本發(fā)明涉及通過(guò)熱沖壓制造得到的熱沖壓鋼材。

本申請(qǐng)基于2014年3月31日在日本申請(qǐng)的特愿2014-073814號(hào)主張優(yōu)先權(quán)，并在此援引其內(nèi)容。

背景技術(shù)：

為了使得用于汽車(chē)等的結(jié)構(gòu)部件為高強(qiáng)度，有時(shí)使用通過(guò)熱沖壓制造得到的結(jié)構(gòu)部件。熱沖壓是將加熱到A_C3點(diǎn)以上的鋼板一邊在模具中壓制一邊在模具中將鋼板驟冷的方法。即，熱沖壓同時(shí)進(jìn)行壓制加工和淬火。通過(guò)熱沖壓，能夠制造形狀精度高的高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)部件。例如，專(zhuān)利文獻(xiàn)1、專(zhuān)利文獻(xiàn)2和專(zhuān)利文獻(xiàn)3公開(kāi)了由包括這樣的熱沖壓在內(nèi)的制造方法制造得到的鋼材(熱沖壓鋼材)。這些專(zhuān)利文獻(xiàn)所公開(kāi)的熱沖壓鋼材是對(duì)為了提高耐蝕性而施加了鍍鋅層的鋼板實(shí)施熱沖壓來(lái)制造得到的鋼材。

如上所述，熱沖壓對(duì)鋼板在進(jìn)行壓制加工的同時(shí)進(jìn)行淬火。另外，熱沖壓適于制造形狀精度高的高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)部件。因此，通常來(lái)說(shuō)，熱沖壓鋼材的強(qiáng)度(抗拉強(qiáng)度)為1500MPa左右以上這樣的高強(qiáng)度。然而，近年來(lái)，對(duì)于汽車(chē)等的碰撞安全性的要求提高；就汽車(chē)用部件來(lái)說(shuō)，有時(shí)比起強(qiáng)度更要求碰撞時(shí)的沖擊吸收性。為了提高沖擊吸收性，通常優(yōu)選強(qiáng)度低的材料。就熱沖壓鋼材來(lái)說(shuō)，已知通過(guò)改變鋼板的合金元素量、熱沖壓條件能夠一定程度地改變強(qiáng)度。然而，對(duì)于熱沖壓工序來(lái)說(shuō)，根據(jù)部件來(lái)改變熱沖壓條件由于會(huì)導(dǎo)致制造負(fù)荷的上升而不優(yōu)選。因此，近年來(lái)，要求與通過(guò)熱沖壓中的淬火得到1500MPa左右以上的抗拉強(qiáng)度的熱沖壓鋼材具有相同化學(xué)組成、具有與以往同等以上的耐蝕性并且具有600～1450MPa左右的強(qiáng)度的熱沖壓鋼材。

然而，上述專(zhuān)利文獻(xiàn)1～3沒(méi)有公開(kāi)使熱沖壓鋼材的強(qiáng)度降低的方法。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專(zhuān)利文獻(xiàn)

專(zhuān)利文獻(xiàn)1：日本特開(kāi)2003-73774號(hào)公報(bào)

專(zhuān)利文獻(xiàn)2：日本特開(kāi)2003-129209號(hào)公報(bào)

專(zhuān)利文獻(xiàn)3：日本特開(kāi)2003-126921號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明所要解決的問(wèn)題

本發(fā)明是鑒于上述問(wèn)題而完成的。本發(fā)明的目的在于：提供具有比具有相同化學(xué)組成的現(xiàn)有熱沖壓鋼材更高的沖擊吸收性并且耐蝕性?xún)?yōu)異的具有鍍鋅層的熱沖壓鋼材。

用于解決問(wèn)題的手段

本發(fā)明的主旨如下所述。

(1)本發(fā)明的一個(gè)方案的熱沖壓鋼材具備：母材，該母材是包含回火部的鋼材，當(dāng)將在加熱到A_c3點(diǎn)以上的溫度并保持了30分鐘之后實(shí)施了水淬火的情況下距離表面的深度為板厚的1/4的位置處的維氏硬度定義為最高淬火硬度時(shí)，上述回火部具有上述最高淬火硬度的85％以下的硬度；以及鍍鋅層，該鍍鋅層形成在上述母材的上述回火部之上，其中，上述鍍鋅層包含固溶體層和片狀層(lamellar layer)，上述固溶體層由固溶體相形成，并且上述固溶體相含有Fe和與上述Fe固溶的Zn，上述片狀層由上述固溶體相和大寫(xiě)伽馬相(capital gamma phase；Γ相)形成，上述片狀層在上述鍍鋅層中的面積率為20％以下。

(2)根據(jù)上述(1)所述的熱沖壓鋼材，其中，上述回火部的上述硬度可以為上述最高淬火硬度的60％以下，并且上述片狀層在上述鍍鋅層中的上述面積率可以為5～20％。

(3)根據(jù)上述(1)或(2)所述的熱沖壓鋼材，其中，上述回火部的上述硬度可以為上述最高淬火硬度的50％以下。

(4)根據(jù)上述(1)～(3)中任一項(xiàng)所述的熱沖壓鋼材，其中，上述回火部的維氏硬度可以為180～450Hv。

(5)根據(jù)上述(1)～(4)中任一項(xiàng)所述的熱沖壓鋼材，其中，其是通過(guò)如下方式制造的：在以使最高加熱溫度為A_c3點(diǎn)以上的方式加熱了規(guī)定加熱時(shí)間后，通過(guò)使用了模具的壓制加工來(lái)同時(shí)實(shí)施加工和淬火，之后以規(guī)定回火溫度來(lái)進(jìn)行回火，

當(dāng)將上述母材的A_c1點(diǎn)表示為A_c1、將上述回火溫度以單位為℃表示為T(mén)、將上述淬火之后并且上述回火之前的鋼材的Fe-Zn固溶體中的Zn濃度以單位為質(zhì)量％表示為C時(shí)，可以滿足下述式a。

A_c1≥T≥700-4.0×(35.0-C) (a)

(6)根據(jù)上述(5)所述的熱沖壓鋼材，其中，上述回火溫度可以為700℃～上述母材的A_c1點(diǎn)。

(7)根據(jù)上述(1)～(6)中任一項(xiàng)所述的熱沖壓鋼材，其中，可以是上述母材之中的一部分為上述回火部。

發(fā)明效果

通過(guò)本發(fā)明的上述方案，能夠提供具有比具有相同化學(xué)組成的現(xiàn)有熱沖壓鋼材更高的沖擊吸收性并且耐蝕性?xún)?yōu)異的具有鍍鋅層的熱沖壓鋼材。

附圖說(shuō)明

圖1是將具有鍍鋅層的熱沖壓鋼材以400℃進(jìn)行了回火時(shí)的鍍鋅層以及其周?chē)慕孛嬲掌瑘D像。

圖2是將具有鍍鋅層的熱沖壓鋼材以500℃進(jìn)行了回火時(shí)的鍍鋅層以及其周?chē)慕孛嬲掌瑘D像。

圖3是將具有鍍鋅層的熱沖壓鋼材以700℃進(jìn)行了回火時(shí)的鍍鋅層以及其周?chē)慕孛嬲掌瑘D像。

圖4是表示圖1所示的鍍鋅層的XRD測(cè)定結(jié)果的圖。

圖5是表示圖2所示的鍍鋅層的XRD測(cè)定結(jié)果的圖。

圖6是表示圖3所示的鍍鋅層的XRD測(cè)定結(jié)果的圖。

圖7是表示以不同的回火溫度進(jìn)行了回火的熱沖壓鋼材的SST試驗(yàn)結(jié)果的圖。

圖8是Fe-Zn二元系狀態(tài)圖。

具體實(shí)施方式

本申請(qǐng)的發(fā)明者們對(duì)熱沖壓鋼材的沖擊吸收性和耐蝕性進(jìn)行了研究。其結(jié)果是，本申請(qǐng)的發(fā)明者們得到了下述見(jiàn)解。

如上所述，通常熱沖壓鋼材的強(qiáng)度(抗拉強(qiáng)度)低，則沖擊吸收性提高。當(dāng)對(duì)熱沖壓鋼材實(shí)施回火時(shí)，能夠使得抗拉強(qiáng)度與具有相同化學(xué)組成的現(xiàn)有熱沖壓鋼材相比降低。即，能夠提高熱沖壓鋼材的沖擊吸收性。

然而，當(dāng)對(duì)包含鍍鋅層的熱沖壓鋼材實(shí)施回火時(shí)，鍍鋅層的結(jié)構(gòu)會(huì)變化。鍍鋅層的結(jié)構(gòu)變化會(huì)影響耐蝕性。

以往以來(lái)，還沒(méi)有就具有鍍鋅層的熱沖壓鋼材報(bào)道過(guò)鍍鋅層在進(jìn)行了回火時(shí)的變化。因此，本申請(qǐng)的發(fā)明者們根據(jù)以下要點(diǎn)就回火條件給鍍鋅層造成的影響和鍍鋅層構(gòu)成給耐蝕性造成的影響進(jìn)行了研究。

首先，準(zhǔn)備多個(gè)滿足后述的優(yōu)選化學(xué)組成的板厚為1.6mm的鋼板。接著，通過(guò)熱浸鍍鋅法在這些鋼板之上形成鍍鋅層。鍍鋅的附著量為60g/m²。對(duì)形成了鍍鋅層的鋼板，實(shí)施熱沖壓。具體來(lái)說(shuō)，將鋼板裝入爐溫被設(shè)定為作為鋼板的A_C3點(diǎn)以上的溫度的900℃的加熱爐，并加熱4分鐘。此時(shí)，在裝入爐開(kāi)始2分鐘左右，鋼板溫度達(dá)到900℃。加熱后，以具備有水冷夾套的平板模具夾住鋼板來(lái)進(jìn)行熱沖壓，制造熱沖壓鋼材。就算是在慢的部分，熱沖壓時(shí)的冷卻速度到馬氏體相變開(kāi)始點(diǎn)為止也為50℃/秒以上。

這里，A_c1點(diǎn)和A_c3點(diǎn)分別表示對(duì)鋼材進(jìn)行了加熱時(shí)的奧氏體相變開(kāi)始溫度和奧氏體相變結(jié)束溫度。A_c1點(diǎn)和A_c3可以通過(guò)Formastor試驗(yàn)等對(duì)加熱了鋼材時(shí)的熱膨張進(jìn)行測(cè)定來(lái)確定。具體來(lái)說(shuō)，可以通過(guò)對(duì)從鐵素體相變到奧氏體時(shí)的體積收縮進(jìn)行觀察來(lái)確定。另外，馬氏體相變開(kāi)始點(diǎn)可以通過(guò)對(duì)將加熱到奧氏體化溫度的鋼材驟冷了時(shí)的熱膨張進(jìn)行測(cè)定來(lái)確定。具體來(lái)說(shuō)，可以通過(guò)對(duì)從奧氏體到馬氏體的體積膨張進(jìn)行測(cè)定來(lái)確定。

對(duì)于所制造得到的各熱沖壓鋼材，實(shí)施回火。回火溫度在150℃～母材的A_c1點(diǎn)的范圍內(nèi)，對(duì)各熱沖壓鋼材設(shè)定為不同溫度?；鼗鹬械母鳠釠_壓鋼材的加熱時(shí)間均設(shè)定為5分鐘。

對(duì)于以各回火溫度進(jìn)行了回火的熱沖壓鋼材，進(jìn)行顯微組織觀察和XRD測(cè)定。另外，根據(jù)這些結(jié)果來(lái)確定鍍鋅層的組織。

圖1是回火溫度為400℃時(shí)的熱沖壓鋼材的鍍鋅層以及其周?chē)慕孛娌康恼掌瑘D像。圖4是來(lái)自該截面部的表面的XRD測(cè)定結(jié)果。圖2是回火溫度為500℃時(shí)的熱沖壓鋼材的鍍鋅層以及其周?chē)慕孛娌康恼掌瑘D像。圖5是來(lái)自該截面部的表面的XRD測(cè)定結(jié)果。圖3是回火溫度為700℃時(shí)的熱沖壓鋼材的鍍鋅層以及其周?chē)慕孛娌康恼掌瑘D像。圖6是來(lái)自該截面部的表面的XRD測(cè)定結(jié)果。

截面部的顯微組織觀察是根據(jù)以下要點(diǎn)來(lái)實(shí)施的。即，將截面部用5％硝酸乙醇來(lái)蝕刻20～40秒，蝕刻之后用2000倍的SEM來(lái)觀察顯微組織。與鍍層的構(gòu)成相比，有無(wú)氧化物層對(duì)強(qiáng)度、耐蝕性幾乎沒(méi)有影響。因此，本申請(qǐng)著眼于鍍層進(jìn)行了研究。

XRD測(cè)定是使用Co管球來(lái)進(jìn)行的。在XRD中，通常α-Fe的強(qiáng)度峰出現(xiàn)在衍射角2θ＝99.7°，但Zn固溶量越多則越向低角度側(cè)位移。另外，作為Fe₃Zn₁₀的金屬間化合物的大寫(xiě)伽馬(Γ)的強(qiáng)度峰出現(xiàn)在衍射角2θ＝94.0°。圖4～圖6中的虛線L4表示α-Fe相的強(qiáng)度峰位置。虛線L3表示固溶Zn量少的固溶體相(Zn含量為5～25質(zhì)量％；以下有時(shí)稱(chēng)為低Zn固溶體相)的強(qiáng)度峰位置。虛線L2表示固溶Zn量多的固溶體相(Zn含量為25～40質(zhì)量％；以下有時(shí)稱(chēng)為高Zn固溶體相)的強(qiáng)度峰位置。虛線L1表示Γ相的強(qiáng)度峰位置。伴隨著強(qiáng)度峰位置從虛線L4位移到L2，固溶體相中的Zn固溶量變多。

在回火溫度為150℃以上且低于500℃的情況下，如圖1和圖4所示，鍍鋅層形成了固溶體層10。該固溶體層由強(qiáng)度峰位置為L(zhǎng)2的高Zn固溶體相形成，不包含Γ相。圖1中的符號(hào)20為母材中的回火部，符號(hào)30為形成在鍍鋅層之上的鋅氧化物層。

另一方面，在回火溫度為500℃以上且低于700℃的情況下，如圖2所示，在鍍鋅層形成了固溶體層10和形成在固溶體層10之上的片狀組織層(以下稱(chēng)為片狀層)40，該片狀組織層40由Γ相和低Zn固溶體相形成。進(jìn)行了XRD測(cè)定的結(jié)果是，如圖5所示，出現(xiàn)了低Zn固溶體相的強(qiáng)度峰(虛線L3位置)和Γ相的強(qiáng)度峰(虛線L1的位置)。即，該片狀組織層主要是由Γ相和低Zn固溶體相形成的片狀組織層(片狀層)。

在回火溫度為500℃以上且低于700℃的情況下，鍍鋅層含有以面積率計(jì)為0～70％的固溶體層(由高Zn固溶體相形成)10和以面積率計(jì)為30％以上的片狀層40。

另外，在回火溫度為700℃～母材的A_C1點(diǎn)的情況下，如圖3所示，鍍鋅層在表層具備若干個(gè)片狀層40，并且在片狀層40之下(鋼材側(cè))具備固溶體層10。片狀層40在鍍鋅層中所占的面積率為5～20％。另外，XRD測(cè)定的結(jié)果是，如圖6所示，在回火溫度為500℃以上且低于700℃的情況下未檢出的固溶體相的強(qiáng)度峰再次出現(xiàn)在虛線L2位置，與回火溫度為500℃以上且低于700℃的情況相比，Γ相的強(qiáng)度峰(虛線L1位置)變小。

如上所示，鍍鋅層的組織根據(jù)回火條件而變化。因此，對(duì)以各回火溫度實(shí)施了回火的熱沖壓鋼材的耐蝕性進(jìn)行了調(diào)查。

耐蝕性通過(guò)SST試驗(yàn)(Salt Spray Test；鹽水噴霧試驗(yàn))來(lái)評(píng)價(jià)。SST試驗(yàn)是以如下方法來(lái)實(shí)施的。

將各回火溫度下的板狀熱沖壓鋼材的背面和端面用聚酯帶密封。然后，在各鋼材的表面橫跨6天(144小時(shí))實(shí)施了JIS Z2371“鹽水噴霧試驗(yàn)方法”中所規(guī)定的試驗(yàn)。求出試驗(yàn)后的各鋼材的腐蝕減量(腐蝕損耗量)，制作圖7。圖7是表示上述的熱沖壓鋼材的SST試驗(yàn)(Salt Spray Test)后的腐蝕減量(g/m²)的圖。

圖7中的橫軸表示回火溫度(℃)，縱軸表示腐蝕減量(g/m²)。參照?qǐng)D7，回火溫度為200～400℃和700℃的熱沖壓鋼材的腐蝕減量與未實(shí)施回火的熱沖壓鋼材為相同水平，為130g/m²以下。另一方面，對(duì)于回火溫度為500～600℃的熱沖壓鋼材來(lái)說(shuō)，鍍層的腐蝕減量與未實(shí)施回火的熱沖壓鋼材相比顯著提高。

即，對(duì)于片狀層的面積率為20％以下的鍍鋅層來(lái)說(shuō)，能夠確保與不進(jìn)行回火的熱沖壓鋼材同等的耐蝕性。

由以上結(jié)果發(fā)現(xiàn)了：對(duì)于含有固溶體層和片狀層的鍍鋅層來(lái)說(shuō)，只要片狀層的面積率為20％以下(包含0％)就能夠維持耐蝕性。

另外，適用于汽車(chē)用部件等的熱沖壓鋼材的表面多被涂裝。涂裝時(shí)，化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性高，則涂膜密合性高。因此，就片狀層的面積率不同的鍍鋅層，對(duì)化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性進(jìn)行了評(píng)價(jià)。其結(jié)果發(fā)現(xiàn)了：通過(guò)使鍍鋅層具有5％以上的片狀層，化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性提高。

接著，使用與上述相同的原料，并除了將熱沖壓時(shí)的加熱時(shí)間設(shè)定為6分鐘或8分鐘以外以與上述相同的條件進(jìn)行了熱沖壓。然后，就這些熱沖壓鋼材，如下所述那樣對(duì)回火條件給鍍鋅層造成的影響進(jìn)行了評(píng)價(jià)。

對(duì)于所制造得到的各熱沖壓鋼材，實(shí)施回火?；鼗饻囟仍?50℃～母材的A_c1點(diǎn)的范圍內(nèi)，對(duì)各熱沖壓鋼材設(shè)定為不同溫度?；鼗鹬械母鳠釠_壓鋼材的加熱時(shí)間設(shè)定為5分鐘。

如上所述，在熱沖壓時(shí)的加熱時(shí)間為4分鐘的情況下，當(dāng)回火溫度為500℃～700℃時(shí)片狀層的面積率為30％以上，而在熱沖壓時(shí)的加熱時(shí)間為6分鐘的情況下，就算回火溫度為500℃或690℃，片狀層在鍍鋅層中的面積率也為5～20％。另外，在熱沖壓時(shí)的加熱溫度為8分鐘的情況下，就算回火溫度為520℃或680℃，鍍鋅層的面積率也為5～20％。

如上所述，根據(jù)熱沖壓時(shí)的加熱時(shí)間的不同，就算是相同的回火溫度，片狀層的面積率也會(huì)變化。其理由可以考慮如下。即，在熱沖壓的加熱時(shí)，根據(jù)加熱時(shí)間，鍍鋅層中的Zn與作為母材的鋼材中的Fe的合金化程度(具體來(lái)說(shuō)，F(xiàn)e-Zn固溶體中的Fe與Zn的比例)變化。這可以認(rèn)為是因?yàn)?，根?jù)合金化程度，回火時(shí)用于從固溶體相分離到低Zn固溶體相和Γ相的二相分離的驅(qū)動(dòng)力降低。

本申請(qǐng)的發(fā)明者們進(jìn)一步進(jìn)行了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)了：在當(dāng)將熱沖壓之后并且回火之前的Fe-Zn固溶體中的Zn濃度(質(zhì)量％)設(shè)定為C、將回火溫度設(shè)定為T(mén)時(shí)熱沖壓后的Fe-Zn固溶體中的Zn濃度C(質(zhì)量％)和回火溫度T(℃)滿足以下的式1或式2的情況下，片狀層在鍍鋅中的面積率為20％以下。進(jìn)而，發(fā)現(xiàn)了：在滿足式1的情況下，片狀層的面積率為5～20％以上。

A_c1≥T≥700-4.0×(35.0-C) (1)

T≤500+8.0×(32.5-C) (2)

其中，式2中，在C≥32.5的情況下，設(shè)定為C＝32.5。

優(yōu)選T≥700或T＜500。

就熱沖壓之后并且回火之前的Fe-Zn固溶體中的Zn濃度(質(zhì)量％)來(lái)說(shuō)，只要以EPMA對(duì)鍍覆截面的任意五個(gè)部位進(jìn)行測(cè)定并且將五個(gè)部位的Zn含量的平均作為Fe-Zn固溶體中的Zn濃度就行。在對(duì)鍍覆截面進(jìn)行EPMA分析的情況下，將試樣埋入樹(shù)脂進(jìn)行研磨并且使用氬離子等來(lái)進(jìn)行蝕刻的加工是有效的。

為了具有比具有相同化學(xué)組成的現(xiàn)有熱沖壓鋼材更高的沖擊吸收性，需要使強(qiáng)度比熱沖壓后的強(qiáng)度(抗拉強(qiáng)度)更低。本申請(qǐng)的發(fā)明者們對(duì)以各回火溫度實(shí)施了回火的熱沖壓鋼材的母材的回火部的硬度進(jìn)行了評(píng)價(jià)。

在熱沖壓中，通過(guò)模具對(duì)鋼板在進(jìn)行壓制的同時(shí)進(jìn)行淬火。因此，熱沖壓鋼材的組織成為淬火組織。本實(shí)施方式將在使鋼材在奧氏體化溫度(A_c3點(diǎn))以上加熱30分鐘之后實(shí)施了水淬火時(shí)的維氏硬度定義為“最高淬火硬度”。該最高淬火硬度可以認(rèn)為與熱沖壓后的鋼材的硬度大致相同。因此，當(dāng)熱沖壓鋼材的回火部的硬度相對(duì)于就具有相同化學(xué)成分的鋼材通過(guò)上述的方法測(cè)定得到的最高淬火硬度降低時(shí)，可以說(shuō)沖擊吸收性提高了。

因此，對(duì)以各回火溫度實(shí)施了回火的熱沖壓鋼材的母材的回火部的維氏硬度進(jìn)行了測(cè)定。另外，作為最高淬火硬度，將具有相同化學(xué)成分的鋼材在奧氏體化溫度以上加熱30分鐘之后實(shí)施水淬火，在距離表面的深度為板厚的1/4處對(duì)維氏硬度進(jìn)行了測(cè)定。

其結(jié)果是，發(fā)現(xiàn)了：當(dāng)回火溫度超過(guò)300℃時(shí)，回火部的硬度為最高淬火硬度的85％以下。另外，發(fā)現(xiàn)了：當(dāng)回火溫度滿足上述式1時(shí)，回火部的硬度為最高淬火硬度的60％以下；當(dāng)回火溫度為700℃以上時(shí)，回火部的硬度為最高淬火硬度的50％以下。

因此，當(dāng)回火溫度為超過(guò)300℃且低于500℃或者滿足上述式1時(shí)，熱沖壓鋼材的強(qiáng)度變低，并且耐蝕性也得到維持。另外，當(dāng)回火溫度滿足上述式1時(shí)，化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性進(jìn)一步提高。更優(yōu)選回火溫度為700℃以上。

以下，對(duì)于本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的熱沖壓鋼材(有時(shí)稱(chēng)為本實(shí)施方式的熱沖壓鋼材)進(jìn)行說(shuō)明。

本實(shí)施方式的熱沖壓鋼材具有以下特征。

(a)其具備：母材，該母材是包含回火部的鋼材，當(dāng)將在加熱到A_c3點(diǎn)以上的溫度并保持了30分鐘之后實(shí)施了水淬火的情況下距離表面的深度為板厚的1/4的位置處的維氏硬度定義為最高淬火硬度時(shí)，上述回火部具有上述最高淬火硬度的85％以下的硬度；以及鍍鋅層，該鍍鋅層形成在上述母材的上述回火部之上?；鼗鸩康挠捕葍?yōu)選相對(duì)于最高淬火硬度為60％以下，更優(yōu)選為50％以下。

(b)鍍鋅層包含固溶體層和片狀層，上述固溶體層由固溶體相形成，并且上述固溶體相含有Fe和與上述Fe固溶的Zn，上述片狀層由上述固溶體相和大寫(xiě)伽馬相形成。

(c)上述片狀層在上述鍍鋅層中的面積率為20％以下，優(yōu)選為5～20％。

這些特征是基于上述見(jiàn)解的。

[母材]

母材為鋼材，其例如是通過(guò)對(duì)鋼板進(jìn)行熱沖壓而形成的。另外，母材包含回火部?；鼗鸩渴侵钙溆捕?維氏硬度)為鋼材的最高淬火硬度的85％以下的部分。最高淬火硬度是指在奧氏體化溫度以上加熱了30分鐘之后實(shí)施了水淬火時(shí)距離表面的深度為板厚的1/4的位置處的維氏硬度。該最高淬火硬度可以通過(guò)使用具有相同化學(xué)成分的其他鋼材(與具有回火部的熱沖壓鋼材不同的鋼材)來(lái)測(cè)定。

通過(guò)使母材包含具有最高淬火硬度的85％以下的硬度的回火部，本實(shí)施方式的熱沖壓鋼材與具有相同化學(xué)組成并且未實(shí)施回火的熱沖壓鋼材相比抗拉強(qiáng)度低，因此沖擊吸收性?xún)?yōu)異。

馬氏體是硬度高并且硬度會(huì)由于回火而大幅降低的組織。在對(duì)母材進(jìn)行了水淬火的情況下具有發(fā)生馬氏體相變的化學(xué)組成，由此能夠容易地使其具備具有最高淬火硬度的85％以下的硬度的回火部，因此母材優(yōu)選具有在從A_c3點(diǎn)以上的溫度開(kāi)始進(jìn)行了水淬火時(shí)發(fā)生馬氏體相變的化學(xué)組成。另外，回火部?jī)?yōu)選包含以體積％計(jì)為95％以上的回火馬氏體和低于5體積％的殘余奧氏體。

母材的化學(xué)組成不需要進(jìn)行限定，優(yōu)選具有例如以下化學(xué)組成。當(dāng)母材具有這樣的化學(xué)組成時(shí)，對(duì)于得到適合用于汽車(chē)用部件的機(jī)械特性來(lái)說(shuō)是有利的。另外，對(duì)于使其具備具有最高淬火硬度的85％以下的硬度的回火部來(lái)說(shuō)是有利的。以下，與元素有關(guān)的“％”是指質(zhì)量％。

C：0.05～0.4％

碳(C)是提高熱沖壓后的鋼材(熱沖壓鋼材)的強(qiáng)度的元素。當(dāng)C含量過(guò)低時(shí)，得不到上述效果。因此，在得到該效果的情況下，優(yōu)選將C含量的下限設(shè)定為0.05％。C含量的更優(yōu)選下限為0.10％。另一方面，當(dāng)C含量過(guò)高時(shí)，鋼板的韌性降低。因此，優(yōu)選將C含量的上限設(shè)定為0.4％。C含量的更優(yōu)選上限為0.35％。

Si：0.5％以下

硅(Si)是鋼中不可避免地含有的元素。另外，Si具有將鋼脫氧的效果。因此，以脫氧為目的，可以將Si含量設(shè)定為0.05％以上。然而，當(dāng)Si含量高時(shí)，在熱沖壓中的加熱中，鋼中的Si擴(kuò)散，在鋼板表面形成氧化物。該氧化物有時(shí)會(huì)使得磷酸鹽處理性降低。Si還具有使鋼板的A_C3點(diǎn)上升的作用。當(dāng)鋼板的A_C3點(diǎn)上升時(shí)，熱沖壓時(shí)的加熱溫度有可能會(huì)超過(guò)Zn鍍覆的蒸發(fā)溫度。在Si含量超過(guò)0.5％的情況下，上述問(wèn)題變得明顯，因此優(yōu)選將Si含量的上限設(shè)定為0.5％。更優(yōu)選Si含量的上限為0.3％。

Mn：0.5～2.5％

錳(Mn)是提高鋼的淬透性、提高熱沖壓鋼材的強(qiáng)度的元素。在得到該效果的情況下，優(yōu)選將Mn含量的下限設(shè)定為0.5％。Mn含量的優(yōu)選下限為0.6％。另一方面，就算Mn含量超過(guò)2.5％，其效果也會(huì)飽和。因此，優(yōu)選Mn含量的上限設(shè)定為2.5％。Mn含量的更優(yōu)選上限為2.4％。

P：0.03％以下

磷(P)是鋼中所含的雜質(zhì)。P向晶界偏析而使得鋼的韌性和耐延遲斷裂性降低。因此，P含量?jī)?yōu)選盡可能低，在P含量超過(guò)0.03％的情況下，其的影響明顯，因此可以將P含量設(shè)定為0.03％以下。

S：0.010％以下

硫(S)是鋼中所含的雜質(zhì)。S形成硫化物而使得鋼的韌性和耐延遲斷裂性降低。因此，S含量?jī)?yōu)選盡可能低，在S含量超過(guò)0.010％的情況下，其的影響變得明顯，因此可以將S含量設(shè)定為0.010％以下。

sol.Al：0.10％以下

鋁(Al)是對(duì)鋼的脫氧有效的元素。為了得到該效果，可以將Al含量的下限設(shè)定為0.01％。然而，在Al含量過(guò)高的情況下，鋼板的A_C3點(diǎn)上升而有可能使得熱沖壓時(shí)所需的加熱溫度超過(guò)Zn鍍覆的蒸發(fā)溫度。因此，優(yōu)選將Al含量的上限設(shè)定為0.10％。Al含量的更優(yōu)選上限為0.05％。本實(shí)施方式中的Al含量為sol.Al(酸溶Al)的含量。

N：0.010％以下

氮(N)是鋼中不可避免地包含的雜質(zhì)。N是形成氮化物而使鋼的韌性降低的元素。另外，在含有B的情況下，N與B結(jié)合而使得固溶B量降低。當(dāng)固溶B量降低時(shí)，淬透性降低。從上述理由考慮，N含量?jī)?yōu)選盡可能低，在N含量超過(guò)0.010％的情況下，其的影響變得明顯，因此可以將N含量設(shè)定為0.010％以下。

本實(shí)施方式的熱沖壓鋼材的母材部例如可以具有上述元素和剩余部分包含F(xiàn)e和雜質(zhì)的化學(xué)組成。然而，對(duì)于本實(shí)施方式的熱沖壓鋼材的母材部來(lái)說(shuō)，以提高強(qiáng)度或韌性為目的，還可以任意地以后述范圍進(jìn)一步含有選自B、Ti、Cr、Mo、Nb、Ni中的一種以上的元素來(lái)代替上述化學(xué)組成的Fe的一部分。

本實(shí)施方式中，雜質(zhì)是指在工業(yè)制造鋼鐵材料時(shí)由作為原料的礦石、廢鐵或制造環(huán)境等混入的物質(zhì)。

B：0.0001～0.0050％

就硼(B)而言，B提高鋼的淬透性，提高熱沖壓鋼材的強(qiáng)度。因此，在得到該效果的情況下，B含量的優(yōu)選下限為0.0001％。然而，當(dāng)B含量過(guò)高時(shí)，其效果飽和。因此，就算在含有的情況下，也優(yōu)選將B含量的上限設(shè)定為0.0050％。

Ti：0.01～0.10％

鈦(Ti)與N結(jié)合來(lái)形成氮化物(TiN)。其結(jié)果是，B和N的結(jié)合得到抑制，能夠抑制由形成BN造成的淬透性降低。另外，TiN通過(guò)其釘扎效果，使得熱沖壓加熱時(shí)的奧氏體粒徑微細(xì)化，提高鋼材的韌性等。在得到這些效果的情況下，Ti含量的優(yōu)選下限為0.01％。然而，當(dāng)Ti含量過(guò)高時(shí)，上述效果飽和，并且Ti氮化物過(guò)剩析出而使鋼的韌性降低。因此，就算在含有的情況下，也優(yōu)選將Ti含量的上限設(shè)定為0.10％。

Cr：0.1～0.5％

鉻(Cr)提高鋼的淬透性。在得到該效果的情況下，Cr含量的優(yōu)選下限為0.1％。然而，在Cr含量過(guò)高的情況下，形成Cr碳化物，在熱沖壓的加熱時(shí)碳化物變得不易溶解。其結(jié)果是，鋼的奧氏體化難以進(jìn)行，淬透性降低。因此，就算在含有的情況下，也優(yōu)選將Cr含量的上限設(shè)定為0.5％。

Mo：0.05～0.50％

鉬(Mo)提高鋼的淬透性。在得到該效果的情況下，Mo含量的優(yōu)選下限為0.05％。然而，當(dāng)Mo含量過(guò)高時(shí)，上述效果飽和。因此，就算在含有的情況下，也優(yōu)選將Mo含量的上限設(shè)定為0.50％。

Nb：0.02～0.10％

鈮(Nb)形成碳化物而使得在熱沖壓時(shí)晶粒微細(xì)化。當(dāng)晶粒微細(xì)化時(shí)，鋼的韌性提高。在得到該效果的情況下，Nb含量的優(yōu)選下限為0.02％。然而，當(dāng)Nb含量過(guò)高時(shí)，上述效果飽和，并且淬透性降低。因此，就算在含有的情況下，也優(yōu)選將Nb含量的上限設(shè)定為0.10％。

Ni：0.1～1.0％

鎳(Ni)提高鋼的韌性。另外，Ni在鍍鋅鋼材的熱沖壓中的加熱時(shí)抑制由熔融Zn造成的脆化。在得到這些效果的情況下，Ni含量的優(yōu)選下限為0.1％。然而，當(dāng)Ni含量過(guò)高時(shí)，上述效果飽和，并且會(huì)導(dǎo)致成本上升。因此，就算在含有的情況下，也優(yōu)選將Ni含量的上限設(shè)定為1.0％。

母材可以是其一部分為回火部，也可以是母材整體為回火部。即，母材整體的顯微組織可以為回火馬氏體。

近年來(lái)正在尋求被稱(chēng)為變強(qiáng)度成形(tailored property)的對(duì)強(qiáng)度、延展性等性能的要求根據(jù)位置的不同而不同的部件。例如，對(duì)于汽車(chē)部件來(lái)說(shuō)，被稱(chēng)為B柱(中柱)的骨架部件在構(gòu)成乘車(chē)區(qū)域的上部要求高強(qiáng)度，在下部要求沖擊吸收性高。

當(dāng)將具有鍍鋅層的熱沖壓鋼材的母材的僅僅一部分設(shè)定為回火部時(shí)，能夠得到如上所述那樣同時(shí)具有強(qiáng)度高的部分和沖擊吸收性的部件。另外，由于熱沖壓鋼材具有鍍鋅層，因此耐蝕性也優(yōu)異。

回火部的抗拉強(qiáng)度例如為600～1450MPa，維氏硬度為180～450Hv。此時(shí)，熱沖壓鋼材的回火部的強(qiáng)度比未實(shí)施回火的現(xiàn)有熱沖壓鋼材更低。因此，與現(xiàn)有熱沖壓鋼材相比，沖擊吸收性更優(yōu)異。

回火馬氏體的維氏硬度比馬氏體的維氏硬度低。因此，能夠基于維氏硬度對(duì)母材(回火部)的顯微組織是否為回火馬氏體來(lái)進(jìn)行判斷。

維氏硬度可以通過(guò)以JIS Z2244(2009)為依據(jù)的維氏硬度試驗(yàn)來(lái)求出。維氏硬度試驗(yàn)的試驗(yàn)力設(shè)定為10kgf＝98.07N。

[鍍鋅層]

本實(shí)施方式的熱沖壓鋼材至少在母材的回火部上具有鍍鋅層。鍍鋅層的主體為固溶體層。具體來(lái)說(shuō)，鍍鋅層具備固溶體層和以面積率計(jì)為0～20％的片狀層。

固溶體層由固溶體相形成。固溶體相含有Fe和與Fe固溶的Zn。優(yōu)選固溶體層中的Zn含量為25～40質(zhì)量％。更優(yōu)選固溶體層中的Zn含量為30～40質(zhì)量％。

片狀層具有固溶體相與大寫(xiě)伽馬(Γ)相的片狀組織。片狀組織如圖2所示是指不同相(本實(shí)施方式中為固溶體相和Γ相)以層狀交替反復(fù)相鄰的組織。Γ相為金屬間化合物(Fe₃Zn₁₀)。片狀層的固溶體相中的Zn含量為5～25質(zhì)量％，比固溶體層中的Zn含量低。片狀層形成在鍍鋅層的表層。

當(dāng)片狀層在鍍鋅層中的面積率超過(guò)20％時(shí)，耐蝕性明顯降低。其理由是，片狀層如上所述具有固溶體相(低Zn固溶體相)與Γ相的片狀組織。固溶體相的腐蝕電位與Γ相的腐蝕電位不同，因此在片狀層中容易產(chǎn)生電偶腐蝕，可以認(rèn)為與固溶體層相比，耐蝕性低。因此，將片狀層在鍍鋅層中的面積率設(shè)定為20％以下。

另一方面，片狀層與固溶體層相比，化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性?xún)?yōu)異。其理由可以考慮如下事項(xiàng)。片狀層如上所述具有固溶體相(低Zn固溶體相)與Γ相的片狀組織。在片狀組織內(nèi)，固溶體相和Γ相在與母材的表面大致垂直的方向上延伸。另外，如上所述，片狀層形成在鍍鋅層的表層。因此，在對(duì)鍍鋅層的表面進(jìn)行了觀察的情況下，可以觀察到固溶體相和Γ相這兩者。當(dāng)對(duì)具有這樣的片狀組織的鍍鋅層實(shí)施化學(xué)轉(zhuǎn)化處理(磷酸鹽處理)時(shí)，鍍鋅層的表面即片狀層被磷酸蝕刻。此時(shí)，鋅濃度高的部分優(yōu)先被蝕刻。片狀層中的Γ相中的Zn濃度比固溶體相中的Zn濃度高，因此Γ相比固溶體相更優(yōu)先被磷酸蝕刻。其結(jié)果是，在鍍鋅層的表面形成微細(xì)的凹凸，磷酸鹽變得容易附著。因此，可以認(rèn)為在表層具有片狀層的鍍鋅層的磷酸鹽處理性比在表層僅具有固溶體層的鍍鋅層高。當(dāng)片狀層在鍍鋅層中的面積率為5％以上時(shí)，鍍鋅層的磷酸鹽處理性更高，因此優(yōu)選片狀層在鍍鋅層中的面積率為5％以上。

即，當(dāng)片狀層的面積率為5～20％時(shí)，不僅耐蝕性?xún)?yōu)異，而且化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性也優(yōu)異。

固溶體相(高Zn固溶體相、低Zn固溶體相)中的Zn含量可以通過(guò)如下方法來(lái)測(cè)定。只要在高Zn固溶體相中的任意五個(gè)部位通過(guò)EPMA(電子束顯微分析儀)來(lái)測(cè)定Zn含量(質(zhì)量％)并將五個(gè)部位的Zn含量的平均定義為高Zn固溶體相中的Zn含量就行。對(duì)于低Zn固溶體相來(lái)說(shuō)，也可以通過(guò)與高Zn固溶體相相同的方法來(lái)求出Zn含量。

本實(shí)施方式的熱沖壓鋼材具備具有最高淬火硬度的85％以下的硬度的回火部。因此，與具有相同化學(xué)組成并且未實(shí)施回火的熱沖壓鋼材相比，強(qiáng)度低，耐沖擊吸收性?xún)?yōu)異。此外，對(duì)于本實(shí)施方式的鍍鋅層來(lái)說(shuō)，耐蝕性降低的片狀層所占的比例小。因此，能夠維持與未實(shí)施回火的熱沖壓鋼材相同程度的優(yōu)異耐蝕性。

[熱沖壓鋼材的制造方法]

本實(shí)施方式的熱沖壓鋼材只要具有上述母材和鍍鋅層，就能夠在不限定其制造方法的情況下發(fā)揮其效果。但是，例如可以通過(guò)具備以下所示工序的制造方法來(lái)制造：準(zhǔn)備作為母材的鋼材的工序(母材準(zhǔn)備工序)；在母材形成鍍鋅層的工序(鍍鋅處理工序)；對(duì)具備鍍鋅層的母材實(shí)施熱沖壓的工序(熱沖壓工序)；以及對(duì)熱沖壓后的鋼材實(shí)施回火的工序(回火工序)。以下，對(duì)于各工序中的優(yōu)選例進(jìn)行說(shuō)明。

[母材準(zhǔn)備工序]

首先，準(zhǔn)備作為母材使用的鋼板。例如，制造具有上述優(yōu)選化學(xué)組成的鋼水。使用該鋼水，并通過(guò)連續(xù)鑄造等鑄造法來(lái)制造板坯。也可以使用鋼水以鑄錠法制造鋼錠來(lái)代替板坯。對(duì)所制造得到的板坯或鋼錠進(jìn)行熱軋，由此制造鋼板(熱軋鋼板)。根據(jù)需要，可以進(jìn)一步對(duì)熱軋鋼板實(shí)施酸洗處理，對(duì)酸洗處理后的熱軋鋼板實(shí)施冷軋，由此制成鋼板(冷軋鋼板)。對(duì)于熱軋、酸洗、冷軋來(lái)說(shuō)，只要根據(jù)適用部件所要求的特性以公知方法來(lái)進(jìn)行就行。

[鍍鋅處理工序]

對(duì)上述鋼板(熱軋鋼板或冷軋鋼板)進(jìn)行鍍鋅處理，在鋼板的表面形成鍍鋅層。鍍鋅層的形成方法沒(méi)有特別限定，可以是熱浸鍍鋅處理，也可以是合金化熱浸鍍鋅處理，還可以是電鍍鋅處理。

通過(guò)熱浸鍍鋅處理來(lái)形成鍍鋅層例如是通過(guò)以下要點(diǎn)來(lái)進(jìn)行的。即，將鋼板浸漬在鍍?cè)?熱浸鍍鋅浴)中而使得鍍覆附著在鋼板表面。將附著了鍍覆的鋼板從鍍?cè)±?。?yōu)選對(duì)鋼板表面的鍍覆附著量進(jìn)行調(diào)整來(lái)設(shè)定為20～100g/m²。鍍覆附著量可以通過(guò)調(diào)整鋼板的拉起速度、擦拭氣體的流量來(lái)進(jìn)行調(diào)整。熱浸鍍鋅浴中的Al濃度沒(méi)有特別限定。通過(guò)以上工序，可以制造具備鍍鋅層(熱浸鍍鋅層)的熱沖壓用鋼板(GI)。

通過(guò)合金化熱浸鍍鋅處理(以下也稱(chēng)為合金化處理)形成鍍鋅層例如是通過(guò)以下要點(diǎn)來(lái)進(jìn)行的。即，將形成了上述熱浸鍍鋅層的鋼板加熱到470～600℃。加熱后，根據(jù)需要進(jìn)行均熱，之后進(jìn)行冷卻。均熱時(shí)間優(yōu)選30秒以?xún)?nèi)，但沒(méi)有限定。另外，在剛加熱到上述加熱溫度之后可以在不進(jìn)行均熱的情況下進(jìn)行冷卻。根據(jù)鍍層中的所希望的Fe濃度，適當(dāng)設(shè)定加熱溫度和均熱時(shí)間。合金化處理中的加熱溫度的優(yōu)選下限為540℃。通過(guò)以上合金化處理，制造具備鍍鋅層(合金化熱浸鍍鋅層)的熱沖壓用鋼板(GA)。

通過(guò)電鍍鋅處理形成鍍鋅層例如是通過(guò)以下要點(diǎn)來(lái)進(jìn)行的。即，作為電鍍鋅浴，準(zhǔn)備眾所周知的硫酸浴、鹽酸浴、鋅酸鹽浴和氰化物浴等中的任意一種。對(duì)上述鋼板進(jìn)行酸洗，將酸洗后的鋼板浸漬在電鍍鋅浴中。將鋼板作為陰極，在電鍍鋅浴中流動(dòng)電流。由此，使得鋅析出在鋼板表面來(lái)形成鍍鋅層(電鍍鋅層)。通過(guò)以上工序，制造具備電鍍鋅層的熱沖壓用鋼板(EG)。

在鍍鋅層為合金化熱浸鍍鋅層的情況和鍍鋅層為電鍍鋅層的情況下，優(yōu)選鍍鋅層的附著量與熱浸鍍鋅層時(shí)相同。即，這些鍍鋅層的優(yōu)選附著量為20～100g/m²。更優(yōu)選為40～80g/m²。

這些鍍鋅層含有Zn。具體來(lái)說(shuō)，熱浸鍍鋅層和電鍍鋅層的化學(xué)組成包含Zn和雜質(zhì)。合金化熱浸鍍鋅層的化學(xué)組成含有5～20％的Fe，剩余部分包含Zn和雜質(zhì)。

[熱沖壓工序]

對(duì)于上述熱沖壓用鋼板，實(shí)施熱沖壓。對(duì)于熱沖壓工序中的淬火之前的加熱來(lái)說(shuō)，優(yōu)選進(jìn)行在加熱中主要利用輻射熱的加熱。

具體來(lái)說(shuō)，首先將熱沖壓用鋼板裝入加熱爐(氣爐、電爐、紅外線爐等)。在加熱爐內(nèi)，將熱沖壓用鋼板加熱到A_C3點(diǎn)～950℃(最高加熱溫度)，以該溫度進(jìn)行保持(均熱)。鍍層中的Zn由于加熱而液化，鍍層中的熔融Zn與Fe相互擴(kuò)散而形成為固溶體相(Fe-Zn固溶體相)。鍍層中的熔融Zn在Fe中固溶化而形成為固相，然后從加熱爐取出鋼板。對(duì)于從加熱爐取出來(lái)的鋼板實(shí)施熱沖壓(壓制加工和淬火)，由此制成熱沖壓鋼材。優(yōu)選均熱時(shí)間為30分鐘以下。從生產(chǎn)率的觀點(diǎn)考慮，優(yōu)選短時(shí)間，更優(yōu)選加熱時(shí)間為0～15分鐘。

在熱沖壓中，使用在內(nèi)部循環(huán)有冷卻介質(zhì)(例如水)的模具來(lái)對(duì)鋼板進(jìn)行壓制。在對(duì)鋼板進(jìn)行壓制時(shí)，通過(guò)由模具除熱對(duì)鋼板進(jìn)行淬火。通過(guò)以上工序，制造熱沖壓鋼材。

上述說(shuō)明是使用加熱爐對(duì)熱沖壓用鋼板進(jìn)行了加熱。但是，也可以通過(guò)通電加熱來(lái)對(duì)熱沖壓用鋼板進(jìn)行加熱。在這種情況下，也是通過(guò)通電加熱對(duì)鋼板進(jìn)行規(guī)定時(shí)間的均熱，使鍍鋅層中的熔融Zn形成為固溶體相。在鍍鋅層中的熔融Zn形成為固溶體相之后，使用模具對(duì)鋼板進(jìn)行壓制。

[回火工序]

對(duì)于熱沖壓鋼材(熱沖壓后的鋼材)實(shí)施回火。通過(guò)對(duì)熱沖壓鋼材進(jìn)行回火，能夠在熱沖壓鋼材的母材中形成回火部。在將熱沖壓之后并且回火之前的Fe-Zn固溶體中的Zn濃度(質(zhì)量％)設(shè)定為C時(shí)，回火溫度為超過(guò)300℃且500+8.0×(32.5-C)℃以下(其中，此時(shí)若C≥32.5，則設(shè)定為C＝32.5)或者為700-4.0×(35.0-C)℃～母材的A_C1點(diǎn)。優(yōu)選回火溫度為超過(guò)300℃且低于500℃或者700℃～母材的A_C1點(diǎn)。

當(dāng)為上述回火溫度的范圍時(shí)，回火后的鍍鋅層的主體為固溶體層，片狀層的面積率為0～20％。此外，母材的回火部的硬度為最高淬火硬度的85％以下。

另外，通過(guò)將回火溫度設(shè)定為700-4.0×(35.0-C)℃～A_c1點(diǎn)，能夠使片狀層的面積率為5～20％。另外，通過(guò)將回火溫度設(shè)定為700℃以上，能夠使母材的回火部的硬度為最高淬火硬度的50％以下。

片狀層的面積率根據(jù)回火溫度變化可以認(rèn)為是基于如下理由。

圖8是Fe-Zn的二元系狀態(tài)圖。通過(guò)熱沖壓制造得到的熱沖壓鋼材的鍍鋅層由在α-Fe中固溶有25～40質(zhì)量％左右的Zn的固溶體相形成。然而，從自由能考慮，由在α-Fe中固溶有5～25質(zhì)量％的Zn的低Zn固溶體相和Γ相這二相形成的組織(即片狀層)在室溫下穩(wěn)定。也就是說(shuō)，熱沖壓后的鍍鋅層的固溶體相為Zn過(guò)飽和了的固溶體。

假定鍍鋅層中的Zn濃度為圖8中的35質(zhì)量％的情況(相當(dāng)于圖中的地點(diǎn)A1)。當(dāng)該鍍鋅層的溫度上升時(shí)，用于從固溶體相分離到低Zn固溶體相和Γ相的二相分離的驅(qū)動(dòng)力產(chǎn)生于比邊界線Ax上的地點(diǎn)B更靠低溫一側(cè)，并隨著距離地點(diǎn)B越向低溫一側(cè)偏離而越強(qiáng)。另一方面，鍍鋅層中的擴(kuò)散速度隨著溫度變高而越快。因此，基于用于二相分離的驅(qū)動(dòng)力與擴(kuò)散速度之間的關(guān)系來(lái)確定回火后是否形成片狀層。具體來(lái)說(shuō)，用于二相分離的驅(qū)動(dòng)力越高、擴(kuò)散速度越快，就越容易形成片狀層。

在回火時(shí)的鍍鋅層的溫度(回火溫度)為低溫區(qū)域(超過(guò)300℃且低于500℃)的情況下(例如310℃的地點(diǎn)A1)，距離邊界線Ax足夠遠(yuǎn)。此時(shí)，用于二相分離的驅(qū)動(dòng)力高。然而，由于是低溫，因而擴(kuò)散速度過(guò)慢。因此，就算實(shí)施回火，鍍鋅層也不會(huì)分離為二相，無(wú)法形成片狀層。

在回火溫度為500℃以上且低于700℃的情況下，盡管溫度區(qū)域接近邊界線Ax，但仍然有一定程度的距離(例如圖中的地點(diǎn)A2)。此時(shí)，產(chǎn)生一定程度的用于二相分離的驅(qū)動(dòng)力。進(jìn)而，由于溫度區(qū)域變高，因此擴(kuò)散速度快。其結(jié)果是，鍍鋅層分離為二相而形成片狀層。在圖8的A2處，分離為Zn含量為70質(zhì)量％左右的Γ相(圖中C2)和Zn含量為10質(zhì)量％左右的固溶體相(圖中C1)。其結(jié)果是，形成片狀層。

當(dāng)回火溫度進(jìn)一步上升并達(dá)到700℃以上時(shí)，溫度區(qū)域在邊界線Ax附近。此時(shí)，盡管通過(guò)溫度上升使得擴(kuò)散速度變快，但用于二相分離的驅(qū)動(dòng)力仍然極小。其結(jié)果是，難以分離為二相。但是，由于沒(méi)有超過(guò)邊界線Ax，因而形成少量的片狀層。因此，片狀層的面積率為5～20％。當(dāng)回火溫度超過(guò)邊界線Ax時(shí)(當(dāng)回火溫度超過(guò)A_c1點(diǎn)時(shí))，不產(chǎn)生二相分離的驅(qū)動(dòng)力，因此無(wú)法形成片狀層。

在回火溫度為300℃以下的情況下，擴(kuò)散速度慢，所以片狀層的面積率為20％以下。另一方面，回火部的強(qiáng)度難以降低，回火部的硬度超過(guò)最高淬火硬度的85％。

因此，如上所述，在鍍鋅層中的Zn濃度為圖8中的35質(zhì)量％的情況下，將回火溫度設(shè)定為超過(guò)300℃且低于500℃或者700℃～母材的A_C1點(diǎn)，由此能夠使片狀層在鍍鋅層中的面積率為20％以下，并且能夠使回火部的硬度為最高淬火硬度的85％以下。

回火也可以?xún)H對(duì)熱沖壓鋼材的一部分實(shí)施。例如，可以通過(guò)使用了高頻的感應(yīng)加熱、通過(guò)通電加熱，對(duì)熱沖壓鋼材的一部分實(shí)施回火。

通過(guò)僅對(duì)熱沖壓鋼材的一部分進(jìn)行回火，使得同一部件中在進(jìn)行了回火的部分和未進(jìn)行回火的部分強(qiáng)度變化。這樣的部件例如可以適用于像汽車(chē)的B柱那樣的在上部要求高強(qiáng)度、在下部要求沖擊吸收性高的部件。

此外，就算在部分回火的情況下，回火部也是與對(duì)整體進(jìn)行了回火時(shí)的回火部同等的。

上述熱沖壓鋼材是通過(guò)如下方式制造的：在加熱之后一邊使用模具進(jìn)行壓制一邊進(jìn)行淬火，之后在超過(guò)300℃且500+8.0×(32.5-C)℃以下或者700-4.0×(32.5-C)℃～母材的A_C1點(diǎn)的溫度范圍進(jìn)行回火。

根據(jù)以上工序，能夠制造下述熱沖壓鋼材，其具備：母材，該母材是包含回火部的鋼材，上述回火部具有最高淬火硬度的85％以下的硬度；以及鍍鋅層，該鍍鋅層形成在母材的回火部上，并且包含固溶體層和片狀層，其中，片狀層在鍍鋅層中的面積率為20％以下。

本實(shí)施方式的熱沖壓鋼材的制造方法還可以包括以下工序。

[防銹油膜形成工序]

在上述制造方法中，在鍍鋅處理工序與熱沖壓工序之間還可以進(jìn)一步包括防銹油膜形成工序。

在防銹油膜形成工序中，在熱沖壓用鋼板的表面涂布防銹油來(lái)形成防銹油膜。對(duì)熱沖壓用鋼板進(jìn)行軋制到實(shí)施熱沖壓工序?yàn)橹沟钠陂g有時(shí)可能很長(zhǎng)。此時(shí)，熱沖壓用鋼板的表面有時(shí)會(huì)氧化。根據(jù)本工序在熱沖壓鋼材的表面形成防銹油膜，因此鋼板的表面不易氧化，抑制氧化皮的發(fā)生。

[下料加工工序]

另外，上述制造方法在防銹油膜形成工序與熱沖壓工序之間還進(jìn)一步包括下料加工工序。

在下料加工工序中，對(duì)于熱沖壓用鋼板實(shí)施剪切加工和/或沖裁加工等，由此形成(下料加工)為特定形狀。雖然下料加工后的鋼板的剪切面容易被氧化，但當(dāng)在鋼板表面形成了防銹油膜時(shí)，防銹油也會(huì)一定程度蔓延到剪切面。因此，下料加工后的鋼板的氧化得到抑制。

實(shí)施例

準(zhǔn)備具有表1所示的化學(xué)組成的鋼No.A～G的鋼板。

參照表1，任意一個(gè)鋼的化學(xué)組成均為本實(shí)施方式的鋼板的優(yōu)選化學(xué)組成的范圍內(nèi)。

使用具有上述化學(xué)組成的鋼水以連續(xù)鑄造法來(lái)制造板坯。對(duì)板坯進(jìn)行熱軋，得到熱軋鋼板。對(duì)熱軋鋼板進(jìn)行酸洗，在酸洗后實(shí)施冷軋，由此得到板厚為1.6mm的冷軋鋼板。將所得到的冷軋鋼板作為用于制造熱沖壓鋼材的鋼板。

為了對(duì)最高淬火硬度進(jìn)行調(diào)查，采集具有鋼No.A～G各自的化學(xué)組成的鋼板的一部分，加熱到A_c3點(diǎn)以上的溫度，保持30分鐘，然后實(shí)施水淬火。任意一個(gè)鋼種的鋼板在水淬火后的組織均為全馬氏體。

對(duì)于水淬火后的鋼板，測(cè)定維氏硬度，將所得到的維氏硬度定義為各鋼的最高淬火硬度(HV)。維氏硬度試驗(yàn)以JIS Z2244(2009)為依據(jù)，試驗(yàn)力設(shè)定為10kgf＝98.07N。

使用具有鋼No.A～F的化學(xué)成分的冷軋鋼板，并在表2中所示的條件下進(jìn)行鍍鋅處理、熱沖壓和回火，制造試驗(yàn)編號(hào)1～23的熱沖壓鋼材。

對(duì)于試驗(yàn)編號(hào)1～23的鋼板，實(shí)施鍍鋅處理。對(duì)于試驗(yàn)編號(hào)6，通過(guò)熱浸鍍鋅處理，在鋼板形成熱浸鍍鋅層(GI)。對(duì)于除了試驗(yàn)編號(hào)6以外的試驗(yàn)編號(hào)，對(duì)具有熱浸鍍鋅層的鋼板進(jìn)一步實(shí)施合金化處理，由此形成合金化熱浸鍍鋅層(GA)。就合金化處理來(lái)說(shuō)，將最高溫度設(shè)定為約530℃，在加熱約30秒之后冷卻到室溫。

合金化熱浸鍍鋅層內(nèi)的Fe含量以質(zhì)量％計(jì)為12％。Fe含量是通過(guò)如下測(cè)定方法來(lái)測(cè)定的。首先，采集包含合金化熱浸鍍鋅層的鋼板的樣品。在樣品中的合金化熱浸鍍鋅層內(nèi)的任意五個(gè)部位，通過(guò)EPMA(電子束顯微分析儀)對(duì)Fe含量(質(zhì)量％)進(jìn)行測(cè)定。將所測(cè)定得到的值的平均值定義為該試驗(yàn)編號(hào)的合金化熱浸鍍鋅層的Fe含量(質(zhì)量％)。

這些鍍層(熱浸鍍鋅層或合金化熱浸鍍鋅層)的附著量是通過(guò)如下方法來(lái)測(cè)定的。首先，從各鋼板采集包含鍍層的樣品，以JIS H0401為依據(jù)將樣品的鍍層用鹽酸溶解。根據(jù)溶解前的樣品重量、溶解后的樣品重量和形成有鍍層的面積，求出鍍層附著量(g/m²)。測(cè)定結(jié)果示于表2。

在形成鍍層之后，對(duì)各試驗(yàn)編號(hào)的鋼板實(shí)施熱沖壓。具體來(lái)說(shuō)，對(duì)于各鋼板，裝入將爐溫設(shè)定為作為鋼板的A_C3點(diǎn)以上的溫度的900℃的加熱爐，通過(guò)輻射熱在作為鋼No.A～F的A_C3點(diǎn)以上的溫度的900℃加熱4～8分鐘。此時(shí)，在裝入爐開(kāi)始2分鐘左右，鋼板溫度變?yōu)?00℃，進(jìn)而將各鋼板以900℃進(jìn)行2分鐘～6分鐘的均熱。

在均熱之后，通過(guò)將以具備水冷夾套的平板模具夾住鋼板來(lái)制造熱沖壓鋼材(鋼板)。此時(shí)，就算是對(duì)熱沖壓時(shí)的冷卻速度慢的部分，也以到馬氏體相變開(kāi)始點(diǎn)為止的冷卻速度為50℃/秒以上的方式進(jìn)行淬火。在熱沖壓之后，通過(guò)EPMA求出Fe-Zn固溶體中Zn濃度。

進(jìn)而，對(duì)于熱沖壓后的試驗(yàn)編號(hào)1～14、16～23實(shí)施回火。本實(shí)施例是將各鋼材裝入熱處理爐。即，對(duì)于鋼材整體實(shí)施了回火。各試驗(yàn)編號(hào)的回火溫度設(shè)定為如表2所示，加熱時(shí)間均設(shè)定為5分鐘，對(duì)于試驗(yàn)編號(hào)15的鋼材沒(méi)有實(shí)施回火。通過(guò)以上工序，制造試驗(yàn)編號(hào)1～23的熱沖壓鋼材。

對(duì)于這些試驗(yàn)編號(hào)1～14的熱沖壓鋼材，進(jìn)行維氏硬度試驗(yàn)、鍍鋅層的顯微組織觀察。另外，為了評(píng)價(jià)化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性，進(jìn)行了磷酸鹽處理性評(píng)價(jià)試驗(yàn)。

[維氏硬度試驗(yàn)]

從各試驗(yàn)編號(hào)的鋼材(鋼板)的板厚中央部的母材采集樣品。對(duì)于樣品的表面(相當(dāng)于鋼板的與軋制方向垂直的面)，實(shí)施以JIS Z2244(2009)為依據(jù)的維氏硬度試驗(yàn)。試驗(yàn)力設(shè)定為10kgf＝98.07N。將所得到的維氏硬度(HV10)、所得到的維氏硬度B1(HV10)與最高淬火硬度B0之比B1/B0×100(％)示于表2。

[鍍鋅層的顯微組織觀察]

從各試驗(yàn)編號(hào)的鋼材，采集包含鍍鋅層的樣品。將樣品的表面之中與軋制方向垂直的截面以5質(zhì)量％的硝酸乙醇進(jìn)行蝕刻。以2000倍的SEM對(duì)蝕刻后的鍍鋅層的截面進(jìn)行觀察，來(lái)判斷有無(wú)固溶體層和片狀層。

在觀察到片狀層的情況下，進(jìn)一步通過(guò)如下方法求出片狀層的面積率。在上述截面之中任意五個(gè)視場(chǎng)(50μm×50μm)，求出片狀層相對(duì)于鍍鋅層整體面積的面積率(％)。此時(shí)，浮出到表面進(jìn)行配置的Zn氧化物層(圖1中的符號(hào)30)不包含在鍍鋅層的面積中。將所得到的固溶體層和片狀層的面積率(％)示于表2。

對(duì)于通過(guò)顯微組織觀察所觀察到的固溶體層，通過(guò)上述方法來(lái)實(shí)施基于EPMA的測(cè)定。其結(jié)果是，所觀察到的固溶體層中的Zn均為25～40質(zhì)量％。

[SST試驗(yàn)(Salt Spray Test)]

對(duì)于各試驗(yàn)編號(hào)的熱沖壓鋼材，以如下方法來(lái)實(shí)施SST試驗(yàn)。將各試驗(yàn)編號(hào)的熱沖壓鋼材(鋼板)的背面和端面以聚酯帶密封。然后，對(duì)各鋼材的表面，橫跨6天(144小時(shí))實(shí)施JIS Z2371“鹽水噴霧試驗(yàn)方法”中所規(guī)定的試驗(yàn)。求出試驗(yàn)后的各鋼材的腐蝕減量(g/m²)。將所得到的腐蝕減量示于表2。

[磷酸鹽處理性評(píng)價(jià)試驗(yàn)]

對(duì)于各試驗(yàn)編號(hào)的熱沖壓鋼材，使用日本帕卡瀨精株式會(huì)社制的表面調(diào)整處理劑Pureparen X(產(chǎn)品名)以室溫實(shí)施20秒的表面調(diào)整。進(jìn)而，使用日本帕卡瀨精株式會(huì)社制的磷酸鋅處理液Palbond 3020(產(chǎn)品名)來(lái)實(shí)施磷酸鹽處理。將處理液的溫度設(shè)定為43℃，將熱沖壓鋼材浸漬在處理液中120秒鐘。

在磷酸鹽處理之后，用1000倍的掃描型電子顯微鏡(SEM)對(duì)熱沖壓鋼材的任意五個(gè)視場(chǎng)(125μm×90μm)進(jìn)行觀察，對(duì)于SEM圖像實(shí)施二值化處理。就二值化后的圖像來(lái)說(shuō)，在白色部分形成了微細(xì)的化學(xué)轉(zhuǎn)化晶體。微細(xì)的化學(xué)轉(zhuǎn)化晶體越多，磷酸鹽處理性就越高。因此，使用二值化后的圖像來(lái)求出白色部分的面積率TR。當(dāng)面積率TR與未進(jìn)行回火時(shí)同等時(shí)，為尚可；當(dāng)面積率TR為30％以上時(shí)，磷酸鹽處理性提高，為良好。結(jié)果示于表2。

[試驗(yàn)結(jié)果]

參照表2，在試驗(yàn)編號(hào)2～5、9、10、13、14、16、19、20、21、23中，回火溫度適當(dāng)。因此，回火部的硬度B1為最高淬火硬度B0的85％以下。

此外，固溶體層在鍍鋅層中的面積率為80％以上，片狀層的面積率為20％以下。其結(jié)果是，基于SST試驗(yàn)的腐蝕減量為130g/m²以下，與未實(shí)施回火的試驗(yàn)編號(hào)15的腐蝕減量大致同等。

另一方面，在試驗(yàn)編號(hào)1、6～8中，回火溫度過(guò)低。因此，盡管片狀層的面積率為20％以下，但回火部的硬度B1仍然比最高淬火硬度B0的85％高。此外，在試驗(yàn)編號(hào)15中，由于未進(jìn)行回火，因此B1為接近B0的值。

對(duì)于試驗(yàn)編號(hào)11和12、17、18、22來(lái)說(shuō)，回火溫度偏離了優(yōu)選范圍，結(jié)果片狀層在鍍鋅層中的面積率超過(guò)20％。因此，腐蝕減量大幅超過(guò)130g/m²。

另外，在片狀層在鍍鋅層中的面積率為5～20％以上的情況下，耐蝕性不會(huì)降低，化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性提高。

在表3中整理上述結(jié)果，進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

就硬度來(lái)說(shuō)，在B1/B0×100為85(％)以下的情況下，評(píng)價(jià)為良好；在超過(guò)85(％)的情況下，評(píng)價(jià)為不良。另外，就耐蝕性來(lái)說(shuō)，在基于SST試驗(yàn)的腐蝕減量為130g/m²以下的情況下，評(píng)價(jià)為良好；在超過(guò)130g/m²的情況下，評(píng)價(jià)為不良。而且，當(dāng)硬度和耐蝕性均為良好時(shí)，綜合判斷為良好；當(dāng)任意一個(gè)為不良時(shí)，都綜合判斷為不良。

表3

以上，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行了說(shuō)明。然而，上述實(shí)施方式只不過(guò)是用于實(shí)施本發(fā)明的例示。因此，本發(fā)明不限于上述實(shí)施方式，可以在不脫離其主旨的范圍內(nèi)適當(dāng)改變上述實(shí)施方式來(lái)進(jìn)行實(shí)施。

產(chǎn)業(yè)上的可利用性

根據(jù)本發(fā)明，能夠提供具有比具有相同化學(xué)組成的現(xiàn)有熱沖壓鋼材更高的沖擊吸收性并且耐蝕性?xún)?yōu)異的具有鍍鋅層的熱沖壓鋼材。

符號(hào)說(shuō)明

10 固溶體層

20 回火部

30 Zn氧化物層

40 片狀層