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JP7460887B2 - Multi-layer plated steel plate - Google Patents

Multi-layer plated steel plate Download PDF

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JP7460887B2
JP7460887B2 JP2020021684A JP2020021684A JP7460887B2 JP 7460887 B2 JP7460887 B2 JP 7460887B2 JP 2020021684 A JP2020021684 A JP 2020021684A JP 2020021684 A JP2020021684 A JP 2020021684A JP 7460887 B2 JP7460887 B2 JP 7460887B2
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伸也 古川
太佳夫 辻村
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Description

本発明は、複層めっき鋼板に関する。 The present invention relates to multi-layer plated steel sheets.

Zn系めっき鋼板は、切断端面、曲げ加工部などの鋼素地露出部において犠牲防食作用を示し、優れた耐食性を有する。一方、Al系めっき鋼板は、Zn系めっき鋼板のように犠牲防食作用を示さないが、Zn系めっき鋼板よりもめっき面の耐食性に優れる。そのため、海岸近傍などの飛来塩分量の多い地域など、Zn系めっきでは適用困難な高い耐食性が要求される用途に好適に使用される。Zn系めっき鋼板およびAl系めっき鋼板の両者の特性を兼ね備えためっき鋼板として、特許文献1には、Si:0~12%、Zn:0~1%、残部がAlからなる第1のめっき層(下層)と、下層の上にAl:3~22%、Mg:0.5~8%、残部がZnからなる第2のめっき層(上層)とを有する複層めっき鋼板が開示されている。 Zn-based plated steel sheets exhibit sacrificial corrosion protection at exposed steel base areas such as cut edges and bent sections, and have excellent corrosion resistance. On the other hand, Al-based plated steel sheets do not exhibit sacrificial corrosion protection like Zn-based plated steel sheets, but have better corrosion resistance of the plated surface than Zn-based plated steel sheets. Therefore, they are suitable for use in areas where high corrosion resistance is required and where Zn-based plating is difficult to apply, such as areas near the coast where there is a large amount of airborne salt. As a plated steel sheet that combines the properties of both Zn-based plated steel sheets and Al-based plated steel sheets, Patent Document 1 discloses a multi-layer plated steel sheet having a first plated layer (lower layer) consisting of Si: 0-12%, Zn: 0-1%, and the balance Al, and a second plated layer (upper layer) consisting of Al: 3-22%, Mg: 0.5-8%, and the balance Zn, on top of the lower layer.

特開2010-144193号公報Japanese Patent Application Publication No. 2010-144193

特許文献1に開示された複層めっき鋼板は、上記の構成を有することにより、従来のZn系めっき鋼板およびAl系めっき鋼板と比較して優れた耐食性を有する。しかしながら、特許文献1に開示された複層めっき鋼板は、海しぶきが直接めっき鋼板に飛散するような沿岸部や、雨樋など流水経路となる箇所などの環境のより厳しい条件下使用した場合、腐食が進行し、赤錆が発生してしまうことがある。そのためより耐食性の高い複層めっき鋼板が求められている。 The multilayer plated steel sheet disclosed in Patent Document 1 has the above-mentioned structure, and thus has excellent corrosion resistance compared to conventional Zn-based plated steel sheets and Al-based plated steel sheets. However, when the multilayer plated steel sheet disclosed in Patent Document 1 is used under harsher environmental conditions, such as in coastal areas where sea spray is directly splashed onto the plated steel sheet, or in places where water flows, such as rain gutters, Corrosion may progress and red rust may occur. Therefore, multilayer plated steel sheets with higher corrosion resistance are required.

本発明の一態様は、耐食性の高い複層めっき鋼板を実現することを目的とする。 One aspect of the present invention aims to realize a multi-layer plated steel sheet with high corrosion resistance.

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る複層めっき鋼板は、基材鋼板と、前記基材鋼板の表面に施された溶融Al系めっき層と、前記溶融Al系めっき層の上に施された、溶融Zn系めっき層と、を有し、前記溶融Zn系めっき層は、前記溶融Al系めっき層よりも80℃以上低い融点を有し、前記溶融Zn系めっき層は、前記溶融Al系めっき層との界面が他の領域よりも前記基材鋼板側に位置している侵入部を有しており、前記侵入部は、Zn-Al化合物を主に含む、質量%でAlの濃度が30%以上となる第1領域を前記界面に有しており、前記第1領域と前記溶融Al系めっき層との間に、前記溶融Al系めっき層から前記第1領域に向かうにつれて、Alの濃度が小さくなる第2領域が形成されており、前記複層めっき鋼板の厚さ方向における前記侵入部の平均厚みは、1μm以上であり、前記第2領域におけるAlの濃度は、50%以上である。 In order to solve the above problems, a multi-layer plated steel sheet according to one embodiment of the present invention has a base steel sheet, a hot-dip Al-based plating layer applied to the surface of the base steel sheet, and a hot-dip Zn-based plating layer applied on the hot-dip Al-based plating layer, the hot-dip Zn-based plating layer has a melting point that is 80°C or more lower than that of the hot-dip Al-based plating layer, the hot-dip Zn-based plating layer has a penetration part whose interface with the hot-dip Al-based plating layer is located closer to the base steel sheet than other regions, the penetration part has a first region at the interface that mainly contains Zn-Al compounds and has an Al concentration of 30% or more by mass, a second region is formed between the first region and the hot-dip Al-based plating layer in which the Al concentration decreases from the hot-dip Al-based plating layer toward the first region, the average thickness of the penetration part in the thickness direction of the multi-layer plated steel sheet is 1 μm or more, and the Al concentration in the second region is 50% or more.

本発明の一態様によれば、耐食性の高い複層めっき鋼板を実現することができる。 According to one aspect of the present invention, a multilayer plated steel sheet with high corrosion resistance can be realized.

本発明の一実施形態における複層めっき鋼板のめっき層の断面の一例を示す電子顕微鏡写真である。It is an electron micrograph which shows an example of the cross section of the plating layer of the multilayer plating steel plate in one embodiment of this invention. 図1に示す複層めっき鋼板を概略化した図である。FIG. 2 is a schematic diagram of the multi-layer plated steel sheet shown in FIG. 1 . 図2に示す侵入部付近の領域を拡大した図である。FIG. 3 is an enlarged view of a region near an intrusion portion shown in FIG. 2 . 図1に示した複層めっき鋼板に対して腐食実験を行った後の複層めっき鋼板層の断面の一例を示すものであり、下層と上層との界面付近の電子顕微鏡写真である。This figure shows an example of a cross section of a multilayer plated steel plate layer after a corrosion experiment was conducted on the multilayer plated steel plate shown in FIG. 1, and is an electron micrograph of the vicinity of the interface between the lower layer and the upper layer.

