 용융 Zn-Al-Mg계 도금 강판에 있어서 반점상의 외관 불량을 가하는 Zn11Mg2상의 생성·성장이 억제된다. Ti, B는 각각 단독으로 함유시켜도 Zn11Mg2상의 억제 효과는 생기지만, 제조 조건의 자유도를 대폭 완화시키는데 있어서, Ti 및 B를 복합으로 함유시키는 것이 바람직하다. 이들의 효과를 충분히 수득하기 위해서는, 용융 도금의 Ti 함유량은 0.0005% 이상, B 함유량은 0.0001% 이상으로 하는 것이 효과적이다. 단, Ti 함유량이 지나치게 많아지면, 도금층 중에 Ti-Al계의 석출물이 생성되고, 도금층에 「버트」라고 불리는 요철이 생겨서 외관을 손상시키게 된다. 이로 인해, 도금욕에 Ti를 첨가하는 경우에는 0.10% 이하의 함유량 범위로 할 필요가 있고, 0.01% 이하로 하는 것이 보다 바람직하다. 또한, B 함유량이 지나치게 많아지면, 도금층 중에 Al-B계 또는 Ti-B계의 석출물이 생성·조대화되어, 역시 「버트」라고 불리는 요철이 생겨 외관을 손상시키게 된다. 이로 인해, 도금욕에 B를 첨가하는 경우에는 0.05% 이하의 함유량 범위로 할 필요가 있고, 0.005% 이하로 하는 것이 보다 바람직하다.
용융 도금욕 중에 Si를 함유시키면 상기 Fe-Al 합금층의 성장이 억제되어, 용융 Zn-Al-Mg계 도금 강판의 가공성이 향상된다. 또한, 도금층 중의 Si는 도금층의 흑변화를 방지하여, 표면의 광택성을 유지하는데 있어서도 유효하다. 이러한 Si의 작용을 충분히 끌어내기 위해서는 용융 도금의 Si 함유량을 0.005% 이상으로 하는 것이 효과적이다. 단, 과잉으로 Si를 첨가하면 용융 도금욕 중의 드로스량이 많아지기 때문에, 도금욕에 Si를 함유시키는 경우에는 2.0% 이하의 함유량 범위로 한다.
용융 도금욕 중에는 소재 강판이나 포트 구성 부재 등으로부터 어느 정도의 Fe가 혼입되어 온다. Zn-Al-Mg계 도금에 있어서, 도금욕 중의 Fe는 2.0% 정도까지 함유가 허용된다. 도금욕 중에는, 그 밖의 원소로서, 예를 들면, Ca, Sr, Na, 희토류 원소, Ni, Co, Sn, Cu, Cr, Mn 중 1종 이상이 혼입되어도 상관없지만, 이들의 합계 함유량은 1질량% 이하인 것이 바람직하다. 또한, 용융 도금욕 조성은 거의 그대로 용융 도금 강판의 도금층 조성에 반영된다.
실시예
《실시예 1》
표 1에 조성을 기재하는 각 강철을 용제(溶製)하고, 그 슬래브를 1250℃로 가열한 후, 마무리 압연 온도 880℃, 권취 온도 530 내지 700℃에서 열간 압연하고, 열연 강대(鋼帶)를 수득하였다. 열연 강대의 판 두께와, 상기의 H1값 또는 H2값은 표 1 중에, 권취 온도는 표 4 중에 각각 기재되어 있다.
Figure pct00007
열연 강대를 산세한 후, 연속 용융 도금 라인에서, 수소-질소 혼합 가스 중550 내지 730℃에서 소둔을 실시하고, 약 420℃까지 평균 냉각 속도 5℃/sec으로 냉각시켜 소재 강판(도금 원판)으로 하고, 그 후, 강판 표면이 대기에 노출되지 않는 상태 그대로 하기의 도금욕 조성을 갖는 용융 Zn-Al-Mg계 도금욕 중에 침지한 후 끌어 올려, 가스 와이핑법으로 도금 부착량을 한 면당 약 90g/㎡로 조정한 용융 Zn-Al-Mg계 도금 강판을 수득하였다. 도금욕 온도는 약 410℃이었다. 각 강철의 소둔 온도도 표 4에 함께 기재되어 있다.
〔도금욕 조성(질량%)〕
Al: 6.0%, Mg: 3.0%, Ti: 0.002%, B: 0.0005%, Si: 0.01%, Fe: 0.1%, Zn: 잔부
〔석출물의 평균 입자 직경〕
채취한 용융 Zn-Al-Mg계 도금 강판 샘플로부터 제작한 박막을 투과형 전자현미경(TEM)에 의해 관찰하고, Ti 함유 석출물이 30개 이상인 석출물이 함유되는 일정한 영역 내의 당해 석출물의 입자 직경(장직경)을 측정하고, 그 평균값을 Ti 함유 석출물의 평균 입자 직경으로 하였다.
〔인장 특성〕
시험편의 길이 방향이 소재 강판의 압연 방향에 대해 직각이 되도록 채취한 JIS5호 시험편을 사용하고, JISZ2241에 준거하여 인장 강도(TS), 전체 연신(T.EL) 을 구하였다.
〔구멍 확장성〕
용융 Zn-Al-Mg계 도금 강판으로부터 90×90mm의 샘플을 채취하고, 이것을 구멍 확장성 시험을 위한 소판(블랭크재)으로 하였다. 이 소판의 중앙에 펀치와 다이스를 사용하여 천공하여 구멍을 뚫었다. 펀치의 직경(D0)은 10.0mm, 다이스는 클리어런스가 판 두께의 12%가 되는 것을 선택하였다. 천공한 상태 그대로의 구멍에, 버의 반대측으로부터 꼭지각 60°의 펀치를 밀어 넣고, 초기 구멍을 확대하였다. 그 때, 펀치의 이동 속도는 10mm/min으로 하였다. 강판의 구멍이 확대되어 판 두께 방향으로 균열이 관통한 시점에서 펀치를 멈추고, 구멍의 내경(Db)을 측정하였다. 그리고, (Db-D0)/D0×100(%)으로 정의되는 구멍 확장율(λ) 을 구하였다. λ이 60% 이상이면 용접 구조 부재의 많은 용도에 있어서 문제가 없는 버링성을 갖는다고 평가할 수 있지만, 여기에서는 보다 엄격한 기준으로서 λ가 70% 이상인 것을 합격이라고 판정하였다.
〔용융 금속 취화 균열성의 평가〕
용융 금속 취화 특성은 다음의 순서에 의해 용접 시험을 실시하여 평가하였다.
용융 Zn-Al-Mg계 도금 강판으로부터 100mm×75mm의 샘플을 잘라내고, 이것을 용융 금속 취화에 기인하는 최대 균열 깊이를 평가하기 위한 시험편으로 하였다. 용접 시험은, 도 1에 도시하는 외관의 보스 용접재를 작성하는 「보스 용접」을 실시하고, 그 용접부 단면을 관찰하여 균열의 발생 상황을 조사하였다. 즉, 시험편(3)의 판면 중앙부에 직경 20mm×길이 25mm의 봉강(俸鋼)(JIS에 규정되는 SS400재)으로 이루어진 보스(돌기)(1)를 수직으로 세우고, 이 보스(1)를 시험편(3)에 아크 용접으로 접합하였다. 용접 와이어는 YGW12를 사용하고, 용접 개시점에서부터 용접 비드(6)가 보스의 주위를 한바퀴 돌고, 용접 시점을 지난 후에도 다시 조금 용접을 진행하여 용접 개시점을 지나 용접 비드가 겹치는 부분(8)이 생긴 시점에서 용접을 종료로 하였다. 용접 조건은, 190A, 23V, 용접 속도 0.3m/min, 실드 가스: Ar-20vol.% CO2, 실드 가스 유량: 20L/min으로 하였다.
또한, 용접시에는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 미리 시험편(3)을 구속판(拘束板)(4)과 접합해 둔 것을 사용하였다. 접합체는, 우선 120mm×95mm×판 두께 4mm의 구속판(4)(JIS에 규정되는 SS400재)을 준비하고, 이 판면 중앙부에 시험편(3)을 두고, 그 후, 시험편(3)의 전체 둘레를 구속판(4)에 용접한 것이다. 상기의 보스 용접 재의 제작은, 이 접합체(시험편(3)과 구속판(4))를 수평한 실험대(5) 위에 클램프(2)로 고정시키고, 이 상태에서 보스 용접을 실시한 것이다.
