TWI889485B - 鍍敷鋼材 - Google Patents

Abstract

一種鍍敷鋼材，其鍍敷層以質量%計包含：Al：10.0%~40.0%、Mg：5.0%~12.5%、Ti：0%~1.0%、Zr：0%~1.0%、剩餘部分：50.0%以上的Zn及不純物；Ti與Zr合計為0.001%以上，由鍍敷層之X射線繞射測定結果所獲得的繞射強度會滿足下述公式(1)。 I(200) _Al/{(I(111) _Al+I(220) _Al+I(200) _Al+I(311) _Al}≧0.40…(1) 在公式(1)中，I(200) _Al是Al之(200)的繞射強度，I(111) _Al是Al之(111)的繞射強度，I(220) _Al是Al之(220)的繞射強度，I(311) _Al是Al之(311)的繞射強度。

Description

鍍敷鋼材

發明領域 本發明有關於一種鍍敷鋼材。 本案是基於2023年8月10日在日本提出申請之特願2023-131415而主張優先權，並在此援引其內容。

發明背景 鍍敷鋼材由於耐蝕性優異，因而一直被使用在建材、土木領域中。尤其是熔融Zn-Al-Mg系鍍敷鋼材因為耐蝕性優異，而被廣泛使用在前述領域中。熔融Zn-Al-Mg系鍍敷鋼材在作成各種最終製品之前，有時會加工成各種形狀。

在熔融Zn-Al-Mg系鍍敷層中，會形成MgZn ₂相、[Al/Zn/MgZn ₂]三元共晶組織及Al初晶作為代表性的相組織。Al初晶被認為是一種含Zn的Al樹枝狀晶組織。在這些相組織當中，MgZn ₂相及[Al/Zn/MgZn ₂]三元共晶組織被認為塑性變形能力較低。Al初晶的塑性變形能力雖被認為高於MgZn ₂相及[Al/Zn/MgZn ₂]三元共晶組織，但仍難謂足夠。因此，熔融Zn-Al-Mg系鍍敷鋼材之鍍敷層就會缺乏加工性。因此，熔融Zn-Al-Mg系鍍敷鋼材之鍍敷層有下列課題：無法追隨加工變形，鍍敷層會在加工部產生裂紋，加工部之耐蝕性是比平坦面還差。

專利文獻1展示一種技術，是使MgZn ₂在Al初晶中析出並抑制Al初晶之腐蝕進行。專利文獻1之目的在於透過抑制Al初晶之腐蝕速度來提升加工部之耐蝕性，其未曾檢討過提升鍍敷層本身的加工性。

[先前技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1]日本特開2005-336546號公報

發明概要 發明所欲解決之課題 本發明是有鑑於上述情事所完成者，其課題在於提供一種耐蝕性優異的同時鍍敷層之加工性亦優異的鍍敷鋼材。

用以解決課題之手段 為了解決上述課題，採用以下構成。 [1]一種鍍敷鋼材，具備：鋼材、及前述鋼材上的鍍敷層； 前述鍍敷層之平均化學組成以質量%計包含： Al：10.0%~40.0%、 Mg：5.0%~12.5%、 Ti：0%~1.0%、 Zr：0%~1.0%、 Si：0%~5.00%、 Ca：0%~3.00%、 Y：0%~0.50%、 La：0%~0.50%、 Ce：0%~0.50%、 Sr：0%~0.50%、 Sn：0%~3.00%、 Bi：0%~1.00%、 In：0%~1.00%、 B：0%~1.00%、 P：0%~0.50%、 Cr：0%~0.25%、 V：0%~0.25%、 Ni：0%~1.0%、 Co：0%~0.25%、 Nb：0%~0.25%、 Cu：0%~1.0%、 Mn：0%~0.25%、 Mo：0%~0.25%、 W：0%~0.25%、 Ag：0%~1.00%、 Li：0%~0.50%、 Na：0%~0.05%、 Ba：0%~0.25%、 K：0%~0.05%、 Fe：0%~5.0%、 Sb：0%~0.50%、 Pb：0%~0.50%、 剩餘部分：50.0%以上的Zn及不純物； 前述鍍敷層中之Ti與Zr合計為0.001%以上； 由前述鍍敷層之X射線繞射測定結果所獲得的繞射強度會滿足下述公式(1)： I(200) _Al/{(I(111) _Al+I(220) _Al+I(200) _Al+I(311) _Al}≧0.40…(1) 其中，在公式(1)中，I(200) _Al是Al之(200)的繞射強度，I(111) _Al是Al之(111)的繞射強度，I(220) _Al是Al之(220)的繞射強度，I(311) _Al是Al之(311)的繞射強度。 [2]如[1]所記載的鍍敷鋼材，其中，前述鍍敷層中之Ti與Zr合計為0.020%以上。 [3]如[1]或[2]所記載的鍍敷鋼材，其中，在前述鍍敷層之厚度方向的剖面中，等效圓直徑20μm以下之Al相的合計面積相對Al相總面積的比例為50%以上。

發明效果 依照本發明，就能提供一種耐蝕性優異的同時鍍敷層之加工性亦優異的鍍敷鋼材。

本發明的實施形態 用以實施發明之形態 對鍍敷鋼材進行彎曲加工時，若鍍敷層產生裂紋而露出鋼材之基鐵，則在其周圍會藉由鍍敷層發揮犧牲防蝕功能之作用，鍍敷層之構成元素會產生溶析(elution)且鍍敷層本身會局部消耗。因此，相較於加工部以外的鍍敷層，加工部附近的鍍敷層有時耐蝕性會降低。為了防止這個情況，必須防止在加工部之鍍敷層的裂紋。就鍍敷層來說，鍍敷層塑性變形能力越大就越難以產生裂紋。

Zn-Al-Mg系鍍敷層所具有的相組織含有複數種相/組織，例如含有：MgZn ₂相、[Al/Zn/MgZn ₂之三元共晶組織]及Al初晶。Al初晶具有：含Zn之Al樹枝狀晶的結晶結構。MgZn ₂相及[Al/Zn/MgZn ₂之三元共晶組織]被認為塑性變形能力低且加工性低。另一方面，已知的是，Al的加工性會隨結晶的定向狀態而改變。於是，若能控制Al初晶主要含有的Al結晶的定向狀態，就能期待可提升鍍敷層整體的加工性，並降低在加工部中的鍍敷層之裂紋。

發明人等以控制Al相結晶定向來提升鍍敷層加工性為目的進行檢討後，獲得的見解是，若使鍍敷層中含有Zr或Ti之一者或兩者，則在鍍敷層表面中Al結晶方位面當中的(100)面比例會增加，藉此會提升鍍敷層之加工性。

又，Zr及Ti在鍍敷層中會與Al形成化合物，具體而言會形成Al ₃Zr、Al ₃Ti等金屬間化合物。此外，若存在Si，則會形成Al _2.7Si _0.3Zr、Al _2.5Si _0.5Ti。這些金屬間化合物會作為Al初晶之凝固核而發揮作用，會使Al初晶微細化。所獲得的見解是，藉此鍍敷層之加工性會更加改善。

以這種鍍敷鋼材所製造的鋼結構物，其加工性、耐蝕性會變得優異。

以下，說明本發明實施形態之鍍敷鋼材。 本實施形態之鍍敷鋼材具備：鋼材、及鋼材表面所具備的鍍敷層；鍍敷層之平均化學組成以質量%計包含：Al：10.0%~40.0%、Mg：5.0%~12.5%、Ti：0%~1.0%、Zr：0%~1.0%、Si：0%~5.00%、Ca：0%~3.00%、Y：0%~0.50%、La：0%~0.50%、Ce：0%~0.50%、Sr：0%~0.50%、Sn：0%~3.00%、Bi：0%~1.00%、In：0%~1.00%、B：0%~1.00%、P：0%~0.50%、Cr：0%~0.25%、V：0%~0.25%、Ni：0%~1.0%、Co：0%~0.25%、Nb：0%~0.25%、Cu：0%~1.0%、Mn：0%~0.25%、Mo：0%~0.25%、W：0%~0.25%、Ag：0%~1.00%、Li：0%~0.50%、Na：0%~0.05%、Ba：0%~0.25%、K：0%~0.05%、Fe：0%~5.0%、Sb：0%~0.50%、Pb：0%~0.50%、剩餘部分：50.0%以上的Zn及不純物；鍍敷層中之Ti與Zr合計為0.001%以上；由鍍敷層之X射線繞射測定結果所獲得的繞射強度會滿足下述公式(1)。在此所謂的鋼材表面是指鍍敷層與鋼材之界面。所謂鋼材表面所具備的鍍敷層是指在鋼材上所具備的鍍敷層。

I(200) _Al/{(I(111) _Al+I(220) _Al+I(200) _Al+I(311) _Al}≧0.40…(1)

其中，在公式(1)中，I(200) _Al是Al之(200)的繞射強度，I(111) _Al是Al之(111)的繞射強度，I(220) _Al是Al之(220)的繞射強度，I(311) _Al是Al之(311)的繞射強度。

又，鍍敷層中之Ti與Zr合計宜為0.020%以上。

又，本實施形態之鍍敷鋼材在鍍敷層之厚度方向的剖面中，等效圓直徑20μm以下之Al相的合計面積相對Al相總面積的比例宜為50%以上。

在以下的說明中，化學組成的各元素含量之「%」標示意指：「質量%」。又，使用「~」所表示的數值範圍意指：「~」前後記載之數值作為下限值及上限值所涵蓋的範圍。另外，「~」前後記載之數值標註「大於」或「小於」時之數值範圍意指：不含此等數值作為下限值或上限值的範圍。

所謂「耐蝕性」是表示：鍍敷層本身難以腐蝕的性質。Zn系之鍍敷層由於對鋼材具有犧牲防蝕作用，因此在鋼材腐蝕前鍍敷層會腐蝕而白鏽化；白鏽化的鍍敷層消失後，鋼材會腐蝕而產生紅鏽，這就是鍍敷鋼板的腐蝕過程。 所謂「加工性」則是表示：對鍍敷鋼材進行彎曲加工時，鍍敷層難以發生裂痕的性質。

如圖1所示，本實施形態之鍍敷鋼材1具有鋼材11。鋼材11的形狀不特別限制，鋼材11之一例為鋼板。又，鋼材11亦可為經過成形加工的基底鋼材，例如鋼管、土木建築材(柵渠、波紋鋼管、排水溝蓋、防飛砂板、螺栓、鐵絲網、護欄、截水牆等)、家電構件(空調室外機殼體等)、汽車零件(底盤構件等)等。成形加工為例如；壓製加工、輥壓成形、彎曲加工等各種塑性加工手法。

鋼材11的材質不特別限制。鋼材11可應用例如：一般鋼、Ni預鍍敷鋼、鋁脫氧鋼(Al killed steel)、極低碳鋼、高碳鋼、各種高張力鋼、局部高合金鋼(含Ni、Cr等強化元素的鋼等)等各種鋼材。再者，關於鋼材11，針對鋼材的製造方法、鋼板的製造方法(熱輥軋方法、酸洗方法、冷軋方法等)等條件也不特別限制。更甚者，鋼材11亦可使用形成有Zn、Ni、Sn或這些合金系等且小於1μm的金屬膜或合金膜的鋼材。

接著，說明鍍敷層12。本實施形態之鍍敷鋼材1具有：配置於鋼材11表面的鍍敷層12。鋼材11為鋼板時，鍍敷層12至少配置於鋼板其中一面、以及與其中一面為相反側的另一面。又，鍍敷層12亦可配置於鋼板之其中一面與另一面之間的端面。

本實施形態之鍍敷層12歸因於後述化學組成，主要由Zn-Al-Mg合金層所構成。Zn-Al-Mg系合金層是由Zn-Al-Mg系合金所構成。所謂Zn-Al-Mg系合金意指：含Zn、Al及Mg的三元系合金。相對於一般Zn鍍敷層，在Zn中添加了Al、Mg等合金元素而成的Zn-Al-Mg系合金層會改善耐蝕性。例如，即使厚度為一般Zn鍍敷層的一半左右，Zn-Al-Mg系合金層也會具有與Zn鍍敷層同等的耐蝕性。據此，本實施形態之鍍敷層也具備與Zn鍍敷層同等或高於Zn鍍敷層的耐蝕性。

又，本實施形態之鍍敷鋼材1之鍍敷層12亦可在鋼材11與Zn-Al-Mg合金層之間含有Fe-Al系界面合金層(以下稱為Al-Fe合金層)。又，Al-Fe合金層是一種位於鋼材與Zn-Al-Mg合金層之間的界面合金層。

本實施形態之鍍敷層可為Zn-Al-Mg合金層的單層結構，亦可為含有Zn-Al-Mg合金層與Al-Fe合金層的積層結構。若為積層結構，則使Zn-Al-Mg合金層作為構成鍍敷層表面的層體即可。然而，在鍍敷層之最外表面雖會形成出鍍敷層構成元素的氧化披膜且厚度小於1μm左右，但其相對鍍敷層整體厚度較薄，因此，從鍍敷層的主體來看可予以忽視。

一般而言，鍍敷層越薄加工性就越提升，但若考量腐蝕導致鍍敷層消耗，則鍍敷層越厚就越容易確保耐蝕性。因此，就鍍敷層整體厚度來說，宜設為10~70μm。另外，鍍敷層整體厚度由於會受到鍍敷條件左右，故鍍敷層整體厚度並不限定於10~70μm之範圍。關於鍍敷層整體厚度，在一般熔融鍍敷法中會受到鍍敷浴之黏性及比重的影響。然後，可透過鋼材(鍍敷母板)的抽出速度及抹拭(wiping)的強弱來調整鍍敷層整體厚度。

關於Al-Fe合金層，其形成於鋼材表面(具體而言，是鋼材與Zn-Al-Mg合金層之間)，就組織來說，其是一種Al ₅Fe ₂相為主相的層體。Al-Fe合金層是因為基鐵(鋼材)及鍍敷浴相互原子擴散而形成。當製法使用熔融鍍敷法時，在含Al元素的鍍敷層中會容易形成出Al-Fe合金層。由於鍍敷浴中含有一定濃度以上的Al，因此Al ₅Fe ₂相會形成最多。惟，原子擴散需要時間；又，靠近基鐵部分中，也會有Fe濃度變高的部分。因此，Al-Fe合金層有時也會局部少量含有AlFe相、Al ₃Fe相、Al ₂Fe相等。又，由於鍍敷浴中含有一定濃度的Zn，因此Al-Fe合金層也少量含有Zn。

鍍敷層中含有Si時，Si尤其容易帶入Al-Fe合金層中，有時會形成Al-Fe-Si金屬間化合物相。就可鑑別的金屬間化合物相來說，有AlFeSi相，並且存在α、β、q1,q2-AlFeSi相等作為異構物。因此，Al-Fe合金層有時會檢測出這些AlFeSi相等。含這些AlFeSi相等的Al-Fe合金層亦稱為Al-Fe-Si合金層。

接著，說明鍍敷層之平均化學組成。當鍍敷層為Zn-Al-Mg合金層之單層結構時，鍍敷層整體之平均化學組成是Zn-Al-Mg合金層之平均化學組成。又，當鍍敷層為Al-Fe合金層及Zn-Al-Mg合金層之積層結構時，則為Al-Fe合金層及Zn-Al-Mg合金層合計的平均化學組成。

在一般熔融鍍敷法中，由於形成鍍敷層的反應大致上在鍍敷浴內就完成，因此Zn-Al-Mg合金層之化學組成幾乎會與鍍敷浴同等。又，在熔融鍍敷法中，Al-Fe合金層在鍍敷浴浸漬後當下瞬間就形成、成長。然後，Al-Fe合金層在鍍敷浴內就完成形成反應，其厚度多半相對Zn-Al-Mg合金層也夠薄。據此，只要鍍敷後沒有進行加熱合金化處理等特殊熱處理，則鍍敷層整體之平均化學組成會與Zn-Al-Mg合金層之化學組成實質同等，而可忽視Al-Fe合金層等的成分。

