Al系镀覆钢材及其制造方法技术

本发明专利技术的课题在于提供耐腐蚀性比以往的产品更优异的Al系镀覆钢材及其制造方法。作为解决手段，本发明专利技术以如下方式形成：在钢材的表面形成镀层，所述镀层含有Mg：6～10质量％、Si：3～7质量％、Fe：0.2～2质量％和Mn：0.02～2质量％，剩余部分由Al和不可避免的杂质构成，在该镀层中，αAl-Mg2Si-(Al-Fe-Si-Mn)伪三元共晶组织以面积率计为30％以上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术的课题在于提供耐腐蚀性比以往的产品更优异的。作为解决手段，本专利技术以如下方式形成：在钢材的表面形成镀层，所述镀层含有Mg：6～10质量％、Si：3～7质量％、Fe：0.2～2质量％和Mn：0.02～2质量％，剩余部分由Al和不可避免的杂质构成，在该镀层中，αAl-Mg2Si-(Al-Fe-Si-Mn)伪三元共晶组织以面积率计为30％以上。【专利说明】
本专利技术涉及，特别意欲实现耐腐蚀性与以往相比进一步的提闻。
技术介绍
作为耐腐蚀性和耐高温氧化性优异的镀覆钢材，Al系镀覆钢材在汽车用消声器材料、建材领域等被广泛使用。但是，Al系镀覆钢材在干燥条件下的腐蚀环境中腐蚀生成物稳定化而显示优异的耐腐蚀性，与此相对，在被暴露于湿润状态的环境中，镀料溶出速度极快，容易导致钢板腐蚀，因此存在无法挥发充分的耐腐蚀性的问题。因此，出于提高耐腐蚀性的目的，例如在专利文献I中公开了一种熔融镀铝钢板，在钢板的表面具有含Al、Fe、Si且厚度为5μπι以下的金属间化合物被覆层，在上述金属间化合物被覆层的表面具有以重量％计Si:2~13%、Mg:大于3%且小于等于15%、剩余部分实质上由Al构成的被覆层。另外，在专利文献2中公开了一种高耐腐蚀性镀覆钢板，其是在钢板表面形成了以重量％计含有Mg:3~10%、Si:1~15%且剩余部分由Al和不可避免的杂质构成的熔融Al-Mg-Si系镀层的熔融Al基镀覆钢板，该镀层至少具有由“Al相”、“Mg2Si相”构成且"Mg2Si相”的长径为10 μ m以下的金属组织。此外，在专利文献3中公开了一种耐腐蚀性优异的镀铝系表面处理钢材，在钢材表面的Al系镀层中，含有由I种以上的IIa族(碱土金属)元素和I种以上的IVb族元素构成的块状(massive)金属间化合物，上述金属间化合物的长径为I μ m以上，短径与长径的比率为0.4以上。然而，关于专利文献I~3的镀覆钢材，分别存在如下所述的问题。即，在专利文献I中存在块状的Mg2Si或Al3Mg2相析出而进行以它们为起点的镀层的局部溶解这样的问题。另外，在专利文献2中存在发生Mg2Si相的优先溶解和以其周边为起点的镀层的局部溶解这样的问题。此外，在专利文献3中存在金属间化合物相的优先溶解和镀层的局部溶解进行这样的问题。作为解决上述问题的方案，如专利文献4中公开的那样，本专利技术人等提出了一种钢材，其是具有含Al、Mg、Si的牺牲防腐蚀被膜的钢材，其中，将Mg规定在6~10质量％的范围，将Si规定在3~7质量％的范围，将Mg/Si规定在1.1~3.0的范围。专利文献专利文献1:日本特开2000-239820号公报专利文献2:日本特许4199404号公报专利文献 3:再公表W000/56945号公报专利文献4:日本特开2010-168645号公报
技术实现思路
通过开发上述专利文献4的钢材，进一步提高了耐腐蚀性。然而，有时可看到局部发生耐腐蚀性劣化的情况。因此，本专利技术进一步改进了上述专利文献4的钢材，其目的在于实现包括防止局部耐腐蚀性的劣化在内的耐腐蚀性的进一步提高。本专利技术人等为了实现上述目的，对形成有Al系镀层的钢板的局部耐腐蚀性劣化的原因进行了反复研究，结果得到如下见解:如果在镀层中存在细长针状或板状的Al-Fe化合物的析出物，则该析出物成为腐蚀的起点，由此引起镀层的腐蚀。因此，为了阻止这样的腐蚀进行了进一步的研究，结果发现通过向镀层中添加适量的Mn,形成CtAl-Mg2S1-(Al-Fe-S1-Mn)伪三元共晶组织，向该伪三元共晶组织中微细地引入Fe系的化合物，结果耐腐蚀性得到提高。本专利技术是基于上述见解而进行的，其主旨如下。(I) 一种Al系镀覆钢材，其特征在于，在钢材的表面具备镀层，该镀层含有Mg:6~10质量％、S1:3~7质量％、Fe:0.2~2质量％和Mn:0.02~2质量％，剩余部分由Al和不可避免的杂质构成，该镀层具有CiAl-Mg2S1-(Al-Fe-S1-Mn)伪三元共晶组织，该镀层中的伪三元共晶组织的面积率为30%以上。(2)根据上述⑴中记载的Al系镀覆钢材，其特征在于，在上述镀层中，以摩尔比计，Mg/Si 满足 1. 7 ~2.3、Mn/Fe 满足 0.1 ~1.0、Mg2Si/Al 满足 I 以下。(3) 一种Al系镀覆钢材的制造方法，其特征在于，将被镀覆处理的钢材在浴温为(熔点+20°C)~750°C的镀浴中浸溃0.5秒以上后，以20°C/s以上的冷却速度冷却，所述钢材的组成是含有Mg:6~10质量％、S1:3~7质量％、Fe:2质量％以下(其中，包括0% )和Mn:0.02~2质量％，剩余部分由Al和不可避免的杂质构成。根据本专利技术，能够提供耐腐蚀性比以往的产品更优异的。【专利附图】【附图说明】图1是用于说明镀层中的CiAl-Mg2S1-(Al-Fe-S1-Mn)伪三元共晶组织的照片。图2是表示镀层中析出的Al-Fe化合物的照片，(a)表示具有Al-Fe化合物的镀层的状态，(b)表示在0.5摩尔的NaCl溶液中浸溃3天后的镀层的状态。图3是表示向镀浴浸溃后的冷却速度与a Al-Mg2S1-(Al-Fe-S1-Mn)伪三元共晶组织的面积率和Al-Fe化合物的面积率的关系的图。【具体实施方式】以下，对本专利技术进行具体说明。根据本专利技术的Al系镀覆钢材的特征在于，在钢材的表面具备镀层，该镀层含有Mg:6~10质量％、S1:3~7质量％、Fe:0.2~2质量％和]^:0.02~2质量％，剩余部分由Al和不可避免的杂质构成，该镀层具有CiAl-Mg2S1-(Al-Fe-S1-Mn)伪三元共晶组织，该镀层中的伪三元共晶组织的面积率为30%以上。图2是表示Al系镀层中析出的Al-Fe化合物的照片。关于以往的Al系镀覆钢板，存在如下问题:如图2(a)所示，在镀层中具有由Al-Fe化合物构成的细长形状的针状或板状析出物(以下，称为“针状Al-Fe化合物”)，该Al-Fe化合物成为腐蚀的起点，由此如图2(b)所示，引起镀层腐蚀。与此相对，如图1所示，在Al系镀层中形成由a AUMg2Si和(Al-Fe-S1-Mn)构成的CtAl-Mg2S1-(Al-Fe-S1-Mn)伪三元共晶组织的情况下，向该伪三元共晶组织中微细地引入Fe成分，能够阻止成为腐蚀起点的针状Al-Fe化合物的析出，因此能够实现比以往的Al系镀覆钢材更优异的耐腐蚀性。如上所述，a Al-Mg2S1-(Al-Fe-S1-Mn)伪二兀共晶组织是指由aAl、Mg2Si以及由Al>Fe,Si和Mn构成的化合物这3种成分形成的共晶组织。上述伪三元共晶组织的形状如图1所示，与上述针状Al-Fe化合物相比，形成微细形状，平均粒径(长边方向)为0.5~5μηι左右。作为上述伪三元共晶组织的具体例,可举出剩余部分Α1-7质量％ Mg_4质量％S1-0.8质量％ Fe-0.1质量％ Mn、剩余部分A1-7.5质量％ Mg-4.3质量％ S1-L 2质量％Fe-0.5质量％ Mn、剩余部分A1-8质量％ Mg-4.6质量％ S1-L 2质量％ Fe-0.5质量％ Mn坐寸ο另外，上述针状Al-Fe化合物是指含有Al和Fe的化合物，例如，可举出a-AlFeS1、β-AlF本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种Al系镀覆钢材，其特征在于，在钢材的表面具备镀层，所述镀层含有Mg：6～10质量％、Si：3～7质量％、Fe：0.2～2质量％和Mn：0.02～2质量％，剩余部分由Al和不可避免的杂质构成，该镀层具有αAl‑Mg2Si‑(Al‑Fe‑Si‑Mn)伪三元共晶组织，该镀层中的伪三元共晶组织的面积率为30％以上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：水流彻，丸山俊夫，里达雄，竹山雅夫，吉田昌浩，藤田荣，铃木幸子，安藤聪，中丸裕树，
申请(专利权)人：杰富意钢铁株式会社，国立大学法人东京工业大学，
类型：发明
国别省市：日本;JP