JP7601039B2 - High-strength steel plates and automobile bodies - Google Patents
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Description
本発明は、耐遅れ破壊性に優れた高強度鋼板に関するものであり、詳細には、主として自動車、建材用の強度部材に好適な鋼板であって、耐遅れ破壊性と耐食性に優れ、好ましくは引張強度1180MPa以上を有する高強度鋼板に関するものである。 The present invention relates to a high-strength steel plate with excellent delayed fracture resistance, and more specifically, to a high-strength steel plate suitable for strength components for automobiles and building materials, which has excellent delayed fracture resistance and corrosion resistance, and preferably has a tensile strength of 1180 MPa or more.
従来より、自動車用鋼板としては、亜鉛めっき鋼板が多く用いられている。その理由は亜鉛の犠牲防食作用により、鋼板の塗装後耐食性を著しく向上させることができるためである。また、近年、自動車のCO2排出量の低減および安全性確保の観点から、自動車用鋼板の高強度化が図られている。 Conventionally, zinc-plated steel sheets have been widely used as steel sheets for automobiles. This is because the sacrificial anticorrosive effect of zinc can significantly improve the corrosion resistance of steel sheets after painting. In recent years, efforts have been made to increase the strength of steel sheets for automobiles from the viewpoints of reducing CO2 emissions from automobiles and ensuring safety.
しかしながら、鋼材の強度を高めていくと、遅れ破壊という現象が生じやすくなることが知られている。この遅れ破壊は鋼材強度の増大とともに発生しやすくなり、特に引張強度1180MPa以上の高強度鋼で顕著となる。なお、遅れ破壊とは、高強度鋼材が静的な負荷応力(引張り強さ未満の負荷応力)を受けた状態で、ある時間が経過したとき、外見上はほとんど塑性変形を伴うことなく、突然脆性的な破壊が生じる現象である。 However, it is known that increasing the strength of steel makes it more susceptible to a phenomenon known as delayed fracture. This delayed fracture is more likely to occur as the strength of the steel increases, and is particularly noticeable in high-strength steel with a tensile strength of 1180 MPa or more. Delayed fracture is a phenomenon in which high-strength steel is subjected to a static load stress (load stress less than the tensile strength) and, after a certain amount of time has passed, suddenly undergoes brittle fracture with little or no apparent plastic deformation.
この遅れ破壊は、鋼板の場合、プレス加工により所定の形状に成形したときの残留応力と、応力集中部における鋼の水素脆性により生じることが知られている。この水素脆性の原因となる水素は、ほとんどの場合、外部環境から鋼中に侵入し、拡散した水素であると考えられており、代表的には、鋼板の腐食の際に発生した水素が鋼中に侵入し、拡散したものである。一般に、亜鉛めっき鋼板は冷延鋼板より腐食時の水素侵入量が多く、遅れ破壊の発生に対してより厳しい環境に曝される。 In the case of steel sheets, it is known that this delayed fracture occurs due to residual stress when pressed into a specified shape and hydrogen embrittlement of the steel in areas of stress concentration. The hydrogen that causes this hydrogen embrittlement is thought to be hydrogen that in most cases penetrates into the steel from the external environment and diffuses there; typically, hydrogen that is generated during corrosion of the steel sheet penetrates into the steel and diffuses there. In general, galvanized steel sheets penetrate more hydrogen during corrosion than cold-rolled steel sheets, and are exposed to a more severe environment for the occurrence of delayed fracture.
特に、 自動車構造部材の中で、サイドシル(ロッカー)、センターピラー(Bピラー)下部、バンパー等の自動車車体下部構造部材やロアアーム等の自動車車台(シャシー)構造部材は腐食環境が厳しく、遅れ破壊を防止する対策が特に求められる部位である。 In particular, among automotive structural components, the side sills (rockers), lower center pillars (B-pillars), bumpers and other automotive body lower structural components, as well as chassis structural components such as lower arms, are subject to severe corrosive environments and are particularly in need of measures to prevent delayed fracture.
高強度鋼板におけるこのような遅れ破壊を防止するために、例えば、特許文献1では、鋼板の組織や成分を調整することにより、遅れ破壊感受性を弱める検討がなされている。また、特許文献2では、遅れ破壊を防止する高強度溶融亜鉛めっき鋼板に関する検討がなされている。
In order to prevent such delayed fracture in high-strength steel sheets, for example, Patent Document 1 studies ways to reduce the delayed fracture susceptibility by adjusting the structure and components of the steel sheets. In addition,
しかし、特許文献1に開示されている技術では、外部環境から鋼板内部に侵入する水素量は変化しないため、遅れ破壊の発生を遅らせることは可能であっても、遅れ破壊自体を防止することはできない。また、特許文献2に開示されている技術に基づいて、鋼成分組成と微細組織構成を調整しても、十分な耐遅れ破壊性は得られなかった。
However, the technology disclosed in Patent Document 1 does not change the amount of hydrogen that penetrates into the steel sheet from the external environment, so although it is possible to delay the occurrence of delayed fracture, it is not possible to prevent delayed fracture itself. Furthermore, even if the steel composition and microstructural structure were adjusted based on the technology disclosed in
従って、耐食性と耐遅れ破壊性の双方に優れた高強度鋼板はまだ実用に供されていない。 As a result, high-strength steel plates that are excellent in both corrosion resistance and delayed fracture resistance have not yet been put into practical use.
本発明の目的は、以上のような従来技術の課題を解決し、主として自動車の強度部材に好適な耐遅れ破壊性と耐食性に優れた高強度鋼板を提供することにある。 The object of the present invention is to solve the problems of the conventional technology as described above and to provide a high-strength steel plate with excellent delayed fracture resistance and corrosion resistance suitable primarily for strength components of automobiles.
本発明者らは、上記の課題を解決すべく、鋼板内部に侵入する水素を抑制することにより遅れ破壊を防止する手段について、鋭意検討および研究を重ねた。その結果、下地鋼板表面を、特定の被覆量と特定のSiO2濃度を有するZn-SiO2複合めっき層で被覆することにより、鋼板内部への水素侵入を大幅に抑制して鋼板の遅れ破壊を防止することができ、しかも優れた耐食性も得られることを見出した。 In order to solve the above problems, the present inventors have conducted extensive research and studies into means for preventing delayed fracture by suppressing hydrogen penetration into the steel sheet. As a result, they have found that by coating the surface of the base steel sheet with a Zn- SiO2 composite plating layer having a specific coating amount and specific SiO2 concentration, it is possible to significantly suppress hydrogen penetration into the steel sheet, prevent delayed fracture of the steel sheet, and also obtain excellent corrosion resistance.
本発明はこのような知見に基づきなされたもので、以下を要旨とするものである。
[1]引張強度が1180MPa以上である下地鋼板と、該下地鋼板表面に被覆されたZn-SiO2複合めっき層と、を有し、
前記Zn-SiO2複合めっき層は、被覆量が0.10g/m2以上であり、
且つ前記Zn-SiO2複合めっき層中のSiO2濃度が0.1質量%以上10質量%未満であることを特徴とする高強度鋼板。
[2]前記Zn-SiO2複合めっき層の被覆量が20g/m2以上であることを特徴とする[1]に記載の高強度鋼板。
[3]前記SiO2濃度が0.5質量%以上5質量%未満であることを特徴とする[1]又は[2]に記載の高強度鋼板。
[4]前記Zn-SiO2複合めっき層の被覆量が90g/m2未満であることを特徴とする[1]から[3]のいずれかに記載の高強度鋼板。
[5]前記下地鋼板が、質量%で、C:0.03%以上0.45%以下、Si:0.01%以上3.00%以下、Mn:0.5%以上3.5%以下、P:0.050%以下、S:0.0050%以下、Al:0.001%以上1.500%以下、およびN:0.0100%以下を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物である成分組成を有することを特徴とする[1]~[4]のいずれかに記載の高強度鋼板。
[6]前記下地鋼板が、更に、質量%で、Cu:1.000%以下、B:0.0050%以下、Nb:0.100%以下、Ti:0.200%以下、V:0.500%以下、Mo:1.000%以下、Cr:1.000%以下、Ni:1.00%以下、W:0.200%以下、Zr:0.200%以下、Hf:0.200%以下、Co:0.500%以下、Ca:0.0050%以下、Mg:0.0100%以下、Sn:0.200%以下、Sb:0.200%以下、REM:0.005%以下のうちから選ばれる1種又は2種以上を含有することを特徴とする[5]に記載の高強度鋼板。
[7][1]~[6]のいずれかに記載の高強度鋼板を使用した自動車車体用または自動車足回り用部品。
[8][1]~[6]のいずれかに記載の高強度鋼板をサイドシル、センターピラー下部、バンパーのいずれか1箇所以上の部位に使用した自動車車体。
[9][1]~[6]のいずれかに記載の高強度鋼板をロアアームの部位に使用した自動車車台。
The present invention has been made based on these findings, and has the following gist.
[1] A steel sheet having a tensile strength of 1180 MPa or more and a Zn- SiO2 composite plating layer coated on the surface of the steel sheet;
The Zn- SiO2 composite plating layer has a coating amount of 0.10 g/m2 or more;
And the SiO2 concentration in the Zn- SiO2 composite plating layer is 0.1 mass% or more and less than 10 mass%.
[2] The high-strength steel sheet according to [1], characterized in that the coating weight of the Zn- SiO2 composite plating layer is 20 g/m2 or more .
[3] The high-strength steel plate according to [1] or [2], characterized in that the SiO2 concentration is 0.5 mass% or more and less than 5 mass%.
[4] The high-strength steel sheet according to any one of [1] to [3], characterized in that the coating amount of the Zn- SiO2 composite plating layer is less than 90 g/ m2 .
[5] The high-strength steel plate according to any one of [1] to [4], characterized in that the base steel plate has a component composition containing, in mass%, C: 0.03% or more and 0.45% or less, Si: 0.01% or more and 3.00% or less, Mn: 0.5% or more and 3.5% or less, P: 0.050% or less, S: 0.0050% or less, Al: 0.001% or more and 1.500% or less, and N: 0.0100% or less, with the balance being Fe and unavoidable impurities.
[6] The high-strength steel plate according to [5], characterized in that the base steel plate further contains, in mass%, one or more selected from Cu: 1.000% or less, B: 0.0050% or less, Nb: 0.100% or less, Ti: 0.200% or less, V: 0.500% or less, Mo: 1.000% or less, Cr: 1.000% or less, Ni: 1.00% or less, W: 0.200% or less, Zr: 0.200% or less, Hf: 0.200% or less, Co: 0.500% or less, Ca: 0.0050% or less, Mg: 0.0100% or less, Sn: 0.200% or less, Sb: 0.200% or less, and REM: 0.005% or less.
[7] An automobile body or automobile suspension part using the high strength steel plate according to any one of [1] to [6].
[8] An automobile body using the high-strength steel plate according to any one of [1] to [6] in one or more locations of a side sill, a lower part of a center pillar, and a bumper.
[9] An automobile chassis using the high strength steel plate according to any one of [1] to [6] in a lower arm portion.
本発明の高強度鋼板は、遅れ破壊が効果的に抑制される優れた耐遅れ破壊性を有するとともに、優れた耐食性を有する。本発明の高強度鋼板は、自動車、建材用の強度部材に好適に用いられる。特に、自動車車体の中で、高強度が必要とされ、かつ、腐食環境が厳しいサイドシル、センターピラー下部、バンパー等の自動車車体の下部構造部材やロアアーム等の自動車車台(シャシー)構造部材に好適に用いることが出来る The high-strength steel plate of the present invention has excellent delayed fracture resistance that effectively suppresses delayed fracture, and also has excellent corrosion resistance. The high-strength steel plate of the present invention is suitable for use in strength members for automobiles and building materials. In particular, it can be used for automobile body lower structural members such as side sills, lower center pillars, and bumpers, which require high strength and are subject to severe corrosive environments, and for automobile chassis structural members such as lower arms.
本発明の高強度鋼板は、引張強度が1180MPa以上である下地鋼板と、該下地鋼板表面に被覆されたZn-SiO2複合めっき層とを有し、Zn-SiO2複合めっき層は、被覆量が0.10g/m2以上であり、且つZn-SiO2複合めっき層中のSiO2濃度が0.1質量%以上10質量%未満であることを特徴とし、耐遅れ破壊性と耐食性とに優れる。 The high-strength steel sheet of the present invention has a substrate steel sheet having a tensile strength of 1180 MPa or more, and a Zn- SiO2 composite plating layer coated on the surface of the substrate steel sheet, the Zn- SiO2 composite plating layer having a coating weight of 0.10 g/ m2 or more and a SiO2 concentration in the Zn- SiO2 composite plating layer of 0.1 mass% or more and less than 10 mass%, and has excellent delayed fracture resistance and corrosion resistance.
本発明の高強度鋼板の基質となる鋼板(下地鋼板)は、引張強度が1180MPa以上の鋼板であり、1320MPa以上であることが好ましい。 The steel plate (base steel plate) that serves as the substrate for the high-strength steel plate of the present invention has a tensile strength of 1180 MPa or more, preferably 1320 MPa or more.
遅れ破壊は、鋼中に侵入した水素が応力集中部に拡散したり、濃化したりして、脆化を引き起こすことで発生するため、鋼の強度に依存する。すなわち、引張強度が低い鋼板では、本質的に遅れ破壊が生じにくい。よって、本発明の効果は、引張強度が低い鋼板でも得られるが、引張強度が1180MPa以上の鋼板で顕著に発現され、引張強度が1320MPa以上の鋼板でより顕著に発現される。 Delayed fracture occurs when hydrogen that has penetrated into the steel diffuses or concentrates in areas of stress concentration, causing embrittlement, and so depends on the strength of the steel. In other words, delayed fracture is essentially less likely to occur in steel plates with low tensile strength. Thus, the effects of the present invention can be obtained with steel plates with low tensile strength, but are most pronounced in steel plates with a tensile strength of 1180 MPa or more, and even more pronounced in steel plates with a tensile strength of 1320 MPa or more.
サイドシル、センターピラー下部、バンパー等の自動車車体の下部構造部材やロアアーム等の自動車車台(シャシー)構造部材は、高い衝突安全性と軽量な構造が求められるため引張強度が1180MPa以上であることが求められる。また、該下部構造の腐食環境は走行に伴い泥や塩水が堆積し、腐食が進行しやすいため、自動車車体上部構造と比較してより優れた耐食性が必要とされる。 Automobile body lower structural components such as side sills, lower center pillars, and bumpers, as well as automobile chassis structural components such as lower arms, are required to have a tensile strength of 1180 MPa or more, as they require high collision safety and a lightweight structure. Furthermore, the corrosive environment of the lower structures is such that mud and salt water accumulate as the vehicle travels, making corrosion more likely to progress, and therefore they require superior corrosion resistance compared to the automobile body upper structure.
なお、上記の引張強度は、JIS Z 2241(2011年)に準拠して測定できる。 The above tensile strength can be measured in accordance with JIS Z 2241 (2011).
下地鋼板の成分組成および鋼組織は、特に限定されない。また、圧延方法などについても特に限定されず、熱延鋼板、冷延鋼板のいずれを下地鋼板として用いてもよい。これらのうち、鋼板が自動車分野や建材分野などにおいて用いられること、特には、自動車分野において多く用いられることを鑑みると、冷延鋼板を用いることが好ましい。すなわち、本発明の下地鋼板は、引張強度が1180MPa以上である高強度冷延鋼板が好ましく、引張強度が1320MPa以上の高強度冷延鋼板がさらに好ましい。 The composition and structure of the base steel sheet are not particularly limited. The rolling method is also not particularly limited, and either a hot-rolled steel sheet or a cold-rolled steel sheet may be used as the base steel sheet. Of these, it is preferable to use a cold-rolled steel sheet, considering that steel sheets are used in the automotive and building material fields, and are particularly widely used in the automotive field. That is, the base steel sheet of the present invention is preferably a high-strength cold-rolled steel sheet having a tensile strength of 1180 MPa or more, and more preferably a high-strength cold-rolled steel sheet having a tensile strength of 1320 MPa or more.
本発明において好ましく用いられる下地鋼板は、所望の引張強度を有するものであれば、いかなる成分組成および鋼組織を有するものでもよく、機械特性などの諸特性を向上させるために、例えば、C、Nなどの侵入型固溶元素やSi、Mn、P、Crなどの置換型固溶元素の添加による固溶体強化、Ti、Nb、V、Alなどの炭・窒化物による析出強化、W、Zr、Hf、Co、B、Cu、希土類元素などの強化元素の添加といった化学組成的改質、再結晶の起こらない温度で回復焼きなましすることによる強化あるいは完全に再結晶させずに未再結晶領域を残す部分再結晶強化、ベイナイトやマルテンサイト単相化あるいはフェライトとこれら変態組織の複合組織化といった変態組織による強化、フェライト粒径をdとしたときのHall-Petchの式:σ=σ0+kd-1/2(式中σ:応力、σ0:、k:材料定数)で表される細粒化強化、圧延などによる加工強化といった組織的ないし構造的改質を単独でまたは複数を組み合わせて行うことができる。 The base steel sheet preferably used in the present invention may have any chemical composition and steel structure as long as it has the desired tensile strength. In order to improve various properties such as mechanical properties, for example, solid solution strengthening by adding interstitial solid solution elements such as C and N, or substitutional solid solution elements such as Si, Mn, P, and Cr, precipitation strengthening by carbonitrides such as Ti, Nb, V, and Al, chemical composition modification such as adding strengthening elements such as W, Zr, Hf, Co, B, Cu, and rare earth elements, and recovery at a temperature where recrystallization does not occur may be performed. These structural or organizational modifications can be performed alone or in combination with one another, such as strengthening by annealing, or partial recrystallization strengthening where unrecrystallized regions are left without complete recrystallization, strengthening by transformation structures such as single-phase bainite or martensite or a composite structure of ferrite and these transformed structures, grain refinement strengthening represented by the Hall-Petch equation: σ = σ0 + kd-1/2 (where σ is stress, σ0:, k are material constants) where d is the ferrite grain size, and processing strengthening by rolling, etc.
このような下地鋼板の成分組成としては、例えば、質量%で、C:0.03%以上0.45%以下、Si:0.01%以上3.00%以下、Mn:0.5%以上3.5%以下、P:0.050%以下、S:0.0050%以下、Al:0.001%以上1.500%以下、N:0.0100%以下を含有し、更に、質量%で、Cu:1.000%以下、B:0.0050%以下、Nb:0.100%以下、Ti:0.200%以下、V:0.500%以下、Mo:1.000%以下、Cr:1.000%以下、Ni:1.00%以下、W:0.200%以下、Zr:0.200%以下、Hf:0.200%以下、Co:0.500%以下、Ca:0.0050%以下、Mg:0.0100%以下、Sn:0.200%以下、Sb:0.200%以下、REM:0.005%以下のうちから選ばれる1種又は2種以上を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物である成分組成とすることができる。なお、P、S、Nについては生産技術上の制約から0%超の場合があり得る。 The chemical composition of such a base steel sheet may, for example, contain, by mass, C: 0.03% to 0.45%, Si: 0.01% to 3.00%, Mn: 0.5% to 3.5%, P: 0.050% or less, S: 0.0050% or less, Al: 0.001% to 1.500%, and N: 0.0100% or less, and further, by mass, Cu: 1.000% or less, B: 0.0050% or less, Nb: 0.100% or less, Ti: 0.200% or less, V: 0.500% or less, %, Mo: 1.000% or less, Cr: 1.000% or less, Ni: 1.00% or less, W: 0.200% or less, Zr: 0.200% or less, Hf: 0.200% or less, Co: 0.500% or less, Ca: 0.0050% or less, Mg: 0.0100% or less, Sn: 0.200% or less, Sb: 0.200% or less, REM: 0.005% or less, and the balance is Fe and unavoidable impurities. Note that P, S, and N may exceed 0% due to production technology constraints.
以下、本発明の鋼板の成分組成について説明する。なお、成分に関する%表示は特に断らない限り質量%を意味するものとする。 The chemical composition of the steel sheet of the present invention will be described below. Note that percentages for components refer to mass % unless otherwise specified.
C:0.03%以上0.45%以下
Cは鋼板の強度を高める効果を有する。その効果を得るためには、0.03%以上のCが好ましい。一方で、C含有量が0.45%を超えると自動車や家電の素材として用いる場合に必要である溶接性が劣化する。したがって、C含有量は0.03%以上0.45%以下としてよい。
C: 0.03% or more and 0.45% or less C has the effect of increasing the strength of the steel sheet. To obtain this effect, 0.03% or more of C is preferable. On the other hand, if the C content exceeds 0.45%, the weldability, which is necessary when used as a material for automobiles and home appliances, deteriorates. Therefore, the C content may be 0.03% or more and 0.45% or less.
Si:0.01%以上3.00%以下
Siは鋼を強化し、延性を向上させるのに有効な元素であり、その効果を得るためには0.01%以上のSiが好ましい。一方で、Si含有量が3.00%を超えると、Siが表面に酸化物を形成し、めっき外観が劣化する。したがって、Si含有量はSi:0.01%以上3.00%以下としてよい。より好ましくは0.01%以上2.00%以下である。
Si: 0.01% to 3.00% Si is an effective element for strengthening steel and improving ductility, and in order to obtain this effect, 0.01% or more of Si is preferable. On the other hand, if the Si content exceeds 3.00%, Si forms an oxide on the surface, which deteriorates the plating appearance. Therefore, the Si content may be set to 0.01% to 3.00%. More preferably, it is set to 0.01% to 2.00%.
Mn:0.5%以上3.5%以下
Mnは、焼入れ性を高め鋼板の強度を高めるために有用な元素である。その効果は、Mn含有量が0.5%未満では得られない。一方、Mn含有量が3.5%を超えると、Mnの偏析が生じ、加工性が低下する。したがって、Mn含有量は0.5%以上3.5%以下としてよい。加工性を向上させる観点からMnは3.0%以下とすることが好ましい。
Mn: 0.5% to 3.5% Mn is a useful element for improving hardenability and strength of steel sheet. This effect cannot be obtained if the Mn content is less than 0.5%. On the other hand, if the Mn content exceeds 3.5%, segregation of Mn occurs and workability is reduced. Therefore, the Mn content may be 0.5% to 3.5%. From the viewpoint of improving workability, Mn is preferably 3.0% or less.
P:0.050%以下
Pは不可避的に含有される元素のひとつであり、0.005%未満にする為には、コストの増大が懸念される為、0.005%以上であることが望ましい。一方で、P含有量が0.050%を超えると、鋳造時のオーステナイト粒界へのP偏析に伴う粒界脆化により局部延性の劣化を通じて成形後の鋼板の耐遅れ破壊性を劣化させる。したがって、P含有量は極力低減させることが好ましく、P含有量は0.050%以下としてよい。好ましくは0.020%以下である。
P: 0.050% or less P is one of the elements that is inevitably contained, and in order to make it less than 0.005%, there is a concern of an increase in cost, so it is preferable that it is 0.005% or more. On the other hand, if the P content exceeds 0.050%, the delayed fracture resistance of the steel sheet after forming is deteriorated through deterioration of local ductility due to grain boundary embrittlement associated with P segregation to the austenite grain boundary during casting. Therefore, it is preferable to reduce the P content as much as possible, and the P content may be 0.050% or less. The P content is preferably 0.020% or less.
S:0.0050%以下
Sは製鋼過程で不可避的に含有される元素である。しかしながら、多量に含有すると溶接性が劣化する。そのため、S含有量は0.0050%以下としてよい。耐遅れ破壊特性向上の観点からは、Sは0.0020%以下とすることが好ましい。Sを0.0001%以下にするためには、コストの増大が懸念されるので、0.0002%以上であることが好ましい。
S: 0.0050% or less S is an element that is inevitably contained during the steelmaking process. However, if a large amount is contained, weldability deteriorates. Therefore, the S content may be 0.0050% or less. From the viewpoint of improving delayed fracture resistance, it is preferable that S is 0.0020% or less. Since there is a concern that costs will increase in order to make S 0.0001% or less, it is preferable that S is 0.0002% or more.
Al:0.001%以上1.500%以下
Alは溶鋼の脱酸を目的に添加されるが、その含有量が0.001%未満の場合、その目的が達成されない。一方で、Al含有量が1.500%を超えると、AlとNが結合して窒化物が形成される。窒化物は鋳造時にオーステナイト粒界上に析出して粒界脆化させることで、遅れ破壊性を劣化させる。したがって、Al含有量は0.001%以上1.500%以下としてよい。
Al: 0.001% to 1.500% Al is added for the purpose of deoxidizing molten steel, but if the content is less than 0.001%, this purpose is not achieved. On the other hand, if the Al content exceeds 1.500%, Al and N combine to form nitrides. The nitrides precipitate on the austenite grain boundaries during casting, causing grain boundary embrittlement and deteriorating delayed fracture resistance. Therefore, the Al content may be 0.001% to 1.500%.
N:0.0100%以下
NはAlと結合して窒化物を形成する。窒化物は鋳造時にオーステナイト粒界上に析出して脆化を引き起こすため、耐遅れ破壊特性を劣化させる。したがってN含有量は0.0100%以下とする。上記観点からNは0.0050%以下とすることが好ましい。Nを0.0001%以下にするためには、コストの増大が懸念されるので、0.0005%以上であることが好ましい。
N: 0.0100% or less N combines with Al to form nitrides. Nitrides precipitate on the austenite grain boundaries during casting, causing embrittlement and deteriorating delayed fracture resistance. Therefore, the N content is set to 0.0100% or less. From the above viewpoint, N is preferably set to 0.0050% or less. In order to set N to 0.0001% or less, there is a concern of increased costs, so it is preferable that N is 0.0005% or more.
Cu:1.000%以下
Cuは腐食環境中において鋼板の溶解を抑制し、鋼中に侵入する水素量を低減させる効果がある。一方、Cu含有量が1.000%超えではコストアップを招く。したがって、Cu含有量は1.000%以下としてよい。上記効果を得るために、Cu含有量は0.005%以上とすることが好ましい。
Cu: 1.000% or less Cu has the effect of suppressing dissolution of the steel sheet in a corrosive environment and reducing the amount of hydrogen that penetrates into the steel. On the other hand, if the Cu content exceeds 1.000%, the cost increases. Therefore, the Cu content may be 1.000% or less. In order to obtain the above effect, the Cu content is preferably 0.005% or more.
B:0.0050%以下
Bの添加により焼き入れ促進効果が得られる。一方、B含有量が0.0050%超えでは介在物が増加して耐遅れ破壊特性が劣化する。したがって、B含有量は0.0050%以下としてよい。
B: 0.0050% or less The addition of B has the effect of promoting hardening. On the other hand, if the B content exceeds 0.0050%, the inclusions increase and the delayed fracture resistance deteriorates. Therefore, the B content may be set to 0.0050% or less.
Nb:0.100%以下
Nbは0.005%以上で強度向上の効果が得られる。一方、Nb含有量が0.100%超えでは介在物が増加して耐遅れ破壊特性を劣化させるとともにコストアップを招く。よって、含有する場合、Nb含有量は100%以下としてよく、0.005%以上とするのが好ましい。介在物を低減する観点からはNbは0.050%以下とすることがさらに好ましい。
Nb: 0.100% or less When Nb is 0.005% or more, the effect of improving strength can be obtained. On the other hand, when the Nb content exceeds 0.100%, the inclusions increase, deteriorating the delayed fracture resistance property and inviting an increase in cost. Therefore, when Nb is contained, the Nb content may be 100% or less, and is preferably 0.005% or more. From the viewpoint of reducing inclusions, it is more preferable that Nb is 0.050% or less.
Ti:0.200%以下
Tiは0.005%以上で強度向上の効果が得られる。一方、Ti含有量が0.200%超えでは介在物が増加して耐遅れ破壊特性を劣化させる。よって、含有する場合、Ti含有量は0.200以下としてよく、0.005%以上とするのが好ましい。介在物を低減する観点からはTiは0.080%以下とすることがさらに好ましい。
Ti: 0.200% or less When Ti is 0.005% or more, the effect of improving strength can be obtained. On the other hand, when the Ti content exceeds 0.200%, inclusions increase and delayed fracture resistance deteriorates. Therefore, when Ti is contained, the Ti content may be 0.200 or less, and is preferably 0.005% or more. From the viewpoint of reducing inclusions, Ti is more preferably 0.080% or less.
V:0.500%以下
VとCとが結合して形成される微細炭化物は、鋼板の析出強化および水素のトラップサイトとして作用するため耐遅れ破壊性向上に有効であるため、必要に応じて含有してもよい。V含有量が0.500%を超えると、炭化物が過剰に析出して強度-延性バランスが劣化するおそれがある。このため、V含有量は0.500%以下が好ましい。より好ましくは0.100%以下であり、さらに好ましくは0.050%以下である。本発明では上記効果を得るためには0.005%以上のVの含有が好ましい。
V: 0.500% or less Fine carbides formed by combining V and C are effective in improving delayed fracture resistance by acting as precipitation strengthening and hydrogen trapping sites for the steel sheet, and may be contained as necessary. If the V content exceeds 0.500%, carbides may be excessively precipitated, which may deteriorate the strength-ductility balance. For this reason, the V content is preferably 0.500% or less. More preferably, it is 0.100% or less, and even more preferably, it is 0.050% or less. In the present invention, in order to obtain the above effects, it is preferable to contain 0.005% or more of V.
Mo:1.000%以下
Moは0.005%以上で強度向上の効果が得られる。一方、Mo含有量が1.000%超えではコストアップを招く。よって、含有する場合、Mo含有量は1.000%以下としてよく、0.005%以上とすることが好ましい。
Mo: 1.000% or less When Mo is 0.005% or more, the effect of improving strength can be obtained. On the other hand, if the Mo content exceeds 1.000%, it will lead to an increase in costs. Therefore, when Mo is contained, the Mo content may be 1.000% or less, and is preferably 0.005% or more.
Cr:1.000%以下
Crは0.005%以上で焼き入れ性効果が得られる。一方、Cr含有量が1.000%超えではCrが表面濃化するため、溶接性が劣化する。よって、含有する場合、Cr含有量は1.000%以下としてよく、0.005%以上とすることが好ましい。
Cr: 1.000% or less When Cr is 0.005% or more, the hardenability effect is obtained. On the other hand, when the Cr content exceeds 1.000%, Cr is concentrated on the surface, which deteriorates the weldability. Therefore, when Cr is contained, the Cr content may be 1.000% or less, and preferably 0.005% or more.
Ni:1.00%以下
Niは0.005%以上で残留γ相形成促進効果が得られる。一方、Ni含有量が1.00%超えではコストアップを招く。よって、含有する場合、Ni含有量は1.00%以下としてよく、0.005%以上とすることが好ましい。
Ni: 1.00% or less Ni has an effect of promoting the formation of residual γ phase when it is 0.005% or more. On the other hand, if the Ni content exceeds 1.00%, it will lead to an increase in costs. Therefore, if Ni is contained, the Ni content may be 1.00% or less, and is preferably 0.005% or more.
W:0.200%以下
Wは0.005%以上で強度向上の効果が得られる。一方、W含有量が0.200%超えでは介在物が増加して耐遅れ破壊特性を劣化させるとともにコストアップを招く。よって、含有する場合、W含有量は0.200%以下としてよく、0.005%以上とするのが好ましい。介在物を低減する観点からはWは0.030%以下とすることがさらに好ましい。
W: 0.200% or less When W is 0.005% or more, the effect of improving strength can be obtained. On the other hand, when the W content exceeds 0.200%, the inclusions increase, deteriorating the delayed fracture resistance property and inviting an increase in cost. Therefore, when W is contained, the W content may be 0.200% or less, and preferably 0.005% or more. From the viewpoint of reducing inclusions, W is more preferably 0.030% or less.
Zr:0.200%以下
Zrは0.005%以上で強度向上の効果が得られる。一方、Zr含有量が0.200%超えでは介在物が増加して耐遅れ破壊特性を劣化させるとともにコストアップを招く。よって、含有する場合、Zr含有量は0.200%以下としてよく、0.005%以上とするのが好ましい。介在物を低減する観点からはZrは0.030%以下とすることがさらに好ましい。
Zr: 0.200% or less When Zr is 0.005% or more, the effect of improving strength can be obtained. On the other hand, when the Zr content exceeds 0.200%, the inclusions increase, deteriorating the delayed fracture resistance property and inviting an increase in cost. Therefore, when Zr is contained, the Zr content may be 0.200% or less, and is preferably 0.005% or more. From the viewpoint of reducing inclusions, it is more preferable that Zr is 0.030% or less.
Hf:0.200%以下
Hfは0.005%以上で強度向上の効果が得られる。一方、Hf含有量が0.200%超えでは介在物が増加して耐遅れ破壊特性を劣化させるとともにコストアップを招く。よって、含有する場合、Hf含有量は0.200%以下としてよく、0.005%以上とするのが好ましい。介在物を低減する観点からはHfは0.030%以下とすることがさらに好ましい。
Hf: 0.200% or less When Hf is 0.005% or more, the effect of improving strength can be obtained. On the other hand, when the Hf content exceeds 0.200%, the inclusions increase, deteriorating the delayed fracture resistance property and inviting an increase in cost. Therefore, when Hf is contained, the Hf content may be 0.200% or less, and preferably 0.005% or more. From the viewpoint of reducing inclusions, it is more preferable that Hf is 0.030% or less.
Co:0.500%以下
Coは0.005%以上で延性向上の効果が得られる。一方、Co含有量が0.500%超えでは著しいコストアップを招く。よって、含有する場合、Co含有量は0.500%以下としてよく、0.005%以上とするのが好ましい。
Co: 0.500% or less Co has the effect of improving ductility when it is 0.005% or more. On the other hand, if the Co content exceeds 0.500%, the cost increases significantly. Therefore, if Co is contained, the Co content may be 0.500% or less, and is preferably 0.005% or more.
Ca:0.0050%以下
Caは0.0002%以上で介在物を球状化して耐遅れ破壊特性を改善する効果が得られる。一方、Ca含有量が0.0050%超えでは介在物が増加して耐遅れ破壊特性を劣化させるとともにコストアップを招く。よって、含有する場合、Ca含有量は0.0050%以下としてよく、0.0002%以上とするのが好ましい。
Ca: 0.0050% or less When Ca is 0.0002% or more, it has the effect of spheroidizing inclusions and improving delayed fracture resistance. On the other hand, when the Ca content exceeds 0.0050%, the inclusions increase, deteriorating the delayed fracture resistance and inviting an increase in costs. Therefore, when Ca is contained, the Ca content may be 0.0050% or less, and preferably 0.0002% or more.
Mg:0.0100%以下
Mgは0.0002%以上で介在物を球状化して耐遅れ破壊特性を改善する効果が得られる。一方、Mg含有量が0.0100%超えでは介在物が増加して耐遅れ破壊特性を劣化させるとともにコストアップを招く。よって、含有する場合、Mg含有量は0.0100%以下としてよく、0.0002%以上とするのが好ましい。
Mg: 0.0100% or less When Mg is 0.0002% or more, it has the effect of spheroidizing inclusions and improving delayed fracture resistance. On the other hand, when the Mg content exceeds 0.0100%, the inclusions increase, deteriorating delayed fracture resistance and increasing costs. Therefore, when Mg is contained, the Mg content may be 0.0100% or less, and preferably 0.0002% or more.
Sn:0.200%以下
Snは0.002%以上で表層の脱炭を抑制して耐疲労特性を改善する効果がある。一方、Sn含有量が0.200%超えでは粒界を脆化させて耐遅れ破壊特性を劣化させるとともにコストアップを招く。よって、含有する場合、Sn含有量は0.200%以下としてよく、0.002%以上とするのが好ましい。
Sn: 0.200% or less Sn has the effect of suppressing decarburization of the surface layer and improving fatigue resistance when it is 0.002% or more. On the other hand, if the Sn content exceeds 0.200%, it embrittles the grain boundary, deteriorating delayed fracture resistance and increasing costs. Therefore, if Sn is contained, the Sn content may be 0.200% or less, and preferably 0.002% or more.
Sb:0.200%以下
Sbは0.002%以上で表層の脱炭を抑制して耐疲労特性を改善する効果がある。一方、Sb含有量が0.200%超えでは粒界を脆化させて耐遅れ破壊特性を劣化させるとともにコストアップを招く。よって、含有する場合、Sb含有量は0.200%以下としてよく、0.002%以上とするのが好ましい。
Sb: 0.200% or less Sb has the effect of suppressing decarburization of the surface layer and improving fatigue resistance when it is 0.002% or more. On the other hand, if the Sb content exceeds 0.200%, it embrittles the grain boundary, deteriorating delayed fracture resistance and increasing costs. Therefore, if Sb is contained, the Sb content may be 0.200% or less, and preferably 0.002% or more.
REM:0.005%以下
REM(Rare-Earth-Metal)は0.0002%以上で介在物を球状化して耐遅れ破壊特性を改善する効果が得られる。一方、REM含有量が0.0050%超えでは介在物が増加して耐遅れ破壊特性を劣化させるとともにコストアップを招く。よって、含有する場合、REM含有量は0.005%以下としてよく、0.0002%以上とするのが好ましい。
REM: 0.005% or less When REM (Rare-Earth-Metal) is 0.0002% or more, it has the effect of spheroidizing inclusions and improving delayed fracture resistance. On the other hand, when the REM content exceeds 0.0050%, the inclusions increase, deteriorating delayed fracture resistance and increasing costs. Therefore, when REM is contained, the REM content may be 0.005% or less, and preferably 0.0002% or more.
残部はFeおよび不可避的不純物である。 The balance is Fe and unavoidable impurities.
なお、上記成分の好ましい範囲として説明したB、Cu、Nb、Ti、Mo、Cr、Ni、W、Zr、Hf、Co、Ca、Mg、Sn、Sb、REMの含有量が下限値未満の場合、その成分は不可避的不純物として含まれるものとする。 If the content of B, Cu, Nb, Ti, Mo, Cr, Ni, W, Zr, Hf, Co, Ca, Mg, Sn, Sb, or REM described above as the preferred range of the components is less than the lower limit, the component is considered to be included as an unavoidable impurity.
本発明において基質となる下地鋼板の厚みは、特に限定されるものではないが、0.8~6.0mmが好ましく、1.2~4.0mmがより好ましい。 The thickness of the base steel sheet that serves as the substrate in the present invention is not particularly limited, but is preferably 0.8 to 6.0 mm, and more preferably 1.2 to 4.0 mm.
本発明の高強度鋼板は、上記したような鋼板(下地鋼板)の表面が特定のZn-SiO2複合めっき層、すなわち、被覆量が0.10g/m2以上であり、且つSiO2濃度が0.1質量%以上10質量%未満であるZn-SiO2複合めっき層で被覆されたものである。 The high-strength steel sheet of the present invention is a steel sheet (base steel sheet) as described above, the surface of which is coated with a specific Zn- SiO2 composite plating layer, i.e., a Zn- SiO2 composite plating layer having a coating amount of 0.10 g/m2 or more and a SiO2 concentration of 0.1 mass% or more and less than 10 mass%.
本発明者らの研究および検討結果によれば、腐食過程における亜鉛めっきが被覆された鋼板内部への水素侵入については、湿潤下における腐食過程において、Znめっきの犠牲防食作用により、地鉄上で多くの水素が発生することが鋼板の遅れ破壊に大きく関与していると考えた。また、鋼板内部への水素侵入を抑制するためには、特に、腐食過程における鋼板中への水素侵入を抑制することが重要であることを発見した。そして、Zn-SiO2複合めっき層においては、SiO2によって腐食過程で腐食抑制効果の高い腐食生成物が形成されることにより、鋼板中への水素侵入を抑制できると考えた。 According to the results of the research and examination by the present inventors, regarding the penetration of hydrogen into the inside of zinc-plated steel sheet during the corrosion process, the inventors considered that the generation of a large amount of hydrogen on the base steel due to the sacrificial corrosion protection action of the Zn plating during the corrosion process in wet conditions is largely responsible for the delayed fracture of the steel sheet. Furthermore, they discovered that in order to suppress the penetration of hydrogen into the inside of the steel sheet, it is particularly important to suppress the penetration of hydrogen into the steel sheet during the corrosion process. And, they considered that in the Zn-SiO 2 composite plating layer, the SiO 2 forms a corrosion product with a high corrosion suppression effect during the corrosion process, which can suppress the penetration of hydrogen into the steel sheet.
以上の推定メカニズムから、水素侵入を抑制するために有効な腐食生成物を形成するためには、鋼板表面上のZn-SiO2複合めっき層の被覆量が0.10g/m2以上であり、Zn-SiO2複合めっき層のSiO2濃度が0.1質量%以上10質量%未満であることが必要であることを知見した。また、特に腐食に厳しい部材に適用する場合には、Zn-SiO2複合めっき層の被覆量を20g/m2以上とすることが好ましい。 From the above estimated mechanism, it was found that in order to form a corrosion product effective for suppressing hydrogen penetration, the coverage of the Zn- SiO2 composite plating layer on the steel sheet surface must be 0.10 g/m2 or more , and the SiO2 concentration of the Zn- SiO2 composite plating layer must be 0.1 mass% or more and less than 10 mass%. In addition, when applied to members that are particularly susceptible to corrosion, it is preferable to set the coverage of the Zn- SiO2 composite plating layer to 20 g/m2 or more .
Zn-SiO2複合めっき層の被覆量が0.10g/m2未満では、十分な水素侵入抑制効果と耐食性向上の効果の両立が実現できない。例えば、Zn-SiO2複合めっき層の被覆量が0.10g/m2に対して非常に少ない場合では、水素侵入量を減らすことはできるものの、所望の耐食性を得られなくなる。また、Zn-SiO2複合めっき層の被覆量を90g/m2未満とすれば、製造コストの大幅な増加を防止できるので好ましい。よって、Zn-SiO2複合めっき層の被覆量は0.10g/m2以上90g/m2未満であり、好ましくは、20g/m2以上90g/m2未満である。更に、より好ましくは40g/m2以上60g/m2以下である。40g/m2以上60g/m2以下であれば良好な耐遅れ破壊特性と耐食性が安定して得られる。 If the coverage of the Zn-SiO 2 composite plating layer is less than 0.10 g/m 2 , it is not possible to achieve both a sufficient hydrogen penetration suppression effect and an effect of improving corrosion resistance. For example, if the coverage of the Zn-SiO 2 composite plating layer is very small compared to 0.10 g/m 2 , the amount of hydrogen penetration can be reduced, but the desired corrosion resistance cannot be obtained. In addition, if the coverage of the Zn-SiO 2 composite plating layer is less than 90 g/m 2 , it is preferable because it is possible to prevent a significant increase in manufacturing costs. Therefore, the coverage of the Zn-SiO 2 composite plating layer is 0.10 g/m 2 or more and less than 90 g/m 2 , preferably 20 g/m 2 or more and less than 90 g/m 2. More preferably, it is 40 g/m 2 or more and 60 g/m 2 or less. If it is 40 g/m 2 or more and 60 g/m 2 or less, good delayed fracture resistance and corrosion resistance can be stably obtained.
本発明の高強度鋼板は、上述したZn-SiO2複合めっき層を下地鋼板片面に被覆したものでもよいし、下地鋼板両面に被覆したものでもよい。
The high-strength steel sheet of the present invention may be one in which the above-mentioned Zn-SiO 2 composite plating layer is coated on one side of the base steel sheet, or may be one in which the Zn-
なお、Zn-SiO2複合めっき層の被覆量は、下地鋼板上のZn-SiO2複合めっき層を溶解させ、溶解前後の鋼板の質量差から算出することができる。
下地鋼板片面のみにZn-SiO2複合めっき層が被覆された場合は、上記質量差(g)を下地鋼板片面の面積で割ること(上記質量差(g)/下地鋼板片面の面積(m2))により、Zn-SiO2複合めっき層の被覆量を測定することができる。
また、下地鋼板両面にZn-SiO2複合めっき層が被覆された場合は、上記質量差(g)を下地鋼板片面の面積の2倍の値で割ること(上記質量差(g)/(下地鋼板片面の面積(m2)×2))により、Zn-SiO2複合めっき層の被覆量を測定することができる。
The coating weight of the Zn- SiO2 composite plating layer can be calculated by dissolving the Zn- SiO2 composite plating layer on the base steel sheet and calculating the mass difference of the steel sheet before and after dissolution.
When the Zn- SiO2 composite plating layer is coated on only one side of the substrate steel sheet, the coating amount of the Zn- SiO2 composite plating layer can be measured by dividing the above mass difference (g) by the area of one side of the substrate steel sheet (the above mass difference (g) / area of one side of the substrate steel sheet ( m2 )).
In addition, when the Zn- SiO2 composite plating layer is coated on both sides of the base steel sheet, the coating amount of the Zn- SiO2 composite plating layer can be measured by dividing the above mass difference (g) by twice the area of one side of the base steel sheet (the above mass difference (g)/(area of one side of the base steel sheet ( m2 ) × 2)).
また、Zn-SiO2複合めっき層中のSiO2濃度が0.1質量%未満では、腐食過程において十分な保護性を有する緻密な腐食生成物が形成されず、鋼板中への水素侵入を抑制できない。また10質量%以上では、めっき密着性が劣化するため、加工時にめっきが剥離しやすく耐遅れ破壊特性を発揮できない。よって、Zn-SiO2複合めっき層中のSiO2濃度は0.1質量%以上10質量%未満であり、好ましくは、0.5質量%以上5質量%未満である。
なお、SiO2濃度は、Zn-SiO2複合めっき層を溶解させて得られる溶液を用い、ICP発光分光分析法により測定することができる。
In addition, if the SiO 2 concentration in the Zn-SiO 2 composite plating layer is less than 0.1 mass%, dense corrosion products having sufficient protective properties during the corrosion process are not formed, and hydrogen penetration into the steel sheet cannot be suppressed. In addition, if it is 10 mass% or more, the plating adhesion deteriorates, the plating is easily peeled off during processing, and delayed fracture resistance cannot be exhibited. Therefore, the SiO 2 concentration in the Zn-SiO 2 composite plating layer is 0.1 mass% or more and less than 10 mass%, and preferably 0.5 mass% or more and less than 5 mass%.
The SiO2 concentration can be measured by ICP emission spectrometry using a solution obtained by dissolving the Zn- SiO2 composite plating layer.
下地鋼板表面をZn-SiO2複合めっき層で被覆する方法については、特別な制限はなく、公知の方法を適用することが可能であるが、例えば、電気めっき法(Zn-SiO2複合電気めっき法)を用いることができる。 The method for covering the surface of the base steel sheet with the Zn- SiO2 composite plating layer is not particularly limited, and any known method can be applied. For example, an electroplating method (Zn- SiO2 composite electroplating method) can be used.
電気めっき法(Zn-SiO2複合電気めっき法)の場合には、めっき浴に含まれるZn、SiO2の濃度を調整することでZn-SiO2複合めっき層のSiO2濃度を変えることができ、また、電解時間を調整することでZn-SiO2複合めっき層の被覆量を変えることができる。また、めっき浴に硝酸イオンを100~3000ppm含有させることでSiO2を高濃度でめっき層に含有させることが可能であることが知られている。 In the case of electroplating (Zn- SiO2 composite electroplating), the SiO2 concentration of the Zn- SiO2 composite plating layer can be changed by adjusting the concentrations of Zn and SiO2 contained in the plating bath, and the coating amount of the Zn- SiO2 composite plating layer can be changed by adjusting the electrolysis time. It is also known that it is possible to include a high concentration of SiO2 in the plating layer by adding 100 to 3000 ppm of nitrate ions to the plating bath.
なお、本発明のZn-SiO2複合めっき層には本発明の作用効果を阻害しない範囲で任意の添加元素を含有してもよい。任意の添加元素としてはAl,Fe,Ni,Mo,V,Wが想定される。 The Zn- SiO2 composite plating layer of the present invention may contain any additive element within a range that does not impair the effects of the present invention. Examples of the optional additive elements include Al, Fe, Ni, Mo, V, and W.
前述したように、本発明の高強度鋼板は、上述したZn-SiO2複合めっき層を下地鋼板片面に被覆したものでもよいし、下地鋼板両面に被覆したものでもよい。 As described above, the high-strength steel sheet of the present invention may be one in which the above-mentioned Zn- SiO2 composite plating layer is coated on one side of the base steel sheet, or may be one in which the Zn-SiO2 composite plating layer is coated on both sides of the base steel sheet.
基質として使用される下地鋼板の製造方法は特に限定されない。本発明の理解を容易にするために、冷延鋼板の表面をZn-SiO2複合めっき層で被覆する場合における、製鋼からの一連のプロセスについて、一例を挙げて簡単に説明する。 The manufacturing method of the base steel sheet used as the substrate is not particularly limited. In order to facilitate understanding of the present invention, a series of processes from steelmaking in the case where the surface of a cold-rolled steel sheet is coated with a Zn- SiO2 composite plating layer will be briefly described by way of an example.
所定の成分組成の鋼を溶製し、常法に従い連続鋳造でスラブとする。次いで、得られたスラブを加熱炉中で1100~1300℃の温度で加熱し、750~950℃の仕上げ温度で熱間圧延を行い、500~650℃にて巻き取る。これに続いて酸洗後、圧下率30~70%の冷間圧延を行う。その後、必要に応じて、常法に従い、アルカリまたはアルカリと界面活性剤およびキレート剤との混合溶液による洗浄、電解洗浄、温水洗浄、乾燥を行う清浄化処理を行った後、750~900℃にて加熱処理し、急速冷却を行い、鋼板の引張強度の調整を行う。さらに必要に応じて、常法に従い伸長率0.01~0.5%程度の調質圧延を行うことで所望の引張強度を有する冷延鋼板を得、このようにして得られた冷延鋼板表面に、電気めっき法にて、Zn-SiO2複合めっき層を被覆量が0.10g/m2以上で、Zn-SiO2複合めっき層中のSiO2濃度が0.1質量%以上10質量%未満となるように被覆する。これにより、本発明の高強度鋼板の一例としての高強度冷延鋼板を得ることができる。 Steel having a predetermined composition is melted and cast into a slab by continuous casting according to a conventional method. The resulting slab is then heated in a heating furnace at a temperature of 1100 to 1300°C, hot rolled at a finishing temperature of 750 to 950°C, and coiled at 500 to 650°C. This is followed by pickling and cold rolling at a rolling reduction of 30 to 70%. Thereafter, if necessary, cleaning treatments are performed according to conventional methods, such as washing with an alkali or a mixed solution of an alkali, a surfactant, and a chelating agent, electrolytic washing, hot water washing, and drying, followed by heating at 750 to 900°C and rapid cooling to adjust the tensile strength of the steel sheet. Furthermore, if necessary, a cold-rolled steel sheet having a desired tensile strength is obtained by performing temper rolling at an elongation rate of about 0.01 to 0.5% according to a conventional method, and a Zn-SiO2 composite plating layer is coated on the surface of the cold-rolled steel sheet thus obtained by electroplating so that the coating amount is 0.10 g/ m2 or more and the SiO2 concentration in the Zn- SiO2 composite plating layer is 0.1 mass% or more and less than 10 mass%. In this way, a high-strength cold-rolled steel sheet as an example of the high-strength steel sheet of the present invention can be obtained.
なお、冷延鋼板表面をZn-SiO2複合めっき層で被覆するのにめっき法、特に電気めっき法を用いた場合において、めっき処理時に鋼板およびZn-SiO2複合めっき層中に水素が侵入する恐れがあるときは、必要に応じて、めっき処理後に100~300℃程度の温度で24時間程度保持し、鋼板およびZn-SiO2複合めっき層中に侵入した水素を除去する処理を施してもよい。 When a plating method, particularly an electroplating method, is used to cover the surface of a cold-rolled steel sheet with a Zn- SiO2 composite plating layer, if there is a risk of hydrogen penetrating into the steel sheet and the Zn- SiO2 composite plating layer during the plating process, a treatment may be carried out, as necessary, by holding the steel sheet and the Zn-SiO2 composite plating layer at a temperature of about 100 to 300°C for about 24 hours after the plating process to remove hydrogen that has penetrated into the steel sheet and the Zn- SiO2 composite plating layer.
以上説明したように、本発明の高強度鋼板は、耐遅れ破壊性と耐食性に優れる。 As explained above, the high-strength steel plate of the present invention has excellent delayed fracture resistance and corrosion resistance.
本発明の高強度鋼板は、優れた耐遅れ破壊特性と優れた耐食性を有するため自動車車体用または自動車足回り用部品に好適に用いることが出来る。 The high-strength steel plate of the present invention has excellent delayed fracture resistance and excellent corrosion resistance, making it suitable for use in automobile body or suspension parts.
本発明の高強度鋼板は特に、優れた耐遅れ破壊特性と優れた耐食性が要求されるサイドシル、センターピラー下部、バンパーの部位に好適に使用可能である。 The high-strength steel plate of the present invention is particularly suitable for use in areas such as side sills, lower center pillars, and bumpers, which require excellent delayed fracture resistance and corrosion resistance.
また、本発明の高強度鋼板は、優れた耐遅れ破壊特性と優れた耐食性を有するため、自動車車台のロアアームの部位に使用することが有用である。 In addition, the high-strength steel plate of the present invention has excellent delayed fracture resistance and excellent corrosion resistance, making it useful for use in the lower arm portion of an automobile chassis.
本発明において、耐遅れ破壊性については、図1に示した試験片を用いて、図2に示したSAE J2334で規定される腐食試験で評価した。試験片と腐食試験の詳細は実施例で説明する。 In the present invention, the delayed fracture resistance was evaluated by a corrosion test specified in SAE J2334 shown in Figure 2 using the test specimen shown in Figure 1. Details of the test specimen and the corrosion test will be described in the Examples.
下地鋼板として、表1のA~Gの各成分組成を有する板厚1.2mmの冷延鋼板(引張強度1480MPa)を試験片として用いた。これらの冷延鋼板をトルエンに浸漬して5分間超音波洗浄を行い、防錆油を除去した後、Zn-SiO2複合電気めっきを施し、鋼板両面の表面にZn-SiO2複合めっき層を形成した。 The test pieces used as the base steel sheets were cold-rolled steel sheets (tensile strength 1480 MPa) with a thickness of 1.2 mm and each of the component compositions A to G in Table 1. These cold-rolled steel sheets were immersed in toluene and ultrasonically cleaned for 5 minutes to remove the rust-preventive oil, and then Zn- SiO2 composite electroplating was applied to form a Zn- SiO2 composite plating layer on both surfaces of the steel sheets.
上記の引張強度はJIS Z 2241(2011年)に準拠して測定した。 The above tensile strength was measured in accordance with JIS Z 2241 (2011).
電気めっき液としては、二価の亜鉛イオン濃度:65g/Lを硫酸塩として添加し、硫酸ナトリウムを30g/L、硝酸ナトリウムを1.6g/L添加し、SiO2を20g/L分散させたものを用いた。電流密度を10~80A/dm2の範囲で調整することでZn-SiO2複合めっき層のSiO2濃度を変化させ、また、電解時間を調整することでZn-SiO2複合めっき層の被覆量を変化させ、No.1~23、25~44の鋼板を作製した。 The electroplating solution used was one containing 65 g/L of divalent zinc ions added as sulfate, 30 g/L of sodium sulfate, 1.6 g/L of sodium nitrate, and 20 g/L of SiO2 dispersed therein. The SiO2 concentration of the Zn- SiO2 composite plating layer was changed by adjusting the current density in the range of 10 to 80 A/ dm2 , and the coating amount of the Zn- SiO2 composite plating layer was changed by adjusting the electrolysis time, to produce steel sheets No. 1 to 23 and 25 to 44.
なお、以上のめっき処理を行わない鋼板(No.24)を比較例の1つとした。 A steel sheet (No. 24) that did not undergo the above plating process was used as one of the comparative examples.
Zn-SiO2複合めっき層の被覆量は、鋼板を塩酸に浸漬してZn-SiO2複合めっき層を溶解させ、溶解前後の鋼板の質量差から求めた。なお、Zn-SiO2複合めっき層の溶解の終点については、塩酸に鉄の溶解を防止するインヒビターを入れることにより判断した。塩酸にインヒビターを入れることにより、Zn-SiO2複合めっき層が溶けている最中は気体が発生するのに対し、Zn-SiO2複合めっき層の溶解が終了することで気体発生が終了する。この気体発生の終了を目視することにより、Zn-SiO2複合めっき層の溶解が終了したことを判断した。 The coverage of the Zn-SiO 2 composite plating layer was determined by immersing the steel sheet in hydrochloric acid to dissolve the Zn-SiO 2 composite plating layer, and measuring the difference in mass of the steel sheet before and after dissolution. The end point of dissolution of the Zn-SiO 2 composite plating layer was determined by adding an inhibitor to hydrochloric acid to prevent iron from dissolving. By adding an inhibitor to hydrochloric acid, gas is generated while the Zn-SiO 2 composite plating layer is dissolving, whereas gas generation ends when the dissolution of the Zn-SiO 2 composite plating layer ends. The end of the gas generation was determined by visually observing the end of the gas generation.
Zn-SiO2複合めっき層のSiO2濃度は、塩酸で合金層を溶解させて得られた溶液から、ICP発光分光分析法によりSi濃度を測定した。 The SiO 2 concentration of the Zn-SiO 2 composite plating layer was measured by dissolving the alloy layer with hydrochloric acid and measuring the Si concentration in the solution by ICP emission spectrometry.
以上のようにして得られた試験片について、以下の評価を行った。得られた結果を、Zn-SiO2複合めっき層の構成とともに表2に示す。 The test pieces obtained as described above were subjected to the following evaluations. The results are shown in Table 2 together with the composition of the Zn- SiO2 composite plating layer.
(1)耐遅れ破壊性の評価
研削加工を施して作製した試験片(30mm×99.5mm)を曲率半径4mmRで180°曲げ加工し、図1に示すように、この曲げ試験片1を内側間隔が8mmとなるようにボルト2とナット3で拘束して試験片形状を固定し、遅れ破壊評価用試験片を得た。このようにして作製した遅れ破壊評価用試験片に対し、図2に示した米国自動車技術会で定めたSAE J2334に規定された、「工程1:塩水浸漬(0.5質量%のNaCl、0.1質量%のCaCl2、及び0.075質量%のNaHCO3を有する25℃の溶液中で15分)」、「工程2:乾燥(60℃、RH50%環境下で17時間45分)」、「工程3:湿潤(50℃、RH100%環境下で6時間)」を順に行って1サイクル(24時間)とする複合サイクル腐食試験を、最大80サイクルまで実施した。なお、平日(月曜日~金曜日)は上記の1サイクルを実施した。平日以外(土曜日と日曜日)は乾燥(60℃、RH50%環境下で24時間)のみ行い、実施サイクル数には含めなかった。各サイクルの最初の工程となる塩水浸漬の工程前に目視により割れの発生の有無を調査し、割れ発生サイクル数を測定した。また、本試験は、各鋼板3検体ずつ実施し、その平均値をもって評価を行った。評価はサイクル数から、以下の基準により評価した。割れ発生サイクル数が30サイクル以上である場合を合格(○又は◎)とした。
◎:40サイクル以上
○:30サイクル以上、40サイクル未満
△:10サイクル以上、30サイクル未満
×:10サイクル未満
(1) Evaluation of delayed fracture resistance A test piece (30 mm x 99.5 mm) prepared by grinding was bent at 180° with a radius of curvature of 4 mmR, and the bent test piece 1 was restrained with a
◎: 40 cycles or more ○: 30 cycles or more, less than 40 cycles △: 10 cycles or more, less than 30 cycles ×: Less than 10 cycles
(2)耐食性の評価
上記耐遅れ破壊性評価を行ったサンプルについて、各サイクルの塩水浸漬工程前に目視により赤錆発生の有無を調査し、赤錆発生サイクル数を測定した。評価はサイクル数から、以下の基準により評価した。5サイクル経過時点で赤錆発生が無い場合を合格(○)とした。
○:5サイクル経過時点で赤錆発生なし
×:5サイクル未満で赤錆発生あり
(2) Evaluation of corrosion resistance The samples evaluated for delayed fracture resistance were visually inspected for the presence or absence of red rust before each cycle of salt water immersion, and the number of cycles for which red rust had occurred was measured. Evaluation was based on the number of cycles and was made according to the following criteria. A sample with no red rust occurring after five cycles was rated as pass (○).
○: No red rust occurs after 5 cycles ×: Red rust occurs within 5 cycles
表2によれば、本発明例の鋼板は、いずれも優れた耐遅れ破壊性と耐食性が得られている。中でも、Zn-SiO2複合めっき層の被覆量が20g/m2以上90g/m2未満であり、Zn-SiO2複合めっき層中のSiO2濃度が0.1質量%以上10質量%未満である鋼板No.10~12、15、17~19、21、25~48は、優れた耐食性を得られると共に、非常に優れた耐遅れ破壊性が得られることが分かった。
これに対して比較例の鋼板は、耐遅れ破壊性、耐食性のいずれか又は両方が劣っている。
According to Table 2, all of the steel sheets of the present invention examples have excellent delayed fracture resistance and corrosion resistance. Among them, it was found that steel sheets Nos. 10 to 12, 15, 17 to 19, 21, and 25 to 48, in which the coverage of the Zn-SiO 2 composite plating layer is 20 g/m 2 or more and less than 90 g/m 2 and the SiO 2 concentration in the Zn-SiO 2 composite plating layer is 0.1 mass % or more and less than 10 mass %, have excellent corrosion resistance and very excellent delayed fracture resistance.
In contrast, the steel sheets of the comparative examples are inferior in either or both of delayed fracture resistance and corrosion resistance.
1 試験片
2 ボルト
3 ナット
1
Claims (6)
前記Zn-SiO2複合めっき層は、片面当たりの被覆量が20g/m2以上50g/m 2 以下であり、
且つ前記Zn-SiO2複合めっき層中のSiO2濃度が0.5質量%以上5質量%未満であることを特徴とする高強度鋼板。 A steel sheet having a tensile strength of 1180 MPa or more and a Zn- SiO2 composite plating layer coated on the surface of the steel sheet, the Zn- SiO2 composite plating layer having a coating weight of 20 g/m2 or more and 50 g/m2 or less per side ,
And the SiO2 concentration in the Zn- SiO2 composite plating layer is 0.5 mass% or more and less than 5 mass%.
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Non-Patent Citations (2)
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| 塩原幸光,「硝酸ナトリウム添加浴からの亜鉛-シリカ分散めっきの析出挙動とその皮膜特性」,鉄と鋼,第77巻、第7号,日本,1991年07月,第878~885ページ |
| 平松実,「亜鉛めっきした高張力鋼の水素脆化挙動及びシリカ共析の影響」,金属表面技術,日本,1988年07月,第39巻、第7号,第404~409ページ |
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