焊接构造部件用高强度镀敷钢板及其制造方法技术

本发明专利技术涉及焊接构造部件用高强度熔融Zn-Al-Mg系镀敷钢板，提供焊接部的耐腐蚀性、耐熔融金属脆化开裂性、弯曲加工性优异的高强度镀敷钢板，该焊接构造部件用高强度熔融Zn-Al-Mg系镀敷钢板具有钢基材，该钢基材具有以质量％计含有C:0.050～0.150％，Si:0.001～1.00％，Mn:1.00～2.50％，P:0.005～0.050％，S:0.001～0.020％，Al:0.005～0.100％的钢组成，且具有包含铁素体相和平均结晶粒径8μm以下的马氏体主体的第二相的金属组织，调整钢基材的板厚t(mm)和化学组成以使C/0.2+Si/5.0+Mn/1.3+Cr/1.0+Mo/1.2+0.4t-0.7Cr+Mo)1/2成为2.9以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】焊接构造部件用高强度镀敷钢板及其制造方法
本专利技术涉及通过电弧焊接组装的焊接构造部件用高强度熔融Zn-Al-Mg系镀敷钢板，特别是适于汽车悬挂部件的镀敷钢板及其制造方法。
技术介绍
以前，汽车的悬架构件等的悬挂部件通过冲压成形等将热延钢板成形为规定形状的钢板部件，通过电弧焊接将这些钢板部件接合而组装，之后，实施阳离子电沉积涂装并供于使用。实施了阳离子电沉积涂装的热延钢板中，当由于飞石的碎屑而损伤涂膜时，以该部分为起点进行腐蚀。另外，电弧焊接时，在焊珠封端部附近的母材表面上由于焊接吸热而生成Fe屑，因此，由于汽车行进中的振动，有时阳离子电沉积涂膜与基底的Fe屑同时剥离，在该情况下，在剥离部位进行母材的腐蚀。因此，汽车悬挂部件中需要考虑腐蚀引起的板厚减少量进行强度设计。具体而言，以前从碰撞安全性的观点来看，大多使用由拉伸强度340～440MPa级的钢种构成的板厚2～3mm的热延钢板。近年来，期望进一步提升碰撞安全性和轻量化，悬挂部件用的钢板中使用590MPa以上的高强度钢板的需求日益提高。另外，还要求用于长寿命化的防锈性能的提升。另外，最近从成形性的观点来看，悬挂部件用的钢板还要求良好的延展性及弯曲加工性。专利文献1中公开了一种弯曲性优异的高强度合金化熔融镀锌钢板。但是，当对锌系镀敷钢板实施电弧焊接时，在曝露于特别高温的焊珠封端部附近，镀敷层蒸发消失，在该部分生成Fe屑。因此，即使使用锌系镀敷钢板，也不能改善各Fe屑使涂膜易于剥离的以往的热延钢板的缺点。作为耐腐蚀性比一般的熔融镀锌钢板更高的镀敷钢板，已知熔融Zn-Al-Mg系合金镀敷钢板，且适用于各种用途。如果将熔融Zn-Al-Mg系合金镀敷钢板用于悬挂部件，则即使在涂膜与电弧焊接时生成的Fe屑一起剥离的情况下，来自镀敷成分的保护性高的皮膜易于形成等而在Zn-Al-Mg系合金镀敷层中也可发挥特有的作用，与使用以往的熔融镀锌钢板的部件相比，可大幅改善焊珠封端部附近的耐腐蚀性。但是，在将熔融Zn-Al-Mg系合金镀敷钢板供于焊接的情况下，存在比一般的镀锌钢板更容易引起熔融金属脆化开裂的问题。熔融金属脆化开裂为如下现象：在刚电弧焊接后的母材表面上，成为熔融状态的镀金属侵入成为拉伸应力状态的母材的结晶粒界，冷却时产生母材开裂。专利文献2中公开有一种改善耐熔融金属脆化开裂性的Zn-Al-Mg系镀敷钢板。但是，该文献所公开的镀敷钢板未必是可满足弯曲加工性的镀敷钢板。根据专利技术人等的研究，引用文献2的镀敷钢板是由钢基材的金属组织为由主相的铁素体及马氏体构成的2相组织，但认为铁素体及马氏体的结晶粒径不形成充分微细而使改善弯曲加工性变得困难。现有技术文献专利文献专利文献1：特开2007-231369号公报专利文献2：特开2009-228079号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题现状是，在具有780MPa以上的高强度的Zn-Al-Mg系镀敷钢板中，同时改善耐熔融金属脆化开裂性和弯曲加工性并不容易，且未确立有效的技术。本专利技术的目的在于，提供高强度Zn-Al-Mg系镀敷钢板，其焊接部的耐腐蚀性、耐熔融金属脆化开裂性、弯曲加工性优异。