本發(fā)明涉及適合在汽車(chē)構(gòu)件用途中應(yīng)用的高強(qiáng)度熱鍍鋅鋼板的制造方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，由于地球環(huán)境的保護(hù)意識(shí)的提高，強(qiáng)烈要求改善用于削減汽車(chē)的CO2排放量的燃料效率。與此相伴，將作為車(chē)身部件用材料的鋼板高強(qiáng)度化、實(shí)現(xiàn)車(chē)身部件的薄壁化而使車(chē)身輕量化的動(dòng)態(tài)越發(fā)活躍。
為了將鋼板高強(qiáng)度化，進(jìn)行Si、Mn等固溶強(qiáng)化元素的添加。但是，這些元素是比Fe更容易氧化的易氧化性元素，因此，在制造以大量含有上述元素的高強(qiáng)度鋼板作為母材的熱鍍鋅鋼板和合金化熱鍍鋅鋼板的情況下，存在以下的問(wèn)題。
通常，為了制造熱鍍鋅鋼板，在非氧化性氣氛中或還原氣氛中，在約600℃～約900℃的溫度下進(jìn)行鋼板的加熱退火，然后進(jìn)行熱鍍鋅處理。鋼中的易氧化性元素即使在通常使用的非氧化性氣氛中或還原氣氛中也會(huì)被選擇氧化，在表面富集而在鋼板的表面形成氧化物。該氧化物會(huì)使熱鍍鋅處理時(shí)的、鋼板表面與熔融鋅的潤(rùn)濕性降低，產(chǎn)生不上鍍。隨著鋼中的易氧化性元素濃度的增加，潤(rùn)濕性急劇降低，經(jīng)常產(chǎn)生不上鍍。另外，即使在不產(chǎn)生不上鍍的情況下，在鋼板與鍍層之間也存在氧化物，因此使鍍層密合性劣化。特別是，即使添加少量的Si也會(huì)使與熔融鋅的潤(rùn)濕性顯著降低，因此，在熱鍍鋅用鋼板中，大多添加對(duì)潤(rùn)濕性的影響更小的Mn。但是，Mn氧化物也會(huì)使與熔融鋅的潤(rùn)濕性降低，因此，在大量添加時(shí)，上述的不上鍍的問(wèn)題變得顯著。
針對(duì)該問(wèn)題，在專(zhuān)利文獻(xiàn)1中提出了如下方法：預(yù)先在氧化性氣氛中對(duì)鋼板進(jìn)行加熱，以預(yù)定以上的氧化速度在表面快速生成Fe氧化膜，由此阻止添加元素在鋼板表面的氧化，然后，對(duì)Fe氧化膜進(jìn)行還原退火，由此，改善鋼板表面與熔融鋅的潤(rùn)濕性。但是，在鋼板的氧化量多的情況下產(chǎn)生如下問(wèn)題：氧化鐵附著在爐內(nèi)輥上，使鋼板產(chǎn)生缺陷。另外，Mn固溶于Fe氧化膜中，因此，具有在還原退火時(shí)容易在鋼板表面形成Mn氧化物的傾向，氧化處理的效果小。
在專(zhuān)利文獻(xiàn)2中提出了如下方法：將鋼板在退火后進(jìn)行酸洗，由此除去表面的氧化物，然后，再次退火，進(jìn)行熱鍍鋅。但是，在合金元素的添加量多的情況下，存在如下問(wèn)題：在再退火時(shí)在表面再次形成氧化物，因此，即使在不至于不上鍍的情況下，鍍層密合性也會(huì)劣化。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
專(zhuān)利文獻(xiàn)
專(zhuān)利文獻(xiàn)1：日本專(zhuān)利第2587724號(hào)公報(bào)(日本特開(kāi)平4-202630號(hào)公報(bào))
專(zhuān)利文獻(xiàn)2：日本專(zhuān)利第3956550號(hào)公報(bào)(日本特開(kāi)平2000-290730號(hào)公報(bào))
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
發(fā)明所要解決的問(wèn)題
鑒于上述情況，本發(fā)明的目的在于提供制造鍍層密合性、表面外觀優(yōu)良的高強(qiáng)度熱鍍鋅鋼板的方法。
用于解決問(wèn)題的方法
本發(fā)明人為了制造含有Mn并且表面外觀優(yōu)良、鍍層密合性優(yōu)良的鋼板而反復(fù)進(jìn)行了深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)了下述事項(xiàng)。
首先，為了提高含有Mn的鋼板的表面外觀，在專(zhuān)利文獻(xiàn)2所列舉的退火后進(jìn)行酸洗、進(jìn)而實(shí)施再退火鍍覆的方法是有效的。但是，如前所述，在大量含有Mn的情況下，難以完全抑制再退火中的氧化物的形成，因此，有時(shí)鍍層密合性較差。因此，需要提高鍍層密合性的手段。
在此，為了提高鍍層密合性，有使鋼板表面變粗糙而賦予微小的凹凸的方法。作為賦予微小的凹凸的方法，有對(duì)鋼板表面進(jìn)行磨削的方法、進(jìn)行噴丸的方法，但均需要在制造線中設(shè)置新的設(shè)備，耗費(fèi)大量的成本。對(duì)利用現(xiàn)有的設(shè)備以低成本對(duì)鋼板表面賦予微小的凹凸的方法進(jìn)行了研究，結(jié)果建立了以下的方法。首先，如果對(duì)含有Mn的鋼板進(jìn)行退火，則在鋼板表面形成球狀或塊狀的含有Mn的氧化物。將該含有Mn的氧化物通過(guò)軋制壓入鋼板中，然后將Mn氧化物除去時(shí)，能夠得到在表面形成有微小的凹凸的鋼板。
本發(fā)明基于上述見(jiàn)解，其特征如下所述。
[1]一種高強(qiáng)度熱鍍鋅鋼板的制造方法，其具備：
對(duì)于作為成分組成以質(zhì)量％計(jì)含有C：0.040％以上且0.500％以下、Si：0.80％以下、Mn：1.80％以上且4.00％以下、P：0.100％以下、S：0.0100％以下、Al：0.100％以下、N：0.0100％以下且余量由Fe和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的鋼板，在H2濃度為0.05體積％以上且25.0體積％以下、露點(diǎn)為-45℃以上且-10℃以下的氣氛中在750℃以上且880℃以下的溫度范圍內(nèi)保持20s以上且600s以下的第一加熱工序、
對(duì)上述第一加熱工序后的鋼板進(jìn)行冷卻的冷卻工序、
將上述冷卻工序后的鋼板在壓下率為0.3％以上且2.0％以下的條件下實(shí)施軋制的軋制工序、
將上述軋制工序后的鋼板在使酸洗減量以Fe換算計(jì)為0.02g/m2以上且5g/m2以下的條件下進(jìn)行酸洗的酸洗工序、
將上述酸洗工序后的鋼板在H2濃度為0.05體積％以上且25.0體積％以下、露點(diǎn)為-10℃以下的氣氛中在720℃以上且860℃以下的溫度范圍內(nèi)保持20s以上且300s以下的第二加熱工序、以及
對(duì)上述第二加熱工序后的鋼板實(shí)施熱鍍鋅處理的鍍覆處理工序。
[2]如上述[1]所述的高強(qiáng)度熱鍍鋅鋼板的制造方法，其中，作為成分組成，進(jìn)一步以質(zhì)量％計(jì)含有選自Ti：0.010％以上且0.100％以下、Nb：0.010％以上且0.100％以下、B：0.0001％以上且0.0050％以下中的至少一種元素。
[3]如上述[1]或[2]所述的高強(qiáng)度熱鍍鋅鋼板的制造方法，其中，作為成分組成，進(jìn)一步以質(zhì)量％計(jì)含有選自Mo：0.01％以上且0.50％以下、Cr：0.30％以下、Ni：0.50％以下、Cu：1.00％以下、V：0.500％以下、Sb：0.10％以下、Sn：0.10％以下、Ca：0.0100％以下、REM：0.010％以下中的至少一種元素。
[4]如上述[1]～[3]中任一項(xiàng)所述的高強(qiáng)度熱鍍鋅鋼板的制造方法，其中，在供于上述第一加熱工序的鋼板的制造中，對(duì)鋼坯實(shí)施熱軋，接著，通過(guò)酸洗將氧化皮除去后，進(jìn)行在鋼板表面不暴露于氣氛的狀態(tài)下在H2濃度1.0體積％以上且25.0體積％以下、露點(diǎn)為10℃以下的氣氛中在600℃以上的溫度下保持600s以上且21600s以下的熱處理工序。
[5]如上述[1]～[4]中任一項(xiàng)所述的高強(qiáng)度熱鍍鋅鋼板的制造方法，其中，具備對(duì)上述鍍覆處理工序后的鋼板進(jìn)一步進(jìn)行合金化處理的合金化處理工序。
