高屈服比型高强度镀锌钢板及其制造方法技术

本发明专利技术提供以含有Mn的钢板作为母材、高屈服强度、镀层外观、耐腐蚀性以及高度加工时的耐镀层剥离性优良的高屈服比型高强度镀锌钢板及其制造方法。一种高屈服比型高强度镀锌钢板，其具备钢板和镀层，所述钢板具有特定的成分组成和以面积率计铁素体为20％以下、贝氏体和回火马氏体合计为40％以上、淬火状态的马氏体为60％以下、贝氏体的平均结晶粒径为6.0μm以下的金属组织，所述镀层形成在该钢板上、每单面的镀层附着量为20～120g/m2、Mn含量为0.05g/m2以下，所述钢板的屈服比为65％以上、拉伸强度为950MPa以上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】高屈服比型高强度镀锌钢板及其制造方法
本专利技术涉及以含有Mn的高强度钢板作为母材的高屈服强度、镀层外观、加工后耐腐蚀性以及高度加工时的耐镀层剥离性优良的高屈服比型高强度镀锌钢板及其制造方法。
技术介绍
近年来，在汽车、家电以及建材等领域中，广泛使用对原材钢板赋予了防锈性的表面处理钢板、特别是其中的热镀锌钢板、合金化热镀锌钢板。另外，从提高汽车的燃料效率以及提高汽车的碰撞安全性的观点出发，通过车身材料的高强度化来实现薄壁化，使车身本身轻量化并且高强度化的要求提高。因此，正在加快高强度钢板在汽车中的应用。特别是要求具有高屈服比(YR：YR＝YS/TS×100(％)、YS：屈服强度、TS：拉伸强度)的高强度钢板。通常，热镀锌钢板使用对钢坯进行热轧或冷轧而得到的薄钢板作为母材，通过将母材钢板在连续式热镀锌生产线(以下称为CGL)的退火炉中进行退火以及热镀锌处理来制造。在合金化热镀锌钢板的情况下，在热镀锌处理后进一步进行合金化处理来制造。在此，作为CGL的退火炉的加热炉类型，有DFF型(直火型)、NOF型(无氧化型)、全辐射管型(ART型)等。近年来，由于操作容易性、不易产生啄印等，出于能够以低成本制造高品质的镀覆钢板等理由，正在增加具有全辐射管型加热炉的CGL的建设。但是，与DFF型(直火型)、NOF型(无氧化型)不同，全辐射管型加热炉在即将退火之前不进行氧化工序，因此，对于含有Mn等易氧化性元素的钢板而言，在确保镀覆性方面不利。作为以大量含有Mn的高强度钢板作为母材的热镀覆钢板的制造方法，专利文献1以及专利文献2中公开了如下技术：使用由水蒸气分压表示的算式对还原炉中的加热温度进行规定来提高露点，由此使钢基表层发生内部氧化。另外，专利文献3中公开了如下技术：不仅规定了作为氧化性气体的H2O、O2的浓度，而且也同时规定了CO2浓度，由此，使即将镀覆之前的钢基表层发生内部氧化，抑制外部氧化，从而改善镀层外观。另外，专利文献4中公开了如下技术：在退火中的均热过程820℃以上且1000℃以下以及冷却过程中750℃以上的温度范围内将退火炉内气氛的露点设定为-45℃以下，由此，降低气氛中的氧势，在不形成内部氧化的情况下将表面富集还原，从而改善镀层外观。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2004-323970号公报专利文献2：日本特开2004-315960号公报专利文献3：日本特开2006-233333号公报专利文献4：日本特开2010-255106号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题在专利文献1、2所记载的技术中，对露点进行控制的区域是以整个炉内作为前提的，因此，难以控制露点，难以稳定操作。另外，在不稳定的露点控制下制造合金化热镀锌钢板时，形成于基体钢板的内部氧化物的分布状态被观察到波动，其结果是，担心在钢板的长度方向、宽度方向上产生镀层润湿性不均、合金化不均等缺陷。在专利文献3所记载的技术中，与专利文献1以及2同样地，由于内部氧化物的存在，加工时容易产生裂纹，耐镀层剥离性劣化。另外，也观察到耐腐蚀性的劣化。而且，CO2引起炉内污染、向钢板表面的渗碳等，担心存在机械特性发生变化等问题。在专利文献4所记载的技术中，存在如下问题：用于使均热过程中的气氛露点稳定地为-45℃以下的、退火炉内气氛中的水分的控制非常困难，需要庞大的设备费用、操作成本。此外，最近，正在推进高强度热镀锌钢板、高强度合金化热镀锌钢板在加工严苛的部位的应用。因此，高度加工时的耐镀层剥离特性开始受到重视。具体而言，对镀覆钢板进行超过90°的弯曲加工而进一步弯曲成锐角时、施加撞击而使钢板受到加工时，要求抑制加工部的镀层剥离。为了满足在高度加工时镀层剥离性良好的特性，高强度、高屈服比的钢板在钢中大量添加Mn来确保期望的钢板组织，因此，仅进行高温退火是不充分的。在现有技术中，使用退火炉中具备全辐射管型加热炉的CGL以含有Mn的高强度钢板作为母材无法制造具有高屈服强度并且加工后耐腐蚀性优良的热镀锌钢板。本专利技术是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供以含有Mn的钢板作为母材、高屈服强度、镀层外观、耐腐蚀性以及高度加工时的耐镀层剥离性优良的高屈服比型高强度镀锌钢板及其制造方法。用于解决问题的方法以往，出于实现没有不上镀的良好的镀层外观的目的积极地使钢板内部氧化。但是，在内部氧化的同时，耐腐蚀性、加工性劣化。