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WO2013129295A1 - Ｓｉ含有高強度冷延鋼板とその製造方法ならびに自動車部材 - Google Patents

Ｓｉ含有高強度冷延鋼板とその製造方法ならびに自動車部材 Download PDF

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WO2013129295A1
WO2013129295A1 PCT/JP2013/054716 JP2013054716W WO2013129295A1 WO 2013129295 A1 WO2013129295 A1 WO 2013129295A1 JP 2013054716 W JP2013054716 W JP 2013054716W WO 2013129295 A1 WO2013129295 A1 WO 2013129295A1
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WO
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steel sheet
acid
mass
chemical conversion
rolled steel
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2013/054716
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English (en)
French (fr)
Inventor
弘之 増岡
杉原　玲子
河野　崇史
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Steel Corp
Original Assignee
JFE Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Priority to KR1020147021260A priority patent/KR101638716B1/ko
Priority to EP13755355.8A priority patent/EP2821515B1/en
Priority to JP2014502198A priority patent/JP5818046B2/ja
Priority to CN201380010457.4A priority patent/CN104136644B/zh
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    • C21D2211/005—Ferrite

Definitions

  • the present invention relates to a Si-containing high-strength cold-rolled steel sheet, a method for producing the same, and an automobile member. Specifically, even if it contains a large amount of Si, it has excellent chemical conversion treatment properties, a salt warm water immersion test and a combined cycle corrosion.
  • the present invention relates to a high-strength cold-rolled steel sheet having a tensile strength TS of 780 MPa or more, excellent in corrosion resistance after coating evaluated by a test, a method for producing the same, and an automobile member using the steel sheet.
  • One of the additive elements effective for achieving both high strength and workability improvement of steel is Si.
  • a steel structure with high strength and excellent workability For example, a steel structure containing ferrite and bainitic ferrite and containing martensite and retained austenite can be formed.
  • the pressed automobile member is usually subjected to a chemical conversion treatment after being assembled on the automobile body, and then subjected to electrodeposition coating.
  • Si is known as a harmful element that lowers the chemical conversion processability of steel. This is because a steel plate containing Si is likely to form an oxide containing Si on the surface of the steel plate during the manufacturing process, and this oxide inhibits the chemical conversion treatment reaction, so that the chemical crystals to be formed uniformly and finely are coarse. This is because it causes problems such as formation of a portion where a chemical conversion crystal is not formed (so-called scale).
  • Patent Document 1 and Patent Document 2 a ratio of Si content to Mn content (Si / Mn) is set to 0.40 or less, and a metal structure or A technique for producing a high-strength cold-rolled steel sheet with improved chemical conversion property and consequently coating film adhesion by limiting the composition and abundance of the surface oxide has been proposed.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art.
  • the purpose of the present invention is to more effectively utilize the effect of addition of Si, so that the content ratio of Si to Mn (Si / Mn) is 0. Even if it exceeds 4, a high strength cold-rolled steel sheet having a tensile strength TS of 780 MPa or more that is excellent in chemical conversion treatment and excellent in post-coating corrosion resistance is proposed, and its manufacturing method is proposed, and an automobile member using the steel sheet Is to provide.
  • the inventors have made extensive studies on the influence of the steel sheet surface structure on the chemical conversion treatment in a steel sheet having a Si content ratio (Si / Mn) exceeding 0.4.
  • the reason why the chemical conversion property is inferior in the steel sheet in which the Si content ratio (Si / Mn) to Mn exceeds 0.4 or the skelt of chemical conversion crystals is generated is the dissolution of the steel sheet surface in the chemical conversion solution.
  • the dissolution In the early stage of the reaction, a part where the dissolution proceeds locally is found, and the existence of the selective dissolution part is found to inhibit the surrounding dissolution and make the nucleation of chemical crystals non-uniform. It was.
  • the above-mentioned local dissolution is likely to occur in a specific structure on the steel sheet surface.
  • polygonal ferrite and bainitic ferrite having a Si concentration exceeding 3.0 mass% and / or a particle diameter exceeding 10 ⁇ m. Therefore, in order to improve the chemical conversion processability in a steel sheet having (Si / Mn) exceeding 0.4, it is necessary to optimize the steel sheet surface structure and develop the present invention. It came to.
  • the present invention based on the above knowledge includes C: 0.02 to 0.3 mass%, Si: 0.8 to 2.0 mass%, Mn: 1.0 to 5.0 mass%, and the content of Si with respect to Mn
  • the ratio (Si / Mn) exceeds 0.4, the balance has a composition composed of Fe and inevitable impurities, and the metal structure of the steel sheet surface has an Si concentration of 3.0 mass% or less and a particle size of 10 ⁇ m or less.
  • It is a Si-containing high-strength cold-rolled steel sheet containing a certain polygonal ferrite and / or bainitic ferrite and having no Si-containing oxide layer on the steel sheet surface and having a tensile strength TS of 780 MPa or more.
  • the present invention also includes a steel slab having the above component composition, hot-rolled, cold-rolled, and subjected to continuous annealing in which cooling stop temperature in cooling after soaking is over 300 ° C., and then pickling. Then, the Si-containing oxide layer on the steel sheet surface is removed.
  • the method for producing a Si-containing high-strength cold-rolled steel sheet according to the present invention is any one of the pickling, an acid mixed with nitric acid and hydrochloric acid, an acid mixed with hydrofluoric acid and hydrochloric acid, or an acid mixed with nitric acid, hydrofluoric acid and hydrochloric acid. This is characterized in that the acid is used in the pickling solution.
  • the pickling is performed with a nitric acid concentration of more than 100 g / L and not more than 150 g / L, and a hydrochloric acid-to-nitric acid concentration ratio R (HCl / HNO 3 ) of 0.
  • 0.03 to 0.25 mixed acid of nitric acid and hydrochloric acid or the concentration ratio R (HCl / HF) of hydrochloric acid to hydrofluoric acid when the concentration of hydrofluoric acid exceeds 100 g / L and is 150 g / L or less is 0.03 to It is characterized by using an acid mixed with hydrofluoric acid and hydrochloric acid of 0.25.
  • the method for producing a Si-containing high-strength cold-rolled steel sheet according to the present invention is characterized in that the pickling is performed for 3 to 30 seconds at a temperature of the pickling solution of 20 to 70 ° C.
  • the present invention is an automobile member characterized by using the Si-containing high-strength cold-rolled steel sheet.
  • a good chemical conversion property can be obtained even in a steel plate containing a large amount of Si exceeding 0.4 in terms of the content ratio (Si / Mn), or in a treatment liquid lowered in temperature. It is possible to provide a high-strength steel sheet having a tensile strength TS of 780 MPa or more that is excellent in post-coating corrosion resistance in a severe corrosive environment such as a hot water immersion test or a combined cycle corrosion test. Therefore, according to the present invention, it is possible to facilitate the application of a high-strength cold-rolled steel sheet having excellent chemical conversion properties and post-coating corrosion resistance to automobile parts, and greatly contribute to weight reduction of the automobile body.
  • Si-containing oxides such as Si oxide (SiO 2 ) and Si—Mn composite oxide.
  • the said Si containing oxide is formed not only to the steel plate surface but to the inside of ground iron. Therefore, the Si-containing oxide inhibits the etching property of the steel sheet surface in the chemical conversion treatment (zinc phosphate treatment) that is performed as a base treatment before the electrodeposition coating of the automobile body, so that a healthy chemical conversion coating film (chemical conversion crystal) is formed. It is known to adversely affect formation.
  • the surface condition (component composition, crystal structure, grain size, etc.) of the steel sheet itself is optimized in response to the deterioration of the chemical conversion treatment conditions, and the reactivity with the chemical conversion treatment liquid is increased. It is necessary to raise.
  • the manufacturing conditions before continuous annealing are controlled to optimize the steel structure (crystal structure, grain size) on the steel sheet surface, and then a pickling solution in which nitric acid and / or hydrofluoric acid and hydrochloric acid are mixed is used. It was found that it is effective to remove the Si-containing oxide layer on the surface layer of the steel plate formed by strong pickling and continuous annealing.
  • the Si-containing oxide is a SiO 2 or Si—Mn composite oxide formed along the grain boundaries inside the steel sheet surface or inside the steel sheet during annealing after slab heating, hot rolling or cold rolling. I mean.
  • the region where the Si-containing oxide is present on the steel plate surface after annealing varies depending on the steel plate components and annealing conditions (temperature, time, atmosphere), but is usually about 1 ⁇ m from the steel plate surface.
  • the removal of the Si-containing oxide layer in the invention means that the region where the Si-containing oxide layer is present is pickled and the surface of the steel plate after pickling by GDS (glow discharge emission spectroscopy) in the depth direction. It means removing to a level where no Si or O peak appears in the analysis.
  • the reason for using strong acid such as nitric acid, hydrofluoric acid and hydrochloric acid as the pickling solution is that, among Si-containing oxides, Si—Mn based complex oxide is easily dissolved in acid, but SiO 2 has poor solubility. This is because, in order to remove this, it is necessary to remove the Si-containing oxide on the surface of the steel sheet together with the base iron.
  • the chemical conversion treatment performance is greatly improved by removing the Si-containing oxide layer present on the steel sheet surface by washing with nitric acid, hydrofluoric acid, hydrochloric acid or the like after continuous annealing.
  • the chemical conversion processability is sometimes inferior.
  • the chemical conversion processability is sometimes inferior.
  • the chemical conversion property of a steel sheet containing a large amount of Si local dissolution occurs in the chemical conversion solution and uniform formation of the chemical conversion coating film is hindered to lower the chemical conversion property. It has been found that it is effective to limit the Si concentration and the crystal grain size contained in the null ferrite and bainitic ferrite.
  • the present invention is based on the above novel findings.
  • C 0.02 to 0.3 mass%
  • C is an indispensable element for increasing the strength of the steel, and 0.02 mass% or more must be added to obtain a tensile strength of 780 MPa or more.
  • C is set in the range of 0.01 to 0.3 mass%.
  • it is in the range of 0.07 to 0.22 mass%.
  • Si 0.8 to 2.0 mass%
  • Si is an essential additive element in the present invention, which has the effect of increasing strength without impairing workability.
  • the above effect can be obtained by adding 0.8 mass% or more.
  • Si is set to a range of 0.8 to 2.0 mass%. Preferably, it is in the range of 1.0 to 1.6 mass%.
  • Mn 1.0 to 5.0 mass%
  • Mn like C, is an indispensable element for increasing the strength of steel, and in order to obtain a tensile strength of 780 MPa or more, addition of 1.0 mass% or more is necessary. On the other hand, when it exceeds 5.0 mass%, workability will fall remarkably. Therefore, Mn is set to 1.0 to 5.0 mass%. The range is preferably 1.4 to 3.3 mass%.
  • Si / Mn More than 0.4
  • the steel sheet of the present invention needs to have a Si content ratio (Si / Mn) of more than 0.4 to Mn. This is because by setting (Si / Mn) to exceed 0.4, it is possible to achieve both high strength of 780 MPa or more and excellent workability.
  • (Si / Mn) is preferably 0.6 or more, more preferably 0.7 or more.
  • the balance other than the above components is Fe and inevitable impurities.
  • the content of other elements is not rejected.
  • P 0.05 mass% or less
  • S 0.01 mass% or less
  • Al 0.06 mass% or less. You may contain.
  • the Si-containing high-strength cold-rolled steel sheet of the present invention further includes Nb: 0.3 mass% or less, Ti: 0.3 mass% or less, V: 0.3 mass% or less, Mo: 0.00% in addition to the above component composition. You may contain 3 mass% or less, Cr: 0.5 mass% or less, B: 0.006 mass% or less, and N: 0.008 mass% or less. Furthermore, you may contain Cu: 0.1 mass% or less and Ni: 0.1 mass% or less.
  • the steel plate surface of the Si-containing high-strength cold-rolled steel plate of the present invention will be described.
  • the steel structure on the steel sheet surface needs to contain polygonal ferrite and / or bainitic ferrite. It is.
  • the total of these tissues is preferably in the range of 30 to 70% in terms of volume fraction. The range is more preferably 20 to 60%, still more preferably 25 to 50%. Note that the remaining structure may contain martensite, austenite, or the like in a volume fraction of 70% or less.
  • the said steel plate surface in this invention means the steel plate surface in a depth position of 3 micrometers from the steel plate outermost surface after pickling.
  • the “surface metallographic structure” generally refers to the crystallographic structure exposed on the surface, but the steel sheet surface of the present invention has surface roughness due to pickling and roll roughness in temper rolling.
  • the surface of the steel sheet is electropolished in a solution of iodine-methanol with a quantity of electricity of about 2.5 to 5 coulombs per cm 2 to remove about 3 ⁇ m from the outermost surface. This is because it is necessary to observe and analyze the tissue.
  • the grain diameters of polygonal ferrite and bainitic ferrite exposed on the steel sheet surface after pickling are 10 ⁇ m or less from the viewpoint of ensuring chemical conversion treatment. is required.
  • Si in the steel is largely distributed to the ferrite phase (polygonal ferrite and bainitic ferrite) by annealing. At this time, the ferrite phase having a high Si concentration is a starting point for causing local dissolution in the chemical conversion solution.
  • the thickness is preferably 7 ⁇ m or less.
  • the particle diameter means that the major axis of the polygonal ferrite and bainitic ferrite crystal grains on the steel plate surface smoothed by the above-described method is equipped in a scanning electron microscope (SEM) or the like. It is an average value when 10 or more points are measured using a length measuring function between two points.
  • SEM scanning electron microscope
  • the Si concentration contained in the structure of polygonal ferrite and bainitic ferrite exposed on the steel sheet surface must be 3.0 mass% or less. If it exceeds 3.0 mass%, Si is distributed to the ferrite phase (polygonal ferrite and bainitic ferrite) by heat treatment in annealing, and many origins of local dissolution can be formed. The processability is lowered. When more excellent chemical conversion processability is required, it is preferably set to 2.5 mass% or less.
  • the measurement of the Si concentration can be obtained by analyzing the surface of the steel plate smoothed by the above-described method with EPMA or the like.
  • the cooling stop temperature at the time of continuous annealing should be higher than 300 ° C. as will be described later. is required. Moreover, it is preferable to control the annealing temperature within an appropriate range described later.
  • the Si-containing high-strength cold-rolled steel sheet having the above-described component composition and steel sheet surface structure has a tensile strength TS of 780 MPa or more and excellent workability.
  • the high-strength cold-rolled steel sheet of the present invention is obtained by reheating a steel material (slab) that satisfies the above-mentioned component composition and hot-rolling, cold-rolling, and soaking
  • the steel is subjected to continuous annealing with a cooling stop temperature of over 300 ° C. in order to obtain the steel structure necessary for obtaining the strength and chemical conversion treatment properties and corrosion resistance after coating, and then formed during the continuous annealing.
  • the Si-containing oxide layer in the surface layer portion of the steel sheet can be produced by removing it with strong pickling using a pickling solution in which nitric acid and / or hydrofluoric acid and hydrochloric acid are mixed.
  • the hot rolling in the above production method preferably finishes the finish rolling in the austenite region according to a conventional method.
  • the finish rolling finish temperature is just above the Ar 3 transformation point, but the rolling load increases as the temperature becomes lower, so 850 It is preferably in the range of ⁇ 940 ° C.
  • the temperature is preferably in the range of 400 to 570 ° C.
  • Hot-rolled hot-rolled sheet is pickled to remove the scale formed on the surface of the steel sheet, cold-rolled to obtain a cold-rolled sheet with a predetermined thickness, and then desired strength, workability and chemical conversion treatment
  • the steel is subjected to continuous annealing to give the steel structure necessary for ensuring the properties.
  • the annealing temperature (soaking temperature) at this time is preferably in the range of 760 to 860 ° C. If the annealing temperature is too low, recrystallization is insufficient and workability is reduced. On the other hand, if it is too high, the crystal grain size becomes larger than 10 ⁇ m, and the desired strength and chemical conversion processability cannot be obtained. A range of 780 to 830 ° C. is more preferable. If it is 760 degreeC or more, Si density
  • the steel plate after soaking is cooled by any one or more means such as gas cooling, mist cooling and roll cooling.
  • the cooling rate is preferably rapid cooling of 10 ° C./second or more. By performing rapid cooling at 10 ° C./second or more, residual ⁇ is generated and ductility can be increased.
  • the cooling stop temperature needs to be higher than 300 ° C. When the cooling stop temperature is 300 ° C. or less, the Si concentration contained in the structure of polygonal ferrite and bainitic ferrite cannot be made 3.0 mass% or less.
  • the upper limit of the cooling stop temperature is preferably about 500 ° C. This is because if the temperature is 500 ° C. or lower, the steel structure will not be coarsened.
  • the steel sheet subjected to the continuous annealing is pickled under the following conditions.
  • a large amount of Si-containing oxides such as Si and Si—Mn composite oxides are formed on the surface layer of the continuously annealed steel sheet, and the chemical conversion treatment properties and the post-coating corrosion resistance are remarkably inferior as they are. Therefore, in the manufacturing method of the present invention, the cold-rolled steel sheet after annealing is strongly pickled using a strong acid such as nitric acid, hydrofluoric acid, hydrochloric acid or the like as the pickling solution, and the Si-containing oxide layer on the steel sheet surface layer is removed together with the base iron. It is necessary to do it.
  • the concentrations of nitric acid and hydrofluoric acid in the pickling solution exceed 100 g / L.
  • nitric acid is also a strong oxidizing acid
  • the eluted Fe is oxidized to produce an iron-based oxide and deposited on the surface of the steel sheet, which adversely affects chemical conversion treatment properties and post-coating corrosion resistance.
  • hydrofluoric acid is a dangerous chemical that is very difficult to handle, it is difficult to operate industrially at a high concentration.
  • the concentration of nitric acid or hydrofluoric acid is preferably in the range of more than 100 g / L and not more than 150 g / L.
  • an acid in which nitric acid and hydrofluoric acid are mixed may be used as the pickling solution, and in this case, the total concentration of nitric acid and hydrofluoric acid is in the range of more than 100 g / L and not more than 150 g / L. preferable.
  • any of the above acids is used, it is more preferably in the range of 110 to 140 g / L.
  • chloride ion having an effect of destroying the oxide film that is, hydrochloric acid is converted into a concentration ratio R (HCl / HNO of hydrochloric acid to nitric acid or hydrofluoric acid). 3 or HCl / HF) is preferably pickled using an acid mixed so as to be in the range of 0.03 to 0.25.
  • the ratio R is 0.03 or more, the effect of suppressing the formation of iron-based oxides is obtained, while if it is 0.25 or less, the dissolution amount of the steel sheet is not reduced, and Si-containing oxidation This is because the physical layer can be removed.
  • the concentration ratio R (HCl / (HNO 3 + HF)) in the case of using an acid mixed with nitric acid and hydrofluoric acid for the pickling solution is also preferably in the range of 0.03 to 0.25. When any of the above acids is used, a more preferable concentration ratio R is in the range of 0.05 to 0.20.
  • the pickling solution temperature is set to 20 to 70 ° C. Is preferably performed for 3 to 30 seconds. If the temperature of the pickling solution is 20 ° C. or more and the pickling time is 3 seconds or more, the Si-containing oxide layer on the steel sheet surface layer formed during annealing can be sufficiently removed, and chemical conversion treatment and post-coating corrosion resistance are possible. Is not reduced. On the other hand, when the temperature of the pickling solution is 70 ° C.
  • the temperature of the pickling solution is 30 to 50 ° C., and the pickling time is 2 to 20 seconds.
  • a to D steels with different composition shown in Table 1 are melted in a laboratory in vacuum, cast into a mold to form a steel ingot, hot rolled, pickled, cold rolled and cold rolled.
  • a board was used.
  • Table 2 shows heat treatment temperatures simulating the steel ingot heating temperature, rolling end temperature and coiling temperature in the hot rolling.
  • pickling was performed with an 11 mass% hydrochloric acid aqueous solution at 85 ° C. for 2 minutes, and cold rolling was performed under conditions of a rolling reduction of 40%. Then, the heat processing which simulated continuous annealing on the conditions shown in Table 2 was performed.
  • the cooling stop temperature in Table 2 is a temperature corresponding to a cooling end temperature in forced cooling (so-called gas cooling, mist cooling, roll cooling, etc.) after soaking.
  • the cooling rate from the soaking temperature to the cooling stop temperature was 12 ° C./second.
  • the steel plate subjected to the heat treatment was pickled after the surface of the steel plate under the conditions shown in Table 2 and then subjected to temper rolling with an elongation of 0.3 to 0.6%. 1 to 16 cold-rolled steel sheets were used.
  • Test pieces were collected from each cold-rolled steel sheet thus obtained and subjected to the following tests.
  • 1) Mechanical property evaluation A JIS No. 5 tensile test piece specified in JIS Z2201: 2011 with the direction perpendicular to the rolling direction (C direction) as the tensile direction was collected, and a tensile test was performed in accordance with the provisions of JIS Z2241: 2011. The tensile strength TS was measured.
  • ⁇ Salt warm water immersion test> The surface of the test piece subjected to chemical conversion treatment and electrodeposition coating was applied with a 45 mm long crosscut wrinkle with a cutter, and then the test piece was immersed in a 5 mass% NaCl solution (60 ° C.) for 240 hours, and then After washing with water, drying, and sticking an adhesive tape on the cut collar, a tape peeling test was conducted to peel it off, and the maximum width of the entire peel that combined the left and right sides of the cut collar was measured. If this maximum peeling full width is 5.0 mm or less, it can be evaluated that the corrosion resistance in the salt warm water immersion test is good.
  • the Si-containing high-strength cold-rolled steel sheet produced according to the present invention is not only excellent in chemical conversion treatment and post-coating corrosion resistance, but also has high strength and excellent workability. As well as the above, it can also be suitably used as a material for applications that require similar characteristics in fields such as home appliances and building materials.

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Description

Ｓｉ含有高強度冷延鋼板とその製造方法ならびに自動車部材
　本発明は、Ｓｉ含有高強度冷延鋼板とその製造方法ならびに自動車部材に関し、具体的には、Ｓｉを多量に含有していても、化成処理性に優れるとともに、塩温水浸漬試験や複合サイクル腐食試験により評価される塗装後耐食性にも優れる、引張強さＴＳが７８０ＭＰａ以上の高強度冷延鋼板とその製造方法ならびにその鋼板を用いた自動車部材に関するものである。
　近年、地球環境を保護する観点から、ＣＯ２の削減が大きな課題となっており、ＣＯ２発生源である自動車には格段の燃費向上が求められている。燃費向上の有効な手段の一つが、高強度鋼板の適用による自動車車体の軽量化である。しかし、鋼板の加工性は、高強度化するのに伴って低下するため、複雑な形状にプレス成形される自動車部材に高強度鋼板を適用するには、加工性の改善が必要となる。
　鋼の高強度化と加工性の向上を両立させるのに有効な添加元素の一つにＳｉがあり、ＣやＭｎ等と複合して添加することで、高強度で加工性にも優れる鋼組織、例えば、フェライトやベイニティックフェライトを含み、かつマルテンサイトや残留オーステナイトが混在する鋼組織を形成させることができる。
　また、プレス加工された自動車部材には、耐食性を向上させるために、自動車車体に組み立てられた後、化成処理が施され、その後、電着塗装が施されるのが普通である。しかし、Ｓｉは、鋼の化成処理性を低下させる有害元素として知られている。というのは、Ｓｉを含む鋼板は、製造過程で鋼板表面にＳｉを含む酸化物が形成され易く、この酸化物は、化成処理反応を阻害するため、均一微細に形成されるべき化成結晶が粗大化したり、化成結晶が形成されない部分（いわゆるスケ）が生じたりするなどの問題を引き起こすからである。
　このような問題点を解決する手段として、例えば、特許文献１や特許文献２には、Ｍｎ含有量に対するＳｉ含有量の比（Ｓｉ／Ｍｎ）を０．４０以下とした上で、金属組織や表面酸化物の組成および存在量を限定することで、化成処理性ひいては塗膜密着性を改善した高強度冷延鋼板を製造する技術が提案されている。
特許第３８８９７６８号公報 特許第３８８９７６９号公報
　しかしながら、自動車車体への５９０ＭＰａクラスの高強度鋼板の適用がほぼ完了した現在、さらなる高強度化による軽量化効果を達成するためには、７８０ＭＰａ以上の引張強さを有する高強度鋼板の適用が必要となる。その課題を達成する手段の一つとして、Ｍｎを増加して高強度化を図るとともに、（Ｓｉ／Ｍｎ）の値が０．４を超える量のＳｉを添加して、Ｓｉが有する強度と加工性に好ましい効果を有効活用することが検討されている。
　一方、近年では、産業廃棄物の低減やランニングコストおよびエネルギー節減の観点から、化成処理液の低温度化が進められ、化成処理液の反応性が低下してきている。上記化成処理液の低温度化は、従来から使用されてきた、合金添加量が少なく強度が低い鋼板では化成処理前の表面調整技術の改良等によって、実質的に問題となることはほとんどない。しかし、Ｓｉを多く含有する高強度鋼板では、上記処理液の低温度化の影響を受けやすく、化成処理性が著しく劣化する場合がある。しかも、特許文献１および特許文献２に記載の技術は、Ｍｎに対するＳｉの含有量比（Ｓｉ／Ｍｎ）を０．４０以下に制限することで化成処理性の改善を図る技術であるため、（Ｓｉ／Ｍｎ）が０．４を超える鋼板の化成処理性改善には有効な手段とはなり得ない。
　本発明は、従来技術が抱える上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、Ｓｉの添加効果をより有効に活用するため、Ｍｎに対するＳｉの含有量比（Ｓｉ／Ｍｎ）が０．４超えでも、化成処理性に優れ、塗装後耐食性にも優れた引張強さＴＳが７８０ＭＰａ以上の高強度冷延鋼板を提供し、その製造方法を提案するとともに、上記鋼板を用いた自動車部材を提供することにある。
　発明者らは、上記課題を解決するべく、Ｍｎに対するＳｉの含有量比（Ｓｉ／Ｍｎ）が０．４を超える鋼板における鋼板表面組織が化成処理性に及ぼす影響について鋭意検討を重ねた。その結果、Ｍｎに対するＳｉの含有量比（Ｓｉ／Ｍｎ）が０．４を超える鋼板において化成処理性が劣ったり化成結晶のスケが発生したりする原因は、化成処理液中で鋼板表面の溶解が起こる反応初期に、局部的に溶解が進行する部分が発生し、その選択的溶解部の存在が、周囲の溶解を阻害して化成結晶の核生成を不均一化するためであることを見出した。また、上記局部的な溶解は、鋼板表面の特定組織に発生し易い、具体的には、Ｓｉ濃度が３．０ｍａｓｓ％を超えるおよび／または粒径が１０μｍを超えるポリゴナルフェライトやベイニティックフェライトで発生し易いこと、したがって、（Ｓｉ／Ｍｎ）が０．４を超える鋼板における化成処理性を改善するためには、鋼板表面組織を適正化する必要があることを見出し、本発明を開発するに至った。
　上記知見に基く本発明は、Ｃ：０．０２～０．３ｍａｓｓ％、Ｓｉ：０．８～２．０ｍａｓｓ％、Ｍｎ：１．０～５．０ｍａｓｓ％を含有し、Ｍｎに対するＳｉの含有量比（Ｓｉ／Ｍｎ）が０．４超え、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる成分組成を有し、鋼板表面の金属組織が、Ｓｉ濃度が３．０ｍａｓｓ％以下で、粒径が１０μｍ以下であるポリゴナルフェライトおよび／またはベイニティックフェライトを含み、かつ、鋼板表面にＳｉ含有酸化物層を有しない、引張強さＴＳが７８０ＭＰａ以上であるＳｉ含有高強度冷延鋼板である。
　また、本発明は、上記の成分組成を有する鋼スラブを熱間圧延し、冷間圧延し、均熱焼鈍後の冷却における冷却停止温度を３００℃超とする連続焼鈍を施した後、酸洗して鋼板表面のＳｉ含有酸化物層を除去することを特徴とする。
　本発明のＳｉ含有高強度冷延鋼板の製造方法は、上記酸洗を、硝酸と塩酸を混合した酸、弗酸と塩酸を混合した酸、硝酸と弗酸と塩酸を混合した酸のいずれかの酸を酸洗液に用いて行うことを特徴とする。
　また、本発明のＳｉ含有高強度冷延鋼板の製造方法は、上記酸洗を、硝酸濃度が１００ｇ／Ｌ超え１５０ｇ／Ｌ以下で、硝酸に対する塩酸の濃度比Ｒ（ＨＣｌ／ＨＮＯ３）が０．０３～０．２５である硝酸と塩酸を混合した酸、あるいは、弗酸濃度が１００ｇ／Ｌ超え１５０ｇ／Ｌ以下で、弗酸に対する塩酸の濃度比Ｒ（ＨＣｌ／ＨＦ）が０．０３～０．２５である弗酸と塩酸を混合した酸を用いて行うことを特徴とする。
　また、本発明のＳｉ含有高強度冷延鋼板の製造方法は、上記酸洗を、酸洗液の温度を２０～７０℃として３～３０秒間行うことを特徴とする。
　また、本発明は、上記のＳｉ含有高強度冷延鋼板を用いてなることを特徴とする自動車部材である。
　本発明によれば、Ｓｉを含有量比（Ｓｉ／Ｍｎ）で０．４を超えて多量に含有する鋼板でも、低温度化された処理液でも良好な化成処理性が得られ、しかも、塩温水浸漬試験や複合サイクル腐食試験のような過酷な腐食環境における塗装後耐食性にも優れる引張強さＴＳが７８０ＭＰａ以上の高強度鋼板を提供することができる。したがって、本発明によれば、化成処理性や塗装後耐食性に優れる高強度冷延鋼板の自動車用部品への適用を容易にし、自動車車体の軽量化に大いに寄与することができる。
本発明の好ましい条件で酸洗した鋼板表面をＧＤＳで表面分析したときの、Ｏ，Ｓｉ，ＭｎおよびＦｅの深さ方向プロフィールである。
　まず、本発明の基本的な技術思想について説明する。
　冷間圧延により硬質化した鋼板を再結晶させ、所望の組織と強度、加工性を付与するために行われる連続焼鈍炉を用いた焼鈍工程では、通常、雰囲気ガスとして、非酸化性または還元性のガスが用いられており、露点も厳格に管理されている。そのため、合金添加量の少ない普通の一般冷延鋼板では、鋼板表面の酸化は抑制されている。しかし、Ｆｅと比較して易酸化性であるＳｉやＭｎを多く含有する鋼板では、焼鈍時の雰囲気ガスの成分や露点を厳格に管理しても、ＳｉやＭｎが容易に酸化し、鋼板表面にＳｉ酸化物（ＳｉＯ２）やＳｉ－Ｍｎ系複合酸化物などのＳｉ含有酸化物を形成することが避けられない。そして、上記Ｓｉ含有酸化物は、鋼板表面だけでなく、地鉄内部にまで形成される。そのため、上記Ｓｉ含有酸化物は、自動車車体の電着塗装前の下地処理としてなされる化成処理（リン酸亜鉛処理）における鋼板表面のエッチング性を阻害し、健全な化成処理皮膜（化成結晶）の形成に悪影響を及ぼすことが知られている。
　一方、近年では、化成処理時に発生するスラッジ量やランニングコストの低減を目的として、化成処理液の低温度化が進み、従来と比較して、鋼板表面に対する化成処理液の反応性が著しく低下した条件で化成処理が施されるようになってきている。このような化成処理条件の変化は、従来から用いられている合金添加量の少ない普通の一般冷延鋼板では、表面調整技術の改良等によって、特に問題となることはない。しかし、ＳｉやＭｎ等の合金成分を多量に添加した鋼板、特にＳｉを多量に添加して高強度化を図っている高強度冷延鋼板では、上記化成処理条件の変更による影響は極めて大きい。そのため、Ｓｉを多量に含む冷延鋼板では、化成処理条件の悪化に対応して、鋼板自体の表面状態（成分組成、結晶組織、粒径等）を最適化し、化成処理液との反応性を高めることが必要となる。
　発明者らは、上記の化成処理条件の悪化に対応するべく、鋼板の化成処理性を向上させる方法について検討を重ねた。その結果、連続焼鈍以前の製造条件を制御して鋼板表面の鋼組織（結晶組織、粒径）を適正化した上で、硝酸および／または弗酸と、塩酸とを混合した酸洗液を用いて強酸洗し、連続焼鈍等で形成された鋼板表層のＳｉ含有酸化物層を除去してやることが有効であることを見出した。ここで、上記Ｓｉ含有酸化物とは、スラブ加熱や熱間圧延あるいは冷間圧延後の焼鈍時に鋼板表面や鋼板内部の結晶粒界に沿って形成されるＳｉＯ２やＳｉ－Ｍｎ系複合酸化物のことをいう。
　ここで、焼鈍後の鋼板表面にＳｉ含有酸化物が存在する領域は、鋼板成分や焼鈍条件（温度、時間、雰囲気）によっても変化するが、通常、鋼板表面から１μｍ程度の部分であり、本発明における上記Ｓｉ含有酸化物層を除去するとは、上記Ｓｉ含有酸化物層が存在する領域を、酸洗して、ＧＤＳ（グロー放電発光分光分析）で酸洗後の鋼板表面を深さ方向に分析したときにＳｉやＯのピークが現れないレベルまで除去することをいう。
　また、上記酸洗液として硝酸や弗酸、塩酸等の強酸を用いる理由は、Ｓｉ含有酸化物のうち、Ｓｉ－Ｍｎ系複合酸化物は酸に容易に溶解するが、ＳｉＯ２は難溶性を示すため、これを除去するには、鋼板表面のＳｉ含有酸化物を地鉄ごと取り除く必要があるからである。
　しかしながら、発明者らの研究によれば、連続焼鈍後、硝酸や弗酸、塩酸等で強酸洗して鋼板表面に存在するＳｉ含有酸化物層を除去することで化成処理性は大幅に改善されるものの、時として化成処理性に劣る場合があることが明らかとなった。そして、その原因について調査したところ、上記強酸洗でＳｉ含有酸化物層を除去した後の鋼板表面に、Ｓｉ濃度が高く、粒径が大きなポリゴナルフェライトやベイニティックフェライトが存在する場合には、化成処理液中で局部溶解が起こり、化成処理皮膜の均一な形成が阻害されて化成処理性が低下すること、したがって、Ｓｉを多量に含有する鋼板の化成処理性を改善するには、ポリゴナルフェライトおよびベイニティックフェライト中に含まれるＳｉ濃度と結晶粒の大きさを制限することが有効であることを見出した。
　本発明は、上記の新規な知見に基くものである。
　次に、本発明のＳｉ含有高強度冷延鋼板の成分組成について説明する。
Ｃ：０．０２～０．３ｍａｓｓ％
　Ｃは、鋼の強度を高めるために不可欠な元素であり、７８０ＭＰａ以上の引張強さを得るためには０．０２ｍａｓｓ％以上の添加が必要である。一方、０．３ｍａｓｓ％を超えて添加すると、溶接性を著しく低下させる。よって、Ｃは０．０１～０．３ｍａｓｓ％の範囲とする。好ましくは０．０７～０．２２ｍａｓｓ％の範囲である。
Ｓｉ：０．８～２．０ｍａｓｓ％
　Ｓｉは、加工性を損なうことなく強度を高める効果がある、本発明においては必須の添加元素であり、０．８ｍａｓｓ％以上添加することで、上記効果を得ることができる。しかし、２．０ｍａｓｓ％を超えて添加すると、冷間圧延時の荷重負荷が過大となるばかりでなく、鋼板端部に割れが発生し易くなり、生産性を阻害するようになる。よって、Ｓｉは０．８～２．０ｍａｓｓ％の範囲とする。好ましくは１．０～１．６ｍａｓｓ％の範囲である。
Ｍｎ：１．０～５．０ｍａｓｓ％
　Ｍｎは、Ｃと同様、鋼の強度を高めるために不可欠な元素であり、７８０ＭＰａ以上の引張強さを得るためには、１．０ｍａｓｓ％以上の添加が必要である。一方、５．０ｍａｓｓ％を超えて添加すると、加工性が著しく低下する。よって、Ｍｎは１．０～５．０ｍａｓｓ％とする。好ましくは１．４～３．３ｍａｓｓ％の範囲である。
Ｓｉ／Ｍｎ：０．４超え
　本発明の鋼板は、Ｍｎに対するＳｉの含有量比（Ｓｉ／Ｍｎ）が０．４超えであることが必要である。（Ｓｉ／Ｍｎ）を０．４超えとすることにより、７８０ＭＰａ以上の高強度と優れた加工性を両立させることができるからである。なお、（Ｓｉ／Ｍｎ）は、好ましくは０．６以上、より好ましくは０．７以上である。
　本発明のＳｉ含有高強度冷延鋼板は、上記成分以外の残部は、Ｆｅおよび不可避的不純物である。ただし、本発明の作用効果を害しない範囲で、他の元素の含有を拒むものではなく、例えば、Ｐ：０．０５ｍａｓｓ％以下、Ｓ：０．０１ｍａｓｓ％以下、Ａｌ：０．０６ｍａｓｓ％以下を含有してもよい。
　また、本発明のＳｉ含有高強度冷延鋼板は、上記成分組成に加えてさらに、Ｎｂ：０．３ｍａｓｓ％以下、Ｔｉ：０．３ｍａｓｓ％以下、Ｖ：０．３ｍａｓｓ％以下、Ｍｏ：０．３ｍａｓｓ％以下、Ｃｒ：０．５ｍａｓｓ％以下、Ｂ：０．００６ｍａｓｓ％以下およびＮ：０．００８ｍａｓｓ％以下を含有してもよい。さらに、Ｃｕ：０．１ｍａｓｓ％以下、Ｎｉ：０．１ｍａｓｓ％以下を含有してもよい。
　次に、本発明のＳｉ含有高強度冷延鋼板の鋼板表面について説明する。
　まず、本発明の高強度冷延鋼板は、７８０ＭＰａ以上の高強度と優れた加工性を有するためには、鋼板表面の鋼組織が、ポリゴナルフェライトおよび／またはベイニティックフェライトを含むことが必要である。これらの組織は合計で、体積分率にして３０～７０％の範囲であることが好ましい。なお、より好ましくは２０～６０％、さらに好ましくは２５～５０％の範囲である。なお、残部の組織として、マルテンサイトやオーステナイトなどを体積分率にして７０％以下含んでいてもよい。
　ここで、本発明における上記鋼板表面とは、酸洗後の鋼板最表面から３μｍの深さ位置における鋼板表面のことをいう。というのは、「表面の金属組織」とは、一般には表面に露出している結晶組織のことをいうが、本発明の鋼板表面には、酸洗による面荒れや調質圧延におけるロール粗度の転写による凹凸が存在するため、鋼板表面をヨウ素メタノールなどの溶液中で、１ｃｍ２あたり２．５～５クーロン程度の電気量で電解研磨し、最表面から３μｍ程度までを除去した後、金属組織を観察したり分析したりする必要があるからである。
　次に、本発明の高強度冷延鋼板は、化成処理性を確保する観点から、酸洗後の鋼板表面に露出しているポリゴナルフェライトおよびベイニティックフェライトの粒径が１０μｍ以下であることが必要である。鋼中のＳｉは焼鈍での熱処理により、フェライト相（ポリゴナルフェライトおよびベイニティックフェライト）に多く分配される。この時、Ｓｉ濃度が高いフェライト相が化成処理液中で局部溶解を起こす起点となる。ここで、局部溶解は結晶粒界をまたぐ形では起こらず、一結晶粒内でおこるため、１０μｍを超える大きな結晶粒が存在すると１０μⅿ程度の大きさの局部溶解が起こり、化成反応が不均一化して、化成処理性の低下を招くからである。より微細で緻密な化成結晶を得るために７μｍ以下とするのが好ましい。ここで、本発明における上記粒径とは、上述した方法で平滑化した鋼板表面のポリゴナルフェライトおよびベイニティックフェライトの結晶粒の長径を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）等に装備されている２点間の測長機能を用いて１０点以上を測定したときの平均値である。
　なお、ポリゴナルフェライトおよびベイニティックフェライトの粒径を１０μｍ以下に制御するためには、焼鈍温度および冷却停止温度を後述する温度範囲に制御するのが好ましい。
　次に、本発明の高強度冷延鋼板は、鋼板表面に露出したポリゴナルフェライトおよびベイニティックフェライトの組織中に含まれるＳｉ濃度が３．０ｍａｓｓ％以下であることが必要である。３．０ｍａｓｓ％を超えると、焼鈍での熱処理によってフェライト相（ポリゴナルフェライトおよびベイニティックフェライト）にＳｉが分配し、局部溶解の起点が多数できるため、化成結晶の形成が阻害されて、化成処理性が低下するようになる。より優れた化成処理性が求められる場合には、２．５ｍａｓｓ％以下とするのが好ましい。ここで、上記Ｓｉ濃度の測定は、前述した方法で平滑化した鋼板表面を、ＥＰＭＡ等で表面分析して求めることができる。
　なお、ポリゴナルフェライトおよびベイニティックフェライトの組織中に含まれるＳｉ濃度を３．０ｍａｓｓ％以下に制御するためには、後述するように、連続焼鈍時の冷却停止温度を３００℃超とすることが必要である。また、焼鈍温度を後述する適正範囲に制御するのが好ましい。
　上述した成分組成と鋼板表面組織を有する本発明のＳｉ含有高強度冷延鋼板は、引張強さＴＳが７８０ＭＰａ以上の強度と優れた加工性を有するものとなる。
　次に、本発明のＳｉ含有高強度冷延鋼板の製造方法について説明する。
　本発明の高強度冷延鋼板は、前述した成分組成を満たして含有する鋼素材（スラブ）を再加熱し、熱間圧延して得た熱延鋼板を、冷間圧延し、均熱焼鈍後の冷却における冷却停止温度を３００℃超とする連続焼鈍を施し、自動車用鋼板として必要な強度と化成処理性および塗装後耐食性を得るのに必要な鋼組織とし、その後、上記連続焼鈍時に形成された鋼板表層部分のＳｉ含有酸化物層を、硝酸および／または弗酸と塩酸とを混合した酸洗液を用いて強酸洗して除去することで製造することができる。
　上記製造方法における熱間圧延は、常法に従い、オーステナイト域で仕上圧延を終了することが好ましい。なお、ポリゴナルフェライトやベイニティックフェライトの結晶粒を細粒化するためには、仕上圧延終了温度をＡｒ３変態点直上とするのが望ましいが、低温になるほど圧延荷重が増大するため、８５０～９４０℃の範囲とするのが好ましい。また、巻取温度は、高すぎると鋼板表面近傍の粒界にＳｉ含有酸化物が形成され易くなり、一方、低すぎると熱延後の鋼板強度が高くなり過ぎ、冷間圧延することが困難となるので、４００～５７０℃の範囲とするのが好ましい。
　熱間圧延した熱延板は、酸洗して鋼板表面に形成されたスケールを除去し、冷間圧延して所定の板厚の冷延板とした後、所望の強度と加工性および化成処理性を確保するために必要な鋼組織を鋼板に付与する連続焼鈍を施す。この際の焼鈍温度（均熱温度）は、７６０～８６０℃の範囲とするのが好ましい。焼鈍温度が低すぎると、再結晶が不十分となり加工性が低下する。一方、高すぎると結晶粒径が１０μｍを超えて粗大化し、所望の強度と化成処理性を得ることができなくなるからである。より好ましいのは７８０～８３０℃の範囲である。７６０℃以上であればポリゴナルフェライトおよびベイニティックフェライトの組織中に含まれるＳｉ濃度を３．０ｍａｓｓ％以下とすることができる。
　なお、上記連続焼鈍においては、均熱焼鈍後の鋼板は、ガス冷却、ミスト冷却、ロール冷却等のいずれか１以上の手段で冷却する。この冷却速度は、１０℃／秒以上の急速冷却とするのが好ましい。１０℃／秒以上の急速冷却を行うことで、残留γが生成し、延性を高めることができる。また、冷却停止温度は３００℃超とすることが必要である。冷却停止温度が３００℃以下ではポリゴナルフェライトおよびベイニティックフェライトの組織中に含まれるＳｉ濃度を３．０ｍａｓｓ％以下とすることができない。なお、冷却停止温度の上限は５００℃程度とするのが好ましい。５００℃以下であれば、鋼組織が粗粒化することがないからである。
　次に、上記連続焼鈍を施した鋼板は、以下の条件で酸洗するのが好ましい。
　連続焼鈍した鋼板表層には、ＳｉやＳｉ－Ｍｎ系の複合酸化物等のＳｉ含有酸化物が多量に生成されており、このままでは化成処理性や塗装後耐食性が著しく劣る。そこで、本発明の製造方法では、焼鈍後の冷延鋼板を、硝酸や弗酸、塩酸等の強酸を酸洗液に用いて強酸洗し、鋼板表層のＳｉ含有酸化物層を地鉄ごと除去してやることが必要である。
　上記のように、地鉄ごとＳｉ含有酸化物層を除去するためには、酸洗液における硝酸および弗酸の濃度を１００ｇ／Ｌ超えとすることが好ましい。しかし、硝酸は、強酸化性の酸でもあるため、溶出したＦｅが酸化して鉄系酸化物を生成して鋼板表面に析出し、却って化成処理性や塗装後耐食性に悪影響を及ぼす。また、フッ酸は、取扱いが非常に難しい危険な薬品であるため、高濃度で工業的に操業することには難がある。そこで、上記弊害を抑制するため、硝酸や弗酸の濃度は１５０ｇ／Ｌ以下に抑えることが好ましい。よって、硝酸および弗酸の濃度は１００ｇ／Ｌ超え１５０ｇ／Ｌ以下の範囲とすることが好ましい。また、上記の酸洗液として、硝酸と弗酸を混合した酸を用いてもよく、この場合には、硝酸と弗酸の合計濃度で１００ｇ／Ｌ超え１５０ｇ／Ｌ以下の範囲とするのが好ましい。なお、上記いずれの酸を用いる場合も、より好ましくは１１０～１４０ｇ／Ｌの範囲である。
　しかし、硝酸や弗酸の濃度を上記範囲に制限しただけでは、酸洗により鋼板表面に生成する鉄系酸化物の形成を抑制することは難しい。そこで本発明では、硝酸や弗酸濃度を上記範囲に制限することに加えてさらに、酸化膜破壊効果のある塩化物イオン、つまり塩酸を、硝酸または弗酸に対する塩酸の濃度比Ｒ（ＨＣｌ／ＨＮＯ３またはＨＣｌ／ＨＦ）が０．０３～０．２５の範囲となるよう混合した酸を用いて酸洗するのが好ましい。上記比率Ｒが０．０３以上であれば、鉄系酸化物の生成を抑制する効果が得られ、一方、０．２５以下であれば、鋼板の溶解量が減少することがなく、Ｓｉ含有酸化物層の除去が可能となるからである。また、硝酸と弗酸を混合した酸を酸洗液に用いる場合の濃度比Ｒ（ＨＣｌ／（ＨＮＯ３＋ＨＦ））も、同様に０．０３～０．２５の範囲とするのが好ましい。なお、上記いずれの酸を用いる場合も、より好ましい濃度比Ｒは０．０５～０．２０の範囲である。
　なお、上記硝酸と塩酸、弗酸と塩酸、硝酸と弗酸と塩酸を混合した酸を酸洗液に用いる場合の酸洗は、上記酸洗液の温度を２０～７０℃とし、酸洗時間を３～３０秒の範囲として行うのが好ましい。酸洗液の温度が２０℃以上かつ酸洗時間が３秒以上であれば、焼鈍時に形成された鋼板表層のＳｉ含有酸化物層を十分に除去することができ、化成処理性や塗装後耐食性を低下させることがない。一方、酸洗液の温度が７０℃以下および／または３０秒以下であると、酸洗が過剰となることがなく、鋼板表面が粗くならず化成処理皮膜が均一となり、化成処理性や塗装後耐食性を低下させることがないからである。なお、より好ましくは、酸洗液の温度は３０～５０℃、酸洗時間は２～２０秒の範囲である。
　表１に示した成分組成が異なるＡ～Ｄの鋼を実験室にて真空溶解し、鋳型に鋳込んで鋼塊とした後、熱間圧延し、酸洗し、冷間圧延して冷延板とした。なお、上記熱間圧延における鋼塊加熱温度、圧延終了温度および巻取温度を模擬した熱処理温度を表２に示した。また、酸洗は１１ｍａｓｓ％の塩酸水溶液で８５℃×２分、冷間圧延は圧下率４０％の条件で行った。その後、表２に示す条件で連続焼鈍を模擬した熱処理を施した。ここで、表２中の冷却停止温度とは、均熱焼鈍後の強制冷却（ガス冷却、ミスト冷却、ロール冷却などを指す）における冷却終了温度に相当する温度である。なお、均熱温度から冷却停止温度までの冷却速度は１２℃／秒とした。上記熱処理を施した鋼板は、その後、同じく表２に示す条件で鋼板表面を酸洗した後、伸び率０．３～０．６％の調質圧延を施して、Ｎｏ．１～１６の冷延鋼板とした。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　斯くして得た各冷延鋼板から試験片を採取し、下記の試験に供した。
１）機械的特性評価
　圧延方向に直角な方向（Ｃ方向）を引張方向とするＪＩＳ　Ｚ２２０１：２０１１に規定のＪＩＳ５号引張試験片を採取し、ＪＩＳ　Ｚ２２４１：２０１１の規定に準拠して引張試験を行い、引張強さＴＳを測定した。
２）鋼板表面組織の特定
　各冷延鋼板から採取した試験片を、ヨウ素メタノールの溶解液中で、１ｃｍ２あたり２．５～５クーロン電気量で電解研磨し、表面を３μｍの深さまで除去して平滑化し、次いで、ナイタールでエッチングして鋼組織を現出させた後、ＳＥＭにて鋼板表面組織中に含まれる組織が、ポリゴナルフェライト、ベイニティックフェライト、マルテンサイトおよびオーステナイトのいずれから構成されているかを特定した。また、ポリゴナルフェライト、ベイニティックフェライト、マルテンサイトおよびオーステナイトの体積分率はＳＥＭを用いて２０００倍で組織観察し、その視野全体に占める各組織の面積率を画像解析して求めた。
３）鋼板表面組織の結晶粒径の測定
　次いで、鋼板表面組織の特定に用いた試験片を、ＳＥＭを用いて２０００倍で組織観察し、ポリゴナルフェライトおよびベイニティックフェライトの結晶粒から無作為に各１０個を選び出して結晶粒の粒径を測定し、その平均値をその試験片の粒径とした。なお、粒径の測定は、日本電子製の走査型電子顕微鏡（ＪＣＭ－５０００）に装備されている２点間の測長機能を用いて結晶粒の長径を測定し、その値をその結晶粒の粒径とした。
４）鋼板表面組織のＳｉ濃度の測定
　各冷延鋼板から採取した試験片を、ヨウ素メタノールの溶解液中で、１ｃｍ２あたり２．５～５クーロン電気量で電解研磨して、表面を１～２μｍの厚さで除去して平滑化した後、ナイタールでエッチングして鋼組織を現出させた。次いで、試験片表面の１００μｍ角の範囲を、ＥＰＭＡで、加速電圧１５ｋＶ、照射電流３．０×１０－８Ａの条件で元素マッピングしてＳｉの強度分布を測定し、平均化することで鋼板表面のＳｉ強度Ａを求めた。このＳｉ強度Ａは、素材鋼板のＳｉ濃度に対応する。次いで、上記２）で特定したポリゴナルフェライト（ＰＦ）およびベイニティックフェライト（ＢＦ）の結晶粒を無作為に各３個選び出し、その部分のＳｉ強度をＥＰＭＡで測定し、その６個の結晶粒の平均値をＰＦおよびＢＦ中のＳｉ強度Ｂとした。そして、上記Ｓｉ強度ＡおよびＳｉ強度Ｂから、鋼板表面のＰＦおよびＢＦ中のＳｉ濃度を、下記式；
　ＰＦおよびＢＦ中のＳｉ濃度（ｍａｓｓ％）＝素材鋼板のＳｉ濃度（ｍａｓｓ％）×Ｂ／Ａ
を用いて求めた。
５）化成処理試験
　上記各冷延鋼板から採取した試験片に、日本パーカライジング社製の脱脂剤：ＦＣ－Ｅ２０１１、表面調整剤：ＰＬ－Ｘおよび化成処理剤：パルボンドＰＢ－Ｌ３０６５を用いて、下記の標準条件および化成処理液の温度を下げた低温条件の２条件で、化成処理皮膜の付着量が片面あたり１．７～３．０ｇ／ｍ２となるよう化成処理を施した。
＜標準条件＞
・脱脂工程；処理温度：４０℃、処理時間：１２０秒
・スプレー脱脂、表面調整工程；ｐＨ：９．５、温度：室温、時間：２０秒
・化成処理工程；化成処理液の温度：３５℃、処理時間：１２０秒
＜低温条件＞
　上記標準条件における化成処理液の温度を３３℃に下げた条件
＜化成処理性評価＞
　上記のようにして化成処理を施した鋼板の表面を、ＳＥＭを用いて１０００倍で観察し、スケの有無と、化成結晶の平均サイズを測定し、スケがあるものは不適として×、スケがなくかつ化成結晶の平均サイズが１０μｍ以下のものを△、スケがなく化成結晶の平均サイズが７μｍ以下のものを○として評価した。なお、△および○は、合格範囲である。
６）腐食試験
　上記化成処理を施した試験片の表面に、日本ペイント社製の電着塗料：ＰＮ－１５０を用いて、膜厚が２０μｍとなるように電着塗装を施し、下記３種類の腐食試験に供した。
＜塩温水浸漬試験＞
　化成処理および電着塗装を施した上記試験片の表面に、カッターで長さ４５ｍｍのクロスカット疵を付与した後、この試験片を、５ｍａｓｓ％ＮａＣｌ溶液（６０℃）に２４０時間浸漬し、その後、水洗し、乾燥し、カット疵部に粘着テープを貼り付けた後、引き剥がすテープ剥離試験を行い、カット疵部左右を合わせた最大剥離全幅を測定した。この最大剥離全幅が５．０ｍｍ以下であれば、耐塩温水浸漬試験における耐食性は良好と評価することができる。
＜塩水噴霧試験（ＳＳＴ）＞
　化成処理、電着塗装を施した上記試験片の表面に、カッターで長さ４５ｍｍのクロスカット疵を付与した後、この試験片を、５ｍａｓｓ％ＮａＣｌ水溶液を使用して、ＪＩＳ　Ｚ２３７１（２０００）に規定される中性塩水噴霧試験に準拠して１０００時間の塩水噴霧試験を行った後、クロスカット疵部についてテープ剥離試験し、カット疵部左右を合わせた最大剥離全幅を測定した。この最大剥離全幅が４．０ｍｍ以下であれば、塩水噴霧試験における耐食性は良好と評価することができる。
＜複合サイクル腐食試験（ＣＣＴ）＞
　化成処理、電着塗装を施した上記試験片の表面に、カッターで長さ４５ｍｍのクロスカット疵を付与した後、この試験片を、塩水噴霧（５ｍａｓｓ％ＮａＣｌ水溶液：３５℃、相対湿度：９８％）×２時間→乾燥（６０℃、相対湿度：３０％）×２時間→湿潤（５０℃、相対湿度：９５％）×２時間、を１サイクルとして、これを９０サイクル繰り返す腐食試験後、水洗し、乾燥した後、カット疵部についてテープ剥離試験し、カット疵部左右を合わせた最大剥離全幅を測定した。この最大剥離全幅が６．０ｍｍ以下であれば、複合サイクル腐食試験での耐食性は良好と評価できる。
　上記の各試験結果を表３にまとめて示した。この結果から、鋼板表面組織（Ｓｉ濃度、粒径）が本発明の条件に適合する発明例の鋼板は、化成処理性に優れ、かつ、塩温水浸漬試験、塩水噴霧試験および複合サイクル腐食試験のいずれにおいても最大剥離全幅が小さく、良好な塗装後耐食性を示している。これに対して、鋼板表面組織（Ｓｉ濃度、粒径）が本発明の条件を満たさない比較例の鋼板（Ｎｏ．１、８）は、いずれも化成処理性や塗装後耐食性に劣っていることがわかる。
　なお、表３に示した各鋼板表面におけるＯ，Ｓｉ，ＭｎおよびＦｅの深さ方向の分布をＧＤＳで測定した結果、本発明の好ましい条件で酸洗した鋼板（Ｎｏ．２，３，９～１３）では、いずれもＳｉやＯのピークが現れず、Ｓｉ含有酸化物層が十分に除去されていることが確認された。参考として、表３のＮｏ．２の試験片（発明例）について、ＧＤＳで表面分析したときの、Ｏ，Ｓｉ，ＭｎおよびＦｅの深さ方向プロフィールを図１に示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　本発明により製造されるＳｉ含有高強度冷延鋼板は、化成処理性および塗装後耐食性に優れるだけでなく、高い強度と優れた加工性を有しているので、自動車車体の部材に用いられる素材としてだけでなく、家電製品や建築部材などの分野で同様の特性が求められる用途の素材としても好適に用いることができる。
 
 

Claims (6)

  1. Ｃ：０．０２～０．３ｍａｓｓ％、Ｓｉ：０．８～２．０ｍａｓｓ％、Ｍｎ：１．０～５．０ｍａｓｓ％を含有し、Ｍｎに対するＳｉの含有量比（Ｓｉ／Ｍｎ）が０．４超え、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる成分組成を有し、
    鋼板表面の金属組織が、Ｓｉ濃度が３．０ｍａｓｓ％以下で、粒径が１０μｍ以下であるポリゴナルフェライトおよび／またはベイニティックフェライトを含み、かつ、
    鋼板表面にＳｉ含有酸化物層を有しない、
    引張強さＴＳが７８０ＭＰａ以上であるＳｉ含有高強度冷延鋼板。
  2. 請求項１に記載の成分組成を有する鋼スラブを熱間圧延し、冷間圧延し、均熱焼鈍後の冷却における冷却停止温度を３００℃超とする連続焼鈍を施した後、酸洗して鋼板表面のＳｉ含有酸化物層を除去することを特徴とするＳｉ含有高強度冷延鋼板の製造方法。
  3. 前記酸洗を、硝酸と塩酸を混合した酸、弗酸と塩酸を混合した酸、硝酸と弗酸と塩酸を混合した酸のいずれかの酸を酸洗液に用いて行うことを特徴とする請求項２に記載のＳｉ含有高強度冷延鋼板の製造方法。
  4. 前記酸洗を、硝酸濃度が１００ｇ／Ｌ超え１５０ｇ／Ｌ以下で、硝酸に対する塩酸の濃度比Ｒ（ＨＣｌ／ＨＮＯ３）が０．０３～０．２５である硝酸と塩酸を混合した酸、あるいは、弗酸濃度が１００ｇ／Ｌ超え１５０ｇ／Ｌ以下で、弗酸に対する塩酸の濃度比Ｒ（ＨＣｌ／ＨＦ）が０．０３～０．２５である弗酸と塩酸を混合した酸を用いて行うことを特徴とする請求項２または３に記載のＳｉ含有高強度冷延鋼板の製造方法。
  5. 前記酸洗を、酸洗液の温度を２０～７０℃として３～３０秒間行うことを特徴とする請求項２～４のいずれか１項に記載のＳｉ含有高強度冷延鋼板の製造方法。
  6. 請求項１に記載のＳｉ含有高強度冷延鋼板を用いてなることを特徴とする自動車部材。
     
     
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