TWI792602B

TWI792602B - 鍍敷鋼材

Info

Publication number: TWI792602B
Application number: TW110137340A
Authority: TW
Inventors: 齊藤完; 後藤靖人
Original assignee: 日商日本製鐵股份有限公司
Priority date: 2020-10-21
Filing date: 2021-10-07
Publication date: 2023-02-11
Also published as: JPWO2022085386A1; KR102588318B1; CO2023004616A2; AU2021365696A1; AU2021365696B2; JP7063431B1; EP4234735A1; KR20230058731A; US11827984B2; CN116324004B; CA3195527A1; TW202223117A; EP4234735A4; CL2023001104A1; CN116324004A; US20230323521A1; MX2023004574A; WO2022085386A1

Abstract

一種鍍敷鋼材，具有：鋼材、及配置於鋼材之表面且含有Zn-Al-Mg合金層的鍍敷層；鍍敷層具有預定化學組成；於前述Zn-Al-Mg合金層之表面，具有表面粗度Sa為50nm以下之枝晶狀MgZn ₂相；前述表面粗度Sa為50nm以下之枝晶狀MgZn ₂相的面積率在觀察視野5mm ²之範圍內為30%以上且80%以下；並且前述表面粗度Sa為50nm以下之枝晶狀MgZn ₂相之中，面積為0.1mm ²以上之枝晶狀MgZn ₂相的個數在觀察視野25mm ²之範圍內為5個以上且100個以下。

Description

鍍敷鋼材

發明領域本揭露是有關於一種鍍敷鋼材。

發明背景近年來，對於鍍敷鋼材，會有使用各種基底鋼材(施以鍍敷之對象之鋼材)的需求。例如可設想下述事例：使用基鐵含有多量合金元素且表面性質狀態多樣之鋼材(高張力鋼材、熱軋鋼板材等)，作為基底鋼材。然而，提供一種不仰賴基底鋼材的性質狀態而時常具有同等外觀之鍍敷鋼材，是在鍍敷鋼材上長年來的課題。

為了賦予鍍敷鋼材均一的外觀，經常也會進行鋅花的賦予。為了賦予鍍敷鋼材特殊的外觀，在Al-Zn系鍍敷鋼材賦予鋅花是實際上經常被使用的技術。

例如，廣泛滲透於市場的Zn-55%Al-1.6%Si鍍敷鋼材(以下也稱作「Galvalume鋼材」)是一種Al-Zn系鍍敷鋼材，其透過賦予鋅花而形成均一外觀。因此，在製造時、管理輸送時，具有使鍍敷層表面產生的瑕疵等不顯眼的效果。 Al-Zn系鍍敷鋼材只有在Al濃度足夠高的狀態下，在鍍敷層中使Al相成長粗大時，才會形成鋅花。

又，除Galvalume鋼材之外，Zn鍍敷鋼材(浸鍍Zn鍍敷鋼材、管線用Zn鍍敷鋼材等)有時也會進行賦予鋅花。 Zn系鍍敷鋼材只有在Zn濃度足夠高的狀態下，在鍍敷層中使Zn相成長粗大時才會形成。

而且，例如，在專利文獻1等中揭露了下述技術：使Al相或Zn相等之純金屬單一相成長，藉以在鍍敷鋼材形成鋅花。

專利文獻1：日本專利特開2001-207249號公報

發明概要發明所欲解決之課題 Galvalume鋼材之平面耐蝕性優異，且在鍍敷層表面具有美麗的鋅花外觀，因而適合重視設計性的建材用途等。然而，Galvalume鋼材之鍍敷層Al濃度高，而在犧牲防蝕性上處於劣勢。因此，Galvalume鋼材之端面部會需要修補而耗費成本。

另一方面，一般來說，當鍍敷鋼材所具有之鍍敷層為至少含有Zn、Al及Mg之多元素系鍍敷層時，雖然鍍敷層之Al濃度低而犧牲防蝕性高，然而Al相無法在鍍敷層中佔有足夠的體積量，對鍍敷層表面賦予鋅花本身會有困難。

於是，本揭露之課題便是：提供一種具有美麗的鋅花外觀同時平面耐蝕性及犧牲防蝕性優異之鍍敷鋼材。

用以解決課題之手段上述課題是透過以下手段來解決。即：

＜1＞一種鍍敷鋼材，具有：基底鋼材、及配置於前述基底鋼材之表面且含有Zn-Al-Mg合金層的鍍敷層；前述鍍敷層具有由下述所構成的化學組成：以質量%計， Zn：大於65.0%、 Al：大於5.0%~小於25.0%、 Mg：大於3.0%~小於12.5%、 Sn：0%~3.00%、 Bi：0%~小於5.0%、 In：0%~小於2.0%、 Ca：0%~3.0%、 Y：0%~0.5%、 La：0%~小於0.5%、 Ce：0%~小於0.5%、 Si：0%~小於2.5%、 Cr：0%~0.25%、 Ti：0%~0.25%、 Ni：0%~0.25%、 Co：0%~0.25%、 V：0%~0.25%、 Nb：0%~0.25%、 Cu：0%~0.25%、 Mn：0%~0.25%、 Fe：0%~5.0%、 Sr：0%~小於0.5%、 Sb：0%~小於0.5%、 Pb：0%~小於0.5%、 B：0%~小於0.5%、及不純物；於前述Zn-Al-Mg合金層之表面具有表面粗度Sa為50nm以下之枝晶狀MgZn ₂相；前述表面粗度Sa為50nm以下之枝晶狀MgZn ₂相的面積率在觀察視野5mm ²之範圍內為30%以上且80%以下；並且前述表面粗度Sa為50nm以下之枝晶狀MgZn ₂相之中，面積為0.1mm ²以上之枝晶狀MgZn ₂相的個數在觀察視野25mm ²之範圍內為5個以上且100個以下。＜2＞如＜1＞所記載之鍍敷鋼材，其中，前述鍍敷層中的Sn含量以質量%計為0.05%~3.00%。

發明效果根據本揭露，即可提供一種具有美麗的鋅花外觀同時平面耐蝕性及犧牲防蝕性優異之鍍敷鋼材。

用以實施發明之形態以下，說明本揭露之一例。另外，在本揭露中，化學組成之各元素含量所標示的「%」意指：「質量%」。使用「~」所表示的數值範圍意指：將「~」前後所記載之數值定為下限值及上限值所涵蓋的範圍。「~」前後所記載之數值若有標示有「大於」或「小於」時，其數值範圍意指：不含此等數值作為下限值或上限值之範圍。化學組成之元素含量有時會標記為元素濃度(例如，Zn濃度、Mg濃度等)。所謂「步驟」的用語，不僅是指獨立步驟，就算是無法與其他步驟明確區別之情況，只要能達成該步驟預期之目的，就涵蓋在本用語中。「平面部耐蝕性」表示：鍍敷層(具體來說是Zn-Al-Mg合金層)本身難以腐蝕之性質。「犧牲防蝕性」表示：抑制基底鋼材在基底鋼材露出部(例如：鍍敷鋼材之切斷端面部、加工時鍍敷層裂紋部、及基底鋼材因鍍敷層剝離而露出的部位)腐蝕之性質。

所謂「鋅花」是一種紋樣，具有某種程度的金屬光澤，是肉眼可辨識的幾何紋樣反覆重複的紋樣。「層的斷面」表示：將層沿厚度方向切斷的斷面。「層的表面」表示：面對層的厚度方向之面，且朝向鍍敷鋼材外側之面。

本揭露之鍍敷鋼材是一種鍍敷鋼材，其具有基底鋼材、及配置於基底鋼材之表面且含有Zn-Al-Mg合金層之鍍敷層。本揭露之鍍敷鋼材具有預定化學組成。而且，本揭露之鍍敷鋼材於Zn-Al-Mg合金層之表面，具有表面粗度Sa為50nm以下之枝晶狀MgZn ₂相；表面粗度Sa為50nm以下之枝晶狀MgZn ₂相的面積率在觀察視野5mm ²之範圍內為30%以上且80%以下；並且表面粗度Sa為50nm以下之枝晶狀MgZn ₂相之中，面積為0.1mm ²以上之枝晶狀MgZn ₂相(以下，亦將面積為0.1mm ²以上之枝晶狀MgZn ₂相稱作「粗大枝晶狀MgZn ₂相」)的個數在觀察視野25mm ²之範圍內為5個以上且100個以下。

本揭露之鍍敷鋼材透過上述構成，而成為一種具有美麗的鋅花外觀同時平面耐蝕性及犧牲防蝕性優異之鍍敷鋼材。本揭露之鍍敷鋼材係出於以下見解。

發明人等對於在平面耐蝕性及犧牲防蝕性高之Zn-Al-Mg合金層形成鋅花紋樣一事進行了探討。結果獲得以下見解： MgZn ₂相若為低粗度(表面粗度Sa為50nm以下)時，相較於周圍高粗度(表面粗度Sa為約100~300nm)的組織，其單向反射率(regular reflectance)高、漫反射率低。而且，單向反射率高的MgZn ₂相看起來偏白，相對的，單向反射率低、漫反射率高的組織則看起來偏黑(參照圖1~圖2)。因此，在平面耐蝕性及犧牲防蝕性高之Zn-Al-Mg合金層中，使MgZn ₂相發達成粗大枝晶狀，並使Zn-Al-Mg合金層之表面存在有預定量的表面粗度Sa為50nm以下之枝晶狀MgZn ₂相、以及存在眾多表面粗度Sa為50nm以下之粗大枝晶狀MgZn ₂相，此時便會形成美麗的鋅花紋樣。如此這般，雖然熔融鋅鍍敷層、後鍍敷層等的鋅花紋樣通常是由Zn之結晶粒所形成，但在本揭露中，Zn-Al-Mg合金層的鋅花紋樣是由MgZn ₂相之光反射率的不同來形成顏色的差異。

由上可知，本揭露之鍍敷鋼材透過上述構成，而成為一種具有美麗的鋅花外觀同時平面耐蝕性及犧牲防蝕性優異之鍍敷鋼材。而且，本揭露之鍍敷鋼材有優異的犧牲防蝕性，因此還可實現省略端面修補帶來的成本縮減。

以下，詳細說明本揭露之鍍敷鋼材。

(基底鋼材) 針對作為鍍敷對象的基底鋼材進行說明。基底鋼材的形狀上並未特別限制。基底鋼材除了可舉鋼板之外，還可舉鋼管、土木建築材(柵渠、波紋鋼管、排水溝蓋、防飛砂板、螺栓、鐵絲網、護欄、截水牆等)、家電構件(空調之室外機的殼體等)、汽車零件(底盤構件等)等經成形加工後的基底鋼材。成形加工則可利用例如：壓製加工、輥壓成形、彎曲加工等各種塑性加工手法。

基底鋼材的材質上並未特別限制。基底鋼材可適用例如：一般鋼、預鍍敷鋼、鋁脫氧鋼(Al killed steel)、極低碳鋼、高碳鋼、各種高張力鋼、一部分的高合金鋼(含Ni、Cr等強化元素之鋼等)等各種基底鋼材。就基底鋼材來說，有關基底鋼材的製造方法、基底鋼板的製造方法(熱輥軋方法、酸洗方法、冷軋方法等)等條件亦未特別限制。另外，作為基底鋼材，亦可適用JIS G 3302(2010年)所記載之熱軋鋼板、熱軋鋼帶、冷軋鋼板、冷軋鋼帶。

基底鋼材亦可為已預鍍敷的預鍍鋼材。預鍍鋼材可透過例如電解處理方法或置換析鍍方法來獲得。在電解處理方法中，是將基底鋼材浸漬於含各種預鍍成分金屬離子的硫酸浴或氯化物浴並進行電解處理，藉此獲得預鍍鋼材。在置換析鍍方法中，則是將基底鋼材浸漬於含各種預鍍敷成分金屬離子且以硫酸調整pH後的水溶液，並使金屬置換析出獲得預鍍鋼材。作為預鍍鋼材，可舉預鍍Ni鋼材為代表例。

(鍍敷層) 接著，說明鍍敷層。鍍敷層含有Zn-Al-Mg合金層。除了Zn-Al-Mg合金層之外，鍍敷層亦可含有Al-Fe合金層。在基底鋼材與Zn-Al-Mg合金層之間具有Al-Fe合金層。

亦即，鍍敷層可為Zn-Al-Mg合金層之單層結構，亦可為含有Zn-Al-Mg合金層與Al-Fe合金層的積層結構。若為積層結構時，將Zn-Al-Mg合金層設為構成鍍敷層表面之層即可。不過，於鍍敷層表面雖有時會形成有鍍敷層構成元素的氧化覆膜50nm左右，但相對鍍敷層整體厚度來說，其厚度較薄，而視為其未構成鍍敷層之主體。

鍍敷層的附著量宜為每一面20~300g/m ²。將鍍敷層的附著量設為20g/m ²以上，便可確保平面部耐蝕性及犧牲防蝕性。又，將鍍敷層的附著量設為300g/m ²以下，便可抑制鍍敷層之滴垂紋樣等的外觀不良。

在本案中，Zn-Al-Mg合金層厚度是設為例如2μm以上且95μm以下(宜為5μm以上且75μm以下)。

另一方面，鍍敷層整體厚度為例如100μm以下左右。鍍敷層整體厚度會受鍍敷條件影響，因此，就鍍敷層整體厚度之上限及下限並未特別限定。例如，鍍敷層整體厚度在一般熔融鍍敷法中是與鍍敷浴之黏性及比重有關。此外，鍍敷量可透過基底鋼材的拉起速度及抹拭(wiping)的強弱來調整單位面積重量。因此認為，鍍敷層整體厚度下限為2μm左右即可。另一方面，基於鍍敷金屬之本身重量及均一性，以熔融鍍敷法所能製作出的鍍敷層其厚度上限約為95μm。鍍敷層厚度可透過從鍍敷浴拉起的速度與抹拭條件而自由變更，因此要形成厚度2~95μm的鍍敷層在製造上並非特別難事。

Al-Fe合金層之厚度為例如0μm以上且5μm以下。亦即，亦可不形成Al-Fe合金層。從提高鍍敷層(具體來說是Zn-Al-Mg合金層)之附著性並確保加工性之觀點來看，Al-Fe合金層之厚度宜為0.05μm以上且5μm以下。

但是，通常以熔融鍍敷法形成本揭露所規定化學組成的鍍敷層時，於基底鋼材與Zn-Al-Mg合金層之間多半會形成100nm以上的Al-Fe合金層。Al-Fe合金層之厚度下限值雖未特別限制，然而明確可知在形成含Al熔融鍍敷層時，必然會形成Al-Fe合金層。然後，經驗上100nm左右是抑制形成Al-Fe合金層後最常見的厚度，而判斷為能確保鍍敷層與基底鋼材充分附著性的厚度。只要未講究特殊手段，則會因Al濃度高，以熔融鍍敷法也難以形成比100nm還薄的Al-Fe合金層。不過推測，就算Al-Fe合金層厚度小於100nm或未形成出Al-Fe合金層，也不會對鍍敷性能帶來多大影響。