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の記載は発明の趣旨をよりよく理解させるためのものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものでは無い。また、本出願において、「A~B」とは、A以上B以下であることを示している。また、本明細書中では、特に言及がない限り、成分の濃度は、質量%濃度で表す。 One embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. Note that the following description is provided to facilitate a better understanding of the gist of the invention, and does not limit the present invention unless otherwise specified. In this application, "A-B" indicates A or more and B or less. In this specification, the concentration of a component is expressed in mass % unless otherwise specified.

〔用語の定義〕
以下の説明において、基材鋼板を溶融Al系めっき浴に浸漬して、基材鋼板の表面に溶融Al系めっき層(下層)を形成することを第1の溶融めっき処理と称することがある。そして、上記第1の溶融めっき後の鋼板を溶融Zn系めっき浴に浸漬して、表面に溶融Zn系めっき層(上層)を形成することを第2の溶融めっき処理と称することがある。
〔Definition of terms〕
In the following description, immersing a base steel sheet in a hot-dip Al-based coating bath to form a hot-dip Al-based coating layer (lower layer) on the surface of the base steel sheet may be referred to as a first hot-dip coating treatment, and immersing the steel sheet after the first hot-dip coating in a hot-dip Zn-based coating bath to form a hot-dip Zn-based coating layer (upper layer) on the surface may be referred to as a second hot-dip coating treatment.

なお、上記第2の溶融めっき後の複層めっき鋼板は、基材鋼板と、該基材鋼板の表面に施された下層である溶融Al系めっき層と、該溶融Al系めっき層の上に施された上層である溶融Zn系めっき層とを有する。下層および上層をまとめて複層めっき層と称することがある。 The multi-layer plated steel sheet after the second hot-dip plating has a base steel sheet, a hot-dip Al-based plating layer as a lower layer applied to the surface of the base steel sheet, and a hot-dip Zn-based plating layer as an upper layer applied on the hot-dip Al-based plating layer. The lower layer and upper layer are sometimes collectively referred to as the multi-layer plating layer.

<複層めっき鋼板>
図1は、本発明の一実施形態における複層めっき鋼板10のめっき層の断面の一例を示す電子顕微鏡写真である。なお、図1に示す電子顕微鏡写真は、後述する下層の組成がAl-9%Siであり、上層の組成がZn-6%Al-3%Mgである複層めっき鋼板の電子顕微鏡写真である。図2は、図1に示す複層めっき鋼板10を概略化した図である。図3は、図2に示す侵入部20付近の領域を拡大した図である。
<Multi-layer plated steel sheet>
Fig. 1 is an electron microscope photograph showing an example of a cross section of a plating layer of a multi-layer plated steel sheet 10 according to one embodiment of the present invention. The electron microscope photograph shown in Fig. 1 is an electron microscope photograph of a multi-layer plated steel sheet in which the composition of the lower layer, which will be described later, is Al-9%Si and the composition of the upper layer is Zn-6%Al-3%Mg. Fig. 2 is a schematic diagram of the multi-layer plated steel sheet 10 shown in Fig. 1. Fig. 3 is an enlarged view of a region near an intrusion portion 20 shown in Fig. 2.

図1~図3に示すように、本実施形態における複層めっき鋼板10は、基材鋼板1と、基材鋼板1の表面に形成された下層2と、下層2の表面に形成された上層3と、拡散層30(第2領域)とを有している。以下に、基材鋼板1、下層2、上層3および拡散層30について詳細に説明する。 As shown in Figures 1 to 3, the multi-layer plated steel sheet 10 in this embodiment has a base steel sheet 1, a lower layer 2 formed on the surface of the base steel sheet 1, an upper layer 3 formed on the surface of the lower layer 2, and a diffusion layer 30 (second region). The base steel sheet 1, the lower layer 2, the upper layer 3, and the diffusion layer 30 are described in detail below.

〔基材鋼板〕
めっき原板となる基材鋼板1としては、一般に、Zn系めっき鋼板やAl系めっき鋼板の基材として使用されている各種鋼板が適用可能である。
[Base material steel plate]
As the base steel plate 1 serving as a plating original plate, various steel plates that are generally used as base materials for Zn-based plated steel sheets and Al-based plated steel plates can be used.

〔下層〕
本明細書において「下層」とは、第1の溶融めっき処理(溶融Al系めっき処理)および第2の溶融めっき処理(溶融Zn系めっき処理)を施した後の複層めっき層中に存在する、第1の溶融めっき処理により形成された溶融Al系めっき層に由来する層を意味する。
〔Underlayer〕
In this specification, the term "underlayer" refers to a layer that is present in the multi-layer plating layer after the first hot-dip plating treatment (hot-dip Al-based plating treatment) and the second hot-dip plating treatment (hot-dip Zn-based plating treatment) are performed, and that originates from the hot-dip Al-based plating layer formed by the first hot-dip plating treatment.

下層2は、溶融Al系めっき層に特有の優れた耐食性を発揮して鋼板表面の長期耐食性の役割を担う。下層2の成分組成(上記第1の溶融めっき処理の際の溶融Al系めっき浴組成)は、質量%でSi:0~20%およびZn:0~1%を含む。残部はAlであってよい。また、残部は各種の添加元素(例えば、Zn、Mg、Ti、B、Fe、Cr、Sr、アルカリ土類元素、Sc、Y、およびランタノイド元素から選択される元素)を含んでいてもよい。残部は不可避的不純物を含んでいてもよい。 The lower layer 2 exhibits the excellent corrosion resistance characteristic of a hot-dip Al-based plating layer and plays the role of long-term corrosion resistance of the steel sheet surface. The component composition of the lower layer 2 (molten Al-based plating bath composition during the first hot-dip plating process) includes Si: 0 to 20% and Zn: 0 to 1% in mass %. The remainder may be Al. Further, the remainder may include various additive elements (for example, elements selected from Zn, Mg, Ti, B, Fe, Cr, Sr, alkaline earth elements, Sc, Y, and lanthanide elements). The remainder may contain unavoidable impurities.

下層2におけるSiは、Al系めっき浴の液相線温度を低減する作用を有する。ただし、めっき浴のSi含有量が20質量%を超えると共晶組成を過ぎて逆に液相線温度が上昇する領域に入りやすい。また、そのように多量のSiを含有すると下層2と後述の上層3との界面に多量のSi晶出相が形成して、下層2と上層3の密着性が低下しやすくなる。この場合、曲げ加工によって下層2と上層3の間に亀裂が生じることがあり、上層3のZnによる犠牲防食作用が十分に発揮されない原因となる。したがってSiは無添加(0%)とするか、20質量%以下の範囲で含有させる。 Si in the lower layer 2 has the effect of lowering the liquidus temperature of the Al-based plating bath. However, if the Si content of the plating bath exceeds 20% by mass, it tends to exceed the eutectic composition and enter a region where the liquidus temperature increases. Furthermore, when such a large amount of Si is contained, a large amount of Si crystallized phase is formed at the interface between the lower layer 2 and the upper layer 3 described below, and the adhesion between the lower layer 2 and the upper layer 3 tends to deteriorate. In this case, cracks may occur between the lower layer 2 and the upper layer 3 due to the bending process, which causes the sacrificial anticorrosion effect of the Zn in the upper layer 3 to not be sufficiently exerted. Therefore, Si is either not added (0%) or is contained within a range of 20% by mass or less.

下層2におけるZnの含有量が1質量%を超えると、溶融Al系めっき層に特有の優れた耐食性を示さなくなり、下層2の耐食性低下の原因となる。また、Znの含有量が1質量%を超えると、第2の溶融めっき処理を施した際に第1の溶融めっき処理で形成しためっき層と第2の溶融めっき浴に含まれるめっき金属との反応が促進され、その結果、めっき層全体にわたって明瞭な下層2および上層3が形成されず、単層のめっき層となる部分が形成されやすくなる。このような単層部分は、溶融Al系めっき層に特有の優れた耐食性が失われ得る。 If the content of Zn in the lower layer 2 exceeds 1% by mass, the excellent corrosion resistance characteristic of a hot-dip Al-based plating layer will not be exhibited, and this will cause a decrease in the corrosion resistance of the lower layer 2. Furthermore, if the Zn content exceeds 1% by mass, when the second hot-dip plating process is performed, the plating layer formed in the first hot-dip plating process and the plating metal contained in the second hot-dip plating bath may The reaction is promoted, and as a result, distinct lower layer 2 and upper layer 3 are not formed over the entire plating layer, and portions that become a single layer plating layer are likely to be formed. Such a single layer portion may lose the excellent corrosion resistance characteristic of the hot-dip Al-based plating layer.

〔上層〕
本明細書において「上層」とは、第1の溶融めっき処理および第2の溶融めっき処理を施した後の複層めっき層中に存在する、第2の溶融めっき処理により形成されたZn系めっき層に由来する層を意味する。上層3は、Alを随意的に含有するZn系めっき層であり、主として基材鋼板(鋼素地)に対する犠牲防食作用の役割を担う。また、上層3は、Mgを含有することが好ましい。上層3は、AlまたはMgを含有したZn系腐食生成物の形成によるめっき面の保護作用およびMgを含有したZn系腐食生成物による鋼素地露出部の保護作用の役割を担う。
[Upper layer]
In this specification, the "upper layer" refers to the Zn-based plating formed by the second hot-dip plating process, which is present in the multilayer plating layer after the first hot-dip plating process and the second hot-dip plating process. It means a layer derived from a layer. The upper layer 3 is a Zn-based plating layer that optionally contains Al, and mainly plays the role of sacrificial corrosion protection for the base steel plate (steel base). Moreover, it is preferable that the upper layer 3 contains Mg. The upper layer 3 plays the role of protecting the plated surface by forming a Zn-based corrosion product containing Al or Mg, and protecting the exposed portion of the steel substrate by the Zn-based corrosion product containing Mg.

上層3の成分組成(上記第2の溶融めっき処理の際の溶融Zn系めっき浴組成)は、Al濃度が22質量%より小さい。残部はZnであってよい。また、残部は各種の添加元素(例えば、Al、Si、Mg、Ti、B、Fe、Cr、Sr、アルカリ土類元素、Sc、Y、およびランタノイド元素から選択される元素)を含んでいてもよい。残部は不可避的不純物を含んでいてもよい。 In the component composition of the upper layer 3 (the composition of the hot-dip Zn-based plating bath used in the second hot-dip plating process), the Al concentration is less than 22% by mass. The remainder may be Zn. In addition, the remainder may contain various additive elements (for example, elements selected from Al, Si, Mg, Ti, B, Fe, Cr, Sr, alkaline earth elements, Sc, Y, and lanthanide elements). good. The remainder may contain unavoidable impurities.

ここで、下層2のめっき層成分に相当するAl-Si系の状態図から示されるように、下層2における最も融点が低くなる(すなわち、上層との融点の差が最も小さくなる)のは、Si:12.1%のときであり、その融点は577℃である。後述するように、上層3に含まれるAlの濃度が22%を超えるとめっき層が単層となり、このときの融点は、約495℃である。そのため、本実施形態における複層めっき鋼板10では、上層3が下層2よりも80℃以上低い融点を有する構成とすることにより、第2の溶融めっき処理を行う際に、下層2が多量に溶融することを防止することができる。 Here, as shown from the phase diagram of the Al-Si system corresponding to the plating layer components of the lower layer 2, the lowest melting point in the lower layer 2 (that is, the smallest difference in melting point with the upper layer) is Si: 12.1%, and its melting point is 577°C. As will be described later, when the concentration of Al contained in the upper layer 3 exceeds 22%, the plating layer becomes a single layer, and the melting point at this time is about 495°C. Therefore, in the multilayer plated steel sheet 10 according to the present embodiment, the upper layer 3 has a melting point lower than that of the lower layer 2 by 80°C or more, so that the lower layer 2 is melted in a large amount when performing the second hot-dip plating treatment. This can be prevented.

上層3は、Mg:0~8%を含むことが好ましい。上層3は、必要に応じてさらに、Ti:0.1%以下、B:0.05%以下、Si:2%以下の1種以上を含有してもよい。 The upper layer 3 preferably contains 0-8% Mg. If necessary, the upper layer 3 may further contain one or more of Ti: 0.1% or less, B: 0.05% or less, and Si: 2% or less.

上層3におけるAlは、めっき層の耐食性を向上させる作用を有する。また、めっき浴中にAlを含有させることでMg酸化物系ドロスの発生を抑制する作用もある。Al含有量が22%を超えるとめっき浴の融点が高くなり、第2の溶融めっき処理を施したときに第1 の溶融めっき処理で形成された下地のめっき層との反応が過度に進行して局部的に単層のめっき層となる部分が生じやすい。また、基材鋼板1および下層2に対する犠牲防食作用が低下する。Al含有量は15%以下とすることがより好ましい。 The Al in the upper layer 3 has the effect of improving the corrosion resistance of the coating layer. In addition, the inclusion of Al in the coating bath also has the effect of suppressing the generation of Mg oxide-based dross. If the Al content exceeds 22%, the melting point of the coating bath becomes high, and when the second hot-dip coating process is performed, the reaction with the underlying coating layer formed in the first hot-dip coating process proceeds excessively, making it easy for parts to become a single-layer coating layer locally. In addition, the sacrificial corrosion protection effect on the base steel sheet 1 and the lower layer 2 decreases. It is more preferable that the Al content be 15% or less.

上層3におけるMgは、めっき層表面に生成する腐食生成物を保護性腐食生成物として安定に維持し、めっき層の耐食性を著しく高める作用を有する。また、切断端面等の鋼素地露出部には、犠牲防食作用により生成したMg含有Zn系腐食生成物が堆積して保護皮膜を形成し、鋼素地露出部を保護する作用を発揮する。 The Mg in the upper layer 3 stably maintains the corrosion products that form on the surface of the plating layer as protective corrosion products, significantly enhancing the corrosion resistance of the plating layer. In addition, on exposed areas of the steel base, such as cut ends, Mg-containing Zn-based corrosion products formed by sacrificial corrosion protection accumulate to form a protective film, which acts to protect the exposed areas of the steel base.

また、めっき浴中に存在するMgは、第1の溶融めっき処理により形成されたAl系めっき層の表面を活性化する作用を有するので、第2の溶融めっき浴との濡れ性を向上させて、上層3における点状めっき欠陥の発生防止、および下層2との密着性向上に寄与する。上記の活性化作用は、下地であるAl系めっき層の表面酸化皮膜を第2の溶融めっき浴中のMgが還元することにより発現するものと考えられる。Mgが8%を超えると、めっき浴中にMg系酸化物ドロスが発生し易くなる。 In addition, Mg present in the plating bath has the effect of activating the surface of the Al-based plating layer formed by the first hot-dip plating process, improving wettability with the second hot-dip plating bath, preventing the occurrence of spot-like plating defects in the upper layer 3, and contributing to improving adhesion with the lower layer 2. The above activation effect is thought to be manifested by the Mg in the second hot-dip plating bath reducing the surface oxide film of the underlying Al-based plating layer. If Mg exceeds 8%, Mg-based oxide dross is more likely to occur in the plating bath.

上層3におけるめっき金属成分として、さらにTi、B、Siの1種以上を含有させることができる。めっき浴中にTi、Bの1種または2種を含有させると、斑点状の外観不良の要因となるZn11Mg相の生成・成長が抑制される。Siを含有させると、めっき層の黒色化が防止され、表面の光沢性が維持される。これらの成分の1種以上を含有させる場合は、Ti:0.1%以下、B:0.05%以下、Si:2%以下の範囲とする。 The upper layer 3 may further contain one or more of Ti, B, and Si as plating metal components. When one or both of Ti and B are contained in the plating bath, the formation and growth of the Zn11Mg2 phase, which causes spotted appearance defects, is suppressed. When Si is contained, blackening of the plating layer is prevented and the surface gloss is maintained. When one or more of these components are contained, the ranges are Ti: 0.1 % or less, B: 0.05% or less, and Si: 2% or less.

上層3における不可避的不純物として2%以下の範囲でFeの混入が許容され、他の不純物元素は合計1%以下の範囲とすることが好ましい。 Fe is permitted as an unavoidable impurity in the upper layer 3 at a concentration of 2% or less, and other impurity elements are preferably contained at a total concentration of 1% or less.

上層3には種々の晶出相が観察されるが、上層3を構成する元素の成分組成はほぼ第2の溶融めっき処理におけるめっき浴組成を反映したものとなる。このような上層めっき組成とすることにより、下層2および下地鋼板に対して上層3の犠牲防食作用が有効に働き、切断端面などの鋼素地露出部はZn、Mgを含有する安定な腐食生成物皮膜に覆われる。この皮膜が鋼素地表面での酸素還元反応を抑制することで、鋼素地露出部は長期にわたって保護される。上層3の腐食(溶解)が進行して下層2が露出し、犠牲防食作用が低下した場合であっても、Zn、Mgを含有する腐食生成物により鋼素地露出部の保護性は維持される。 Although various crystallized phases are observed in the upper layer 3, the composition of elements constituting the upper layer 3 approximately reflects the plating bath composition in the second hot-dip plating process. By having such an upper layer plating composition, the sacrificial corrosion protection effect of the upper layer 3 effectively acts on the lower layer 2 and the base steel plate, and the exposed parts of the steel substrate such as cut edges are exposed to stable corrosion products containing Zn and Mg. covered with a film. This film suppresses oxygen reduction reactions on the surface of the steel base, thereby protecting the exposed steel base over a long period of time. Even if the corrosion (dissolution) of the upper layer 3 progresses and the lower layer 2 is exposed, and the sacrificial anticorrosion effect decreases, the protection of the exposed steel substrate is maintained by the corrosion products containing Zn and Mg. .

また、上層3においては、Zn系めっきの付着量を10g/m以上とすることが望ましい。上層3が薄すぎると上層3のめっき欠陥が多くなる。また、上層3による犠牲防食作用や腐食生成物による保護作用が十分に発揮されないこともある。ただし、過剰に厚いと不経済となるので、例えば300g/m以下の範囲とすることが好ましい。 In addition, in the upper layer 3, it is preferable that the amount of Zn-based plating is 10 g/ m2 or more. If the upper layer 3 is too thin, plating defects in the upper layer 3 increase. Also, the sacrificial anticorrosion effect of the upper layer 3 and the protective effect of the corrosion products may not be fully exhibited. However, since an excessively thick layer is uneconomical, it is preferable that the amount of the Zn-based plating is, for example, 300 g/ m2 or less.

上層3は、図3に示すように、下層2との界面の位置が他の領域と比べて下層2の内部に侵入している侵入部20を有している。換言すれば、上層3は、下層2との界面が他の領域よりも基材鋼板1側に位置している侵入部20を有している。侵入部20は、Zn-Al化合物を主に含む、質量%でAlの濃度が30%以上となる第1領域21を、下層2との界面に有している。すなわち、第1領域21は、侵入部20と下層2との界面に形成され、Zn-Al化合物を主に含む、質量%でAlの濃度が30%以上となる領域である。 As shown in FIG. 3, the upper layer 3 has an intrusion portion 20 whose interface with the lower layer 2 is located deeper into the lower layer 2 than in other regions. In other words, the upper layer 3 has the intrusion portion 20 whose interface with the lower layer 2 is located closer to the base steel plate 1 than other regions. The intrusion part 20 has a first region 21 at the interface with the lower layer 2, which mainly contains a Zn--Al compound and has an Al concentration of 30% or more by mass. That is, the first region 21 is formed at the interface between the intrusion portion 20 and the lower layer 2, and is a region that mainly contains a Zn--Al compound and has an Al concentration of 30% or more by mass.

侵入部20の平均厚みは、1μm以上である。本明細書において、「侵入部の平均厚み」は、複層めっき鋼板10を厚み方向に平行な平面で切断した断面写真を用いて、幅1000μmにわたる侵入部20の面積を測定し、当該面積を1000μmで除することにより算出した値を意味する。侵入部20の平均厚みが1μm以上であることにより、第2の溶融めっき処理を施す際に、第1領域21が形成されやすくすることができる。また、侵入部20が基材鋼板1に到達すると耐食性低下の原因となることから、侵入部20の平均厚みは、(下層2の厚み)-(侵入部20の厚み)≧5μmとなる厚みであることが好ましい。これにより、腐食環境の厳しい用途においても高い耐食性を発揮できる複層めっき鋼板10とすることができる。 The average thickness of the intrusion portion 20 is 1 μm or more. In this specification, the "average thickness of the intrusion part" refers to the area of the intrusion part 20 over a width of 1000 μm measured by using a cross-sectional photograph of the multilayer plated steel plate 10 cut along a plane parallel to the thickness direction. It means the value calculated by dividing by 1000 μm. When the average thickness of the intrusion portion 20 is 1 μm or more, the first region 21 can be easily formed when performing the second hot-dip plating treatment. In addition, if the intrusion part 20 reaches the base steel plate 1, it will cause a decrease in corrosion resistance, so the average thickness of the intrusion part 20 should be (thickness of the lower layer 2) - (thickness of the intrusion part 20) ≧5 μm. It is preferable that there be. As a result, the multilayer plated steel sheet 10 can exhibit high corrosion resistance even in applications with severe corrosive environments.

〔拡散層〕
拡散層30は、侵入部20(より詳細には、侵入部20の第1領域21)と下層2との間に形成される領域(層)である。ここで、複層めっき鋼板10の厚さ方向と平行な平面で複層めっき鋼板10を切断したときの断面に表れた侵入部20の外縁の形状から導き出される曲線に対して引いた接線に垂直な方向を基準方向とする。拡散層30は、当該基準方向に沿って下層2から第1領域21に向かうにつれて、Alの濃度が小さくなっている。拡散層30におけるAl濃度は、質量%で50%以上となっている。
[Diffusion layer]
The diffusion layer 30 is a region (layer) formed between the penetration portion 20 (more specifically, the first region 21 of the penetration portion 20) and the lower layer 2. Here, the reference direction is a direction perpendicular to a tangent drawn to a curve derived from the shape of the outer edge of the penetration portion 20 appearing in a cross section when the multi-layer plated steel sheet 10 is cut along a plane parallel to the thickness direction of the multi-layer plated steel sheet 10. The Al concentration of the diffusion layer 30 decreases from the lower layer 2 toward the first region 21 along the reference direction. The Al concentration in the diffusion layer 30 is 50% or more by mass%.

表1は、図1に示す点A~点Gの成分組成を示す表である。なお、各濃度は、質量%で示している。 Table 1 shows the composition of the components at points A to G shown in Figure 1. Each concentration is shown in mass %.

Figure 0007460887000001
Figure 0007460887000001

表1に示すように、図1に示す複層めっき鋼板は、(1)点Cおよび点Dを含む領域であり、Alの濃度が30%以上である第1領域21と、(2)点E~点Gを含む領域であり、Alの濃度が50%以上であり、下層2から第1領域21に向かうにつれて、Alの濃度が小さくなっている拡散層30を備えている。 As shown in Table 1, the multilayer plated steel sheet shown in FIG. This region includes points E to G, and includes a diffusion layer 30 in which the concentration of Al is 50% or more, and the concentration of Al decreases from the lower layer 2 toward the first region 21.

以上のように、本実施形態における複層めっき鋼板10は、第1領域21と、拡散層30とを備えている。ここで、Al濃度が約20%以上の場合、Al濃度が増加するにしたがって耐食性が向上する傾向があることが知られている。上述のように、第1領域21および拡散層30は、Al濃度が30%以上であるため、耐食性を向上させることができる。 As described above, the multi-layer plated steel sheet 10 in this embodiment includes the first region 21 and the diffusion layer 30. Here, it is known that when the Al concentration is about 20% or more, the corrosion resistance tends to improve as the Al concentration increases. As described above, the first region 21 and the diffusion layer 30 have an Al concentration of 30% or more, and therefore the corrosion resistance can be improved.

また、本発明者らは、Al濃度が50%以上である拡散層30を有することにより、腐食抑制効果がとりわけ高くなり、その結果、下層2側への腐食の到達を抑制することができることを見出した。 The inventors also discovered that by having a diffusion layer 30 with an Al concentration of 50% or more, the corrosion inhibition effect is particularly enhanced, and as a result, it is possible to inhibit corrosion from reaching the lower layer 2.

また、Alめっきは、Znめっきと比べて、局部的な腐食が生じやすく、基材鋼板1まで腐食が到達すると、FeとAlとのガルバニック腐食となり、腐食が促進されることが知られている。これに対して、本実施形態に複層めっき鋼板10は、拡散層30を備えている。換言すれば、下層2側にZnが拡散し侵入している。これにより、均一に腐食していくため、腐食が基材鋼板1に到達することを抑制することができるので、耐食性をさらに向上させることができるようになっている。 Furthermore, it is known that Al plating is more prone to localized corrosion than Zn plating, and when corrosion reaches the base steel plate 1, galvanic corrosion occurs between Fe and Al, which accelerates corrosion. . In contrast, the multilayer plated steel sheet 10 of this embodiment includes a diffusion layer 30. In other words, Zn diffuses and invades the lower layer 2 side. As a result, corrosion occurs uniformly, and corrosion can be prevented from reaching the base steel plate 1, so that corrosion resistance can be further improved.

また、拡散層30では、ZnおよびAlの濃度がなだらかに変化しているため、ZnよびAlによる局部電池が形成されにくくなっている。 In addition, in the diffusion layer 30, the concentrations of Zn and Al change gradually, making it difficult for local batteries of Zn and Al to form.

また、下層2の厚みを5μm以上とすることが好ましい。これにより、侵入部20が基材鋼板1に達することなく、かつ腐食環境の厳しい用途においても高い耐食性を発揮できる複層めっき鋼板10とすることができる。 It is also preferable that the thickness of the lower layer 2 is 5 μm or more. This prevents the penetration portion 20 from reaching the base steel sheet 1, and allows the multi-layer plated steel sheet 10 to exhibit high corrosion resistance even in applications with severe corrosive environments.

また、上層3の厚みを薄くしすぎると、不めっきが発生しやすくなる。不めっきが発生した領域には拡散層30が形成されないことから、十分な耐食性向上効果が得られない。このため、上層3の厚みは3μm以上であることが好ましい。 Furthermore, if the thickness of the upper layer 3 is made too thin, unplated surfaces are likely to occur. Since the diffusion layer 30 is not formed in the region where unplating occurs, a sufficient effect of improving corrosion resistance cannot be obtained. Therefore, the thickness of the upper layer 3 is preferably 3 μm or more.

また、本実施形態における複層めっき鋼板10では、上層3が下層2よりも80℃以上低い融点を有している。これにより、第2の溶融めっき処理を施す際に、Alが溶け出すことにより、侵入部20を形成することができる。 In addition, in the multi-layer plated steel sheet 10 of this embodiment, the upper layer 3 has a melting point that is 80°C or more lower than that of the lower layer 2. As a result, when the second hot-dip plating process is performed, Al dissolves and the penetration portion 20 can be formed.

なお、拡散層30は、上記基準方向に沿った方向における平均厚みが0.1μm以上であることが好ましい。これにより、腐食の進行をさらに抑制することができる。 Note that the average thickness of the diffusion layer 30 in the direction along the reference direction is preferably 0.1 μm or more. Thereby, the progress of corrosion can be further suppressed.

図4は、図1に示した複層めっき鋼板に対して腐食実験を行った後の複層めっき鋼板層の断面の一例を示すものであり、下層2と上層3との界面付近の電子顕微鏡写真である。図4に示すように、本実施形態の複層めっき鋼板10を腐食させた場合、腐食領域40は、拡散層30よりも上層3側に形成されていることがわかる。すなわち、腐食の進行が拡散層30によって抑制されていることがわかる。 Figure 4 shows an example of a cross-section of the multi-layer plated steel sheet layer after a corrosion experiment was conducted on the multi-layer plated steel sheet shown in Figure 1, and is an electron microscope photograph of the vicinity of the interface between the lower layer 2 and the upper layer 3. As shown in Figure 4, when the multi-layer plated steel sheet 10 of this embodiment is corroded, it can be seen that the corroded area 40 is formed on the upper layer 3 side relative to the diffusion layer 30. In other words, it can be seen that the progress of corrosion is suppressed by the diffusion layer 30.

(製造方法)
本発明の一態様における複層めっき鋼板は、第1めっき工程、クラック形成工程、および第2めっき工程を含む。
(Production method)
The multi-layer plated steel sheet in one embodiment of the present invention includes a first plating step, a crack forming step, and a second plating step.

第1めっき工程は、質量%でSi:0~20%およびZn:0~1%を含む溶融Al系めっき浴に基材鋼板を浸漬して、該基材鋼板の表面に下層2(溶融Al系めっき層)を形成する工程である。 In the first plating step, the base steel plate is immersed in a hot-dip Al plating bath containing Si: 0-20% and Zn: 0-1% in mass%, and a lower layer 2 (molten Al This is the process of forming a plating layer).

クラック形成工程は、第1めっき工程により形成された下層2の表面にクラックを形成する工程である。
クラックを形成する方法は、特に限定されるものではないが、例えば、第1めっき工程により形成された下層2の表面(より詳細には、下層2の表面に形成される酸化被膜)に対してスキンパスを施すことによって形成することができる。具体的には、圧下率0.4%の条件でスキンパスを施すことによってクラックを形成することができる。
The crack forming step is a step of forming cracks on the surface of the lower layer 2 formed in the first plating step.
The method for forming the cracks is not particularly limited, but for example, the cracks can be formed by performing a skin pass on the surface of the lower layer 2 formed in the first plating step (more specifically, the oxide film formed on the surface of the lower layer 2). Specifically, the cracks can be formed by performing a skin pass under the condition of a rolling reduction of 0.4%.

また、第1めっき工程により形成された下層2に対して、加熱および冷却を行うことにより、酸化被膜と母材との熱膨張の差を利用してクラックを形成してもよい。 Furthermore, by heating and cooling the lower layer 2 formed in the first plating step, cracks may be formed using the difference in thermal expansion between the oxide film and the base material.

第2めっき工程は、クラック形成工程においてクラックが形成された下層2を、質量%でAl:22%を含む溶融Zn系めっき浴に浸漬して、下層2の表面に上層3(溶融Zn系めっき層)を形成する工程である。 In the second plating step, the lower layer 2 in which cracks were formed in the crack forming step is immersed in a molten Zn-based plating bath containing 22% Al by mass %, and an upper layer 3 (molten Zn-based plating) is applied to the surface of the lower layer 2. This is the process of forming a layer).

第2めっき工程では、クラック形成工程において下層2の表面にクラックが形成されているため、クラックを起点として侵入部20が形成することができる。また、クラックが形成されていることにより、クラックが形成されていない場合に比べて、侵入部20の形成領域を大きくすることができるので、下層2と溶融Zn系めっき浴との接触面積が多くすることができる。その結果、下層2に存在しているAlが溶融Zn系めっき浴に溶け出しやすくなり、拡散層30を形成することができる。 In the second plating step, since a crack is formed on the surface of the lower layer 2 in the crack forming step, the intrusion portion 20 can be formed using the crack as a starting point. Furthermore, by forming a crack, the formation area of the intrusion portion 20 can be made larger than in the case where no crack is formed, so the contact area between the lower layer 2 and the molten Zn-based plating bath is increased. can do. As a result, Al existing in the lower layer 2 is easily dissolved into the molten Zn-based plating bath, and the diffusion layer 30 can be formed.

なお、下層2と上層3との密着性に優れる複層めっき層を形成するためには、第1の溶融めっき処理および第2の溶融めっき処理におけるめっき浴組成が重要である。また、第1の溶融めっき処理を終えた中間製品を第2の溶融めっき処理に供する際の、中間製品の鋼板温度が重要となる。中間製品のめっき鋼板を、インレット温度を360℃以上に調整された状態で第2の溶融めっき浴に浸漬することが効果的である。鋼板温度が低すぎると下層2と上層3との界面に隙間(空孔)が生じやすくなる。また、鋼板温度が高すぎると下層2と上層3との界面における拡散が進行し、単層のめっき層となる部分が形成されやすい。場合によっては下地である溶融Al系めっき層が再溶融してめっき層全体が単層のめっき層となることもある。 In addition, in order to form a multilayer plating layer with excellent adhesion between the lower layer 2 and the upper layer 3, the plating bath composition in the first hot-dip plating process and the second hot-dip plating process is important. Furthermore, the temperature of the steel plate of the intermediate product is important when the intermediate product that has been subjected to the first hot-dip plating process is subjected to the second hot-dip plating process. It is effective to immerse the intermediate plated steel plate in the second hot-dip plating bath with the inlet temperature adjusted to 360° C. or higher. If the steel plate temperature is too low, gaps (pores) are likely to occur at the interface between the lower layer 2 and the upper layer 3. Furthermore, if the steel sheet temperature is too high, diffusion at the interface between the lower layer 2 and the upper layer 3 will proceed, and a portion that will become a single plating layer will be likely to be formed. In some cases, the underlying molten Al-based plating layer may be remelted and the entire plating layer may become a single layer plating layer.