具体而言，到目前为止，从镀层外观劣化的观点考虑还没有大量进行经过在均热过程中的加热温度Ac3点以上的气氛中的退火来实施含有Mn的高强度钢板的热镀锌的尝试。作为其理由是因为本领域技术人员存在有如下常识：在作为工业上操作比较容易的退火炉内气氛的露点-40℃以上且-20℃以下、氢浓度5体积％以上的情况下，Mn表面富集随着加热温度的升高而增加，镀层外观劣化，产生不上镀。因此，将含有Mn的钢板在露点-40℃以上且-20℃以下、氢浓度5体积％以上的环境下进行Ac3点以上的退火后进行镀锌的尝试几乎没有进行过。但是，本专利技术人特意对Ac3点以上的加热温度范围进行了研究。其结果是完成了本专利技术。具体而言，本专利技术人对利用以往想法中没有采用的新的方法来解决问题的方法进行了研究。其结果发现，适当地控制退火工序的气氛露点和加热温度而形成特定的金属组织，并且将镀层中的Mn含量设定为特定的范围，由此，可以得到高屈服强度、镀层外观、耐腐蚀性以及耐镀层剥离性良好的高屈服比型高强度镀锌钢板。推测这是因为：能够抑制紧挨镀层下方的钢板表层部中的内部氧化以及表面富集的形成。更具体而言，发现：通过进行包括将加热温度T：Ac3点以上且950℃以下的温度范围设定为氢浓度5体积％以上、进一步使该温度范围的炉内露点D满足下述(1)式的均热过程的加热处理，形成特定的金属组织，并且将镀层中的Mn含量设定为特定的范围，由此，抑制Mn等易氧化性元素在钢板表面选择性地发生表面氧化反应(以下，称为表面富集)。-40≤D≤(T-1137.5)/7.5(1)现阶段，在Ac3点以上的高温范围内Mn的表面富集被抑制的机理还不清楚，但推测如下。根据Mn/MnO平衡状态图推断出：在Ac3点以上的高温范围中，Mn从氧化区向还原区靠近，因此几乎不发生Mn的表面富集。预想到：采用特定的制造条件形成特定的金属组织，并且将镀层中的Mn含量设定为特定的范围，由此，能够在钢板表面不形成内部氧化的情况下抑制Mn的表面富集，可以得到高屈服强度以及加工后耐腐蚀性等优良的高屈服比型高强度镀锌钢板。在此，炉内退火时所形成的Mn表面富集物在镀覆工序中镀浴与钢板反应时进入镀层中，因此，根据镀层中的Mn含量能够推断出Mn表面富集量。即，明确了：在解决上述问题方面，重要的是通过调整成分组成、制造条件来适当控制镀层中的Mn含量、金属组织的面积百分率以及结晶粒径。本专利技术是基于上述见解的专利技术，其特征如下所述。[1]一种高屈服比型高强度镀锌钢板，其具备钢板和镀层，所述钢板具有：以质量％计含有C：0.12％以上且0.25％以下、Si：小于1.0％、Mn：2.0％以上且3％以下、P：0.05％以下、S：0.005％以下、Al：0.1％以下、N：0.008％以下、Ca：0.0003％以下、含有合计为0.01～0.1％的Ti、Nb、V、Zr中的一种以上、余量由Fe和不可避免的杂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高屈服比型高强度镀锌钢板，其具备钢板和镀层，所述钢板具有：以质量％计含有C：0.12％以上且0.25％以下、Si：小于1.0％、Mn：2.0％以上且3％以下、P：0.05％以下、S：0.005％以下、Al：0.1％以下、N：0.008％以下、Ca：0.0003％以下、含有合计为0.01～0.1％的Ti、Nb、V、Zr中的一种以上、余量由Fe和不可避免的杂质构成的成分组成；和以面积率计铁素体为20％以下、贝氏体和回火马氏体合计为40％以上、淬火状态的马氏体为60％以下、贝氏体的平均结晶粒径为6.0μm以下的金属组织，所述镀层形成在该钢板上、每单面的镀层附着量为20～120g/m2、Mn含量为0.05g/m2以下，所述钢板的屈服比为65％以上、拉伸强度为950MPa以上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.01.27 JP 2016-013205;2017.01.23 JP 2017-009271.一种高屈服比型高强度镀锌钢板，其具备钢板和镀层，所述钢板具有：以质量％计含有C：0.12％以上且0.25％以下、Si：小于1.0％、Mn：2.0％以上且3％以下、P：0.05％以下、S：0.005％以下、Al：0.1％以下、N：0.008％以下、Ca：0.0003％以下、含有合计为0.01～0.1％的Ti、Nb、V、Zr中的一种以上、余量由Fe和不可避免的杂质构成的成分组成；和以面积率计铁素体为20％以下、贝氏体和回火马氏体合计为40％以上、淬火状态的马氏体为60％以下、贝氏体的平均结晶粒径为6.0μm以下的金属组织，所述镀层形成在该钢板上、每单面的镀层附着量为20～120g/m2、Mn含量为0.05g/m2以下，所述钢板的屈服比为65％以上、拉伸强度为950MPa以上。2.如权利要求1所述的高屈服比型高强度镀锌钢板，其中，所述成分组成以质量％计还含有合计为0.1～0.5％的Mo、Cr、Cu、Ni中的一种以上和/或B：0.0003～0.005％。3.如权利要求1或2所述的高屈服比型高强度镀锌钢板，其中，所述成分组成以...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉富裕美，平岛拓弥，增冈弘之，津田齐祐，木庭正贵，西村康弘，中垣内达也，
申请(专利权)人：杰富意钢铁株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP