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高強度薄鋼板、高強度合金化熱鍍鋅鋼板及它們的制造方法

文檔序號:3398950閱讀:245來源:國知局
專利名稱:高強度薄鋼板、高強度合金化熱鍍鋅鋼板及它們的制造方法
技術領域
本發(fā)明涉及適宜于作為汽車車體等使用的高強度薄鋼板(鍍層母板),以及將該高強度薄鋼板作為原料的高強度合金化熱鍍鋅鋼板,和高強度薄鋼板、高強度熱鍍鋅鋼板及高強度合金化熱鍍鋅鋼板的制造方法。
背景技術
近年來,從汽車的安全性、輕量化和低燃耗化進而改善地球環(huán)境的觀點出發(fā),作為汽車用鋼板,耐蝕性優(yōu)良的高強度鋼板及高強度熱鍍鋅鋼板的使用正在增加著。
其中,為制造高強度熱鍍鋅鋼板,必須預先制造鍍性良好、而且通過熱鍍鋅浴進而施以加熱合金化處理后能得到所希望強度和加工性的原板。
為增加鋼板的強度,一般添加P、Mn、Si等固溶強化元素,Ti、Nb、V等析出強化元素。
將添加上述元素的鋼板在連續(xù)熱鍍鋅線(CGL)中進行處理時,鋼板在Ac1變態(tài)點以上的溫度下經受退火,而且冷卻速度慢,因此難以得到高強度,為了獲得高強度,必須添加多量的合金元素,從而使成本變高。
另外,已經知道,多量添加合金元素使鍍鋅性能顯著劣化,從鍍性的觀點出發(fā),也應限制合金元素的添加量。
這樣的母材鋼板中的合金元素,對強度及鍍性起相反的作用,因此要在連續(xù)熱鍍鋅線中制造鍍性良好的高強度熱鍍鋅鋼板,是極其困難的。
此外,在高強度鋼板的場合,與延伸等加工性有關的特性差,因此要制造加工性良好的熱鍍鋅鋼板更加困難。
另一方面,作為加工性良好的高強度鋼板,過去提出過在鐵素體基質中含有以馬氏體作為主相的低溫變態(tài)相(也含殘留奧氏體)的復合組織鋼板。
該復合組織鋼板在常溫非時效下,屈服比[{屈服強度(YS)}/{拉伸強度(TS)}]低,加工性和加工后的烘烤硬化性優(yōu)良。
作為復合組織鋼板的制造方法,已知有在(α+γ)區(qū)溫度下加熱后,用水冷或氣體冷卻進行急冷的方法,另外還知道,冷卻速度越快,必要的合金元素的種類及其添加量就越少越好。
然而,過去的復合組織鋼板,在500℃左右的溫度下熱鍍鋅、或者再進行加熱合金化處理的場合,除了第1相的鐵素體之外,不生成作為目的的第2相即硬質的馬氏體,而是生成軟質的滲碳體、珠光體、貝氏體,因此拉伸強度降低,出現(xiàn)上屈服點產生屈服比上升,而且發(fā)生屈服點伸長。
Mn、Si等合金元素越少,越易于發(fā)生回火軟化,另一方面,這些合金元素多時,熱鍍鋅性能降低。
結論是,即使對于復合組織鋼板,因為在鍍敷工序中不生成硬質的馬氏體,而是生成軟質的滲碳體、珠光體、貝氏體,因此要使由于其特征的第1相即鐵素體相帶來的加工性、和由于第2相即馬氏體帶來的高強度兩者兼?zhèn)?、并且發(fā)揮良好的鍍性,在現(xiàn)有技術下是困難的。
另一方面,對于鍍層鋼板,為了不對金屬模具進行處理就能防止沖壓時的鍍層剝離,有必要使鍍層鋼板的鍍層密著性優(yōu)良。
一般而言,為使鋼板的強度增加,如前所述通常要進行添加Mn等固溶強化元素(易氧化性元素),但在鍍前的還原退火時,這些元素變成氧化物,在鋼板表面富集,使與熔融鋅的粘著性降低,結果鋼板表面幾乎不附著鍍層,即在鋼板表面發(fā)生所謂鍍不上的缺陷。
這是因為,雖然再結晶退火氣氛對于Fe是還原性氣氛,不生成Fe的氧化物,但對于Mn等易氧化性元素則構成氧化性氣氛,這些元素在鋼板表面富集形成氧化膜,使熔融鋅與鋼板的接觸面積減小。
作為高強度熱鍍鋅鋼板的制造方法,在特開昭55-50455號公報中,揭示了鍍層時規(guī)定退火后的冷卻速度的方法,但是該方法是完全沒有述及改善鍍性的方法,特別是在基質鋼板的Mn含量超過1%時,要防止鍍不上是困難的,而且是,對于改善鍍層密著性完全沒有言及的方法。
因此,現(xiàn)狀是無論作為用作汽車用高強度材料具有魅力的某種加工性優(yōu)良的高強度鋼板,還是作為在其上熱鍍鋅的、一方面加工性優(yōu)良另一方面鍍層密著性也優(yōu)良的表面處理鋼板,為進行使用還欠缺實際的手段。
另外,在特公平7-9055號公報中,作為使添加P的鋼合金化速度提高的方法,揭示了退火后進行酸洗處理、然后施加鍍鋅的方法,但該方法是以提高合金化速度作為目的的,而不是防止鍍不上的方法。
而且,上述方法對鍍前退火時氣氛氣體的露點、氫濃度、溫度都沒有述及,據認為,由于鋼種和退火氣氛的組合條件,鍍不上的情況會多有發(fā)生。
另外,在特開平7-268584號公報中,揭示了在由鋼中P含量決定的溫度下進行二次退火的方法,但這是基于為防止鋼板脆化的溫度區(qū)是由鋼中P含量左右的技術思想,而對于使鍍性良好的溫度沒有敘述。
本發(fā)明的目的在于,本發(fā)明以解決現(xiàn)有技術存在的上述問題作為目的,提供一種即使熱鍍鋅、或進而施以加熱合金化處理,也具有優(yōu)良加工性和高強度的、同時可以獲得優(yōu)良的鍍性、進而具有優(yōu)良的耐蝕性的、作為鍍層母材鋼板的高強度薄鋼板,以及使用該高強度薄鋼板的加工性、鍍層密著性、而且耐蝕性均優(yōu)良的合金化熱鍍鋅鋼板,以及它們的制造方法。
本發(fā)明的具體目的是,提供一種一方面作為表示加工性和高強度的指標能滿足屈服比70%以下、TS×E1值16000MPa·%以上,另一方面可以防止鍍不上缺陷發(fā)生的加工性優(yōu)良的高強度薄鋼板,以及使用該高強度薄鋼板的加工性、鍍層密著性、進而耐蝕性優(yōu)良的高強度合金化熱鍍鋅鋼板,和高強度薄鋼板、高強度熱鍍鋅鋼板及高強度合金化熱鍍鋅鋼板的制造方法。
發(fā)明的公開本發(fā)明人等為解決上述課題進行了銳意研究,結果發(fā)現(xiàn)以下的見解(1)~(4)。
(1)鋼板中的帶狀組織的分散從提高機械特性的觀點出發(fā),在使用規(guī)定組成的鋼板的同時,將鋼板加熱到規(guī)定溫度以上,使鋼板中特別由第2相(主要為滲碳體、珠光體、貝氏體和極少一部份馬氏體及殘留奧氏體)構成的帶狀組織分散到規(guī)定的范圍,籍此得到使加工性和高強度兩立的、并且具有良好鍍性的薄鋼板。
(2)2段加熱·酸洗處理法進而由提高鍍性的觀點出發(fā),在使用規(guī)定組成的鋼板的同時,將鋼板在退火爐中加熱到規(guī)定溫度以上,冷卻后,經酸洗除去鋼板表面鋼中成分的富集層,接著在連續(xù)熱鍍鋅線上再次在規(guī)定的還原性氣氛中于規(guī)定的加熱還原溫度下退火,然后施加熱鍍鋅,籍此防止鍍不上缺陷,而且得到加工性、鍍層密著性進而耐蝕性優(yōu)良的高強度熱鍍鋅鋼板。
即,在將一次退火的鋼板進行再次還原退火的方法中,為確保鍍性的重要事項,是還原退火時的氣氛。
這是因為,在對一次退火的鋼板進行酸洗時,若鋼板表面生成的P系酸洗殘渣不是處于充分還原的氣氛中,則與熔融鋅的粘著性差的氧化皮膜阻害退火之后的鋼板的鍍性,在本發(fā)明的高強度熱鍍鋅鋼板的制造方法中,將退火的鋼板再次在規(guī)定的還原性氣氛中于規(guī)定的加熱還原溫度下退火,然后施加熱鍍鋅。
(3)1段加熱處理法本發(fā)明人等進一步進行了反復研究,結果發(fā)現(xiàn),將鋼板在適宜的加熱溫度并且有適宜露點的氣氛氣體中加熱,然后施加熱鍍鋅,籍此可用1階段的加熱得到良好的鍍性、加工性、鍍層密著性。
(4)合金化處理法將由上述(1)~(3)得到的熱鍍鋅鋼板,較佳是在滿足規(guī)定的合金化溫度的條件下進行合金化,籍此得到合金化后鍍層密著性和耐蝕性二者均優(yōu)良的高強度合金化熱鍍鋅鋼板。
下述(1)~(39)的本發(fā)明及本發(fā)明的最佳方式,就是在上述見解(1)~(4)的基礎上完成的。
(1)加工性及鍍性優(yōu)良的高強度薄鋼板,其特征在于,含有C0.01~0.20wt%、Si1.0wt%以下、Mn1.0~3.0wt%、P0.10wt%以下、S0.05wt%以下、Al0.10wt%以下、N0.010wt%以下、Cr1.0wt%以下、Mo0.001~1.00wt%、其余由Fe和不可避免的雜質組分構成,而且,由第2相構成的帶狀組織是滿足下式關系Tb/T≤0.005(式中,Tb帶狀組織在板厚方向的平均厚度,T鋼板板厚)的厚度。
(2)加工性及鍍性優(yōu)良的高強度薄鋼板,其特征在于,(1)中上述高強度薄鋼板還含有由Nb0.001~1.0wt%、Ti0.001~1.0wt%、V0.001~1.0wt%中選擇的1種或2種以上。
(3)加工性及鍍性優(yōu)良的高強度薄鋼板的制造方法,其特征在于,將含有C0.01~0.20wt%、Si1.0wt%以下、Mn1.0~3.0wt%、P0.10wt%以下、S0.05wt%以下、Al0.10wt%以下、N0.010wt%以下、Cr1.0wt%以下、Mo0.001~1.00wt%、其余由Fe及不可避免的雜質組分構成的板坯,進行熱軋,在750℃以下卷取,然后加熱到750℃以上后,進行冷卻,籍此將由第2相構成的帶狀組織的厚度調整到下式的范圍Tb/T≤0.005(式中,Tb帶狀組織在板厚方向的平均厚度,T鋼板板厚)。
(4)加工性及鍍性優(yōu)良的高強度薄鋼板的制造方法,其特征在于,(3)中在上述750℃以下卷取后,進行冷軋,然后加熱到750℃以上后,進行冷卻,籍此將由第2相構成的帶狀組織的厚度調整到下式的范圍Tb/T≤0.005(式中,Tb帶狀組織在板厚方向的平均厚度,T鋼板板厚)。
(5)加工性及鍍性優(yōu)良的高強度薄鋼板的制造方法,其特征在于,(3)或(4)中加熱到上述的750℃以上之后,在冷卻途中進行熱鍍鋅,或是在熱鍍鋅后進而進行加熱合金化處理。
(6)加工性及鍍性優(yōu)良的高強度薄鋼板的制造方法,其特征在于,(3)或(4)中加熱到上述的750℃以上之后,進行冷卻,籍此將由第2相構成的帶狀組織的厚度調整到下式的范圍Tb/T≤0.005(式中,Tb帶狀組織在板厚方向的平均厚度,T鋼板板厚),然后再加熱到700~850℃,在其后的冷卻途中進行熱鍍鋅,或者熱鍍鋅后再進行加熱合金化處理。
(7)加工性及鍍性優(yōu)良的高強度薄鋼板的制造方法,其特征在于,(5)或(6)中熱鍍鋅的鍍層附著量,作為鋼板每面的附著量,為20~120g/m2。
(8)加工性及鍍性優(yōu)良的高強度薄鋼板的制造方法,其特征在于,由(5)到(7)的任一項中,上述加熱合金化處理后的合金化熱鍍鋅的鍍層附著量,作為鋼板每面的附著量,為20~120g/m2。
(9)加工性及鍍性優(yōu)良的高強度薄鋼板的制造方法,其特征在于,由(3)到(8)的任一項中,上述板坯還含有由Nb1.0wt%以下、Ti1.0wt%以下、V1.0wt%以下中選擇的1種或2種以上。
(10)加工性及鍍性優(yōu)良的高強度薄鋼板的制造方法,其特征在于,由(3)到(8)的任一項中,上述板坯還含有由Nb0.001~1.0wt%、Ti0.001~1.0wt%、V0.001~1.0wt%中選擇的1種或2種以上。
(11)加工性及鍍層密著性優(yōu)良的高強度熱鍍鋅鋼板的制造方法,其特征在于,(3)中在上述750℃以下卷取之后,進行酸洗,然后在退火爐中加熱到750℃以上,更佳750℃以上1000℃以下,尤佳是800℃以上1000℃以下,進行冷卻后,用酸洗除去鋼板表面鋼中成分的富集層,接著,在鋼板表面的酸洗殘渣即P系氧化物的還原條件下加熱還原,然后施加熱鍍鋅。
(12)加工性及鍍層密著性優(yōu)良的高強度熱鍍鋅鋼板的制造方法,其特征在于,(3)中在上述750℃以下卷取后,進行酸洗,然后施加冷軋后,在退火爐中加熱到750℃以上,更佳是750℃以上1000℃以下,尤佳是800℃以上1000℃以下,進行冷卻后,用酸洗除去鋼板表面鋼中成分的富集層,接著,在鋼板表面的酸洗殘渣即P系氧化物的還原條件下加熱還原,然后施加熱鍍鋅。
(13)加工性及鍍層密著性優(yōu)良的高強度熱鍍鋅鋼板的制造方法,其特征在于,(3)中在上述750℃以下卷取后,進行酸洗,然后在退火爐中加熱到750℃以上,更佳是750℃以上1000℃以下,尤佳是800℃以上1000℃以下,進行冷卻后,用酸洗除去鋼板表面鋼中成分的富集層,接著,在氣氛氣體的露點-50℃~0℃、氣氛氣體的氫濃度1~100vol%的條件下加熱還原,然后施加熱鍍鋅。
(14)加工性及鍍層密著性優(yōu)良的高強度熱鍍鋅鋼板的制造方法,其特征在于,(3)中在上述750℃以下卷取后,進行酸洗,然后施加冷軋后,在退火爐中加熱到750℃以上,更佳是750℃以上1000℃以下,尤佳是800℃以上1000℃以下,進行冷卻后,用酸洗除去鋼板表面鋼中成分的富集層,接著,在氣氛氣體的露點-50℃~0℃、氣氛氣體的氫濃度1~100vol%的條件下加熱還原,然后施加熱鍍鋅。
(15)加工性及鍍層密著性優(yōu)良的高強度熱鍍鋅鋼板的制造方法,其特征在于,(3)中在上述750℃以下卷取后,進行酸洗,然后在退火爐中加熱到750℃以上,更佳是750℃以上1000℃以下,尤佳是800℃以上1000℃以下,進行冷卻后,用酸洗除去鋼板表面鋼中成分的富集層,接著,在加熱還原溫度t1(℃)對鋼中P含量P(wt%)滿足下式(1)的條件下加熱還原,然后施加熱鍍鋅。
0.9≤{[P(wt%)+(2/3)]×1100)/{t1(℃)}≤1.1………(1)(16)加工性及鍍層密著性優(yōu)良的高強度熱鍍鋅鋼板的制造方法,其特征在于,(3)中在上述750℃以下的卷取后,進行酸洗,然后施加冷軋后,在退火爐中加熱到750℃以上,更佳是750℃以上1000℃以下,尤佳是800℃以上1000℃以下,進行冷卻后,用酸洗除去鋼板表面鋼中成分的富集層,接著,在加熱還原溫度t1(℃)對鋼中P含量P(wt%)滿足下式(1)的條件下加熱還原,然后施加熱鍍鋅。
0.9≤{[P(wt%)+(2/3)]×1100}/{t1(℃)}≤1.1………(1)(17)加工性及鍍層密著性優(yōu)良的高強度熱鍍鋅鋼板的制造方法,其特征在于,(3)中在上述750℃以下的卷取后,進行酸洗,然后在退火爐中加熱到750℃以上,更佳是750℃以上1000℃以下,尤佳是800℃以上1000℃以下,進行冷卻后,用酸洗除去鋼板表面鋼中成分的富集層,接著,在氣氛氣體露點-50~0℃、氣氛氣體的氫濃度1~100vol%、加熱還原溫度t1(℃)對鋼中P含量P(wt%)滿足下式(1)的條件下加熱還原,然后施加熱鍍鋅。
0.9≤{[P(wt%)+(2/3)]×1100}/{t1(℃)}≤1.1………(1)(18)加工性及鍍層密著性優(yōu)良的高強度熱鍍鋅鋼板的制造方法,其特征在于,(3)中在上述750℃以下的卷取后,進行酸洗,然后,施加冷軋后在退火爐中加熱到750℃以上,更佳是750℃以上1000℃以下,尤佳是800℃以上1000℃以下,進行冷卻后,用酸洗除去鋼板表面鋼中成分的富集層,接著,在氣氛氣體露點-50℃~0℃、氣氛氣體的氫濃度1~100vol%、加熱還原溫度t1(℃)對鋼中P含量P(wt%)滿足下式(1)的條件下加熱還原,然后施加熱鍍鋅。
0.9≤{[P(wt%)+(2/3)]×1100}/{t1(℃)}≤1.1………(1)(19)加工性及鍍層密著性優(yōu)良的高強度熱鍍鋅鋼板的制造方法,其特征在于,由(11)到(18)任一項中,在上述退火爐中加熱到750℃以上,更佳是750℃以上1000℃以下,尤佳是800℃以上1000℃以下,冷卻后的上述酸洗方法,是在pH≤1、液溫40~90℃的酸洗液中進行1~20秒鐘酸洗的酸洗方法。
(20)加工性及鍍層密著性優(yōu)良的高強度熱鍍鋅鋼板的制造方法,其特征在于,由(11)到(19)任一項中,在上述退火爐中加熱到750℃以上,更佳是750℃以上1000℃以下,尤佳是800℃以上1000℃以下,冷卻后的上述酸洗液是HCl濃度1~10wt%的鹽酸溶液。
(21)加工性及鍍層密著性優(yōu)良的高強度熱鍍鋅鋼板的制造方法,其特征在于,(3)中在上述750℃以下的卷取后,進行酸洗,然后使加熱溫度T在750℃以上1000℃以下并且滿足下式(2),在氣氛氣體的露點t滿足下式(3)、氫濃度為1~100vol%的氣氛中加熱,然后施加熱鍍鋅。
0.85≤{[P(wt%)+(2/3)]×1150}/{T(℃)}≤ 1.15………(2)0.35≤{[P(wt%)+(2/3)]×(-30)}/{t(℃)}≤1.8…………(3)(22)加工性及鍍層密著性優(yōu)良的高強度熱鍍鋅鋼板的制造方法,其特征在于,(3)中在上述750℃以下的卷取后,進行酸洗,然后施加冷軋后,使加熱溫度T在750℃以上1000℃以下并且滿足下式(2)、在氣氛氣體的露點t滿足下式(3)、氫濃度為1~100vol%的氣氛中加熱,然后施加熱鍍鋅。
0.85≤{[P(wt%)+(2/3)]×1150}/{T(℃)}≤1.15………(2)0.35≤{[P(wt%)+(2/3)]×(-30)}/{t(℃)}≤1.8…………(3)(23)加工性及鍍層密著性優(yōu)良的高強度熱鍍鋅鋼板的制造方法,其特征在于,由(11)到(22)任一項中,上述板坯還含有由Nb1.0wt%以下、Ti1.0wt%以下、V1.0wt%以下中選擇的1種或2種以上。
(24)加工性及鍍層密著性優(yōu)良的高強度熱鍍鋅鋼板的制造方法,其特征在于,由(11)到(22)任一項中,上述板坯還含有由Nb0.001~1.0wt%、Ti0.001~1.0wt%、V0.001~1.0wt%中選擇的1種或2種以上。
(25)加工性及鍍層密著性優(yōu)良的高強度熱鍍鋅鋼板的制造方法,其特征在于,由(11)到(24)任一項中,上述高強度熱鍍鋅鋼板的鍍層附著量,作為鋼板每面的附著量,為20~120g/m2。
(26)加工性及鍍層密著性優(yōu)良的高強度熱鍍鋅鋼板的制造方法,其特征在于,在(13)、(14)、(17)、(18)、(21)、(22)任一項中,上述氣氛氣體的氫濃度在1vol%以上、不足100vol%時,其余的氣體是惰性氣體。
(27)加工性及鍍層密著性優(yōu)良的高強度熱鍍鋅鋼板的制造方法,其特征在于,(26)中上述惰性氣體是氮氣。
(28)加工性及鍍層密著性優(yōu)良的高強度合金化熱鍍鋅鋼板的制造方法,其特征在于,在用由(11)到(27)任一項所述的高強度熱鍍鋅鋼板的制造方法得到的熱鍍鋅鋼板上,再施以加熱合金化處理。
(29)加工性及鍍層密著性優(yōu)良的高強度合金化熱鍍鋅鋼板的制造方法,其特征在于,在用由(11)到(27)任一項所述的高強度熱鍍鋅鋼板的制造方法得到的熱鍍鋅鋼板上,再施以加熱合金化處理,同時,使該加熱合金化處理時的合金化溫度t2(℃),對于鋼中P含量P(wt%)及上述熱鍍鋅時浴中Al含量Al(wt%)滿足下式(4)。
0.95≤[7×{100×[P(wt%)+(2/3)]+10×Al(wt%)}]/[t2(℃)]≤1.05………(4)(30)加工性及鍍層密著性優(yōu)良的高強度合金化熱鍍鋅鋼板的制造方法,其特征在于,(28)或(29)中,上述板坯還含有由Nb1.0wt%以下、Ti1.0wt%以下、V1.0wt%以下中選擇的1種或2種以上。