보스 용접 후, 보스(1)의 중심축을 지나고, 또한 상기의 비드가 겹치는 부분(8)을 통과하는 절단면(9)에서, 보스(1)/시험편(3)/구속판(4)의 접합체를 절단하고, 그 절단면(9)에 관해서 현미경 관찰을 실시하여, 시험편(3)에 관찰된 균열의 최대 깊이를 측정하고, 이것을 최대 모재 균열 깊이로 하였다. 이 균열은 용융 금속 취화 균열에 해당하는 것이다. 최대 모재 균열 깊이가 0.1mm 이하인 것을 합격, 0.1mm를 초과하는 것을 불합격으로서 평가하였다.
〔용접부의 내식성 평가〕
용융 Zn-Al-Mg계 도금 강판으로부터 100mm×100mm의 샘플을 채취하고, 동종의 샘플 2장을 하기에 나타내는 용접 조건으로, 도 3에 모식적으로 도시하는 바와 같이 겹치기 필릿 아크 용접으로 접합하였다. 그 후, 표 2에 기재하는 조건으로 표면 조정과 인산염 처리를 가하고, 표 3에 기재하는 조건으로 양이온 전착 도장을 가하였다. 양이온 전착 도장한 샘플에, 진동에 의한 피로를 시뮬레이트하기 위해 용접 방향과 수직 방향으로 응력 50N/m㎡, 시험 회수 1×105회의 시험 조건으로 피로 시험을 가한 후, 도 4에 도시하는 조건의 복합 부식 시험(CCT)에 제공하여, CCT250 사이클 후의 붉은 녹 발생 유무를 조사하였다. 용접부에 붉은 녹의 발생이 확인되지 않는 것을 ○(양호), 그 이외를 ×(불량)라고 판정하였다.
용접 조건은 이하와 같다.
·용접 전류: 150A
·아크 전압: 20V
·용접 속도: 0.4m/min
·용접 와이어: YGW14
·실드 가스: Ar-20vol.%CO2, 유량 20L/min
이상의 시험 결과를 표 4에 기재한다.
Figure pct00008
Figure pct00009
Figure pct00010
본 발명예의 것은, 어느 것이나 구멍 확장율(λ)이 70% 이상, 최대 모재 균열 깊이가 0.1mm 이하이며, 우수한 버링성과 내용융금속취화균열성을 겸비하고 있다. 또한, 인장 강도(TS) 590MPa 이상의 고강도와 용접부에서의 양호한 내식성을 가져 자동차 차대 부재용 재료에 적합하다.
이것에 대해, 번호 22는 Ti 양이 많기 때문에 석출물 입자 직경이 크고, 구멍 확장성이 낮다. 번호 23은 C 양이 낮기 때문에 충분한 인장 강도가 수득되고 있지 않다. 번호 24는 P 양이 많기 때문에 구멍 확장성이 낮다. 번호 25는 B 양이 낮기 때문에 최대 모재 균열 깊이가 크다. 번호 26, 27, 29, 31, 32는 H1값 또는 H2값이 높기 때문에 최대 모재 균열 깊이가 크다. 번호 28은 C 함유량과 H1값이 높기 때문에, 또한 번호 30은 Mn 함유량과 H1값이 높기 때문에, 이들은 모두 구멍 확장성이 떨어지고 최대 모재 균열 깊이도 크다. 번호 33은 열간 압연에서의 권취 온도가 낮기 때문에 베이나이트상이 생성되고, 구멍 확장성이 낮다. 번호 34는 열간 압연에서의 권취 온도가 높기 때문에, 또한 번호 35는 연속 용융 도금 라인에서의 소둔 온도가 높기 때문에, 이들은 모두 Ti 함유 석출물의 입자 직경이 크고, 구멍 확장성이 낮다.
도 5에, 용융 금속 취화 균열 감도 지수 H1과 최대 모재 균열 깊이의 관계를 도시한다.
도 6에, 용융 금속 취화 균열 감도 지수 H2와 최대 모재 균열 깊이의 관계를 도시한다.
《실시예 2》
표 5에 조성을 기재하는 각 강철을 용제하고, 실시예 1과 같은 제조 조건으로 용융 Zn-Al-Mg계 도금 강판을 수득하였다. 열연 강대의 판 두께와, 상기의 H3은 표 5 중에, 권취 온도는 표 6 중에 각각 기재되어 있다.
Figure pct00011
각 용융 Zn-Al-Mg계 도금 강판에 관해서, 실시예 1과 같은 수법으로 각종 시험을 실시하여, 특성을 평가하였다. 그 결과를 표 6에 기재한다.
Figure pct00012
본 발명예의 것은, 어느 것이나 구멍 확장율(λ)이 70% 이상, 최대 모재 균열 깊이가 0.1mm 이하이며, 우수한 버리성과 내용융금속취화균열성을 겸비하고 있다. 또한, 인장 강도(TS)가 590MPa 이상인 고강도와 용접부에서의 양호한 내식성을 가져, 자동차 차대 부재를 비롯한 각종 용접 구조 부재용의 재료에 적합하다.
이에 반해, 번호 72는 Ti 양이 많기 때문에 석출물 입자 직경이 크고, 구멍 확장성이 낮다. 번호 73은 C 양이 낮기 때문에 충분한 인장 강도가 수득되고 있지 않다. 번호 74는 P 양이 많기 때문에 구멍 확장성이 낮다. 번호 75는 B 양이 낮기 때문에 최대 모재 균열 깊이가 크다. 번호 76, 77, 79, 81, 82는 H3값이 높기 때문에 최대 모재 균열 깊이가 크다. 번호 78은 C 함유량과 H3값이 높기 때문에, 또한 번호 80은 Mn 함유량과 H3값이 높기 때문에, 이들은 모두 구멍 확장성이 떨어지고 최대 모재 균열 깊이도 크다. 번호 83은 열간 압연에서의 권취 온도가 낮기 때문에 베이나이트상이 생성되고, 구멍 확장성이 낮다. 번호 84는 열간 압연에서의 권취 온도가 높기 때문에, 또한 번호 85는 연속 용융 도금 라인에서의 소둔 온도가 높기 때문에, 이들은 모두 Ti 함유 석출물의 입자 직경이 크고, 구멍 확장성이 낮다.
도 7에, 용융 금속 취화 균열 감도 지수 H3과 최대 모재 균열 깊이의 관계를 도시한다. 선택 원소인 Cr, Mo의 함유의 유무에 관계없이, H3≤2.90을 충족시킴으로써 용융 금속 취화 균열 감수성을 정밀하게 평가할 수 있는 것을 알 수 있다.
1 보스
2 클램프
3 시험편
4 구속판
5 실험대
6 용접 비드
7 시험편 전체 둘레 용접부의 용접 비드
8 용접 비드의 겹치는 부분
9 절단면
18 용융 Zn-Al-Mg계 도금 강판 샘플
19 용접 금속

Claims (10)

  1. 소재(素材) 강판의 표면에 용융 Zn-Al-Mg계 도금층을 갖는 도금 강판에서, 소재 강판이, 질량%로, C: 0.010 내지 0.100%, Si: 1.00% 이하, Mn: 1.00 내지 2.50%, P: 0.050% 이하, S: 0.020% 이하, N: 0.005% 이하, Ti: 0.02 내지 0.20%, B: 0.0005 내지 0.0100%, Al: 0.100% 이하를 함유하고, 잔부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어진 화학 조성을 가지고, 페라이트상 및 그 페라이트상 중에 분산되어 있는 평균 입자 직경 20nm 이하의 Ti 함유 석출물로 이루어진 금속 조직을 가지고, 하기 수학식 1로 표시되는 용융 금속 취화 균열 감도 지수 H1값이 2.84 이하가 되는 강철 성분 함유량과 판 두께(t)(mm)의 관계를 갖는, 자동차 차대 부재(部材)용 용융 Zn-Al-Mg계 도금 강판.
    수학식 1
    Figure pct00013

    단, 수학식 1의 원소 기호의 개소에는 소재 강판 중에 있어서의 해당 원소의 함유량(질량%)이 대입된다.
  2. 소재 강판의 표면에 용융 Zn-Al-Mg계 도금층을 갖는 도금 강판에서, 소재 강판이, 질량%로, C: 0.010 내지 0.100%, Si: 1.00% 이하, Mn: 1.00 내지 2.50%, P: 0.050% 이하, S: 0.020% 이하, N: 0.005% 이하, Ti: 0.02 내지 0.20%, B: 0.0005 내지 0.0100%, Al: 0.100% 이하를 함유하고, 또한 Cr: 1.00% 이하, Mo: 1.00% 이하 중 1종 이상을 함유하고, 잔부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어진 화학 조성을 가지고, 페라이트상 및 그 페라이트상 중에 분산되어 있는 평균 입자 직경 20nm 이하의 Ti 함유 석출물로 이루어진 금속 조직을 가지고, 하기 수학식 2로 표시되는 용융 금속 취화 균열 감도 지수 H2값이 3.24 이하가 되는 강철 성분 함유량과 판 두께(t)(mm)의 관계를 갖는, 자동차 차대 부재용 용융 Zn-Al-Mg계 도금 강판.
    수학식 2
    Figure pct00014

    단, 수학식 2의 원소 기호의 개소에는 소재 강판 중에 있어서의 해당 원소의 함유량(질량%)이 대입된다.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 소재 강판이, 추가로, 질량%로, Nb: 0.10% 이하, V: 0.10% 이하 중 1종 이상을 함유하는, 자동차 차대 부재용 용융 Zn-Al-Mg계 도금 강판.
  4. 소재 강판의 표면에 용융 Zn-Al-Mg계 도금층을 갖는 도금 강판에서, 소재 강판이, 질량%로, C: 0.010 내지 0.100%, Si: 0.01 내지 1.00%, Mn: 0.50 내지 2.50%, P: 0.005 내지 0.050%, S: 0.001 내지 0.020%, N: 0.001 내지 0.005%, Ti: 0.02 내지 0.20%, B: 0.0005 내지 0.0100%, Al: 0.005 내지 0.100%, Cr: 0 내지 1.00%, Mo: 0 내지 1.00%, Nb: 0 내지 0.10%, V: 0 내지 0.10%, 잔부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어진 화학 조성을 가지고, 페라이트상으로 이루어진 매트릭스 중에 평균 입자 직경 20nm 이하의 Ti 함유 석출물이 분산된 금속 조직을 가지고, 하기 수학식 3으로 표시되는 용융 금속 취화 균열 감도 지수 H3값이 2.90 이하가 되는 강철 성분 함유량과 판 두께(t)(mm)의 관계를 갖는, 용접 구조 부재용 용융 Zn-Al-Mg계 도금 강판.
    수학식 3
    Figure pct00015

    단, 수학식 3의 원소 기호의 개소에는 소재 강판 중에 있어서의 해당 원소의 함유량(질량%)이 대입된다.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용융 Zn-Al-Mg계 도금 강판의 도금 조성은, 질량%로, Al: 3.0 내지 22.0%, Mg: 0.05 내지 10.0%, Ti: 0 내지 0.10%, B: 0 내지 0.05%, Si: 0 내지 2.0%, Fe: 0 내지 2.0%, 잔부 Zn 및 불가피적 불순물로 이루어진, 용융 Zn-Al-Mg계 도금 강판.
  6. 질량%로, C: 0.010 내지 0.100%, Si: 1.00% 이하, Mn: 1.00 내지 2.50%, P: 0.050% 이하, S: 0.020% 이하, N: 0.005% 이하, Ti: 0.02 내지 0.20%, B: 0.0005 내지 0.0100%, Al: 0.100% 이하를 함유하고, 잔부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어진 강재(鋼材)에, 열간 압연, 산세(酸洗), 연속 용융 도금 라인에서의 소둔(燒鈍) 및 용융 Zn-Al-Mg계 도금을 순차 실시하는 공정에 의해, 소재 강판의 표면에 용융 Zn-Al-Mg계 도금층을 갖는 도금 강판을 제조할 때,
    열간 압연으로 하기 수학식 1로 표시되는 용융 금속 취화 균열 감도 지수 H1값이 2.84 이하가 되는 판 두께(t)(mm)로 압연하고, 권취 온도를 550 내지 680℃로 하고, 연속 용융 도금 라인에서의 소둔 온도를 500 내지 700℃로 하는, 자동차 차대 부재용 용융 Zn-Al-Mg계 도금 강판의 제조방법.
    수학식 1
    Figure pct00016

    단, 수학식 1의 원소 기호의 개소에는 소재 강판 중에 있어서의 해당 원소의 함유량(질량%)이 대입된다.
  7. 질량%로, C: 0.010 내지 0.100%, Si: 1.00% 이하, Mn: 1.00 내지 2.50%, P: 0.050% 이하, S: 0.020% 이하, N: 0.005% 이하, Ti: 0.02 내지 0.20%, B: 0.0005 내지 0.0100%, Al: 0.100% 이하를 함유하고, 또한 Cr: 1.00% 이하, Mo: 1.00% 이하 중 1종 이상을 함유하고, 잔부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어진 강재에, 열간 압연, 산세, 연속 용융 도금 라인에서의 소둔 및 용융 Zn-Al-Mg계 도금을 순차 실시하는 공정에 의해, 소재 강판의 표면에 용융 Zn-Al-Mg계 도금층을 갖는 도금 강판을 제조할 때,
    열간 압연으로 하기 수학식 2로 표시되는 용융 금속 취화 균열 감도 지수 H2값이 3.24 이하가 되는 판 두께(t)(mm)로 압연하고, 권취 온도를 550 내지 680℃로 하고, 연속 용융 도금 라인에서의 소둔 온도를 500 내지 700℃로 하는, 자동차 차대 부재용 용융 Zn-Al-Mg계 도금 강판의 제조방법.
    수학식 2
    Figure pct00017

    단, 수학식 2의 원소 기호의 개소에는 소재 강판 중에 있어서의 해당 원소의 함유량(질량%)이 대입된다.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 소재 강판의 화학 조성 범위가, 추가로, 질량%로, Nb: 0.10% 이하, V: 0.10% 이하 중 1종 이상을 함유하는 조성 범위인 자동차 차대 부재용 용융 Zn-Al-Mg계 도금 강판의 제조방법.
  9. 질량%로, C: 0.010 내지 0.100%, Si: 0.01 내지 1.00%, Mn: 0.50 내지 2.50%, P: 0.005 내지 0.050%, S: 0.001 내지 0.020%, N: 0.001 내지 0.005%, Ti: 0.02 내지 0.20%, B: 0.0005 내지 0.0100%, Al: 0.005 내지 0.100%, Cr: 0 내지 1.00%, Mo: 0 내지 1.00%, Nb: 0 내지 0.10%, V: 0 내지 0.10%, 잔부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어진 강재에, 열간 압연, 산세, 연속 용융 도금 라인에서의 소둔 및 용융 Zn-Al-Mg계 도금을 순차 실시하는 공정에 의해, 소재 강판의 표면에 용융 Zn-Al-Mg계 도금층을 갖는 도금 강판을 제조할 때,
    열간 압연으로 하기 수학식 3으로 표시되는 용융 금속 취화 균열 감도 지수 H3값이 2.90 이하가 되는 판 두께(t)(mm)로 압연하고, 권취 온도를 550 내지 680℃로 하고, 연속 용융 도금 라인에서의 소둔 온도를 500 내지 700℃로 하는, 용접 구조 부재용 용융 Zn-Al-Mg계 도금 강판의 제조방법.
    수학식 3
    Figure pct00018

    단, 수학식 3의 원소 기호의 개소에는 소재 강판 중에 있어서의 해당 원소의 함유량(질량%)이 대입된다.
  10. 제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용융 Zn-Al-Mg계 도금 강판의 도금 조성은, 질량%로, Al: 3.0 내지 22.0%, Mg: 0.05 내지 10.0%, Ti: 0 내지 0.10%, B: 0 내지 0.05%, Si: 0 내지 2.0%, Fe: 0 내지 2.0%, 잔부 Zn 및 불가피적 불순물로 이루어진, 용융 Zn-Al-Mg계 도금 강판의 제조방법.
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