另一方面，若Al-Fe合金層厚度大於5μm，則形成在Al-Fe合金層上的Zn-Al-Mg合金層其Al成分會不足，進而鍍敷層的附著性、加工性會傾向極端惡化。因此，Al-Fe合金層厚度宜限制在5μm以下。另外，Al-Fe合金層亦與Al濃度及Sn濃度有密接關連，一般來說Al濃度及Sn濃度越高則成長速度會傾向越快。

Zn-Al-Mg合金層以及Al-Fe合金層之厚度是如下來測定。將樣品埋入樹脂後進行研削，並在鍍敷層斷面(沿鍍敷層厚度方向的切斷面)之SEM的背向散射電子影像(其中，是以倍率5000倍、視野大小：縱50μm×橫200μm作為觀察Al-Fe合金層的視野。)中，對於所鑑定的Al-Fe合金層之任意5處測定厚度。然後，將5處的算術平均定為界面合金層厚度。

-Al-Fe合金層- 接著，說明Al-Fe合金層。

Al-Fe合金層有時會形成在基底鋼材表面(具體來說是基底鋼材與Zn-Al-Mg合金層之間)，且是組織以Al ₅Fe相為主相的層。Al-Fe合金層是因為基底鋼材及鍍敷浴之原子相互擴散而形成。在含有Al元素的鍍敷層中，容易形成Al-Fe合金層。由於鍍敷浴中含有一定濃度以上的Al，故Al ₅Fe相會形成最多。惟，原子擴散需要時間，又，在接近基底鋼材之部分中，亦有Fe濃度變高之部分。因此，Al-Fe合金層有時也會局部含有少量的AlFe相、Al ₃Fe相、Al ₅Fe ₂相等。又，由於鍍敷浴中也含有一定濃度的Zn，故在Al-Fe合金層中也含有少量的Zn。

就耐蝕性來說，Al ₅Fe相、Al ₃Fe相、AlFe相、及Al ₅Fe ₂相之任一相都沒有太多差異。在此所謂耐蝕性，是不受熔接影響之部分中的耐蝕性。

在本案中，鍍敷層中含有Si時，Si有時尤其容易被組入Al-Fe合金層中，而成為Al-Fe-Si金屬間化合物相。就被鑑定的金屬間化合物相來說，有AlFeSi相；就異構物來說，存在有α、β、q1,q2-AlFeSi相等。因此，Al-Fe合金層會檢測出此等AlFeSi相等。包含此等AlFeSi相等的Al-Fe合金層，亦稱為Al-Fe-Si合金層。另外，相對Zn-Al-Mg合金層來說，Al-Fe-Si合金層厚度亦較小，故在鍍敷層整體中帶給耐蝕性的影響較小。

又，將各種預鍍鋼材使用至基底鋼材(基底鋼板等)時，Al-Fe合金層結構會隨預鍍敷附著量而變化。具體來說，有時在Al-Fe合金層周圍會殘存預鍍敷所使用的純金屬層，有時Zn-Al-Mg合金層之構成成分與預鍍敷成分結合而成金屬間化合物相(例如Al ₃Ni相等)會形成合金層，有時會形成一部分Al原子及Fe原子置換為其他原子的Al-Fe合金層，或者，有時會形成一部分Al原子、Fe原子及Si原子置換為其他原子的Al-Fe-Si合金層。不論是何者，此等合金層相較Zn-Al-Mg合金層來說厚度較小，故在鍍敷層整體中帶給耐蝕性的影響較小。

亦即，所謂Al-Fe合金層，是一種除了以Al ₅Fe相為主體的合金層以外還包含上述各種態樣之合金層的層。

另外，各種預鍍鋼材中，於預鍍Ni鋼材形成鍍敷層時，則會形成Al-Ni-Fe合金層作為Al-Fe合金層。相對於Zn-Al-Mg合金層來說，Al-Ni-Fe合金層也是厚度較小，故在鍍敷層整體中帶給耐蝕性的影響較小。

Al-Fe合金層多半是由Al ₅Fe相為主構成，故Al-Fe合金層之化學組成可例示含有下述之組成：Fe：25~35%、Al：65~75%、Zn：5%以下、及剩餘部分：不純物。

一般而言，比起Al-Fe合金層，Zn-Al-Mg合金層厚度較厚，故Al-Fe合金層對於鍍敷鋼材的平面部耐蝕性之助益是比Zn-Al-Mg合金層還小。不過如從成分分析結果所推測者，Al-Fe合金層含有一定濃度以上的耐蝕性元素，即Al及Zn。因此，Al-Fe合金層對基底鋼材而言具有某種程度的犧牲防蝕性能與屏蔽腐蝕效果。

在本案中，難以透過定量測定來確認厚度薄的Al-Fe合金層單獨對於耐蝕性的助益。但是，例如當Al-Fe合金層厚度足夠時，便能以端銑加工等將Al-Fe合金層上的Zn-Al-Mg合金層從鍍敷層表面切削而精細去除，再施予腐蝕試驗，藉此便能評價出Al-Fe合金層單獨的耐蝕性。Al-Fe合金層由於含有Al成分及少量Zn成分，因此，當具有Al-Fe合金層時紅鏽會以點狀產生，並不會像不具有Al-Fe合金層而基底鋼材外露時那樣產生整面紅鏽。

又，腐蝕試驗中，實施觀察鍍敷層的斷面直至基底鋼材產生紅鏽前為止，此時，就算上層的Zn-Al-Mg合金層溶出及生鏽，也僅會殘留Al-Fe合金層而能確認出基底鋼材受到防蝕。這是因為，在電化學上，Al-Fe合金層電位比Zn-Al-Mg層還高但比基底鋼材還低。由此可判斷，Al-Fe合金層也具有一定的耐蝕性。

從腐蝕之觀點來看，Al-Fe合金層越厚越好且具有延遲產生紅鏽時間之作用。因此，Al-Fe合金層之厚度宜為0.05μm以上。惟，厚的Al-Fe合金層是使鍍敷加工性顯著劣化之成因，故厚度宜為一定厚度以下。從加工性之觀點來看，Al-Fe合金層之厚度宜為5μm以下。若Al-Fe合金層之厚度為5μm以下，則因V彎曲試驗等而以鍍敷Al-Fe合金層為起點所產生的裂痕及粉碎量會減少，加工性會提升。Al-Fe合金層之厚度更宜為2μm以下。

(鍍敷層的化學組成) 接著，說明鍍敷層的化學組成。為了實現安定的犧牲防蝕性及平面部耐蝕性，鍍敷層的化學組成是設為如下所述。

即，鍍敷層的化學組成是設為由下述所構成的化學組成：以質量%計， Zn：大於65.0%、 Al：大於5.0%~小於25.0%、 Mg：大於3.0%~小於12.5%、 Sn：0%~3.00%、 Bi：0%~小於5.0%、 In：0%~小於2.0%、 Ca：0%~3.0%、 Y：0%~0.5%、 La：0%~小於0.5%、 Ce：0%~小於0.5%、 Si：0%~小於2.5%、 Cr：0%~0.25%、 Ti：0%~0.25%、 Ni：0%~0.25%、 Co：0%~0.25%、 V：0%~0.25%、 Nb：0%~0.25%、 Cu：0%~0.25%、 Mn：0%~0.25%、 Fe：0%~5.0%、 Sr：0%~小於0.5%、 Sb：0%~小於0.5%、 Pb：0%~小於0.5%、 B：0%~小於0.5%、及不純物。

鍍敷層之化學組成中，Sn、Bi、In、Ca、Y、La、Ce、Si、Cr、Ti、Ni、Co、V、Nb、Cu、Mn、Fe、Sr、Sb、Pb及B為任意成分。也就是說，鍍敷層中亦可不含該等元素。當含有該等任意成分時，任意元素之各含量宜為後述範圍。

