TW201947061A - 鍍敷鋼板 - Google Patents
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Abstract
提供一種安定且具有高的平面部耐蝕性之鍍敷鋼材及其製造方法。
一種鍍敷鋼材及其製造方法,該鍍敷鋼材具有:鋼材、及配置於鋼材之表面且含有Zn-Al-Mg合金層的鍍敷層;鍍敷層具有預定化學組成;將Zn-Al-Mg合金層之表面研磨至層厚的1/2後,透過掃描型電子顯微鏡以倍率100倍進行觀察時所獲得之Zn-Al-Mg合金層的背向散射電子影像中,存在有Al晶,且前述Al晶之累計周長的平均值為88~195mm/mm2。
一種鍍敷鋼材及其製造方法,該鍍敷鋼材具有:鋼材、及配置於鋼材之表面且含有Zn-Al-Mg合金層的鍍敷層;鍍敷層具有預定化學組成;將Zn-Al-Mg合金層之表面研磨至層厚的1/2後,透過掃描型電子顯微鏡以倍率100倍進行觀察時所獲得之Zn-Al-Mg合金層的背向散射電子影像中,存在有Al晶,且前述Al晶之累計周長的平均值為88~195mm/mm2。
Description
發明領域
本揭露是有關於一種鍍敷鋼材。
本揭露是有關於一種鍍敷鋼材。
發明背景
例如在建材領域中,正使用著各種各樣的鍍敷鋼材。其中大多為鍍Zn鋼材。從建材長壽命化的需求來看,關於鍍Zn鋼材之高耐蝕性化的研究從很久以前就已經開始進行,而各種鍍敷鋼材一直被開發出來。最早用於建材的高耐蝕性鍍敷鋼材,是一種在Zn系鍍敷層中添加Al來提升耐蝕性的Zn-5%Al鍍敷鋼材(Galfan鍍敷鋼材)。將Al添加到鍍敷層來提升耐蝕性,此舉已是眾所周知的事實;透過添加5%Al,在鍍敷層(具體來說是Zn相)中會形成Al晶,而耐蝕性會提升。Zn-55%Al-1.6%Si鍍敷鋼材(Galvalume鋼材)基本上也是基於同樣理由來提升耐蝕性的鍍敷鋼材。
因此,一旦提升Al濃度,則基本上平面部耐蝕性會提升。惟,Al濃度的提升會導致犧牲防蝕性能下降。
例如在建材領域中,正使用著各種各樣的鍍敷鋼材。其中大多為鍍Zn鋼材。從建材長壽命化的需求來看,關於鍍Zn鋼材之高耐蝕性化的研究從很久以前就已經開始進行,而各種鍍敷鋼材一直被開發出來。最早用於建材的高耐蝕性鍍敷鋼材,是一種在Zn系鍍敷層中添加Al來提升耐蝕性的Zn-5%Al鍍敷鋼材(Galfan鍍敷鋼材)。將Al添加到鍍敷層來提升耐蝕性,此舉已是眾所周知的事實;透過添加5%Al,在鍍敷層(具體來說是Zn相)中會形成Al晶,而耐蝕性會提升。Zn-55%Al-1.6%Si鍍敷鋼材(Galvalume鋼材)基本上也是基於同樣理由來提升耐蝕性的鍍敷鋼材。
因此,一旦提升Al濃度,則基本上平面部耐蝕性會提升。惟,Al濃度的提升會導致犧牲防蝕性能下降。
在此,Zn系鍍敷鋼材的魅力即在於對基底鋼材的犧牲防蝕效果。亦即,鍍敷鋼材之切斷端面部、加工時鍍敷層裂紋部、及因鍍敷層之剝離等而露出的基底鋼材露出部中,於基底鋼材腐蝕前,周圍的鍍敷層所溶出的鍍敷溶出成分會形成保護皮膜。藉此,便可在某種程度上防止自基底鋼材產生紅鏽。
此一作用,一般來說Al濃度宜低而Zn濃度宜高。因此,近年來正實際使用著這種將Al濃度壓制在5%~25%左右較低濃度等的高耐蝕化鍍敷鋼材。尤其,這種將Al濃度壓制在低值並進一步含有1~3%左右的Mg的鍍敷鋼材,其具有比Galfan鍍敷鋼材還優異的平面部耐蝕性及犧牲防蝕性。因此,作為鍍敷鋼材成為市場趨向,在現今市場上廣為人知。
就這種含有一定量的Al及Mg的鍍敷鋼材而言,亦已開發出例如專利文獻1所揭露的鍍敷鋼材。
具體來說,專利文獻1揭露一種熔融Zn-Al-Mg-Si鍍敷鋼材,其係於鋼材之表面具有鍍敷層;該鍍敷層是由Al:5~18質量%、Mg:1~10質量%、Si:0.01~2質量%、剩餘部分Zn及不可避免的不純物所構成,且該鍍敷鋼材之表面上每1mm2
存在有Al相200個以上。
先前技術文獻
專利文獻
專利文獻1:日本專利特開2001-355053號
專利文獻
專利文獻1:日本專利特開2001-355053號
發明概要
發明所欲解決之課題
惟,在含有一定量的Al濃度之鍍敷鋼材中,鍍敷層(具體來說是Zn-Al-Mg合金層)會局部進行腐蝕,並且初期便到達基底鋼材的傾向較高。結果,平面部耐蝕性會劣化,而會發生平面部耐蝕性之不均變大的情況。因此,就現狀來說,正尋求一種安定且具有高的平面部耐蝕性之鍍敷鋼材。
發明所欲解決之課題
惟,在含有一定量的Al濃度之鍍敷鋼材中,鍍敷層(具體來說是Zn-Al-Mg合金層)會局部進行腐蝕,並且初期便到達基底鋼材的傾向較高。結果,平面部耐蝕性會劣化,而會發生平面部耐蝕性之不均變大的情況。因此,就現狀來說,正尋求一種安定且具有高的平面部耐蝕性之鍍敷鋼材。
於是,本揭露之一態樣的課題便是:提供一種安定且具有高的平面部耐蝕性之鍍敷鋼材。
用以解決課題之手段
上述課題是透過以下手段來解決。即:
上述課題是透過以下手段來解決。即:
>1>
一種鍍敷鋼材,具有:基底鋼材、及配置於前述基底鋼材之表面且含有Zn-Al-Mg合金層的鍍敷層;
前述鍍敷層具有由下述所構成的化學組成:以質量%計,
Zn:大於65.0%、
Al:大於5.0%~小於25.0%、
Mg:大於3.0%~小於12.5%、
Sn:0.1%~20.0%、
Bi:0%~小於5.0%、
In:0%~小於2.0%、
Ca:0%~3.00%、
Y:0%~0.5%、
La:0%~小於0.5%、
Ce:0%~小於0.5%、
Si:0%~小於2.5%、
Cr:0%~小於0.25%、
Ti:0%~小於0.25%、
Ni:0%~小於0.25%、
Co:0%~小於0.25%、
V:0%~小於0.25%、
Nb:0%~小於0.25%、
Cu:0%~小於0.25%、
Mn:0%~小於0.25%、
Fe:0%~5.0%、
Sr:0%~小於0.5%、
Sb:0%~小於0.5%、
Pb:0%~小於0.5%、
B:0%~小於0.5%、及
不純物;
將Zn-Al-Mg合金層之表面研磨至層厚的1/2後,透過掃描型電子顯微鏡以倍率100倍進行觀察時所獲得之Zn-Al-Mg合金層的背向散射電子影像中,存在有Al晶,前述Al晶之累計周長的平均值為88~195mm/mm2 。
>2>
如>1>所記載之鍍敷鋼材,其中,前述鍍敷層在前述基底鋼材與前述Zn-Al-Mg合金層之間具有厚度0.05~5μm的Al-Fe合金層。
一種鍍敷鋼材,具有:基底鋼材、及配置於前述基底鋼材之表面且含有Zn-Al-Mg合金層的鍍敷層;
前述鍍敷層具有由下述所構成的化學組成:以質量%計,
Zn:大於65.0%、
Al:大於5.0%~小於25.0%、
Mg:大於3.0%~小於12.5%、
Sn:0.1%~20.0%、
Bi:0%~小於5.0%、
In:0%~小於2.0%、
Ca:0%~3.00%、
Y:0%~0.5%、
La:0%~小於0.5%、
Ce:0%~小於0.5%、
Si:0%~小於2.5%、
Cr:0%~小於0.25%、
Ti:0%~小於0.25%、
Ni:0%~小於0.25%、
Co:0%~小於0.25%、
V:0%~小於0.25%、
Nb:0%~小於0.25%、
Cu:0%~小於0.25%、
Mn:0%~小於0.25%、
Fe:0%~5.0%、
Sr:0%~小於0.5%、
Sb:0%~小於0.5%、
Pb:0%~小於0.5%、
B:0%~小於0.5%、及
不純物;
將Zn-Al-Mg合金層之表面研磨至層厚的1/2後,透過掃描型電子顯微鏡以倍率100倍進行觀察時所獲得之Zn-Al-Mg合金層的背向散射電子影像中,存在有Al晶,前述Al晶之累計周長的平均值為88~195mm/mm2 。
>2>
如>1>所記載之鍍敷鋼材,其中,前述鍍敷層在前述基底鋼材與前述Zn-Al-Mg合金層之間具有厚度0.05~5μm的Al-Fe合金層。
發明效果
根據本揭露之一態樣,即可提供一種安定且具有高的平面部耐蝕性之鍍敷鋼材。
根據本揭露之一態樣,即可提供一種安定且具有高的平面部耐蝕性之鍍敷鋼材。
用以實施發明之形態
以下,說明本揭露之一例。
另外,在本揭露中,化學組成之各元素含量所標示的「%」意指:「質量%」。
使用「~」所表示的數值範圍意指:將「~」前後所記載之數值定為下限值及上限值所涵蓋的範圍。
「~」前後所記載之數值若有標示有「大於」或「小於」時,其數值範圍意指:此等數值定為下限值或上限值且未被含有之範圍。
化學組成之元素含量有時會標記為元素濃度(例如,Zn濃度、Mg濃度等)。
所謂「步驟」的用語,不僅是指獨立步驟,就算是無法與其他步驟明確區別之情況,只要能達成該步驟預期之目的,就涵蓋在本用語中。
「平面部耐蝕性」表示:鍍敷層(具體來說是Zn-Al-Mg合金層)本身難以腐蝕之性質。
「犧牲防蝕性」表示:抑制基底鋼材在基底鋼材露出部(例如:鍍敷鋼材之切斷端面部、加工時鍍敷層裂紋部、及基底鋼材因鍍敷層剝離而露出的部位)腐蝕之性質。
以下,說明本揭露之一例。
另外,在本揭露中,化學組成之各元素含量所標示的「%」意指:「質量%」。
使用「~」所表示的數值範圍意指:將「~」前後所記載之數值定為下限值及上限值所涵蓋的範圍。
「~」前後所記載之數值若有標示有「大於」或「小於」時,其數值範圍意指:此等數值定為下限值或上限值且未被含有之範圍。
化學組成之元素含量有時會標記為元素濃度(例如,Zn濃度、Mg濃度等)。
所謂「步驟」的用語,不僅是指獨立步驟,就算是無法與其他步驟明確區別之情況,只要能達成該步驟預期之目的,就涵蓋在本用語中。
「平面部耐蝕性」表示:鍍敷層(具體來說是Zn-Al-Mg合金層)本身難以腐蝕之性質。
「犧牲防蝕性」表示:抑制基底鋼材在基底鋼材露出部(例如:鍍敷鋼材之切斷端面部、加工時鍍敷層裂紋部、及基底鋼材因鍍敷層剝離而露出的部位)腐蝕之性質。
本揭露之鍍敷鋼材是一種具有基底鋼材、及配置於基底鋼材之表面且含有Zn-Al-Mg合金層之鍍敷層的鍍敷鋼材。
而且,就本揭露之鍍敷鋼材而言,鍍敷層具有預定化學組成;將Zn-Al-Mg合金層之表面研磨至層厚的1/2後,透過掃描型電子顯微鏡以倍率100倍進行觀察時所獲得之Zn-Al-Mg合金層的背向散射電子影像中,存在有Al晶,前述Al晶之累計周長的平均值為88~195mm/mm2 。
而且,就本揭露之鍍敷鋼材而言,鍍敷層具有預定化學組成;將Zn-Al-Mg合金層之表面研磨至層厚的1/2後,透過掃描型電子顯微鏡以倍率100倍進行觀察時所獲得之Zn-Al-Mg合金層的背向散射電子影像中,存在有Al晶,前述Al晶之累計周長的平均值為88~195mm/mm2 。
本揭露之鍍敷鋼材透過上述構成,而為一種安定且具有高的平面部耐蝕性之鍍敷鋼材。就本揭露之鍍敷鋼材而言,發現以下見解。
發明人等對於含有Zn-Al-Mg合金層的鍍敷層之初期腐蝕舉動進行了解析。結果獲得以下見解:鍍敷層(具體來說是Zn-Al-Mg合金層)的腐蝕會如蟻巢狀在局部部位進行,並且會優先在Al晶周圍發生腐蝕。
其理則推定如下。電位較高的Al晶、與電位較低的周圍組織之間會發生電位差腐蝕。因此,Al晶、與Al晶周圍的相兩者之接觸面積越大,則Al晶周圍的腐蝕就越容易發生而平面部耐蝕性會劣化,平面部耐蝕性的不均也會變大。
其理則推定如下。電位較高的Al晶、與電位較低的周圍組織之間會發生電位差腐蝕。因此,Al晶、與Al晶周圍的相兩者之接觸面積越大,則Al晶周圍的腐蝕就越容易發生而平面部耐蝕性會劣化,平面部耐蝕性的不均也會變大。
於是,發明人等為了盡量減少Al晶、與Al晶周圍的相的接觸面積,構想出下述作法:在製造鍍敷層時,控制浸漬鍍敷浴後的冷卻條件來使Al晶粗大析出。
結果獲得以下見解。以圖像解析而得之作為Al晶大小指標的Al晶累計周長,其與平面部耐蝕性的相關性很高。然後,將Al晶之累計周長的平均值定在預定範圍時,Al晶、與Al晶周圍的相兩者的接觸面積會減少。結果,會抑制Al晶周圍優先腐蝕,而獲得安定的平面部耐蝕性。但是,若過度降低Al晶之累計周長的平均值,則加工性將會下降。
結果獲得以下見解。以圖像解析而得之作為Al晶大小指標的Al晶累計周長,其與平面部耐蝕性的相關性很高。然後,將Al晶之累計周長的平均值定在預定範圍時,Al晶、與Al晶周圍的相兩者的接觸面積會減少。結果,會抑制Al晶周圍優先腐蝕,而獲得安定的平面部耐蝕性。但是,若過度降低Al晶之累計周長的平均值,則加工性將會下降。
由上可知,本揭露之鍍敷鋼材是一種安定且具有高的平面部耐蝕性的鍍敷鋼材。
以下,詳細說明本揭露之鍍敷鋼材。
針對作為鍍敷對象的基底鋼材,進行說明。
基底鋼材的形狀上並未特別限制,基底鋼材除了可舉鋼板之外,還可舉鋼管、土木建築材(柵渠、波紋鋼管、排水溝蓋、防飛砂板、螺栓、鐵絲網、護欄、截水牆等)、家電構件(空調之室外機的殼體等),汽車零件(底盤構件等)等經成形加工後的基底鋼材。成形加工則可利用例如:壓製加工、輥壓成形、彎曲加工等各種塑性加工手法。
基底鋼材的形狀上並未特別限制,基底鋼材除了可舉鋼板之外,還可舉鋼管、土木建築材(柵渠、波紋鋼管、排水溝蓋、防飛砂板、螺栓、鐵絲網、護欄、截水牆等)、家電構件(空調之室外機的殼體等),汽車零件(底盤構件等)等經成形加工後的基底鋼材。成形加工則可利用例如:壓製加工、輥壓成形、彎曲加工等各種塑性加工手法。
基底鋼材的材質上,並未特別限制。基底鋼材可適用例如:一般鋼、預鍍敷鋼、鋁脫氧鋼(Al killed steel)、極低碳鋼、高碳鋼、各種高張力鋼、一部分的高合金鋼(含Ni、Cr等強化元素之鋼等)等各種基底鋼材。
就基底鋼材來說,有關基底鋼材的製造方法、基底鋼板的製造方法(熱輥軋方法、酸洗方法、冷軋方法等)等條件亦未特別限制。
另外,作為基底鋼材,亦可適用JIS G 3302(2010年)所記載之熱軋鋼板、熱軋鋼帶、冷軋鋼板、冷軋鋼帶。
就基底鋼材來說,有關基底鋼材的製造方法、基底鋼板的製造方法(熱輥軋方法、酸洗方法、冷軋方法等)等條件亦未特別限制。
另外,作為基底鋼材,亦可適用JIS G 3302(2010年)所記載之熱軋鋼板、熱軋鋼帶、冷軋鋼板、冷軋鋼帶。
基底鋼材亦可為已預鍍敷的預鍍鋼材。預鍍鋼材可透過例如電解處理方法或置換析鍍方法來獲得。在電解處理方法中,是將基底鋼材浸漬於含各種預鍍成分金屬離子的硫酸浴或氯化物浴並進行電解處理,藉此獲得預鍍鋼材。在置換析鍍方法中,則是將基底鋼材浸漬於含各種預鍍敷成分金屬離子且以硫酸調整pH後的水溶液,並使金屬置換析出獲得預鍍鋼材。
作為預鍍鋼材,可舉預鍍Ni鋼材為代表例。
作為預鍍鋼材,可舉預鍍Ni鋼材為代表例。
接著,說明鍍敷層。
鍍敷層含有Zn-Al-Mg合金層。除了Zn-Al-Mg合金層之外,鍍敷層亦可含有Al-Fe合金層。在基底鋼材與Zn-Al-Mg合金層之間具有Al-Fe合金層。
鍍敷層含有Zn-Al-Mg合金層。除了Zn-Al-Mg合金層之外,鍍敷層亦可含有Al-Fe合金層。在基底鋼材與Zn-Al-Mg合金層之間具有Al-Fe合金層。
亦即,鍍敷層可為Zn-Al-Mg合金層之單層結構,亦可為含有Zn-Al-Mg合金層與Al-Fe合金層的積層結構。若為積層結構時,Zn-Al-Mg合金層設為構成鍍敷層表面之層即可。
不過,於鍍敷層表面雖形成有鍍敷層構成元素的氧化覆膜50nm左右,但相對鍍敷層整體厚度來說其厚度較薄而視為未構成鍍敷層的主體。
不過,於鍍敷層表面雖形成有鍍敷層構成元素的氧化覆膜50nm左右,但相對鍍敷層整體厚度來說其厚度較薄而視為未構成鍍敷層的主體。
在本案中,Zn-Al-Mg合金層厚度是設為例如2μm以上且95μm以下(宜為5μm以上且75μm以下)。
另一方面,鍍敷層整體厚度為例如100μm以下左右。鍍敷層整體厚度會受鍍敷條件影響,因此,就鍍敷層整體厚度之上限及下限並未特別限定。例如,鍍敷層整體厚度在一般熔融鍍敷法中是與鍍敷浴之黏性及比重有關。此外,鍍敷量可透過基底鋼材的拉起速度及拭焊(wiping)的強弱來調整單位面積重量。因此認為,鍍敷層整體厚度下限為2μm左右即可。
另一方面,基於鍍敷金屬之本身重量及均一性,以熔融鍍敷法所能製作出的鍍敷層其厚度上限約為95μm。
鍍敷層厚度可透過從鍍敷浴拉起的速度與拭焊條件而自由變更,因此要形成厚度2~95μm的鍍敷層在製造上並非特別難事。
另一方面,基於鍍敷金屬之本身重量及均一性,以熔融鍍敷法所能製作出的鍍敷層其厚度上限約為95μm。
鍍敷層厚度可透過從鍍敷浴拉起的速度與拭焊條件而自由變更,因此要形成厚度2~95μm的鍍敷層在製造上並非特別難事。
接著,說明Al-Fe合金層。
Al-Fe合金層是形成在基底鋼材表面(具體來說是基底鋼材與Zn-Al-Mg合金層之間),且是組織以Al5
Fe相為主相的層。Al-Fe合金層是因為基底鋼材及鍍敷浴之原子相互擴散而形成。製法上使用熔融鍍敷法時,在含有Al元素的鍍敷層中,容易形成Al-Fe合金層。由於鍍敷浴中含有一定濃度以上的Al,故Al5
Fe相會形成最多。惟,原子擴散需要時間,又,在接近基底鋼材之部分中,亦有Fe濃度變高之部分。因此,Al-Fe合金層有時也會局部含有少量的AlFe相、Al3
Fe相、Al5
Fe2
相等。又,由於鍍敷浴中也含有一定濃度的Zn,故在Al-Fe合金層中也含有少量的Zn。
就耐蝕性來說,Al5
Fe相、Al3
Fe相、AlFe相、及Al5
Fe2
相之任一相都沒有太多差異。在此所謂耐蝕性,是不受熔接影響之部分中的耐蝕性。
在本案中,鍍敷層中含有Si時,Si有時尤其容易被組入Al-Fe合金層中,而成為Al-Fe-Si金屬間化合物相。要被鑑定的金屬間化合物相來說,有AlFeSi相;異構物異性體來說,存在有α、β、q1,q2-AlFeSi相等。因此,Al-Fe合金層會檢測出此等AlFeSi相等。包含此等AlFeSi相等的Al-Fe合金層,亦稱為Al-Fe-Si合金層。
另外,相對Zn-Al-Mg合金層來說,Al-Fe-Si合金層厚度較小,故在鍍敷層整體中帶給耐蝕性的影響也較小。
另外,相對Zn-Al-Mg合金層來說,Al-Fe-Si合金層厚度較小,故在鍍敷層整體中帶給耐蝕性的影響也較小。
又,將各種預鍍鋼材使用至基底鋼材(基底鋼板等)時,Al-Fe合金層結構會隨預鍍敷附著量而變化。具體來說,有時會於Al-Fe合金層周圍殘存有預鍍敷所使用的純金屬層,有時Zn-Al-Mg合金層之構成成分與預鍍敷成分結合而成金屬間化合物相(例如Al3
Ni相等)會形成合金層,有時置換部分Al原子及Fe原子的Al-Fe合金層會形成出來,或者,有時置換部分Al原子、Fe原子及Si原子的Al-Fe-Si合金層會形成出來。不論是何者,此等合金層相較Zn-Al-Mg合金層來說厚度較小,故在鍍敷層整體中帶給耐蝕性的影響較小。
亦即,所謂Al-Fe合金層,是一種除了以Al5
Fe相為主體的合金層以外還包含上述各種態樣之合金層的層。
另外,各種預鍍鋼材中,於Ni預鍍鋼材形成鍍敷層時,則會形成Al-Ni-Fe合金層作為Al-Fe合金層。相對於Zn-Al-Mg合金層來說,Al-Ni-Fe合金層也是厚度較小,故在鍍敷層整體中帶給耐蝕性的影響較小。
Al-Fe合金層之厚度例如0μm以上且5μm以下。
亦即,亦可不形成Al-Fe合金層。從提高鍍敷層(具體來說是Zn-Al-Mg合金層)之附著性並確保加工性之觀點來看,Al-Fe合金層之厚度宜為0.05μm以上且5μm以下。
亦即,亦可不形成Al-Fe合金層。從提高鍍敷層(具體來說是Zn-Al-Mg合金層)之附著性並確保加工性之觀點來看,Al-Fe合金層之厚度宜為0.05μm以上且5μm以下。
但是,通常以熔融鍍敷法形成本揭露所規定化學組成的鍍敷層時,於基底鋼材與Zn-Al-Mg合金層之間多半會形成100nm以上的Al-Fe合金層。Al-Fe合金層之厚度下限值並未特別限制,然而明確可知在形成含Al熔融鍍敷層時,必然會形成Al-Fe合金層。然後,經驗上100nm左右是抑制形成Al-Fe合金層後最常見的厚度,而判斷為能確保鍍敷層與基底鋼材充分附著性的厚度。只要未講究特殊手段,則會因Al濃度較高,以熔融鍍敷法也難以形成比100nm還薄的Al-Fe合金層。不過推測,就算Al-Fe合金層厚度小於100nm或未形成出Al-Fe合金層,也不會對鍍敷性能帶來多大影響。
另一方面,若Al-Fe合金層厚度大於5μm,則形成在Al-Fe合金層上的Zn-Al-Mg合金層其Al成分會不足,進而鍍敷層的附著性、加工性會有極端惡化之傾向。因此,Al-Fe合金層厚度宜限制在5μm以下。
另外,Al-Fe合金層亦與Al濃度及Sn濃度有密接關連,一般來說Al濃度及Sn濃度越高則成長速度會有越快的傾向。
另外,Al-Fe合金層亦與Al濃度及Sn濃度有密接關連,一般來說Al濃度及Sn濃度越高則成長速度會有越快的傾向。
Al-Fe合金層多半是由Al5
Fe相為主構成,故Al-Fe合金層之化學組成可例示含有下述之組成:Fe:25~35%、Al:65~75%、Zn:5%以下、及剩餘部分:不純物。
一般而言,比起Al-Fe合金層,Zn-Al-Mg合金層厚度通常較厚,因此,Al-Fe合金層對於鍍敷鋼材的平面部耐蝕性之助益是比Zn-Al-Mg合金層還小。不過如從成分結果所推測,Al-Fe合金層含有一定濃度以上的耐蝕性元素即Al及Zn。因此,Al-Fe合金層對基底鋼材而言具有某種程度的犧牲防蝕性能與屏蔽腐蝕效果。
在本案中,厚度薄的Al-Fe合金層單獨對於耐蝕性的助益,是難以定量測定來確認。但是,例如當Al-Fe合金層厚度足夠時,便能以端銑加工等將Al-Fe合金層上的Zn-Al-Mg合金層從鍍敷層表面切削而精細去除,再施予腐蝕試驗,藉此便能評價出Al-Fe合金層單獨的耐蝕性。Al-Fe合金層由於含有Al成分及少量Zn成分,因此,當具有Al-Fe合金層時紅鏽會以點狀產生,並不會像不具有Al-Fe合金層而基底鋼材外露時那樣產生整面紅鏽。
又,腐蝕試驗中,觀察直至基底鋼材產生紅鏽前鍍敷層的剖面時,就算上層的Zn-Al-Mg合金層溶出及生鏽,也僅會殘留Al-Fe合金層而能確認出基底鋼材受到防蝕。這是因為,在電化學上,Al-Fe合金層電位比Zn-Al-Mg層還高但比基底鋼材還低。由此可判斷,Al-Fe合金層也具有一定的耐蝕性。
從腐蝕之觀點來看,Al-Fe合金層越厚越好且具有延遲產生紅鏽時間之作用。惟,厚的Al-Fe合金層是鍍敷加工性顯著劣化之成因,故厚度宜為一定厚度以下。從加工性之觀點來看,Al-Fe合金層之厚度宜為5μm以下。若Al-Fe合金層之厚度為5μm以下,則因V彎曲試驗等而以鍍敷Al-Fe合金層為起點所產生的裂痕及粉碎量會減少。Al-Fe合金層之厚度更宜為2μm以下。
接著,說明鍍敷層的化學組成。
就鍍敷層所含Zn-Al-Mg合金層之成分組成來說, Zn-Al-Mg合金層也大致保有鍍敷浴之成分組成比率。熔融鍍敷法中,Al-Fe合金層的形成是在鍍敷浴內完成反應,故形成Al-Fe合金層使得Zn-Al-Mg合金層之Al成分、Zn成分減少的情況,通常僅有些微。
就鍍敷層所含Zn-Al-Mg合金層之成分組成來說, Zn-Al-Mg合金層也大致保有鍍敷浴之成分組成比率。熔融鍍敷法中,Al-Fe合金層的形成是在鍍敷浴內完成反應,故形成Al-Fe合金層使得Zn-Al-Mg合金層之Al成分、Zn成分減少的情況,通常僅有些微。
於是,為了實現安定的平面部耐蝕性,鍍敷層的化學組成是設為如下所述。
即,鍍敷層的化學組成是設為由下述所構成的化學組成:以質量%計,
Zn:大於65.0%、
Al:大於5.0%~小於25.0%、
Mg:大於3.0%~小於12.5%、
Sn:0.1%~20.0%、
Bi:0%~小於5.0%、
In:0%~小於2.0%、
Ca:0%~3.00%、
Y:0%~0.5%、
La:0%~小於0.5%、
Ce:0%~小於0.5%、
Si:0%~小於2.5%、
Cr:0%~小於0.25%、
Ti:0%~小於0.25%、
Ni:0%~小於0.25%、
Co:0%~小於0.25%、
V:0%~小於0.25%、
Nb:0%~小於0.25%、
Cu:0%~小於0.25%、
Mn:0%~小於0.25%、
Fe:0%~5.0%、
Sr:0%~小於0.5%、
Sb:0%~小於0.5%、
Pb:0%~小於0.5%、
B:0%~小於0.5%、及
不純物。
Zn:大於65.0%、
Al:大於5.0%~小於25.0%、
Mg:大於3.0%~小於12.5%、
Sn:0.1%~20.0%、
Bi:0%~小於5.0%、
In:0%~小於2.0%、
Ca:0%~3.00%、
Y:0%~0.5%、
La:0%~小於0.5%、
Ce:0%~小於0.5%、
Si:0%~小於2.5%、
Cr:0%~小於0.25%、
Ti:0%~小於0.25%、
Ni:0%~小於0.25%、
Co:0%~小於0.25%、
V:0%~小於0.25%、
Nb:0%~小於0.25%、
Cu:0%~小於0.25%、
Mn:0%~小於0.25%、
Fe:0%~5.0%、
Sr:0%~小於0.5%、
Sb:0%~小於0.5%、
Pb:0%~小於0.5%、
B:0%~小於0.5%、及
不純物。
鍍敷層之化學組成中,Bi、In、Ca、Y、La、Ce、Si、Cr、Ti、Ni、Co、V、Nb、Cu、Mn、Fe、Sr、Sb、Pb及B為任意成分。也就是說,鍍敷層中亦可不含該等元素。當含有該等任意成分時,任意元素之各含量宜為後述範圍。
在本案中,該鍍敷層之化學組成即為鍍敷層整體之平均化學組成(鍍敷層為Zn-Al-Mg合金層之單層狀結構時,為Zn-Al-Mg合金層之平均化學組成;鍍敷層為Al-Fe合金層及Zn-Al-Mg合金層之積層結構時,則為Al-Fe合金層及Zn-Al-Mg合金層之合計的平均化學組成)。
通常,以熔融鍍敷法來說,因為形成鍍敷層之反應幾乎在鍍敷浴內便完成,故Zn-Al-Mg合金層之化學組成大致會等同於與鍍敷浴之化學組成。又,於熔融鍍敷法中,Al-Fe合金層在一浸漬於鍍敷浴後會瞬間形成並成長。然後,Al-Fe合金層會在鍍敷浴內完成形成反應,其厚度相對於Zn-Al-Mg合金層亦多半會明顯小很多。
因此,鍍敷後,只要沒進行加熱合金化處理等特別的熱處理,鍍敷層整體之平均化學組成即實質上等同於Zn-Al-Mg合金層之化學組成,而可忽視Al-Fe合金層的成分。
因此,鍍敷後,只要沒進行加熱合金化處理等特別的熱處理,鍍敷層整體之平均化學組成即實質上等同於Zn-Al-Mg合金層之化學組成,而可忽視Al-Fe合金層的成分。
以下,就鍍敷層之各元素進行說明。
>Zn:大於65.0%>
Zn是獲得平面部耐蝕性還有犧牲防蝕性所必須的元素。就Zn濃度來說,以原子組成比來考慮時,由於是與Al、Mg等比重低的元素一起構成鍍敷層,故以原子組成比率計也必須定為Zn主體。
因此,Zn濃度設為大於65.0%。Zn濃度宜為70%以上。另外,Zn濃度上限則是:Zn以外的元素及不純物以外所剩餘部分的濃度。
Zn是獲得平面部耐蝕性還有犧牲防蝕性所必須的元素。就Zn濃度來說,以原子組成比來考慮時,由於是與Al、Mg等比重低的元素一起構成鍍敷層,故以原子組成比率計也必須定為Zn主體。
因此,Zn濃度設為大於65.0%。Zn濃度宜為70%以上。另外,Zn濃度上限則是:Zn以外的元素及不純物以外所剩餘部分的濃度。
>Al:大於5.0%~小於25.0%>
Al會形成Al晶,而是同時確保平面部耐蝕性及犧牲防蝕性所必須的元素。然後,Al會提高鍍敷層的附著性,因而就確保加工性來說也是必須元素。因此,Al濃度下限值設為大於5.0%(宜為10.0%以上)。
另一方面,若Al濃度增加,則犧牲防蝕性有劣化之傾向。因此,Al濃度上限值設為小於25.0%(宜為23.0%以下)。
Al會形成Al晶,而是同時確保平面部耐蝕性及犧牲防蝕性所必須的元素。然後,Al會提高鍍敷層的附著性,因而就確保加工性來說也是必須元素。因此,Al濃度下限值設為大於5.0%(宜為10.0%以上)。
另一方面,若Al濃度增加,則犧牲防蝕性有劣化之傾向。因此,Al濃度上限值設為小於25.0%(宜為23.0%以下)。
>Mg:大於3.0%~小於12.5%>
Mg是同時確保平面部耐蝕性及犧牲防蝕性所必須的元素。因此,Mg濃度下限值設為大於3.0%(宜大於5.0%)。
另一方面,若Mg濃度增加,則加工性有劣化之傾向。因此,設為小於12.5%(宜為10.0%以下)。
Mg是同時確保平面部耐蝕性及犧牲防蝕性所必須的元素。因此,Mg濃度下限值設為大於3.0%(宜大於5.0%)。
另一方面,若Mg濃度增加,則加工性有劣化之傾向。因此,設為小於12.5%(宜為10.0%以下)。
>Sn:0.1%~20.0%>
Sn是賦予高犧牲防蝕性所必須的元素。因此,Sn濃度下限值設為0.1%以上(宜為0.2%以上)。
另一方面,若Sn濃度增加,則平面部耐蝕性有劣化之傾向。因此,Sn濃度上限值設為20.0%以下(宜為5.0%以下)。
Sn是賦予高犧牲防蝕性所必須的元素。因此,Sn濃度下限值設為0.1%以上(宜為0.2%以上)。
另一方面,若Sn濃度增加,則平面部耐蝕性有劣化之傾向。因此,Sn濃度上限值設為20.0%以下(宜為5.0%以下)。
>Bi:0%~小於5.0%>
Bi是有助於犧牲防蝕性的元素。因此,Bi濃度下限值宜大於0%(宜為0.1%以上,較宜為3.0%以上)。
另一方面,若Bi濃度增加,則平面部耐蝕性有劣化之傾向。因此,Bi濃度上限值設為小於5.0%(宜為4.8%以下)。
Bi是有助於犧牲防蝕性的元素。因此,Bi濃度下限值宜大於0%(宜為0.1%以上,較宜為3.0%以上)。
另一方面,若Bi濃度增加,則平面部耐蝕性有劣化之傾向。因此,Bi濃度上限值設為小於5.0%(宜為4.8%以下)。
>In:0%~小於2.0%>
In是有助於犧牲防蝕性的元素。因此,In濃度下限值宜大於0%(宜為0.1%以上,較宜為1.0%以上)。
另一方面,若In濃度增加,則平面部耐蝕性有劣化之傾向。因此,In濃度上限值設為小於2.0%(宜為1.8%以下)。
In是有助於犧牲防蝕性的元素。因此,In濃度下限值宜大於0%(宜為0.1%以上,較宜為1.0%以上)。
另一方面,若In濃度增加,則平面部耐蝕性有劣化之傾向。因此,In濃度上限值設為小於2.0%(宜為1.8%以下)。
>Ca:0%~3.00%>
Ca是一種能將賦予平面部耐蝕性及犧牲防蝕性所適切之Mg溶出量予以調整的元素。因此,Ca濃度下限值宜大於0%(宜為0.05%以上)。
另一方面,若Ca濃度增加,則平面部耐蝕性及加工性有劣化之傾向。因此,Ca濃度上限值設為3.00%以下(宜為1.00%以下)。
Ca是一種能將賦予平面部耐蝕性及犧牲防蝕性所適切之Mg溶出量予以調整的元素。因此,Ca濃度下限值宜大於0%(宜為0.05%以上)。
另一方面,若Ca濃度增加,則平面部耐蝕性及加工性有劣化之傾向。因此,Ca濃度上限值設為3.00%以下(宜為1.00%以下)。
>Y:0%~0.5%>
Y是有助於犧牲防蝕性的元素。因此,Y濃度下限值宜大於0%(宜為0.1%以上)。
另一方面,若Y濃度增加,則平面部耐蝕性有劣化之傾向。因此,Y濃度上限值設為0.5%以下(宜為0.3%以下)。
Y是有助於犧牲防蝕性的元素。因此,Y濃度下限值宜大於0%(宜為0.1%以上)。
另一方面,若Y濃度增加,則平面部耐蝕性有劣化之傾向。因此,Y濃度上限值設為0.5%以下(宜為0.3%以下)。
>La及Ce:0%~小於0.5%>
La及Ce是有助於犧牲防蝕性的元素。因此,La濃度及Ce濃度下限值分別宜大於0%(宜為0.1%以上)。
另一方面,若La濃度及Ce濃度增加,則平面部耐蝕性有劣化之傾向。因此,La濃度及Ce濃度上限值分別設為小於0.5%(宜為0.4%以下)。
La及Ce是有助於犧牲防蝕性的元素。因此,La濃度及Ce濃度下限值分別宜大於0%(宜為0.1%以上)。
另一方面,若La濃度及Ce濃度增加,則平面部耐蝕性有劣化之傾向。因此,La濃度及Ce濃度上限值分別設為小於0.5%(宜為0.4%以下)。
>Si:0%~小於2.5%>
Si會抑制Al-Fe合金層成長而是有助於提升耐蝕性的元素。因此,Si濃度宜大於0%(宜為0.05%以上,較宜為0.1%以上)。
另一方面,若Si濃度增加,則平面部耐蝕性、犧牲防蝕性及加工性有劣化之傾向。因此,Si濃度上限值設為小於2.5%。尤其從平面部耐蝕性及犧牲防蝕性之觀點來看,Si濃度宜為2.4%以下,較宜為1.8%以下,更宜為1.2%以下。
Si會抑制Al-Fe合金層成長而是有助於提升耐蝕性的元素。因此,Si濃度宜大於0%(宜為0.05%以上,較宜為0.1%以上)。
另一方面,若Si濃度增加,則平面部耐蝕性、犧牲防蝕性及加工性有劣化之傾向。因此,Si濃度上限值設為小於2.5%。尤其從平面部耐蝕性及犧牲防蝕性之觀點來看,Si濃度宜為2.4%以下,較宜為1.8%以下,更宜為1.2%以下。
>Cr、Ti、Ni、Co、V、Nb、Cu及Mn:0%~小於0.25%>
Cr、Ti、Ni、Co、V、Nb、Cu及Mn是有助於犧牲防蝕性的元素。因此,Cr、Ti、Ni、Co、V、Nb、Cu及Mn之濃度下限值宜分別大於0%(宜為0.05%以上,較宜為0.1%以上)。
另一方面,若Cr、Ti、Ni、Co、V、Nb、Cu及Mn之濃度增加,則平面部耐蝕性有劣化之傾向。因此,Cr、Ti、Ni、Co、V、Nb、Cu及Mn之濃度上限值分別設為小於0.25%。Cr、Ti、Ni、Co、V、Nb、Cu及Mn之濃度上限值宜為0.22%以下。
Cr、Ti、Ni、Co、V、Nb、Cu及Mn是有助於犧牲防蝕性的元素。因此,Cr、Ti、Ni、Co、V、Nb、Cu及Mn之濃度下限值宜分別大於0%(宜為0.05%以上,較宜為0.1%以上)。
另一方面,若Cr、Ti、Ni、Co、V、Nb、Cu及Mn之濃度增加,則平面部耐蝕性有劣化之傾向。因此,Cr、Ti、Ni、Co、V、Nb、Cu及Mn之濃度上限值分別設為小於0.25%。Cr、Ti、Ni、Co、V、Nb、Cu及Mn之濃度上限值宜為0.22%以下。
>Fe:0%~5.0%>
以熔融鍍敷法來形成鍍敷層時,Zn-Al-Mg合金層及Al-Fe合金層會含有一定的Fe濃度。
已確認出,若Fe濃度至5.0%為止,則就算含有於鍍敷層(尤其是Zn-Al-Mg合金層)中也不會對性能帶來不良影響。大多數的Fe多半是含有於Al-Fe合金層中,因此,該層之厚度越大則一般來說Fe濃度就越大。
以熔融鍍敷法來形成鍍敷層時,Zn-Al-Mg合金層及Al-Fe合金層會含有一定的Fe濃度。
已確認出,若Fe濃度至5.0%為止,則就算含有於鍍敷層(尤其是Zn-Al-Mg合金層)中也不會對性能帶來不良影響。大多數的Fe多半是含有於Al-Fe合金層中,因此,該層之厚度越大則一般來說Fe濃度就越大。
>Sr、Sb、Pb及B:0%~小於0.5%>
Sr、Sb、Pb及B是有助於犧牲防蝕性的元素。因此,Sr、Sb、Pb及B之濃度下限值宜分別大於0%(宜為0.05%以上,較宜為0.1%以上)。
另一方面,若Sr、Sb、Pb及B之濃度增加,則平面部耐蝕性有劣化之傾向。因此,Sr、Sb、Pb及B之濃度上限值分別設為小於0.5%。
Sr、Sb、Pb及B是有助於犧牲防蝕性的元素。因此,Sr、Sb、Pb及B之濃度下限值宜分別大於0%(宜為0.05%以上,較宜為0.1%以上)。
另一方面,若Sr、Sb、Pb及B之濃度增加,則平面部耐蝕性有劣化之傾向。因此,Sr、Sb、Pb及B之濃度上限值分別設為小於0.5%。
>不純物>
不純物是原材料所含成分或製造步驟中混入之成分,且是指非刻意含有之成分。例如,在鍍敷層中,由於基底鋼材與鍍敷浴之原子相互擴散,因而也會有微量混入Fe以外的成分作為不純物。
不純物是原材料所含成分或製造步驟中混入之成分,且是指非刻意含有之成分。例如,在鍍敷層中,由於基底鋼材與鍍敷浴之原子相互擴散,因而也會有微量混入Fe以外的成分作為不純物。
鍍敷層的化學成分是以如下方法來測定。
首先,透過含有抑制基底鋼材腐蝕的抑制劑之酸,來剝離、溶解鍍敷層而獲得一酸液。接著,將所得酸液以ICP分析進行測定,藉此可獲得鍍敷層的化學組成(鍍敷層為Zn-Al-Mg合金層之單層結構時,是Zn-Al-Mg合金層的化學組成;鍍敷層為Al-Fe合金層及Zn-Al-Mg合金層之積層結構時,則是Al-Fe合金層及Zn-Al-Mg合金層的合計化學組成)。就酸的種類來說,若是能溶解鍍敷層的酸則無特別限制。另外,化學組成是以平均化學組成來測定。
首先,透過含有抑制基底鋼材腐蝕的抑制劑之酸,來剝離、溶解鍍敷層而獲得一酸液。接著,將所得酸液以ICP分析進行測定,藉此可獲得鍍敷層的化學組成(鍍敷層為Zn-Al-Mg合金層之單層結構時,是Zn-Al-Mg合金層的化學組成;鍍敷層為Al-Fe合金層及Zn-Al-Mg合金層之積層結構時,則是Al-Fe合金層及Zn-Al-Mg合金層的合計化學組成)。就酸的種類來說,若是能溶解鍍敷層的酸則無特別限制。另外,化學組成是以平均化學組成來測定。
接著,說明Zn-Al-Mg合金層之金屬組織。
Zn-Al-Mg合金層之金屬組織存在有Al晶,而Al晶之累計周長的平均值為88~195mm/mm2
。
若Al晶之累計周長的平均值小於88mm/mm2
,則Al晶會過於粗大化,而加工性會劣化。
另一方面,若Al晶之累計周長的平均值大於195mm/mm2 ,則Al晶會微細化,Al晶、與Al晶周圍的相兩者之接觸面積會增加。結果,Al晶、與Al晶周圍的相兩者的接觸面積越大,則Al晶周圍的腐蝕就越容易發生而平面部耐蝕性就會劣化,平面部耐蝕性的不均也會變大。
因此,Al晶之累計周長的平均值設為88~195mm/mm2 。Al晶之累計周長的平均值下限值宜為95mm/mm2 以上,較宜為105mm/mm2 以上。Al晶之累計周長的平均值上限值宜為185mm/mm2 以下,較宜為170mm/mm2 以下。
另一方面,若Al晶之累計周長的平均值大於195mm/mm2 ,則Al晶會微細化,Al晶、與Al晶周圍的相兩者之接觸面積會增加。結果,Al晶、與Al晶周圍的相兩者的接觸面積越大,則Al晶周圍的腐蝕就越容易發生而平面部耐蝕性就會劣化,平面部耐蝕性的不均也會變大。
因此,Al晶之累計周長的平均值設為88~195mm/mm2 。Al晶之累計周長的平均值下限值宜為95mm/mm2 以上,較宜為105mm/mm2 以上。Al晶之累計周長的平均值上限值宜為185mm/mm2 以下,較宜為170mm/mm2 以下。
Zn-Al-Mg合金層之金屬組織具有Al晶。Zn-Al-Mg合金層之金屬組織除了Al晶以外亦可具有Zn-Al相。
Al晶相當於「固溶有Zn濃度0~3%的α相」。另一方面,Zn-Al相則相當於「β相,其含有大於70%且至85%的Zn相(η相)並且α相與Zn相(η相)已微細分離」。
在本案中,圖1~圖3顯示:將Zn-Al-Mg合金層表面研磨至層厚1/2後,研磨面中Zn-Al-Mg合金層之SEM的背向散射電子影像之一例。圖1是倍率100倍的SEM的背向散射電子影像,圖2是倍率500倍,而圖3是倍率10000倍。
另外,圖1~圖3中,Al表示Al晶,Zn-Al表示Zn-Al相,MgZn2 表示MgZn2 相,Zn-Eu表示Zn系共晶相。
另外,圖1~圖3中,Al表示Al晶,Zn-Al表示Zn-Al相,MgZn2 表示MgZn2 相,Zn-Eu表示Zn系共晶相。
在Zn-Al-Mg合金層的背向散射電子影像中,雖未特別限定各個組織的面積分率,但從提升安定的平面部耐蝕性之觀點來看,Al晶之面積分率宜為8~45%,較宜為15~35%。亦即,Al晶宜以上述面積分率之範圍來存在。
就Al晶及Zn-Al相以外之剩餘部分組織來說,可舉MgZn2
相、Zn系共晶相(具體來說是Zn-Al-MgZn2
-Mg2
Sn等)等。
在此說明Al晶之累計周長的平均值、及Al晶的面積分率之測定方法。
Al晶之累計周長的平均值及Al晶之面積分率,是將Zn-Al-Mg合金層表面研磨至層厚的1/2後,透過掃描型電子顯微鏡以倍率100倍進行觀察時獲得Zn-Al-Mg合金層的背向散射電子影像,並利用該背向散射電子影像進行測定。具體如下所述。
首先,從測定對象的鍍敷鋼材採取樣品。不過,樣品是從鍍敷鋼材衝孔端面部附近(端面起算2mm)以外且鍍敷層沒有欠陷部之處所採取的。
接著,沿鍍敷層厚度方向(以下亦稱「Z軸方向」)對樣品之鍍敷層(具體是Zn-Al-Mg合金層)表面進行研磨。
鍍敷層表面之Z軸方向研磨是將Zn-Al-Mg合金層之表面研磨至層厚的1/2。該研磨是將Zn-Al-Mg合金層之表面以#1200號數的研磨片進行乾式研磨後,再分別依序使用含有氧化鋁平均粒徑3μm的精工液、含有氧化鋁平均粒徑1μm的精工液、含有膠體二氧化矽的精工液來進行精工研磨。
另外,在研磨前後,以XRF(X射線螢光分析)測定Zn-Al-Mg合金層表面的Zn強度,並當研磨後Zn強度達研磨前Zn強度之1/2時即定為Zn-Al-Mg合金層之層厚的1/2。
鍍敷層表面之Z軸方向研磨是將Zn-Al-Mg合金層之表面研磨至層厚的1/2。該研磨是將Zn-Al-Mg合金層之表面以#1200號數的研磨片進行乾式研磨後,再分別依序使用含有氧化鋁平均粒徑3μm的精工液、含有氧化鋁平均粒徑1μm的精工液、含有膠體二氧化矽的精工液來進行精工研磨。
另外,在研磨前後,以XRF(X射線螢光分析)測定Zn-Al-Mg合金層表面的Zn強度,並當研磨後Zn強度達研磨前Zn強度之1/2時即定為Zn-Al-Mg合金層之層厚的1/2。
接著,透過掃描型電子顯微鏡(SEM)以倍率100倍觀察樣品的Zn-Al-Mg合金層之研磨面,而獲得Zn-Al-Mg合金層的背向散射電子影像(以下亦稱為「SEM的背向散射電子影像」)。SEM觀察條件是設為:加速電壓:15kV,照射電流:10nA,視野大小:1222.2μm×927.8μm。
為了鑑定Zn-Al-Mg合金層所具有的各個相,是使用搭載有EDS(能量分散型X射線分析裝置)的FE-SEM或TEM(穿透式電子顯微鏡)。使用TEM時,相同測定對象之樣品其Zn-Al-Mg合金層之研磨面上施予FIB(聚焦離子束)。FIB加工後,獲得Zn-Al-Mg合金層之研磨面的TEM電子繞射像。然後,鑑定Zn-Al-Mg合金層所含金屬。
接著,比較SEM的背向散射電子影像與FE-SEM或TEM電子繞射像之鑑定結果,在SEM的背向散射電子影像中,鑑定Zn-Al-Mg合金層所具有之各個相。另外,在鑑定Zn-Al-Mg合金層所具有之各個相時,可進行EDS點分析,並對比EDS點分析結果與TEM電子繞射像鑑定結果。另外,在鑑定各個相時,亦可使用EPMA裝置。
接著,在SEM的背向散射電子影像中,判定Zn-Al-Mg合金層具有之各個相所示灰階的明度、色相及對比值這3值。各個相所示明度、色相及對比值這3值會反映出各個相所含元素的原子序,因此,通常會有下述傾向:原子序小之Al量、Mg量含量多的相會呈黑色,Zn量多的相則呈白色。
由上述EDS之對比結果來看,為了整合SEM的背向散射電子影像,實施影像處理(2值化),以僅使Zn-Al-Mg合金層中含有之Al晶所示上述3值之範圍變色(例如,僅令特定相以白色影像來顯示,並算出視野中各個相的面積(像素數)等。圖4參照)。透過實施該影像處理,來求出SEM的背向散射電子影像中Zn-Al-Mg合金層中的Al晶所佔面積分率。
另外,圖4是對Zn-Al-Mg合金層的背向散射電子影像(SEM的背向散射電子影像)進行影像處理(2值化)使Al晶能被辨識出來的影像之一例。圖4中,Al表示Al晶。
另外,圖4是對Zn-Al-Mg合金層的背向散射電子影像(SEM的背向散射電子影像)進行影像處理(2值化)使Al晶能被辨識出來的影像之一例。圖4中,Al表示Al晶。
然後,Zn-Al-Mg合金層的Al晶面積分率是定為:在3視野中經上述操作而求出的Al晶面積分率之平均值。
另外,當難以判別Al晶時,則以TEM實施電子線繞射或EDS點分析。
另外,當難以判別Al晶時,則以TEM實施電子線繞射或EDS點分析。
作為一例,是使用三谷商事製WinROOF2015(影像解析軟體)之2個閥值所進行的2值處理功能,並記載SEM的背向散射電子影像(以8bit保存的灰階影像,顯示256色)中辨識出的出Al晶之方法。另外,以8bit保存的灰階影像中,光度為0時顯示黑,最大值255時顯示白。從FE-SEM、TEM所獲得的鑑定結果即可清楚得知,若是如前述之SEM的背向散射電子影像時,光度的閥值設定為10與95,就能以高精度辨別出Al晶。其中,將影像進行處理以使此等光度10~95之範圍變色,來辨識出Al晶。另外,2值化處理亦可使用WinROOF2015以外的影像解析軟體。
接著,使用三谷商事製WinROOF2015(影像解析軟體)的自動形狀特徴測定功能,將上述影像處理所辨識出Al晶之周長予以累計,而求出Al晶之累計周長。然後,將Al晶之累計周長除以視野面積,便算出每單位面積(mm2
)的Al晶之累計周長。
在3視野下實施該操作,並將每單位面積(mm2 )的Al晶累計周圍長之算術平均定為「Al晶之累計周長的平均值」。
在3視野下實施該操作,並將每單位面積(mm2 )的Al晶累計周圍長之算術平均定為「Al晶之累計周長的平均值」。
又,有關Al晶之面積分率,也能使用三谷商事製WinROOF2015(影像解析軟體)的自動形狀特徴測定功能來求出。具體來說,在上述Zn-Al-Mg合金層的背向散射電子影像中,使用該功能來算出經2值化而識別出的Al晶其面積分率(相對視野面積的面積分率)。然後,在3視野下實施該操作,將其算出平均定為Al晶之面積分率。
Al-Fe合金層之厚度是如下來測定。
將樣品埋入樹脂後進行研磨,並在鍍敷層剖面(沿鍍敷層厚度方向的切剖面)之SEM的背向散射電子影像(不過是以倍率5000倍、視野大小:縱50μm×橫200μm作為觀察Al-Fe合金層的視野)中,對於所鑑定的Al-Fe合金層之任意5處測定厚度。然後,將5處的算術平均定為界面合金層厚度。
將樣品埋入樹脂後進行研磨,並在鍍敷層剖面(沿鍍敷層厚度方向的切剖面)之SEM的背向散射電子影像(不過是以倍率5000倍、視野大小:縱50μm×橫200μm作為觀察Al-Fe合金層的視野)中,對於所鑑定的Al-Fe合金層之任意5處測定厚度。然後,將5處的算術平均定為界面合金層厚度。
接著,說明本揭露鍍敷鋼材的製造方法之一例。
本揭露之鍍敷鋼材是藉由下述而得:以熔融鍍敷法在基底鋼材(基底鋼板等)之表面(即單面或雙面)形成具有上述預定化學組成及金屬組織的鍍敷層而得。
具體來說,以下述條件施行熔融鍍敷處理作為一例。
首先,將鍍敷浴溫設為鍍敷浴的熔點+20℃以上,並自鍍敷浴將基底鋼材拉起後,在鍍敷浴溫起至鍍敷凝固開始溫度為止的溫度區域中,採用下述平均冷卻速度進行冷卻,該平均冷卻速度是比鍍敷凝固開始溫度起至鍍敷凝固開始溫度-30℃為止的溫度區域之平均冷卻速度還大。
接著,在鍍敷凝固開始溫度起至鍍敷凝固開始溫度-30℃為止的溫度區域中,以平均冷卻速度12℃/s以下進行冷卻。
接著,在鍍敷凝固開始溫度-30℃起至300℃為止的溫度區域中,採用下述平均冷卻速度進行冷卻,該平均冷卻速度是比鍍敷凝固開始溫度起至鍍敷凝固開始溫度-30℃為止的溫度區域之平均冷卻速度還大。
首先,將鍍敷浴溫設為鍍敷浴的熔點+20℃以上,並自鍍敷浴將基底鋼材拉起後,在鍍敷浴溫起至鍍敷凝固開始溫度為止的溫度區域中,採用下述平均冷卻速度進行冷卻,該平均冷卻速度是比鍍敷凝固開始溫度起至鍍敷凝固開始溫度-30℃為止的溫度區域之平均冷卻速度還大。
接著,在鍍敷凝固開始溫度起至鍍敷凝固開始溫度-30℃為止的溫度區域中,以平均冷卻速度12℃/s以下進行冷卻。
接著,在鍍敷凝固開始溫度-30℃起至300℃為止的溫度區域中,採用下述平均冷卻速度進行冷卻,該平均冷卻速度是比鍍敷凝固開始溫度起至鍍敷凝固開始溫度-30℃為止的溫度區域之平均冷卻速度還大。
亦即,本揭露鍍敷鋼材的製造方法之一例,是將鍍敷浴溫設為鍍敷浴的熔點+20℃以上,並從鍍敷浴將基底鋼材拉起後,以下述三階段冷卻條件對基底鋼材施行熔融鍍敷處理的方法;該三階段冷卻條件如下:將鍍敷浴溫起至鍍敷凝固開始溫度為止之溫度區域的平均冷卻速度定為A,將鍍敷凝固開始溫度起至鍍敷凝固開始溫度-30℃為止之溫度區域的平均冷卻速度定為B,將鍍敷凝固開始溫度-30℃起至300℃為止之平均冷卻速度定為C,此時,A>B,B≦12℃/s,C>B。
將鍍敷浴溫設為鍍敷浴之熔點+20℃以上,並從鍍敷浴將基底鋼材拉起,藉此會生成Al晶。
然後,在鍍敷凝固開始溫度起至鍍敷凝固開始溫度-30℃為止的溫度區域中以平均冷卻速度12℃/s以下進行冷卻,藉此,在Zn-Al-Mg合金層中會形成下述金屬組織:存在有Al晶且Al晶之累計周長的平均值為上述範圍。該平均冷卻速度之冷卻是透過例如以弱風吹送大氣的空冷來實施。
但是,從防止鍍敷沾黏到上輥(top roll)等之觀點來看,鍍敷凝固開始溫度起至鍍敷凝固開始溫度-30℃為止之溫度區域的平均冷卻速度下限值設為0.5℃/s以上。
然後,在鍍敷凝固開始溫度起至鍍敷凝固開始溫度-30℃為止的溫度區域中以平均冷卻速度12℃/s以下進行冷卻,藉此,在Zn-Al-Mg合金層中會形成下述金屬組織:存在有Al晶且Al晶之累計周長的平均值為上述範圍。該平均冷卻速度之冷卻是透過例如以弱風吹送大氣的空冷來實施。
但是,從防止鍍敷沾黏到上輥(top roll)等之觀點來看,鍍敷凝固開始溫度起至鍍敷凝固開始溫度-30℃為止之溫度區域的平均冷卻速度下限值設為0.5℃/s以上。
另外,鍍敷凝固開始溫度可透過下述方法來測定。自鍍敷浴採取樣品並以DSC將樣品加熱至鍍敷浴之熔點+20℃以上後,以10℃/min進行冷卻時,示差熱的峰值最早出現之溫度即為鍍敷凝固開始溫度。
本揭露之鍍敷鋼材的製造方法中,從鍍敷浴將基底鋼材拉起時的溫度(即鍍敷浴溫)起至鍍敷凝固開始溫度為止之溫度區域的平均冷卻速度,雖未特別限制,不過從防止鍍敷沾黏到上輥或抑制風紋等外觀不良等之觀點來看,設為0.5℃/s~20℃/s即可。
不過,鍍敷浴溫起至鍍敷凝固開始溫度為止之溫度區域的平均冷卻速度是設為:比鍍敷凝固開始溫度起至鍍敷凝固開始溫度-30℃為止之溫度區域的平均冷卻速度還大的平均冷卻速度。藉此,能易於增加Al晶之成核點,而能抑制Al晶過度粗大化。
不過,鍍敷浴溫起至鍍敷凝固開始溫度為止之溫度區域的平均冷卻速度是設為:比鍍敷凝固開始溫度起至鍍敷凝固開始溫度-30℃為止之溫度區域的平均冷卻速度還大的平均冷卻速度。藉此,能易於增加Al晶之成核點,而能抑制Al晶過度粗大化。
又,鍍敷凝固開始溫度-30℃起至300℃為止之溫度區域的平均冷卻速度也未特別限制,但從防止鍍敷沾黏到上輥等之觀點來看,設為0.5℃/s~20℃/s即可。
不過,鍍敷凝固開始溫度-30℃起至300℃為止之溫度區域的平均冷卻速度是設為:比鍍敷凝固開始溫度起至鍍敷凝固開始溫度-30℃為止之溫度區域的平均冷卻速度還大的平均冷卻速度。藉此,能抑制Al晶過度粗大化並確保加工性。
不過,鍍敷凝固開始溫度-30℃起至300℃為止之溫度區域的平均冷卻速度是設為:比鍍敷凝固開始溫度起至鍍敷凝固開始溫度-30℃為止之溫度區域的平均冷卻速度還大的平均冷卻速度。藉此,能抑制Al晶過度粗大化並確保加工性。
另外,與基底鋼材之間所形成的Al-Fe合金層,會在浸漬鍍敷後連1秒都不到的時間內便急速形成及成長。其成長速度會隨鍍敷浴溫越高而越大,且隨浸漬於鍍敷浴之時間越長而變得更大。但是,若鍍敷浴溫為小於500℃之溫度時,就幾乎不會成長,因此,縮短浸漬時間或凝固後馬上移至冷卻過程即可。
又,在鍍敷鋼材中,若一度使其凝固後再加熱而使鍍敷層再熔融,則構成相會全部消失而變成液相狀態。因此,例如,就算是一度實施急冷等過後的鍍敷鋼材,亦可於在離線(off-line)進行再加熱並進行適切熱處理之步驟,藉此也能實施本揭露所規定之組織控制。此時,鍍敷層的再加熱溫度宜先控制在鍍敷浴之熔點上附近,並控制在Al-Fe合金層不會過度成長之溫度區域。
以下,說明本揭露鍍敷鋼材所能適用的後處理。
本揭露之鍍敷鋼材亦可於鍍敷層上形成皮膜。皮膜可形成1層或2層以上。鍍敷層正上方之皮膜種類例如可舉鉻酸鹽皮膜、磷酸鹽皮膜、無鉻酸鹽皮膜。用以形成該等皮膜之鉻酸鹽處理、磷酸鹽處理、無鉻酸鹽處理可採已知方法進行。
鉻酸鹽處理如下有:利用電解形成鉻酸鹽皮膜之電解鉻酸鹽處理、利用與素材之反應形成皮膜後洗掉多餘處理液之反應型鉻酸鹽處理、將處理液塗佈於被塗物後不水洗即進行乾燥而形成皮膜之塗佈型鉻酸鹽處理。可採用任一處理。
電解鉻酸鹽處理可例示:使用鉻酸、氧化矽溶膠、樹脂(丙烯酸樹脂、乙烯酯樹脂、乙酸乙烯酯丙烯酸乳液、羧基化苯乙烯丁二烯乳膠、二異丙醇胺改質環氧樹脂等)、及硬質氧化矽之電解鉻酸鹽處理。
磷酸鹽處理可例示如磷酸鋅處理、磷酸鋅鈣處理、磷酸錳處理。
無鉻酸鹽處理以特別不對環境造成負荷為佳。無鉻酸鹽處理如下有:利用電解形成無鉻酸鹽皮膜之電解型無鉻酸鹽處理、利用與素材之反應形成皮膜後洗掉多餘處理液之反應型無鉻酸鹽處理、將處理液塗佈於被塗物後不水洗即進行乾燥而形成皮膜之塗佈型無鉻酸鹽處理。可採用任一處理。
此外,亦可於鍍敷層正上方之皮膜上具有1層或2層以上的有機樹脂皮膜。有機樹脂並未限定特定種類,例如可舉聚酯樹脂、聚胺甲酸酯樹脂、環氧樹脂、丙烯酸樹脂、聚烯烴樹脂或該等樹脂之改質物等。在此,改質物係使該等樹脂結構中所含反應性官能基與其他化合物(單體或交聯劑等)反應所得之樹脂;所述其他化合物是於結構中含有可與前述官能基進行反應之官能基。
所述有機樹脂可混合使用1種或2種以上有機樹脂(未改質者),亦可混合使用1種或2種以上於至少1種有機樹脂存在下將至少1種其他有機樹脂改質而得之有機樹脂。又,有機樹脂皮膜中亦可含有任意著色顏料及防鏽顏料。亦可使用可藉由溶解或分散於水中而水系化之物。
[實施例]
[實施例]
針對本揭露實施例進行說明,於實施例中之條件係確認本揭露之可實施性及效果所採用之一條件例,本揭露並不受限於該一條件例。只要不脫離本揭露之要旨並可達成本揭示之目的,本揭示即可採用各種條件。
(實施例)
為了獲得表1~表2所示化學組成的鍍敷層,使用預定量的純金屬鑄錠,並以真空熔解爐使鑄錠熔解後,在大氣中建置鍍敷浴。鍍敷鋼板的作製上,是使用批式熔融鍍敷裝置。
就基底鋼材來說,是使用2.3mm的一般材熱軋碳鋼板(C濃度>小於0.1%),於鍍敷步驟之前實施脫脂、酸洗。
又,在一些例中,基底鋼材是使用Ni預鍍敷鋼板,其在2.3mm的一般材熱軋碳鋼板上施予預鍍Ni。Ni附著量設為2g/m2 。另外,使用Ni預鍍敷鋼板作為基底鋼材之例,在表中「基底鋼材」之欄是標記為「預鍍Ni」。
為了獲得表1~表2所示化學組成的鍍敷層,使用預定量的純金屬鑄錠,並以真空熔解爐使鑄錠熔解後,在大氣中建置鍍敷浴。鍍敷鋼板的作製上,是使用批式熔融鍍敷裝置。
就基底鋼材來說,是使用2.3mm的一般材熱軋碳鋼板(C濃度>小於0.1%),於鍍敷步驟之前實施脫脂、酸洗。
又,在一些例中,基底鋼材是使用Ni預鍍敷鋼板,其在2.3mm的一般材熱軋碳鋼板上施予預鍍Ni。Ni附著量設為2g/m2 。另外,使用Ni預鍍敷鋼板作為基底鋼材之例,在表中「基底鋼材」之欄是標記為「預鍍Ni」。
在一些樣本製作中,至鍍敷浴浸漬時為止之步驟,是對基底鋼材實施相同的還元處理方法。亦即,在 N2
-H2
(5%)(露點-40℃以下、氧濃度小於25ppm)環境下,透過通電加熱來將基底鋼材從室溫增溫到800℃為止,並保持60秒後,吹送N2
氣體來冷卻至鍍敷浴溫+10℃後立即浸漬於鍍敷浴。
另外,所有鍍敷鋼板中,於鍍敷浴中的浸漬時間都是設為表中的時間。調整N2 氣體拭焊壓力以使鍍敷厚度達30μm(±1μm)來製作鍍敷鋼板。
另外,所有鍍敷鋼板中,於鍍敷浴中的浸漬時間都是設為表中的時間。調整N2 氣體拭焊壓力以使鍍敷厚度達30μm(±1μm)來製作鍍敷鋼板。
鍍敷浴溫基本上定在熔點+20℃,在一部分的水準進一步提高溫度後才鍍敷。鍍敷浴浸漬時間設為2秒。將基底鋼材從鍍敷浴拉起後,表1~表2所示下述第1~第3段平均冷卻速度作為表1~表2所示條件進行冷卻程序而獲得鍍敷層。
・第1段平均冷卻速度:自鍍敷浴溫起至鍍敷凝固開始溫度為止之溫度區域的平均冷卻速度
・第2段平均冷卻速度:自鍍敷凝固開始溫度起至鍍敷凝固開始溫度-30℃為止之溫度區域的平均冷卻速度
・第3段平均冷卻速度:自鍍敷凝固開始溫度-30℃起至300℃為止之溫度區域的平均冷卻速度
・第1段平均冷卻速度:自鍍敷浴溫起至鍍敷凝固開始溫度為止之溫度區域的平均冷卻速度
・第2段平均冷卻速度:自鍍敷凝固開始溫度起至鍍敷凝固開始溫度-30℃為止之溫度區域的平均冷卻速度
・第3段平均冷卻速度:自鍍敷凝固開始溫度-30℃起至300℃為止之溫度區域的平均冷卻速度
-各種測定-
從所獲得之鍍敷鋼板切出樣品。然後,依據已詳述之方法來測定下述事項。
・Al晶之累計周長的平均值(表中標記為「Al晶周圍長」)
・Al晶之面積分率
・Al-Fe合金層之厚度(惟,使用預鍍Ni鋼板作為基底鋼材之例中,是表示為Al-Ni-Fe合金層之厚度。)
從所獲得之鍍敷鋼板切出樣品。然後,依據已詳述之方法來測定下述事項。
・Al晶之累計周長的平均值(表中標記為「Al晶周圍長」)
・Al晶之面積分率
・Al-Fe合金層之厚度(惟,使用預鍍Ni鋼板作為基底鋼材之例中,是表示為Al-Ni-Fe合金層之厚度。)
-平面部耐蝕性-
為了對安定的平面部耐蝕性進行比較,是將製造樣本供應到腐蝕促進試驗(JASO M609-91)120循環,再浸漬於常溫30%鉻酸水溶液來除去白鏽,從腐蝕量來評價平面部耐蝕性。試驗是實施5次,並當平均腐蝕量在80g/m2 以下且n=5中腐蝕量最大值與最小值為平均值之±100%以內時,評價為「A+」;當平均腐蝕量在100g/m2 以下且n=5中腐蝕量最大值與與最小值為平均值之±100%以內時,評價為「A」;此等以外者評價為「NG」。
為了對安定的平面部耐蝕性進行比較,是將製造樣本供應到腐蝕促進試驗(JASO M609-91)120循環,再浸漬於常溫30%鉻酸水溶液來除去白鏽,從腐蝕量來評價平面部耐蝕性。試驗是實施5次,並當平均腐蝕量在80g/m2 以下且n=5中腐蝕量最大值與最小值為平均值之±100%以內時,評價為「A+」;當平均腐蝕量在100g/m2 以下且n=5中腐蝕量最大值與與最小值為平均值之±100%以內時,評價為「A」;此等以外者評價為「NG」。
-犧牲防蝕性(切斷部端面耐蝕性)-
為了對犧牲防蝕性(切斷部端面耐蝕性)進行比較,是將樣品剪切成50mm×100mm,並封住上下端面而供應至腐蝕促進試驗(JASO M609-91)120循環,再對側面部端面露出部產生紅鏽的面積率平均值進行評價。產生紅鏽面積率在50%以下者評價為「A+」,70%以下者評價為「A」,大於70%者評價為「NG」。
為了對犧牲防蝕性(切斷部端面耐蝕性)進行比較,是將樣品剪切成50mm×100mm,並封住上下端面而供應至腐蝕促進試驗(JASO M609-91)120循環,再對側面部端面露出部產生紅鏽的面積率平均值進行評價。產生紅鏽面積率在50%以下者評價為「A+」,70%以下者評價為「A」,大於70%者評價為「NG」。
-加工性-
為了評價鍍敷層的加工性,是對鍍敷鋼板進行90°V彎曲,再將寬24mm的玻璃紙膠帶壓抵於V彎曲谷部後剝離,並以肉眼來評價粉碎。膠帶上未附著粉化剝離粉者評價為「A」,略有附著者評價為「A-」,有附著者評價為「NG」。
為了評價鍍敷層的加工性,是對鍍敷鋼板進行90°V彎曲,再將寬24mm的玻璃紙膠帶壓抵於V彎曲谷部後剝離,並以肉眼來評價粉碎。膠帶上未附著粉化剝離粉者評價為「A」,略有附著者評價為「A-」,有附著者評價為「NG」。
-總合評價-
平面部耐蝕性、犧牲防蝕性及加工性評價的評價結果全部是「A」、「A+」或「A-」之例,評價為「A」;只要有一個「NG」,就評價為「NG」。
平面部耐蝕性、犧牲防蝕性及加工性評價的評價結果全部是「A」、「A+」或「A-」之例,評價為「A」;只要有一個「NG」,就評價為「NG」。
實施例一覽列示於表1~表2。
[表1]
[表2]
從上述結果可知,相較於比較例,符合本揭露之鍍敷鋼材的實施例具有安定的平面部耐蝕性。
尤其可知,就算滿足本揭露鍍敷層的化學組成但平均冷卻速度未變更而為15℃/s的比較例(試驗No70),其Al晶之累計周長的平均值變得過大,而無法獲得安定的平面部耐蝕性。
另一方面可知,第2段平均冷卻速度過低的比較例(比較例No.71)、平均冷卻速度只變更2階段的比較例(試驗No72)、平均冷卻速度未變更而為6℃/s的比較例(試驗No73),其等Al晶之累計周長的平均值變得過小而加工性劣化。
尤其可知,就算滿足本揭露鍍敷層的化學組成但平均冷卻速度未變更而為15℃/s的比較例(試驗No70),其Al晶之累計周長的平均值變得過大,而無法獲得安定的平面部耐蝕性。
另一方面可知,第2段平均冷卻速度過低的比較例(比較例No.71)、平均冷卻速度只變更2階段的比較例(試驗No72)、平均冷卻速度未變更而為6℃/s的比較例(試驗No73),其等Al晶之累計周長的平均值變得過小而加工性劣化。
以上,參照附圖同時詳細說明本揭露適宜的實施形態,不過,本揭露並不限定於相關例子。應理解的是,本揭露所屬技術領域中具有通常知識者在申請專利範圍所記載的技術思想範疇內自然是能想到各種變更例或修正例,而此等當然亦屬於本揭露之技術的範圍。
符號說明乃如下所述。
Al Al晶
Zn-Al Zn-Al相
MgZn2 MgZn2 相
Zn-Eu Zn系共晶相
Al Al晶
Zn-Al Zn-Al相
MgZn2 MgZn2 相
Zn-Eu Zn系共晶相
另外,本說明書係參照日本專利申請案第2018-094481號之揭露整體並納於其中。
本說明書所記載之全部文獻、專利申請案及技術規格係以與具體且個別記載個別文獻、專利申請案及技術規格以參照方式納入之情況相同程度,以參照方式納入本說明書中。
本說明書所記載之全部文獻、專利申請案及技術規格係以與具體且個別記載個別文獻、專利申請案及技術規格以參照方式納入之情況相同程度,以參照方式納入本說明書中。
Al‧‧‧Al晶
Zn-Al‧‧‧Zn-Al相
MgZn2‧‧‧MgZn2相
Zn-Eu‧‧‧Zn系共晶相
圖1是一SEM的背向散射電子影像(倍率100倍),顯示本揭露之鍍敷鋼材之Zn-Al-Mg合金層的一例。
圖2是一SEM的背向散射電子影像(倍率500倍),顯示本揭露之鍍敷鋼材之Zn-Al-Mg合金層的一例。
圖3是一SEM的背向散射電子影像(倍率10000倍),顯示本揭露之鍍敷鋼材之Zn-Al-Mg合金層的一例。
圖4是一顯示下述圖像之一例的圖,該圖像是對本揭露之鍍敷鋼材之Zn-Al-Mg合金層的背向散射電子影像(SEM的背向散射電子影像),進行圖像處理(2值化(binarization))以使Al晶能被辨識出來。
Claims (2)
- 一種鍍敷鋼材,具有:基底鋼材、及配置於前述基底鋼材之表面且含有Zn-Al-Mg合金層的鍍敷層; 前述鍍敷層具有由下述所構成的化學組成:以質量%計, Zn:大於65.0%、 Al:大於5.0%~小於25.0%、 Mg:大於3.0%~小於12.5%、 Sn:0.1%~20.0%、 Bi:0%~小於5.0%、 In:0%~小於2.0%、 Ca:0%~3.00%、 Y:0%~0.5%、 La:0%~小於0.5%、 Ce:0%~小於0.5%、 Si:0%~小於2.5%、 Cr:0%~小於0.25%、 Ti:0%~小於0.25%、 Ni:0%~小於0.25%、 Co:0%~小於0.25%、 V:0%~小於0.25%、 Nb:0%~小於0.25%、 Cu:0%~小於0.25%、 Mn:0%~小於0.25%、 Fe:0%~5.0%、 Sr:0%~小於0.5%、 Sb:0%~小於0.5%、 Pb:0%~小於0.5%、 B:0%~小於0.5%、及 不純物; 將Zn-Al-Mg合金層之表面研磨至層厚的1/2後,透過掃描型電子顯微鏡以倍率100倍進行觀察時,所獲得之Zn-Al-Mg合金層的背向散射電子影像中,存在有Al晶,且前述Al晶之累計周長的平均值為88~195mm/mm2 。
- 如請求項1之鍍敷鋼材,其中,前述鍍敷層在前述基底鋼材與前述Zn-Al-Mg合金層之間具有厚度0.05~5μm的Al-Fe合金層。
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