本實施形態之鍍敷層之化學組成含有：Zn、其他合金元素、及不純物。又，本實施形態之鍍敷層之化學組成亦可由Zn、其他合金元素、及不純物所構成。以下詳細說明鍍敷層之化學組成。另外，濃度下限值被說明為0%的元素，雖非用以解決本實施形態之鍍敷鋼材的課題所需，但是基於提升特性等目的而容許含於鍍敷層中的任意元素。

Al：10.0%~40.0% Al是構成鍍敷層主體的元素，與Zn相同。Al的犧牲防蝕作用雖小，但藉由在鍍敷層中含有Al會提升平面部耐蝕性。又，Al不存在時，無法使Mg穩定地保持在鍍敷浴中，因此Al是作為製造上不可欠缺的元素而含於鍍敷浴中。

Al含量設為10.0%以上，此乃用以大量含有後述Mg所必需之含量，還是用以確保加工性所必需之含量。小於該含量時，會難以建浴作成鍍敷浴，且會變得難以確保鍍敷層之加工性，難以確保耐蝕性。又，Al含量設為40.0%以下，此乃Al對鋼材的犧牲防蝕作用較弱，大於該含量時就會變得無法充分獲得犧牲防蝕性，因此上限設為40.0%以下。

Mg：5.0%~12.5% Mg具有犧牲防蝕效果，是一種會提高鍍敷層耐蝕性的元素。含有一定以上的Mg，藉此會在鍍敷層中形成MgZn ₂相。鍍敷層中的Mg含量越高，則MgZn ₂相就形成得越多。已知的是MgZn ₂相會採取所謂拉弗氏相(Laves’ phases)的結構，且已知其硬度高。Mg含量設為5.0%以上，此乃發揮耐蝕性所必需的濃度；小於5.0%時，則無法獲充分的耐蝕性。又，MgZn ₂相無法充分形成於鍍敷層中，鍍敷層本身耐蝕性也會變低。Mg含量過量時，會變得難以製造鍍敷層且鍍敷層加工性會降低，因此其上限為12.5%以下。較宜的是，Mg含量為6.0%~8.0%。

Ti：0%~1.0% Zr：0%~1.0% Ti、Zr之一者或兩者含於鍍敷浴中時，分別會形成Al ₃Zr、Al ₃Ti之金屬間化合物。又，Si存在時，會形成Al _2.7Si _0.3Zr、Al _2.5Si _0.5Ti。此等與Al相在結晶結構之晶格匹配性良好，會作為Al初晶之凝固核而發揮作用。當含Ti、Zr的金屬間化合物作為Al初晶之凝固核發揮作用時，在鍍敷鋼材表面，Al之(100)面會優先定向於與鍍敷層表面平行。Ti、Zr濃度合計達0.001%以上時，Al之(100)面會開始形成為與鍍敷層表面平行；Ti、Zr濃度提高的同時，(100)面之定向會傾向於增強。因此，Ti、Zr合計濃度下限為0.001%以上，較宜為0.020%以上。

又，Ti、Zr合計濃度達0.020%以上時，Al初晶會開始微細化，且濃度提高的同時Al初晶會傾向於微細化。Ti、Zr合計濃度為0.5%時，晶粒微細化效果達飽和。結晶組織微細化對於提升加工性有貢獻，基於此點，為了使Al初晶微細化，Ti、Zr合計濃度宜為0.020%以上。另一方面，Ti、Zr濃度變高時，鍍敷浴之建浴會傾向於變得困難；又，Ti、Zr分別大於1.0%時，會傾向於：產生大量浮渣、常常出現未鍍而外觀及耐蝕性惡化。因此，Ti、Zr濃度分別設為1.0%以下。Ti、Zr濃度合計為0.001%~2.0%，較宜為0.001~1.5%或0.010%~0.5%，更宜為0.1~0.5%。

此外，Ti、Zr之一者或兩者含於鍍敷浴中時，會傾向於抑制Mg ₂Zn ₁₁相析出，加工性會提升。

Si：0%~5.00% Si雖是任意添加元素，但Si含於鍍敷浴中時，在鍍敷層中會析出Si單相或Mg ₂Si；進一步含Ca時，則會析出Al-Ca-Si化合物。在鍍敷層之表層析出這些Si或Si系化合物，藉此具有提升耐水潤濕性、耐水流性的效果。又，Si被帶入Al-Fe合金層中形成Al-Fe-Si相，藉此會抑制Al-Fe合金層的成長，因而具有提升彎曲加工性之效果，也會提升鍍敷密著性。Si宜含0.05%以上即可。又，Si大於5.00%時，會產生大量浮渣、常常出現未鍍。因此，Si濃度設為5.00%以下。Si濃度宜為：0%~5.00%、0.05%~3.00%、0.05~1.0%、或0.10%~0.50%。

元素群A Ca：0%~3.00% Y：0%~0.50% La：0%~0.50% Ce：0%~0.50% Sr：0%~0.50% 元素群A的Ca、Y、La、Ce、Sr，雖是任意添加元素，但這些元素在大氣中容易氧化，若存在於鍍敷浴中，就會在浴表面形成緻密的氧化披膜，具有防止Mg氧化的效果。透過前述效果，Mg濃度會穩定，而可容易製造出所欲組成的鍍敷鋼板。為了適切發揮出這種效果，這些元素之含量設為大於0%，較宜設為0.01%以上即可。又，各自元素之含量有上限，大於含量上限時，鍍敷浴的建浴會傾向於變得困難。又，浮渣等的附著會變多，外觀、耐蝕性也會傾向於惡化。

因此，Ca設為0%~3.00%，宜設為大於0%且小於2.00%，較宜設為0.01%以上且小於2.00%，更宜設為0.01%以上且1.50%以下。又，Ca可為1.00%以下，也可為0.60%以下，亦可為0.50%以下。

又，Y、La、Ce、Sr分別設為0%~0.50%，宜設為大於0%且小於0.50%，較宜設為0.01%以上且小於0.50%。此外，各自元素可為0.01%以上，也可為0.40%以下，亦可為0.30%以下。元素群A會在鍍敷組織中與Al、Zn形成化合物。舉Ca為例，含有Ca為大於0%、宜為0.01%以上時，會形成Al-Ca-Zn系化合物；進一步存在Si時，則容易形成Al-Ca-Si系化合物。又，含有Y、La、Ce、Sr時，則會形成出一種上述化合物之Ca分別取代成各自元素而得的化合物。

元素群B Sn：0%~3.00% Bi：0%~1.00% In：0%~1.00% 元素群B的元素雖是任意添加元素，但這些元素具有提升犧牲防蝕性的功能。惟，這些元素比起與Zn鍵結，更傾向於與Mg鍵結，含有Mg的效果會變小，因此這些元素含量存在上限。大於上限時，浮渣等的附著會變多，耐蝕性也會傾向於惡化。據此，Sn設為0~3.00%，較宜設為大於0%且小於3.00%。Sn亦可為：0.01%以上、0.05%以上、2.50%以下、2.00%以下、1.50%以下。Bi設為0%~1.00%，較宜設為大於0%且小於1.00%。Bi亦可為0.01%以上、0.05%以上、0.80%以下、0.50%以下、0.40%以下。In設為0%~1.00%，較宜設為大於0%且小於1.00%。In亦可為0.01%以上、0.05%以上、0.80%以下、0.50%以下、0.40%以下。

元素群C B：0%~1.00% P：0%~0.50% 元素群C的B及P是一種屬於半金屬的元素。這些元素雖是任意添加元素，但B會以AlB ₂形式作為Al初晶之凝固核而發揮作用，並透過使Al初晶微細化來提升Al初晶的加工性。惟，其效果不大而不及於Ti、Zr之效果。P雖無使Al初晶微細化的效果，但會提升耐蝕性。各自元素之含量有上限，大於含量上限時，浮渣等的附著會變多，外觀及耐蝕性會傾向於惡化。因此，B設為0%~1.00%，宜設為大於0%且為0.50%以下，更宜設為大於0%且為0.10%以下。B亦可為0.01%以上或0.05%以上。P設為0%~0.50%，較宜設為大於0%且小於0.50%，更宜設為大於0%且為0.01%以下。P可為0.001%以上，亦可為0.005%以上。

元素群D Cr：0%~0.25% V：0%~0.25% Ni：0%~1.0% Co：0%~0.25% Nb：0%~0.25% Cu：0%~1.0% Mn：0%~0.25% Mo：0%~0.25% W：0%~0.25% Ag：0%~1.00% Li：0%~0.50% Na：0%~0.05% Ba：0%~0.25% K：0%~0.05% Fe：0%~5.0% 元素群D既是金屬元素又是任意添加元素，透過這些元素被帶入鍍敷層中，藉此會提升耐蝕性。各自元素之含量有上限，大於含量上限時，浮渣等的附著會傾向於變多。據此，Cr、V、Co、Nb、Mn、Mo、W、Ba分別設為0%~0.25%，宜設為：大於0%且為0.25%以下、大於0.01%以上且為0.20%以下、或大於0%且為0.10%以下。Ni、Cu、Ag設為0~1.0%，宜設為：大於0%且為1.0%以下、大於0%且為0.5%以下、大於0%且為0.20%以下、或大於0%且為0.10%以下。Ni、Cu、Ag分別可為0.01%以上，亦可為0.05%以上。Li設為0%~0.50%，宜設為大於0%且為0.10%以下。Li亦可為0.01%以上。Na、K設為0%~0.05%，宜設為大於0%且為0.03%以下。Na、K亦可為0.01%以上。又，Fe有時會不可避免地含於鍍敷層中。其原因在於，在製造鍍敷時，有時會從基鐵擴散至鍍敷層中。因此，Fe含量為0%~5.0%，亦可宜為：大於0%且為2.0%以下、大於0%且為1.5%以下、大於0%且為1.2%以下、或大於0%且為1.0%以下。Fe亦可為：0.1%以上、0.3%以上、0.5%以上、或0.9%以下。

元素群E Sb：0%~0.50% Pb：0%~0.50% 元素群E的Sb及Pb是任意添加元素，且是與Zn具有相似性質的元素。據此，透過含有這些元素，會具有容易在鍍敷外觀形成鋅花紋樣等效果。惟，若過量含有，則耐蝕性有時會降低。據此，Sb及Pb分別設為0%~0.50%，宜設為：大於0%且為0.50%以下、大於0%且為0.40%以下、或大於0%且為0.10%以下。Sb、Pb分別可為0.01%以上或0.05%以上。

剩餘部分：Zn：50.0%以上及不純物 Zn是低熔點金屬，會在鋼材上形成鍍敷層主相而存在。Zn是用以確保耐蝕性、獲得對鋼材的犧牲防蝕作用所必需的元素。Zn含量小於50.0%時，Zn-Al-Mg合金層之金屬組織主體會是Al相，用以展現犧牲防蝕性的Zn相會不足。因此，Zn含量設為50.0%以上。較宜設為60.0%以上或70.0%以上。另外，Zn含量之上限為：除了非Zn元素及不純物以外的剩餘部分所構成的量。Zn含量亦可為85.0%以下。

又，鍍敷層中的不純物是指：原材料所含成分或在製造步驟中所混入的成分、以及上述任意添加元素以外在不影響本發明效果之範圍所含的成分。例如，因為鋼材(基鐵)與鍍敷浴相互原子擴散，鍍敷層有時也會微量混入Fe以外的成分作為不純物。

另外，只要不影響本發明效果，本實施形態之鍍敷層並不排除含有至此列舉元素以外的元素。所謂不影響本發明效果是指：在後述耐蝕性評價及加工性評價獲得A評價以上的評價之情況。

又，本實施形態之鍍敷層其Al、Mg及Zn之合計宜為83.7%以上，也可為90.0%以上，亦可為94.7%以上。

鍍敷層之平均化學組成在鑑別上，是使用酸且該酸含有可抑制基鐵(鋼材)腐蝕的抑制劑，藉由該酸將鍍敷層剝離溶解而獲得酸溶液。接著，以ICP發射光譜分析法或ICP-MS法對所得酸溶液進行測定，藉此可獲得化學組成。關於酸種類，若為能溶解鍍敷層的酸就不特別限制。事先測定剝離前後之面積與重量，也還能同時獲得鍍敷附著量(g/m ²)。

接著說明鍍敷層之組織。 鍍敷層中所含之相的佔有比例會對鍍敷層之性能帶來大幅影響。即使是相同成分組成之鍍敷層，也會因為製法而使其金屬組織中所含之相或組織發生改變，變成性能相異的東西。鍍敷層之金屬組織在確認上，可透過附裝有能量分散型X射線分析裝置的掃描型電子顯微鏡(SEM-EDS)而容易確認。在鏡面精加工後的鍍敷層任意垂直剖面(厚度方向)中，獲得例如背向散射電子影像，藉此就能確認鍍敷層概略的金屬組織狀態。本實施形態之鍍敷層厚度約為10~70μm左右，因此，在SEM中宜以500~5000倍之視野來確認其金屬組織。例如，以2000倍之倍率來確認厚度25μm之鍍敷層時，每一視野可確認25μm(鍍敷厚度)×40μm(SEM視野寬度)＝1000μm ²區域之鍍敷層剖面。就本實施形態之情況而言，對於鍍敷層的SEM視野有可能觀察到的是局部視野，因此，為了獲得鍍敷層之平均資訊，從任意剖面選擇25點的視野作成平均資訊即可。亦即，觀察合計25000μm ²之視野中的金屬組織，來確定鍍敷層金屬組織之構成相或組織的面積率、尺寸。

透過SEM獲得的背向散射電子影像可簡單地辨別鍍敷層所含之相或組織，就此點而言很適宜。Al這種原子序小的元素成像較黑，Zn這種原子序大的元素則拍攝起來較白，因此就能簡單地讀取此等組織的比例。

各個相在確認上，是在EDS分析中，是以精確標點(pinpoint)來確認相組成，並從元素分佈分析等讀取出大致相同的成分相來鑑別出相即可。能使用EDS分析，就是能透過進行元素分佈分析來辨別出大致相同組成的相。若能鑑別大致相同組成的相，就能獲知觀察視野中該結晶相之面積。若掌握面積，則可透過計算來求出等效圓直徑。 還能求出觀察視野中各相的面積比例。特定相佔鍍敷層的面積率會相當於該相在鍍敷層中的體積率。

本實施形態之鍍敷層含有：MgZn ₂相、包含Al相的Al初晶、及[Al/Zn/MgZn ₂之三元共晶組織]。又，鍍敷層亦可進一步含有剩餘部分組織。Al初晶是以Al相單獨構成、或者以Al相佔樹枝狀晶之中心部且Al-Zn相佔外周部的形態所構成。

關於鍍敷層中之相及組織的含有比例，在鍍敷層任意垂直剖面(厚度方向)中，以掃描型電子顯微鏡觀察視野進行觀察時的面積分率計，宜如下：MgZn ₂相之面積率為15%以上且50%以下，Al相及Al-Zn相之合計面積率為15%以上且70%以下，[Al/Zn/MgZn ₂之三元共晶組織]之面積率為0%以上且60%以下，其他相之面積率為0%以上且10%以下。另外，本實施形態之鍍敷層若滿足上述化學成分及上述公式(1)，則耐蝕性及加工性就會優異，因此，鍍敷層中之相及組織的面積分率並不限定於上述範圍。

MgZn ₂相 本實施形態之MgZn ₂相是在鍍敷層中Mg達16mass%(±5%)且Zn達84(±5%)的區域。MgZn ₂相在SEM之背向散射電子影像中多半會被拍攝成Al與Zn之中間色的灰色。在SEM之背向散射電子影像中，MgZn ₂相可明確與Al相、Al-Zn相、[Al/Zn/MgZn ₂之三元共晶組織]等作區別。

若MgZn ₂相在鍍敷層中的佔有比例增高，則會提升耐蝕性。另一方面，被稱為拉弗氏相的MgZn ₂相有時會使鍍敷層之加工性降低。因此，從防蝕性之觀點來看，MgZn ₂相越多越好，但從確保加工性之觀點來看，亦可設定上限。為了取得耐蝕性與加工性的平衡，鍍敷層中的MgZn ₂相之佔有比例以面積率計亦可為15%以上且50%以下。MgZn ₂相之面積率亦可為20%以上，亦可為25%以上，亦可為45%以下，亦可為40%以下。

Al相 在本實施形態中，構成Al初晶的Al相是在鍍敷層中Al含有率大於40質量%的區域。Al相雖亦可含Zn，不過Zn含有率小於60質量%。Al相在SEM之背向散射電子影像中可明確與其他相、組織作區別。亦即，Al相在SEM之背向散射電子影像中多半呈現最黑。在本實施形態中，Al相於任意剖面中會採取下列形態：塊狀或者圓形/扁平形等呈現樹狀剖面等的各種形態。另外，在本實施形態中，[Al/Zn/MgZn ₂之三元共晶組織]所含之Al並不包含Al相。

鍍敷層中的Al相面積率不特別限制，不過亦可為5%以上、10%以上、20%以上或25%以上。又，Al相亦可為60%以下、55%以下或50%以下。

相較於MgZn ₂相、[Al/Zn/MgZn ₂之三元共晶組織]，Al相的塑性變形性優異。已知的是，Al相採取面心立方結構作為結晶結構，其對於加工具有方位依賴性。彎曲加工時，若鍍敷層表面中的優先方位為(100)面，則會提升鍍敷層之塑性變形性，鍍敷層會追隨加工而延伸，因此，加工部之鍍敷裂紋會變少。又，優先方位之發達傾向會隨鍍敷層之Al含量而有別；若Al含量少且Zn含量多，則(110)面會是優先方位，隨著Al含量提高，優先方位會變化成(100)面。

鍍敷層表面中的Al相之優先方位可透過實施X射線繞射來推導。例如，以Cu射線源並按50KV-300mA之輸出條件，測定X射線繞射時，以2θ的峰值計，(111)面會出現於38.47°附近，(200)面會出現於44.74°附近，(220)面會出現於65.13°附近，(311)面會出現於78.23°附近。(200)面是與(100)面平行的面，(220)面則是與(110)面平行的面，因此，以X射線繞射來評價鍍敷層表面中的優先方位時，能以(100)面來代替(200)、以(110)面來代替(220)面。

至於(100)面是否作為優先方位出現於鍍敷層表面，此點可透過(200)面之峰值強度與其他方位面之峰值強度的比來進行確認；(200)面之峰值強度越高，就越能說(100)面作為優先方位出現。在本實施形態中，由鍍敷層之X射線繞射測定結果所獲得的繞射強度滿足下述公式(1)時，(100)面會是對於鍍敷層表面的優先方位，並能提升鍍敷層之加工性。

I(200) _Al/{(I(111) _Al+I(220) _Al+I(200) _Al+I(311) _Al}≧0.4…(1)

其中，在公式(1)中，I(200) _Al是Al之(200)的繞射強度，I(111) _Al是Al之(111)的繞射強度，I(220) _Al是Al之(220)的繞射強度，I(311) _Al是Al之(311)的繞射強度。在本發明之鍍敷組成中，公式(1)的值亦可為0.7以下。

公式(1)所規定的I(200) _Al/{(I(111) _Al+I(220) _Al+I(200) _Al+I(311) _Al}，其測定方法如以下所述。首先，將鍍敷層表面進行機械研磨並因應所需進行化學研磨，藉此使鍍敷層表面為鏡面狀態。接著，例如，使用X射線繞射裝置(Rigaku公司製(型號RINT-TTR III)，採用X射線輸出50kV、300mA、銅靶材、測角儀TTR(水平測角儀)、Kβ濾波器之狹縫寬度0.05mm、長邊限制狹縫寬度2mm、受光狹縫寬度8mm、受光狹縫2開放，並以掃描速度5deg./min、間距寬度0.01deg、掃描軸2θ(5~90°)作為測定條件，實施X射線繞射測定。然後，分別量測Al之(200)的繞射強度(44.74°±0.20°之範圍中的最大強度)、Al之(111)的繞射強度(38.47°±0.20°之範圍中的最大強度)、Al之(220)的繞射強度(65.13°±0.20°之範圍中的最大強度)、Al之(311)的繞射強度(78.23°±0.20°之範圍中的最大強度)。繞射強度設為扣除背景強度後的強度。從所獲得之繞射強度，求出I(200) _Al/{(I(111) _Al+I(220) _Al+I(200) _Al+I(311) _Al}。

又，在鍍敷層任意垂直剖面(厚度方向)上，鍍敷層所含Al相當中，等效圓直徑為20μm以下的Al相合計面積相對全部Al相總面積的比例宜為50%以上。亦即，在鍍敷層之厚度方向的剖面中，等效圓直徑20μm以下之Al相合計面積相對Al相總面積的比例宜為50%以上。如此，等效圓直徑為20μm以下的Al相其相對Al相總面積佔50%以上的面積，藉此Al初晶會更加微細化而能進一步提升鍍敷層之加工性。Al初晶微細化時，鍍敷層之加工性會傾向於提升，因此在鍍敷層之厚度方向中，等效圓直徑為20μm以下的Al相合計面積相對總Al相的面積比例亦可為70%以上。上限值亦可為100%。

關於等效圓直徑為20μm以下的Al相其面積比例之測定方法，是在預定的觀察視野中，透過影像提取來提取Al相，並測定各個Al相面積，藉此推導出等效圓直徑。以下，說明具體的測定方法。

觀察視野是定為：用於確認上述鍍敷層之相及組織之合計25000μm ²的觀察視野。對觀察視野進行的EDS分析中，以精確標點來確認相組成，並從SEM影像的對比(contrast)、元素分佈分析等讀取出大致相同的成分相，來鑑別出Al相。Al相由於是輕元素，在SEM之背向散射電子影像中能以黑色區域來掌握。也還能在EDS分析中進行元素分佈分析，藉此來辨別Al相。Al相的辨別手法不限於上述，亦可使用例如EPMA分佈分析。接著，以影像處理來提取觀察視野中的Al相，並測定各自的面積。若掌握面積，就能透過計算來求出各個Al相的等效圓直徑。然後，提取等效圓直徑為20μm以下的Al相，並求出其合計面積。然後再求出觀察視野中，等效圓直徑20μm以下之Al相其相對Al相合計面積的面積率(%)。

Al-Zn相 本實施形態中的Al-Zn相是一種含有Al與60質量%以上之Zn的相。Al-Zn相是一種粒徑1μm左右之微細Zn相(以下稱為微細Zn相)、與粒徑小於1μm之微細Al相(以下稱為微細Al相)的集合體。在熔融狀態之鍍敷層中，Al所具有結構是異於室溫時(例如25℃)的結晶結構，且能大量固溶Zn相，並以含有60%左右之Zn相的高溫穩定相形式存在。另一方面，室溫下，於該高溫穩定相中Zn相含量會極度減少，Al與Zn平衡分離，變成是以含微細Al相及微細Zn相的Al-Zn相形式存在。亦即，Al-Zn相是一種按60質量%以上的比例來含有微細Zn相的相。該Al-Zn相因為性質異於鍍敷層所含之Al相、Zn相，故能在反射電子SEM影像、廣角X射線繞射上作區別。在廣角X射線繞射上，是作為Al _0.403Zn _0.597(JCODF＃00-052-0856)、Al _0.71Zn _0.29(PDF＃00-019―0057)等而具有固有繞射峰。據此，在本實施形態中，Al成分為15~40質量%且Zn成分為60~85質量%的相定為Al-Zn相。

如前所述，Al-Zn相由於是微細Al相與Zn相的集合體，故其塑性變形性是比MgZn ₂相、[Al/Zn/MgZn ₂之三元共晶組織]還優異。另一方面，就耐蝕性來說，則比MgZn ₂相，[Al/Zn/MgZn ₂之三元共晶組織]、Al相還差。

Al-Zn相之面積率不特別限制，不過亦可為5%以上或10%以上。又，Al-Zn相之面積率亦可為20%以下，亦可為15%以下。

在本發明中，Al初晶，亦即Al相與Al-Zn相之合計面積率亦可為15%以上且70%以下。Al相與Al-Zn相之合計面積率亦可為20%以上、25%以上或30%以上，亦可為65%以下、60%以下、55%以下或50%以下。

[Al/Zn/MgZn ₂之三元共晶組織] [Al/Zn/MgZn ₂之三元共晶組織]是一種由Al相、MgZn ₂相及Zn相所構成的共晶組織，在反射電子SEM影像中，可明確與作為鍍敷層主相所含之MgZn ₂相或上述Al相作區別。

含Zn相的[Al/Zn/MgZn ₂之三元共晶組織]使其存在某程度，藉此會確保犧牲防蝕性並提升端面耐蝕性。另一方面，耐水潤濕、水流性則會降低，因此若考量耐水潤濕性/耐水流性，則[Al/Zn/MgZn ₂之三元共晶組織]亦可為60面積%以下。更可為40面積%以下、35面積%以下、或30面積%以下。[Al/Zn/MgZn ₂之三元共晶組織]之面積率下限不特別限制，亦可設為0%，也可設為5面積%以上、10面積%以上或15面積%以上。

Mg ₂Zn ₁₁相 本實施形態中的Mg ₂Zn ₁₁相是Mg為5mass%(±3%)且Zn為93(±4%)的區域。Mg ₂Zn ₁₁相在SEM之背向散射電子影像中多半會被拍攝成Al與Zn之中間色的灰色，且比MgZn ₂相還明亮。 Mg ₂Zn ₁₁相由於比MgZn ₂相還更缺乏塑性變形能力，因而宜不使其在鍍敷組織中析出。亦即，鍍敷組織中之Mg存在形態宜為：MgZn ₂相、[Al/Zn/MgZn ₂之三元共晶組織]、或後述之Mg ₂Si相。具體而言，以X射線繞射強度來說，Mg ₂Zn ₁₁相之(322)面的繞射強度(43.60°±0.20°之範圍中的最大強度；以下定為I(322) _Mg2Zn11)、與MgZn ₂相之(201)面的繞射強度(41.30°±0.20°之範圍中的最大強度；以下定為I(201) _MgZn2)的比，可滿足I(322) _Mg2Zn11/I(201) _MgZn2/≦0.2，或者較宜為滿足0.1以下。鍍敷浴組成還有從鍍敷浴提起後的冷卻速度影響到Mg ₂Zn ₁₁相之析出，本實施形態所作成的鍍敷鋼板會滿足I(322) _Mg2Zn11/I(201) _MgZn2/≦0.2，且Mg ₂Zn ₁₁相佔鍍敷組織的比例是小於1面積%。

以上的相及組織構成鍍敷層之主相，其等以鍍敷層之面積分率計佔90%以上。另一方面，鍍敷層含有Zn、Mg及Al以外的元素，藉此會形成其他金屬相。例如，Si會形成Mg ₂Si相等，Ca則會形成Al-Zn-Ca相等。剩餘部分組織之代表性構成物有時包含Mg ₂Si相、AlZnCa相、AlCaSi相等。其等當中，雖具有提升熔接性、耐蝕性之效果，但其影響並不顯著。從鍍敷層之組成來看，其等之合計難以設成大於10面積%，因此亦可為10面積%以下。

接著說明，以熔融鍍敷法來製造本實施形態之鍍敷鋼材的情況。本實施形態之鍍敷鋼材可透過浸漬式鍍敷法(批式)、連續式鍍敷法之任一者來製造。

鍍敷對象的鋼材，其大小、形狀、表面形態等並不特別限制。即使是一般的鋼材、高張力鋼、不鏽鋼等，若為鋼材就能適用。一般結構用鋼的鋼帶為最佳。亦可事前施行珠粒噴擊(shot blasting)、磨刷等來進行表面精加工；使Ni、Fe、Zn、Sn、鍍敷等3g/m ²以下的金屬膜或合金膜附著在表面後再實施鍍敷也不成問題。又，就鋼材之事前處理而言，宜以脫脂、酸洗將鋼材充分洗淨。

以H ₂等還原性氣體將鋼材表面充分加熱/還原後，將鋼材浸漬於已調配成預定成分的鍍敷浴中。關於高張力鋼等，一般也會將退火時之氣體環境予以加濕，並利用內部氧化法等來對高Si、Mn鋼等確保鍍敷附著性，透過如此處理就能如同通常一般鋼材來將未鍍、外觀不良情況少的鍍敷鋼材進行鍍敷。這樣的鋼材在基鐵側雖會觀察到晶粒徑細小的鋼材表面或內部氧化披膜層，不過並不會對本發明之性能帶來影響。

關於鍍敷層之成分，若是熔融鍍敷法，則可透過所建浴之鍍敷浴成分來加以控制。關於鍍敷浴之建浴，按混合預定量的純金屬，並以例如非活性氣體環境下的熔解法，來製作鍍敷浴成分的合金。

將表面經還原後的鋼材浸漬於已維持在預定濃度的鍍敷浴中，藉此形成成分大致與鍍敷浴同等的鍍敷層。若浸漬時間變成長時間、或至凝固完成為止耗費長時間，則形成界面合金層的情況會變得活耀，因此也會有Fe濃度變高的情況，不過若小於500℃則與鍍敷層的反應會急速變慢，因此，鍍敷層中所含Fe濃度一般會壓在5.0%以下。

為了形成熔融鍍敷層，鍍敷浴宜保持溫度在450℃~550℃。然後，宜將還原後的鋼材浸漬數秒鐘。在還原後的鋼材表面上，有時Fe會擴散至鍍敷浴而與鍍敷浴發生反應，並在鍍敷層與鋼材之界面形成界面合金層。界面合金層主要是Al-Fe系金屬間化合物層(Al-Fe合金層)。若形成界面合金層(Al-Fe合金層)，則界面合金層(Al-Fe合金層)下方的鋼材與上方的鍍敷層會因為金屬化學而更堅固地結合。

鋼材浸漬於鍍敷浴預定時間後，將鋼材從鍍敷浴提起，並且，在表面附著的金屬還呈現熔融狀態時進行N ₂抹拭，藉此將鍍敷層調整至預定厚度。鍍敷層厚度宜調整成10~70μm。換算成鍍敷層之附著量時，會是40~450g/m ²(單面)。

調整鍍敷層附著量後，使所附著的熔融金屬凝固。關於鍍敷凝固時的冷卻手段，可透過吹噴氮、空氣或氫/氦混合氣體來進行，也可透過水霧冷卻，亦可透過水淹。適宜的是，水霧冷卻為佳，氮中含水的水霧冷卻為佳。冷卻速度透過含水比例來調整即可。

在本實施形態中，若以通常作業條件的鍍敷凝固條件，例如鍍敷浴溫至150℃之間以平均冷卻速度5~20℃/秒進行冷卻，則有時會無法控制組織因而有時無法滿足預定性能。於是，以下說明可獲得本實施形態之鍍敷層的冷卻步驟。

浴溫~380℃之間的平均冷卻速度：大於20℃/秒且小於50℃/秒 浴溫~380℃間，Al相會以初晶形式析出，接著MgZn ₂相才析出。即使是本發明之鍍敷組成範圍，若過冷度大，則會傾向於容易成長出Al相之(100)面以外的方位面。據此，若要使Al相之優先成長為(100)面，則至少必須將平均冷卻速度設為小於50℃/秒。另一方面，冷卻速度以平均冷卻速度計為20℃/秒以下時，Al初晶會粗大化，加工性有降低的傾向。據此，浴溫~380℃之間的區域，平均冷卻速度必須設為大於20℃/秒且小於50℃/秒。

380℃~300℃之間的平均冷卻速度：5℃/秒以上且小於15℃/秒 在380℃~300℃之間，Al-Zn相會從液相析出且會發生Zn-Al-MgZn ₂之三元共晶反應，液相消失而鍍敷層完全凝固。在380℃~300℃之間的溫度區域中，若過冷度大，則有時會形成Mg ₂Zn ₁₁相。若Mg ₂Zn ₁₁相析出則加工性會傾向於劣化，因此，380℃~300℃之間的平均冷卻速度宜設為小於15℃/秒。另一方面，平均冷卻速度比5℃/秒慢時，會發生Al相的再結晶且(100)面以外的方位面之比例會增加，因而加工性會傾向於劣化。據此，平均冷卻速度宜設為5℃/秒以上且小於15℃/秒，較宜的是平均冷卻速度設為5℃/秒以上且10℃/秒以下。

300℃~150℃之間的平均冷卻速度：大於10℃/秒且為20℃/秒以下 在300℃~150℃之間的溫度區域中，被帶入Al-Zn相的微細Zn相會急遽地從Al-Zn相吐出來。因此，該溫度區域若和緩冷卻，則Al初晶中的Al相比例會變大。尤其是Al濃度高時該傾向會增強，300~150℃之間的冷卻速度若為20℃/秒以下，則Al-Zn相會分離成Al相與Zn相。另一方面，冷卻速度若為10℃/秒以下，則三元共晶組織會發生晶粒成長並形成粗大的MgZn ₂相、Mg ₂Zn ₁₁相，加工性會傾向於劣化。據此，在300℃~150℃之間的溫度區域中，宜以平均冷卻速度大於10℃/秒且為20℃/秒以下來進行冷卻。

小於150℃的溫度區域 在凝固過程中，小於150℃之溫度區域的冷卻速度由於不會對鍍敷層內之構成相帶來影響，因而無須限定冷卻條件，亦可自然放涼。

鍍敷層在冷卻後亦可施行各種化學轉化處理、塗裝處理。又，為了進一步提高防蝕性，亦可在溶接部、加工部等實施：用以補修的修補塗裝(touch-up paint)或熔射處理等。

本實施形態之鍍敷鋼材亦可在鍍敷層上形成皮膜。皮膜可形成1層或2層以上。鍍敷層正上方的皮膜種類可舉例如：鉻酸鹽皮膜、磷酸鹽皮膜、無鉻酸鹽皮膜。用以形成此等皮膜的鉻酸鹽處理、磷酸鹽處理、無鉻酸鹽處理可透過已知方法來進行。但是，鉻酸鹽處理多半會出現使熔接性在鍍敷層表面惡化的情況，因此，為了充分發揮出改善鍍敷層中之熔接性的效果，其厚度宜預先設為小於1μm。

就鉻酸鹽處理而言有下列的處理：透過電解來形成鉻酸鹽皮膜的電解鉻酸鹽處理、利用與素材反應來形成皮膜後沖洗剩餘處理液的反應型鉻酸鹽處理、將處理液塗佈於被塗物且不經水洗就進行乾燥來形成皮膜的塗佈型鉻酸鹽處理。可採用任一種處理。

電解鉻酸鹽處理可例示使用下述成分之電解鉻酸鹽處理：鉻酸、氧化矽溶膠、樹脂(磷酸、丙烯酸樹脂、乙烯酯樹脂、乙酸乙烯酯丙烯酸乳液、羧基化苯乙烯丁二烯乳膠、二異丙醇胺改質環氧樹脂等)、及硬質氧化矽。

磷酸鹽處理例如可例示：磷酸鋅處理、磷酸鋅鈣處理、磷酸錳處理。

無鉻酸鹽處理尤其無環境負擔而為適宜。就無鉻酸鹽處理而言有下列的處理：透過電解來形成無鉻酸鹽皮膜的電解型無鉻酸鹽處理、利用與素材反應來形成皮膜後沖洗剩餘處理液的反應型無鉻酸鹽處理、將處理液塗佈於被塗物且不經水洗就進行乾燥來形成皮膜的塗佈型無鉻酸鹽處理。可採用任一種處理。

此外，在鍍敷層正上方的皮膜之上，亦可具有1層或2層以上的有機樹脂皮膜。有機樹脂並不限定特定種類，可舉例如：聚酯樹脂、聚胺甲酸乙酯樹脂、環氧樹脂、丙烯酸樹脂、聚烯烴樹脂、或此等樹脂之改質物等。在此所謂改質物是指：使此等樹脂結構中所含反應性官能基與其他化合物(單體或交聯劑等)反應而得之樹脂，所述其他化合物在結構中含有可與該官能基反應之官能基。

關於這種有機樹脂，可混用1種或2種以上的有機樹脂(未經改質者)，亦可混合使用1種或2種以上的下述有機樹脂：於至少1種有機樹脂存在下將至少1種其他有機樹脂改質而得者。又，有機樹脂皮膜中也可含有任意的著色顏料、防鏽顏料。亦可使用溶解或分散於水中而水系化的材料。

＜耐蝕性評價＞ 鍍敷層之耐蝕性可透過供於JASO等的促進腐蝕試驗來進行評價。具體而言，對於直至產生紅鏽為止的循環數(時間)進行比較，直至產生為止的循環若長則耐蝕性評價佳、若短則耐蝕性評價差。直至產生紅鏽為止的循環由於也會因鍍敷層附著量而變化，因此，用來進行比較的鍍敷鋼材其附著量宜一致。

＜加工性評價＞ 施予彎曲加工並測定該加工部之鍍敷層裂紋的數量，藉此就能評價鍍敷層之加工性。鍍敷層之裂紋越少就越能說是加工性佳。若鍍敷層無裂紋，就能抑制犧牲防蝕所致鍍敷層之消耗，因此，加工部之耐蝕性就會變得與平坦部之耐蝕性相等。 [實施例]

鍍敷鋼材之母板是採用：從厚度0.8mm的冷軋鋼板按180mm×100mm尺寸所裁切而得者。其等皆為SS400(一般鋼)。使用批式熔融鍍敷模擬器(Rhesca公司製)，將K熱電偶安裝於鋼板之一部分，並在含H ₂為5%的N ₂還原氣體環境中，在800℃進行退火而使鋼板表面充分還原，之後再浸漬於鍍敷浴3秒鐘，然後提起，並以N ₂氣體抹拭使鍍敷厚度成為20μm(±1μm)。正反面的鍍敷厚度相同。從鍍敷浴提起後，按下述A~E之各種冷卻條件來製造鍍敷鋼材。

條件A：從鍍敷浴將鋼材提起後，浴溫~380℃之間的平均冷卻速度定為30℃/s，380℃~300℃之間的平均冷卻速度定為5℃/s，300℃~150℃之間的平均冷卻速度定為15℃/s。150℃以下採取放涼。

條件B(比較條件)：從鍍敷浴將鋼材提起後，浴溫~150℃之間的平均冷卻速度定為20℃/s。150℃以下採取放涼。

條件C(比較條件)：從鍍敷浴將鋼材提起後，浴溫~150℃之間的平均冷卻速度定為2℃/s。150℃以下採取放涼。

條件D(比較條件)：從鍍敷浴將鋼材提起後，浴溫~150℃之間的平均冷卻速度定為60℃/s。150℃以下採取放涼。

條件E(比較條件)：從鍍敷浴將鋼材提起後，浴溫~380℃之間的平均冷卻速度定為30℃/s，380℃~300℃之間的平均冷卻速度定為1℃/s，300℃~150℃之間的平均冷卻速度定為15℃/s。150℃以下採取放涼。

鍍敷層之平均化學組成是依下列方式進行測定。使用酸且該酸含有可抑制基鐵(鋼材)腐蝕的抑制劑，藉由該酸將鍍敷層剝離溶解而獲得酸溶液。接著，以ICP發射光譜分析法或ICP-MS法對所得酸溶液進行測定，藉此獲得鍍敷層之平均化學組成。結果列示於表1A~表1F。

鍍敷層中的相、組織(MgZn ₂相、Al相、Al-Zn相、[Al/Zn/MgZn ₂之三元共晶組織]、剩餘部分組織)其面積率的測定方法，如上所述，是使鍍敷層其對鋼材表面為垂直的厚度方向剖面露出，並以500~5000倍之視野來確認其金屬組織。具體而言，觀察合計25000μm ²之視野中的金屬組織，來確定鍍敷層金屬組織之構成相或組織的面積率。各個相在確認上，是在EDS分析中，是以精確標點來確認相組成，從元素分佈分析讀取出大致相同的成分相來鑑別出相。透過進行元素分佈分析，就能辨別大致相同組成的相。

又，關於等效圓直徑為20μm以下的Al相其面積比例，是在對於上述25000μm ²之觀察視野進行的EDS分析中，以精確標點來確認相組成，並從元素分佈分析讀取大致相同的成分相，來鑑別出Al相。接著，以影像處理來提取觀察視野中的Al相，並測定各自的結晶面積，透過計算來算出各個結晶的等效圓直徑。然後，提取等效圓直徑20μm以下的Al相，並求出其合計面積。然後再求出觀察視野中，等效圓直徑20μm以下的Al相其相對Al相合計面積的面積率(%)。

進一步使用Cu-Kα線並以X射線輸出為50kV及300mA之條件進行測定的鍍敷層表面之X射線繞射圖中，求出前述公式(1)所規定的I(200) _Al/{(I(111) _Al+I(220) _Al+I(200) _Al+I(311) _Al}。測定方法定為如以下所述。首先，將鍍敷層表面進行機械研磨並因應所需進行化學研磨，藉此使鍍敷層表面為鏡面狀態。接著，使用X射線繞射裝置(Rigaku公司製(型號RINT-TTR III)，採用X射線輸出50kV、300mA、銅靶材、測角儀TTR(水平測角儀)、Kβ濾波器之狹縫寬度0.05mm、長邊限制狹縫寬度2mm、受光狹縫寬度8mm、受光狹縫2開放，並以掃描速度5deg./min、間距寬度0.01deg、掃描軸2θ(5~90°)作為測定條件，實施X射線繞射測定。然後，分別量測Al之(200)的繞射強度(44.74°±0.20°之範圍中的最大強度)、Al之(111)的繞射強度(38.47°±0.20°之範圍中的最大強度)、Al之(220)的繞射強度(65.13°±0.20°之範圍中的最大強度)、Al之(311)的繞射強度(78.23°±0.20°之範圍中的最大強度)。繞射強度設為扣除背景強度後的強度。從所獲得之繞射強度，求出I(200) _Al/{(I(111) _Al+I(220) _Al+I(200) _Al+I(311) _Al}。結果列示於表2A及表2B。

(耐蝕性評價) 將受測材切成50×100mm且端面不予塗裝密封，並依據JASO M609及M610，實施複合循環試驗來評價耐蝕性。具體而言，實施鹽乾濕反覆試驗，是反覆進行鹽水噴霧、乾燥及濕潤。關於鹽乾濕反覆試驗，是對於受測材進行5%之NaCl水溶液噴霧(35℃、2小時)、乾燥(相對濕度30%、溫度60℃、4小時)及濕潤(相對濕度95%、溫度50℃、2小時)作為1循環，並在每次循環結束後進行水洗並乾燥，之後再觀察受測材表面，算出紅鏽之面積率。紅鏽之面積率在計算上，是對鹽乾濕反覆試驗後的受測材表面攝影照片，並將該照片透過影像解析進行2值化處理，算出每1像素的面積，再計算求得生鏽部分之像素數量。紅鏽之面積率是透過以下公式來計算。

紅鏽之面積率(%)＝生鏽部分之面積(mm ²)/觀察部位整體之面積(mm ²)×100

以面積率計有5%以上的紅鏽者，定為產生紅鏽。耐蝕性之評價如下所述。「B」定為不合格，「A」~「S」定為合格。結果列示於表3A及表3B。

B ：在小於200循環就觀察到產生紅鏽者。 A：在200循環產生紅鏽者。 AA：在大於200~小於350循環產生紅鏽者。 AAA：在350以上~小於500循環產生紅鏽者。 S：在500循環沒產生紅鏽者。

(加工性評價) 將受測材切成30mm(C方向)×100mm(L方向)之尺寸，並施予5t180°彎曲加工。亦即，將受測材進行彎曲加工時，夾著5片與受測材相同板厚的板材進行180°彎曲加工。之後，透過立體顯微鏡並以40倍來計算彎曲部之頭頂部30mm×1.6mm範圍中的裂痕數量，並按下述來作判定。結果列示於表3。

B：裂痕數量30以上 A：裂痕數量20以上且小於30 AA：裂痕數量10以上且小於20 AAA：裂痕數量5以上且小於10 S：裂痕數量小於5

如表1A~表3B所示，本發明之No.3~43、53及54(實施例)，其等鍍敷層之化學組成及金屬組織受到適切控制，耐蝕性及加工性兩者皆優異。其等不含Mg ₂Zn ₁₁相。

比較例的No.1其熔融鍍敷層之Al量及Mg量不足，且Ti及Zr含量為0%。又，I(200) _Al/{(I(111) _Al+I(220) _Al+I(200) _Al+I(311) _Al}變得小於0.40。因此，在No.1中，耐蝕性及加工性兩者皆不足。

比較例的No.2其熔融鍍敷層之Al量不足，且Ti及Zr含量為0%。I(200) _Al/{(I(111) _Al+I(220) _Al+I(200) _Al+I(311) _Al}變得小於0.40。因此，在No.2中，加工性不足。

比較例的No.44其熔融鍍敷層之Al量及Mg量過量。因此，在No.44中，耐蝕性及加工性兩者皆不足。

比較例的No.45其熔融鍍敷層之Al量過量。在No.45中，耐蝕性不足。

比較例的No.46其熔融鍍敷層之Ti及Zr含量為0%。又，I(200) _Al/{(I(111) _Al+I(220) _Al+I(200) _Al+I(311) _Al}變得小於0.40。因此，在No.46中，加工性不足。

比較例的No.47其熔融鍍敷層之Ca量過量。又，製造條件為適宜條件之範圍外。在No.47中，耐蝕性及加工性兩者皆不足。

比較例的No.48、49、50其等製造條件為適宜條件之範圍外。又，I(200) _Al/{(I(111) _Al+I(220) _Al+I(200) _Al+I(311) _Al}變得小於0.40。因此，在No.48、49、50中，加工性降低。

比較例的No.51其熔融鍍敷層之Zr量過量。因此，在No.51中，耐蝕性不足。

在比較例的No.52中，熔融鍍敷層之Ti量過量。因此，在No.52中，耐蝕性不足。

[表1A]

[表1B]

[表1C]

[表1D]

[表1E]

[表1F]

[表2A]

[表2B]

[表3A]

[表3B]

產業上之可利用性 本發明可提供一種耐蝕性優異的同時鍍敷層之加工性亦優異的鍍敷鋼材，就此點而言具有產業利用性。

1:鍍敷鋼材 11:鋼材 12:鍍敷層

圖1是本發明實施形態之鍍敷鋼材的剖面示意圖。

1:鍍敷鋼材 11:鋼材 12:鍍敷層

Claims (3)

1. 一種鍍敷鋼材，具備：鋼材、及前述鋼材上的鍍敷層； 前述鍍敷層之平均化學組成以質量%計包含： Al：10.0%~40.0%、 Mg：5.0%~12.5%、 Ti：0%~1.0%、 Zr：0%~1.0%、 Si：0%~5.00%、 Ca：0%~3.00%、 Y：0%~0.50%、 La：0%~0.50%、 Ce：0%~0.50%、 Sr：0%~0.50%、 Sn：0%~3.00%、 Bi：0%~1.00%、 In：0%~1.00%、 B：0%~1.00%、 P：0%~0.50%、 Cr：0%~0.25%、 V：0%~0.25%、 Ni：0%~1.0%、 Co：0%~0.25%、 Nb：0%~0.25%、 Cu：0%~1.0%、 Mn：0%~0.25%、 Mo：0%~0.25%、 W：0%~0.25%、 Ag：0%~1.00%、 Li：0%~0.50%、 Na：0%~0.05%、 Ba：0%~0.25%、 K：0%~0.05%、 Fe：0%~5.0%、 Sb：0%~0.50%、 Pb：0%~0.50%、 剩餘部分：50.0%以上的Zn及不純物； 前述鍍敷層中之Ti與Zr合計為0.001%以上； 由前述鍍敷層之X射線繞射測定結果所獲得的繞射強度會滿足下述公式(1)： I(200) _Al/{(I(111) _Al+I(220) _Al+I(200) _Al+I(311) _Al}≧0.40…(1) 其中，在公式(1)中，I(200) _Al是Al之(200)的繞射強度，I(111) _Al是Al之(111)的繞射強度，I(220) _Al是Al之(220)的繞射強度，I(311) _Al是Al之(311)的繞射強度。
2. 如請求項1的鍍敷鋼材，其中，前述鍍敷層中之Ti與Zr合計為0.020%以上。
3. 如請求項1或請求項2的鍍敷鋼材，其中，在前述鍍敷層之厚度方向的剖面中，等效圓直徑20μm以下之Al相的合計面積相對Al相總面積的比例為50%以上。

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