在本案中，該鍍敷層之化學組成是鍍敷層整體之平均化學組成(鍍敷層為Zn-Al-Mg合金層之單層狀結構時，為Zn-Al-Mg合金層之平均化學組成；鍍敷層為Al-Fe合金層及Zn-Al-Mg合金層之積層結構時，則為Al-Fe合金層及Zn-Al-Mg合金層之合計的平均化學組成)。

以下，就鍍敷層之各元素進行說明。

＜Zn：大於65.0%＞ Zn是獲得平面部耐蝕性還有犧牲防蝕性所必須的元素。就Zn濃度來說，以原子組成比來考慮時，由於是與Al、Mg等比重低的元素一起構成鍍敷層，故以原子組成比率計也必須定為Zn主體。因此，Zn濃度設為大於65.0%。Zn濃度宜為70%以上。另外，Zn濃度上限則是：扣除Zn以外元素及不純物後剩餘部分的濃度。

＜Al：大於5.0%~小於25.0%＞ Al會形成Al晶，而是同時確保平面部耐蝕性及犧牲防蝕性所必須的元素。然後，Al會提高鍍敷層的附著性，因而就確保加工性來說也是必須元素。因此，Al濃度下限值設為大於5.0%(宜為10.0%以上)。另一方面，若Al濃度增加，則犧牲防蝕性會傾向劣化。因此，Al濃度上限值設為小於25.0%(宜為23.0%以下)。

＜Mg：大於3.0%~小於12.5%＞ Mg是同時確保平面部耐蝕性及犧牲防蝕性所必須的元素。又，Mg是使發達的粗大枝晶狀MgZn ₂相析出所必須的元素。因此，Mg濃度下限值設為大於3.0%(宜大於5.0%)。另一方面，若Mg濃度增加，則加工性會傾向劣化。因此，Mg濃度上限設為小於12.5%(宜為10.0%以下)。

＜Sn：0%~3.00%＞ Sn是一種會生成水溶性組織之Mg ₂Sn相而賦予高犧牲防蝕性的元素。因此，Sn濃度下限值宜為大於0%(宜為0.05%以上，更宜為0.10%以上)。另一方面，若Sn濃度增加，則平面部耐蝕性會傾向劣化。因此，Sn濃度上限值設為3.00%以下(宜為2.50%以下)。

＜Bi：0%~小於5.0%＞ Bi是有助於犧牲防蝕性的元素。因此，Bi濃度下限值宜大於0%(宜為0.1%以上，較宜為3.0%以上)。另一方面，若Bi濃度增加，則平面部耐蝕性會傾向劣化。因此，Bi濃度上限值設為小於5.0%(宜為4.8%以下)。

＜In：0%~小於2.0%＞ In是有助於犧牲防蝕性的元素。因此，In濃度下限值宜大於0%(宜為0.1%以上，較宜為1.0%以上)。另一方面，若In濃度增加，則平面部耐蝕性會傾向劣化。因此，In濃度上限值設為小於2.0%(宜為1.8%以下)。

＜Ca：0%~3.0%＞ Ca是一種能調整出賦予平面部耐蝕性及犧牲防蝕性最適切Mg溶出量的元素。因此，Ca濃度下限值宜大於0%(宜為0.05%以上)。另一方面，若Ca濃度增加，則平面部耐蝕性及加工性會傾向劣化。因此，Ca濃度上限值設為3.0%以下(宜為1.0%以下)。

＜Y：0%~0.5%＞ Y是有助於犧牲防蝕性的元素。因此，Y濃度下限值宜大於0%(宜為0.1%以上)。另一方面，若Y濃度增加，則平面部耐蝕性會傾向劣化。因此，Y濃度上限值設為0.5%以下(宜為0.3%以下)。

＜La及Ce：0%~小於0.5%＞ La及Ce是有助於犧牲防蝕性的元素。因此，La濃度及Ce濃度下限值分別宜大於0%(宜為0.1%以上)。另一方面，若La濃度及Ce濃度增加，則平面部耐蝕性會傾向劣化。因此，La濃度及Ce濃度上限值分別設為小於0.5%(宜為0.4%以下)。

＜Si：0%~小於2.5%＞ Si是一種會抑制Al-Fe合金層成長而有助於提升耐蝕性的元素。因此，Si濃度宜大於0%(宜為0.05%以上，較宜為0.1%以上)。另一方面，若Si濃度增加，則平面部耐蝕性、犧牲防蝕性及加工性會傾向劣化。因此，Si濃度上限值設為小於2.5%。尤其從平面部耐蝕性及犧牲防蝕性之觀點來看，Si濃度宜為2.4%以下，較宜為1.8%以下，更宜為1.2%以下。

＜Cr、Ti、Ni、Co、V、Nb、Cu及Mn：0%~0.25%＞ Cr、Ti、Ni、Co、V、Nb、Cu及Mn是有助於犧牲防蝕性的元素。因此，Cr、Ti、Ni、Co、V、Nb、Cu及Mn之濃度下限值宜分別大於0%(宜為0.05%以上，較宜為0.1%以上)。另一方面，若Cr、Ti、Ni、Co、V、Nb、Cu及Mn之濃度增加，則平面部耐蝕性會傾向劣化。因此，Cr、Ti、Ni、Co、V、Nb、Cu及Mn之濃度上限值分別設為0.25%以下。Cr、Ti、Ni、Co、V、Nb、Cu及Mn之濃度上限值宜為0.22%以下。

＜Fe：0%~5.0%＞以熔融鍍敷法來形成鍍敷層時，Zn-Al-Mg合金層及Al-Fe合金層會含有一定的Fe濃度。已確認出，若Fe濃度至5.0%為止，則就算含有於鍍敷層(尤其是Zn-Al-Mg合金層)中也不會對性能帶來不良影響。大多數的Fe多半是含有於Al-Fe合金層中，因此，該層之厚度越大則一般來說Fe濃度就越大。

＜Sr、Sb、Pb及B：0%~小於0.5%＞ Sr、Sb、Pb及B是有助於犧牲防蝕性的元素。因此，Sr、Sb、Pb及B之濃度下限值宜分別大於0%(宜為0.05%以上，較宜為0.1%以上)。另一方面，若Sr、Sb、Pb及B之濃度增加，則平面部耐蝕性會傾向劣化。因此，Sr、Sb、Pb及B之濃度上限值分別設為小於0.5%。

＜不純物＞不純物是原材料所含成分或製造步驟中混入之成分，且是指非刻意含有之成分。例如，在鍍敷層中，由於基底鋼材與鍍敷浴之原子相互擴散，因而也會有微量混入Fe以外的成分作為不純物。

鍍敷層的化學成分是以如下方法來測定。首先，透過含有抑制基底鋼材腐蝕的抑制劑之酸，來剝離、溶解鍍敷層而獲得一酸液。接著，將所獲得之酸液以ICP分析進行測定，藉此可獲得鍍敷層的化學組成(鍍敷層為Zn-Al-Mg合金層之單層結構時，是Zn-Al-Mg合金層的化學組成；鍍敷層為Al-Fe合金層及Zn-Al-Mg合金層之積層結構時，則是Al-Fe合金層及Zn-Al-Mg合金層的合計化學組成)。就酸的種類來說，若是能溶解鍍敷層的酸則無特別限制。另外，化學組成是以平均化學組成來測定。又，在ICP分析中以「式：Zn濃度=100%-其他元素濃度(%)」求出Zn濃度。

在本案中，在使用預鍍鋼材作為基底鋼材的情況下，此預鍍敷的成分也會被檢測出來。例如，在使用預鍍Ni鋼材的情況下，在ICP分析中，不僅是鍍敷層中的Ni，預鍍Ni中的Ni也會被檢測出來。具體而言，例如，使用Ni附著量為1g/m ²~3g/m ²的預鍍鋼材作為基底鋼材時，即使鍍敷層所含Ni濃度為0%，檢測出的Ni濃度也會是0.1~15%。另一方面，在使用預鍍Ni鋼材作為基底鋼材的情況下，將基底鋼材浸漬於鍍敷浴時，預鍍Ni層中的Ni會微量溶解於鍍敷浴中。因此，相較於建浴之鍍敷浴中的Ni濃度，鍍敷浴中的Ni濃度會高出0.02~0.03%。據此，在使用預鍍Ni鋼材的情況下，鍍敷層中的Ni濃度最多會高出0.03%。

在本案中，判別基底鋼材是否為預鍍Ni鋼材的方法如下所述。從作為對象的鋼材採取樣品，其中樣品是沿鍍敷層厚度方向切斷的斷面作為測定面。對樣品的測定面使用電子探針顯微分析儀(Electron Probe MicroAnalyser：FE-EPMA)，對鋼材中鍍敷層與基底鋼材的界面附近進行線分析，測定Ni濃度。測定條件為：加速電壓15kV、射束直徑約100nm、每1點的照射時間1000ms、測定間距60nm。另外，關於測定距離，只要是能夠確認鋼材中鍍敷層與基底鋼材的界面上Ni濃度是否呈現變濃的距離即可。然後，若鋼材中鍍敷層與基底鋼材的界面上Ni濃度呈現變濃，即判別基底鋼材是否為預鍍鋼材。

於此，在本揭露中，使用預鍍Ni鋼材的情況下，在ICP分析中檢測出Ni濃度為0.28(0.25%(鍍敷層中Ni濃度的上限值)+0.03%)%以上且15%以下時，將鍍敷層之Ni濃度視為0%。此時的Zn濃度係以「式：Zn濃度=100%-Ni以外之其他元素濃度(%)」求出。另一方面，在使用預鍍Ni鋼材的情況下，在ICP分析中檢測出Ni濃度大於15%時，視為鍍敷層含有Ni大於0.25%(鍍敷層中Ni濃度的上限值)。另外，在本揭露中雖然僅使用ICP分析方法測定鍍敷層的成分，也可以併用ICP分析方法與輝光放電發射光分析法(定量GDS)來分析鍍敷層中的Ni濃度。

具體而言，在ICP分析中得到的Ni濃度(ICP Ni濃度)滿足式A時，判斷鍍敷層的Ni濃度為ICP Ni濃度-0.03%；滿足式B時，判斷鍍敷層的Ni濃度為0%；滿足式C時，判斷鍍敷層的Ni濃度為0.25%；滿足式D時，判斷鍍敷層的Ni濃度為ICP Ni濃度-15%。式A：ICP Ni濃度＜0.28 式B：0.28≦ICP Ni濃度≦15 式C：15＜ICP Ni濃度≦15.25 式D：15.25＜ICP Ni濃度

-Zn-Al-Mg合金層之金屬組織- 接著，說明Zn-Al-Mg合金層之金屬組織。

Zn-Al-Mg合金層之表面具有表面粗度Sa為50nm以下之枝晶狀MgZn ₂相。並且，表面粗度Sa為50nm以下之枝晶狀MgZn ₂相的面積率在觀察視野5mm ²之範圍內為30%以上且80%以下。又，表面粗度Sa為50nm以下之枝晶狀MgZn ₂相之中，粗大枝晶狀MgZn ₂相(面積為0.1mm ²以上之枝晶狀MgZn ₂相)的個數在觀察視野25mm ²之範圍內為5個以上且100個以下。

在本案中，所謂的枝晶狀MgZn ₂相，是由MgZn ₂相所構成，並且是具有下述構造之組織，該構造具有1次臂(即，主軸)以及從1次臂成長為枝狀的2次臂(即，第二軸)(參照圖1)。在本案圖1中，Arm1是表示1次臂，Arm2則表示2次臂。另外，枝晶狀MgZn ₂相亦可存在有從2次臂成長為枝狀的3次臂、從3次臂成長為枝狀的4次臂。

表面粗度Sa大於50nm之枝晶狀MgZn ₂相，其單向反射率低，而無助於賦予鋅花外觀。若表面粗度Sa為50nm以下之枝晶狀MgZn ₂相的面積率過低，則單向反射率高的區域會變少。另一方面，若表面粗度Sa為50nm以下之枝晶狀MgZn ₂相的面積率過高，則單向反射率高的區域會變多。亦即，表面粗度Sa為50nm以下之枝晶狀MgZn ₂相的面積率不論是過高或過低，皆無法由單向反射率的差異辨識為鋅花外觀。據此，將表面粗度Sa為50nm以下之枝晶狀MgZn ₂相的面積率設為：在觀察視野5mm ²之範圍內為30%以上且80%以下。

並且，面積為0.1mm ²以下的細微枝晶狀MgZn ₂相無法由單向反射率的差異辨識為鋅花外觀。而且，若粗大枝晶狀MgZn ₂相過少，則可辨識為鋅花外觀的MgZn ₂相會變少。另一方面，若粗大枝晶狀MgZn ₂相過多，則可辨識為鋅花外觀的MgZn ₂相會變多。亦即，粗大枝晶狀MgZn ₂相不論過多或過少，皆無法由單向反射率的差異辨識為鋅花外觀。據此，將表面粗度Sa為50nm以下之枝晶狀MgZn ₂相之中，粗大枝晶狀MgZn ₂相的個數設為：在觀察視野25mm ²之範圍內為5個以上且100個以下。

從賦予美麗的鋅花外觀之觀點來看，表面粗度Sa為50nm以下之枝晶狀MgZn ₂相的面積率在觀察視野5mm ²之範圍內宜為35%以上且75%以下，更宜為40%以上且70%以下。從賦予美麗的鋅花外觀之觀點來看，粗大枝晶狀MgZn ₂相的個數在觀察視野25mm ²之範圍內宜為10個以上且90個以下，更宜為15個以上且85個以下。

表面粗度Sa為50nm以下之枝晶狀MgZn ₂相的面積率、以及表面粗度Sa為50nm以下之粗大枝晶狀MgZn ₂相(面積為0.1mm ²以上之枝晶狀MgZn ₂相)個數，其等之測定方法如下所述。

首先，從測定對象的鍍敷鋼材採取鍍敷層表面為1cm×1cm方形之樣品。惟，樣品是從鍍敷鋼材衝孔端面部附近(端面起算2mm)以外且鍍敷層沒有欠陷部之處所採取的。

接著，使用光學顯微鏡(倍率5倍)觀察樣品之鍍敷層(具體上為Zn-Al-Mg合金層)表面。觀察視野設為5mm ²。

接著，在觀察視野5mm ²中，使用原子力顯微鏡(AFM)測定枝晶狀MgZn ₂相的表面粗度Sa。具體而言，使用原子力顯微鏡(AFM)，分別對枝晶狀MgZn ₂相的1次臂及2次臂中任選5處測定表面粗度Sa。然後，求出計10處的表面粗度Sa之算術平均值。在本案中，原子力顯微鏡(AFM)之測定條件如下所述。・掃描模式：動力力學模式(Dynamic Force Mode, DFM) ・測定範圍：15μm×15μm方形

接著，於觀察視野5mm ²中，求出表面粗度Sa為50nm以下之枝晶狀MgZn ₂相的面積率。於5處進行此操作，並求出面積率之算術平均值。將此算術平均值設為「表面粗度Sa為50nm以下之枝晶狀MgZn ₂相的面積率」。在本案中，一個表面粗度Sa為50nm以下之枝晶狀MgZn ₂相的面積，係設為下述區域的面積：通過1次臂的根部及頂端，並且通過位於枝晶狀MgZn ₂相外側之n次臂(具體上是2次臂~4次臂)的頂端，而包圍枝晶狀MgZn ₂相外圍之區域的面積(參照圖2中的A)。

接著，於5處的觀察視野5mm ²中(即觀察視野25mm ²之範圍內)，計算表面粗度Sa為50nm以下之枝晶狀MgZn ₂相中粗大枝晶狀MgZn ₂相的個數。將此個數設為「粗大枝晶狀MgZn ₂相(面積為0.1mm ²以上之枝晶狀MgZn ₂相)在觀察視野25mm ²之範圍內的個數」。

(鍍敷鋼材的製造方法) 接著，說明本揭露鍍敷鋼材的製造方法之一例。以下，說明鍍敷鋼板的製造方法，作為鍍敷鋼材的一例。

本揭露之鍍敷鋼材是藉由下述而得：以熔融鍍敷法在作為基底鋼材之基底鋼板的表面(即單面或雙面)形成具有上述預定化學組成及金屬組織的鍍敷層而得。

具體來說，以下述條件施行熔融鍍敷處理作為一例。製造方法之概要說明如下。首先，毛刷磨削基底鋼板的被鍍敷處理面，使基底鋼板的被鍍敷處理面之比表面積大於100~150%。本案所謂比表面積，係相對於完全平坦面的實際表面積之比率。為求說明上的方便，關於比表面積的詳細定義留待後述。在本案中，所謂被鍍敷處理面係表示基底鋼板要形成鍍敷層的面。接著，將毛刷磨削過的基底鋼板浸漬於鍍敷浴，並將基底鋼板從鍍敷浴拉起後，在鍍敷浴溫起至410℃為止之溫度區域中以下述平均冷卻速度進行冷卻，該平均冷卻速度為：自410℃起至380℃為止之溫度區域的平均冷卻速度的1.5倍以上且5倍以下。接著，在410℃起至380℃為止之溫度區域中以下述平均冷卻速度進行冷卻，該平均冷卻速度為：0.5℃/s以上且9℃/s以下。接著，在380℃起至300℃為止之溫度區域中以下述平均冷卻速度進行冷卻，該平均冷卻速度為：自410℃起至380℃為止之溫度區域的平均冷卻速度的4倍以上且15倍以下。

以下詳細說明以上製造方法之概要。總之，本揭露鍍敷鋼材的製造方法之一例如下所述。亦即，毛刷磨削基底鋼板的被鍍敷處理面，使基底鋼板的被鍍敷處理面之比表面積大於100%~150%。另外，基底鋼板的被鍍敷處理面之比表面積宜設為：以毛刷磨削進行磨削前的105~150%。毛刷磨削係使用例如摻有氧化鋁、碳化矽、鑽石粉等磨粒的尼龍毛刷來實施。

然後，以下述三階段冷卻條件對基底鋼板施行熔融鍍敷處理；該三階段冷卻條件如下：令鍍敷浴溫起至410℃為止之溫度區域的平均冷卻速度為A、令410℃起至380℃為止之溫度區域的平均冷卻速度為B、令380℃起至300℃為止之溫度區域的平均冷卻速度為C，此時，滿足式(1)：A≧1.5×B、式(2)：B≦9℃/s、式(3)：C≧4×B。惟，從風紋等外觀不良的觀點來看，鍍敷浴溫起至410℃為止之溫度區域的平均冷卻速度A之上限設為平均冷卻速度B的5倍以下。又，從抑制製造時冷卻不足造成鍍敷層沾黏到上輥的觀點來看，將410℃起至380℃為止之溫度區域的平均冷卻速度B之下限設為0.5℃/s以上。又，從抑制凹凸紋樣等外觀不良的觀點來看，將380℃起至300℃為止之溫度區域的平均冷卻速度C之上限設為平均冷卻速度B的15倍以下。

在本案中，將鍍敷浴溫設為鍍敷浴的熔點+20℃以上即可。

藉由在熔融鍍敷處理前，事先將基底鋼板的被鍍敷處理面之比表面積設為上述這般大於100~150%(以105%~150%為佳)，鍍敷凝固時就會容易形成均一的Al初晶的核。藉由在鍍敷中形成均一的Al初晶的核，並且經過後續的冷卻步驟，藉此在均一的Al初晶周圍會析出MgZn ₂相。因此，即使粗大枝晶狀MgZn ₂相發達，也能夠實現50nm以下的表面粗度Sa。另外，在基底鋼板是冷軋材的情況下，熔融鍍敷處理前基底鋼板的被鍍敷處理面之比表面積大致是100%。因此，要透過毛刷磨削，使被鍍敷處理面之比表面積為大於100~150%。另一方面，在基底鋼板是熱軋材的情況下，熔融鍍敷處理前基底鋼板的被鍍敷處理面之比表面積大於150%。因此，要透過毛刷磨削，使被鍍敷處理面之比表面積為大於100~150%。又，在素材鋼板為預鍍鋼板的情況下，要使預鍍鋼板的比表面積為大於100~150%。因此，基底鋼板預鍍敷前的比表面積依預鍍敷的鍍敷量而適宜調整即可。亦即，在基底鋼板為預鍍鋼板的情況下，要對預鍍敷前的基底鋼板之被鍍敷處理面進行毛刷磨削，使預鍍敷後的基底鋼板之比表面積大於100~150%。

在本案中，包括基底鋼板之基底鋼材的比表面積定義如下：令基底鋼材的被鍍敷處理面之周長(沿表面凹凸之長度)為X，令基準長為L時，式：比表面積=(周長X/基準長L) ²×100。

具體的比表面積測定方式如下所述。首先，從測定對象的基底鋼材採取基底鋼材表面為1cm×1cm方形之樣品。惟，樣品是從基底鋼材衝孔端面部附近(端面起算2mm)以外之處所採取的。接著，使用掃描電子顯微鏡觀察基底鋼材之斷面(亦即，觀察沿基底鋼材厚度方向切斷的斷面)，藉此測定樣品基底鋼材之被鍍敷處理面的周長X。在本案中，將基準長L及周長X定義如下(參照圖3)。・基準長L：以倍率10000倍觀察基底鋼材之被鍍敷處理面時視野的寬的長度・周長X：在上述視野中沿著基底鋼材之被鍍敷處理面描出的長度另外，在測定對象為鍍敷鋼材之情況下，觀察鍍敷層與基底鋼材的界面並測定基準長L及周長X。

從獲得的周長X由上述式算出比表面積。然後，於任意3處進行上述操作，算出所獲得之比表面積之算術平均值。將此算術平均值設為「比表面積」。

將基底鋼板浸漬於鍍敷浴再將基底鋼板從鍍敷浴拉起後，在鍍敷浴溫起至410℃為止之溫度區域中，以滿足式(1)的平均冷卻速度進行一次冷卻，藉此抑制鍍敷層未凝固導致鍍敷層因噴霧冷卻而表面性質狀態惡化，同時在鍍敷層中使Al相充分發達並析出成枝晶狀。關於滿足式(1)的平均冷卻速度，例如以風速大的空冷來實施。在410℃起至380℃為止之溫度區域中，以滿足式(2)的平均冷卻速度進行二次冷卻，藉此使MgZn ₂相在發達的枝晶狀Al相周圍充分析出。結果會使粗大枝晶狀MgZn ₂相出現於Zn-Al-Mg合金層表面，並且所得到的組織會滿足表面粗度Sa為50nm以下之枝晶狀MgZn ₂相的面積率、且滿足上述粗大枝晶狀MgZn ₂相個數。關於滿足式(2)的平均冷卻速度，例如以風速小的空冷來實施。在本案中，從使MgZn ₂相在發達的枝晶狀Al相周圍充分析出，並得到滿足表面粗度Sa為50nm以下之枝晶狀MgZn ₂相的面積率、且滿足上述粗大枝晶狀MgZn ₂相個數的組織之觀點來看，對於板厚0.4mmt~9mmt範圍之鍍敷鋼板，在410℃起至380℃為止之溫度區域中，宜以平均冷卻速度1~9℃/s進行二次冷卻。另外，410℃為鍍敷凝固開始溫度約-50℃的溫度區域。鍍敷凝固開始溫度可透過下述方法來測定。自鍍敷浴採取樣品，進行示差掃描熱量測定(DSC)，將樣品加熱至鍍敷浴之熔點+20℃以上後，以10℃/min進行冷卻，此時，最早出現示差熱峰值之溫度即為鍍敷凝固開始溫度。

在380℃起至300℃為止之溫度區域中，以滿足式(3)的平均冷卻速度進行三次冷卻，藉此防止鍍敷沾黏到上輥等或抑制風紋等外觀不良。關於滿足式(3)的平均冷卻速度，例如以噴霧冷卻來實施。

另外，與基底鋼板之間所形成的Al-Fe合金層，會在浸漬鍍敷後連1秒都不到的時間內便急速形成及成長。其成長速度會隨鍍敷浴溫越高而越大，且隨浸漬於鍍敷浴之時間越長而變得更大。但是，若鍍敷浴溫為小於500℃之溫度時，就幾乎不會成長，因此宜縮短浸漬時間或是凝固後馬上移至冷卻過程。

又，在鍍敷鋼板中，若一度使其凝固後，再加熱鍍敷鋼板而使鍍敷層再度熔融，則構成相會全部消失而變成液相狀態。因此，例如，就算是一度實施急冷等過後的鍍敷鋼板，亦可於在離線(off-line)進行再加熱並進行適切熱處理之步驟，藉此也能實施本揭露所規定之組織控制。此時，鍍敷層的再加熱溫度宜先控制在鍍敷浴之熔點上附近，並控制在Al-Fe合金層不會過度成長之溫度區域。

以下，說明本揭露鍍敷鋼材所能適用的後處理。

本揭露之鍍敷鋼材亦可於鍍敷層上形成皮膜。皮膜可形成1層或2層以上。鍍敷層正上方之皮膜種類例如可舉鉻酸鹽皮膜、磷酸鹽皮膜、無鉻酸鹽皮膜。用以形成該等皮膜之鉻酸鹽處理、磷酸鹽處理、無鉻酸鹽處理可採已知方法進行。

鉻酸鹽處理如下有：利用電解形成鉻酸鹽皮膜之電解鉻酸鹽處理、利用與素材之反應形成皮膜後洗掉多餘處理液之反應型鉻酸鹽處理、將處理液塗佈於被塗物後不水洗即進行乾燥而形成皮膜之塗佈型鉻酸鹽處理。可採用任一處理。

電解鉻酸鹽處理可例示：使用鉻酸、氧化矽溶膠、樹脂(丙烯酸樹脂、乙烯酯樹脂、乙酸乙烯酯丙烯酸乳液、羧基化苯乙烯丁二烯乳膠、二異丙醇胺改質環氧樹脂等)、及硬質氧化矽之電解鉻酸鹽處理。

磷酸鹽處理可例示如磷酸鋅處理、磷酸鋅鈣處理、磷酸錳處理。

無鉻酸鹽處理特別是以不對環境造成負荷為佳。無鉻酸鹽處理如下有：利用電解形成無鉻酸鹽皮膜之電解型無鉻酸鹽處理、利用與素材之反應形成皮膜後洗掉多餘處理液之反應型無鉻酸鹽處理、將處理液塗佈於被塗物後不水洗即進行乾燥而形成皮膜之塗佈型無鉻酸鹽處理。可採用任一處理。

此外，亦可於鍍敷層正上方之皮膜上具有1層或2層以上的有機樹脂皮膜。有機樹脂並未限定特定種類，例如可舉聚酯樹脂、聚胺甲酸酯樹脂、環氧樹脂、丙烯酸樹脂、聚烯烴樹脂或該等樹脂之改質物等。在此，改質物係使該等樹脂結構中所含反應性官能基與其他化合物(單體或交聯劑等)反應所獲得之樹脂；所述其他化合物是於結構中含有可與前述官能基進行反應之官能基。

所述有機樹脂可混合使用1種或2種以上有機樹脂(未改質者)，亦可混合使用1種或2種以上下述有機樹脂：於至少1種有機樹脂存在下將至少1種其他有機樹脂改質而得者。又，有機樹脂皮膜中亦可含有任意著色顏料及防鏽顏料。亦可使用可藉由溶解或分散於水中而水系化之物。 [實施例]

針對本揭露實施例進行說明，於實施例中之條件係用以確認本揭露之可實施性及效果所採用之一條件例，本揭露並不受限於該一條件例。只要不脫離本揭露之要旨並可達成本揭示之目的，本揭示可採用各種條件。

(實施例) 為了獲得表1~表2所示化學組成的鍍敷層，使用預定量的純金屬鑄錠，並以真空熔解爐使鑄錠熔解後，在大氣中建置鍍敷浴。鍍敷鋼材的作製上，是使用批式熔融鍍敷裝置。就基底鋼材來說，是使用板厚2.3mm的一般材熱軋碳鋼板(C濃度＜小於0.1%)，於鍍敷步驟之前實施脫脂、酸洗。然後，對基底鋼材的被鍍敷處理面，使用摻有磨粒的毛刷輥來實施毛刷磨削，以使比表面積達到如表1~表2所示。又，在一些例中，基底鋼材是使用預鍍Ni鋼板，其在板厚2.3mm的一般材熱軋碳鋼板上施予預鍍Ni。Ni附著量設為1~3g/m ²。惟，預鍍Ni是在毛刷磨削後實施。另外，使用預鍍Ni鋼板作為基底鋼材之例，在表中「基底鋼材」之欄是標記為「預鍍Ni」，並在Ni濃度之欄以括弧標記鍍敷浴中的Ni濃度。

在一些樣本製作中，至鍍敷浴浸漬時為止之步驟，是對基底鋼材實施相同的還元處理方法。亦即，在N ₂-H ₂(5%)(露點-40℃以下、氧濃度小於25ppm)環境下，透過通電加熱來將基底鋼材從室溫增溫到800℃為止，並保持60秒後，吹送N ₂氣體來冷卻至鍍敷浴溫+10℃後立即浸漬於鍍敷浴。另外，所有鍍敷鋼板中，於鍍敷浴中的浸漬時間都是設為表中的時間。調整N ₂氣體抹拭壓力以使鍍敷厚度達30μm(±1μm)來製作鍍敷鋼板。

鍍敷浴溫基本上定在熔點+20℃，在一部分的水準進一步提高溫度後才鍍敷。鍍敷浴浸漬時間設為2秒。將基底鋼材從鍍敷浴拉起後，表1~表2所示下述第1~第3段平均冷卻速度作為表1~表2所示條件進行冷卻製程而獲得鍍敷層。・第1段平均冷卻速度：自鍍敷浴溫起至410℃為止之溫度區域的平均冷卻速度・第2段平均冷卻速度：自410℃起至380℃為止之溫度區域的平均冷卻速度・第3段平均冷卻速度：自380℃起至300℃為止之溫度區域的平均冷卻速度

-各種測定- 從所獲得之鍍敷鋼板切出樣品。然後，依據已詳述之方法來測定下述事項。・表面粗度Sa為50nm以下之枝晶狀MgZn ₂相在觀察視野5mm ²之範圍內的面積率(在表中標記為「D-MgZn ₂面積率」) ・表面粗度Sa為50nm以下之枝晶狀MgZn ₂相之中，粗大枝晶狀MgZn ₂相(面積為0.1mm ²以上之枝晶狀MgZn ₂相)在觀察視野25mm ²之範圍內所存在的個數(在表中標記為「D-MgZn ₂個數」) ・Al-Fe合金層之厚度(惟，在使用預鍍Ni鋼板作為基底鋼材之例中，表示Al-Ni-Fe合金層之厚度。)

-平面部耐蝕性- 為了對平面部耐蝕性進行比較，是將製造樣本供應到腐蝕促進試驗(SST JIS Z 2371:2015)2000小時，並對平面部產生紅鏽的面積率平均值進行評價。當產生紅鏽的面積率平均為3%以下，且n＝5中產生紅鏽的面積率最大值與最小值為平均值之±100%以內時，評價為「A+」；當產生紅鏽的面積率平均為5%以下，且n＝5中產生紅鏽的面積率最大值與最小值為平均值之±100%以內時，評價為「A」；此等以外者評價為「NG」。

-犧牲防蝕性(切斷部端面耐蝕性)- 為了對犧牲防蝕性(切斷部端面耐蝕性)進行比較，是將樣品剪切成50mm×100mm，並封住上下端面而供應至腐蝕促進試驗(JASO M609-91)60循環，再對側面部端面露出部產生紅鏽的面積率平均值進行評價。產生紅鏽面積率在40%以下者評價為「A+」，50%以下者評價為「A」，大於60%者評價為「NG」。

-加工性- 為了評價鍍敷層的加工性，是對鍍敷鋼板進行90°V彎曲，再將寬24mm的玻璃紙膠帶壓抵於V彎曲谷部後剝離，並以肉眼來評價粉碎。膠帶上未附著粉化剝離粉者評價為「A」，略有附著者評價為「A-」，有附著者評價為「NG」。

-鋅花外觀- 對鋅花外觀實施評價如下。使用手持型光澤計(日本電色工業社製PG-1)，測定入射角60°之光澤度，同時自東西南北的4個方向且自水平至45°~60°的方向目視，此時，能夠明確看見大的鋅花紋樣，且光澤度在30以上者評價為「A+」；鋅花紋樣雖小但能夠辨識，且光澤度在30以上者評價為「A」；無法辨識鋅花紋樣，且光澤度在30以上者評價為「NG+」；無法辨識鋅花紋樣，且光澤度小於30者評價為「NG」。

實施例一覽列示於表1~表2。

[表1-1]

[表1-2]

[表1-3]

[表1-4]

[表2-1]

[表2-2]

[表2-3]

[表2-4]

從上述結果可知，相較於比較例，符合本揭露之鍍敷鋼材的實施例具有美麗的鋅花外觀，同時具有安定的平面部耐蝕性及犧牲防蝕性。尤其可知，即使滿足本揭露鍍敷層的化學組成，但一次冷卻之平均冷卻速度不滿足式(1)：A≧1.5×B的比較例(試驗No.72)，噴霧冷卻造成其鍍敷層表面性質狀態惡化，而難以看見鋅花紋樣。並且可知，即使滿足本揭露鍍敷層的化學組成，但二次冷卻之平均冷卻速度不滿足式(2)：B≦9℃/s的比較例(試驗No.71)，其枝晶狀MgZn ₂相的成長不足，而難以看見鋅花紋樣。並且可知，即使滿足本揭露鍍敷層的化學組成，但三次冷卻之平均冷卻速度不滿足式(3)：C≧4×B的比較例(試驗No.73)，其鍍敷層沾黏到上輥而造成鍍敷外觀不良，而難以看見鋅花紋樣。並且可知，即使滿足本揭露鍍敷層的化學組成，但一次冷卻之平均冷卻速度不滿足式(1)：A≧1.5×B，且三次冷卻之平均冷卻速度不滿足式(3)：C≧4×B的比較例(試驗No.74)，噴霧冷卻造成其鍍敷層表面性質狀態惡化，而難以看見鋅花紋樣。並且可知，即使滿足本揭露鍍敷層的化學組成，但基底鋼材之被鍍敷處理面未經毛刷磨削即形成鍍敷層的比較例(試驗No.75)，枝晶狀MgZn ₂相的成長不足，而難以看見鋅花紋樣。

另外，使用預鍍Ni鋼板的例子(試驗No.41~44)，其鍍敷層的Ni濃度為0.28%以上且15%以下，因此符合鍍敷層的Ni濃度視為0%的例子。

以上，參照附圖同時詳細說明本揭露適宜的實施形態，不過，本揭露並不限定於相關例子。應理解的是，本揭露所屬技術領域中具有通常知識者在申請專利範圍所記載的技術思想範疇內自然是能想到各種變更例或修正例，而此等當然亦屬於本揭露之技術的範圍。

另外，本說明書係參照日本專利申請案第2020-176669號之揭露整體並納於其中。本說明書所記載之全部文獻、專利申請案及技術規格係以與具體且個別記載個別文獻、專利申請案及技術規格以參照方式納入之情況相同程度，以參照方式納入本說明書中。

(無)

圖1是一光學顯微鏡照片(倍率5倍)，顯示本揭露之鍍敷鋼材之Zn-Al-Mg合金層表面的一例。圖2是一光學顯微鏡照片(倍率5倍)，顯示本揭露之鍍敷鋼材之Zn-Al-Mg合金層表面的另一例。圖3是一示意圖，係說明本揭露之鍍敷鋼材其基底鋼材之比表面積的定義。

Claims

一種鍍敷鋼材，具有：基底鋼材、及配置於前述基底鋼材之表面且含有Zn-Al-Mg合金層的鍍敷層；前述鍍敷層具有由下述所構成的化學組成：以質量%計， Zn：大於65.0%、 Al：大於5.0%~小於25.0%、 Mg：大於3.0%~小於12.5%、 Sn：0%~3.00%、 Bi：0%~小於5.0%、 In：0%~小於2.0%、 Ca：0%~3.0%、 Y：0%~0.5%、 La：0%~小於0.5%、 Ce：0%~小於0.5%、 Si：0%~小於2.5%、 Cr：0%~0.25%、 Ti：0%~0.25%、 Ni：0%~0.25%、 Co：0%~0.25%、 V：0%~0.25%、 Nb：0%~0.25%、 Cu：0%~0.25%、 Mn：0%~0.25%、 Fe：0%~5.0%、 Sr：0%~小於0.5%、 Sb：0%~小於0.5%、 Pb：0%~小於0.5%、 B：0%~小於0.5%、及不純物；於前述Zn-Al-Mg合金層之表面具有表面粗度Sa為50nm以下之枝晶狀MgZn ₂相；前述表面粗度Sa為50nm以下之枝晶狀MgZn ₂相的面積率在觀察視野5mm ²之範圍內為30%以上且80%以下；並且前述表面粗度Sa為50nm以下之枝晶狀MgZn ₂相之中，面積為0.1mm ²以上之枝晶狀MgZn ₂相的個數在觀察視野25mm ²之範圍內為5個以上且100個以下。
如請求項1之鍍敷鋼材，其中，前述鍍敷層中的Sn含量以質量%計為0.05%~3.00%。