(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼板表層に溶融亜鉛めっき層または合金化溶融亜鉛めっき層を有する溶融亜鉛めっき鋼板であって、
前記鋼板が、mass％で、
Ｃ：0.05〜0.20％、                Si：0.3 〜1.8 ％、
Mn：1.0 〜3.0 ％
を含み、残部Feおよび不可避的不純物からなる組成と、体積率で30％以上のフェライト、体積率で20％以上の焼戻マルテンサイト、体積率で２％以上の残留オーステナイトおよび低温変態相からなる複合組織を有し、かつ、前記低温変態相が、少なくとも体積率で５％以上のマルテンサイトを含み、
歪速度２×103 ／ｓで引張変形させた時の伸び10％における瞬間ｎ値が0.35以上を有することを特徴とする延性および耐衝突特性に優れた高張力溶融亜鉛めっき鋼板。
【請求項２】
前記組成に加え、さらに、下記（ａ群）〜（ｄ群）のうちから選ばれた１群または２群以上を含有することを特徴とする請求項１に記載の延性および耐衝突特性に優れた高張力溶融亜鉛めっき鋼板。
記
（ａ群）：Cr、Moのうちの１種または２種を合計で、0.05〜1.0 mass％、
（ｂ群）：Ｂを0.003 mass％以下、
（ｃ群）：Ca、REM のうちから選ばれた１種または２種を合計で、0.01mass％以下
（ｄ群）：Ti、 Nb 、Ｖのうちから選ばれた１種または２種以上を合計で、0.01〜0.2 mass％
【請求項３】
mass％で、
Ｃ：0.05〜0.20％、                Si：0.3 〜1.8 ％、
Mn：1.0 〜3.0 ％
を含み、残部Feおよび不可避的不純物からなる組成を有する鋼板に、（Ａc3変態点−50℃) 以上の温度域で５sec 以上保持する一次加熱処理を施した後、10℃／ｓ以上の冷却速度でＭs 点以下の温度まで冷却する一次工程と、次いで、(Ac1変態点〜Ac3 変態点) の温度域で５〜120sec間保持する二次加熱処理を施した後、５℃／ｓ以上の冷却速度で500 ℃以下の温度まで冷却する二次工程と、次いで溶融亜鉛めっき処理を施し、前記鋼板表層に溶融亜鉛めっき層を形成した後、10℃／ｓ超えの冷却速度で300 ℃まで冷却する三次工程とを順次施すことを特徴とする、組織が体積率で30％以上のフェライト、体積率で20％以上の焼戻マルテンサイト、体積率で２％以上の残留オーステナイトおよび体積率で５％以上のマルテンサイトを含む低温変態相からなる複合組織で、歪速度2 ×103 ／ｓで引張変形させた時の伸び10％における瞬間ｎ値が0.35以上を有する延性および耐衝突特性に優れた高張力溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
【請求項４】
前記三次工程が、溶融亜鉛めっき処理を施し前記鋼板表層に溶融亜鉛めっき層を形成した後、450 ℃〜550 ℃の温度域まで再加熱して溶融亜鉛めっき層の合金化処理を施し、該合金化処理後、10℃／ｓ超えの冷却速度で300 ℃まで冷却する工程であることを特徴とする請求項３に記載の延性および耐衝突特性に優れた高張力溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
【請求項５】
前記組成に加え、さらに、下記（ａ群）〜（ｄ群）のうちから選ばれた１群または２群以上を含有することを特徴とする請求項３または４に記載の延性および耐衝突特性に優れた高張力溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
記
（ａ群）：Cr、Moのうちの１種または２種を合計で、0.05〜1.0 mass％、
（ｂ群）：Ｂを0.003 mass％以下、
（ｃ群）：Ca、REM のうちから選ばれた１種または２種を合計で、0.01mass％以下
（ｄ群）：Ti、 Nb 、Ｖのうちから選ばれた１種または２種以上を合計で、0.01〜0.2 mass％、
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高張力溶融亜鉛めっき鋼板に係わり、特に連続溶融亜鉛めっきラインで製造される高張力溶融亜鉛めっき鋼板の延性および耐衝突特性の向上に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、地球環境の保全という観点から、自動車の燃費改善が要求されている。さらに加えて、衝突時に乗員を保護するため、自動車車体の安全性向上も要求されている。このようなことから、自動車車体の軽量化および自動車車体の強化が積極的に進められている。自動車車体の軽量化と強化を同時に満足させるには、部品素材を高強度化することが効果的であると言われており、最近では高張力鋼板が自動車部品に積極的に使用されている。
【０００３】
鋼板を素材とする自動車部品の多くがプレス加工によって成形されるため、自動車部品用鋼板には優れたプレス成形性が要求される。優れたプレス成形性を実現するには、第一義的には高い延性を確保することが肝要であり、延性に優れた高張力鋼板が求められている。
また、最近では、自動車の安全性も重視され、そのために衝突時における安全性の目安となる耐衝突特性の向上も要求されている。このため、自動車部品用鋼板には、優れた延性および耐衝突特性を兼備することも強く求められている。
【０００４】
一方、自動車部品は、適用部位によっては高い耐食性も要求される。高い耐食性が要求される部位に適用される部品の素材には、溶融亜鉛めっき鋼板が好適である。
したがって、自動車車体の軽量化および強化をより一層推進するためには、耐食性に優れ、しかも延性および耐衝突特性に優れる高張力溶融亜鉛めっき鋼板が必要不可欠な素材となっている。
【０００５】
延性に優れる高張力鋼板としては、フェライトとマルテンサイトの複合組織を有する二相組織鋼板が代表的である。また、近年では残留オーステナイトに起因する変態誘起塑性を利用した高延性鋼板も実用化の段階に至っている。しかし、多くの連続溶融亜鉛めっきラインは、焼鈍設備とめっき設備を連続化して設置している。この連続化されためっき工程の存在により、焼鈍後の冷却はめっき温度で中断され、工程を通じた平均冷却速度も必然的に小さくなる。したがって、連続溶融亜鉛めっきラインで製造される鋼板では、冷却速度の大きい冷却条件下で生成するマルテンサイトや残留オーステナイトをめっき後の鋼板中に含有させることは難しい。このため、これらの相を有する高張力溶融亜鉛めっき鋼板を連続溶融亜鉛めっきラインにて製造することは、一般には困難である。
【０００６】
このような状況で、連続溶融亜鉛めっきラインを利用して、高張力溶融亜鉛めっき鋼板を製造する方法としては、Cr、Mo等の焼入れ性向上元素を多量に含有する組成の鋼板をめっき母板として、低温変態相の生成を容易とする方法が有効である。しかし、そのような合金元素の多量添加は製造コストの上昇を招くという問題がある。
【０００７】
このような問題に対し、例えば、特公昭62-40405号公報には、連続溶融亜鉛めっきラインにおいてＡc1〜Ａc3変態点間の加熱温度より溶融亜鉛めっきを施すまで、および合金化処理後300 ℃以下まで冷却する冷却工程における冷却速度を、所定の臨界冷却速度以上とすることにより低温変態相を利用した組織強化型高張力溶融亜鉛めっき鋼板を製造する方法が提案されている。しかし、特公昭62-40405号公報に記載された技術で得られる組織強化型高張力溶融亜鉛めっき鋼板は、延性面で、現状の自動車部品用鋼板等の要求を十分に満足できるものであるとはいえない。さらに、これら製造条件は、連続溶融亜鉛めっきラインにおいて適用するには操業上問題を残していた。
【０００８】
成形性に優れる高張力鋼板として、焼戻マルテンサイトを主体とする組織を利用した鋼板が提案されている。
例えば、特開平6-93340 号公報には、熱延鋼板を冷間圧延したのち、再結晶温度以上かつＡc1変態点以上に加熱保持し、その後溶融亜鉛槽に至るまでの間に、Ｍs 点以下に急冷し、鋼板中に部分的あるいは全部分マルテンサイトを生成させ、ついでＭs 点以上の温度であって少なくとも溶融亜鉛浴温度および合金化炉温度に加熱し焼戻しマルテンサイトを生成させる、伸びフランジ性に優れた高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法が提案されている。
【０００９】
また、特開平6-108152号公報には、熱延および冷延後、（Ａc3変態点−50℃）〜900 ℃の温度に少なくとも１ｓ以上保持する事を含む再結晶焼鈍工程と、亜鉛めっきを施す工程と、Ａc1変態点以下250 ℃以上で再加熱処理を施す工程とを有し、再結晶焼鈍工程後で、再加熱処理工程前に、Ｍs 点より高い温度から所定の臨界冷却速度以上で、少なくともＭs 点以下まで冷却することを特徴とする、焼戻しマルテンサイト組織を有する曲げ加工性に優れた高強度溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法が提案されている。
【００１０】
しかしながら、特開平6-93340 号公報や特開平6-108152号公報に記載された技術で得られる高張力溶融亜鉛めっき鋼板は、伸びフランジ性や曲げ加工性には優れるものの、自動車部品用素材として広く使用される鋼板としては、延性の面で十分に満足できるものではなかった。
一方、耐衝突特性に優れた高張力鋼板としては、例えば、特開平9-111396号公報には、Ｃ：0.05〜0.20％以下、Si：0.01〜1.50％、Mn：0.5 〜3.0 ％、を含有し、さらにCr、Moのうちの１種または２種、Ti、Nbのうちの１種または２種を含み、平均粒径３μm 以下のマルテンサイトと平均粒径５μm 以下のフェライトとの２相組織からなり、前記マルテンサイトを５〜30％含む耐衝撃性に優れる自動車用高張力熱延鋼板が提案されている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平9-111396号公報に記載された鋼板を用いて、通常の連続溶融亜鉛めっきラインで溶融亜鉛めっき鋼板としても、連続溶融亜鉛めっきラインにおける冷却速度が遅く、めっき後の鋼板中にマルテンサイトを含有させることは難しく、延性と耐衝撃性を両立させた溶融亜鉛めっき鋼板を得ることはできていない。
【００１２】
本発明は、上記従来技術が抱える問題点を解決し、自動車部品用素材として好適な、優れた延性および耐衝突特性を有する高張力溶融亜鉛めっき鋼板およびその製造方法を提供することを目的とする。なお、本発明における高張力溶融亜鉛めっき鋼板は、連続溶融亜鉛めっきラインを利用して製造されることが望ましい。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
まず、本発明者らは、連続溶融亜鉛めっきラインを用いて上記した課題を解決するため、延性、耐衝突特性におよぼす鋼板の組成およびミクロ組織の影響について、鋭意研究を重ねた。その結果、溶融亜鉛めっき処理後に得られる高張力溶融亜鉛めっき鋼板の組織を、フェライト、焼戻マルテンサイト、残留オーステナイト、低温変態相とからなる複合組織とし、複合組織中の各相の体積率を所定の比率とすることにより、優れた延性を発現させることが可能であることを知見した。また、複合組織の低温変態相を、体積率で少なくとも５％以上のマルテンサイトを含むものとすることにより、歪速度２×103 ／ｓで引張変形させた時の伸び10％における瞬間ｎ値（本発明では、瞬間ｎ値を動的ｎ値ともいう）が0.35以上となり、延性に加えて耐衝突特性が向上することを見いだした。
【００１４】
さらに、本発明者らは、化学成分を所定の範囲に調整した鋼板を、まずラス状のマルテンサイトを含む組織としたうえで、さらに連続溶融亜鉛めっきラインにて所定の条件下で再加熱処理およびめっき処理を施し、鋼板組織が、所定の体積率範囲内のフェライト、焼戻マルテンサイト、残留オーステナイト、低温変態相からなる複合組織とし、とくに低温変態相が、体積率で少なくとも５％以上のマルテンサイトを含むことにより、動的ｎ値が0.35以上となり、延性に加えて耐衝突特性が向上した高張力溶融亜鉛めっき鋼板とすることが可能であることを見いだした。
【００１５】
本発明でいう動的ｎ値とは、本発明者らが鋼板の耐衝突安全性の指標として導入したものであり、この動的ｎ値を用いることにより、鋼板の耐衝突安全性を従来より一層的確に評価することができる。
従来、耐衝突安全性は、強度との関連で考察され、強度が高ければ耐衝突安全性が高いとされてきたが、必ずしも強度と安全性は一義的な関係にあるわけではない。そこで、本発明者らは、耐衝突安全性の評価について、さらに検討した。
【００１６】
その結果、自動車の衝突時のエネルギーを、車体等を構成する鋼板でより多く吸収させるためには、高歪速度（２×103 ／ｓ）で引張変形させた場合の伸び10％における鋼板のｎ値（瞬間ｎ値）を高くすることが有効であることを見いだした。自動車の衝突時には、車体に加わる歪速度は２×103 ／ｓまでに高くなる。本発明者らは、この伸び10％における瞬間ｎ値を動的ｎ値とし、この動的ｎ値を0.35以上とすることにより、耐衝突特性が顕著に向上するという知見を得た。
【００１７】
本発明は上記した知見に基づいて構成されたものである。
すなわち、第１の本発明は、鋼板表層に溶融亜鉛めっき層または合金化溶融亜鉛めっき層を有する溶融亜鉛めっき鋼板であって、歪速度２×103 ／ｓで引張変形させた時の伸び10％における瞬間ｎ値が0.35以上を有することを特徴とする延性および耐衝突特性に優れた高張力溶融亜鉛めっき鋼板であり、前記鋼板が、mass％で、Ｃ：0.05〜0.20％、Si：0.3 〜1.8 ％、Mn：1.0 〜3.0 ％を含み、残部Feおよび不可避的不純物からなる組成と、体積率で30％以上のフェライト、体積率で20％以上の焼戻マルテンサイト、体積率で２％以上の残留オーステナイトおよび低温変態相からなる複合組織を有し、かつ、前記低温変態相が、少なくとも体積率で５％以上のマルテンサイトを含む。また、第１の本発明では、前記組成に加え、さらに、次（ａ群）〜（ｄ群）
（ａ群）：Cr、Moのうちの１種または２種を合計で、0.05〜1.0 mass％、
（ｂ群）：Ｂを0.003 mass％以下、
（ｃ群）：Ca、REM のうちから選ばれた１種または２種を合計で、0.01mass％以下
（ｄ群）：Ti、 Nb 、Ｖのうちから選ばれた１種または２種以上を合計で、0.01〜0.2 mass％
のうちから選ばれた１群または２群以上を含有することが好ましい。
【００１８】
また、第２の本発明は、mass％で、Ｃ：0.05〜0.20％、Si：0.3 〜1.8 ％、Mn：1.0 〜3.0 ％を含み、残部Feおよび不可避的不純物からなる組成を有する鋼板に、（Ａc3変態点−50℃) 以上の温度域で５sec 以上保持する一次加熱処理を施した後、10℃／ｓ以上の冷却速度でＭs 点以下の温度まで冷却する一次工程と、次いで、(Ac1変態点〜Ac3 変態点) の温度域で５〜120sec間保持する二次加熱処理を施した後、５℃／ｓ以上の冷却速度で500 ℃以下の温度まで冷却する二次工程と、次いで溶融亜鉛めっき処理を施し、前記鋼板表層に溶融亜鉛めっき層を形成した後、10℃／ｓ超えの冷却速度で300 ℃まで冷却する三次工程とを順次施すことを特徴とする、組織が体積率で30％以上のフェライト、体積率で20％以上の焼戻マルテンサイト、体積率で２％以上の残留オーステナイトおよび体積率で５％以上のマルテンサイトを含む低温変態相からなる複合組織で、歪速度２×103 ／ｓで引張変形させた時の伸び10％における瞬間ｎ値が0.35以上を有する延性および耐衝突特性に優れた高張力溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法であり、また第２の本発明では、前記三次工程が、溶融亜鉛めっき処理を施し前記鋼板表層に溶融亜鉛めっき層を形成した後、450 ℃〜550 ℃の温度域まで再加熱して溶融亜鉛めっき層の合金化処理を施し、該合金化処理後、10℃／ｓ超えの冷却速度で300 ℃まで冷却する工程であることが好ましい。また、第２の本発明では、前記組成に加え、さらに、次（ａ群）〜（ｄ群）
（ａ群）：Cr、Moのうちの１種または２種を合計で、0.05〜1.0 mass％、
（ｂ群）：Ｂを0.003 mass％以下、
（ｃ群）：Ca、REM のうちから選ばれた１種または２種を合計で、0.01mass％以下
（ｄ群）：Ti、 Nb 、Ｖのうちから選ばれた１種または２種以上を合計で、0.01〜0.2 mass％、
のうちから選ばれた１群または２群以上を含有することが好ましい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の高張力溶融亜鉛めっき鋼板は、鋼板表層に溶融亜鉛めっき層または合金化溶融亜鉛めっき層を有する溶融亜鉛めっき鋼板である。
まず、本発明に用いる鋼板の組成限定理由について説明する。なお、mass％を単に％と記す。
【００２０】
Ｃ：0.05〜0.20％
Ｃは、鋼の高強度化に必須の元素であり、さらに残留オーステナイトや低温変態相の生成に効果があり、不可欠の元素である。しかし、Ｃ含有量が0.05％未満では所望の高強度化が得られず、一方、O.20％を超えると、溶接性の劣化を招く。このため、Ｃは0.05〜0.20％の範囲に限定した。
【００２１】
Si：0.3 〜1.8 ％
Siは、固溶強化により鋼を強化するとともに、オーステナイトを安定化し、残留オーステナイト相の生成を促進する作用を有する。このような作用は、Si含有量がO.3 ％以上で認められる。一方、1.8 ％を超えて含有すると、めっき性が顕著に劣化する。このため、Siは0.3 〜1.8 ％の範囲に限定した。
【００２２】
Mn：1.0 〜3.0 ％
Mnは、固溶強化により鋼を強化するとともに、鋼の焼入性を向上し、残留オーステナイトや低温変態相の生成を促進する作用を有する。このような作用は、Mn含有量が1.0 ％以上で認められる。一方、3.0 ％を超えて含有しても効果が飽和し、含有量に見合う効果が期待できなくなりコストの上昇を招く。このため、Mnは1.0 〜3.0 ％の範囲に限定した。
【００２３】
さらに、本発明の鋼板では、必要に応じて、上記した化学成分に加え、下記に示す（ａ群）〜（ｄ群）のうちの１群または２群以上を含有することができる。
（ａ群）：Cr、Moのうちの１種または２種を合計で、0.05〜1.0 ％
Cr、Moは、いずれも鋼の焼入性を向上し、低温変態相の生成を促進する作用を有する元素であり、必要に応じ含有できる。このような作用は、Cr、Moのうちの１種または２種を合計で0.05％以上含有して認められる。一方、Cr、Moのうちの１種または２種を合計で1.0 ％を超えて含有しても効果が飽和し、含有量に見合う効果が期待できず、経済的に不利となる。このため、Cr、Moのうちの１種または２種を合計で0.05〜1.0 ％の範囲に限定するのが望ましい。なお、より好ましい範囲はCr、Moのうちの１種または２種を合計で0.05〜0.5 ％である。
【００２４】
（ｂ群）：Ｂ：0.003 ％以下
Ｂは、鋼の焼入性を向上する作用を有する元素であり、必要に応じ含有できる。しかし、Ｂ含有量が0.003 ％を超えると、効果が飽和するため、Ｂは0.003 ％以下に限定するのが望ましい。なお、より望ましいは範囲は0.001 〜0.002 ％である。
【００２５】
（ｃ群）：Ca、REM のうちから選ばれた１種または２種を合計で、0.01％以下
Ca、REM は、硫化物系介在物の形態を制御する作用を有し、これにより鋼板の伸びフランジ性を向上させる効果を有し、必要に応じ含有できる。このような効果はCa、REM のうちから選ばれた１種または２種の含有量が合計で、0.01％を超えると飽和する。このため、Ca、REM のうちの１種または２種の含有量は、合計で0.01％以下に限定するのが好ましい。なお、より好ましい範囲は0.001 〜0.005 ％である。
【００２６】
（ｄ群）：Ti、 Nb 、Ｖのうちから選ばれた１種または２種以上を合計で、0.01〜0.2 ％
Ti、Nb、Ｖは、鋼中で炭窒化物を形成し、これら炭窒化物による析出強化により鋼を高強度化する効果を有するとともに、結晶粒径を微細化する効果も有しており、必要に応じて含有できる。このような効果は、Ti、Nb、Ｖのうちから選ばれた１種または２種以上を合計で、0.01％以上で認められる。一方、合計で0.2 ％を超えて含有しても効果が飽和し、含有量に見合う効果が期待できず、経済的に不利となる。このため、Ti、Nb、Ｖのうちの１種または２種以上の含有量は、合計で、0.01〜0.2 ％の範囲に限定するのが好ましい。
【００２７】
本発明に用いる鋼板では、上記した化学成分以外の残部は、Feおよび不可避的不純物からなる。不可避的不純物としては、Al：0.1 ％以下、Ｐ：0.05％以下、Ｓ：0.02％以下が許容できる。
さらに、本発明の鋼板は、上記した組成と（１）フェライト、（２）焼戻マルテンサイト、（３）残留オーステナイトおよび（４）低温変態相からなる複合組織を有する鋼板である。これら各相が混在共存する複合組織とすることにより、鋼板の延性向上等の効果が発現する。なお、本発明における焼戻マルテンサイトとは、ラス状のマルテンサイトを加熱した際に生成する相を指す。
【００２８】
（１）フェライト
フェライトは、軟質な相であり、高い変形能を有し、鋼板の延性を向上させる。本発明の鋼板では、このようなフェライトを、体積率で30％以上含有する。フェライト量が30％未満では、顕著な延性向上効果が期待できない。このため、複合組織中のフェライト量は30％以上に限定した。なお、フェライト量が70％を超えると、多相複合組織化による利点が得にくくなるため、フェライト量は70％以下とするのが望ましい。
【００２９】
（２）焼戻マルテンサイト
焼戻マルテンサイトは、焼戻前のラス状マルテンサイトのラス形態を引き継いだ微細な内部構造を有することが特徴である。焼戻マルテンサイトは、焼戻しによって軟質化しており、十分な塑性変形能を有するため、鋼板の延性向上に有効な相である。本発明の鋼板では、このような焼戻マルテンサイトを、体積率で20％以上含有する。焼戻マルテンサイト量が20％未満では、前記した効果が十分に期待できない。このため、複合組織中の焼戻マルテンサイト量は20％以上に限定した。なお、焼戻マルテンサイト量が60％を超えると、多相複合組織化による利点が得にくくなるため、焼戻マルテンサイト量は60％以下とするのが望ましい。
【００３０】
（３）残留オーステナイト
残留オーステナイトは、加工時にマルテンサイトに歪誘起変態し、局所的に加えられた加工歪を広く分散させ、鋼板の延性を向上させる作用を有する。本発明の鋼板では、このような残留オーステナイトを、体積率で２％以上含有する。残留オーステナイト量が２％未満では、顕著な延性の向上が期待できない。このため、残留オーステナイト量は２％以上に限定した。また、残留オーステナイト量は、好ましくは５％以上である。なお、残留オーステナイト量は多いほどよいが、実際的には10％以下である。
【００３１】
（４）低温変態相
本発明でいう低温変態相とは、焼き戻しされていないマルテンサイトあるいはべイナイトを指す。
マルテンサイト、べイナイトとも硬質相であり、組織強化によって鋼板強度を増加させる作用を有する。また、変態生成時に可動転位の発生を伴うため、鋼板の降伏比を低下させる作用も有する。なお、前記作用を十分に得るためには、低温変態相はマルテンサイトとするのが好適である。
【００３２】
さらに、本発明者らは、マルテンサイトが、動的ｎ値を高める効果を有することを新たに見いだした。低温変態相として、マルテンサイトを体積率で少なくとも５％以上含むことにより、動的ｎ値を0.35以上とすることができ、耐衝突特性が大幅に改善される。このため、低温変態相として、マルテンサイトの含有を体積率で５％以上に限定するのが好ましい。耐衝撃特性としては、マルテンサイト量は多いほどよいが、実際的には20％以下である。
【００３３】
一方、低温変態相として、ベイナイトは、動的ｎ値を低下させる傾向を有しているため、耐衝突特性の改善にはできるだけ少ないほうが好ましい。
本発明においては、低温変態相の量はとくに限定せず、鋼板の強度に応じて適宜配分すればよく、好ましくは体積率で５〜20％である。なお、ベイナイトは０〜５％とするのが好ましい。
【００３４】
本発明の高張力溶融亜鉛めっき鋼板は、上記した組成および上記した複合組織を有する鋼板の表層に、溶融亜鉛めっき層、または合金化溶融亜鉛めっき層が形成されためっき鋼板である。めっき層の付着量（目付量）は、使用部位による耐食性要求により適宜決定すればよく、とくに規定されない。自動車部品に使用される鋼板では、溶融亜鉛めっき層の付着量は30〜120 g/m2とするのが好ましい。
【００３５】
次に、本発明の高張力溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法について説明する。
まず、上記した組成を有する鋼を溶製し、通常の公知の方法で鋳造し鋳片となし、次いで通常の公知の方法で熱間圧延、あるいはさらに冷間圧延して、鋼板とする。また、必要に応じて、酸洗あるいは焼鈍等の工程を加えることができる。本発明では、上記した組成を有する鋼板に、一次加熱処理後冷却しラス状マルテンサイトを含有する組織とする一次工程（▲１▼）と、次いで連続溶融亜鉛めっきラインにて二次加熱処理を施し、一次工程で形成されたラス状マルテンサイトの焼戻しと、三次工程後に残留オーステナイトおよび低温変態相を生成するための鋼板組織の一部再オーステナイト化を図る二次工程（▲２▼）とを施し、しかる後亜鉛めっき処理を施し、冷却して残留オーステナイトおよび低温変態相の生成を図る三次工程（▲３▼）を施し、延性および耐衝突特性に優れる高張力溶融亜鉛めっき鋼板を得る。
【００３６】
▲１▼一次工程
一次工程では、鋼板に（Ａc3変態点−50℃）以上、好ましくは（Ａc3変態点＋100 ℃）以下の温度域に少なくとも５sec 以上保持する一次加熱処理を施した後、Ｍs 点以下の温度まで10℃／ｓ以上の冷却速度で鋼板を急冷する。この一次工程により、鋼板中にラス状マルテンサイトが生成される。三次工程後の鋼板中に、フェライト、焼戻マルテンサイト、残留オーステナイト、低温変態相の均一微細な複合組織を得るためには、一次工程後の鋼板組織を、ラス状のマルテンサイトを含む組織とすることが必要である。
【００３７】
一次加熱処理の加熱保持温度が（Ａc3変態点−50℃）未満、あるいは保持時間が５sec 未満では、加熱保持中に生成するオーステナイト量が少なく、冷却後に得られるラス状マルテンサイト量が不足する。なお、一次加熱処理の加熱保持温度は、ラス状マルテンサイトの微細化の観点から、好ましくは（Ａc3変態点＋100 ℃）以下である。また、保持時間は120 sec 以下とするのが好ましい。
【００３８】
また、一次加熱処理後の冷却速度が10℃／ｓ未満では、冷却後の鋼板組織をラス状マルテンサイトを含む組織とすることができない。なお、一次加熱処理後の冷却速度は、鋼板の形状を良好に保つためには100 ℃／ｓ以下とするのが望ましい。
なお、めっき母板として、最終圧延が（Ar3 変態点−50℃）以上の温度で行われた熱延鋼板を使用する場合には、最終圧延後の冷却時に、Ms点以下の温度まで10℃／ｓ以上の冷却速度で急冷することにより、この一次工程を代替することができる。
【００３９】
▲２▼二次工程
二次工程では、一次工程によりラス状マルテンサイトを生成させた鋼板に、さらに Ac1変態点〜Ac3 変態点の温度域で５〜120sec間保持する二次加熱処理を施した後、５℃／ｓ以上の冷却速度で500 ℃以下の温度まで冷却する。この二次工程により、一次工程で形成されたマルテンサイトを焼戻マルテンサイトとするとともに、三次工程後に残留オーステナイトおよび低温変態相を生成するための鋼板組織の一部再オーステナイト化を図る。
【００４０】
二次加熱処理における加熱保持温度がＡc1変態点未満では、オーステナイトが再生成せず、三次工程後に残留オーステナイトや低温変態相が得られない。また、保持温度がＡc3変態点を超えると、鋼板組織の全オーステナイト化を招き、焼戻マルテンサイトが消失する。また、二次加熱処理における加熱保持時間が５sec 未満ではオーステナイトの再生成が不十分であるため、三次工程後に十分な量の残留オーステナイトが得られない。また、加熱保持時間が120secを超えると、焼戻マルテンサイトの再オーステナイト化が進行し、必要量の焼戻マルテンサイトを得ることが困難となる。
【００４１】
また、二次加熱処理後の500 ℃までの温度範囲での冷却速度が５℃／ｓ未満では二次加熱処理にて生成したオーステナイトがフェライトやパーライトに変態し、残留オーステナイトや低温変態相とならない。マルテンサイト量を多くするためには、二次加熱処理後の冷却速度は10℃／ｓ以上とするのが好ましく、より好ましくは20℃／ｓ以上である。なお、二次加熱処理後の冷却速度は鋼板形状を良好に保つために100 ℃／ｓ以下とするのが好ましい。
【００４２】
なお、この二次工程は、焼鈍設備と溶融亜鉛めっき設備を兼ね備えた連続溶融亜鉛めっきラインで行うのが好ましい。このような連続溶融亜鉛めっきラインで行うことにより、二次工程後直ちに三次工程に移行でき、生産性が向上する。
▲３▼三次工程
三次工程では、二次工程を施された鋼板に溶融亜鉛めっきを施し、10℃／ｓ超えの冷却速度で300 ℃まで冷却する。溶融亜鉛めっき処理は、通常、連続溶融亜鉛めっきラインで行われている処理条件でよく、特に限定する必要はない。しかし、極端に高温でのめっきは必要な残留オーステナイト量の確保が困難となる。このため、500 ℃以下でのめっき処理とするのが好ましい。また、めっき処理後の冷却速度が極端に小さいときは、残留オーステナイト量の確保が困難になる。このため、めっき後から 300℃までの温度範囲における冷却速度は10℃／ｓ超え、より好ましくは20℃／ｓ以上に限定するのがよい。なお、好ましくは鋼板形状の観点から100 ℃／ｓ以下である。また、めっき処理後、必要に応じて目付量調整のためのワイピングを行ってもよいのはいうまでもない。
【００４３】
また、溶融亜鉛めっき処理後、めっき層の合金化処理を施してもよい。溶融亜鉛めっき層の合金化処理は、溶融亜鉛めっき処理後、450 〜550 ℃の温度域まで再加熱して行う。高温での合金化処理は、必要な残留オーステナイト量の確保が困難となり、鋼板の延性が低下する。このため、合金化処理温度の上限は550 ℃に限定する。また、合金化処理温度が450 ℃未満では、合金化の進行が遅く生産性が低下する。このため、合金化処理温度の下限は450 ℃とするのが好ましい。
【００４４】
また、合金化処理後は、10℃／s 超え、より好ましくは20℃／ｓ以上の冷却速度で300 ℃まで冷却するのが好ましい。合金化処理後の冷却速度が極端に小さい場合には必要な残留オーステナイト量、あるいは低温変態相としてのマルテンサイト量の確保が困難になる。このため、合金化処理後から300 ℃までの温度範囲における冷却速度を10℃／ｓ超え、より好ましくは20℃／s 以上に限定するのがよい。
【００４５】
なお、めっき処理後あるいは合金化処理後の鋼板には、形状矯正、表面粗度等の調整のための調質圧延を加えてもよい。また、樹脂あるいは油脂コーティング、各種塗装あるいは電気めっき等の処理を施しても何ら不都合はない。
本発明は、焼鈍設備とめっき設備および合金化処理設備を連続した溶融亜鉛めっきラインにおいて、二次工程と三次工程を連続して行うことを前提としているが、各工程を独立した設備で実施することも可能である。
【００４６】
【実施例】
表１に示す組成を有する鋼を転炉にて溶製し、連続鋳造法にて鋳片とした。得られた鋳片を板厚2.6 mmまで熱間圧延し、次いで酸洗した後、冷間圧延により板厚1.4 mmの冷延鋼板を得た。
【００４７】
【表１】
0003972551.tif 000002
【００４８】
次いで、これら冷延鋼板に、連続焼鈍ラインにて、表２に示す一次工程条件にて加熱保持した後冷却する一次工程を施した。一次工程後、鋼板のミクロ組織調査を行い、ラス状マルテンサイトの量を測定した。さらに、一次工程を施されたこれら鋼板に、連続溶融亜鉛めっきラインにて、表２に示す二次工程条件で、加熱保持した後冷却する二次工程を施した後、引き続き溶融亜鉛めっき処理を施し、一部については溶融亜鉛めっき処理後に再加熱する溶融亜鉛めっき層の合金化処理を行い、次いで冷却する三次工程を施した。
【００４９】
なお、溶融亜鉛めっき処理は、浴温475 ℃のめっき槽に鋼板を浸漬して行い、浸漬した鋼板を引き上げた後、片面当たりの目付量（付着量）が50g/m2となるように、ガスワイピングにより目付量を調整した。亜鉛めっき層の合金化処理を行う場合には、ワイピング処理の後、10℃／ｓの加熱速度で500 ℃まで昇温して合金化処理した。合金化処理時の保持時間は、めっき層中の鉄含有率が９〜11％となるように調整した。
【００５０】
【表２】
0003972551.tif 000003
【００５１】
鋼板のミクロ組織は、鋼板の圧延方向断面を光学顕微鏡あるいは走査型電子顕微鏡にて観察することにより調査した。鋼板中のラス状マルテンサイト、フェライト、焼戻マルテンサイト、マルテンサイト等の低温変態相の量については、倍率1000倍の断面組織写真を用いて、画像解析により任意に設定した100 mm四方の正方形領域内に存在する該当相の占有面積率を求め、該当相の体積率とした。また、残留オーステナイト量は、鋼板を板厚方向の中心面まで研磨し、板厚中心面での回折Ｘ線強度測定により求めた。入射Ｘ線にはMoK α線を使用し、残留オーステナイト相の｛111 ｝、｛200 ｝、｛220 ｝、｛311 ｝各面の回折Ｘ線強度比を求め、これらの平均値を残留オーステナイトの体積率とした。
【００５２】
鋼板の機械的特性は、引張試験により調査した。
引張試験は、鋼板より圧延直角方向に採取したJIS Ｚ2204に規定のJIS ５号試験片を用いて、JIS Ｚ2241の規定に準拠して、降伏強さ（YS）、引張強さ（TS）および破断伸び（El）を測定した。
鋼板の耐衝突特性は、高歪速度引張試験により調査した。高歪速度引張試験は、ホプキンソンプレッシャーバー試験機を用いて、歪速度：２×103 ／ｓで引張試験を実施し、伸びが10％の時の瞬間ｎ値を求め、動的ｎ値とした。（なお、歪量εでの瞬間ｎ値は（ε−2.5 ）％歪および（ε＋2.5 ）％歪での応力と歪を用いて計算した。）
得られた結果を表３に示す。
【００５３】
【表３】
0003972551.tif 000004
【００５４】
表３から、本発明例の溶融亜鉛めっき鋼板は、590 MPa 以上の引張強さ（TS）を有し、強度−伸びバランス（TS×El）が20000 MPa ・％以上、かつ、動的ｎ値が0.35以上の、優れた延性および優れた耐衝突特性を有する高張力溶融亜鉛めっき鋼板となっている。
一方、本発明範囲を外れる比較例では、優れた延性と優れた耐衝突特性を同時に満たす例はなかった。とくに、低温変態相としてのマルテンサイト量が５％未満の比較例では、動的ｎ値が0.35未満と低く、延性および耐衝突特性が同時に優れたものとはなっていない。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、非常に優れた延性および耐衝突特性を兼備し、自動車部品に代表される成形品素材として実に好適な高張力亜鉛めっき鋼板が、安価にしかも安定して製造でき、産業上格段の効果を奏する。