Al系鍍覆鋼材及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明的課題在于提供耐腐蝕性比以往的產(chǎn)品更優(yōu)異的Al系鍍覆鋼材及其制造方法。作為解決手段，本發(fā)明以如下方式形成：在鋼材的表面形成鍍層，所述鍍層含有Mg：6～10質(zhì)量％、Si：3～7質(zhì)量％、Fe：0.2～2質(zhì)量％和Mn：0.02～2質(zhì)量％，剩余部分由Al和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，在該鍍層中，αAl-Mg2Si-(Al-Fe-Si-Mn)偽三元共晶組織以面積率計(jì)為30％以上。
【專利說明】Al系鍍覆鋼材及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及Al系鍍覆鋼材及其制造方法，特別意欲實(shí)現(xiàn)耐腐蝕性與以往相比進(jìn)一步的提聞。
【背景技術(shù)】
[0002]作為耐腐蝕性和耐高溫氧化性優(yōu)異的鍍覆鋼材，Al系鍍覆鋼材在汽車用消聲器材料、建材領(lǐng)域等被廣泛使用。但是，Al系鍍覆鋼材在干燥條件下的腐蝕環(huán)境中腐蝕生成物穩(wěn)定化而顯示優(yōu)異的耐腐蝕性，與此相對，在被暴露于濕潤狀態(tài)的環(huán)境中，鍍料溶出速度極快，容易導(dǎo)致鋼板腐蝕，因此存在無法揮發(fā)充分的耐腐蝕性的問題。
[0003]因此，出于提高耐腐蝕性的目的，例如在專利文獻(xiàn)I中公開了一種熔融鍍鋁鋼板，在鋼板的表面具有含Al、Fe、Si且厚度為5μπι以下的金屬間化合物被覆層，在上述金屬間化合物被覆層的表面具有以重量％計(jì)Si:2~13%、Mg:大于3%且小于等于15%、剩余部分實(shí)質(zhì)上由Al構(gòu)成的被覆層。
[0004]另外，在專利文獻(xiàn)2中公開了一種高耐腐蝕性鍍覆鋼板，其是在鋼板表面形成了以重量％計(jì)含有Mg:3~10%、Si:1~15%且剩余部分由Al和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的熔融Al-Mg-Si系鍍層的熔融Al基鍍覆鋼板，該鍍層至少具有由“Al相”、“Mg2Si相”構(gòu)成且"Mg2Si相”的長徑為10 μ m以下的金屬組織。
[0005]此外，在專利文獻(xiàn)3中公開了一種耐腐蝕性優(yōu)異的鍍鋁系表面處理鋼材，在鋼材表面的Al系鍍層中，含有由I種以上的IIa族(堿土金屬)元素和I種以上的IVb族元素構(gòu)成的塊狀(massive)金屬間化合物，上述金屬間化合物的長徑為I μ m以上，短徑與長徑的比率為0.4以上。
[0006]然而，關(guān)于專利文獻(xiàn)I~3的鍍覆鋼材，分別存在如下所述的問題。
[0007]即，在專利文獻(xiàn)I中存在塊狀的Mg2Si或Al3Mg2相析出而進(jìn)行以它們?yōu)槠瘘c(diǎn)的鍍層的局部溶解這樣的問題。
[0008]另外，在專利文獻(xiàn)2中存在發(fā)生Mg2Si相的優(yōu)先溶解和以其周邊為起點(diǎn)的鍍層的局部溶解這樣的問題。
[0009]此外，在專利文獻(xiàn)3中存在金屬間化合物相的優(yōu)先溶解和鍍層的局部溶解進(jìn)行這樣的問題。
[0010]作為解決上述問題的方案，如專利文獻(xiàn)4中公開的那樣，本發(fā)明人等提出了一種鋼材，其是具有含Al、Mg、Si的犧牲防腐蝕被膜的鋼材，其中，將Mg規(guī)定在6~10質(zhì)量％的范圍，將Si規(guī)定在3~7質(zhì)量％的范圍，將Mg/Si規(guī)定在1.1~3.0的范圍。