第1の溶融めっき処理においては、Al系めっき付着量を10g/m以上とすることが望ましい。これより薄いと、第2の溶融めっき処理の条件をかなり厳密にコントロールしない限り、下層2の基材近傍まで第2の溶融めっき処理に由来するZnが拡散して耐食性の低下を招きやすい。また単層のめっき層となる領域が生じやすくなる。Al系めっき付着量の上限は特に規定されないが、例えば300g/m以下の範囲とすることができる。 In the first hot-dip galvanizing treatment, it is desirable to set the Al-based coating weight to 10 g/ m2 or more. If it is thinner than this, unless the conditions of the second hot-dip galvanizing treatment are controlled quite strictly, Zn derived from the second hot-dip galvanizing treatment will diffuse to the vicinity of the base material of the lower layer 2, which will tend to reduce corrosion resistance. In addition, a region that becomes a single-layer coating layer is likely to occur. The upper limit of the Al-based coating weight is not particularly specified, but it can be set to, for example, a range of 300 g/m2 or less .

また、第2の溶融めっき処理においては、Zn系めっき付着量を10g/m以上とすることが望ましい。薄すぎると上層3のめっき欠陥が多くなる。また犠牲防食作用や腐食生成物による保護作用が十分に発揮されないこともある。ただし、過剰に厚いと不経済となるので、例えば300g/m以下の範囲とすることが好ましい。 In the second hot-dip galvanizing treatment, the Zn-based coating weight is preferably 10 g/ m2 or more. If the coating is too thin, the coating defects in the upper layer 3 increase. Also, the sacrificial anticorrosion effect and the protective effect of the corrosion products may not be fully exerted. However, if the coating is too thick, it becomes uneconomical, so it is preferable to set the coating weight to, for example, 300 g/ m2 or less.

なお、第2めっき工程の後には必要に応じて化成処理等の表面処理を施すことができる。 After the second plating step, surface treatments such as chemical conversion treatments can be performed as necessary.

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope of the claims. The technical scope of the present invention also includes embodiments obtained by appropriately combining the technical means disclosed in different embodiments.

本発明の一実施例について以下に説明する。本実施例1では、発明例としてのNo.1~10、25、および26の複層めっき鋼板と、比較例としてNo.11~2023、および24の複層めっき鋼板を作製した。各複層めっき鋼板の製造条件を表2に示す。表2に示す「インレット温度」とは、第2めっき工程において、第2の溶融めっき浴に浸漬させる鋼板の温度である。また、表2に示す「SKP」とはスキンパスを意味している。なお、実施例および比較例の複層めっき鋼板は、上層3が下層2よりも80℃以上低い融点を有していた。 An embodiment of the present invention will be described below. In this embodiment 1, multi-layer plated steel sheets Nos. 1 to 10, 25, and 26 were prepared as inventive examples, and multi-layer plated steel sheets Nos. 11 to 20 , 23, and 24 were prepared as comparative examples. The manufacturing conditions of each multi-layer plated steel sheet are shown in Table 2. The "inlet temperature" shown in Table 2 is the temperature of the steel sheet immersed in the second hot-dip plating bath in the second plating step. Also, "SKP" shown in Table 2 means skin pass. In the multi-layer plated steel sheets of the embodiment and comparative example, the upper layer 3 had a melting point 80°C or more lower than the lower layer 2.

Figure 0007460887000002
Figure 0007460887000002

No.1~24の複層めっき鋼板について、圧下率0.4%の条件でスキンパスを行った。 For the multi-layer plated steel sheets Nos. 1 to 24 , skin pass was performed at a rolling reduction of 0.4%.

作製したNo.1~24の複層めっき鋼板に対して、耐食性試験を以下の方法で行った。(1)5%NaClを含む塩水の2時間噴霧、(2)60℃、30%RHの条件下での4時間の乾燥、および、(3)50℃、98%RHの条件下での22時間の保持、を1サイクルとし、赤錆が発生するまでの上記サイクル数を求めた。 The produced No. Corrosion resistance tests were conducted on the multilayer plated steel plates Nos. 1 to 24 using the following method. (1) Spraying with salt water containing 5% NaCl for 2 hours, (2) Drying for 4 hours under the conditions of 60°C and 30% RH, and (3) Drying for 2 hours under the conditions of 50°C and 98% RH. The holding time was defined as one cycle, and the number of cycles until red rust occurred was determined.

表2に示すように、No.1~3の複層めっき鋼板は、No.11~No.13の複層めっき鋼板と組成がそれぞれ同じである。また、No.4および5の複層めっき鋼板は、No.14の複層めっき鋼板と組成が同じである。また、No.6および7の複層めっき鋼板は、No.15の複層めっき鋼板と組成が同じである。また、No.8~10の複層めっき鋼板は、No.18~No.20の複層めっき鋼板と組成がそれぞれ同じである。また、No.21および22の複層めっき鋼板は、No.23および24の複層めっき鋼板と組成がそれぞれ同じである。 As shown in Table 2, the multi-layer plated steel sheets No. 1 to No. 3 have the same composition as the multi-layer plated steel sheets No. 11 to No. 13, respectively. The multi-layer plated steel sheets No. 4 and No. 5 have the same composition as the multi-layer plated steel sheet No. 14. The multi-layer plated steel sheets No. 6 and No. 7 have the same composition as the multi-layer plated steel sheet No. 15. The multi-layer plated steel sheets No. 8 to No. 10 have the same composition as the multi-layer plated steel sheets No. 18 to No. 20, respectively. The multi-layer plated steel sheets No. 21 and No. 22 have the same composition as the multi-layer plated steel sheets No. 23 and No. 24, respectively.

2に示すように、No.1~10、No.21およびNo.22の複層めっき鋼板は、それぞれ同じ組成を有するNo.11~15、18~20、23および24の複層めっき鋼板と比べて、赤錆が発生するまでのサイクル数が多かった。すなわち、本発明例の複層めっき鋼板は、比較例の複層めっき鋼板よりも耐食性が高かった。これは、No.1~10、No.21およびNo.22の複層めっき鋼板は、下層2にクラックを発生させるためにスキンパスを施されており、侵入部20の平均厚みが1μm以上であり、拡散層が形成されたためであると考えられる。 As shown in Table 2, No. 1 to 10, No. 21 and no. No. 22 multi-layer plated steel sheets each have the same composition. Compared to multi-layer plated steel sheets Nos. 11 to 15, 18 to 20, 23 and 24 , the number of cycles until red rust occurred was greater. That is, the multilayer plated steel sheet of the example of the present invention had higher corrosion resistance than the multilayer plated steel sheet of the comparative example. This is No. 1 to 10, No. 21 and no. This is thought to be because the multilayer plated steel sheet No. 22 was skin-passed to generate cracks in the lower layer 2, and the average thickness of the intrusion portion 20 was 1 μm or more, forming a diffusion layer.

