專利名稱：耐熔融金屬脆化裂紋性優(yōu)異的鋅系合金鍍敷鋼材的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及供給焊接加工時(shí)，焊接熱影響部的熔融金屬脆化裂紋的產(chǎn)生得到抑制的鋅系合金鍍敷鋼材。
背景技術(shù)：
實(shí)施了 S1鍍敷及S1-Al-Mg合金鍍敷等的鋅系鍍敷、或Cu鍍敷的鋼材中，有時(shí)在焊接熱影響部中產(chǎn)生裂紋。該現(xiàn)象通常稱為熔融金屬脆化裂紋。該現(xiàn)象認(rèn)為是在焊接鍍敷鋼材時(shí)、或?qū)附訕?gòu)造體實(shí)施熔融鍍敷(熱浸鍍敷)時(shí)，熔融的鍍敷成分作用于基材的晶界而產(chǎn)生的，成為引起材料的脆性破壞(晶界破壞)的主要原因。專利文獻(xiàn)1中公開了在Si-Al-Mg合金鍍敷鋼板的情況下，作為抑制焊接剛結(jié)束后產(chǎn)生的熔融金屬脆化裂紋的方法，添加了 Ti、B的基材(鍍敷原板)的應(yīng)用是有效的。該方法主要是通過游離B向結(jié)晶晶界偏析而強(qiáng)化晶界的效果來實(shí)現(xiàn)的。專利文獻(xiàn)2、3中公開了一種通過將添加Nb、V、Mo、Zr的鋼或添加Cr的鋼等用作基材(鍍敷原板)從而改善耐熔融金屬脆化裂紋性的Si-Al-Mg合金鍍敷鋼板?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 特開2003-3238號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 特開2006-971 號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3 特開2008-184685號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的課題對(duì)于廣泛用于加工用途的抗拉強(qiáng)度為200 500MPa的鍍敷鋼板，通常鋼材的C含量大多在0.1質(zhì)量％程度以下。本說明書中稱C含量在0.1質(zhì)量％以下的鋼為低碳鋼。另外，鋼組成中的“％”只要不作特別說明就是指質(zhì)量％。發(fā)明人等對(duì)鋅系合金鍍敷鋼材的熔融金屬脆化裂紋進(jìn)行詳細(xì)研究的結(jié)果得知，將低碳鋼用于基材的鋅系合金鍍敷鋼材與將C 含量超過0. 的鋼材用于基材相比較，容易產(chǎn)生熔融金屬脆化裂紋。即，在基材為低碳鋼的情況下，只采用僅添加Ti、B的方法，在焊接條件非常嚴(yán)酷時(shí)，有時(shí)熔融金屬脆化裂紋的改善效果不充分。關(guān)于該點(diǎn)，認(rèn)為專利文獻(xiàn)2、3中公開的Nb、V、Mo、&和Cr的添加是極為有效的，但另一面，成為降低低碳鋼的加工性的主要原因。本發(fā)明的目的在于提供一種在將低碳鋼用于基材的鋅系合金鍍敷鋼材中，不易產(chǎn)生熔融金屬脆化裂紋，且具有良好的加工性的鋼材。用于解決課題的手段發(fā)明人等詳細(xì)研究的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，即使在用于供給鍍敷的鋼基材為低碳鋼的情況下，通過將基材的Ti、B添加量在與N含量的關(guān)系上進(jìn)行嚴(yán)格的限制、以及使基材的金屬組織成為含有規(guī)定量以上的鐵素體的復(fù)合組織，能夠穩(wěn)定地改善耐熔融金屬脆化裂紋性，且CN 也能夠良好地維持加工性。本發(fā)明是基于這樣的見解而完成的。本發(fā)明中，提供一種鋅系合金鍍敷鋼材，其耐熔融金屬脆化裂紋性優(yōu)異，具有以下的化學(xué)組成，以質(zhì)量百分比計(jì)包含C:0. 010 0. 100%, Si :1. 