[0011]專利文獻(xiàn)
[0012]專利文獻(xiàn)1:日本特開2000-239820號公報(bào)
[0013]專利文獻(xiàn)2:日本特許4199404號公報(bào)
[0014]專利文獻(xiàn) 3:再公表W000/56945號公報(bào)
[0015]專利文獻(xiàn)4:日本特開2010-168645號公報(bào)
【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]通過開發(fā)上述專利文獻(xiàn)4的鋼材，進(jìn)一步提高了耐腐蝕性。然而，有時(shí)可看到局部發(fā)生耐腐蝕性劣化的情況。
[0017]因此，本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)了上述專利文獻(xiàn)4的鋼材，其目的在于實(shí)現(xiàn)包括防止局部耐腐蝕性的劣化在內(nèi)的耐腐蝕性的進(jìn)一步提高。
[0018]本發(fā)明人等為了實(shí)現(xiàn)上述目的，對形成有Al系鍍層的鋼板的局部耐腐蝕性劣化的原因進(jìn)行了反復(fù)研究，結(jié)果得到如下見解:如果在鍍層中存在細(xì)長針狀或板狀的Al-Fe化合物的析出物，則該析出物成為腐蝕的起點(diǎn)，由此引起鍍層的腐蝕。
[0019]因此，為了阻止這樣的腐蝕進(jìn)行了進(jìn)一步的研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)通過向鍍層中添加適量的Mn,形成CtAl-Mg2S1-(Al-Fe-S1-Mn)偽三元共晶組織，向該偽三元共晶組織中微細(xì)地引入Fe系的化合物，結(jié)果耐腐蝕性得到提高。
[0020]本發(fā)明是基于上述見解而進(jìn)行的，其主旨如下。
[0021](I) 一種Al系鍍覆鋼材，其特征在于，在鋼材的表面具備鍍層，該鍍層含有Mg:6~10質(zhì)量％、S1:3~7質(zhì)量％、Fe:0.2~2質(zhì)量％和Mn:0.02~2質(zhì)量％，剩余部分由Al和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，該鍍層具有CiAl-Mg2S1-(Al-Fe-S1-Mn)偽三元共晶組織，該鍍層中的偽三元共晶組織的面積率為30%以上。
[0022](2)根據(jù)上述⑴中記載的Al系鍍覆鋼材，其特征在于，在上述鍍層中，以摩爾比計(jì)，Mg/Si 滿足 1. 7 ~2.3、Mn/Fe 滿足 0.1 ~1.0、Mg2Si/Al 滿足 I 以下。
[0023](3) 一種Al系鍍覆鋼材的制造方法，其特征在于，將被鍍覆處理的鋼材在浴溫為(熔點(diǎn)+20°C)~750°C的鍍浴中浸潰0.5秒以上后，以20°C/s以上的冷卻速度冷卻，所述鋼材的組成是含有Mg:6~10質(zhì)量％、S1:3~7質(zhì)量％、Fe:2質(zhì)量％以下(其中，包括0% )和Mn:0.02~2質(zhì)量％，剩余部分由Al和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。
[0024]根據(jù)本發(fā)明，能夠提供耐腐蝕性比以往的產(chǎn)品更優(yōu)異的Al系鍍覆鋼材及其制造方法。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1是用于說明鍍層中的CiAl-Mg2S1-(Al-Fe-S1-Mn)偽三元共晶組織的照片。
[0026]圖2是表示鍍層中析出的Al-Fe化合物的照片，(a)表示具有Al-Fe化合物的鍍層的狀態(tài)，(b)表示在0.5摩爾的NaCl溶液中浸潰3天后的鍍層的狀態(tài)。
[0027]圖3是表示向鍍浴浸潰后的冷卻速度與a Al-Mg2S1-(Al-Fe-S1-Mn)偽三元共晶組織的面積率和Al-Fe化合物的面積率的關(guān)系的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]以下，對本發(fā)明進(jìn)行具體說明。
[0029]根據(jù)本發(fā)明的Al系鍍覆鋼材的特征在于，在鋼材的表面具備鍍層，該鍍層含有Mg:6~10質(zhì)量％、S1:3~7質(zhì)量％、Fe:0.2~2質(zhì)量％和]^:0.02~2質(zhì)量％，剩余部分由Al和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，該鍍層具有CiAl-Mg2S1-(Al-Fe-S1-Mn)偽三元共晶組織，該鍍層中的偽三元共晶組織的面積率為30%以上。[0030]圖2是表示Al系鍍層中析出的Al-Fe化合物的照片。
[0031]關(guān)于以往的Al系鍍覆鋼板，存在如下問題:如圖2(a)所示，在鍍層中具有由Al-Fe化合物構(gòu)成的細(xì)長形狀的針狀或板狀析出物(以下，稱為“針狀A(yù)l-Fe化合物”)，該Al-Fe化合物成為腐蝕的起點(diǎn)，由此如圖2(b)所示，引起鍍層腐蝕。
[0032]與此相對，如圖1所示，在Al系鍍層中形成由a AUMg2Si和(Al-Fe-S1-Mn)構(gòu)成的CtAl-Mg2S1-(Al-Fe-S1-Mn)偽三元共晶組織的情況下，向該偽三元共晶組織中微細(xì)地引入Fe成分，能夠阻止成為腐蝕起點(diǎn)的針狀A(yù)l-Fe化合物的析出，因此能夠?qū)崿F(xiàn)比以往的Al系鍍覆鋼材更優(yōu)異的耐腐蝕性。
[0033]如上所述，a Al-Mg2S1-(Al-Fe-S1-Mn)偽二兀共晶組織是指由aAl、Mg2Si以及由Al>Fe,Si和Mn構(gòu)成的化合物這3種成分形成的共晶組織。上述偽三元共晶組織的形狀如圖1所示，與上述針狀A(yù)l-Fe化合物相比，形成微細(xì)形狀，平均粒徑(長邊方向)為0.5~5μηι左右。作為上述偽三元共晶組織的具體例,可舉出剩余部分Α1-7質(zhì)量％ Mg_4質(zhì)量％S1-0.8質(zhì)量％ Fe-0.1質(zhì)量％ Mn、剩余部分A1-7.5質(zhì)量％ Mg-4.3質(zhì)量％ S1-L 2質(zhì)量％Fe-0.5質(zhì)量％ Mn、剩余部分A1-8質(zhì)量％ Mg-4.6質(zhì)量％ S1-L 2質(zhì)量％ Fe-0.5質(zhì)量％ Mn
坐寸ο
[0034]另外，上述針狀A(yù)l-Fe化合物是指含有Al和Fe的化合物，例如，可舉出a-AlFeS1、β-AlFeS1、η-AlFe、Θ-AlFe、θ-AlFeSi 等。應(yīng)予說明，上述針狀 Al-Fe 化合物的針狀形狀是指觀察該化合物的組織時(shí)的長徑與短徑之比(長寬比)為5以上的形狀。