需要說(shuō)明的是，在本發(fā)明中，高強(qiáng)度熱鍍鋅鋼板是拉伸強(qiáng)度(TS)為780MPa以上的鋼板，熱鍍鋅鋼板包括不實(shí)施熱鍍鋅處理后合金化處理的鍍覆鋼板(以下，有時(shí)也稱(chēng)為GI)、實(shí)施合金化處理的鍍覆鋼板(以下，有時(shí)也稱(chēng)為GA)中的任意一種。
發(fā)明效果
根據(jù)本發(fā)明，可以得到表面外觀優(yōu)良、鍍層密合性優(yōu)良的高強(qiáng)度熱鍍鋅鋼板。通過(guò)將本發(fā)明的高強(qiáng)度熱鍍鋅鋼板應(yīng)用于例如汽車(chē)結(jié)構(gòu)構(gòu)件，能夠?qū)崿F(xiàn)基于車(chē)身輕量化的燃料效率改善。
具體實(shí)施方式
以下，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。需要說(shuō)明的是，本發(fā)明不限于以下的實(shí)施方式。另外，表示成分量的“％”是指“質(zhì)量％”。
首先，對(duì)成分組成進(jìn)行說(shuō)明。
含有C：0.040％以上且0.500％以下、Si：0.80％以下、Mn：1.80％以上且4.00％以下、P：0.100％以下、S：0.0100％以下、Al：0.100％以下、N：0.0100％以下，余量由Fe和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。另外，在上述成分的基礎(chǔ)上，可以進(jìn)一步含有選自Ti：0.010％以上且0.100％以下、Nb：0.010％以上且0.100％以下、B：0.0001％以上且0.0050％以下中的至少一種元素。另外，在上述成分的基礎(chǔ)上，可以進(jìn)一步含有選自Mo：0.01％以上且0.50％以下、Cr：0.30％以下、Ni：0.50％以下、Cu：1.00％以下、V：0.500％以下、Sb：0.10％以下、Sn：0.10％以下、Ca：0.0100％以下、REM：0.010％以下中的至少一種元素。以下，對(duì)各成分進(jìn)行說(shuō)明。
C：0.040％以上且0.500％以下
C是奧氏體生成元素，是使退火板組織復(fù)合化、對(duì)強(qiáng)度和延展性的提高有效的元素。為了提高強(qiáng)度和延展性，C的含量設(shè)定為0.040％以上。另一方面，C的含量超過(guò)0.500％時(shí)，焊接部和熱影響部的硬化顯著，焊接部的機(jī)械特性劣化，點(diǎn)焊性、弧焊性等降低。因此，C的含量設(shè)定為0.500％以下。
Si：0.80％以下
Si是鐵素體生成元素，也是對(duì)退火板的鐵素體的固溶強(qiáng)化和加工硬化能力的提高有效的元素。另一方面，Si的含量超過(guò)0.80％時(shí)，在退火中Si在鋼板表面形成氧化物而使鍍覆性劣化。因此，Si的含量設(shè)定為0.80％以下。
Mn：1.80％以上且4.00％以下
Mn是奧氏體生成元素，是對(duì)確保退火板的強(qiáng)度有效的元素。為了確保該強(qiáng)度，Mn的含量設(shè)定為1.80％以上。但是，Mn的含量超過(guò)4.00％時(shí)，在退火中在鋼板表面形成大量的氧化物而成的表層使鍍層外觀劣化。因此，Mn的含量設(shè)定為4.00％以下。
P：0.100％以下
P是對(duì)鋼的強(qiáng)化有效的元素。從鋼的強(qiáng)化的觀點(diǎn)考慮，P的含量?jī)?yōu)選為0.001％以上。但是，P的含量超過(guò)0.100％時(shí)，因晶界偏析而引起脆化，使耐沖擊性劣化。因此，P的含量設(shè)定為0.100％以下。
S：0.0100％以下
S形成MnS等夾雜物，導(dǎo)致耐沖擊性的劣化、沿著焊接部的金屬流的破裂。因此，S的含量最好盡可能地低。因此，S的含量設(shè)定為0.0100％以下。
Al：0.100％以下
Al的過(guò)量添加會(huì)導(dǎo)致氧化物系夾雜物的增加所引起的表面性狀或成形性的劣化。另外，還會(huì)導(dǎo)致成本升高。因此，Al的含量設(shè)定為0.100％以下。優(yōu)選為0.050％以下。
N：0.0100％以下