(31)加工性及鍍層密著性優(yōu)良的高強度合金化熱鍍鋅鋼板的制造方法,其特征在于,(28)或(29)中,上述板坯還含有由Nb0.001~1.0wt%、Ti0.001~1.0wt%、V0.001~1.0wt%中選擇的1種或2種以上。
(32)加工性及鍍層密著性優(yōu)良的高強度合金化熱鍍鋅鋼板的制造方法,其特征在于,由(28)到(31)任一項中,上述高強度合金化熱鍍鋅鋼板的合金化熱鍍鋅的鍍層附著量,作為鋼板每面的附著量,為20~120g/m2。
(33)加工性、鍍層密著性及耐蝕性優(yōu)良的高強度合金化熱鍍鋅鋼板,其特征在于,是將含Mo1.00wt%以下的鋼板熱鍍鋅后,進行加熱合金化得到的合金化熱鍍鋅鋼板,合金化熱鍍鋅層中的Fe含量為8~11wt%,Mo含量為0.002~0.11wt%。
(34)加工性、鍍層密著性及耐蝕性優(yōu)良的高強度合金化熱鍍鋅鋼板,其特征在于,是將含Mo1.00wt%以下、含C0.010~0.2wt%的鋼板熱鍍鋅后,進行加熱合金化得到的合金化熱鍍鋅鋼板,合金化熱鍍鋅層中的Fe含量為8~11wt%、Mo含量為0.002~0.11wt%。
(35)加工性、鍍層密著性及耐蝕性優(yōu)良的高強度合金化熱鍍鋅鋼板,其特征在于,在(33)或(34)中,上述的含Mo1.00wt%以下的鋼板,是含Mo0.01~1.00wt%、更佳0.05~1.00wt%的鋼板。
(36)加工性、鍍層密著性及耐蝕性優(yōu)良的高強度合金化熱鍍鋅鋼板,其特征在于,由(33)到(35)的任一項中,是上述鋼板的母材鋼板,進而是還含Si1.0wt%以下、Mn1.0~3.0wt%、P0.10wt%以下、S0.05wt%以下、Al0.10wt%以下、N0.010wt%以下、Cr1.0wt%以下、其余由Fe及不可避免的雜質組分構成的鋼板。
(37)加工性、鍍層密著性及耐蝕性優(yōu)良的高強度合金化熱鍍鋅鋼板,其特征在于,由(33)到(36)的任一項中,是上述鋼板的母材鋼板,還含有由Nb1.0wt%以下、Ti1.0wt%以下、V1.0wt%以下中選擇的1種或2種以上。
(38)加工性、鍍層密著性及耐蝕性優(yōu)良的高強度合金化熱鍍鋅鋼板,其特征在于,由(33)到(36)的任一項中,是上述鋼板的母材鋼板,進而含由Nb0.001~1.0wt%、Ti0.001~1.0wt%、V0.001~1.0wt%中選擇的1種或2種以上。
(39)加工性、鍍層密著性及耐蝕性優(yōu)良的高強度合金化熱鍍鋅鋼板,其特征在于,在從(33)到(38)的任一項中上述高強度合金化熱鍍鋅鋼板的合金化熱鍍鋅的鍍層附著量,作為鋼板每面的附著量,為20~120g/m2。
附圖的簡單說明

圖1是顯示拉伸強度(TS)、屈服比(YR)及TS×E1平衡和[帶狀第2相平均厚度Tb/板厚T]的關系的圖。
圖2是顯示代表性的帶狀第2相組織的金屬組織的顯微鏡照片(a)及該金屬組織模式圖(b)的實例。
圖3是顯示經第1次加熱第2相組織分散狀態(tài)的金屬組織的顯微鏡照片(a)及該金屬組織模式圖(b)的實例。
圖4是顯示鋼中P含量和不發(fā)生鍍不上缺陷的最佳加熱還原溫度的關系的圖。
圖5是顯示不發(fā)生鍍不上缺陷的加熱還原時氣氛氣體的氫濃度、露點的最佳區(qū)域的圖。
圖6是顯示鋼中P含量和鍍層密著性良好的最佳合金化溫度區(qū)域的關系的圖。
圖7是顯示鍍層中Mo含量和腐蝕減量的關系的圖。
圖8是顯示鋼中P含量和不發(fā)生鍍不上缺陷的最佳加熱還原溫度區(qū)域的關系的圖。
圖9是顯示鋼中P含量和不發(fā)生鍍不上缺陷的加熱還原時氣氛氣體的露點最佳區(qū)域的圖。
實施本發(fā)明的最佳方式首先,對構成提高機械特性的本發(fā)明的基礎的實驗結果進行說明。
將具有0.09wt% C-0.01wt% Si-2.0wt% Mn-0.009wt% P-0.003wt% S-0.041wt% Al-0.0026wt% N-0.15wt% Mo-0.02wt% Cr、其余實質上由Fe構成的化學組成且厚度為30mm的薄板坯,加熱到1200℃,經5道次制成厚度2.5mm的熱軋鋼板,在640℃下卷取,酸洗后,加熱到750℃~900℃保持1分鐘(第1次加熱),以10℃/秒的冷卻速度冷卻到室溫。
接著,加熱到750℃保持1分鐘(第2次加熱),以10℃/秒的冷卻速度冷卻到500℃,保持30秒后,以10℃/秒的升溫速度加熱到550℃,保持20秒后,立即以10℃/秒的冷卻速度冷卻到室溫。
調查所得鋼板的TS、YR、TS×E1和第1次加熱后的鋼板板厚方向斷面中的帶狀組織的厚度的關系,得到圖1中示出的結果。
另外,帶狀組織的厚度,以Tb/T(式中,Tb由第2相構成的帶狀組織在板厚方向的厚度,T鋼板板厚)表示。
其中,Tb是用圖像解析裝置,測定倍率1500倍的圖像中板厚方向的全部帶狀組織的厚度,再求出其平均值。
由圖1判明,第1次加熱后的鋼板只要Tb/T是在0.005以下,屈服比就低,TS×E1平衡良好。
即,按照本發(fā)明,為確保強度的目的,在多量添加Mn的場合,以富C、Mn量作為主體的滲碳體、珠光體、貝氏體構成的第2相所構成的帶狀組織易于發(fā)達。
此時,如果在連續(xù)熱鍍鋅線(CGL)的加熱(第2次加熱)之先,用連續(xù)退火線等設備以規(guī)定溫度進行第1次加熱,使帶狀組織的厚度變薄將其細化分散,則在連續(xù)熱鍍鋅線的加熱中能使帶狀組織溶解,即使在鍍敷過程或進一步加熱合金化處理過程中保持時,冷卻后,也能使馬氏體適宜地分散在鐵素體基質中,從而使良好的加工性和高強度兼容。
這無論是在連續(xù)熱鍍鋅線中進行高溫加熱時產生的現(xiàn)象,還是僅連續(xù)熱鍍鋅線的1次加熱產生的現(xiàn)象,材質上都不會產生任何變化。
但是,高溫加熱易于使Mn富集到鋼板表面,因此有時使鍍性劣化,為確保更穩(wěn)定的鍍性,最好在連續(xù)退火線中進行第1次加熱,在連續(xù)熱鍍鋅線中進行第2次加熱。
由這樣的第1次加熱使帶狀組織分散的效果,由圖2及圖3所示的顯微鏡組織的比較可以看出來。
其中,圖2(a)表示第1次加熱前的金屬組織,圖2(b)是圖2(a)的模式圖。
此外,圖3(a)表示第1次加熱后的金屬組織,圖3(b)是圖3(a)的模式圖。
而且,在圖2(b)、圖3(b)中,B.S顯示出,由作為主體的滲碳體、珠光體、貝氏體及極小一部分馬氏體、其余為奧氏體的第2相構成的帶狀組織。
相對于圖2所示的第1次加熱前組織中Tb/T值平均為0.0070,計量了圖3所示的第1次加熱后的組織中帶狀組織的分散,Tb/T平均減少到0.0016。
以下,再對為提高鍍性的本發(fā)明進行詳細說明。
本發(fā)明人等為防止鍍不上缺陷、改善加工性和鍍層密著性,還對必要的母材鋼板組成、退火條件及合金化條件進行了研究,獲得了以下(1)~(3)的見解,從而完成了本發(fā)明。
(1)2段加熱·酸洗處理法已經判明,將規(guī)定組成的鋼板,在退火爐中加熱到750℃以上,更佳是800℃以上,冷卻后,用酸洗除去鋼板表面鋼中成分的富集層,接著,在熱鍍鋅線中于規(guī)定的還原性氣氛中適宜的加熱還原溫度下再次將上述鋼板退火,然后施加熱鍍鋅,籍此防止鍍不上缺陷,而且得到鍍層密著性進而耐蝕性優(yōu)良的高強度熱鍍鋅鋼板。
此外,以下也將上述熱鍍鋅前的處理法(退火爐加熱→酸洗→加熱還原),記作2段加熱·酸洗處理法。
(2)1段加熱處理法另外,還進行了反復研究,結果判明,將規(guī)定組分的鋼板,在適宜的加熱溫度而且有適宜露點的含氫氣體中加熱,然后施加熱鍍鋅,籍此用1階段加熱得到良好鍍性、鍍層密著性。
此外,以下也將上述熱鍍鋅前的加熱處理法(加熱還原),記作1段加熱處理法。
(3)合金化處理法還判明,將經上述(1)、(2)得到的熱鍍鋅鋼板,優(yōu)選在滿足規(guī)定的合金化溫度的條件下進行合金化,籍此在合金化后,得到鍍層密著性及耐蝕性兩者兼優(yōu)的高強度合金化熱鍍鋅鋼板。
以下,對構成上述鍍性提高的本發(fā)明基礎的實驗,進行說明。
將由0.09wt% C-0.01wt% Si-2.0wt% Mn-0.005~0.1wt%P-0.003wt% S-0.041wt% Al-0.0026wt% N-0.15wt% Mo-0.02wt% Cr、其余實質是Fe構成的化學組成的、厚度30mm的薄板坯加熱到1200℃,經5道次得到厚度2.5mm的熱軋鋼板。
接著,對所得的熱軋鋼板,以下列(1)~(10)的順序施以處理。
(1)在540℃下熱處理30分鐘,進行與卷取相當的處理。
(2)在液溫80℃的5wt%HCl溶液中酸洗40秒鐘。
(3)在退火爐中,在含氫還原性氣氛下,保持800℃(鋼板板坯)1分鐘。
(4)以10℃/秒的冷卻速度冷卻到室溫。
(5)在液溫60℃的5wt%HCl溶液中酸洗10秒鐘。
(6)在含氫還原性氣氛中650~950℃(鋼板板溫)下保持20秒鐘。
(7)以10℃/秒的冷卻速度冷卻到480℃。
(8)浸漬到含0.15wt%Al的浴溫480℃的熱鍍鋅浴中1秒鐘,施加熱鍍鋅。
(9)用氣體摩擦接觸將從熱鍍鋅浴中提起來的鍍層鋼板的鍍層附著量調整到50g/m2。
(10)在H2濃度7vol%、露點(dp)-25℃、鋼板板溫800℃的條件下加熱還原之后,立刻在上述條件下進行熱鍍鋅,對所得到的熱鍍鋅鋼板在450~600℃下施加加熱合金化處理。
接著,對所得的鍍層鋼板的性能,用下述的評價方法及評價基準進行評價。
對熱鍍鋅后的鍍層鋼板(未合金化處理的熱鍍鋅鋼板)的外觀用目視評價○完全沒有鍍不上缺陷(鍍性良好)×發(fā)生鍍不上缺陷[鍍層密著性]將鍍層鋼板彎曲90度后,用賽璐玢膠帶剝離壓縮側的鍍層,以附著在賽璐玢膠帶上的鍍層皮膜的量進行評價。
(未合金化處理的鍍層鋼板)○無鍍層的剝離(鍍層密著性良好)×有鍍層的剝離(鍍層密著性不良)(合金化處理的鋼板)○鍍層剝離量少(鍍層密著性良好)×鍍層剝離量多(鍍層密著性不良)[合金化后的外觀]用目視進行評價。
○沒有合金化不均,得到均一的外觀×發(fā)生合金化不均圖4、圖5示出了熱鍍鋅鋼板的鍍性評價結果,圖6示出了合金化熱鍍鋅鋼板的鍍層密著性評價結果。
如圖4、圖5所示,判明了在為確保良好的鍍性施加熱鍍鋅時的加熱還原(退火爐之后并在其后的酸洗后的加熱還原)中,在由氣氛氣體的露點、氫濃度、進而鋼板的加熱溫度決定的P系氧化物熱力學的還原條件下,確保了良好的鍍性。
圖4中,加熱還原時本發(fā)明范圍的加熱還原溫度(鋼板板溫)t1(℃)用下式(1)表示。
0.9≤{[P(wt%)+(2/3)]×1100}/{t1(℃)}≤1.1………(1)上述式(1)中,P(wt%)表示鋼中P含量。
進而知道,在進行熱鍍鋅鋼板的合金化處理的場合,為確保良好的鍍層密著性,有必要滿足圖6所示的本發(fā)明范圍的合金化溫度(鋼板板溫)。
圖6中,本發(fā)明范圍的合金化溫度(鋼板板溫)t2(℃)以下式(4)表示。
0.95≤[7×{100×[P(wt%)+(2/3)]+10×Al(wt%)}]/[t2(℃)]≤1.05………(4)上式(4)中,P(wt%)表示鋼中P含量,Al(wt%)表示熱鍍鋅時浴中Al含量。
即,本發(fā)明人等發(fā)現(xiàn),作為高張力鋼板等Mn等易氧化性元素含量多的鋼板的鍍性改善方法,在一次退火爐中退火,使Mn等易氧化性元素的表面富集物析出到鋼板表面后,用酸洗除去富集物,然后在由氣氛氣體的露點、氫濃度、鋼板加熱溫度決定的P系氧化物熱力學還原的適宜氣氛氣體條件下加熱還原,之后立刻施加熱鍍鋅,籍此能夠完全不發(fā)生鍍不上缺陷,制造高強度熱鍍鋅鋼板。
另外發(fā)現(xiàn),在熱鍍鋅后,進行合金化處理的場合,根據鋼中P含量及熱鍍鋅時浴中Al含量在適宜的溫度下進行合金化處理時,能夠制造合金化后鍍層密著性良好的高強度合金化熱鍍鋅鋼板。
另外,本發(fā)明人等試作了以下兩種鋼板將與上述2段加熱·酸洗處理法試驗中所用熱軋鋼板同一組成的鋼作為母材的合金化熱鍍鋅鋼板,即合金化后鍍層中含F(xiàn)e量為10wt%、鍍層中含Mo量為0.01wt%的鍍層鋼板;和將僅僅不添加Mo的上述組成的鋼作為母材的合金化熱鍍鋅鋼板,即合金化后的鍍層中含F(xiàn)e10wt%、鍍層中含Mo0wt%的鍍層鋼板。
圖7示出了對所得的合金化熱鍍鋅鋼板,進行SST試驗(鹽水噴霧試驗)的結果。
由圖7所示,可知含Mo的合金化熱鍍鋅鋼板腐蝕減量低,相對于不含Mo的合金化熱鍍鋅鋼板而言,其耐蝕性大幅度提高。
本發(fā)明人等還以由上述2階段加熱處理及這些加熱處理之間進行的酸洗所構成的工藝的簡略化作為目的,以與前述的同樣的方法反復進行試驗。
結果發(fā)現(xiàn),由于將規(guī)定組成的鋼坯熱軋、酸洗后,直接或施加冷軋后,在退火爐中,以加熱溫度T在750℃以上1000℃以下而且滿足下式(2)、氣氛氣體的露點t滿足下述式(3)、氫濃度為1~100vol%的氣氛中加熱,然后施加熱鍍鋅,所以與是否添加Mo無關,采用1階段加熱,而且在熱鍍鋅線中不進行酸洗,就可以制造鍍性、鍍層密著性優(yōu)良的高強度熱鍍鋅鋼板。
0.85≤{[P(wt%)+(2/3)]×1150}/{T(℃)}≤1.15………(2)0.35≤{[P(wt%)+(2/3)]×(-30)}/{t(℃)}≤1.8…………(3)圖8、圖9顯示了對于將不添加Mo的鋼作為母材的冷軋鋼板,冷軋后,退火,不進行酸洗,在熱鍍鋅線中H2-N2氣氛下加熱,對所得鋼板施加熱鍍鋅時的熱鍍鋅鋼板的鍍性的評價結果。
如圖8、圖9所示可知,由于作為熱鍍鋅的前步工序,是在精密控制加熱溫度T及氣氛氣體的露點t的含氫氣體條件下加熱鋼板,所以與有否添加Mo無關,采用1階段的加熱,而且在熱鍍鋅線中不進行酸洗,就獲得了鍍性、鍍層密著性優(yōu)良的高強度熱鍍鋅鋼板。
圖8中,在熱鍍鋅的前步工序的加熱時,本發(fā)明范圍的加熱溫度(鋼板板溫)T(℃)處于下述范圍。
在P(wt%)≤0.072wt%時0.85≤{[P(wt%)+(2/3)]×1150}/{t(℃)}而且,750℃≤T(℃)在0.072wt%≤P(wt%)≤0.083wt%時750℃≤T(℃)≤1000℃在0.083wt%≤P(wt%)≤0.10wt%時{[P(wt%)+(2/3)]×1150}/{T(℃)}≤1.15而且1000℃≥T(℃)另外,圖9中,在熱鍍鋅的前步工序的加熱時,本發(fā)明范圍的氣氛氣體的露點t(℃)處于下述范圍。
0.35≤{[P(wt%)+(2/3)]×(-30)}/{t(℃)}≤1.8以下,對本發(fā)明中Ⅰ.母材鋼板的組成及Ⅱ.規(guī)定制造條件的理由進行敘述。
Ⅰ.母材鋼板的組成C0.01~0.20wt%C是鋼的重要基本成分之一,特別在本發(fā)明中,是影響對(α+γ)區(qū)加熱時的γ相的體積率,進而影響冷卻后馬氏體量的重要元素。而且,由該馬氏體的分率和馬氏體相的硬度大大左右著強度等機械特性。C量不足0.01wt%時,馬氏體相難以生成,另一方面,超過0.20wt%時,點焊性劣化,因此將該范圍取為0.01~0.20wt%。而更佳的C量為0.03~0.15wt%。
Si1.0wt%以下Si是通過減少α相中的固溶C量而使拉伸等加工性提高的元素,但當含Si量超過1.0wt%時,會損害點焊性及鍍性,因此將上限取為1.0wt%。而更佳的Si量為0.5wt%以下。
Mn1.0~3.0wt%Mn在本發(fā)明中有在γ相中富集、促使馬氏體變態(tài)的效果,作為基本成分是重要的元素。但是,添加不足1.0wt%時,沒有這種效果,另一方面,超過3.0wt%時,會顯著損害點焊性和鍍性,因此,在1.0~3.0wt%、更佳1.5~2.5wt%的范圍內添加Mn。
P0.10wt%以下
P對于獲得高強度鋼板是有效的,是廉價的元素,但含量超過0.10wt%時,會顯著損害點焊性,因此將母材鋼板的P含量規(guī)定為0.10wt%以下。在本發(fā)明中,更佳的是將母材鋼板的P含量取為0.005~0.05wt%。
S0.05wt%以下S除了會在熱軋時引起熱裂紋之外,還誘發(fā)點焊部焊點內的破斷,因此希望極力減低。為此,本發(fā)明將母材鋼板的S含量規(guī)定為0.05wt%以下。而更佳是將S量限制在0.010wt%以下。
Al0.10wt%以下Al是煉鋼工序中的脫氧劑,而且是將引起時效劣化的N作為AIN固定的有效元素。但是,含量超過0.10wt%時,導致制造成本上升,因此有必要將Al量抑制在0.10wt%以下。而更佳的Al量為0.050wt%以下。
N0.010wt%以下N導致時效劣化,此外導致屈服點(屈服比)上升,發(fā)生屈服點伸長,因此有必要抑制在0.010wt%以下。而更佳的N量為0.0050wt%以下。
Cr1.0wt%以下Cr與Mn、Mo同樣,是為獲得鐵素體+馬氏體的復合組織的有效元素,但添加量超過1.0wt%時會損害鍍性,因此規(guī)定為1.0wt%以下,而Cr的更佳含量為0.5wt%以下。
Mo0.001~1.00wt%Mo與Mn同樣,是在不損害鍍性的情況下,為獲得鐵素體+馬氏體的復合組織、謀求固溶強化方面有效的元素。
而且按照本發(fā)明,添加Mo的鋼的一方與不添加Mo的鋼比較,作為本發(fā)明目的的P系酸洗殘渣(P系氧化物)的被還原性良好,結果顯現(xiàn)出改善鍍層密著性的效果。
其詳細原因不清楚,但可推斷如下,Mo在取入P時形成縮合酸,Mo不管以何種形態(tài)取入到P系氧化物中,它都使感受溶解殘渣的氧電位降低因此助長了P系酸洗殘渣的還原,結果改善了鍍層密著性。
此外,在使用添加Mo的母材鋼板時,所得的鍍層鋼板的耐蝕性顯現(xiàn)出變得良好的傾向。據認為這是因為,Mo是比鐵更難以氧化的元素,僅Mo擴散、添加到鍍層中,使耐蝕性提高。在本發(fā)明中,為獲得上述效果,將母材鋼板中的Mo含量規(guī)定為0.001wt%以上。但添加量超過1.00wt%時,使制造成本顯著增高,因此規(guī)定在1.00wt%以下。在本發(fā)明中,將母材鋼板的Mo含量定為0.01~1.00wt%更佳,尤佳為0.05~1.00wt%。而本發(fā)明中最佳的母材鋼板含Mo量為0.05~0.5wt%。
Ti0.001~1.0wt%,Nb0.001~1.0wt%,V0.001~1.0wt%Ti、Nb及V形成碳化物,是使鋼高強度化的有效元素,按必要各添加0.001wt%以上為佳。但是,不論何種元素添加量超過1.0wt%時,都會導致成本方面的不利之外,還會使屈服點(屈服比)上升,從而導致加工性降低。因而在添加這些元素時,這些中的每一種元素都以0.001~1.0wt%的范圍添加。另外,這些元素的合計添加量優(yōu)選為0.001~1.0wt%。
Ⅱ.制造條件下面,以次敘述本發(fā)明的Ⅱ.-1規(guī)定帶狀組織厚度的高強度薄鋼板的制造條件,Ⅱ.-22段加熱·酸洗處理法的制造條件,Ⅱ.-31段加熱處理法的制造條件,Ⅱ.-4熱鍍鋅、加熱合金化處理法中的制造條件。
Ⅱ.-1規(guī)定帶狀組織厚度的高強度薄鋼板的制造條件在本發(fā)明中,將由上述成分組成構成的鋼板坯用常法進行熱軋,在750℃以下卷取。
將卷取溫度定為750℃以下的理由,是因為超過該溫度卷取時,氧化鐵皮厚度變厚,使酸洗效率惡化,此外,在板卷長度方向的前端部、中央部、后端部、或者板卷寬度方向的邊緣部、中央部之間,卷取后的冷卻速度差別大,因此會使材質變動加大。另外,更佳的卷取溫度為700℃以下。而當卷取溫度過低時,易引起冷軋性的惡化,因此較佳的是不低于300℃。
接著,將上述所得的鋼板經酸洗脫去氧化鐵皮,直接或按情況再進行冷軋后,加熱到750℃以上,再進行冷卻,制成鍍鋅用的母板。
按照本發(fā)明,在鍍前一旦加熱(連續(xù)退火線是適宜的)到750℃以上的溫度區(qū),就使得帶狀組織中富集的C、Mn溶解、分散,冷卻后高效地形成鐵素體+馬氏體的復合組織,謀求了加工性的提高。
即,如本發(fā)明那樣Mn含量多時,特別易于形成以滲碳體、珠光體、貝氏體為主的帶狀組織,因此有必要排除由此造成的不良影響。
而且,將帶狀組織的平均厚度Tb和板厚T的關系定作(Tb/T)≤0.005,只要使帶狀組織的厚度減薄到該范圍內,并使之細化分散,就能在連續(xù)熱鍍鋅線的加熱中使帶狀組織溶解,即使在鍍層過程、或者進而加熱合金化處理過程中進行保持的情況下,冷卻后也能使馬氏體相適宜地分散到鐵素體基質中,可以使良好的加工性和高強度兼容。
這種由鍍前的加熱(第1次加熱)造成的帶狀組織的分散效果,如上述圖1-圖3所示。
而且,從熱軋后的卷取到第1次加熱之間,無論進行還是不進行酸洗脫氧化鐵皮,對本發(fā)明的效果都沒有任何影響。
在這樣制造的鍍層用的母板上施鍍制造薄鋼板的場合,也可以在上述第1次加熱后,在鍍鋅之前進行酸洗處理。
進行該酸洗,是為了除去上述加熱時生成的Mn、Cr等表面富集層,更穩(wěn)定地提高鍍性。
另外,在第1次加熱后到酸洗處理之間,也可以進行調質軋制,以使在后步工序鍍鋅線中的板材通過性良好。
接著,施加熱鍍鋅,或者電鍍。
在進行熱鍍鋅時,于鍍前在熱鍍鋅線(CGL)中進行再加熱(第1次加熱或第2次加熱),達到700℃以上。
鍍前的加熱溫度在700℃以下時,鋼板表面未還原,易于引起鍍層不良,此外得不到所希望的組織和材質,因此規(guī)定加熱到700℃以上。
另外,鍍前再加熱的加熱溫度更佳為750~900℃。
在本發(fā)明中,也可以在進行熱鍍鋅后,繼續(xù)進行合金化處理。
另外,也可以進行電鍍鋅以代替熱鍍鋅,此時也得到與熱鍍鋅同等的效果。
Ⅱ.-22段加熱·酸洗處理法(退火爐加熱→酸洗→加熱還原→熱鍍鋅)時的制造條件在本發(fā)明中,將由上述成分組成構成的鋼板坯用常法進行熱軋,在750℃以下卷取。
接著,將上述得到的熱軋鋼板酸洗,脫去氧化鐵皮。
既可以將這樣得到的鋼板直接提供到后步工序的退火、鍍層工序,或者也可以施加冷軋后提供到退火、鍍層工序。
即,本發(fā)明中的鍍層鋼板的母材鋼板(基質鋼板),用熱軋鋼板、冷軋鋼板哪一種均可以。
將上述鋼板在退火爐中退火時的加熱溫度,希望在750℃以上,更佳是750℃以上1000℃以下,尤佳是800℃以上1000℃以下。
在不足750℃時,高張力鋼板中一般含有的Mn等易氧化元素在鋼板表面的富集量少,因此在其后的即將施鍍之前再次進行表面富集。
另外,在象本發(fā)明這樣的Mn含量多的鋼板的場合,不能使母材鋼板中帶狀組織內富集的Mn分散,易發(fā)生鍍不上缺陷。
因而,在750℃以上,更佳是800℃以上退火,使鋼板基體表層部的Mn等易氧化性元素充分表面富集是必要的。
另外,退火爐中的加熱溫度超過1000℃時,因為與α-γ2相區(qū)不符,得不到希望的組織和材質,故退火爐中的加熱溫度定為1000℃以下較佳。
退火后、冷卻后,用酸洗除去鋼板表面鋼中成分的富集層。
作為酸洗中所用酸洗液的酸,不限定為HCl,也可以使用H2SO4、HNO3等,不特別限制酸的種類。
作為退火爐后步工序中的上述酸洗時,酸洗液的pH在1以下進行操作,使用鹽酸時,HCl的濃度取1~10wt%為佳。
酸洗液pH超過1時,由酸洗除去表面富集物的效果不充分。
HCl濃度不足1wt%時,由酸洗除去表面富集物的效果不充分,超過10wt%時,因過酸洗而產生鋼板表面的粗糙,而且用酸單耗高,是不適當的。
酸洗液的液溫為40~90℃較佳,不足40℃時,由酸洗除去表面富集物的效果不充分,超過90℃時,因過酸洗產生鋼板表面的粗糙,是不適當的。
而且,酸洗液的液溫更佳是在50~70℃的范圍。
酸洗時間優(yōu)選為1~20秒鐘,不足1秒時,由酸洗除去表面富集物的效果不充分,超過20秒時,因過酸洗產生鋼板表面的粗糙,而且制造時間長,生產率降低,是不適當的。
另外,酸洗時間更佳為5~10秒的范圍。
在本發(fā)明中,在酸洗處理后,接著例如在連續(xù)熱鍍鋅線配設的加熱爐中,將由上述各工序處理過的鋼板再次在還原性氣氛中加熱還原,然后施加熱鍍鋅。
酸洗后生成的鋼板表面的氧化皮膜(酸洗殘渣)中,含有Fe和鋼中P為起因的難溶性P,若不還原該P系氧化皮膜,就不能防止鍍不上。
另外,因為P系氧化皮膜是鋼中P造成的,所以鋼中P越多,P系氧化皮膜的生成量越多。
此外,在鋼板表面生成的P系氧化物,一般是以磷酸根(PO43-)、磷酸氫根(HPO42-,H2PO4-)、羥基(OH-)和鐵離子(Fe3+、Fe2+)作為主構成要素的磷酸鐵化合物,以及P2O5、P4O10等氧化磷。
而且,作為上述的磷酸鐵化合物,可示例出下列的磷酸鐵化合物。
磷酸鐵化合物FeⅢ(PO4)·nH2O、FeⅢ2(HPO4)3·nH2O、FeⅢ(H2PO4)3·nH2O、FeⅡ3(PO4)2·nH2O、FeⅡ(HPO4)·nH2O、FeⅡ(H2PO4)2·nH2O、FeⅢ(HPO4)(OH)·nH2O、FeⅢ4{(PO4)(OH)}3·nH2O(n為0以上的整數)。
另外,氧化磷和磷酸鐵化合物在同程度的還原條件下還原。
在本發(fā)明中,通過確實熱力學地控制P系氧化皮膜還原的條件,防止鍍不上。
即,本發(fā)明人等使用鋼中P含量不同的各種鋼板,調查在各種情況下的鍍性良好的加熱還原溫度和還原氣氛。
結果得知,在P系氧化皮膜熱力學的還原條件下將P系氧化皮膜還原,而且防止由于加熱還原溫度過高造成的Mn等易氧化性元素的再表面富集,就能一邊防止鍍不上,一邊可以在確實的施鍍條件下進行操作。
另外還得知,在施加熱鍍鋅時加熱還原的加熱溫度t1(℃),對于鋼中P含量P(wt%)滿足下述式(1),就能使P系氧化皮膜還原,而且防止加熱還原溫度過高造成的Mn的再表面富集,從而能一邊防止了鍍不上,一邊可以在確實的施鍍條件下進行操作。
0.9≤{[P(wt%)+(2/3)]×1100}/{t1(℃)}≤1.1………(1)即,在本發(fā)明的含P0.1wt%以下的鋼板中,鋼中P含量多的場合,有必要提高其加熱還原溫度。
但是,例如象鋼中Mn含量在1.0wt%以上的情況那樣,鋼中的易氧化性元素的含量多時,使加熱還原中的加熱溫度t1(℃)和鋼中P含量P(wt%)的關系滿足下式(1-1)的場合,因為加熱還原時Mn等易氧化性元素發(fā)生再次表面富集,所以發(fā)生因表面富集物引起的鍍不上。
{[P(wt%)+(2/3)]×1100}/{t1(℃)}<0.9………(1-1)另外,加熱還原時的加熱溫度t1(℃)和鋼中P含量P(wt%)的關系滿足下式(1-2)時,P系氧化皮膜的還原不充分,不能防止鍍不上。
1.1<[P(wt%)+(2/3)]×1100}/{t1(℃)}………(1-2)在實際操作中,只要是在對于上述最適宜加熱還原溫度范圍的上限、下限±10%的范圍,就能夠防止鍍不上。
加熱還原氣氛,作為可還原P系氧化皮膜的區(qū)域,有必要根據埃林格姆圖線圖選擇適宜的露點和氫濃度,但因為還原反應是氣氛和加熱還原時均熱時同的函數,所以實際操作上以露點比熱力學上要求的范圍稍低、氫濃度稍高的情況為佳。
因此,熱鍍鋅之前的加熱還原時的氣氛氣體的露點為-50℃-0℃、氫濃度為1~100vol%的范圍為佳。
加熱還原時的氣氛氣體的露點為超過0℃的高值的場合,如前所述,P系氧化皮膜難以還原,必須長時間進行加熱還原,因而不佳。
另外,要把氣氛氣體的露點取為比-50℃還低則在工業(yè)上是困難的,因此將露點規(guī)定為-50℃~0℃。
此外,氫濃度比1vol%更低時,P系氧化皮膜難以還原,必須長時間加熱還原,因而不佳。
因此,在熱鍍鋅之先的加熱還原時,氣氛氣體的氫濃度被規(guī)定在1~100vol%的范圍。
如上所述,在本發(fā)明中,控制加熱還原時的氣氛氣體的露點、氫濃度、加熱溫度(鋼板板溫),以便使得鋼中P造成的P系氧化皮膜能夠在P系氧化皮膜的還原性氣氛中還原,而且在Mn等易氧化性元素多的場合,不使退火溫度過高,以控制表面富集物量,籍此防止鍍不上。
Ⅱ.-31段加熱處理法(加熱還原→熱鍍鋅)時的制造條件在本發(fā)明中,將由上述成分組成構成的鋼板坯,用常法進行熱軋,在750℃以下卷取。
接著,將上述得到的熱軋鋼板酸洗,脫去氧化鐵皮。
這樣得到的鋼板經酸洗后,直接或施加冷軋后,在加熱溫度T為750℃以上1000℃以下而且滿足下式(2)、氣氛氣體露點t滿足下式(3)、氫濃度為1~100vol%的氣氛中加熱,然后施加熱鍍鋅。
0.85≤{[P(wt%)+(2/3)]×1150}/{T(℃)}≤1.15………(2)0.35≤{[P(wt%)+(2/3)]×(-30)}/{t(℃)}≤1.8…………(3)退火溫度不足750℃時,不能使母材中的帶狀第2相(滲碳體為主,珠光體和貝氏體及極少一部分馬氏體,以及殘留奧氏體)中富集的C、Mn分散,發(fā)生鍍不上缺陷,因此加熱溫度定在750℃以上。
此外,加熱溫度超過1000℃時,因為不符合α+γ2相區(qū),所以得不到所希望的組織和材質。
伴隨鋼中P量的增加,有必要按照上述式(2)提高加熱溫度,其理由如下。
即,在對熱軋鋼板的黑氧化皮進行酸洗時,伴隨基質的溶出,生成Fe-P系酸洗殘渣即P系氧化物,為使殘渣完全還原,改善鍍性,就必須提高溫度。
此外,P系氧化物的生成量與鋼中P量大致成比例。
因此,伴隨鋼中P量的增加,必須按照上述(2)式增加加熱溫度。
另一方面,提高加熱溫度時,由于Mn等的固溶強化,易氧化性合金元素的表面富集量增加使鍍性劣化,因此必須通過降低加熱時氣氛氣體的露點并在熱力學上控制上述的表面富集。
因而,伴隨鋼中P量的增加,有必要按照上述(3)式降低加熱時氣氛氣體的露點。
而且,加熱時氣氛氣體中的氫濃度不足1vol%時,P系氧化物難以熱力學還原,必須長時間加熱,因而不佳。
因此,將加熱時氣氛氣體中的氫濃度規(guī)定為1~100vol%。
此外,如上所述,不預先在退火爐中加熱,在熱鍍鋅線中精密控制加熱氣氛的條件下加熱,然后施加熱鍍鋅,則與有否添加Mo無關,可以確保良好的鍍性、鍍層密著性。
如上所述,通過控制加熱時的氣氛,同時控制加熱溫度(鋼板板溫)、氣氛氣體的露點、氫濃度,使Fe-P系酸洗殘渣的還原和抑制鋼中成分的表面富集二者兼容,才能確保良好的鍍性、鍍層密著性。
因此,按照本發(fā)明,即使沒有熱鍍鋅線過板前的退火工序,也能確保良好的鍍性、鍍層密著性。
Ⅱ.-4熱鍍鋅、加熱合金化處理法的制造條件在本發(fā)明中,如上述那樣將母材鋼板加熱還原后,在熱鍍鋅浴中施加熱鍍鋅。
熱鍍鋅浴適宜的是含Al0.08~0.2wt%的鍍浴,適宜的浴溫是460~500℃。
此外,浸入浴中時的鋼板板溫適宜的是460~500℃。
而且,熱鍍鋅鋼板的鍍層附著量,作為鋼板每面的附著量,為20~120g/m2較佳。
熱鍍鋅的鍍層附著量不足20g/m2的場合,耐蝕性降低,相反鍍層附著量超過120g/m2的場合,耐蝕性提高的效果在實用上飽和,是不經濟的。
另外,上述的鋼板每面的附著量,表示用附著面積去除鍍層附著量的每單位面積的附著量。
即,通常的兩面鍍層的場合,表示用兩面的鍍層面積去除鍍層附著量的每單位面積的附著量,而單面鍍層的場合,則表示用單面的鍍層面積去除鍍層附著量的每單位面積的附著量。
本發(fā)明人等在使以上那樣制造的熱鍍鋅鋼板合金化時,對使合金化后鍍層密著性良好的條件進行了銳意研究,結果得知,在合金化溫度t2(℃)對應于鋼中P含量P(wt%)和熱鍍鋅時浴中Al含量Al(wt%)滿足下式(4)時,合金化充分進行,而且還能抑制因過合金造成的鍍層密著性的劣化。
0.95≤[7×{100×[P(wt%)+(2/3)]+10×Al(wt%)}]/[t2(℃)]≤1.05………(4)即,鋼中P偏析到基質鐵的晶界,使合金化反應延遲,鋼中P含量多時,如果不提高合金化溫度,合金化反應就不能進行。
此外,鋼中P含量少時,若過于提高合金化溫度,則因過合金現(xiàn)象而使鍍層密著性劣化。
而且,在熱鍍鋅浴中的Al量多時,施鍍之后立刻在鋼板表面多量生成Fe-Al合金層,因此使合金化的必要溫度變高。
另外,在浴中Al量少的場合,若不抑制合金化溫度,則擔心會因過合金而導致鍍層密著性的劣化。
如上所述,為確保良好的鍍層密著性,有必要按照鋼中P含量P(wt%)和熱鍍鋅時浴中Al含量Al(wt%)來決定合金化溫度t2(℃),以進行合金化。
在本發(fā)明中,在合金化溫度t2(℃)對應于鋼中P含量P(wt%)和熱鍍鋅時浴中Al含量Al(wt%)滿足下式(4)時施加加熱合金化處理為佳。
0.95≤[7×{100×[P(wt%)+(2/3)]+10×Al(wt%)}]/[t2(℃)]≤1.05………(4)合金化溫度t2(℃)滿足下式(4-1)的場合,因過合金使鍍層密著性劣化,所以是不適當的。
+10×Al(wt%)}]/[t2(℃)]<0.95………(4-1)而合金化溫度t2(℃)滿足下式(4-2)的場合,合金化不充分,故發(fā)生過燒斑痕,或者需要長的合金化時間,從生產率方面考慮是不適當的。
1.05<[7×{100×[P(wt%)+(2/3)]+10×Al(wt%)}]/[t2(℃)]………(4-2)如上所述,本發(fā)明的加熱合金化處理,其特征在于,對應于母材鋼板中的P含量和熱鍍鋅時浴中的Al量控制熱鍍鋅后的合金化溫度,以確保最佳的鍍層密著性。
在實際操作中,相對于上述最佳合金化溫度的上限、下限,只要是在±5%的范圍內,就可確保鍍層密著性。
以上所述的合金化處理時Fe往鍍層中的擴散量,作為所得鍍層中的Fe含量,必須納入8~11wt%的范圍。
不足8wt%時,不僅發(fā)生過燒斑點等,而且會發(fā)生因合金化不充分引起滑動性的劣化,而超過11wt%時,因過合金使鍍層密著性劣化。
在本發(fā)明中,合金化處理后鍍層中的Fe含量,更佳為9~10wt%。
另一方面發(fā)現(xiàn),向母材鋼板添加Mo,不僅改善鍍層密著性等,而且向母材鋼板添加Mo的熱鍍鋅鋼板,在合金化處理時Mo向鍍層中的擴散量,作為所得鍍層中Mo含量滿足0.002~0.11wt%時,耐蝕性也變得良好。
這是因為,Mo是比Fe更難以氧化的元素,僅Mo擴散、添加到鍍層中可使耐蝕性提高。
在本發(fā)明中,合金化處理時Mo向鍍層中的擴散量,作為所得鍍層中的Mo含量為0.002~0.11wt%較佳。
不足0.002wt%時,耐蝕性的提高效果不充分,相反在超過0.11wt%時,為確保鍍層中Mo含量,必須將母材鋼板中的Mo含量取為超過1.0wt%,這由經濟性方面考慮不佳。
另外發(fā)現(xiàn),若是即將鍍層之前加熱還原時P系氧化皮膜未還原,則有抑制Mo向鍍層中擴散的傾向。
還得知,若是加熱還原時P系氧化皮膜完全還原,則有提高鍍層密著性等效果,但對于添加Mo的鋼中,除了此效果外,還因P系氧化皮膜的還原而得到促進Mo向鍍層擴散的效果,結果也得到合金化熱鍍鋅鋼板耐蝕性提高的效果。
如上所述,可以得知,按照本發(fā)明,在將含Mo 1.00 wt%以下的鋼板熱鍍鋅后進行加熱合金化得到的合金化熱鍍鋅鋼板中,合金化熱鍍鋅層中的Fe含量為8~11wt%、Mo含量為0.002~0.11wt%的合金化熱鍍鋅鋼板,是鍍層密著性及耐蝕性兩者兼優(yōu)的高強度合金化熱鍍鋅鋼板。
而且優(yōu)選的是,作為上述含Mo1.00wt%以下的鋼板,是含Mo0.01~1.0wt%、更佳0.05~1.00wt%、尤佳0.05~0.5wt%的鋼板。
在本發(fā)明中,合金化熱鍍鋅鋼板的鍍層附著量,作為上述定義的鋼板每面的附著量,為20~120g/m2較佳。
合金化熱鍍鋅的鍍層附著量不足20g/m2時,耐蝕性降低,相反鍍層附著量超過120g/m2時,耐蝕性提高效果在實用上飽和,是不經濟的。
另外,金屬擴散層即上述合金化熱鍍鋅的鍍層附著量,可以通過將鍍層溶解在含NaOH、KOH等的堿溶液中,或者含HCl、H2SO4等的酸溶液中,再對所得的鍍層溶液進行分析而測定。
實施例以下,在實施例的基礎上具體說明本發(fā)明。
(發(fā)明例1~20,比較例1~12)[鋼板中的帶狀組織的分散]將表1所示化學組成(鋼種A~Q)的厚度300mm的連鑄板坯加熱到1200℃,經2道次粗軋后,用7機架精軋機軋成厚度2.3mm的熱軋鋼板,并進行卷取。
將上述所得到的熱軋鋼板酸洗后,對實驗號No.1,9,11,12,17,19,20,27,28,29以熱軋鋼板的原樣、對實驗號No.2~8,10,13~16,18,21~26,30~32冷軋成板厚1.0mm,然后在連續(xù)退火線中加熱(第1次加熱),在連續(xù)熱鍍鋅線中酸洗、加熱(第1次加熱或第2次加熱),鍍鋅,按情況再進行合金化處理。
鋼種對C~E的一部分,此外,將1.0mm的冷軋鋼板在連續(xù)退火線中加熱后,施加電鍍鋅。
將以上各制造條件示于表2及表3。
將所得鋼板作為供試材料,對機械特性、鍍性、合金化處理性、點焊性等進行調查。
此外,按照對在連續(xù)退火線或連續(xù)熱鍍鋅線中加熱(第1次加熱)后的鋼板組織進行的觀察,測定由第2相構成的帶狀組織的厚度Tb和板厚T之比Tb/T。
另外,帶狀組織的厚度Tb,用圖像解析裝置測定倍率1500倍的圖像中板厚方向全部由第2相構成的帶狀組織厚度,然后由下式(5)求出。
帶狀組織的厚度Tb=∑Tbi/n………(5)上述式(5)中,∑Tbi板厚方向帶狀組織各厚度的合計n板厚方向帶狀組織數另外,鍍性、合金化處理性、點焊性用下述方法評價。
將完全沒有鍍不上的定為“優(yōu)”,稍微有鍍不上的定為“良”,鍍不上顯著的定為“劣”,由目視判定。
完全沒有合金化不均的定為“優(yōu)”,稍微有合金化不均的定為“良”,合金化不均顯著的定為“劣”,由目視判定。
按照JISZ3136的方法,在點焊之后進行拉伸剪斷試驗,拉伸剪斷強度在板厚1.0mm的場合將6700N定為下限,在板厚2.3mm的場合將23000N定為下限,將下限強度以上的定為“優(yōu)”,不足下限強度的定為“劣”。
將所得的測定結果一并示于表2、表3。
由表1~表3可知,發(fā)明例1~20屈服比低,TS×E1平衡良好,關于鍍性、合金化處理性、點焊性,也沒有特別的問題。
(發(fā)明例21~37,比較例13~21)[2段加熱·酸洗處理法]將表1所示化學組成(鋼種A~D,DD,F(xiàn)~I,K~N,R~X)的厚度300mm的連鑄板坯加熱到1200℃,經3道次粗軋后,用7機架精軋機軋制,得到厚度2.3mm的熱軋鋼板。
然后,以表4、表5所示的溫度(CT)卷取。
將所得的熱軋鋼板酸洗后,對于實驗號No.33,43~49,52~54,以熱軋鋼板的原樣在連續(xù)退火線中過板,對實驗號No.34~42,50,51,55~58,冷軋成板厚1.0mm后,在連續(xù)退火線中過板,在表4、表5所示的加熱溫度下退火。
然后,將所得的各鋼種的軋制鋼板在連續(xù)熱鍍鋅線中過板,采用表4、表5所示的各種條件,進行酸洗、加熱還原、熱鍍鋅、加熱合金化處理(發(fā)明例21~23,發(fā)明例25~37,比較例13~21)。
另外,在發(fā)明例24中不施加加熱合金化處理,基于后述的評價方法、評價基準,進行對所得熱鍍鋅鋼板的性能評價。
此外,將表4、表5所示制造條件以外的條件示于下述(1)~(3)。
(1)連續(xù)熱鍍鋅線中的酸洗表4、表5所示的連續(xù)熱鍍鋅線中的酸洗,是使用液溫60℃、HCl濃度5wt%的酸洗液(pH=1以下)或液溫60℃、H2SO4濃度5wt%的酸洗液(pH=1以下)進行10秒鐘酸洗以進行實驗,但在哪個條件下都看出了鍍性改善的效果。
(2)連續(xù)熱鍍鋅線中的加熱還原表4、表5所示的連續(xù)熱鍍鋅線中的加熱還原,在表4、表5所示H2濃度的H2-N2氣體氣氛下進行。
(3)熱鍍鋅的鍍層附著量、合金化熱鍍鋅的鍍層附著量未施加加熱合金化處理的發(fā)明例24其熱鍍鋅的鍍層附著量,鋼板兩面共40g/m2。
此外,合金化熱鍍鋅的鍍層附著量,都是在鋼板兩面共30~60g/m2的范圍內(發(fā)明例21~23,發(fā)明例25~37,比較例13~21)。
接著,對所得的熱鍍鋅鋼板、合金化熱鍍鋅鋼板的鍍性、鍍層密著性、合金化后的外觀、合金化度、耐蝕性、加工性、點焊性等,基于下述評價方法、評價基準進行評價。
將所得的評價結果示于表6、表7。
此外,表4、表5中的P系氧化物還原的有無,是用ESCA(光電子分光裝置)分析鋼板表面,按照是否能明顯辨認出認為是與氧結合的P化合物的峰值來加以判斷的。
另外,認為與上述的氧結合的P化合物,是以磷酸根(PO43-)、磷酸氫根(HPO42-,H2PO4-)、羥基(OH-)及鐵離子(Fe3+、Fe2+)作為主構成要素的下述磷酸鐵化合物。
磷酸鐵化合物FeⅢ(PO4)·nH2O、FeⅢ2(HPO4)3·nH2O、FeⅡ(H2PO4)3·nH2O、FeⅡ3(PO4)2·nH2O、FeⅡ(HPO4)·nH2O、FeⅡ(H2PO4)2·nH2O、FeⅢ(HPO4)(OH)·nH2O、FeⅢ4{(PO4)(OH)}3·nH2O(n是0以上的整數)。
此外,ESCA以定法進行測定,一般著眼于光譜集中作為實測例記載的、與上述磷酸鐵化合物對應的、認為與氧結合的位置的P的光譜強度,峰值高度是,與峰值以外噪聲部分的平均振幅N相比,峰值位置由基底算起的高度H,在滿足H≥3N的關系時,認作是能明顯辨認出峰值。
用目視評價熱鍍鋅后的鍍層鋼板(未合金化處理的熱鍍鋅鋼板)的外觀。
○無鍍不上缺陷(鍍性良好)×發(fā)生鍍不上缺陷[鍍層密著性]將鍍層鋼板彎曲90°后,用賽璐玢膠帶剝離壓縮側的鍍層,以附著在賽璐玢膠帶上的鍍層皮膜的量進行評價。
(未合金化處理的鍍層鋼板)○無鍍層的剝離(鍍層密著性良好)×有鍍層的剝離(鍍層密著性不良)(合金化處理的鍍層鋼板)○鍍層剝離量少(鍍層密著性良好)×鍍層剝離量多(鍍層密著性不良)[合金化后的外觀]用目視評價。
○沒有合金化不均,得到均一的外觀×發(fā)生合金化不均。
采用由堿性溶液或酸性溶液造成的一般鍍層溶解方法,使鍍層溶解,通過對所得溶液的分析,分析、測定合金化熱鍍鋅鍍層中Fe含量、Mo含量。
將TS≥590MPa下并且滿足E1≥30%的定作良好,將其以外的定作不良。
耐蝕性試驗是由鹽水噴霧試驗(SST)造成的腐蝕減量進行評價。
耐蝕性改善效果的有無,是與以不添加Mo鋼作為母材的合金化熱鍍鋅鋼板進行比較作出評價。
在加壓力2.01kN、電流3.5kA、通電時間Ts=25cyc.、Tup=3cyc.、Tw=8cyc.、Th=5cyc.、To=50cyc.、觸頭DR6φ球形狀的條件下,進行直接點焊,可焊接的定為優(yōu)、不能焊接的定為不良。
如表6、表7所示,按照本發(fā)明方法制造的發(fā)明例21~23、發(fā)明例25~37的合金化熱鍍鋅鋼板,都不發(fā)生鍍不上缺陷,鍍性優(yōu)良,同時鍍層密著性、合金化后的外觀、加工性、點焊性都沒有任何問題。
此外,即使對于發(fā)明例24的熱鍍鋅鋼板,也不發(fā)生鍍不上缺陷,鍍性也優(yōu)良,同時鍍層密著性、加工性、點焊性沒有任何問題。
與此相對照,比較例13~21的合金化熱鍍鋅鋼板,因為熱鍍鋅之先的加熱還原溫度、熱鍍鋅后的加熱合金化時的合金化溫度、合金化度、或者鋼組成與本發(fā)明的條件不同,所以或是發(fā)生鍍不上缺陷,或是鍍層質量或加工性不良。
此外,使用不添加Mo的母材鋼板的鍍層鋼板(比較例14),因P系氧化物的還原困難,不僅機械特性(加工性)、而且鍍性和鍍層密著性也不良。
另外,關于耐蝕性,可知,鍍層中含Mo的鍍層鋼板,與鍍層中不含Mo或含量少的鍍層鋼板(比較例13、比較例14)相比,腐蝕減量少,由于Mo擴散、添加到鍍層中,得到了抑制腐蝕的效果。
(發(fā)明例38~46,比較例22)[1段加熱處理法]對于上述發(fā)明例21~23、發(fā)明例25~37,除了不進行連續(xù)熱鍍鋅線過板前的退火、連續(xù)熱鍍鋅線中的酸洗之外,采用與發(fā)明例21~23、發(fā)明例25~37同樣的方法,使各鋼種的冷軋鋼板在連續(xù)熱鍍鋅線中過板,進行加熱還原、熱鍍鋅、合金化處理,對所得到的熱鍍鋅鋼板(未合金化處理的熱鍍鋅鋼板)及合金化熱鍍鋅鋼板,采用與發(fā)明例21~23、發(fā)明例25~37同樣的方法進行評價。
將制造條件示于表8,將所得的評價結果示于表9。
另外,合金化熱鍍鋅的鍍層附著量,都是在鋼板兩面共30~60g/m2的范圍內。
如表8、表9所示,通過將連續(xù)熱鍍鋅線中加熱還原時的加熱溫度、氣氛氣體的露點及氫濃度取在本發(fā)明的范圍內,就能夠在防止熱鍍鋅鋼板發(fā)生鍍不上缺陷的同時,制造出鍍層密著性、合金化后的外觀及加工性都優(yōu)良的合金化熱鍍鋅鋼板(發(fā)明例38~46)。
與此相對照,在上述條件不滿足本發(fā)明范圍的場合,發(fā)生鍍不上缺陷(比較例22)。工業(yè)實用性如以上說明的那樣,按照本發(fā)明,就能夠提供鍍性沒有任何問題、屈服比低、TS×E1平衡良好的高強度薄鋼板。
另外,按照本發(fā)明,可以防止鍍不上缺陷發(fā)生,提供加工性及鍍層密著性優(yōu)良、而且耐蝕性優(yōu)良的高強度熱鍍鋅鋼板及高強度合金化熱鍍鋅鋼板。
結果,通過適當使用本發(fā)明的高強度薄鋼板、鍍層鋼板,使汽車的輕量化、低燃耗化成為可能,進而能夠對地球環(huán)境的改善作出大的貢獻。
表1
表1(續(xù)) 備考)*不添加Mo
表2
表2(續(xù))
表2(續(xù)) 備考)*Hot熱軋,Cold冷軋,CAL連續(xù)退火線,CGL連續(xù)熱鍍鋅線,EGL電鍍鋅線GA合金化熱鍍鋅鋼板,GI熱鍍鋅鋼板,EG電鍍鋅鋼板,CA退火板表3
表3(續(xù))
表3(續(xù)) 備考)*Hot熱軋,Cold冷軋,CAL連續(xù)退火線,CGL連續(xù)熱鍍鋅線,EGL電鍍鋅線GA合金化熱鍍鋅鋼板,GI熱鍍鋅鋼板,EG電鍍鋅鋼板,CA退火板表4
表4(續(xù))
表4(續(xù)) 備考)1)熱軋鋼板卷取溫度、2)熱鍍鋅之前加熱還原時的鋼板板溫、3)熱鍍鋅之前加熱還原時的氣氛氣體的露點、4)鋼板板溫X值{[P(wt%)+(2/3)]×1100}/{加熱還原溫度t1(℃)}Y值[7×{100×[P(wt%)+(2/3)]+10×Al(wt%)}]/[合金化溫度t2(℃)]
表5
表5(續(xù))
表5(續(xù)) 備考)1)熱軋鋼板卷取溫度、2)熱鍍鋅之前加熱還原時的鋼板板溫、3)熱鍍鋅之前加熱還原時的氣氛氣體的露點、4)鋼板板溫X值{[P(wt%)+(2/3)]×1100}/{加熱還原溫度t1(℃)}Y值[7×{100×[P(wt%)+(2/3)]+10×Al(wt%)}]/[合金化溫度t2(℃)]
表6 備考)1)合金化熱鍍鋅層中的Fe含量(wt%)2)合金化熱鍍鋅層中的Mo含量(wt%)
表7 備考)1)2金化熱鍍鋅層中的Fe含量(wt%)2)合金化熱鍍鋅層中的Mo含量(wt%)
表8
表8(續(xù)) 備考)2)熱鍍鋅之前加熱還原時的鋼板板溫、3)熱鍍鋅之前加熱還原時的氣氛氣體的露點t、4)鋼板板溫α值{[P(wt%)+(2/3)]×1150}/{加熱溫度T(℃)}β值{[P(wt%)+(2/3)]×(-30)}/{露點t(℃)}Y值[7×{100×[P(wt%)+(2/3)]+10×Al(wt%)}]/[合金化溫度t2(℃)]
表9 備考)1)合金化熱鍍鋅層中的Fe含量(wt%)2)合金化熱鍍鋅層中的Mo含量(wt%)3)以使用不添加Mo的鋼的發(fā)明例39的腐蝕減量作為基準。
權利要求
1.加工性及鍍性優(yōu)良的高強度薄鋼板,其特征在于,含有C0.01~0.20wt%、Si1.0wt%以下、Mn1.0~3.0wt%、P0.10wt%以下、S0.05wt%以下、Al0.10wt%以下、N0.010wt%以下、Cr1.0wt%以下、Mo0.001~1.00wt%、其余由Fe和不可避免的雜質組分構成,而且由第2相構成的帶狀組織為滿足Tb/T≤0.005關系的厚度(式中,Tb帶狀組織在板厚方向的平均厚度,T鋼板板厚)。
2.權利要求1所述的加工性及鍍性優(yōu)良的高強度薄鋼板,其特征在于,上述高強度薄鋼板還含有由Nb0.001~1.0wt%、Ti0.001~1.0wt%、V0.001~1.0wt%中選擇的1種或2種以上。
3.加工性及鍍性優(yōu)良的高強度薄鋼板的制造方法,其特征在于,將含有C0.01~0.20wt%、Si1.0wt%以下、Mn1.0~3.0wt%、P0.10wt%以下、S0.05wt%以下、Al0.10wt%以下、N0.010wt%以下、Cr1.0wt%以下、Mo0.001~1.00wt%、其余由Fe及不可避免的雜質組分構成的板坯熱軋,在750℃以下卷取,然后加熱到750℃以上后,進行冷卻。
4.加工性及鍍性優(yōu)良的高強度薄鋼板的制造方法,其特征在于,將含有C0.01~0.20wt%、Si1.0wt%以下、Mn1.0~3.0wt%、P0.10wt%以下、S0.05wt%以下、Al0.10wt%以下、N0.010wt%以下、Cr1.0wt%以下、Mo0.001~1.00wt%、其余由Fe及不可避免的雜質組分構成的板坯熱軋,在750℃以下卷取,接著進行冷軋,然后加熱到750℃以上后,進行冷卻。
5.權利要求3或4所述的加工性及鍍性優(yōu)良的高強度薄鋼板的制造方法,其特征在于,在上述的加熱到750℃以上后,在冷卻階段的途中進行熱鍍鋅,或者在熱鍍鋅后進而進行加熱合金化處理。
6.權利要求3或4所述的加工性及鍍性優(yōu)良的高強度薄鋼板的制造方法,其特征在于,在上述的加熱到750℃以上后,進行冷卻,然后再加熱到700~850℃,在其后的冷卻途中進行熱鍍鋅,或者在熱鍍鋅后進而進行加熱合金化處理。
7.權利要求3至6任一項所述的加工性及鍍性優(yōu)良的高強度薄鋼板的制造方法,其特征在于,上述板坯還含有由Nb1.0wt%以下、Ti1.0wt%以下、V1.0wt%以下中選擇的1種或2種以上。
8.加工性及鍍層密著性優(yōu)良的高強度熱鍍鋅鋼板的制造方法,其特征在于,在權利要求3中所述的于750℃以下卷取后,進行酸洗,然后在退火爐中加熱到750℃以上,冷卻后,進行酸洗,接著,在鋼板表面的酸洗殘渣即P系氧化物的還原條件下加熱還原,然后施加熱鍍鋅。
9.加工性及鍍層密著性優(yōu)良的高強度熱鍍鋅鋼板的制造方法,其特征在于,在權利要求3中所述的于750℃下卷取后,進行酸洗,其后,施加冷軋,然后在退火爐中加熱到750℃以上,冷卻后,進行酸洗,接著,在鋼板表面的酸洗殘渣即P系氧化物的還原條件下加熱還原,然后施加熱鍍鋅。
10.加工性及鍍層密著性優(yōu)良的高強度熱鍍鋅鋼板的制造方法,其特征在于,在權利要求3中所述的于750℃以下卷取后,進行酸洗,然后在退火爐中加熱到750℃以上,冷卻后,進行酸洗,接著,在氣氛氣體的露點-50℃~0℃、氣氛氣體的氫濃度1~100vol%的條件下加熱還原,然后施加熱鍍鋅。
11.加工性及鍍層密著性優(yōu)良的高強度熱鍍鋅鋼板的制造方法,其特征在于,在權利要求3中所述的于750℃以下卷取后,進行酸洗,然后施加冷軋后,在退火爐中加熱到750℃以上,冷卻后,進行酸洗,接著,在氣氛氣體的露點-50℃~0℃、氣氛氣體的氫濃度1~100vol%的條件下加熱還原,然后施加熱鍍鋅。
12.加工性及鍍層密著性優(yōu)良的高強度熱鍍鋅鋼板的制造方法,其特征在于,在權利要求3所述的于750℃以下卷取后,進行酸洗,然后在退火爐中加熱到750℃以上,冷卻后,進行酸洗,接著,在加熱還原溫度t1(℃)相對鋼中P含量P(wt%)滿足下式(1)的條件下加熱還原,然后施加熱鍍鋅。0.9≤{[P(wt%)+(2/3)]×1100}/{t1(℃)}≤1.1………(1)
13.加工性及鍍層密著性優(yōu)良的高強度熱鍍鋅鋼板的制造方法,其特征在于,在權利要求3所述的于750℃以下卷取后,進行酸洗,然后施加冷軋后,在退火爐中加熱到750℃以上,冷卻后,進行酸洗,接著,在加熱還原溫度t1(℃)對于鋼中P含量P(wt%)滿足下式(1)的條件下加熱還原,然后施加熱鍍鋅。0.9≤{[P(wt%)+(2/3)]×1100}/{t1(℃)}≤1.1………(1)
14.加工性及鍍層密著性優(yōu)良的高強度熱鍍鋅鋼板的制造方法,其特征在于,在權利要求3中所述的于750℃以下卷取后,進行酸洗,然后在退火爐中加熱到750℃以上,冷卻后,進行酸洗,接著,在氣氛氣體露點-50~0℃、氣氛氣體的氫濃度1~100vol%、加熱還原溫度t1(℃)對于鋼中P含量P(wt%)滿足下式(1)的條件下加熱還原,然后施加熱鍍鋅。0.9≤{[P(wt%)+(2/3)]×1100}/{t1(℃)}≤1.1………(1)
15.加工性及鍍層密著性優(yōu)良的高強度熱鍍鋅鋼板的制造方法,其特征在于,在權利要求3中所述的于750℃以下卷取后,進行酸洗,然后施加冷軋后,在退火爐中加熱到750℃以上,冷卻后,進行酸洗,接著,在氣氛氣體露點-50℃~0℃、氣氛氣體的氫濃度1~100vol%、加熱還原溫度t1(℃)對于鋼中P含量P(wt%)滿足下式(1)的條件下加熱還原,然后施加熱鍍鋅。0.9≤{[P(wt%)+(2/3)]×1100}/{t1(℃)}≤1.1………(1)
16.權利要求8至15任一項所述的加工性及鍍層密著性優(yōu)良的高強度熱鍍鋅鋼板的制造方法,其特征在于,上述的在退火爐中加熱到750℃以上、冷卻后的上述酸洗法,是在pH≤1、液溫40~90℃的酸洗液中酸洗1~20秒鐘的酸洗法。
17.加工性及鍍層密著性優(yōu)良的高強度熱鍍鋅鋼板的制造方法,其特征在于,在權利要求3中所述的于750℃以下卷取后,進行酸洗,然后在加熱溫度T為750℃以上1000℃以下并且滿足下式(2)、氣氛氣體的露點t滿足下式(3)、氫濃度為1~100vol%的氣氛中加熱,然后施加熱鍍鋅。0.85≤{[P(wt%)+(2/3)]×1150}/{T(℃)}≤1.15………(2)0.35≤{[P(wt%)+(2/3)]×(-30)}/{t(℃)}≤1.8…………(3)
18.加工性及鍍層密著性優(yōu)良的高強度熱鍍鋅鋼板的制造方法,其特征在于,在權利要求3中所述的于750℃以下卷取后,進行酸洗,然后施加冷軋后,在加熱溫度T為750℃以上1000℃以下并且滿足下式(2)、氣氛氣體的露點t滿足下式(3)、氫濃度為1~100vol%的氣氛中加熱,然后施加熱鍍鋅。0.85≤{[P(wt%)+(2/3)]×1150}/{T(℃)}≤1.15………(2)0.35≤{[P(wt%)+(2/3)]×(-30)}/{t(℃)}≤1.8…………(3)
19.權利要求8至18任一項所述的加工性及鍍層密著性優(yōu)良的高強度熱鍍鋅鋼板的制造方法,其特征在于,上述板坯還含有由Nb1.0wt%以下、Ti1.0wt%以下、V1.0wt%以下中選擇的1種或2種以上。
20.加工性及鍍層密著性優(yōu)良的高強度合金化熱鍍鋅鋼板的制造方法,其特征在于,對于用權利要求8至19任一項所述的高強度熱鍍鋅鋼板的制造方法得到的熱鍍鋅鋼板再施加加熱合金化處理。
21.加工性及鍍層密著性優(yōu)良的高強度合金化熱鍍鋅鋼板的制造方法,其特征在于,對于用權利要求8至19任一項所述的高強度熱鍍鋅鋼板的制造方法得到的熱鍍鋅鋼板再施加加熱合金化處理,同時該加熱合金化處理中的合金化溫度t2(℃)對于鋼中P含量P(wt%)及上述熱鍍鋅時浴中Al含量Al(wt%)滿足下式(4)。0.95≤[7×{100×[P(wt%)+(2/3)]+10×Al(wt%)}]/[t2(℃)]≤1.05………(4)
22.權利要求20或21所述的加工性及鍍層密著性優(yōu)良的高強度合金化熱鍍鋅鋼板的制造方法,其特征在于,上述板坯還含有由Nb1.0wt%以下、Ti1.0wt%以下、V1.0wt%以下中選擇的1種或2種以上。
23.加工性、鍍層密著性及耐蝕性優(yōu)良的高強度合金化熱鍍鋅鋼板,其特征在于,是將含Mo1.00wt%以下的鋼板熱鍍鋅后,進行加熱合金化所得到的合金化熱鍍鋅鋼板,合金化熱鍍鋅層中的Fe含量為8~11wt%,Mo含量為0.002~0.11wt%。
全文摘要
加工性、鍍性優(yōu)良的高強度薄鋼板及其制造方法,該高強度薄鋼板含有C:0.01—0.20wt%、Si:1.0wt%以下、Mn:1.0—3.0wt%、P:0.10wt%以下、S:0.05wt%以下、Al:0.10wt%以下、N:0.010wt%以下、Cr:1.0wt%以下、Mo:0.001—1.00wt%、其余由Fe及不可避免的雜質組分構成,而且由第2相構成的帶狀組織為滿足T
文檔編號C22C38/38GK1286730SQ9980168
公開日2001年3月7日 申請日期1999年8月13日 優(yōu)先權日1998年9月29日
發(fā)明者鈴木善繼, 大澤一典, 加藤千昭, 飛山洋一, 坂田敬, 古君修, 筱原章翁 申請人:川崎制鐵株式會社
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