[0035]另外，上述鍍層中的CiAl-Mg2S1-(Al-Fe-S1-Mn)偽三元共晶組織的面積率有必要為30%以上。作為其理由，是由于上述偽三元共晶組織的面積率小于30%時(shí)，無法充分減少上述針狀A(yù)l-Fe化合物的析出，無法得到所希望的耐腐蝕性。從實(shí)現(xiàn)耐腐蝕性的進(jìn)一步提高的觀點(diǎn)考慮，上述a Al-Mg2S1-(Al-Fe-S1-Mn)偽三元共晶組織的面積率優(yōu)選為35%以上，更優(yōu)選為40%以上，特別優(yōu)選為45%以上。
[0036]此處,上述CtAl-Mg2S1-(Al-Fe-S1-Mn)偽三元共晶組織的面積率是指上述偽三元共晶組織在上述鍍層的截面中所占的比例，例如，可以通過在進(jìn)行了上述鍍層的截面觀察的任意I個(gè)視野中，測定上述偽三元共晶組織的面積，計(jì)算相對于觀察視野的比例)而得到。
[0037]上述偽三元共晶組織在上述鍍層中形成，結(jié)果上述針狀A(yù)l-Fe化合物的析出得到減少，但只要上述針狀A(yù)l-Fe化合物以面積率計(jì)為2%以下就被允許。只要上述針狀A(yù)l-Fe化合物的面積率為2%以下，腐蝕的起點(diǎn)就不會過多，能夠得到充分的耐腐蝕性。另外，上述針狀A(yù)l-Fe化合物的面積率優(yōu)選為I %以下，更優(yōu)選為0.5%以下。
[0038]另外，上述鍍層如圖1所示可以含有Al-Mg2Si偽二元系的共晶組織。通過具有Al-Mg2Si偽二元系共晶組織，從而能夠得到對腐蝕呈活性的Mg2Si微細(xì)均勻地分散的金屬組織。另外，由偽二元和偽三元共晶組織的陽極極化引起的溶解幾乎是均勻的溶解，能夠防止鍍層的不均勻溶解或局部腐蝕。
[0039]關(guān)于上述鍍層中的Al-Mg2Si偽二元系共晶組織的面積率，沒有特別限定，從減少Al-Fe化合物的析出量而得到優(yōu)異的耐腐蝕性的觀點(diǎn)考慮，優(yōu)選為O~40%的范圍，更優(yōu)選為10~25%的范圍。
[0040]另外，上述鍍層中具有塊狀的Mg2Si偽二元系共晶組成時(shí)，優(yōu)選塊狀Mg2Si的長徑小于5 μ m。這是由于如果塊狀Mg2Si的長徑小于5 μ m，則能夠得到對腐蝕呈活性的Mg2Si微細(xì)均勻地分散的金屬組織。
[0041]應(yīng)予說明，作為上述鍍層中的剩余的組織，如圖1所示，主要是初晶α Al。
[0042]根據(jù)本發(fā)明的Al系鍍覆鋼材的鍍層含有Mg:6~10質(zhì)量％、S1:3~7質(zhì)量％、Fe:0.2~2質(zhì)量％和Mn:0.02~2質(zhì)量％，剩余部分由Al和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。
[0043].Mg:6 ~10 質(zhì)量％
[0044]Mg是為了維持鍍層的均勻溶解特性、確保犧牲防腐蝕特性而被包含在上述鍍層中的元素。關(guān)于其含量，有必要為6~10質(zhì)量％。這是由于小于6質(zhì)量％時(shí)，得不到鍍層的均勻溶解特性，得不到充分的犧牲防腐蝕性能。另一方面，如果大于10質(zhì)量％，則可能使尺寸大的塊狀Mg2Si或Al3Mg2析出，導(dǎo)致耐腐蝕性的劣化。
[0045].51:3~7質(zhì)量％
[0046]Si是為了得到鍍層的均勻溶解特性、使Mg以Mg2Si的微細(xì)共晶組織的形式均勻分散在鍍層內(nèi)而被包含在上述鍍層中的元素。關(guān)于其含量，有必要為3~7質(zhì)量％。小于3質(zhì)量％時(shí)，過量的Mg可能以Al3Mg2的形式在鍍層內(nèi)析出使鍍層的局部溶解加速,另一方面，如果大于7質(zhì)量％，則可能使尺寸大的塊狀Mg2Si析出。
[0047].Fe:0.2 ~2 質(zhì)量％