N是使鋼的耐時(shí)效性劣化的元素，越少越優(yōu)選，超過(guò)0.0100％時(shí)，耐時(shí)效性的劣化變得顯著。因此，N的含量設(shè)定為0.0100％以下。
余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。需要說(shuō)明的是，本發(fā)明的高強(qiáng)度熱鍍鋅鋼板中，可以根據(jù)需要以高強(qiáng)度化等為目的含有以下的元素。
Ti：0.010％以上且0.100％以下
Ti是通過(guò)在鋼板中與C或N形成微細(xì)碳化物或微細(xì)氮化物而有助于提高鋼板的強(qiáng)度的元素。為了得到該效果，Ti的含量?jī)?yōu)選為0.010％以上。另一方面，Ti的含量超過(guò)0.100％時(shí)，該效果飽和。因此，Ti的含量?jī)?yōu)選為0.100％以下。
Nb：0.010％以上且0.100％以下
Nb是通過(guò)固溶強(qiáng)化或析出強(qiáng)化而有助于提高強(qiáng)度的元素。為了得到該效果，Nb的含量?jī)?yōu)選為0.010％以上。另一方面，Nb的含量超過(guò)0.100％時(shí)，使鋼板的延展性降低，加工性有時(shí)劣化。因此，Nb的含量?jī)?yōu)選為0.100％以下。
B：0.0001％以上且0.0050％以下
B是提高淬透性、有助于提高鋼板的強(qiáng)度的元素。為了得到該效果，B的含量?jī)?yōu)選為0.0001％以上。另一方面，過(guò)量含有B時(shí)，會(huì)導(dǎo)致延展性的降低，加工性有時(shí)劣化。另外，B的過(guò)量含有還會(huì)導(dǎo)致成本升高。因此，B的含量?jī)?yōu)選為0.0050％以下。
Mo：0.01％以上且0.50％以下
Mo是奧氏體生成元素，是對(duì)退火板的強(qiáng)度確保有效的元素。從確保強(qiáng)度的觀點(diǎn)考慮，Mo的含量?jī)?yōu)選為0.01％以上。但是，Mo的合金成本高，因此，含量多時(shí)，成為成本升高的主要原因。因此，Mo的含量?jī)?yōu)選為0.50％以下。
Cr：0.30％以下
Cr是奧氏體生成元素，是對(duì)退火板的強(qiáng)度確保有效的元素。另一方面，Cr的含量超過(guò)0.30％時(shí)，有時(shí)在退火中在鋼板表面形成氧化物而使鍍層外觀劣化。因此，Cr的含量?jī)?yōu)選為0.30％以下。
Ni：0.50％以下、Cu：1.00％以下、V：0.500％以下
Ni、Cu、V是對(duì)鋼的強(qiáng)化有效的元素，只要在本發(fā)明中規(guī)定的范圍內(nèi)，則用于鋼的強(qiáng)化也沒(méi)有關(guān)系。為了將鋼強(qiáng)化，Ni的含量?jī)?yōu)選為0.05％以上，Cu的含量?jī)?yōu)選為0.05％以上，V的含量?jī)?yōu)選為0.005％以上。但是，Ni超過(guò)0.50％、Cu超過(guò)1.00％、V超過(guò)0.500％而過(guò)量添加時(shí)，有時(shí)會(huì)產(chǎn)生因顯著的強(qiáng)度升高而引起延展性降低的擔(dān)心。另外，這些元素的過(guò)量含有還會(huì)成為成本升高的主要原因。因此，在添加這些元素的情況下，其含量?jī)?yōu)選Ni為0.50％以下、Cu為1.00％以下、V為0.500％以下。
Sb：0.10％以下、Sn：0.10％以下
Sb和Sn具有抑制鋼板表面附近的氮化的作用。為了抑制氮化，Sb的含量?jī)?yōu)選為0.005％以上、Sn的含量?jī)?yōu)選為0.005％以上。但是，在Sb的含量、Sn的含量各自超過(guò)0.10％時(shí)，上述效果飽和。因此，在添加這些元素的情況下，Sb的含量?jī)?yōu)選為0.10％以下、Sn的含量?jī)?yōu)選為0.10％以下。
Ca：0.0100％以下
Ca具有通過(guò)控制MnS等硫化物的形狀而提高延展性的效果。為了得到該效果，Ca的含量?jī)?yōu)選為0.0010％以上。但是，在Ca的含量超過(guò)0.0100％時(shí)，上述效果飽和。因此，在添加的情況下，Ca的含量?jī)?yōu)選為0.0100％以下。