用于解决课题的手段上述目的通过焊接构造部件用高强度镀敷钢板达成，在钢基材的表面上具有熔融Zn-Al-Mg系镀敷层的镀敷钢板，其中，钢基材具有下述化学组成：以质量％计，包含C：0.050～0.150％，Si：0.001～1.00％，Mn：1.00～2.50％，P：0.005～0.050％，S：0.001～0.020％，Al：0.005～0.100％，Ti：0.01～0.10％，B：0.0005～0.0100％，Nb：0～0.10％，V：0～0.10％，Cr：0～1.00％，Mo：0～1.00％，N：0.001～0.005％，剩余部为Fe及不可避免的杂质，调整钢基材的板厚t(mm)和合金元素含量的关系以使由下述(1)式定义的H值成为2.9以下；且具有下述金属组织：包含铁素体相和面积率15％以上且不足45％的第二相，所述第二相由马氏体或马氏体和贝氏体构成，第二相的平均结晶粒径为8μm以下。H值＝C/0.2+Si/5.0+Mn/1.3+Cr/1.0+Mo/1.2+0.4t-0.7(Cr+Mo)1/2…(1)其中，在(1)式的元素符号部位代入该元素的钢中含量(质量％)的值。作为所述镀敷层的组成，以质量％计，优选为Al：3.0～22.0％，Mg：0.05～10.0％，Ti：0～0.10％，B：0～0.05％，Si：0～2.0％，Fe：0～2.0％，剩余部为Zn及不可避免的杂质。作为所述镀敷钢板的制造方法，提供焊接构造部件用高强度镀敷钢板的制造方法，对钢坯依次实施热轧、酸洗、冷轧、退火、熔融镀敷的各工序，制造在钢基材的表面上具有熔融Zn-Al-Mg系镀敷层的镀敷钢板时，钢坯的化学组成以质量％计，包含C：0.050～0.150％，Si：0.001～1.00％，Mn：1.00～2.50％，P：0.005～0.050％，S：0.001～0.020％，Al：0.005～0.100％，Ti：0.01～0.10％，B：0.0005～0.0100％，Nb：0～0.10％，V：0～0.10％，Cr：0～1.00％，Mo：0～1.00％，N：0.001～0.005％，剩余部为Fe及不可避免的杂质，所述冷轧中，将冷轧后的板厚设为t(mm)时，冷轧率为45～70％且以所述(1)式定义的H值成为2.9以下的范围，所述退火和熔融镀敷在连续镀敷生产线上进行，熔融镀敷浴组成采用例如所述镀敷层的组成，将其退火条件设为加热至材料温度740～860℃后，在直到浸渍于镀敷浴中的冷却过程中，至少从740℃到650℃的平均冷却速度成为5℃/sec以上的条件，由此，将熔融镀敷后的钢基材的金属组织调整成：包含铁素体相和面积率15％以上且不足45％的第二相、所述第二相由马氏体或马氏体和贝氏体构成、第二相的平均结晶粒径为8μm以下的状态。专利技术的效果根据本专利技术，使在产业上稳定地提供焊接部的耐腐蚀性、耐熔融金属脆化开裂性、弯曲加工性优异的高强度Zn-Al-Mg系镀敷钢板成为可能。特别是能够实现以往不易实现的同时改善耐熔融金属脆化开裂性和弯曲加工性。因此，本专利技术特别有助于悬架构件等汽车悬挂部件的持久性提升及设计自由度提升。附图说明图1是示意性地表示为了评价熔融金属脆化开裂性而进行了焊接的焊接构造部件的外观的图；图2是示意性地表示焊接试验时的试验片的限制方法的剖面图；图3是示意性地表示焊接部的耐腐蚀性评价试验片的形状的图；图4是表示耐腐蚀性评价试验方法的图；图5是表示熔融金属脆化开裂感度指数H值和最大母材开裂深度的关系的图表。具体实施方式《钢基材的化学组成》以下，与钢基材的化学组成相关的“％”只要没有特别说明，就是指“质量％”。〔各元素的含量范围〕C：0.050～0.150％C是在钢板的高强度化中必不可缺的元素。C含量为不足0.050％时，难以稳定地得到780MPa以上的拉伸强度。C含量超过0.150％时，组织的不均匀性变得显著，弯曲加工性劣化。因此，C含量设为0.050～0.150％。Si：0.001～1.00％Si除了在高强度化中有效之外，还具有抑制渗碳体析出的作用，在抑制钢中的珠光体等生成上也是有效的。为本文档来自技高网...

