1 前言

　　為適應環境保護的需要，要求汽車車身要輕量化；為提高汽車的安全性，要求提高車身的抗碰撞特性。這些已成為當前汽車制造商所面臨的重要課題。為解決這些課題，除了對車身進行精心設計外，提高所用鋼材的強度也是一種有效的方法。JFE公司開發了各種強度等級的高強度鋼板，同時還開發出了強度等級相同，但具有不同特征的高強度鋼板。

　　以下就解決上述問題的合金化熱鍍鋅高強度鋼板的開發思路和合金化熱鍍鋅高強度鋼板的系列品種及具有各種特征的產品進行介紹。金屬材料

　　2 合金化熱鍍鋅高強度鋼板的開發思路

　　作為提高鋼的強度的方法有：

　　（1）添加Si、Mn和P等的固溶強化；

　　（2）利用Ti和Nb的碳化物和氮化物等的析出強化；

　　（3）細化晶體；

　　（4）利用馬氏體和貝氏體的組織強化。無論采用何種強化方法，都必須添加Si、Mn和P等元素。

　　比鐵更容易產生氧化性的元素在再結晶退火時會出現選擇氧化，并容易在鋼板表面產生富集。由于這些表面富集物會妨礙鐵和溶融鋅的濕潤性，因此熱鍍性能有可能下降。特別是，由于Si容易產生表面富集和妨礙熱鍍性，因此不適合作為強化元素。Mn雖然也會產生表面富集，但在晶界中存在偏析的傾向，不像Si那樣容易妨礙熱鍍性。因此，決定在合金化熱鍍鋅高強度鋼板中添加必要的最少量的Mn。P的氧化性接近于鐵，因此在退火時可以避免表面富集。但是，采用一般的制造工藝時，由于鐵素體晶界中存在偏析，會使合金化反應遲滯，因此在利用超低碳鋼中P具有的良好的固溶強化作用的情況下，決定添加在實際使用上沒有大問題的最小P量。另外，在使用其它的強化方法時，則要避免P的添加。抑制P的添加還有助于改善焊接性。由于僅僅使用以上元素并不一定能獲得充分的強化作用，因此對新的強化元素和強化方法進行了研究。

　　采用GDS調查了Mo添加鋼和Si添加鋼在退火后的表面富集狀態。結果可知，在Si添加鋼中，Si的表面富集明顯，而在Mo添加鋼中則完全看不到Mo的富集現象。這是由于Mo的氧化物生成自由能低、即使在退火時也不會產生選擇氧化的緣故。

　　Mo添加鋼和P添加鋼及低碳鋼的合金化調查結果表明，當P添加鋼的合金化溫度為490℃時，合金化明顯遲滯。為使P添加鋼能獲得與合金化溫度為490℃的低碳鋼相同的合金化速度，有必要在550℃的高溫下進行合金化。這種高溫合金化會導致抗粉化剝落性變差。另一方面，在Mo添加鋼中看不到合金化遲滯的現象，其合金化速度與低碳鋼基本相同。也就是說，既能提高生產率，又能具有良好的抗粉化剝落性。

　　3 合金化熱鍍鋅高強度鋼板的特性

　　與以往的HSLA鋼相比，含Mo量為0.15%的開發鋼的屈服強度低、延伸特性好、碰撞吸收特性也好。

　　合金化熱鍍鋅鋼板在擠壓加工時有時會產生被稱作“粉化”的剝落問題。開發鋼的粉化性和以往含P鋼的比較表明，開發鋼不會妨礙合金化，具有良好的抗粉化剝落性。以往的含P鋼由于合金化遲滯，為獲得與開發鋼相同的生產率，必須實施高溫合金化。

　　以往的HSLA型590MPa級合金化熱鍍鋅鋼板必須減少會妨礙熱鍍性的Si、Mn和Cr等元素的添加，因此為利用C的固溶強化作用，使用了C含量高的中碳鋼。因此，可以說焊接部的接頭特性并不一定十分好。此次，利用Ti和Nb炭化物最佳析出強化方法，開發出了以C含量低的低碳鋼為基礎的新型HSLA590MPa級合金化熱鍍鋅鋼板。開發鋼的焊接特性和以前C含量高的鋼的比較表明，以前C含量高的鋼的延伸率低。采用C含量低的開發鋼能獲得非常高的延伸率，并具有良好的焊接接頭特性。由于不含P，容易合金化，因此抗粉化剝落性也好。

　　在汽車車身用面板中已使用340MPa級合金化熱鍍鋅鋼板。為使車身輕量化，還進行了440MPa級的試用，但仍存在屈服強度高和擠壓成形性方面的問題。新開發的雙相型440MPa級合金化熱鍍鋅鋼板的力學特性和以前的半超低碳鋼。

　　開發鋼具有屈服強度低、延伸特性好和高的烘烤硬化性（BH性）。應用于車身時由于屈服強度低，因此有望提高成形性。另外，由于涂漆時的烘烤會使屈服強度上升，有望提高抗壓痕性和提高碰撞時的沖擊吸收特性。

　　以往的析出強化型440MPa級合金化熱鍍鋅鋼板的r值（塑性應變比）和延伸特性并不一定很好，用于生產難成形性的部件時很困難。在對深沖性要求高的情況下，必須同時具有高r值和高延伸特性。在這種情況下，有必要使用超低碳IF鋼和添加P，但添加P會使合金化遲滯，進而產生抗粉化剝落性下降的問題。新開發的高r值型440MPa級合金化熱鍍鋅鋼板以超低碳IF鋼為基礎，能確保延伸特性，添加適當的P能獲得高的r值和提高抗粉化剝落性。由于開發鋼具有高的延伸特性和r值，因此有望用于生產難成形的部件。

　　4 結束語

　　為使汽車車身輕量化和提高車身的防銹性能，JFE公司開發了各種強度等級的合金化熱鍍鋅高強度鋼板。

　　（1）開發了抗拉強度等級最高達到980MPa級高強度鍍鋅鋼板系列；

　　（2）Mo在退火時不會發生表面富集，不會妨礙熱鍍性，因此它是合金化熱鍍鋅高強度鋼板中的有用元素；

　　（3）通過添加Mo，開發了雙相型合金化熱鍍鋅高強度鋼板。以TS590MPa級為例，延伸特性可提高30%，并具有良好的焊接特性；

　　（4）通過低C當量設計，開發了焊接特性良好的新HSLA型合金化熱鍍鋅高強度鋼板；

　　（5）通過添加Mo和添加最少量的P，開發了不會妨礙生產率、抗粉化剝落性好的合金化熱鍍鋅高強度鋼板。