專利名稱：高強(qiáng)度鋼板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種即使在Si含量較多時(shí)，也具有優(yōu)良的化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性和電沉積涂裝后的耐腐蝕性的高強(qiáng)度鋼板及其制造方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，從提高汽車的燃料效率以及提高汽車的碰撞安全性的觀點(diǎn)出發(fā)，對(duì)于通過(guò)車身材料的高強(qiáng)度化來(lái)實(shí)現(xiàn)薄壁化，從而使車身自身輕量化并且高強(qiáng)度化的要求不斷提高。因此，促進(jìn)了高強(qiáng)度鋼板在汽車中的使用。一般而言，汽車用鋼板在涂裝后使用，并且作為該涂裝的預(yù)處理，實(shí)施被稱作磷酸鹽處理的化學(xué)轉(zhuǎn)化處理。鋼板的化學(xué)轉(zhuǎn)化處理是用于確保涂裝后的耐腐蝕性的重要處理之
一為了提高鋼板的強(qiáng)度和延展性，添加Si是有效的。然而，在連續(xù)退火時(shí)，Si即使在不會(huì)引起Fe的氧化(使Fe氧化物發(fā)生還原)的還原性的N2+H2氣氛中進(jìn)行退火的情況下也會(huì)發(fā)生氧化，在鋼板最表層形成Si氧化物(Si02)。由于該SiO2阻礙化學(xué)轉(zhuǎn)化處理中化學(xué)轉(zhuǎn)化被膜的生成反應(yīng)，因此會(huì)形成未生成化學(xué)轉(zhuǎn)化被膜的微小區(qū)域(以后，也稱為未覆蓋區(qū)域)，化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性下降。作為改善高Si含量鋼板的化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性的現(xiàn)有技術(shù)，專利文獻(xiàn)I中公開(kāi)了使用電鍍方法在鋼板上形成20 1500mg/m2鐵被覆層的方法。然而，該方法存在有另外需要電鍍?cè)O(shè)備,工序增加部分的成本也增加的問(wèn)題。此外，專利文獻(xiàn)2通過(guò)規(guī)定Mn/Si的比率，專利文獻(xiàn)3通過(guò)添加Ni，均提高了磷酸鹽處理性。然而，其效果取決于鋼板中的Si含量，并且認(rèn)為對(duì)于Si含量高的鋼板來(lái)說(shuō)，還
需要進(jìn)一步改善。此外，專利文獻(xiàn)4中公開(kāi)了使退火時(shí)的露點(diǎn)為一 25 0°C，從而在離鋼板基底表面深度為Ium以內(nèi)形成由含Si氧化物所構(gòu)成的內(nèi)部氧化層，并且使鋼板表面長(zhǎng)度IOym中含Si氧化物所占的比例為80%以下的方法。然而，專利文獻(xiàn)4中所述的方法，其前提是控制了露點(diǎn)的區(qū)域?yàn)闋t內(nèi)整體，因此露點(diǎn)的控制性困難，并且難以穩(wěn)定操作。此外，在不穩(wěn)定的露點(diǎn)控制下進(jìn)行退火時(shí)，可以確認(rèn)鋼板中形成的內(nèi)部氧化物的分布狀態(tài)存在偏差，在鋼板的長(zhǎng)度方向和寬度方向上可能會(huì)產(chǎn)生化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性的不均勻(在整體或部分上未覆蓋)。進(jìn)而，即使提高了化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性，由于在化學(xué)轉(zhuǎn)化處理被膜的正下方存在含Si氧化物，也有電沉積涂裝后的耐腐蝕性差的問(wèn)題。此外，專利文獻(xiàn)5中記載了一種在氧化性氣氛中使鋼板溫度達(dá)到350 650°C從而在鋼板表面上形成氧化膜，然后在還原性氣氛中加熱至再結(jié)晶溫度，并且冷卻的方法。然而，在該方法中，鋼板表面上所形成的氧化被膜的厚度隨著氧化方法而不同，可能未充分發(fā)生氧化，也可能氧化被膜變得過(guò)厚，從而在之后的還原性氣氛中退火時(shí)，氧化膜殘留或剝離，表面性狀變差。雖然實(shí)施例中記載了在大氣中氧化的技術(shù)，但大氣中的氧化生成了較厚的氧化物，存在有之后的還原困難，或者需要高氫濃度的還原氣氛等問(wèn)題。
此外，專利文獻(xiàn)6中記載了如下方法，對(duì)于以質(zhì)量％計(jì)含有0.1%以上Si和/或1.0%以上Mn的冷軋鋼板，在鋼板溫度400°C以上，在鐵的氧化氣氛中在所述鋼板表面形成氧化膜，然后在鐵的還原氣氛中還原所述鋼板表面的氧化膜。具體而言為如下方法，在400°C以上，使用空氣比為0.93以上且1.10以下的直火燃燒器使鋼板表面的Fe氧化后，在使Fe氧化物發(fā)生還原的N2+H2氣氛下退火，由此抑制了導(dǎo)致化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性變差的SiO2在最表面的氧化，并且使Fe的氧化層在最表面形成。雖然專利文獻(xiàn)6中具體記載了直火燃燒器的加熱溫度，但在含有較多(大概為0.6%以上)Si時(shí)，Si比Fe更容易氧化，其氧化量變多，從而抑制了 Fe的氧化，F(xiàn)e的氧化本身變得過(guò)少。結(jié)果還原后表面Fe還原層的形成不足，在還原后的鋼板表面仍存在有SiO2，有時(shí)會(huì)產(chǎn)生化學(xué)被膜的未覆蓋區(qū)域?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)平5 - 320952號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2:日本·特開(kāi)2004 - 323969號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3:日本特開(kāi)平6 - 10096號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)4:日本特開(kāi)2003 - 113441號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)5:日本特開(kāi)昭55 - 145122號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)6:日本特開(kāi)2006 - 45615號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的問(wèn)題本發(fā)明鑒于上述情況而完成，其目的在于提供一種即使在Si含量較多時(shí)，也具有優(yōu)良的化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性和電沉積涂裝后的耐腐蝕性的高強(qiáng)度鋼板及其制造方法。用于解決問(wèn)題的方法以往，對(duì)于含有S1、Mn等易氧化性元素的鋼板來(lái)說(shuō)，為了改善其化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性而積極地使鋼板內(nèi)部發(fā)生氧化。然而，同時(shí)會(huì)導(dǎo)致電沉積涂裝后的耐腐蝕性變差。因此，本發(fā)明人未局限于以往的觀點(diǎn)，并以新的方法研究了解決問(wèn)題的方法。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過(guò)適當(dāng)控制退火工序的氣氛和溫度，可以在鋼板表層部抑制內(nèi)部氧化的形成，得到優(yōu)良的化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性和更高的耐腐蝕性。具體來(lái)說(shuō)，在將退火爐內(nèi)溫度為750°C以上的溫度區(qū)域的氣氛中的露點(diǎn)控制為一 40°C以下的條件下進(jìn)行退火，并且進(jìn)行化學(xué)轉(zhuǎn)化處理。通過(guò)使退火爐內(nèi)溫度為750°C以上的溫度區(qū)域的氣氛中的露點(diǎn)為一 40°C以下，降低了鋼板與氣氛的界面的氧電勢(shì)，從而能夠在不形成內(nèi)部氧化物的情況下抑制S1、Mn等的選擇性表面擴(kuò)散、氧化(以后，稱為表面富集)。文獻(xiàn) l(7th International Conference on Zinc and Zinc Alloy Coated SteelSheet, Galvatech2007, Proceedings p404)中表面，在由S1、Mn的氧化反應(yīng)的熱力學(xué)數(shù)據(jù)將氧電勢(shì)換算為露點(diǎn)時(shí)，在800°C、N2 - 5%H2存在下，對(duì)于Si來(lái)說(shuō)必須使露點(diǎn)低于一 80°C，對(duì)于Mn來(lái)說(shuō)必須使露點(diǎn)低于一 60°C，才能防止氧化。因此認(rèn)為，在對(duì)含有S1、Mn的高強(qiáng)度鋼板進(jìn)行退火時(shí)，即使提高氫濃度，也必須使露點(diǎn)至少低于一 80°C才能防止表面富集。因此一直以來(lái)還沒(méi)有在進(jìn)行一 40 一 70°C露點(diǎn)的退火后進(jìn)行化學(xué)轉(zhuǎn)化處理的嘗試。圖1是表示由文獻(xiàn)2 (金屬物理化學(xué)p72 73，平成8年5月20日發(fā)行，日本金屬學(xué)會(huì)發(fā)行)中所記載的S1、Mn的氧化反應(yīng)的熱力學(xué)數(shù)據(jù)并如下所述計(jì)算S1、Mn的氧化還原平衡與露點(diǎn)的關(guān)系的圖。Si在氫一氮?dú)夥障碌难趸€原平衡由下式表示。SiO2 (固態(tài))+2 (氣態(tài))=Si+2H20 (氣態(tài))(I)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K在以Si的活度為I時(shí)如下所述。K= (H2O分壓的平方)/ (H2分壓的平方)(2)此外，標(biāo)準(zhǔn)自由能AG (1)，在以R為氣體常數(shù)，以T為溫度時(shí)如下所述。AG (I) = - RTlnK (3)此處，H2 (氣態(tài))+1/202 (氣態(tài))=H2O (氣態(tài))(4)Si (固態(tài))+02 (氣態(tài))=SiO2 (固態(tài))(5)各反應(yīng)式的標(biāo)準(zhǔn)自由能AG (4)、AG (5)作為T的函數(shù)，表示為AG (4) = - 246000+54.8TAG (5) = — 902100+174T。因此，由2X (4) —(5)，得至IJ
AG (I) =410100 - 64.4T (6),并且由(3)= (6)，得到K=exp{ (1/R) (64.4 — 410100/T) } (7)。進(jìn)而，由(2)= (7)、H2分壓=0.1氣壓(10%時(shí))，求出各溫度T下的H2O分壓，如果將其換算為露點(diǎn)，則可以得到圖1。對(duì)于Mn來(lái)說(shuō)，同樣，Mn的氫一氮?dú)夥障碌难趸€原平衡由下式表示。MnO (固態(tài))+H2 (氣態(tài))=Mn+H20 (氣態(tài))(8)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K如下所述。K= (H2O 分壓)/ (H2 分壓)(9)此外，標(biāo)準(zhǔn)自由能AG (8)，在以R為氣體常數(shù)，以T為溫度時(shí)如下所述。AG (8) = - RTlnK (10)此處，H2 (氣態(tài))+1/202 (氣態(tài))=H2O (氣態(tài))(11)Mn (固態(tài))+1/202 (氣態(tài))=MnO 個(gè)態(tài))(12)各反應(yīng)式的標(biāo)準(zhǔn)自由能AG (11)、AG (12)作為T的函數(shù)，表示為
AG (11) = - 246000+54.8TAG (12) = — 384700+72.8T。因此，由(11)— (12)，得到AG (8) =138700 — 18.0T (13)，并且由(10)=(13)，得到K=exp{ (1/R) (18.0 — 138700/T) } (14)。進(jìn)而，由(9)= (14)、H2分壓=0.1氣壓(10%時(shí))，求出各溫度T下的H2O分壓，如果將其換算為露點(diǎn)，則可以得到圖1。根據(jù)圖1，在標(biāo)準(zhǔn)的退火溫度800°C下，Si在露點(diǎn)為一 80°C以上時(shí)處于氧化狀態(tài)，為了使其成為還原狀態(tài)，需要使露點(diǎn)低于一 80°C。對(duì)于Mn來(lái)說(shuō)，同樣可以理解為必須使露點(diǎn)低于一 60°C才能成為還原狀態(tài)。上述結(jié)果與文獻(xiàn)I的結(jié)果非常一致。此外，退火時(shí)需要從室溫加熱至800°C以上。并且圖1和文獻(xiàn)I所示結(jié)果教導(dǎo)了，越是低溫則使S1、Mn成為還原狀態(tài)的露點(diǎn)越是降低，因而從室溫至800°C之間，需要低于一100°C的極低露點(diǎn)，這強(qiáng)烈地教導(dǎo)了，在工業(yè)上不可能實(shí)現(xiàn)在防止S1、Mn氧化的同時(shí)加熱至退火溫度的退火環(huán)境。上述內(nèi)容是根據(jù)本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的熱力學(xué)數(shù)據(jù)而容易推導(dǎo)出的技術(shù)常識(shí)，也是阻礙作出下述嘗試的技術(shù)常識(shí)，即，在作為S1、Mn應(yīng)當(dāng)會(huì)被選擇氧化的露點(diǎn)一 40 一70°C下進(jìn)行退火。但是，本發(fā)明人考慮到，原本認(rèn)為會(huì)引起S1、Mn的表面富集的一 40 一70°C的露點(diǎn)，處于平衡理論中引起氧化的露點(diǎn)范圍中，但是，在連續(xù)退火這樣的短時(shí)間熱處理的情況下，是否存在在動(dòng)力學(xué)方面不會(huì)達(dá)到嚴(yán)重?fù)p害化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性的表面富集的可能性。于是，大膽地對(duì)其進(jìn)行了研究。結(jié)果完成了具有以下特征的本發(fā)明。本發(fā)明的特征在于，在對(duì)鋼板實(shí)施退火時(shí)，使退火爐內(nèi)溫度為750°C以上的溫度區(qū)域的氣氛露點(diǎn)為一 40°C以下。通常，鋼板的退火氣氛的露點(diǎn)為一 30°C以上，因此為了達(dá)到一 40°C以下的露點(diǎn)，必須除去退火氣氛中的水分，而為了使整個(gè)退火爐的氣氛達(dá)到一 40°C則需要巨大的設(shè)備費(fèi)用和操作成本。但是，在本發(fā)明中，由于僅在退火爐內(nèi)溫度為750°C以上的限定區(qū)域中使露點(diǎn)為一 40°C以下，因此具有能夠降低設(shè)備費(fèi)用和操作成本的特征。而且，通過(guò)僅在750°C以上的限定區(qū)域進(jìn)行控制，能夠充分地得到預(yù)定的特性。而且，如果在將600°C以上的溫度區(qū)域的氣氛露點(diǎn)控制在一 40°C以下的條件下進(jìn)行退火、化學(xué)轉(zhuǎn)化處理，則能夠得到更好的化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性。如果使750°C以上、或者600°C以上的溫度區(qū)域的氣氛露點(diǎn)為一 45°C以下，則能夠得到進(jìn)一步良好的化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性。如上所述，通過(guò)僅對(duì)限定區(qū)域的氣氛露點(diǎn)進(jìn)行控制，沒(méi)有形成內(nèi)部氧化物，并且盡可能地抑制了表面富集，可以得到不存在無(wú)覆蓋區(qū)域及不均勻的化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性和電沉積涂裝后的耐腐蝕性優(yōu)良的高強(qiáng)度鋼板。需要說(shuō)明的是，化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性優(yōu)良，是指化學(xué)轉(zhuǎn)化處理后具有不存在無(wú)覆蓋區(qū)域及不均勻的外觀。而且，通過(guò)以上方法得到的高強(qiáng)度鋼板，在離鋼板表面lOOym以內(nèi)的鋼板表層部中抑制了選自Fe、S1、Mn、Al、P以及B、Nb、T1、Cr、Mo、Cu、Ni中的一種以上(除僅為Fe的情況)的氧化物的形成，并且將其形成量的總計(jì)抑制在每單面為0.060g/m2以下。由此，化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性優(yōu)良，電沉積涂裝后的耐腐蝕性顯著提高。本發(fā)明基于上述見(jiàn)解而完成，其特征如下。[1] 一種高強(qiáng)度鋼板的制造方法，其特征在于，在對(duì)具有如下組成的鋼板實(shí)施連續(xù)退火時(shí)，使退火爐內(nèi)溫度為750°C以上的溫度區(qū)域的氣氛露點(diǎn)為一 40°C以下，其中，所述鋼板的組成為:以質(zhì)量%計(jì)，含有C:0.01 0.18%、S1:0.4 2.0%、Mn:1.0 3.0%、Al:
0.001 1.0%、P:0.005 0.060%、S彡0.01%,并且余量由Fe和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。[2]如上述[I]所述的高強(qiáng)度鋼板的制造方法，其特征在于，所述鋼板的成分組成，以質(zhì)量％計(jì)，進(jìn)一步含有選自B:0.001 0.005%、Nb:0.005 0.05%、T1:0.005
0.05%,Cr:0.001 1.0%、Mo:0.05 1.0%、Cu:0.05 1.0%、N1:0.05 1.0% 中的 I 種以上的元素。
[3]如上述[I]或[2]所述的高強(qiáng)度鋼板的制造方法，其特征在于，在進(jìn)行所述連續(xù)退火后，在含有硫酸的水溶液中進(jìn)行電解酸洗。[4] 一種高強(qiáng)度鋼板，其特征在于，通過(guò)上述[I] [3]中任一項(xiàng)所述的制造方法制造，并且在離鋼板表面IOOiim以內(nèi)的鋼板表層部中生成的選自Fe、S1、Mn、Al、P、B、Nb、T1、Cr、Mo、Cu、Ni中的一種以上的氧化物在每單面為0.060g/m2以下。需要說(shuō)明的是，在本發(fā)明中，高強(qiáng)度是指拉伸強(qiáng)度TS為340MPa以上。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，可以得到一種即使在Si含量較多時(shí)，也具有優(yōu)良的化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性和電沉積涂裝后的耐腐蝕性的高強(qiáng)度鋼板。


圖1是表示S1、Mn的氧化還原平衡與露點(diǎn)之間的關(guān)系的圖。
具體實(shí)施例方式以下，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體說(shuō)明。需要說(shuō)明的是，在以下的說(shuō)明中，鋼成分組成的各元素含量的單位均為“質(zhì)量％”，以下，只要沒(méi)有特別說(shuō)明就僅以“％”表示。首先，對(duì)于本發(fā)明中最重要的條件，即決定鋼板表面結(jié)構(gòu)的退火氣氛條件進(jìn)行說(shuō)明。對(duì) 于在鋼中添加有大量Si和Mn的高強(qiáng)度鋼板而言，為了滿足耐腐蝕性，要求盡可能地減少可能成為腐蝕起點(diǎn)的鋼板表層的內(nèi)部氧化。另一方面，雖然通過(guò)促進(jìn)Si和Mn的內(nèi)部氧化可以提高化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性，但反之，這也導(dǎo)致了耐腐蝕性變差。因此，需要通過(guò)促進(jìn)Si和Mn的內(nèi)部氧化以外的方法，在維持良好的化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性的同時(shí)，抑制內(nèi)部氧化來(lái)提高耐腐蝕性。研究的結(jié)果是，在本發(fā)明中，為了確?；瘜W(xué)轉(zhuǎn)化處理性，在退火工序中使氧電勢(shì)降低，從而使作為易氧化性元素的S1、Mn等在鋼基表層部的活度降低。而且，抑制這些元素的外部氧化，結(jié)果改善了化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性。此外，還抑制了鋼板表層部中形成的內(nèi)部氧化，改善了電沉積涂裝后的耐腐蝕性。這種效果可以通過(guò)在實(shí)施退火時(shí)，將退火爐內(nèi)溫度為750°C以上的溫度區(qū)域的氣氛露點(diǎn)控制為一 40°C以下而得到。通過(guò)將退火爐內(nèi)溫度為750°C以上的溫度區(qū)域的氣氛露點(diǎn)控制為一 40°C以下，使鋼板與氣氛的界面的氧電勢(shì)降低，抑制了 S1、Mn等的選擇性表面擴(kuò)散、表面富集而不會(huì)形成內(nèi)部氧化。并且可以得到不存在無(wú)覆蓋區(qū)域及不均勻的良好的化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性和電沉積涂裝后的耐腐蝕性。使進(jìn)行露點(diǎn)控制的溫度區(qū)域?yàn)?50°C以上的原因如下。在750°C以上的溫度區(qū)域內(nèi)，容易產(chǎn)生表面富集和內(nèi)部氧化，并且會(huì)達(dá)到產(chǎn)生無(wú)覆蓋區(qū)域及不均勻，以及耐腐蝕性變差等問(wèn)題的程度。因此，使進(jìn)行露點(diǎn)控制的溫度區(qū)域?yàn)楸憩F(xiàn)出本發(fā)明效果的750°C以上的溫度區(qū)域。而且，如果進(jìn)行露點(diǎn)控制的溫度區(qū)域?yàn)?00°C以上，則能夠更穩(wěn)定地抑制表面富集和內(nèi)部氧化。將露點(diǎn)控制為一40°C以下的溫度區(qū)域的上限沒(méi)有特別限制。但是，當(dāng)超過(guò)900°C時(shí)，雖然在本發(fā)明的效果方面不存在任何問(wèn)題，但是從成本增加的觀點(diǎn)考慮是不利的。因此，優(yōu)選為900°C以下。
使露點(diǎn)為一 40°C以下的原因如下。能夠觀察到表面富集的抑制效果的露點(diǎn)為一40°C以下。露點(diǎn)的下限沒(méi)有特別限制，但低于一 70°C，則效果飽和，在成本方面不利，因此優(yōu)選為一70°C以上。接著，對(duì)作為本發(fā)明對(duì)象的高強(qiáng)度鋼板的鋼成分組成進(jìn)行說(shuō)明。C:0.01 0.18%C通過(guò)形成作為鋼組織的馬氏體等來(lái)改善加工性。為此需要為0.01%以上。另一方面，如果超過(guò)0.18%，則伸長(zhǎng)率降低，材質(zhì)變差，而且焊接性變差。因此，使C量為0.01%以上且0.18%以下。S1:0.4 2.0%Si是對(duì)于使鋼強(qiáng)化，提高伸長(zhǎng)率，從而得到良好材質(zhì)的有效元素，而為了得到本發(fā)明的目標(biāo)強(qiáng)度，必須為0.4%以上。當(dāng)Si不到0.4%時(shí)，無(wú)法得到本發(fā)明適用范圍的強(qiáng)度，而對(duì)于化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性則沒(méi)有特別的問(wèn)題。另一方面，如果超過(guò)2.0%，則鋼的強(qiáng)化能力和伸長(zhǎng)率改善效果飽和。因此，使Si量為0.4%以上且2.0%以下。Mn:1.0 3.0% Mn是對(duì)鋼的高強(qiáng)度化有效的元素。為了確保機(jī)械特性和強(qiáng)度，必須含有1.0%以上。另一方面，如果超過(guò)3.0%，則難以確保焊接性和鍍層密合性，并且難以確保強(qiáng)度和延展性的平衡。因此，使Mn量為1.0%以上且3.0%以下。Al:0.001 1.0%Al是為了鋼水的脫氧而添加的，當(dāng)其含量不到0.001%時(shí)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)該目的。鋼水的脫氧效果在Al含量為0.001%以上時(shí)可以得到。另一方面，如果超過(guò)1.0%，則成本上升。而且，Al的表面富集變多，難以改善化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性。因此，使Al量為0.001%以上且1.0%以下。P:0.005 0.060% 以下P是不可避免含有的元素之一，為了使其低于0.005%，可能會(huì)增大成本，因此使其為0.005%以上。另一方面，如果P的含量超過(guò)0.060%，則焊接性變差。而且，化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性急劇變差，并且即使采用本發(fā)明也難以提高化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性。因此，使P量為0.005%以上且0.060%以下。S ≤ 0.01%S是不可避免含有的元素之一。其下限沒(méi)有規(guī)定，并且如果大量含有，則焊接性和耐腐蝕性變差，因此使其為0.01%以下。另外，為了控制強(qiáng)度和延展性的平衡，可以根據(jù)需要添加選自B:0.001 0.005%、Nb:0.005 0.05%、T1:0.005 0.05%、Cr:0.001 1.0%、Mo:0.05 1.0%、Cu:0.05
1.0%、N1:0.05 1.0%中的I種以上的元素。在添加這些元素時(shí)，適當(dāng)添加量的限定理由如下所述。B:0.001 0.005%B在不到0.001%時(shí)，難以得到促進(jìn)淬火的效果。另一方面，當(dāng)其超過(guò)0.005%時(shí)，化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性變差。因此，在含有時(shí)，使B量為0.001%以上且0.005%以下。Nb:0.005 0.05%當(dāng)Nb不到0.005%時(shí)，難以得到調(diào)節(jié)強(qiáng)度的效果。另一方面，當(dāng)其超過(guò)0.05%時(shí)，導(dǎo)致成本上升。因此，在含有時(shí)，使Nb量為0.005%以上且0.05%以下。T1:0.005 0.05%當(dāng)Ti不到0.005%時(shí)，難以得到調(diào)節(jié)強(qiáng)度的效果。另一方面，當(dāng)其超過(guò)0.05%時(shí)，導(dǎo)致化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性變差。因此，在含有時(shí)，使Ti量為0.005%以上且0.05%以下。Cr:0.001 1.0%當(dāng)Cr不到0.001%時(shí)，難以得到促進(jìn)淬火的效果。另一方面，當(dāng)其超過(guò)1.0%時(shí)，由于Cr發(fā)生表面富集，因此焊接性變差。因此，在含有時(shí)，使Cr量為0.001%以上且1.0%以下。Mo:0.05 1.0%當(dāng)Mo不到0.05%時(shí)，難以得到調(diào)節(jié)強(qiáng)度的效果。另一方面，當(dāng)其超過(guò)1.0%時(shí)，導(dǎo)致成本上升。因此，在含有時(shí)，使Mo量為0.05%以上且1.0%以下。Cu:0.05 1.0%當(dāng)Cu不到0.05%時(shí)，難以得到促進(jìn)殘余Y相形成的效果。另一方面，當(dāng)其超過(guò)
1.0%時(shí)，導(dǎo)致成本上升。因此，在含有時(shí)，使Cu量為0.05%以上且1.0%以下。N1:0.05 1.0%當(dāng)Ni不到0.05%時(shí)，難以得到促進(jìn)殘余Y相形成的效果。另一方面，當(dāng)其超過(guò)
1.0%時(shí)，導(dǎo)致成本上升。因 此 ，在含有時(shí)，使Ni量為0.05%以上且1.0%以下。上述以外的余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。接著，對(duì)本發(fā)明的高強(qiáng)度鋼板的制造方法及其限定理由進(jìn)行說(shuō)明。例如，對(duì)具有上述化學(xué)成分的鋼進(jìn)行熱軋后，進(jìn)行冷軋，形成鋼板，接著，在連續(xù)退火設(shè)備中進(jìn)行退火。需要說(shuō)明的是，退火時(shí)，在本發(fā)明中，使退火爐內(nèi)溫度為750°C以上的溫度區(qū)域的氣氛露點(diǎn)為一 40°C以下。這是本發(fā)明中最重要的條件。而且，如果使進(jìn)行露點(diǎn)控制的溫度區(qū)域?yàn)?00°C以上，則能夠更穩(wěn)定地抑制上述表面富集和內(nèi)部氧化。此外，在上述過(guò)程中，有時(shí)在熱軋結(jié)束后，不實(shí)施冷軋而直接進(jìn)行退火。熱軋可以在通常進(jìn)行熱軋的條件下進(jìn)行。酸洗在熱軋后優(yōu)選進(jìn)行酸洗處理。通過(guò)酸洗工序，除去表面上生成的黑氧化皮，然后進(jìn)行冷軋。需要說(shuō)明的是，酸洗條件沒(méi)有特別限定。冷軋優(yōu)選以40%以上且80%以下的軋制率進(jìn)行。當(dāng)軋制率不到40%時(shí)，由于再結(jié)晶溫度低溫化，因此機(jī)械特性容易變差。另一方面，當(dāng)軋制率超過(guò)80%時(shí)，由于為高強(qiáng)度鋼板，因此不僅軋制成本上升，而且退火時(shí)的表面富集增加，有時(shí)化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性會(huì)變差。對(duì)于冷軋后的鋼板或熱軋后的鋼板進(jìn)行退火，接著實(shí)施化學(xué)轉(zhuǎn)化處理。在退火爐中，在前段加熱帶上進(jìn)行將鋼板加熱至預(yù)定溫度的加熱工序，在后段均熱帶上進(jìn)行在預(yù)定溫度下保持預(yù)定時(shí)間的均熱工序。并且，如上所述，將退火爐內(nèi)溫度為750°C以上的溫度區(qū)域的氣氛露點(diǎn)控制為一40°C以下來(lái)進(jìn)行退火，并且進(jìn)行化學(xué)轉(zhuǎn)化處理。由于通常的露點(diǎn)高于一 40°C，因此用除濕裝置或吸收劑吸收除去爐內(nèi)的水分而達(dá)到一 40°C以下的露點(diǎn)。
退火爐內(nèi)的氣體成分，由氮?dú)?、氫氣和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。只要不損害本發(fā)明效果，則可以含有其它的氣體成分。另外，當(dāng)氫氣濃度不到I體積％時(shí)，無(wú)法通過(guò)還原得到活化效果，化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性變差。其上限沒(méi)有特別規(guī)定，但是在超過(guò)50體積％時(shí)，成本上升，并且效果飽和。因此，氫氣濃度優(yōu)選為I體積％以上且50體積％以下。并進(jìn)一步優(yōu)選為5體積％以上且30體積％以下。在從750°C以上的溫度區(qū)域進(jìn)行冷卻后，可以根據(jù)需要進(jìn)行淬火、回火。該條件沒(méi)有特別限定，回火優(yōu)選在150 400°C的溫度下進(jìn)行。這是由于，當(dāng)不到150°C時(shí)，伸長(zhǎng)率存在變差的傾向，而當(dāng)超過(guò)400°C時(shí)，硬度存在有下降的傾向。在本發(fā)明中，即使不實(shí)施電解酸洗，也能夠確保良好的化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性，但為了除去退火時(shí)不可避免生成的微量表面富集物，確保更良好的化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性，優(yōu)選進(jìn)行電解酸洗。電解酸洗的條件沒(méi)有特別限定，但為了有效地除去退火后所形成的不可避免地發(fā)生表面富集的Si和Mn的氧化物，優(yōu)選電流密度為lA/dm2以上的交流電解。采用交流電解的原因在與，一直將鋼板保持在陰極時(shí)酸洗效果小，反之，一直將鋼板保持在陽(yáng)極時(shí)，電解時(shí)溶出的Fe在酸洗液中蓄積，酸洗液中的Fe濃度變大，如果其附著到鋼板表面上則會(huì)產(chǎn)生干污垢(卓乞吞汚札)等問(wèn)題。此外，電解酸洗中使用的酸洗液沒(méi)有特別限定，但由于硝酸或氫氟酸對(duì)設(shè)備的腐蝕性強(qiáng)，在操作時(shí)需要注意，因此不優(yōu)選。此外，鹽酸可能會(huì)在陰極產(chǎn)生氯氣，因此不優(yōu)選。因此，考慮到腐蝕性和環(huán)境，優(yōu)選使用硫酸。硫酸濃度優(yōu)選為5質(zhì)量％以上且20質(zhì)量％以下。當(dāng)硫酸濃度不到5質(zhì)量％時(shí)，由于導(dǎo)電率變低，因此電解時(shí)的電解槽電壓上升，有時(shí)會(huì)導(dǎo)致電源負(fù)荷變大。另一方面，當(dāng)超過(guò)20質(zhì)量％時(shí)，因?yàn)閺U酸洗液而導(dǎo)致?lián)p失較大，在成本方面存在問(wèn)題。電解液的溫度優(yōu)選為40°C以上且70°C以下。由于連續(xù)電解發(fā)熱而導(dǎo)致浴溫上升，因此在低于40°C時(shí)，酸洗效果有時(shí)會(huì)下降。并且，有時(shí)難以將溫度維持在低于40°C。此外，從電解槽內(nèi)襯的耐久性的觀點(diǎn)考慮，溫度超過(guò)70 0C是不優(yōu)選的。根據(jù)上述內(nèi)容，可以得到本發(fā)明的高強(qiáng)度鋼板。鋼板表面的結(jié)構(gòu)具有如下特征。在離鋼板表面IOOiim以內(nèi)的鋼板表層部中，選自Fe、S1、Mn、Al、P、W&B、Nb、T1、Cr, Mo, Cu, Ni中的一種以上的氧化物形成總計(jì)被抑制在每單面為0.060g/m2以下。對(duì)于在鋼中添加了大量Si和Mn的高強(qiáng)度鋼板而言，為了滿足耐腐蝕性，要求盡可能地減少可能成為腐蝕起點(diǎn)的鋼板表層的內(nèi)部氧化。因此，在本發(fā)明中，首先為了確?；瘜W(xué)轉(zhuǎn)化處理性，在退火工序中使氧電勢(shì)降低，從而使作為易氧化性元素的Si和Mn等在表層部的活度降低。而且，抑制這些元素的外部氧化，結(jié)果改善了化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性。此外，還抑制了表層部中形成的內(nèi)部氧化，改善了耐腐蝕性。通過(guò)在離鋼板表面IOOiim以內(nèi)的鋼板表層部中，將選自Fe、S1、Mn、Al、P、以及B、Nb、T1、Cr、Mo、Cu、Ni中的一種以上的氧化物形成量總 計(jì)抑制在0.060g/m2以下，可以確認(rèn)到這種效果。當(dāng)氧化物形成量總計(jì)(以下，稱為內(nèi)部氧化量)超過(guò)0.060g/m2時(shí)，耐腐蝕性變差。此外，即使將內(nèi)部氧化量抑制為不到0.0001g/m2，耐腐蝕性改善效果飽和，因此內(nèi)部氧化量的下限優(yōu)選為0.0OOlg/m2以上。實(shí)施例1以下，基于實(shí)施例具體說(shuō)明本發(fā)明。對(duì)由表I所示的鋼組成所構(gòu)成的熱軋鋼板進(jìn)行酸洗，除去黑氧化皮，然后冷軋，得到厚度為1.0mm的冷軋鋼板。另外，還準(zhǔn)備一部分未實(shí)施冷軋而直接是除去黑氧化皮后的熱軋鋼板(厚度為2.0mm)o表權(quán)利要求
1.一種高強(qiáng)度鋼板的制造方法，其特征在于，在對(duì)具有如下組成的鋼板實(shí)施連續(xù)退火時(shí)，使退火爐內(nèi)溫度為750°C以上的溫度區(qū)域的氣氛露點(diǎn)為一40°C以下，其中，所述鋼板的組成為:以質(zhì)量 ％計(jì)，含有 C:0.01 0.18%、S1:0.4 2.0%、Mn:1.0 3.0%、A1:0.001 1.0%、P:0.005 0.060%、S彡0.01%,并且余量由Fe和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。
2.如權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度鋼板的制造方法，其特征在于，所述鋼板的成分組成，以質(zhì)量 ％ 計(jì)，進(jìn)一步含有選自 B:0.001 0.005%,Nb:0.005 0.05%,Ti:0.005 0.05%,Cr:0.001 1.0%、Mo:0.05 1.0%、Cu:0.05 1.0%、N1:0.05 1.0% 中的 I 種以上的元素。
3.如權(quán)利要求1或2所述的高強(qiáng)度鋼板的制造方法，其特征在于，在進(jìn)行所述連續(xù)退火后，在含有硫酸的水 溶液中進(jìn)行電解酸洗。
4.一種高強(qiáng)度鋼板，其特征在于，通過(guò)權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的制造方法制造，并且在離鋼板表面IOOiim以內(nèi)的鋼板表層部中生成的選自Fe、S1、Mn、Al、P、B、Nb、T1、Cr、Mo、Cu、Ni中的一種以上的氧化物在每單面為0.060g/m2以下。
全文摘要
本發(fā)明提供一種即使在Si含量較多時(shí)，也具有優(yōu)良的化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性和電沉積涂裝后的耐腐蝕性的高強(qiáng)度鋼板及其制造方法。在對(duì)具有如下組成的鋼板實(shí)施連續(xù)退火時(shí)，使退火爐內(nèi)溫度為750℃以上的溫度區(qū)域的氣氛露點(diǎn)為－40℃以下，其中，所述鋼板的組成為以質(zhì)量%計(jì)，含有C0.01～0.18%、Si0.4～2.0%、Mn1.0～3.0%、Al0.001～1.0%、P0.005～0.060%、S≤0.01%，并且余量由Fe和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。
文檔編號(hào)C21D9/46GK103140597SQ20108006933
公開(kāi)日2013年6月5日 申請(qǐng)日期2010年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月30日
發(fā)明者伏脅祐介, 鈴木善繼 申請(qǐng)人:杰富意鋼鐵株式會(huì)社