【技术保护点】
焊接构造部件用高强度镀敷钢板，其是在钢基材的表面上具有熔融Zn‑Al‑Mg系镀敷层的镀敷钢板，钢基材具有下述化学组成：以质量％计，包含C：0.050～0.150％，Si：0.001～1.00％，Mn：1.00～2.50％，P：0.005～0.050％，S：0.001～0.020％，Al：0.005～0.100％，Ti：0.01～0.10％，B：0.0005～0.0100％，Nb：0～0.10％，V：0～0.10％，Cr：0～1.00％，Mo：0～1.00％，N：0.001～0.005％，剩余部为Fe及不可避免的杂质，调整钢基材的板厚t(mm)和合金元素含量的关系以使由下述(1)式定义的H值成为2.9以下；且具有下述金属组织：包含铁素体相和面积率15％以上且不足45％的第二相，所述第二相由马氏体或马氏体和贝氏体构成，第二相的平均结晶粒径为8μm以下，H值＝C/0.2+Si/5.0+Mn/1.3+Cr/1.0+Mo/1.2+0.4t‑0.7(Cr+Mo)1/2…(1)式中，在(1)式的元素符号的部位代入该元素的钢中含量(质量％)的值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.03.26 JP 2013-0643701.焊接构造部件用高强度镀敷钢板，其是在钢基材的表面上具有熔融Zn-Al-Mg系镀敷层的镀敷钢板，钢基材具有下述化学组成：以质量％计，包含C：0.050～0.150％，Si：0.001～0.50％，Mn：1.00～2.50％，P：0.005～0.050％，S：0.001～0.020％，Al：0.005～0.100％，Ti：0.01～0.10％，B：0.0005～0.0100％，Nb：0～0.10％，V：0～0.10％，Cr：0～1.00％，Mo：0～1.00％，N：0.001～0.005％，剩余部为Fe及不可避免的杂质，调整钢基材的板厚t(mm)和合金元素含量的关系以使由下述(1)式定义的H值成为2.9以下；且具有下述金属组织：包含铁素体相和面积率15％以上且不足45％的第二相，所述第二相由马氏体或马氏体和贝氏体构成，第二相的平均结晶粒径为8μm以下；H值＝C/0.2+Si/5.0+Mn/1.3+Cr/1.0+Mo/1.2+0.4t-0.7(Cr+Mo)1/2…(1)，式中，在(1)式的元素符号的部位代入该元素的钢中含量(质量％)的值。2.根据权利要求1所述的焊接构造部件用高强度镀敷钢板，其中，以质量％计，熔融Zn-Al-Mg系镀敷层的镀敷组成为Al：3.0～22.0％，Mg：0.05～10.0％，Ti：0～0.10％，B：0～0.05％，Si：0～2.0％，Fe：0～2.0％，剩余部为Zn及不可避免的杂质。3.焊接构造部件用高强度镀敷钢板的制造方法，对钢坯依次实施热轧、酸洗、冷轧、退火、熔融镀敷的各工...

【专利技术属性】
技术研发人员：平田健太郎，片桐幸男，森川茂，浦中将明，
申请(专利权)人：日新制钢株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP