高强度Zn-Al-Mg系表面被覆钢板及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种钢板，为实施了熔融Zn‑Al‑Mg系镀敷的高强度钢板，其显著降低在镀敷生产线中侵入钢中的氢的钢中浓度，且发挥Zn‑Al‑Mg系镀敷层本来的优异的耐腐蚀性。高强度表面被覆钢板，其在以质量％计为C：0.01～0.20％、Si：0.01～0.50％、Mn：0.10～2.50％、P：0.005～0.050％、B：0.0005～0.010％、Ti：0.01～0.20％、Nb：0～0.10％、Mo：0～0.50％、Cr：0～0.50％、Al：0.01～0.10％、余量为Fe及不可避免的杂质的基材钢板的表面具有Zn‑Al‑Mg系被覆层，所述基材钢板中的扩散性氢浓度为0.30ppm以下，采用盐水喷雾试验得到的直至产生铁锈的时间为7000小时以上。

High strength Zn Al Mg system surface coated steel plate and its manufacturing method

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】高强度Zn-Al-Mg系表面被覆钢板及其制造方法
本专利技术涉及一种高强度表面被覆钢板，其为在高强度钢板的表面形成有Zn-Al-Mg系表面被覆层的表面处理钢板，特别是降低了成为氢脆性的主要原因的钢中氢浓度、并且维持了高耐腐蚀性的高强度表面被覆钢板。另外，涉及其制造方法。
技术介绍
近年来，在汽车、建材领域中以轻质化及节省资源化为目的高强度高防锈钢板的需求正日益升高。该高强度高防锈钢板由于要实施以冲压加工、弯曲加工为代表的各种各样的加工，所以除了为高强度及高耐腐蚀性之外，加工性优异也很重要。近年来，作为需求增加的防锈效果高的表面处理钢板，有熔融Zn-Al-Mg系镀敷钢板。但是，该种镀敷钢板中，在镀敷原板使用高张力钢的情况下，由于在镀敷生产线中不可避免地侵入钢中的氢，容易发生所谓的氢脆，根据用途而成为问题。在一般的熔融锌系镀敷生产线中，作为镀敷原板的基材钢板在即将进入镀液之前，接受在含有氢气的还原性气氛中的加热处理。该加热气氛中的氢侵入基材钢板中，成为氢脆的原因。另外，在镀敷之前进行的电解脱脂等湿式工序中，认为也存在侵入的氢，其也可成为氢脆的主要原因。已知镀敷钢板中的氢脆通常由镀敷或其前处理的酸洗工序中的氢吸附而产生，特别是镀敷原板使用980MPa级以上的高张力钢时容易成为问题。但是，在熔融Zn-Al-Mg系镀敷钢板中，即使使用780MPa级、或者进一步590MPa级的较低的强度水平的高张力钢，实施密合弯曲等非常严格的加工时，有时也产生脆性破坏。根据本专利技术人等的详细调查，获知这种脆性破坏也是在镀敷生产线中侵入的氢所引起的现象。另外可知，熔融Zn-Al-Mg镀敷钢板与其它一般的熔融锌系镀敷钢板相比，镀敷层容易成为妨碍来自钢板的氢的离脱的“障碍壁”。因此，为了提高对实施了熔融Zn-Al-Mg系镀敷的高强度钢板的加工的可靠性水平，期望确立抑止该钢板的氢脆的技术。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开平7-150241号公报专利文献2:日本特开2012-172247号公报专利文献3:日本专利第5097305号公报非专利文献非专利文献1:神户制钢技报Vol.50，No.1，p.65
技术实现思路
专利技术所要解决的课题作为钢板的氢脆对策的方法，专利文献1中公开有如下技术：通过将钢的化学组成及金属组织优化，抑制大气环境下的腐蚀反应中产生的氢进入钢板中。专利文献2中公开有如下技术：通过使比表面的孔蚀深度更深位置的Mn的微偏析降低，抑制起因于从环境中侵入的氢的氢脆。这些技术是对于在腐蚀环境中使用钢板时的氢侵入的对策，对于在熔融镀敷生产线中已经侵入的氢不具有效果。作为用于将侵入钢材中的氢释放至钢材外部的处理，已知有烘烤处理。烘烤处理是将氢侵入了的钢材在200℃左右的温度下进行加热从而使侵入钢材中的氢扩散并从钢材表面释出的处理。非专利文献1中有与实施了锌电镀的钢制螺栓的烘烤处理有关的记载。据其所称，对于扩散性氢的释放，150℃以上的加热是有效的，特别是约200℃的加热是有效的。但是，实施了熔融Zn-Al-Mg系镀敷的钢材的情况下，加热至超过150℃的温度范围时，镀敷层的相结构发生变化，熔融Zn-Al-Mg系镀敷层本来的优异的耐腐蚀性无法充分地维持。因此，在熔融Zn-Al-Mg系镀敷钢板中，一边维持其优异的耐腐蚀性一边使侵入钢材中的氢有效地释放并不容易。另外，在烘烤处理中通常容易发生氧化引起的变色。在使用氢的还原性气氛中，难以除去钢中的氢，因此，要完全防止烘烤时的变色，需要在真空炉中的处理。由于这样的处理招致成本增大，因此，虽然作为对加工后的高强度部件的处理有实用的方面，但对于作为加工用原材料的镀敷钢板而言难以采用。特别是钢板的情况下，表面的变色不均容易很显眼。因此，通过烘烤处理来实现表面外观的均匀性优异的钢板原材料通常并不容易。另一方面，专利文献3中公开有如下技术：作为熔融Zn-Al-Mg系镀敷钢板的后处理，在水蒸气气氛中进行加热从而形成起因于Zn的黑色氧化物的黑色被膜。但是，没有例示将高张力钢适用于镀敷原板的例子。本专利技术提供一种钢板，是实施了熔融Zn-Al-Mg系镀敷的高强度钢板，其显著降低在镀敷生产线中侵入钢中的氢的钢中浓度，并且发挥熔融Zn-Al-Mg系镀敷层本来的优异的耐腐蚀性。另外，公开了在这样的钢板中改善表面外观的设计性的技术。用于解决课题的手段本专利技术人等详细的研究的结果发现：对将高张力钢用于镀敷原板的熔融Zn-Al-Mg系镀敷钢板赋予采用拉力整平机的弯曲伸展变形、或表皮光轧等，从而在镀敷层中产生龟裂，其后进行烘烤处理时，即使将烘烤温度设定在150℃以下的低温区域，也可以使侵入钢材中的氢有效地释放。该情况下，可以充分地维持熔融Zn-Al-Mg系镀敷层本来的高耐腐蚀性。另外，确认了通过在水蒸气气氛中进行该烘烤处理，可得到设计性良好的黑色外观的被覆层。本专利技术是基于这样的见解而完成的。上述目的通过一种高强度表面被覆钢板而达到，所述高强度表面被覆钢板是在基材钢板的表面具有Zn-Al-Mg系被覆层的表面被覆钢板，该基材钢板具有以质量％计为C：0.01～0.20％、Si：0.01～0.50％、Mn：0.10～2.50％、P：0.005～0.050％、B：0.0005～0.010％、Ti：0.01～0.20％、Nb：0～0.10％、Mo：0～0.50％、Cr：0～0.50％、Al：0.01～0.10％、余量为Fe及不可避免的杂质的钢组成，该Zn-Al-Mg系被覆层的金属元素的组成比以质量％计为Al：1.0～22.0％、Mg：1.3～10.0％、Si：0～2.0％、Ti：0～0.10％、B：0～0.05％、Fe：2.0％以下、余量为Zn及不可避免的杂质，其中，所述基材钢板中的扩散性氢浓度为0.30ppm以下，根据JISZ2371：2015的中性盐水喷雾试验(盐浓度：50g/L、温度：35℃、试验片的背面及端面有密封)得到的直至产生铁锈的时间为7000小时以上。该高强度表面被覆钢板的轧制直角方向的抗拉强度例如为590MPa以上。所述Zn-Al-Mg系被覆层的平均厚度例如为3～100μm。在上述高强度表面被覆钢板中，作为改善设计性的钢板，提供被覆层表面的明度L＊为60以下的呈现黑色外观的钢板。这里，L＊为CIE1976L＊a＊b＊色空间的明度指数L＊。在Zn-Al-Mg系被覆层的表面上，可以还具有无机系被膜或者有机系被膜。作为上述的高强度表面被覆钢板的制造方法，提供包括以下工序的制造方法：熔融镀敷工序，将具有所述钢组成的基材钢板在氢和氮的混合气体中加热至550～900℃后，在不与大气接触的条件下，浸渍于以质量％计为Al：1.0～22.0％、Mg：1.3～10.0％、Si：0～2.0％、Ti：0～0.10％、B：0～0.05％、Fe：2.0％以下、余量为Zn及不可避免的杂质的熔融镀液中，使用熔融镀敷设备制作熔融Zn-Al-Mg系镀敷钢板的工序；龟裂导入工序，使用拉力整平机及轧制机的任一者或两者对所述熔融Zn-A本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.高强度表面被覆钢板，其为在基材钢板的表面具有Zn-Al-Mg系被覆层的表面被覆钢板，该基材钢板具有以质量％计为C：0.01～0.20％、Si：0.01～0.50％、Mn：0.10～2.50％、P：0.005～0.050％、B：0.0005～0.010％、Ti：0.01～0.20％、Nb：0～0.10％、Mo：0～0.50％、Cr：0～0.50％、Al：0.01～0.10％、余量为Fe及不可避免的杂质的钢组成，该Zn-Al-Mg系被覆层的金属元素的组成比以质量％计为Al：1.0～22.0％、Mg：1.3～10.0％、Si：0～2.0％、Ti：0～0.10％、B：0～0.05％、Fe：2.0％以下、余量为Zn及不可避免的杂质，其中，/n所述基材钢板中的扩散性氢浓度为0.30ppm以下，/n根据JIS Z2371：2015的中性盐水喷雾试验(盐浓度：50g/L、温度：35℃、试验片的背面及端面有密封)得到的直至产生铁锈的时间为7000小时以上。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170601 JP 2017-1095751.高强度表面被覆钢板，其为在基材钢板的表面具有Zn-Al-Mg系被覆层的表面被覆钢板，该基材钢板具有以质量％计为C：0.01～0.20％、Si：0.01～0.50％、Mn：0.10～2.50％、P：0.005～0.050％、B：0.0005～0.010％、Ti：0.01～0.20％、Nb：0～0.10％、Mo：0～0.50％、Cr：0～0.50％、Al：0.01～0.10％、余量为Fe及不可避免的杂质的钢组成，该Zn-Al-Mg系被覆层的金属元素的组成比以质量％计为Al：1.0～22.0％、Mg：1.3～10.0％、Si：0～2.0％、Ti：0～0.10％、B：0～0.05％、Fe：2.0％以下、余量为Zn及不可避免的杂质，其中，
所述基材钢板中的扩散性氢浓度为0.30ppm以下，
根据JISZ2371：2015的中性盐水喷雾试验(盐浓度：50g/L、温度：35℃、试验片的背面及端面有密封)得到的直至产生铁锈的时间为7000小时以上。


2.根据权利要求1所述的高强度表面被覆钢板，其中，轧制方向的抗拉强度为590MPa以上。


3.根据权利要求1或2所述的高强度表面被覆钢板，其中，所述Zn-Al-Mg系被覆层的平均厚度为3～100μm。


4.根据权利要求1～3中任一项所述的高强度表面被覆钢板，其中，被覆层表面的明度L＊为60以下，L＊为CIE1976L＊a＊b＊色空间的明度指数L＊。


5.根据权利要求1～4中任一项所述的高强度表面被覆钢板，其中，在所述Zn-Al-Mg系被覆层的表面上还具有无机系被膜。


6.根据权利要求1～4中任一项所述的高强度表面被覆钢板，其中，在所述Zn-Al-Mg系被覆层的表面上还具有有机系被膜。


7.权利要求1～3中任一项所述的高强度表面被覆钢板的制造方法，其包括：
熔融镀敷工序，将具有所述钢组成的基材钢板...

【专利技术属性】
技术研发人员：藤原进，植杉真也，重富智治，
申请(专利权)人：日铁日新制钢株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP