热浸镀锌薄钢板和热浸镀锌层扩散处理薄钢板及制造方法技术

本发明专利技术提供：一种具有高抗疲劳性和高耐腐蚀性的高强度、高延展性热浸镀锌薄钢板及热浸镀锌层扩散处理的薄钢板；一种延展性优异的高强度热浸镀锌薄钢板，该薄钢板可改善漏镀缺陷和提高强变形后的镀层结合力，及其制备方法；一种具有高抗疲劳性和高耐腐蚀性的高强度高延展性热浸镀锌薄钢板；一种外观及加性优异的高强度热浸镀锌薄钢板和热浸镀锌层扩散处理的薄钢板，这些薄钢板可抑制漏镀缺陷的产生，及其制备方法；一种高强度、经热浸镀锌层扩散处理的薄钢板和一种高强度热浸镀锌薄钢板，该薄钢板可抑制漏镀缺陷、表面缺陷并具有耐腐蚀性，特别是在含有氯离子的环境中的耐蚀性，同时又具有高延展性，以及其制备方法。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本申请是2002年6月6日递交，专利技术名称为"具有抗疲劳性、耐腐蚀 性、延展性和强变形后高镀层结合力的高强度热浸镀锌薄钢板和热浸镀锌 层扩散处理的薄钢板及其制造方法"的中国专利申请No, 02811523.6 (国际 申请号PCT/JP02/05627)的分案申请。
专利技术涉及一种高强度、高延展性的热浸镀锌薄钢板及热浸镀锌层经扩 散处理的薄钢板，该钢板具有优异的抗疲劳性和耐腐蚀性，适合用于建筑 材料、家用电器与汽车，并且该钢板在含氯离子环境中的耐腐蚀性和可加 工性优异并涉及及这钢板的制造方法。技术背景热浸镀锌技术用于薄钢板旨在防止腐蚀，热浸镀锌薄钢板和热浸镀锌 层扩散处理薄钢板广泛用于建材、家电、汽车等。森吉米尔(Sendzmir) 镀锌法作为一种制造方法包括的步骤在连续生产线上依次为除油清理、 于非氧化性气氛中加热薄钢板、在含有私和N2的还原性气氛中将薄钢板 退火、冷却到接近镀槽温度的温度、浸入熔融锌槽中，以及将之冷却或者 经重新加热使之合金化形成Fe-Zn合金后将其冷却。森吉米尔加工法广泛 用于薄钢板处理。至于镀前退火，常常使用全还原炉，其中退火紧接在除油清理之后， 不经非氧化气氛加热薄钢板工序即于含H2和N2的还原气氛中进行。此外， 还采用包括如下工序的助熔剂法对薄钢板进行除油和酸洗；然后使用氯化铵或类似物质进行助熔剂处理；将薄钢板浸入镀槽中；然后冷却薄钢板。 在一种用于上述那些加工方法的镀槽中，添加少量AI来脱除熔融锌中 的氧。在森吉米尔镀锌法中，镀锌熔液约含0.1% (质量)Al,据悉，由于 镀液中Al对Fe的亲和力比对Fe-Zn更强，因此，当钢浸Ajt液时，产生 一层Fe-Al^T层也即富铝层，从而抑制了 Fe-Zn反应.由于富铝层的存 在，导致所得镀层中的Al含量普遍高于镀液中的Al含量，近来，考虑到改进耐久性和意在改进汽车燃油效率而减轻车身质量， 对加工性优良的高强度镀锌薄钢板的需求日趋增加。钢中添加Si作为一种 经济的增强方法，在实践上高M性高强度薄钢板往往含有不低于1% (质 量)的Si。此外，高强度钢还含有各种不同的^，并因此使得，从控制 显微组织以保证高强度的角度来考虑，要求严格限制热处理方法。再则，从镀覆操作的角度来看，如果钢中Si含量超过0.3。/。(质量)， 在常规使用含Al镀液的森吉米尔镀锌法的情况下，镀层的浸润性明显变 差，而且产生漏镀缺陷，致使外观变差。据说，上述缺点是由于还原退火 过程中薄钢板表面上Si的各种氧化物浓集和Si的各种氧化物与锌浸润性 差所致。在高强度薄钢板的情况下，所添加的各种元素均象上面所解释的那样 丰富，因此镀覆后进行的合金化热处理通常在较高的温度下进行，而且时 间比4械钢更长。这是保证良好材料质量的障碍之一。另外，从改进结构件耐久性的观点考虑，除了耐腐蚀性以外，抗疲劳性 也是重要的。换言之，研发一种具有优良镀覆生产能力、良好抗疲劳性和 良好耐腐蚀性的高强度薄钢^Ui很重要的。作为一种解决这些问题的措施，日本专利申请公开说明书平3-283S9和平3-64437公开了一种通过镀覆特种镀层来改进镀层性能的方法。然而 这种方法的问M，该方法需要在热浸镀锌生产线的退火炉前面安装一种 新的镀覆装置，或者在电镀作业流水线上增设镀前处理，而这就^l^高生 产成本。另外，考虑到抗疲劳性和耐腐蚀性，尽管近来已经公开了添加铜 是有效的，但是根本未见其与耐腐蚀性相容性的记载。再者，热轧时产生的Si鳞片缺陷在后续工序中引^^镀层外观变差.减少钢中的Si^l:来抑制Si鳞片缺陷是必要的，但是在残留奥氏体薄钢板 或者属于典型高a性类型薄钢板的^目薄钢板的情况下，Si是一种对改 进强度和延展性之间的平衡非常有效的添加元素，为了克服这个问题，有 人/〉开了 一种通过控制退火气氛之类的M来控制所产生氧化物形态的方 法。然而，这种方法要求特殊设备，因而需要增加新的i殳备投资。更深一层来说，当采用高强度薄钢板是为了通过缩减薄板厚度来减轻 质量并且薄钢板一再减薄时，往往甚至需要热浸镀锌薄钢板或者热浸镀锌 层扩散处理薄钢板方能进一步提高耐腐蚀性，举例来说，布撒岩盐用作溶 雪剂的环境是一种严酷的环境，因为岩盐含有较大量的cr离子.如果M 在承受重荷工作的部分发生局部脱落或者镀层本身的耐腐蚀性就不足，则 需要耐腐蚀性优异的基体材料，而且需要形成耐腐蚀性优异的镀层。至今还没有研制出一种允许减轻质量和厚度并全面考虑到强度、有关 Si的问题和改进耐腐蚀性来制造的薄钢板，更深一层来说，在旨在改进高强度薄钢板镀覆生产能力的同时，日本专利申请公开说明书H5-230608公开了一种具有Al-Mn-Fe系镀层的热浸 镀锌薄钢板。然而，尽管该专利申请考虑到了生产能力，却并未考虑到高 强度高a性材料在承受重荷工作时的镀层结合力。此外，以提高撞击能的吸收能力为目的，日本专利申请公开^L明书 Hll-189830公开了一种薄钢板，它具有平均晶粒尺寸不大于10jim、包括 铁素体的主相；平均晶粒尺寸不大于5pm、包括3~50% (体积)奥氏体 或者3~30% (体积)马氏体的笫二相；并可选择含有贝氏体.但是，该 专利技术并未虑及镀层浸润性，而且也未提供允许减厚并伴随强度提高时的耐 蚀性。
技术实现思路
本专利技术提供一种可以解决上述各种问题、外观和可加工性均优异、可 改进漏镀缺陷与镀层在强烈变形后的结合力而且逸艮性优异的高强度镀锌扩散处理薄钢板及其制造方法，而且本专利技术还提供一种高强度高^J艮性热浸镀锌薄钢板和一种耐腐蚀性和抗疲劳性优异的高强度高J^H性镀锌层扩散处理薄钢M其制造方法，此外，本专利技术的目的是提供一种能够解决上述问题、抑制漏镀缺陷与表面缺陷、并在尤其含有氯离子的环境中同时具有耐腐蚀性及高^n性的高强度热浸镀锌薄钢板和一种高强度热浸镀锌层扩散处理薄钢板及其制造方法。作为各种试验的结果，本专利技术的诸专利技术人业已发现，有可能生产一种 甚至当调节热处理条件时仍具有优良加工性、并同时通过调节镀层与基层 (钢层)间界面(以下称作"^t/基层界面")的显#|且织来改进高强度 薄钢板的耐腐蚀性和抗疲劳性的镀锌层扩散处理薄钢板。此外，他们u 现，使镀层含有适量特定元素，可使高强度薄钢板上熔融锌的浸润性得以改善。他们进而发现，降低镀层中的Ai浓度可^Ji述各效应增强；以及甚 至在含有相当大量^ir元素的高强度薄钢板的情况下，通过控制钢中的Si含量X。/。(质量)、Mn含量Y。/。(质量)和A1含量Z。/。(质量)以及还 有镀层中的A1含量A。/。(质量)和Mn含量B。/。(质量)以满足下式l:3-(X+Y/10+Z/3)-12.5 x (A-B) > 0 ...1 也能获得非常优良的镀层.而且，他们也发现，即使经选择性地添加适量^r元素和通过调节薄 钢板的显微组织来解除热处理状态，仍能制造出具有高51H性的薄钢板。作为各种试验的结果，本专利技术的诸专利技术人业已发现，在高强度薄钢板 的情况下，通过使镀层含有适量特定元素及使之与薄钢板中的各组分结合， 就可改进热浸镀锌过程中的浸润性，加速^Hi层中的合金化反应。该效应主要通过控制镀层中的Al浓度和钢中的Mn浓度来实现。他们发现，通过控制钢中Mn含量X% (质量)与Si含量Y % (质本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种强变形后高镀层结合力和延展性的高强度热浸镀锌薄钢板，所述热浸镀锌薄钢板具有一层镀层，以质量计，镀层含有，　　　　Ａｌ：０．００１～０．５％，以及　　　　Ｍｎ：０．００１～２％，　　　　余量为锌和不可避免的杂质，以质量计，薄钢板表面由下述成分组成，　　　　Ｃ：０．０００１～０．３％，　　　　Ｓｉ：０．０１～２．５％，　　　　Ｍｎ：０．０１～３％，　　　　Ａｌ：０．００１～４％，以及　　　　余量为铁和不可避免的杂质，其特征在于，薄钢板中的Ｓｉ含量：Ｘ（质量％），Ｍｎ含量：Ｙ（质量％）以及Ａｌ含量：Ｚ（质量％）与镀层中Ａｌ含量：Ａ（质量％）和Ｍｎ含量：Ｂ（质量％）满足下列公式１；并且薄钢板显微组织中以体积计，具有包含７０％至９７％铁素体的主相，并且主相的平均晶粒尺寸不大于２０μｍ，和以体积计，含有３％至３０％的奥氏体和／或马氏体的第二相以及第二相的平均晶粒尺寸不大于１０μｍ：　　　　３－（Ｘ＋Ｙ／１０＋Ｚ／３）－１２．５×（Ａ－Ｂ）≥０…１。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：藤田展弘，东昌史，高桥学，森本康秀，黑崎将夫，宫坂明博，
申请(专利权)人：新日本制铁株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]