Высокопрочная листовая сталь с покрытием, полученным горячим погружением, имеющая высокую ударную вязкость при низких температурах, для использования в штамповке и способ ее производства

Высокопрочная листовая сталь с покрытием, полученным горячим погружением, имеющая высокую ударную вязкость при низких температурах, для использования в штамповке и способ ее производства

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к высокопрочной листовой стали с покрытием, полученным горячим погружением, для использования в штамповке, применяемой в автомобильной промышленности и сфере бытовой электрики, и к способу ее производства, конкретнее, к пригодной для штамповки высокопрочной листовой стали с покрытием, полученным горячим погружением, имеющей высокую ударную вязкость при низких температурах и пригодной для применений в автомобильных топливных баках, и способу ее производства.

Уровень техники

В последнее время листовая сталь для использования в автомобилях стала более прочной с целью улучшения расхода топлива за счет снижения веса шасси. Что касается листовой стали для топливных баков, то из-за уменьшения веса баков и повышенной сложности конструкции шасси и, кроме того, месторасположения топливных баков, форма топливных баков также становится более сложной, и требуются высокая пластичность и повышенная прочность. В прошлом, чтобы удовлетворить требованиям как высокой пластичности, так и повышенной прочности, была разработана высокопрочная IF (не содержащая атомов внедрения) сталь, изготовленная из сверхнизкоуглеродистой стали, к которой добавили образующие карбонитриды элементы, подобные Ti и Nb, а также Р, Si, Mn и другие упрочняющие раствор элементы.

Однако при использовании высокопрочной листовой стали для топливных баков существует проблема, состоящая в том, что зона роликового сварного шва контактной сварки в месте расслоения соединения с отбортовкой кромок имеет низкую прочность на растяжение при низкой температуре. Таким образом, даже при использовании высокопрочной листовой стали существует проблема, состоящая в том, что прочность сварного соединения не будет высокой в такой степени, чтобы соответствовать высокой прочности листовой стали. Причина состоит в том, что бак изготавливают сваркой фланцевых частей верхней и нижней частей чашеобразной формы и зона роликового сварного шва контактной сварки бака в месте расслоения соединения с отбортовкой кромок имеет форму, показанную на фиг.1 (где форма профиля является формой, которую имеют фланцы листовой стали, изготовленные для их примыкания друг к другу по плоской поверхности и сваренные роликовой контактной сваркой; ниже эта зона сварки также называется «зона роликового сварного шва контактной сварки в месте расслоения соединения с отбортовкой кромок» или «зона сварного шва в месте расслоения соединения с отбортовкой кромок»). В частности, в случае высокопрочной листовой стали напряжения легко концентрируются, ударная вязкость падает и прочность на растяжение уменьшается. Это становится проблемой при сопротивлении разрушению в случае, когда топливный бак, важная часть безопасности, получает удар вследствие столкновения в районе с низкой температурой.

Кроме того, IF сталь связывает С, N и т.д. вследствие выделения карбидов или нитридов Nb или Ti, поэтому существует проблема, состоящая в том, что границы кристаллических зерен становятся очень четкими и легко происходит охрупчивание после вторичной обработки вследствие разрушения по границам зерен после штамповки. Кроме того, в случае высокопрочной IF стали внутренняя часть зерен упрочняется упрочняющими раствор элементами. Относительная прочность по границам зерен заметно уменьшается, поэтому также существует проблема развития охрупчивания после вторичной обработки.

Кроме того, также желательно, чтобы на листовой стали не образовывались продукты коррозии, вызывающие забивание фильтра, и не образовывалась точечная коррозия за счет бензина и спирта или органических кислот, которые бензин образует при ухудшении качества. В ответ на эти требования в прошлом была предложена и использована листовая сталь с покрытием ее поверхности сплавом Pb-Sn, сплавом Al-Si, сплавом Sn-Zn и сплавом Zn-Al. По этой причине листовая сталь, используемая в качестве основы, должна иметь хорошую способность к нанесению этих сплавов горячим погружением.

Наряду с этими проблемами было предложено несколько способов предотвращения охрупчивания после вторичной обработки (например, см. японскую патентную публикацию (А) №5-59491 и японскую патентную публикацию (А) №6-57373). Например, японская патентная публикация (А) №5-59491 предлагает технологию для предотвращения ухудшения сопротивления охрупчиванию после вторичной обработки из-за ликвации по границам зерен за счет уменьшения, по мере возможности, содержания Р в IF стали с добавленным Ti и добавления больших количеств Мл и Si до такой степени, чтобы получить высокопрочную листовую сталь с высоким сопротивлением охрупчиванию после вторичной обработки. Далее, японская патентная публикация (А) №6-57373 предлагает технологию использования сверхнизкоуглеродистой листовой стали и добавления В помимо Ti и Nb, чтобы повысить прочность по границам зерен и улучшить сопротивление охрупчиванию после вторичной обработки. В технологии, описанной в этой публикации, оптимизировано содержание В с целью улучшения сопротивления охрупчиванию после вторичной обработки и предотвращения увеличения нагрузки во время горячей прокатки, сопутствующей задержке в рекристаллизации аустенитных зерен.

Далее, было сделано несколько предложений с целью улучшения свариваемости (например, см. японскую патентную публикацию (А) №7-188777, японскую патентную публикацию (А) №8-291364 и Японскую патентную публикацию (А) №2001-288534), Например, технология, описанная в публикации JP (А) №7-188777, науглероживает сверхнизкоуглеродйстую сталь, в которую во время отжига были добавлены Ti и/или Nb, и образует структуру мартенсита и бейнита в поверхностном слое, чтобы добиться улучшения свариваемости при точечной сварке. Далее, технология, описанная в публикации JP (А) №8-291364, добавляет Сu в сверхнизкоуглеродйстую сталь и расширяет зону термического влияния во время сварки таким образом, чтобы повысить прочность точечных сварных соединений.

Кроме того, технология, описанная в публикации JP (А) №2001-288534, является технологией, добавляющей Mg в сталь для образования окислов Mg и/или сульфидов Mg в листовой стали и, таким образом, получения зоны шва и зоны термического влияния с более тонким зерном за счет эффекта закрепления. ISIJ Journal, том 6 (1979 г.), №8, стр.1232, раскрывает технологию тонкого диспергирования TIN в толстолистовой стали для улучшения ударной вязкости зоны термического влияния сварного шва.

Кроме того, было предложено несколько технологий улучшения способности нанесения покрытия на высокопрочную листовую сталь горячим погружением (см. японскую патентную публикацию (А) №5-255807 и японскую патентную публикацию (А) №7-278745). Например, в оцинкованной горячим погружением высокопрочной холоднокатаной листовой стали, раскрытой в публикации JP (А) №5-255807, ограничено содержание элементов, снижающих способность к нанесению покрытия горячим погружением, т.е. содержание S ограничено до 0,03% по массе или менее и содержание Р - до 0,01-0,12%, в то же время добавлены Мn и Сr как упрочняющие элементы. Далее, в высокопрочной листовой стали с весьма прочным слоем цинка, описанной в публикации JP (А) №7-278745, способность горячего оцинковывания улучшена за счет создания взаимосвязи между содержанием Si и содержанием Мn в пределах определенного диапазона.

Для улучшения сопротивления охрупчиванию после вторичной обработки высокопрочная листовая сталь с высоким сопротивлением охрупчиванию после повторной обработки создана добавлением В и оптимизацией баланса добавления Мn-Р (см. японскую патентную публикацию (А) №2000-192188). Далее, для улучшения сопротивления охрупчиванию после вторичной обработки также была раскрыта технология добавления В, Ti и Nb (японская патентная публикация (А) №6-256900). Кроме того, также были раскрыты технология, касающаяся способа сварки для улучшения прочности на растяжение характерной для бака зоны сварного шва в месте расслоения соединения с отбортовкой кромок (японская патентная публикация (А) №2007-119808) и технология, касающаяся высокопрочной листовой стали для использования в вытяжке и штамповке (японская патентная публикация (А) №2007-169739, японская патентная публикация (А) №2007-169738, японская патентная публикация (А) №2007-277713 и японская патентная публикация (А) №2007-277714).

Раскрытие изобретения

Однако стали, известные из уровня техники, представленного выше, имели следующие проблемы. Листовые стали, выпускаемые с помощью способов, описанных в JP (А) №5-59491 и JP (А) №6-57373, имеют хорошую способность поддаваться обработке, но при штамповке для тяжелых условий работы, например для топливных баков, сопротивление охрупчиванию после повторной обработки становится недостаточным и, кроме того, зоны сварных швов в месте расслоения соединения с отбортовкой кромок сварных соединений, получаемых сваркой этих холоднокатаных листовых сталей, имеют низкую прочность.

Далее, способ, описанный в публикации JP (А) №7-188777, предлагает науглероживание во время отжига, но проблема заключается в том, что в существующем производственном оборудовании скорость обработки, состав окружающего газа и температура не являются постоянными, поэтому степень науглероживания изменяется, отклонения в качестве материалов изготовленных стальных листов становятся больше и стабильное производство листовой стали становится затруднительным.

Кроме того, способ, описанный в публикации JP (А) №8-291364, предполагает добавление большого количества Сu, поэтому проблема заключается в том, что многие поверхностные дефекты происходят из-за Сu и выход готового продукта снижается.

Далее, способ, описанный в публикации JP (А) №2001-288534 и ISIJ Journal, том 65 (1979 г.), №8, стр.1232, эффективен при дуговой сварке и т.д. при относительно низкой скорости охлаждения после сварки, но имеет проблему, состоящую в том, что эффект не может быть выявлен при шовной роликовой сварке с большой скоростью охлаждения и т.д. Далее, толстолистовая сталь и тонколистовая сталь, используемые для топливных баков публикации JP (А) №2001-288534 и Journal, том 65 (1979 г.), №8, стр.1232, различаются по составу, и, кроме того, различаются по форме зон сварного шва, поэтому - нельзя сказать, что это непосредственно применяемая технология.

Далее, листовые стали, описанные в публикации JP (А) №5-255807 и публикации JP (А) №7-278745, имеют хорошую способность к горячему оцинковыванию, но обладают недостаточной свариваемостью и сопротивлением охрупчиванию после вторичной обработки.

Публикация JP (А) №2000-192188 предлагает добавление большого количества Р, чтобы обеспечить прочность, но не оптимизирует баланс Р и В, поэтому дефект стали состоит в том, что не может быть получена достаточная ударная вязкость при низкой температуре.

Публикация JP (А) №6-256900 использует большое количество Тi для улучшения пластичности. Проблема состоит в том, что прочность и ударная вязкость зоны сварного шва недостаточна и, кроме того, даже если количество добавленного Ti является соответствующим, количество Nb является небольшим, поэтому не может быть обеспечена достаточная способность поддаваться обработке.

Публикация JP (А) №2007-119808 предлагает технологию использования лазерной сварки для улучшения свойств. При шовной роликовой сварке для производства топливных баков такое применение является затруднительным. Кроме того, в публикации отсутствует указание на улучшение свойств зоны сварного шва за счет улучшения свойств материала матрицы.

Публикация JP (А) №2007-169739 и публикация JP (А) №2007-169738 раскрывают улучшение свойств материала матрицы, но возникают проблемы низкого сопротивления коррозии и, кроме того, в зависимости от условий проблемы низкой ударной вязкости зоны роликового сварного шва контактной сварки в месте расслоения соединения с отбортовкой кромок, высокой стоимости изготовления стали и низкой способности поддаваться обработке.

Далее, публикация JP (А) №2007-277713 и публикация JP (А) №2007-277714 показывают, что в зависимости от условий существуют проблемы низкой ударной вязкости зоны роликового сварного шва контактной сварки в месте расслоения соединения с отбортовкой кромок, в то время как публикация JP (А) №2007-277713, кроме того, имеет проблему, состоящую в снижении способности поддаваться обработке.

Следовательно, в прошлых ноу-хау существовала технология для улучшения сопротивления охрупчиванию после вторичной обработки и улучшения ударной вязкости зоны сварного шва в сфере толстолистовой стали. Однако топливные баки изготавливают с помощью процесса, включающего, например, штамповку, и операцию тепловой обработки, например шовную роликовую сварку, поэтому важными становятся не только свойства материала матрицы, но также свойства после деформации и после тепловой обработки. Следовательно, при использовании высокопрочной стали, в общем, ударная вязкость понижается, поэтому одновременно становятся важными сопротивление охрупчиванию после вторичной обработки и ударная вязкость зоны сварного шва. Кроме того, для образования готового продукта на поверхность наносят покрытие, поэтому также становятся важными способность к покрытию и сопротивление коррозии.

Однако в известном уровне техники, как объясняется выше, не существовало технологии для одновременного улучшения всех вышеуказанных характеристик. В частности, не существовало технологии для улучшения ударной вязкости зоны сварного шва, имеющей влияние на прочность на растяжение части, полученной шовной роликовой сваркой верхней поверхности и нижней поверхности, полученных штамповкой тонколистовой стали, т.е. соединения в месте расслоения соединения с отбортовкой кромок.

Настоящее изобретение было выполнено для решения вышеуказанных проблем, и его задача состоит в том, чтобы создать высокопрочную листовую сталь с покрытием, полученным горячим погружением, имеющую прочность на растяжение от 380 МПа до менее 540 МПа, имеющую пластичность при штамповке, позволяющую использовать ее в автомобильной промышленности, в частности в применениях для топливных баков, и имеющую высокое сопротивление охрупчиванию после вторичной обработки и высокую ударную вязкость зоны роликового сварного шва контактной сварки при низкой температуре и, кроме того, высокую способность к нанесению покрытия, и способ производства этой стали.

Далее, в последнее время увеличивается использование биотоплив для снижения выбросов СО₂. При выборе материалов для топливных баков возникли следующие проблемы.

В прошлом при использовании оцинкованной листовой стали, в частности, при применении биодизельного топлива существовали проблемы, которые состояли в том, что цинковое покрытие легко растворялось, в аккумуляторной системе подачи топлива собирался нагар и забивалась форсунка. С другой стороны, при использовании листовой стали с алюминиевым покрытием для биобензина существовала проблема, которая состояла в том, что алюминиевое покрытие растворялось из-за спирта, содержащегося в бензине. Кроме того, существовала проблема, которая состояла в том, что при использовании пластика для топливного бака биодизельное топливо или биобензин просачивались через топливный бак и вытекали из топливного бака. В частности, эти проблемы возникали, в основном, из-за того, что биотоплива образуют больше кислот при ухудшении качества в сравнении с обычными топливами, поэтому имеют более сильную кислотность.

Настоящее изобретение решает вышеуказанные проблемы в результате изучения влияний Ti, В и Р на ударную вязкость и сопротивление охрупчиванию после вторичной обработки зоны роликового сварного шва контактной сварки в месте расслоения соединения с отбортовкой кромок, присущих только топливным бакам, и способности к нанесению покрытия. Сущность изобретения заключается в следующем.

(1) Высокопрочная листовая сталь с покрытием, полученным горячим погружением, имеющая высокую ударную вязкость при низких температурах, для использования в штамповке, содержащая холоднокатаную листовую сталь и слой покрытия на поверхности вышеуказанной холоднокатаной листовой стали, характеризующаяся тем, что

вышеуказанная холоднокатаная листовая сталь содержит в мас.%:

С: от 0.0005 до 0,0050%

Si: от более 0,3 до 1,0%

Мn: от 0,70 до 2,0%

Р: 0,05% и менее

Ti: от 0,010 до 0,050%

Nb: от 0,010 до 0,040%

В: от 0,0005 до 0,0030%

S: 0,01% и менее

Аl: от 0,01 до 0,30% и

N: от 0,0010 до 0,01% и остальное Fe и постоянные примеси,

причем ТВ*, выраженное следующей формулой <А>, составляет от 0,03 до 0,06 и соблюдается соотношение <В>:

TB*=(0,11-[Ti])/(ln([B]×10000))…<A>

[Р]≤10×[В]+0,03…..<В>

где содержание Ti (%) - это [Ti], содержание В (%) - это [В] и содержание Р (%) - это [Р];

(2) Высокопрочная листовая сталь с покрытием, полученным горячим погружением, имеющая высокую ударную вязкость при низких температурах, для использования в штамповке, как указано в (1), характеризующаяся тем, что вышеуказанная холоднокатаная листовая сталь, кроме того, содержит в мас.% один или несколько из:

Сu: от 0,01 до 1%

Ni: от 0,01 до 1%

Сr: от 0,01 до 1%

и Мо: от 0,001 до 1%

(3) Высокопрочная листовая сталь с покрытием, полученным горячим погружением, имеющая высокую ударную вязкость при низких температурах, для использования в штамповке, как указано в (1) или (2), характеризующаяся тем, что вышеуказанная холоднокатаная листовая сталь содержит в мас.% не более:

As: 0,012%

Sn: 0,010%

Pb: 0,004%

Sb: 0,004%

и их суммарное количество не превышает 0,02 мас.%.

(4) Высокопрочная листовая сталь с покрытием, полученным горячим погружением, имеющая высокую ударную вязкость при низких температурах, для использования в штамповке, как указано в любом из с (1) по (3), характеризующаяся тем, что слой покрытия, полученный горячим погружением на поверхности вышеуказанной холоднокатаной стали, содержит Zn: 1-8,8% и Sn и постоянные примеси 91,2-99,0% и степень осаждения покрытия составляет 10-150 г/м² на сторону.

(5) Высокопрочная листовая сталь с покрытием, полученным горячим погружением, имеющая высокую ударную вязкость при низких температурах, для использования в штамповке, как указано в любом из с (1) по (4), характеризующаяся тем, что температура сопротивления охрупчиванию после вторичной обработки после штамповки при степени вытяжки 1,9 составляет -50°С и менее.

(6) Высокопрочная листовая сталь с покрытием, полученным горячим погружением, имеющая высокую ударную вязкость при низких температурах, для использования в штамповке, как указано в любом из с (1) по (5), в которой температура перехода пластичность - охрупчивание при испытании на растяжение зоны роликового сварного шва контактной сварки в месте расслоения соединения с отбортовкой кромок составляет -40°С и менее.

(7) Способ производства листовой стали с покрытием, полученным горячим погружением, имеющей высокую ударную вязкость при низких температурах, для использования в штамповке, включающий:

стадию непрерывного литья расплавленной стали состава компонентов, как указано в любом из (1) по (3), для получения сляба,

стадию горячей прокатки указанного сляба в условиях нагрева при 1050-1245°С в течение 5 часов с температурой конца прокатки от Аr₃ до 910°С и свертывание в рулон при температуре 750°С и менее для получения горячекатаного рулона,

стадию холодной прокатки вышеуказанного горячекатаного рулона при степени холодной прокатки 50% и более для получения холоднокатаного рулона заданной толщины и

стадию отжига вышеуказанного холоднокатаного рулона при температуре рекристаллизации и выше и затем нанесения покрытия на поверхность рулона горячим погружением.

(8) Способ производства листовой стали с покрытием, полученным горячим погружением, имеющей высокую ударную вязкость при низких температурах, для использования в штамповке, как указано в (7), включающим стадию отжига вышеуказанного холоднокатаного рулона при температуре кристаллизации или выше и затем покрытия поверхности рулона горячим погружением таким образом, чтобы слой содержал Zn: 1-8,8% Zn и Sn и постоянные примеси 91,2-99% и степень осаждения покрытия составляла 10-150 г/м² на сторону.

(9) Способ производства листовой стали с покрытием, полученным горячим погружением, имеющей высокую ударную вязкость при низких температурах, для использования в штамповке, как указано в (7) или (8), характеризующийся нанесением предварительного покрытия Fe-Ni перед нанесением покрытия, получаемого горячим погружением.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - вид в разрезе, показывающий образец для испытаний, образующий зону роликового сварного шва контактной сварки в месте расслоения соединения с отбортовкой кромок в способе испытания на отрыв.

Фиг.2 - изображение, показывающее влияние Ti и В на температуру перехода пластичность - охрупчивание зоны роликового сварного шва контактной сварки в месте расслоения соединения с отбортовкой кромок.

Фиг.3 - изображение, показывающее способ испытания для оценки сопротивления охрупчиванию после вторичной обработки.

Фиг.4 - изображение, показывающее влияние Н и В на сопротивление охрупчиванию после вторичной обработки.

Фиг.5 - снимок, показывающий пример поверхности разрушения, полученной с помощью ударного воздействия для разрушения после испытания на тепловую обработку, моделирующего зону термического влияния сварного шва.

Осуществление изобретения

Ниже будут даны подробные пояснения наилучших вариантов осуществления настоящего изобретения. Следует обратить внимание, что ниже мас.% обычно обозначен как «%».

Авторы изобретения занялись тщательными исследованиями, чтобы получить высокопрочную листовую сталь с покрытием, получаемым горячим погружением, имеющую высокую ударную вязкость при низких температурах, для использования в штамповке, имеющую высокую пластичность при штамповке, что крайне сложно выполнить на основе известного уровня техники, и имеющую высокое сопротивление охрупчиванию после вторичной обработки и высокую прочность на растяжение в зоне сварного шва в месте расслоения соединения с отбортовкой кромок и, кроме того, высокую способность к нанесению покрытия. В результате они обнаружили, что, устанавливая содержания Ti, В и Р в определенных пределах диапазонов, можно получить прочность на растяжение от 380 МПа до менее 540 МПа, пластичность при штамповке, обеспечивающую применение в автомобильной промышленности, в частности в применениях для топливных баков, высокое сопротивление охрупчиванию после вторичной обработки и высокую прочность на растяжение в зоне сварного шва в месте расслоения соединения с отбортовкой кромок и, кроме того, высокую способность к нанесению покрытия и, таким образом, создали настоящее изобретение.

Следовательно, высокопрочная листовая сталь с покрытием, получаемым горячим погружением, для использования в штамповке настоящего изобретения (далее именуемая просто как «листовая сталь с покрытием, получаемым горячим погружением») содержит холоднокатаную листовую сталь и слой с покрытием, полученным горячим погружением, образованный на поверхности вышеуказанной холоднокатаной листовой стали, и характеризуется тем, что эта вышеуказанная холоднокатаная листовая сталь содержит в мас.%: С: от 0,0005 до 0,0050%, Si: от более 0,3 до 1,0%, Мn: от 0,70 до 2,0%, Р: 0,05% и менее, Ti: от 0,010 до 0,050%, Nb: от 0,010 до 0,040%, В: от 0,0005 до 0,0030%, S: 0,01% и менее, Аl: от 0,01 до 0,30% и N: от 0,0010 до 0,01% и Fe и постоянные примеси - остальное, причем ТВ*, выраженное следующей формулой <А>, составляет 0,03 и более и соблюдается следующее соотношение <В>:

ТВ*=(0,11-[Ti])/(ln([В]×10000))…<А>

[Р]≤10×[В]+0,03…..<В>

где содержание (%) Ti - это [Ti], содержание (%) В - это [В] и содержание (%) Р - это [Р].

Прежде всего будут объяснены причины числовых ограничений компонентов листовой стали с покрытием, полученным горячим погружением.

<С: 0,0005-0,0050%>

С является крайне важным элементом настоящего изобретения. В частности, С является элементом, соединяющимся с Nb и Ti для образования карбидов, и очень эффективен для получения высокой прочности. Однако при содержании С более 0,0050%, даже при добавлении Ti и Nb, необходимых для связывания С, уменьшается способность поддаваться обработке и после шовной роликовой сварки и лазерной сварки снижается ударная вязкость зоны роликового сварного шва контактной сварки в месте расслоения соединения с отбортовкой кромок. С другой стороны, в листовой стали с покрытием, полученным горячим погружением, настоящего изобретения, даже если содержание С будет низким, это можно компенсировать другими способами упрочнения, но если содержание С будет меньше 0,0005%, обеспечение прочности становится затруднительным и возрастают расходы на обезуглероживание во время производства стали. Соответственно, содержание С составляет 0,0005-0,0050%. Кроме того, если требуются высокая способность поддаваться обработке и высокая ударная вязкость зоны сварного шва, содержание С предпочтительно составляет 0,003% и менее.

<Si: от более 0,3 до 1,0%>

Si является элементом, эффективным для увеличения прочности и элементом для повышения концентрации раствора. Кроме того, авторы изобретения обнаружили, что при добавлении Si более 0,3%, предпочтительно 0,5% и более, повышается сопротивление коррозии после нанесения покрытия Sn-Zn, полученного горячим погружением. Причина состоит в том, что затвердевшая структура покрытия становится более мелкозернистой. SiO₂, образуемая при окислении поверхности Si, не полностью покрывает поверхность слоя, а неравномерно распределяется по поверхности и образует центры кристаллизации для первичных кристаллов Si в процессе затвердевания покрытия Sn-Zn, полученного горячим погружением. Количество центров кристаллизации увеличивается, поэтому Zn с его низким потенциалом коррозии и действием по защите от разрушительной коррозии становится более мелкозернистым. По этой причине Sn с надлежащим потенциалом коррозии по существу окружает Zn, поэтому сопротивление коррозии улучшается. Следовательно, нижний предел составляет 0,3%. Предпочтительно, он оставляет 0,5% и более. Предполагают, что причиной низкого сопротивления коррозии в публикации JP (А) №2007-169739 и публикации JP (А) №2007-169738 является низкое содержание Si. Однако, если содержание Si становится излишним, в частности если содержание Si превышает 1,0%, даже если другие величины находятся в диапазоне настоящего изобретения, способность к нанесению покрытия снижается. Следовательно, верхний предел содержания Si составляет 1,0%.

Биотоплива являются высокоагрессивными веществами. Улучшение сопротивления коррозии было бы очень эффективно для биотопливных баков.

<Мn: 0,70-2,0%>.

Мn, подобно Si, является элементом, повышающим прочность листовой стали за счет повышения концентрации раствора. Это один из важных элементов повышения прочности листовой стали с покрытием, полученным горячим погружением, настоящего изобретения, предназначенный для улучшения сопротивления охрупчиванию после вторичной обработки, ударной вязкости зоны сварного шва и способности к нанесению покрытия, полученного горячим погружением. Мn имеет механизм повышения прочности за счет получения более мелкозернистой структуры и механизм повышения прочности за счет повышения концентрации раствора, но если содержание Мn меньше 0,70%, эффект от его добавления не достигается. Кроме того, при дополнении другими элементами могут быть достигнуты не все заданные показатели сопротивления охрупчиванию после вторичной обработки, ударной вязкости в зоне сварного шва и способности к нанесению покрытия горячим погружением. С другой стороны, если содержание Мn превышает 2,0%, плоскостная анизотропия r-величины, показателя способности к глубокой вытяжке, становится большой и пластичность при штамповке уменьшается. Следовательно, содержание Мn составляет 0,7-2,0%. Кроме того, при содержании Мn 1,0% и более, даже если температура в конце горячей прокатки составляет 910°С и менее, можно сохранить структуру листовой стали, поэтому содержание Мn предпочтительно составляет 1,0-2,0%.

<Р: 0,05% и менее>

Р является элементом, вызывающим незначительное ухудшение способности поддаваться обработке при добавлении, и эффективен для увеличения прочности за счет повышения концентрации раствора. Однако Р также является элементом, который выделяется по границам зерен, вызывая ухудшение сопротивления охрупчиванию после вторичной обработки и затвердевает и выделяется в зоне сварного шва, вызывая ухудшение ударной вязкости в зоне роликового сварного шва контактной сварки в месте расслоения соединения с отбортовкой кромок. Кроме того, Р выделяется на поверхности листовой стали и ухудшает способность к нанесению покрытия за счет нагрева вплоть до нанесения покрытия горячим погружением. В частности, если содержание Р превышает 0,05%, происходит ликвация. Следовательно, содержание Р ограничивают до 0,05% и менее. Следует отметить, что нижнее ограничение содержания Р особо не ограничено, но если содержание Р составляет менее 0,005%, стоимость очистки становится высокой, поэтому содержание Р предпочтительно составляет 0,005% и более. Кроме того, с точки зрения обеспечения прочности более предпочтительным является значение 0,02% и более.

<Тi: 0,010-0,050%>

Ti имеет большое сходство с С и N и обладает эффектом образования карбонитридов во время затвердевания или горячей прокатки, уменьшая содержание растворенных в стали С и N и улучшая способность поддаваться обработке. Однако, если содержание Ti меньше 0,010%, этот эффект не достигается. С другой стороны, если содержание Ti превышает 0,05%, прочность и ударная вязкость зоны сварного шва сварного соединения, т.е. ударная вязкость зоны роликового сварного шва контактной сварки в месте расслоения соединения с отбортовкой кромок, уменьшается. Следовательно, содержание Ti составляет 0,010-0,05%.

<Nb: 0,010-0,040%>

Nb, подобно Ti, имеет большое сходство с С и N и обладает эффектом образования карбонитридов во время затвердевания или горячей прокатки, уменьшая содержание растворенных в стали С и N и улучшая способность поддаваться обработке. Однако, если содержание Nb меньше 0,010%, этот эффект не достигается. С другой стороны, если содержание Nb превышает 0,04%, температура рекристаллизации становится выше, становится необходимым высокотемпературный отжиг и ухудшается ударная вязкость зоны сварного шва сварного соединения. Следовательно, содержание Nb составляет 0,010-0,04%.

<В: 0,0005-0,0030%>

В является элементом, который выделяется по границам зерен и, таким образом, повышает прочность границ зерен и улучшает сопротивление охрупчиванию после вторичной обработки. Однако, если содержание В меньше 0,0005%, эффект не достигается.

С другой стороны, если во время сварки содержание В превышает 0,0030%, В выделяется γ границ у зерен и препятствует превращению феррита. Структура зоны сварного шва и его зоны термического влияния становится структурой, образованной низкотемпературным превращением, поэтому зона сварного шва и зона термического влияния становятся твердыми, ударная вязкость уменьшается и в результате ухудшается ударная вязкость зоны роликового сварного шва контактной сварки в месте расслоения соединения с отбортовкой кромок.

Далее при добавлении большого количества В превращение феррита во время горячей прокатки также сдерживается, и в результате получают горячекатаную листовую сталь со структурой, образованной низкотемпературным превращением, поэтому повышается прочность горячекатаной листовой стали и нагрузка во время холодной прокатки становится выше. Кроме того, если содержание В превышает 0,0030%, температура рекристаллизации повышается и становится необходимым высокотемпературный отжиг, поэтому повышаются затраты на производство, плоскостная анизотропия r-величины, показателя способности к глубокой вытяжке, становится больше и пластичность при штамповке уменьшается. Следовательно, содержание В составляет 0,0005-0,0030%. Обратите внимание, что предпочтительный диапазон содержания В составляет 0,0005-0,0015% по вышеуказанным причинам.

<S: 0,010% и менее>

S является примесью, неизбежно присутствующей во время очистки стали. Она соединяется с Мn и Ti и образует выделения и ухудшает способность поддаваться обработке, поэтому содержание S ограничивают до 0,010% и менее. Следует отметить, что уменьшение содержания S до менее 0,0001% увеличивает затраты на производство, поэтому содержание S предпочтительно составляет 0,0001% и более.

<Аl: 0,01-0,30%>

Аl является элементом, который используется как раскисляющий материал во время очистки стали, но при содержании Аl менее 0,01% эффект раскисления не достигается. Однако, если содержание Аl превышает 0,30%, уменьшается ударная вязкость зоны роликового сварного шва контактной сварки в месте расслоения соединения с отбортовкой кромок или снижается способность поддаваться обработке. Следовательно, содержание Аl составляет 0,01-0,30%. В публикации JP (А) №2007-169739, публикации JP (А) №2007-169738 и публикации JP (А) №2007-177713 проблема состоит в том, что, поскольку содержание Аl является высоким, снижается ударная вязкость зоны сварного шва и снижается способность поддаваться обработке.

<N: 0,0010-0,01%>

N является примесью, неизбежно присутствующей во время очистки стали. Кроме того, N образует нитриды с Ti, Аl и Nb. Несмотря на то что он не оказывает вредного влияния на способность поддаваться обработке, он ухудшает ударную вязкость зоны сварного шва. По этой причине содержание N должно быть ограничено до 0,01% и менее. С другой стороны, чтобы сделать содержание N меньше 0,0010%, следует увеличить расходы на производство. Следовательно, содержание N составляет 0,0010-0,01%.

<ТВ*: 0,03 и более>

ТВ*=(0,11-[Ti])/(ln([В]×10000))…<А>

Авторы изобретения обнаружили, что, когда значение ТВ*, определяемое вышеуказанной формулой <А>, где [Ti] - это содержание Ti, [В] - это содержание В, становится небольшим, уменьшается прочность на растяжение зоны роликового сварного шва контактной сварки в месте расслоения соединения с отбортовкой кромок. Если значение ТВ* составляет 0,03 и менее, уменьшение прочности на растяжение при низкой температуре становится заметным. Причина состоит в том, что уменьшается ударная вязкость при низкой температуре и происходит разрушение из-за охрупчивания.

Ниже будут приведены результаты экспериментов, с помощью которых авторы изобретения обнаружили этот факт.

Сначала авторы изобретения изготовили стали с составами в диапазонах С: 0,0005-0,01%, Si: от более 0,3 до 1,0%, Mn: 0,7-3,0%, P: 0,1% и менее, Ti: 0,005-0,1%, Nb: 0,1% и менее, В: 0,0001-0,004%, S: 0,010% и менее, Аl: 0,01-0,30% и N: 0,0010-0,01% в вакуумной плавильной печи, нагрели и выдержали их при температуре 1200°С в течение 1 часа, затем осуществили их горячую прокатку с температурой конца прокатки 880-910°С до толщины 3,7 мм, чтобы получить горячекатаные листы. Далее каждый горячекатаный лист протравили, затем осуществили холодную прокатку, чтобы получить холоднокатаный лист толщиной 1,2 мм. Кроме того, холоднокатаный стальной лист отожгли с помощью цикла выдерживания при температуре 800°С в течение 60 секунд. Этот стальной лист был покрыт Fe-Ni до 1 г/м², затем покрыт Sn-Zn флюсовым способом. Использованная ванна для нанесения покрытия из сплава Fe-Ni была ванной Уатта для нанесения покрытия из Ni, к которой было добавлено 100 г/л сульфата железа. Для флюса водный раствор ZnCl₂/NH₄Cl был нанесен с помощью ролика. Содержание Zn в ванне для нанесения покрытия составляло 7% по массе. Температура ванны для нанесения покрытия составляла 280°С. Степень осаждения покрытия была отрегулирована обработкой газом после нанесения покрытия. Кроме того, стальной лист после нанесения покрытия горячим погружением был обработан преимущественно с помощью Сr³⁺, чтобы получить стальной лист с покрытием, полученным горячим погружением. Далее, этот стальной лист с покрытием, полученным горячим погружением, был использован для оценки ударной вязкости зоны роликового сварного шва контактной сварки в месте расслоения соединения с отбортовкой кромок. Для оценки стальные листы 1a, 1b с покрытием, полученным горчим погружением, как показано на фиг.1, были изогнуты для образования фланцев. Фланцы изготовили так, чтобы они были обращены друг к другу (форма в месте расслоения соединения с отбортовкой кромок) и обращенные друг к другу части были сварены роликовым швом, чтобы образовать зону 2 сварного шва (зона роликового сварного шва контактной сварки в месте расслоения соед