REM：0.010％以下
REM控制硫化物系夾雜物的形態(tài)而有助于加工性的提高。為了得到加工性提高的效果，REM的含量?jī)?yōu)選為0.001％以上。另外，REM的含量超過(guò)0.010％時(shí)，有時(shí)會(huì)引起夾雜物的增加而使加工性劣化。因此，在添加的情況下，REM的含量?jī)?yōu)選為0.010％以下。
接著，對(duì)本發(fā)明的高強(qiáng)度熱鍍鋅鋼板的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。
將包含上述成分組成的鋼坯在熱軋工序中實(shí)施粗軋、精軋，然后，利用酸洗工序?qū)彳埌灞韺拥难趸こ?，進(jìn)行冷軋。在此，熱軋工序的條件、酸洗工序的條件、冷軋工序的條件沒(méi)有特別限定，設(shè)定適當(dāng)?shù)臈l件即可。另外，可以通過(guò)薄板坯鑄造等省略熱軋工序的一部分或全部來(lái)制造。需要說(shuō)明的是，根據(jù)需要，可以在上述酸洗工序后且上述冷軋工序前，進(jìn)行在鋼板表面不暴露于氣氛的狀態(tài)(例如，緊卷的狀態(tài))下在H2濃度1.0體積％以上且25.0體積％以下、露點(diǎn)10℃以下的氣氛中在600℃以上的溫度下保持600s以上且21600s以下的熱處理工序。在此，保持時(shí)間的單位“s”是指“秒”。
以下，對(duì)上述熱處理工序詳細(xì)地進(jìn)行說(shuō)明。
熱處理工序是指如下工序：將酸洗工序后的鋼板在鋼板表面不暴露于氣氛的狀態(tài)下，在H2濃度為1.0體積％以上且25.0體積％以下、露點(diǎn)為10℃以下的氣氛中，在600℃以上的溫度下保持600s以上且21600s以下的時(shí)間。
該熱處理工序是為了使Mn富集于熱軋后的鋼板中的奧氏體相而進(jìn)行的。一般而言，熱軋后的鋼板組織包含鐵素體相、奧氏體相、珠光體相、貝氏體相、滲碳體相等的多個(gè)相，通過(guò)使Mn富集于其中的奧氏體相，可以預(yù)計(jì)到作為最終制品的熱鍍鋅鋼板的延展性的提高。
熱處理工序的溫度低于600℃或保持時(shí)間少于600s時(shí)，Mn向奧氏體相中的可能不會(huì)進(jìn)行。溫度的上限沒(méi)有特別設(shè)定，超過(guò)850℃時(shí)，不僅Mn向奧氏體相中的富集飽和，而且導(dǎo)致成本升高。因此，溫度優(yōu)選為850℃以下。另一方面，在保持超過(guò)21600s時(shí)，Mn向奧氏體相中的富集飽和，不僅對(duì)最終制品的延展性的效果減小，而且導(dǎo)致成本升高。因此，熱處理優(yōu)選設(shè)定為在600℃以上的溫度下保持600s以上且21600s以下的時(shí)間。
該熱處理工序中，為了避免對(duì)熱處理工序后的第一加熱工序和第二加熱工序的影響，即使在長(zhǎng)時(shí)間的熱處理中也要抑制鋼板表面的氧化。因此，優(yōu)選使鋼板表面不暴露于氣氛?！笆逛摪灞砻娌槐┞队跉夥铡辈粌H是指鋼板的兩表面不暴露于氣氛的狀態(tài)，還包括鋼板的一側(cè)的表面不暴露于氣氛的狀態(tài)。鋼板的厚度面為端面，不符合上述表面。為了形成鋼板表面不暴露于氣氛的狀態(tài)，可以列舉例如利用真空爐退火等完全隔斷氣氛的方法，但該方法在成本方面的問(wèn)題答。如果以通常工序作為前提，將鋼板卷材緊緊地卷繞而形成所謂的緊卷，由此，能夠抑制氣氛侵入到鋼板與鋼板之間。需要說(shuō)明的是，卷材最外周面在后一工序的加熱時(shí)成為通常焊接部附近，作為制品，其被切除。在不利用連續(xù)設(shè)備進(jìn)行加熱的情況下，將最外周面切除而制成制品。
另外，即使在制成上述緊卷的情況下，在Fe發(fā)生氧化的氣氛中，卷材端面也會(huì)發(fā)生氧化，侵蝕至卷材內(nèi)部，可能會(huì)損害最終制品的鍍層外觀。因此，為了在長(zhǎng)時(shí)間的熱處理中也抑制Fe氧化，H2濃度優(yōu)選為作為充分量的1.0體積％以上。H2濃度超過(guò)25.0體積％時(shí)，導(dǎo)致成本升高。因此，H2濃度優(yōu)選為1.0體積％以上且25.0體積％以下。H2以外的余量為N2、H2O和不可避免的雜質(zhì)。
另外，同樣地，露點(diǎn)超過(guò)10℃時(shí)，可能會(huì)使卷材端面的Fe被氧化，因此，露點(diǎn)優(yōu)選為10℃以下。
接著，進(jìn)行作為本發(fā)明的重要條件的下述的工序。
進(jìn)行在H2濃度為0.05體積％以上且25.0體積％以下、露點(diǎn)為-45℃以上且-10℃以下的氣氛中在750℃以上且880℃以下的溫度范圍內(nèi)保持20s以上且600s以下的第一加熱工序、對(duì)上述第一加熱工序后的鋼板進(jìn)行冷卻的冷卻工序、將上述冷卻工序后的鋼板在壓下率為0.3％以上且2.0％以下的條件下實(shí)施軋制的軋制工序、將上述軋制工序后的鋼板在使酸洗減量以Fe換算計(jì)為0.02g/m2以上且5g/m2以下的條件下進(jìn)行酸洗的酸洗工序、將上述酸洗工序后的鋼板在H2濃度為0.05體積％以上且25.0體積％以下、露點(diǎn)為-10℃以下的氣氛中在720℃以上且860℃以下的任意的溫度或溫度范圍內(nèi)保持20s以上且300s以下的第二加熱工序、和對(duì)上述第二加熱工序后的鋼板實(shí)施熱鍍鋅處理的鍍覆處理工序。需要說(shuō)明的是，第一加熱工序和第二加熱工序中的保持時(shí)間的單位“s”是指“秒”。上述第一加熱工序、冷卻工序、軋制工序、酸洗工序、第二加熱工序和鍍覆處理工序可以在連續(xù)設(shè)備中進(jìn)行，也可以在分開(kāi)的設(shè)備中進(jìn)行。
以下，詳細(xì)地進(jìn)行說(shuō)明。
第一加熱工序
第一加熱工序是將上述鋼板在H2濃度為0.05～25.0體積％、露點(diǎn)為-45～-10℃的氣氛中在750～880℃的溫度范圍內(nèi)保持20s以上且600s以下的工序。第一加熱工序中，在不使Fe發(fā)生氧化的范圍內(nèi)，使Mn在鋼板表面發(fā)生氧化。
H2濃度需要足以抑制Fe的氧化的量，設(shè)定為0.05體積％以上。另一方面，H2濃度超過(guò)25.0體積％時(shí)，導(dǎo)致成本升高，因此，H2濃度設(shè)定為25.0體積％以下。余量為N2、H2O和不可避免的雜質(zhì)。
另外，露點(diǎn)低于-45℃時(shí)，Mn的氧化受到抑制。另外，露點(diǎn)超過(guò)-10℃時(shí)，F(xiàn)e發(fā)生氧化。因此，露點(diǎn)設(shè)定為-45℃以上且-10℃以下。
鋼板溫度低于750℃時(shí)，Mn不會(huì)充分氧化，超過(guò)880℃時(shí)，耗費(fèi)加熱成本。因此，進(jìn)行保持的鋼板的加熱溫度(鋼板溫度)設(shè)定為750℃以上且880℃以下的溫度范圍。關(guān)于第一加熱工序中的保持，可以將鋼板在保持于一定的溫度的狀態(tài)下進(jìn)行保持，也可以在750℃以上且880℃以下的溫度范圍內(nèi)使鋼板的溫度發(fā)生變化的同時(shí)進(jìn)行保持。
保持時(shí)間少于20s時(shí)，不會(huì)在表面形成充分的Mn氧化物，超過(guò)600s時(shí)，因過(guò)度的Mn氧化物形成而使酸洗的效率降低，制造效率降低。因此，保持時(shí)間設(shè)定為20s以上且600s以下。
冷卻工序
將上述鋼板冷卻至可軋制的溫度。
軋制工序
將冷卻后的鋼板を在壓下率為0.3％以上且2.0％以下的條件下實(shí)施軋制。該工序是為了如下目的而進(jìn)行的：通過(guò)對(duì)第一加熱工序后的鋼板輕度地進(jìn)行軋制而將形成在鋼板表面的氧化物壓入鋼板表面，對(duì)鋼板表面賦予微小的凹凸，由此使鍍層密合性提高。壓下率小于0.3％時(shí)，有時(shí)不能對(duì)鋼板表面賦予充分的凹凸。另外，壓下率超過(guò)2.0％時(shí)，在鋼板中引入大量應(yīng)變，在接下來(lái)的酸洗工序中，酸洗被促進(jìn)，有時(shí)使軋制工序中形成的凹凸消失。因此，壓下率設(shè)定為0.3％以上且2.0％以下。
酸洗工序