[0048]Fe是在上述鋼材形成鍍層時(shí)，從鋼材溶出的Fe混入鍍浴中，結(jié)果被包含在鍍層中的元素。關(guān)于其含量的上限，從鍍浴中的Fe的飽和溶解量的關(guān)系考慮為2質(zhì)量％。假如大于2質(zhì)量％，則Fe的含量變多，因此上述針狀A(yù)l-Fe化合物的析出量變多，也有可能無法得到充分的耐腐蝕性。另一方面，關(guān)于Fe的下限值，為0.2質(zhì)量％，這是由于小于0.2質(zhì)量％時(shí)，幾乎不會發(fā)生由上述Al-Fe化合物的析出導(dǎo)致的腐蝕，難以發(fā)揮本發(fā)明起到的效果。
[0049].Mn:0.02 ~2 質(zhì)量％
[0050]Mn是在上述鍛層中為了形成CtAl-Mg2S1-(Al-Fe-S1-Mn)的偽二兀共晶組織所必需的元素。通過使上述鍍層中含有Mn，使得Fe成為比針狀A(yù)l-Fe化合物更穩(wěn)定的(Al-Fe-S1-Mn)化合物，在冷卻速度大時(shí)成為微細(xì)的析出物，結(jié)果形成上述偽三元共晶組織。
[0051]關(guān)于上述Mn的含量,為0.02~2質(zhì)量優(yōu)選為0.1~2質(zhì)量％。這是由于上述Mn的含量小于0.02質(zhì)量％時(shí)，無法充分形成上述a Al-Mg2S1-(Al-Fe-S1-Mn)的偽三元共晶組織，另一方面，如果上述Mn的含量大于2質(zhì)量％，則形成其它的含Mn化合物，因此難以形成上述偽三元共晶組織。
[0052].不可避免的雜質(zhì)
[0053]在上述鍍層中包含來自上述鋼材的擴(kuò)散、上述Al合金原料中所含的不可避免的雜質(zhì)。關(guān)于不可避免的雜質(zhì)的種類，例如，可舉出Cr、Cu、Mo、N1、T1、Zr等。上述不可避免的雜質(zhì)的總含量沒有特別限定，從維持鍍層的耐腐蝕性和均勻的溶解特性這樣的觀點(diǎn)考慮，優(yōu)選為I質(zhì)量％以下。另外，關(guān)于上述例示的不可避免的雜質(zhì)的含量，分別優(yōu)選為Cr:100質(zhì)量ppm以下、Cu:100質(zhì)量ppm以下、Mo:100質(zhì)量ppm以下、N1:100質(zhì)量ppm以下、Ti:100質(zhì)量ppm以下、Zr:10質(zhì)量ppm以下。
[0054]另外，在上述鍍層中，以摩爾比計(jì)，Mg/Si滿足1.7~2.3、Mn/Fe滿足0.1~1.0、Mg2SiAl滿足I以下的范圍。[0055].Mg/S1:1.7 ~2.3
[0056]Mg和Si如上所述是相互形成Al-Mg2Si偽二元系共晶組織所必需的元素,Mg與Si之比(Mg/Si)優(yōu)選為1.7~2.3的范圍。這是由于如果Mg/Si為1.7以上，則Mg的量不會變少，另一方面，如果Mg/Si為2.3以下，則Si的量不會變少，因此在該范圍內(nèi)形成Al-Mg2Si偽二元系共晶組織。
[0057].Mn/Fe:0.1 ~1.0
[0058]Fe和Mn如上所述是相互形成CtAl-Mg2S1-(Al-Fe-S1-Mn)的偽三元共晶組織所必需的元素，Mn與Fe之比(Mn/Fe)優(yōu)選為0.1~1.0的范圍。這是由于如果Mn/Fe為0.1以上，則Mn的量不會變少，另一方面，如果Mn/Fe為1.0以下，則Mn的量不會太多，不形成含Mn化合物，因此在該范圍內(nèi)形成上述偽三元共晶組織。
[0059].Mg2SiZAldHT
[0060]這是由于如果Mg2Si與Al之比(Mg2Si/Al)為I以下，則與Al相比的Mg2Si量不會太多，充分形成Al-Mg2Si偽二元系共晶組織，針狀A(yù)l-Fe化合物的析出量不會變多，發(fā)生鍍層的均勻溶解。
[0061]另外，關(guān)于上述鍍層的附著量，沒有特別限定，可以根據(jù)用途等適當(dāng)?shù)剡x擇。例如，從可靠地得到所希望的耐腐蝕性的觀點(diǎn)考慮，上述鍍層的附著量優(yōu)選為25g/m2以上，從確保良好加工性的觀點(diǎn)考慮，上述附著量的上限優(yōu)選為125g/m2以下。
[0062]此外，根據(jù)需 要，也可以在上述鍍層上形成規(guī)定的化成皮膜。這是由于希望通過形成化成皮膜，進(jìn)一步提高耐腐蝕性、密合性、耐損傷性等。關(guān)于上述化成皮膜的種類，沒有特別限定，從對環(huán)境的負(fù)荷的觀點(diǎn)考慮，優(yōu)選不含鉻。另外，從密合性和耐腐蝕性的觀點(diǎn)考慮，優(yōu)選含有二氧化硅微粒，從耐腐蝕性的觀點(diǎn)考慮，優(yōu)選含有磷酸和/或磷酸化合物。上述二氧化硅微?？梢允褂脻袷蕉趸琛⒏墒蕉趸柚械娜我环N，但優(yōu)選含有密合性提高效果大的二氧化硅微粒，特別是干式二氧化硅。上述磷酸及磷酸化合物例如可以含有選自正磷酸、焦磷酸、聚磷酸以及它們的金屬鹽、化合物等中的I種以上。
[0063]另外，在上述鍍層或上述化成皮膜上也可以形成規(guī)定的涂膜。
[0064]應(yīng)予說明，關(guān)于形成上述鍍層的鋼材的種類，只要是能夠在表面形成鍍層的鋼材就沒有特別限定，例如，可舉出鋼板、鋼管、條鋼等。
[0065](制造方法)
[0066]根據(jù)本發(fā)明的Al系鍍覆鋼材的制造方法的特征在于，將被鍍覆處理鋼材在浴溫為(熔點(diǎn)+20°C )~750°C的鍍浴中浸潰0.5秒以上后，以20°C /s以上的冷卻速度冷卻，上述鋼材的組成是含有Mg:6~10質(zhì)量％、S1:3~7質(zhì)量％、Fe:2質(zhì)量％以下(其中，包括0% )和Mn:0.02~2質(zhì)量％，剩余部分由Al和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。
[0067]利用上述制造方法制造的Al系鍍覆鋼材在形成的鍍層中，能夠減少成為腐蝕起點(diǎn)的針狀A(yù)l-Fe化合物的析出，結(jié)果與以往的Al系鍍覆鋼材相比，具有優(yōu)異的耐腐蝕性。
[0068].被鍍覆處理鋼材
[0069]關(guān)于本發(fā)明的制造方法中使用的被鍍處理鋼材，沒有特別限定。例如，可舉出鋼板、鋼管、條鋼等。
[0070]關(guān)于得到上述被鍍處理鋼材的方法，沒有特別限定。
[0071]例如，在為上述鋼板的情況下，通過熱軋工序、酸洗工序、冷軋工序和重結(jié)晶退火工序制造。
[0072]關(guān)于上述熱軋工序，用經(jīng)過板坯加熱、粗軋和精軋而卷繞的通常的方法實(shí)施即可。此外，關(guān)于加熱溫度、精軋溫度等，也沒有特別指定，可以在通常的溫度下實(shí)施。
[0073]關(guān)于上述熱軋后進(jìn)行的酸洗工序，也利用通常使用的方法進(jìn)行即可，可舉出使用鹽酸、硫酸等的清洗。
[0074]關(guān)于上述酸洗后進(jìn)行的冷軋工序，也沒有特別限定，例如，可以按30~90%的壓下率進(jìn)行。如果上述壓下率為30%以上，則機(jī)械特性不會劣化，另一方面，如果為90%以下，則軋制成本不會上升。
[0075]關(guān)于上述重結(jié)晶退火工序，例如，可以使用連續(xù)式熔融鍍覆設(shè)備的退火爐，通過脫脂等進(jìn)行清潔化處理后，進(jìn)行在前段的加熱帶加熱到鋼板的規(guī)定溫度的加熱處理，在后段的均熱帶實(shí)施規(guī)定的熱處理。優(yōu)選在具有所要求的機(jī)械特性的溫度條件下進(jìn)行處理。另外，就退火爐內(nèi)的氣氛而言，為了使鍍覆處理前的鋼板的表層活化，相對于Fe在還原氣氛下進(jìn)行退火。應(yīng)予說明，還原氣體的種類沒有特別限定，優(yōu)選采用已經(jīng)被通常使用的還原性氣體氣氛。
[0076].鍍浴
[0077]本發(fā)明的制造方法中使用的鍍浴具有如下組成，即，含有Mg:6~10質(zhì)量％、Si:
3~7質(zhì)量％、Fe:2質(zhì)量％以下(其中，包括0% )和Mn:0.02~2質(zhì)量％，剩余部分由Al和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。
[0078]應(yīng)予說明，關(guān)于上述鍍浴中的各組成成分的限定理由，上述鍍層的Fe含量也包括O %，其相當(dāng)于沒有浸潰鋼材的新的鍍浴的情況。
[0079]上述鍍浴的浴溫為(熔點(diǎn)+20°C )~750°C的范圍。使上述浴溫的下限為熔點(diǎn)+20°C的原因是由于為了進(jìn)行熔融鍍覆處理，上述浴溫有必要為凝固點(diǎn)以上，通過設(shè)為熔點(diǎn)+20°C，能夠防止由上述鍍浴的局部浴溫降低所致的組成成分的局部凝固。另一方面，使上述浴溫的上限為750°C的原因是由于如果大于750°C，則鍍層的快速冷卻變得困難，在鍍層與鋼板之間形成的Al-Fe合金層的厚度變厚。
[0080].浸入板溫
[0081]另外，浸入到上述鍍浴的上述鍍覆處理鋼材的溫度(浸入板溫)沒有特別限定，從確保連續(xù)式熔融鍍覆操作中的鍍覆特性、防止鍍浴溫度變化的觀點(diǎn)考慮，相對于上述鍍浴的溫度，優(yōu)選控制在±20°C以內(nèi)。
[0082].浸潰時(shí)間
[0083]上述被鍍處理鋼材的鍍浴中的浸潰時(shí)間需要為0.5秒以上。小于0.5秒時(shí)，可能無法在上述被鍍處理鋼材的表面形成充分的鍍層。關(guān)于上述浸潰時(shí)間的上限，沒有特別限定，但是認(rèn)為如果浸潰時(shí)間太長，則有可能在鍍層與鋼板之間形成的Al-Fe合金層的厚度變厚，只要為5秒左右，就充分形成上述鍍層。
[0084]關(guān)于向上述鍍浴中的浸潰條件，沒有特別限定。例如，對軟鋼進(jìn)行鍍覆處理時(shí)，可以按150~230mpm左右的線速度進(jìn)行，對厚物進(jìn)行鍍覆處理時(shí)，可以按40mpm左右的線速度進(jìn)行，浸潰長度可以為5~7m左右。
[0085].冷卻速度
[0086]本發(fā)明的制造方法中，該冷卻速度特別重要。即，使被處理鋼材浸潰到鍍浴中后，以20°C /s以上的冷卻速度冷卻。這是由于通過20°C /s以上的高速冷卻，能夠在已形成的鍍層中形成所希望的CiAl-Mg2S1-(Al-Fe-S1-Mn)偽三元共晶組織，使在鍍層與鋼板之間形成的Al-Fe合金層的厚度變薄。
[0087]圖3中示出對將上述被處理鋼材向鍍浴浸潰后的冷卻速度(°C /s)與QAl-Mg2S1-(Al-Fe-S1-Mn)偽三元共晶組織的面積率)和針狀A(yù)l-Fe化合物的面積率(%)的關(guān)系進(jìn)行調(diào)查而得的結(jié)果。由圖3可知，上述冷卻速度越高，則上述偽三元共晶的面積率越大，針狀A(yù)l-Fe化合物的面積率越小。在根據(jù)本發(fā)明的制造方法中，為了使鍍層中的偽三元共晶的面積率可靠地成為30%以上，將上述冷卻速度設(shè)定成20°C /s以上，優(yōu)選為250C /s以上，更優(yōu)選為30°C /s以上，特別優(yōu)選為35°C /s以上。
[0088].其它
[0089]關(guān)于上述Al鍍覆處理的上述以外的條件，沒有特別限定，可以按照通常使用的方法進(jìn)行。
[0090]實(shí)施例
[0091]接下來，通過實(shí)施例和比較例對本發(fā)明的效果進(jìn)行說明，但本實(shí)施例只不過是說明本發(fā)明的一個(gè)例子，并不限定本發(fā)明。
[0092](樣品I ~7)
[0093]將冷乳鋼板在還原氣體中在800 C退火30秒鐘后，以板溫700 C，在被保持于680°C的鍍浴浸潰5秒鐘，進(jìn)行熔融鍍覆。熔融鍍覆后，通過調(diào)整冷卻速度(表1)，進(jìn)行鍍層組織的控制，制造Al 系鍍覆鋼板。將得到的Al系鍍覆鋼板的各單面的鍍料附著量、鍍層組成、鍍層組織示于表1。
[0094]應(yīng)予說明，對于得到的鍍覆鋼板，用重量法測量鍍料附著量，以及通過化學(xué)分析對組成進(jìn)行分析，并且通過500倍和2000倍的掃描式電子顯微鏡觀察，進(jìn)行a Al-Mg2S1-(Al-Fe-S1-Mn)偽三元共晶組織、Al-Mg2Si偽二元系共晶組織、α Al和針狀A(yù)l-Fe化合物的觀察，計(jì)算它們的面積率。將得到的CiAl-Mg2S1-(Al-Fe-S1-Mn)偽三元共晶組織、Al-Mg2Si偽二元系共晶組織、α Al和針狀A(yù)l-Fe化合物的面積率示于表1。
[0095]表1
【權(quán)利要求】
1.一種Al系鍍覆鋼材，其特征在于，在鋼材的表面具備鍍層，所述鍍層含有Mg:6~10質(zhì)量％、S1:3~7質(zhì)量％、Fe:0.2~2質(zhì)量％和Mn:0.02~2質(zhì)量％，剩余部分由Al和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成， 該鍍層具有a Al-Mg2S1- (Al-Fe-S1-Mn)偽三元共晶組織,該鍍層中的偽三元共晶組織的面積率為30%以上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的Al系鍍覆鋼材，其特征在于，在上述鍍層中，以摩爾比計(jì)，Mg/Si 滿足 1.7 ~2.3、Mn/Fe 滿足 0.1 ~1.0、Mg2Si/Al 滿足 I 以下。
3.—種Al系鍍覆鋼材的制造方法，其特征在于，將被鍍覆處理的鋼材在浴溫為(熔點(diǎn)+200C )~750°C的鍍浴中浸潰0.5秒以上后，以20°C /s以上的冷卻速度冷卻，所述鋼材的組成是含有Mg:6~10質(zhì)量％、S1:3~7質(zhì)量％、Fe:2質(zhì)量％以下和Mn:0.02~2質(zhì)量％，剩余部分由Al和不可避免的雜 質(zhì)構(gòu)成，其中，F(xiàn)e含量包括0%。
【文檔編號】C22C21/06GK103975089SQ201280060697
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2012年12月10日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月12日
【發(fā)明者】水流徹, 丸山俊夫, 里達(dá)雄, 竹山雅夫, 吉田昌浩, 藤田榮, 鈴木幸子, 安藤聰, 中丸裕樹 申請人:杰富意鋼鐵株式會社, 國立大學(xué)法人東京工業(yè)大學(xué)