50%以下、Mn :2. 00% 以下、P 0. 100% 以下、S 0. 030% 以下、N 0. 0050% 以下、Ti :0. 050% 以下、B :0. 0003 0.0100%，根據(jù)需要還含有以下成分中的一種以上Cr 2. 00%以下、Nb :0. 10%以下、V: 0. 50%以下、Mo 0. 50%以下、Zr :0. 50%以下，剩余部分為！^及不可避免的雜質(zhì)；下述(1) 式的L值為5. 50以上；在具有鐵素體為10 99體積％、剩余部分為貝氏體、珠光體、滲碳體或馬氏體的金屬組織的鋼基材的表面具有鋅系合金鍍層。L 值=[(Ti/48) + (B/ll)]/(N/14)... (1)在此，在(1)式的元素符號(hào)處代入用質(zhì)量％表示的該元素的含量值。鐵素體、珠光體、貝氏體、馬氏體的各組織中只要滿足上述成分組成則也可以含有微細(xì)的析出物或夾雜物。本說明書中僅提到“鐵素體”時(shí)是指除構(gòu)成珠光體的鐵素體相以外的鐵素體相。另外， 僅提到“滲碳體”時(shí)是指除構(gòu)成珠光體的滲碳體相以外的滲碳體相。所謂鋅系合金鍍敷是指形成如下化學(xué)組成的鍍層的鍍敷，該化學(xué)組成含有以下成分中的一種以上A1 :60. 0質(zhì)量％以下、Mg :10. 0質(zhì)量％以下、Ti 0. 1質(zhì)量％以下、B :0. 05 質(zhì)量％以下、Si 2. 0質(zhì)量％以下、Fe 2. 0質(zhì)量％以下，剩余部分為Si及不可避免的雜質(zhì)。 在通過熔融鍍敷法形成這種鍍層的情況下，鍍層的斷面組織通常呈現(xiàn)由若干金屬相構(gòu)成的凝固組織，但是，鍍層整體的化學(xué)組成大致反映鍍?cè)〗M成。作為對(duì)應(yīng)用本發(fā)明特別有效的鋅系合金鍍敷可以舉出Si-Al-Mg系合金鍍敷。具體而言，以形成鋅系合金鍍層的鍍敷為適宜的對(duì)象，該鋅系合金鍍層以質(zhì)量百分比計(jì)含有A1 :3. 0 22. 0%、Mg :1. 0 10. 0%，還含有以下成分中的一種以上Ti :0. 以下、B :0. 05%以下、Si :2. 0%以下、!^e :2. 0%以下； 剩余部分為Si及不可避免的雜質(zhì)。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，可以提供一種在將C含量為0. 10質(zhì)量％以下的低碳鋼用于基材的鋅系合金鍍敷鋼材中，耐熔融金屬脆化裂紋性得到顯著改善且維持良好的加工性的鋼材。由此，在使用了低碳鋼材的各種形狀的焊接構(gòu)造物中，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了由鋅系合金鍍敷產(chǎn)生的耐腐蝕性的提高與焊接部可靠性的提高。


圖1是示意性表示凸臺(tái)焊接部件形狀的圖；圖2是示意性表示進(jìn)行約束凸臺(tái)焊接時(shí)的試樣的約束方法的剖面圖；圖3是例示鋼基材的化學(xué)組成的L值和最大裂紋深度的關(guān)系的圖。
具體實(shí)施例方式下面，對(duì)用于特別規(guī)定本發(fā)明的事項(xiàng)進(jìn)行說明。(鋼基材的化學(xué)組成)C為用于確保材料強(qiáng)度的有效元素，本發(fā)明中以C含量在0. 010%以上的鋼作為對(duì)象。也可以控制為超過0.010%的C含量。但是，伴隨C含量的增大延展性降低，難以穩(wěn)定地得到具有良好的加工性的鋼材。根據(jù)各種研究結(jié)果，考慮作為低碳鋼的用途將C含量的上限設(shè)為0. 100%。Si是固溶于鐵素體相中且對(duì)提高強(qiáng)度有效的元素。確保0. 01%以上的Si含量更有效。但是，過量添加Si成為導(dǎo)致延展性下降的主要原因，另外，在鋼材表面形成Si濃化層成為使鍍敷性降低的主要原因，因此，Si含量限制在1. 50%以下。更優(yōu)選為1. 00%以下， 也可以控制在0. 70%以下、或者進(jìn)一步控制在0. 10%以下。Mn是對(duì)防止由S引起的脆化及提高強(qiáng)度有效的元素。確保0. 01 %以上的Mn含量更有效。但是，過量添加Mn成為導(dǎo)致加工性及焊接性惡化的主要原因，另外，Mn在鋼材表面濃化而成為給鍍敷性帶來不良影響的主要原因，因此，Mn含量限制在2. 00%以下的范圍。也可以控制在1.00%以下、或者進(jìn)一步控制在0.50%以下的范圍。由于P給延展性帶來不良影響，因此，在要求高加工性的用途中P含量最好較低。 但是，由于P具有使強(qiáng)度提高的作用，因此，在重視強(qiáng)度的情況下可以在不會(huì)給加工性及鍍敷性帶來不良影響的范圍內(nèi)積極地含有。該情況下，例如確保0.010%以上的P含量更有效。P含量能夠容許至0. 100%，但是更優(yōu)選為0.050%以下的范圍。由于S妨礙熱加工性，因此，優(yōu)選盡量降低S含量。各種研究的結(jié)果顯示，S含量容許至0. 030質(zhì)量％。N和B反應(yīng)形成硼化物，成為降低對(duì)耐熔融金屬脆化裂紋性的改善有效的游離B含量的主要原因。因此，本發(fā)明中優(yōu)選盡量降低鋼基材的N含量。研究結(jié)果顯示，N含量限制在0. 005%以下。Ti為有力的氮化物形成元素，是在將鋼基材中的N作為TiN固定方面重要的元素。 通過將N固定來確保游離B的量，使其發(fā)揮通過游離B提高耐熔融金屬脆化裂紋性的作用。 Ti的必要量由后述的(1)式的L值規(guī)定，但是，更優(yōu)選在確保0.015%以上的Ti含量的基礎(chǔ)上滿足L值的規(guī)定，更加優(yōu)選確保0. 020%以上的Ti含量。但是，即使過量添加Ti上述效果也已飽和，另外，由于Ti的大量添加成為使鋼材的加工性惡化的主要原因，因此，Ti含量限制在0. 050%以下的范圍。B為對(duì)抑制熔融金屬脆化有效的元素。其作用被認(rèn)為是通過B作為游離B向結(jié)晶晶界偏析使原子間結(jié)合力增大而產(chǎn)生的。各種研究結(jié)果顯示，以根據(jù)N含量及Ti含量使由后述(1)式確定的L值達(dá)到一定以上的值的方式含有B是重要的，但是為了充分發(fā)揮上述游離B的作用，需要確保至少0. 0003%以上的B含量。更優(yōu)選為0. 0010%以上的B含量。但是，過量添加B成為生成硼化物、加工性惡化的主要原因，因此，B含量的上限限制在 0. 0100%。Cr、Nb、V、Mo、Zr呈現(xiàn)通過向晶界偏析而抑制熔融金屬脆化裂紋的作用。通過和 B復(fù)合添加，該作用更加顯著。因此，根據(jù)需要可以使鋼基材中含有這些元素的一種以上。 為了充分發(fā)揮上述作用而含有如下含量的上述成分更有效，Cr 0. 50%以上、Nb 0. 01%以上、V :0. 05%以上、Mo :0. 05%以上、Zr :0. 05%。但是，如果過量添加則這些元素的添加效果就會(huì)飽和，導(dǎo)致鋼的韌性及加工性的下降，因此，在添加一種以上這些元素的情況下，含量范圍如下Cr 2. 00% 以下、Nb :0. 10% 以下、V :0. 50% 以下、Mo :0. 50% 以下、& :0. 50% 以下。鋼基材中的各元素的含量限制在上述范圍內(nèi)，但是，進(jìn)而以由下述(1)式確定的L 值為5. 50以上的方式調(diào)整Ti、B及N含量是重要的。
L 值=[(Ti/48) + (B/ll)]/(N/14)... (1)該L值為規(guī)定鋼中Ti、N含量和游離B含量的關(guān)系的指標(biāo)。為了確保對(duì)耐熔融金屬胞化裂紋性有效的游離B量，降低游離N極為有效。為了降低游離N，需要添加足夠固定游離N的量的Ti。在鋼中的全部的N都由Ti固定的情況下， 理論上只要添加和N量等量的Ti即可。但是，除N外Ti也和S及C等形成化合物。這些 Ti化合物量根據(jù)熱軋和退火等制造條件以及焊接后的冷卻條件等可能會(huì)增減。因此，為了將游離N全部由Ti固定且使游離B確實(shí)地在結(jié)晶晶界偏析，相對(duì)于N含量添加具有充分富裕量的Ti、B是重要的。各種研究結(jié)果顯示，本發(fā)明中以低碳鋼為對(duì)象的情況下，在L值為 5. 50以上的情況下，可以穩(wěn)定地得到耐熔融金屬脆化裂紋性的顯著改善效果(參照后述圖 3)。目前，已知的是，B對(duì)耐熔融金屬脆化特性的改善有效、以及為發(fā)揮該效果，添加 Ti、降低N是有效的。但是，對(duì)于低碳鋼為基材的熔融鋅系合金鍍敷鋼材，通過只采用僅為 “B和Ti的復(fù)合添加+N降低”的方法難以穩(wěn)定且顯著地改善耐熔融金屬脆化裂紋性，必須采用添加Nb、V、Mo、&·、及Cr的方法。但是，如果以滿足上述L值規(guī)定的方式調(diào)整Ti、B、N 的含量，則即使不如目前那樣依賴通過Nb、V、Mo、Zr、及Cr的添加來提高耐熔融金屬脆化裂紋性的作用，基本上通過游離B的晶界偏析也能夠充分改善耐熔融金屬脆化裂紋性。(鋼基材的金屬組織)為了發(fā)揮良好的加工性，且發(fā)揮良好的耐熔融金屬脆化裂紋性，本發(fā)明的鋅系合金鍍敷鋼材調(diào)整為鋼基材含有10體積％以上的鐵素體，剩余部分中具有貝氏體、珠光體、 滲碳體或馬氏體的組織狀態(tài)。鐵素體通過其軟質(zhì)的特性而起到賦予鋼材良好的延展性(加工性)的作用。另外，焊接時(shí)主要是通過軟質(zhì)的鐵素體變形來緩和熱應(yīng)變帶來的應(yīng)力，抑止熔融金屬脆化帶來的裂紋的產(chǎn)生。另一方面，與鐵素體相比硬質(zhì)的剩余部分的相起到提高材料強(qiáng)度的作用。各種研究結(jié)果顯示，本發(fā)明中作為對(duì)象的上述組成的低碳鋼中為了充分發(fā)揮鐵素體的上述作用，需要存在10體積％以上的鐵素體。更優(yōu)選確保45體積％以上的鐵素體量。 金屬組織中除鐵素體外的剩余部分為貝氏體、珠光體、滲碳體或馬氏體。如果這些有助于高強(qiáng)度化的組織部分過少，則有時(shí)根據(jù)用途變得強(qiáng)度不足。因此，本發(fā)明中鐵素體量限制在99 體積％以下的范圍。另外，如前述，在鐵素體、貝氏體、珠光體、馬氏體的內(nèi)部存在析出物或在制鋼階段生成的夾雜物，它們有時(shí)通過光學(xué)顯微鏡觀察就能觀測(cè)到。本說明書中所說的鐵素體、貝氏體、珠光體及馬氏體是指包含析出物(滲碳體除外)及夾雜物的狀態(tài)的鐵素體、貝氏體、珠光體及馬氏體。例如，說到“鐵素體量為60體積％”時(shí)，是指該鐵素體中存在的析出物(滲碳體除外)及夾雜物的量和作為金屬相的鐵素體相自身的量的合計(jì)為60體積％。作為本發(fā)明對(duì)象的鋼基材的金屬組織依存于鋼的化學(xué)組成和熱加工及退火的受熱歷程。本發(fā)明中規(guī)定的具有鐵素體為10 99體積％、剩余部分為貝氏體、珠光體、滲碳體或馬氏體的金屬組織的鋼材，例如在鋼板的情況下，可通過在調(diào)整為上述化學(xué)組成的基礎(chǔ)上，調(diào)整熱軋中的擠壓溫度、精軋溫度、卷取溫度、直至卷取的冷卻速度而得到。冷軋的情況下，可考慮冷軋后的熱處理引起的組織變化。另外，也可以考慮熔融鍍敷時(shí)的加熱歷程。 那樣的鋼板制造條件可以在一般的大量生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的鋼板制造設(shè)備中能夠設(shè)定的條件范圍
6內(nèi)看到。具體而言，根據(jù)化學(xué)組成通過預(yù)備實(shí)驗(yàn)掌握制造條件和金屬組織的關(guān)系，基于該數(shù)據(jù)能夠設(shè)定適當(dāng)?shù)闹圃鞐l件。(鋅系合金鍍敷)通過對(duì)上述鋼基材的表面實(shí)施鋅系合金鍍敷，能夠得到耐熔融金屬脆化裂紋性優(yōu)異的本發(fā)明的鍍敷鋼材。通過熔融鍍敷法進(jìn)行該鋅系合金鍍敷在大量生產(chǎn)中是有效的。在鋼板的情況下，可使用一般的連續(xù)熔融鋅系鍍敷生產(chǎn)線制造。如果鋅系合金鍍敷中也采用Si-Al-Mg系合金鍍敷，則本發(fā)明的價(jià)值會(huì)特別大。由于Si-Al-Mg系合金鍍敷鋼材具有高耐腐蝕性，因此，近年得到廣泛普及，但是，這種鍍敷鋼材具有在焊接時(shí)容易產(chǎn)生熔融金屬脆化裂紋的問題。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了顯著改善Si-Al-Mg系合金鍍敷鋼材的耐熔融金屬脆化裂紋性的效果。下面，以實(shí)施熔融Si-Al-Mg系合金鍍敷的情況為例進(jìn)行說明。鍍層中的Al具有提高鍍敷鋼材的耐腐蝕性的作用。另外，通過使鍍?cè)≈泻蠥l， 還具有抑制Mg氧化物系浮渣產(chǎn)生的作用。為了充分得到這些作用，需要將熔融鍍敷的Al 含量設(shè)為3. 0質(zhì)量％以上，更優(yōu)選為4. 0質(zhì)量％以上。另一方面，如果Al含量超過22. 0質(zhì)量％，則在鍍層和鋼基材的界面 ^-ΑΙ合金層的成長(zhǎng)變得顯著，鍍層附著性變差。為了確保優(yōu)異的鍍層附著性，優(yōu)選Al含量為15. 0質(zhì)量％以下，也可以控制在10. 0質(zhì)量％以下。鍍層中的Mg呈現(xiàn)在鍍層表面生成均勻的腐食生成物，顯著提高該鍍敷鋼材的耐腐蝕性的作用。為了充分發(fā)揮該作用，需要將熔融鍍敷的Mg含量設(shè)為1.0質(zhì)量％以上，優(yōu)選確保2. 0質(zhì)量％以上。另一方面，如果Mg含量超過10. 0質(zhì)量％，則容易產(chǎn)生Mg氧化物系浮渣的弊病變大。為了得到更高質(zhì)量的鍍層，優(yōu)選為5. 0質(zhì)量％以下的Mg含量，也可以控制在4.0質(zhì)量％以下。如果使熔融鍍?cè)≈泻蠺i、B,則能夠抑制熔融Si-Al-Mg系鍍敷鋼材中造成斑點(diǎn)狀的外觀不良的Si11M^相的生成·成長(zhǎng)。即使分別單獨(dú)含有Ti、B也會(huì)產(chǎn)生Si11Ife2相的抑制效果，但是，優(yōu)選在大幅緩和制造條件的自由度的基礎(chǔ)上復(fù)合含有Ti及B。為了充分得到這些效果，熔融鍍敷的Ti含量為0. 0005質(zhì)量％以上、B含量為0. 0001質(zhì)量％以上更有效。但是，如果Ti含量過多，則鍍層中生成Ti-Al系的析出物，鍍層上產(chǎn)生被稱為“麻點(diǎn)”的凹凸，損害外觀。因此，在鍍?cè)≈刑砑覶i的情況下，需要將含量范圍設(shè)為0. 1質(zhì)量％以下， 優(yōu)選為0. 01質(zhì)量％以下。另外，如果B含量過多，則鍍層中Al-B系或Ti-B系的析出物會(huì)生成且粗大化，還是會(huì)產(chǎn)生被稱為“麻點(diǎn)”的凹凸，損害外觀。因此，在鍍?cè)≈刑砑覤的情況下，需要將含量范圍設(shè)為0. 05質(zhì)量％以下，優(yōu)選為0. 005質(zhì)量％以下。如果使熔融鍍?cè)≈泻蠸i，則在抑制鋼基材和鍍層的界面生成的!^e-Al合金層的成長(zhǎng)，提高熔融Si-Al-Mg系鍍敷鋼材的加工性方面有利。另外，鍍層中的Si在防止鍍層的黑變，維持表面的光澤性上也是有效的。為了充分發(fā)揮這種Si的作用，將熔融鍍敷的Si含量設(shè)為0. 005質(zhì)量％以上是有效的。但是，如果過量添加Si，則熔融鍍?cè)≈械母≡孔兌啵?因此，在使鍍?cè)≈泻蠸i的情況下將含量范圍設(shè)為2. 0質(zhì)量％以下。熔融鍍?cè)≈杏捎谑姑麂摬慕n并通過的關(guān)系，通常不能避免狗的混入。在 ai-Al-Mg系鍍敷中Je大概容許含有至2.0質(zhì)量％程度。鍍?cè)≈凶鳛槠渌赜袝r(shí)混入以下元素中的一種以上，例如〔3、51~、妝、稀土類元素、慰、&)、511、01、0^11，但是，優(yōu)選它們的合計(jì)含量控制在1. 0質(zhì)量％以下。
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鍍層附著量?jī)?yōu)選為在20 300g/m2的范圍進(jìn)行調(diào)整。在鋼板的情況下，上述數(shù)值范圍是指每單側(cè)的付著量。鍍層附著量的控制可按照一般的鍍鋅鋼板的制造，使用氣體擦拭噴嘴(gas wiping nozzle)進(jìn)行。擦拭氣體(wiping gas)及鍍層凝固時(shí)的氣氛可以為空氣(大氣)。即可以采用空冷方式。另外，如果鍍?cè)囟冗^高，則鋅從浴的蒸發(fā)會(huì)變得顯著， 因此，容易發(fā)生鍍敷缺陷，且浴表面的氧化浮渣量增大，因此，優(yōu)選將鍍?cè)囟仍O(shè)定在550°C 以下的范圍。實(shí)施例1將表1所示化學(xué)組成的鋼通過真空熔化進(jìn)行熔煉制作鋼錠，經(jīng)過鍛造、熱軋得到板厚4mm的熱軋板。將熱軋板在H2-N2混合氣體氣氛中以700°C進(jìn)行退火后，于浴溫400°C 的Si-Al-Mg合金鍍?cè)≈薪n，從鍍?cè)≈刑崞?，得到每單?cè)的鍍層附著量調(diào)整為90g/m2的鋅系合金鍍敷鋼板。鍍?cè)〉慕M成為A1 :6.0質(zhì)量％、Mg :3.0質(zhì)量％、Ti :0. 002質(zhì)量％、B 0. 0005質(zhì)量％、Si :0. 01質(zhì)量％、!^e :0. 1質(zhì)量％，剩余部分為Si。從得到的鍍敷鋼板切出100mmX75mm的樣品，將其作為用于評(píng)價(jià)熔融金屬脆化導(dǎo)致的焊接最大裂紋長(zhǎng)度的試樣。另外，對(duì)鍍敷鋼板的鋼基材(鍍敷原板)進(jìn)行平行于軋制方向的斷面的金屬組織觀察，求出鐵素體面積率(即鐵素體的體積％ )。金屬組織的構(gòu)成和鐵素體面積率如表1所示。焊接試驗(yàn)以進(jìn)行制作如圖1所示外觀的焊接部件的“凸臺(tái)焊接”，觀察該焊接部斷面并調(diào)查裂紋的產(chǎn)生狀況的方法進(jìn)行。即，在試樣3的板面中央部垂直豎立由直徑20mmX 長(zhǎng)25mm的棒鋼構(gòu)成的凸臺(tái)(突起)1，將該凸臺(tái)1通過電弧焊接與試樣3接合。焊線使用 YGW12，從焊接開始點(diǎn)繞凸臺(tái)周圍一周，過了焊接開始點(diǎn)后，進(jìn)一步使焊縫重疊稍微進(jìn)行焊接后結(jié)束焊接。即，使焊接開始點(diǎn)和焊接結(jié)束點(diǎn)之間焊縫6重疊的方式進(jìn)行。焊接條件如下焊接電流217A、焊接電壓25V、焊接速度0. 2m/min、保護(hù)氣體C02、保護(hù)氣體流量20L/
mirio其中，在焊接時(shí)為了達(dá)到在實(shí)驗(yàn)上容易引起焊接裂紋的目的，如圖2所示，在約束試樣3的狀態(tài)下進(jìn)行。即，將試樣3放置在120mmX95mmX板厚4mm的約束板4(JIS規(guī)定的SS400鋼材)的板面中央部，預(yù)先將試樣3的整周焊接在約束板4上。然后將成為一體的試樣3/約束板4的接合體通過兩個(gè)夾具2固定于水平實(shí)驗(yàn)臺(tái)5上，在該狀態(tài)下進(jìn)行上述凸臺(tái)焊接。根據(jù)該方法，由于試樣3和約束板4通過整周焊接成為一體，因此，由凸臺(tái)焊接時(shí)的熱量輸入引起的膨脹 收縮受到約束，因此，通過作用于試樣3的熱應(yīng)力，在凸臺(tái)焊接時(shí)容易產(chǎn)生焊接裂紋，可以進(jìn)行焊接裂紋的清晰的評(píng)價(jià)。焊接后，在通過凸臺(tái)1的中心軸且通過上述焊縫的重疊部分8的截?cái)嗝?將凸臺(tái) 1/試樣3/約束板4的接合體切斷，對(duì)該截?cái)嗝?用顯微鏡觀察焊縫附近的試樣3 (即作為鍍敷原板的鋼基材)部分的金屬組織。對(duì)通過顯微鏡觀察觀測(cè)的該斷面內(nèi)的試樣3的部分的最深的裂紋的裂紋深度進(jìn)行測(cè)定，將其稱為“最大裂紋深度”?？紤]焊接部的強(qiáng)度及疲勞特性，最大裂紋深度在0. 5mm以下的為合格。判斷這種鋼基材的裂紋為“熔融金屬脆化裂紋”。結(jié)果如表1所示。
權(quán)利要求
1.一種鋅系合金鍍敷鋼材，其耐熔融金屬脆化裂紋性優(yōu)異，具有以下的化學(xué)組成，以質(zhì)量％計(jì)包含:C :0. 010 0. 100%, Si 1. 50% 以下、Mn :2. 00% 以下、P :0. 100% 以下、S 0. 030% 以下、N 0. 0050% 以下、Ti :0. 050% 以下、B :0. 0003 0. 0100%，剩余部分為 Fe 及不可避免的雜質(zhì)，下述(1)式的L值為5. 50以上；在具有鐵素體為10 99體積％、剩余部分為貝氏體、珠光體、滲碳體或馬氏體的金屬組織的鋼基材的表面具有鋅系合金鍍層，L 值=[(Ti/48) + (B/ll)]/(N/14)…(I)0
2.權(quán)利要求1所述的鋅系合金鍍敷鋼材，其中，鋼基材還具有含有以下成分中的一種以上的化學(xué)組成，Cr 2. 00%以下、Nb 0. 10%以下、V :0. 50%以下、Mo :0. 50%以下、Zr 0. 50%以下。
3.權(quán)利要求1或2所述的鋅系合金鍍敷鋼材，其中，鋅系合金鍍敷為Si-Al-Mg系合金鍍敷。
4.權(quán)利要求1或2所述的鋅系合金鍍敷鋼材，其中，鋅系合金鍍層以質(zhì)量百％計(jì)含有 Al :3. 0 22.0%、Mg :1.0 10. 0 %，還含有以下成分中的一種以上，Ti :0. 以下、B 0. 05%以下、Si :2.0%以下、Fe :2.0%以下；剩余部分為Si及不可避免的雜質(zhì)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種耐熔融金屬脆化裂紋性優(yōu)異且具有良好加工性的鋅系合金鍍敷鋼材，其具有以下的化學(xué)組成，以質(zhì)量％計(jì)包含C0.010～0.100％、Si1.50％以下、Mn2.00％以下、P0.100％以下、S0.030％以下、N0.0050％以下、Ti0.050％以下、B0.0003～0.0100％、剩余部分為Fe及不可避免的雜質(zhì)，L值＝[(Ti/48)+(B/11)]/(N/14)為5.50以上，在具有鐵素體為10～99體積％、剩余部分為貝氏體、珠光體、滲碳體或馬氏體的金屬組織的鋼基材表面形成鋅系合金鍍層而制成。
文檔編號(hào)C22C38/58GK102369303SQ20108001159
公開日2012年3月7日 申請(qǐng)日期2010年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月10日
發(fā)明者兒玉真一, 藤原進(jìn), 藤本延和 申請(qǐng)人:日新制鋼株式會(huì)社