將軋制工序后的鋼板表面在酸洗減量以Fe換算計(jì)為0.02g/m2以上且5g/m2以下的條件下進(jìn)行酸洗。該工序是為了使鋼板的表面潔凈并且將第一加熱工序中形成在鋼板的表面的可溶于酸的氧化物除去而進(jìn)行的。
酸洗減量以Fe換算計(jì)為低于0.02g/m2時(shí)，有時(shí)氧化物不會(huì)被充分除去。另外，酸洗減量超過(guò)5g/m2時(shí)，不僅鋼板表層的氧化物溶解，有時(shí)會(huì)溶解至Mn濃度降低后的鋼板內(nèi)部，有時(shí)不能抑制第二加熱工序中的Mn氧化物形成。因此，酸洗減量以Fe換算計(jì)設(shè)定為0.02g/m2以上且5g/m2以下。
酸洗減量的Fe換算值由通板前后的酸洗液中的Fe濃度變化和通板材料的面積求出。
第二加熱工序
將酸洗處理后的鋼板在H2濃度為0.05體積％以上且25.0體積％以下、露點(diǎn)為-10℃以下的氣氛中在720℃以上且860℃以下的溫度范圍內(nèi)保持20s以上且300s以下。第二加熱工序是為了活化鋼板表面、對(duì)鋼板實(shí)施鍍覆而進(jìn)行的。
H2濃度需要為足以抑制Fe氧化的量，設(shè)定為0.05體積％以上。另外，H2濃度超過(guò)25.0體積％時(shí)，導(dǎo)致成本升高，因此設(shè)定為25.0體積％以下。余量為N2、H2O和不可避免的雜質(zhì)。
另外，露點(diǎn)超過(guò)-10℃時(shí)，F(xiàn)e發(fā)生氧化，因此，露點(diǎn)設(shè)定為-10℃以下。
鋼板溫度低于720℃時(shí)，鋼板表面不會(huì)活化，與熔融鋅的潤(rùn)濕性降低。另一方面，鋼板溫度超過(guò)860℃時(shí)，Mn在退火中在表面形成氧化物，由此形成含有Mn氧化物的表層，使鋼板與熔融鋅的潤(rùn)濕性降低。因此，進(jìn)行保持的鋼板的加熱溫度(鋼板溫度)設(shè)定為720℃以上且860℃以下的溫度范圍。關(guān)于第二加熱工序中的保持，可以將鋼板在保持于一定的溫度的狀態(tài)下進(jìn)行保持，也可以在使鋼板的溫度發(fā)生變化的同時(shí)進(jìn)行保持。
保持時(shí)間少于20s時(shí)，鋼板表面不會(huì)充分地活化。超過(guò)300s時(shí)，Mn再次在表面形成氧化物，由此形成含有Mn氧化物的表層，與熔融鋅的潤(rùn)濕性降低。因此，保持時(shí)間設(shè)定為20s以上且300s以下。
鍍覆處理工序
鍍覆處理工序是在實(shí)施上述的處理后將鋼板冷卻、將鋼板在熱鍍鋅浴中浸漬而實(shí)施熱鍍鋅的工序。
在制造熱鍍鋅鋼板的情況下，優(yōu)選使用浴溫為440～550℃、浴中Al濃度為0.14～0.24％的鋅鍍?cè) ?/p>
浴溫低于440℃時(shí)，可能會(huì)由于浴內(nèi)的溫度變動(dòng)而在低溫部產(chǎn)生Zn的凝固，因此有時(shí)變得不合適。超過(guò)550℃時(shí)，浴的蒸發(fā)劇烈，氣化后的Zn附著于爐內(nèi)，因此，有時(shí)在作業(yè)上產(chǎn)生問(wèn)題。此外，在鍍覆時(shí)使合金化發(fā)展，因此容易形成過(guò)合金。
在制造熱鍍鋅鋼板時(shí)，浴中Al濃度低于0.14％時(shí)，有時(shí)Fe-Zn合金化進(jìn)行而使鍍層密合性變差。超過(guò)0.24％時(shí)，有時(shí)會(huì)產(chǎn)生Al氧化物所致的缺陷。
在鍍覆處理后進(jìn)行合金化處理的情況下，優(yōu)選使用浴中Al濃度為0.10～0.20％的鋅鍍?cè)?。浴中Al濃度低于0.10％時(shí)，有時(shí)會(huì)大量生成Γ相而使抗粉化性變差。超過(guò)0.20％時(shí)，F(xiàn)e-Zn合金化有時(shí)不會(huì)進(jìn)行。
合金化處理工序
根據(jù)需要，對(duì)鍍覆處理工序后的鋼板進(jìn)一步進(jìn)行合金化處理。合金化處理的條件沒(méi)有特別限定，但合金化處理溫度優(yōu)選超過(guò)460℃且低于580℃。在460℃以下時(shí)，合金化進(jìn)行變慢，在580℃以上時(shí)，由于過(guò)合金而使在鋼基界面生成的硬且脆的Zn-Fe合金層過(guò)度生成，鍍層密合性有時(shí)劣化。
實(shí)施例
將具有表1所示的成分組成且余量由Fe和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的鋼利用轉(zhuǎn)爐進(jìn)行熔煉，通過(guò)連鑄法制成鋼坯。將所得到的鋼坯加熱至1200℃后，熱軋至2.3～4.5mm的各板厚，進(jìn)行卷取。接著，對(duì)所得到的熱軋板進(jìn)行酸洗，根據(jù)需要進(jìn)行熱處理，然后實(shí)施冷軋。然后，在可調(diào)整氣氛的爐中，在表2～表6所示的條件下進(jìn)行第一加熱工序、冷卻工序、軋制工序、酸洗工序和第二加熱工序。需要說(shuō)明的是，冷卻進(jìn)行至100℃以下。接著，進(jìn)行鍍覆處理工序。在表2～表6所示的條件下，在含有0.14～0.24％的Al的Zn浴中實(shí)施熱鍍鋅處理，得到熱鍍鋅鋼板。
另外，對(duì)于一部分鋼板，在含有0.10～2.0％的Al的Zn浴中進(jìn)行鍍覆處理，接著，在表2～表6所示的條件下進(jìn)行合金化處理。
對(duì)于通過(guò)上述方法得到的熱鍍鋅鋼板，通過(guò)下述所示的方法考察強(qiáng)度、總伸長(zhǎng)率、表面外觀、鍍層密合性。
<拉伸強(qiáng)度和總伸長(zhǎng)率>
拉伸試驗(yàn)中，使用以使拉伸方向?yàn)榕c鋼板的軋制方向垂直的方向的方式裁取樣品而得到的JIS5號(hào)試驗(yàn)片，依照J(rèn)IS Z 2241進(jìn)行，測(cè)定TS(拉伸強(qiáng)度)和EL(總伸長(zhǎng)率)。
<表面外觀>
通過(guò)目視判定不上鍍、針孔等外觀不良的有無(wú)，在沒(méi)有外觀不良的情況下判定為良好(○)，在稍微有外觀不良、但大體良好的情況下判定為大體良好(△)，在有外觀不良的情況下判定為(×)。
<鍍層密合性>
合金化熱鍍鋅鋼板(GA)的鍍層密合性通過(guò)評(píng)價(jià)抗粉化性來(lái)進(jìn)行評(píng)價(jià)。具體而言，在合金化熱鍍鋅鋼板上粘貼賽璐玢膠帶，將膠帶面進(jìn)行90度彎曲、彎回，將寬度為24mm的賽璐玢膠帶與彎曲加工部平行地壓接到加工部的內(nèi)側(cè)(壓縮加工側(cè))并將其剝離，利用熒光X射線以Zn計(jì)數(shù)的形式測(cè)定附著于賽璐玢膠帶的長(zhǎng)度40mm的部分的鋅量，將Zn計(jì)數(shù)換算成每單位長(zhǎng)度(1m)，將所得到的量對(duì)照下述基準(zhǔn)，將等級(jí)為2以下的情況評(píng)價(jià)為特別良好(○)，將等級(jí)為3的情況評(píng)價(jià)為良好(△)，將等級(jí)為4以上的情況評(píng)價(jià)為不良(×)。
對(duì)于GI，進(jìn)行球撞擊試驗(yàn)，對(duì)加工部進(jìn)行賽璐玢膠帶剝離，目視判定鍍層剝離的有無(wú)，由此對(duì)鍍層密合性進(jìn)行評(píng)價(jià)。需要說(shuō)明的是，球撞擊試驗(yàn)在球重量1.8kg、落下高度100cm的條件下進(jìn)行。
○：沒(méi)有發(fā)生鍍層的剝離
×：鍍層發(fā)生剝離
關(guān)于以上的評(píng)價(jià)，將所得到的結(jié)果與條件一并示于表2～表6中。
本發(fā)明例的高強(qiáng)度熱鍍鋅鋼板的TS為780MPa以上，表面外觀和密合性均優(yōu)良。另一方面，比較例中，表面外觀、鍍層密合性中的任一項(xiàng)以上較差。
本發(fā)明例的高強(qiáng)度熱鍍鋅鋼板通過(guò)進(jìn)行熱處理工序，總伸長(zhǎng)率得到了提高。例如，將使用A鋼的No.1～10與No.105～111的總伸長(zhǎng)率進(jìn)行對(duì)比時(shí)，進(jìn)行了熱處理工序的No.105～111中，總伸長(zhǎng)率得到了提高。另外，使用U鋼的No.141～147中，也是在進(jìn)行了熱處理工序的No.142～147中，總伸長(zhǎng)率得到了提高。