No.11~16および18~20の複層めっき鋼板は、作製時にスキンパスを施さなかったため、下層2の酸化被膜に形成されるクラック間の間隔が大きくなりすぎてしまい。侵入部20が十分に形成されなかった。そのため、それぞれ同じ組成を有するNo.1~6および8~10の複層めっき鋼板よりも耐食性が劣っていた。 No. Since the multilayer plated steel plates Nos. 11 to 16 and 18 to 20 were not skin-passed during manufacture, the intervals between cracks formed in the oxide film of the lower layer 2 became too large. The intrusion portion 20 was not sufficiently formed. Therefore, No. 1 having the same composition. The corrosion resistance was inferior to the multilayer plated steel sheets Nos. 1 to 6 and 8 to 10.

No.17の複層めっき鋼板は、第2めっき工程においてインレット温度が300℃と低すぎたため、拡散層30が形成されなかった。そのため、同じ組成を有するNo.16の複層めっき鋼板よりも耐食性が劣っていた。 No. In No. 17 multilayer plated steel sheet, the inlet temperature was too low at 300° C. in the second plating step, so the diffusion layer 30 was not formed. Therefore, No. 1 with the same composition. The corrosion resistance was inferior to No. 16 multilayer plated steel sheet.

本発明の他の実施例について以下に説明する。本実施例2では、発明例としてのNo.25~28の複層めっき鋼板と、比較例としてNo.29および30の複層めっき鋼板を作製した。各複層めっき鋼板の製造条件を表2に示す。No.25~30の複層めっき鋼板の作製においては、すべて上記と同じ条件にてスキンパスを行った。 Another embodiment of the present invention will be described below. In this embodiment 2, multi-layer plated steel sheets No. 25 to 28 were produced as inventive examples, and multi-layer plated steel sheets No. 29 and 30 were produced as comparative examples. The manufacturing conditions for each multi-layer plated steel sheet are shown in Table 2. In producing the multi-layer plated steel sheets No. 25 to 30, all skin pass was performed under the same conditions as above.

Figure 0007460887000003
Figure 0007460887000003

作製したNo.25~30の複層めっき鋼板に対して、耐食性試験を以下の方法で行った。複層めっき鋼板に対して幅3mmの流水経路を形成した。次に、塩化物イオンClが5ppm、硝酸イオンNO が10ppm、硫酸イオンSO 2-が20ppm、pHが5の、雨水を模擬した模擬水を6ml/分で上記流水経路に滴下し、上記流水経路に模擬水が常時流れる状態とした。そして、流水経路において赤錆が発生した面積が5%以上となる日数を求め、以下のように評価した。本耐食性試験では、赤錆が発生した面積が5%以上となる日数が70日以上(すなわち、評価値が4または5)であれば、良好であると評価した。
評価値5・・・100日以上赤錆発生無し
評価値4・・・赤錆発生日数70~99日
評価値3・・・赤錆発生日数40~69日
評価値2・・・赤錆発生日数20~39日
評価値1・・・赤錆発生日数20日未満
表3に示すように、No.25~28の複層めっき鋼板は、耐食性件において、赤錆が発生した面積が5%以上となる日数が70日以上であった。すなわち、No.25~28の複層めっき鋼板は、耐食性が高かった。これは、No.25~28の複層めっき鋼板は、侵入部20の平均厚みが1μm以上であり、拡散層が形成されたためであると考えられる。
A corrosion resistance test was performed on the prepared multi-layer plated steel sheets No. 25 to 30 by the following method. A flowing water path with a width of 3 mm was formed on the multi-layer plated steel sheet. Next, simulated rainwater with 5 ppm chloride ions Cl- , 10 ppm nitrate ions NO3- , 20 ppm sulfate ions SO42- , and a pH of 5 was dropped into the flowing water path at 6 ml/min, and the simulated water was constantly flowing through the flowing water path. Then, the number of days until the area of the flowing water path where red rust occurred reached 5% or more was determined and evaluated as follows. In this corrosion resistance test, if the number of days until the area of the flowing water path where red rust occurred reached 5% or more was 70 days or more (i.e., the evaluation value was 4 or 5), it was evaluated as good.
Evaluation value 5: no red rust occurred for 100 days or more Evaluation value 4: 70 to 99 days for red rust occurrence Evaluation value 3: 40 to 69 days for red rust occurrence Evaluation value 2: 20 to 39 days for red rust occurrence Evaluation value 1: less than 20 days for red rust occurrence As shown in Table 3, the multi-layer plated steel sheets No. 25 to 28 had a corrosion resistance test in which the number of days until the area where red rust occurred reached 5% or more was 70 days or more. That is, the multi-layer plated steel sheets No. 25 to 28 had high corrosion resistance. This is thought to be because the average thickness of the penetration portion 20 of the multi-layer plated steel sheets No. 25 to 28 was 1 μm or more, and a diffusion layer was formed.

これに対して、No.29の複層めっき鋼板は、下層2の付着量が3μmと薄かったため、耐食性が劣っていた。 On the other hand, No. The multilayer plated steel sheet No. 29 had poor corrosion resistance because the coating amount of the lower layer 2 was as thin as 3 μm.

また、No.30の複層めっき鋼板は、上層3の付着量が2μmと薄かったため、上層3のめっきが行われない領域が存在した(換言すれば、不めっきの領域があった)。そのため、侵入部20および拡散層30が十分に形成されなかったため、耐食性が劣っていた。 In addition, in the case of the multi-layer plated steel sheet No. 30, the thickness of the upper layer 3 was as thin as 2 μm, so there were areas where the upper layer 3 was not plated (in other words, there were areas that were not plated). As a result, the penetration portion 20 and the diffusion layer 30 were not sufficiently formed, and the corrosion resistance was poor.

1 基材鋼板
2 下層(溶融Al系めっき層)
3 上層(溶融Zn系めっき層)
10 複層めっき鋼板
20 侵入部
21 第1領域
30 拡散層(第2領域)
1 Base steel plate 2 Lower layer (hot-dip Al-based plating layer)
3 Upper layer (molten Zn-based plating layer)
10 Multilayer plated steel plate 20 Intrusion part 21 First region 30 Diffusion layer (second region)

Claims (3)

複層めっき鋼板であって、
基材鋼板と、
前記基材鋼板の表面に施された溶融Al系めっき層と、
前記溶融Al系めっき層の上に施された、溶融Zn系めっき層と、を有し、
前記溶融Al系めっき層は、質量%でSi:0~20%、Zn:0~1%および各種の添加元素を含有し、残部がAlおよび不可避的不純物からなり、
前記溶融Zn系めっき層は、質量%で0%より大きく22%未満のAlおよび各種の添加元素を含有し、残部がZnおよび不可避的不純物からなり、
前記溶融Al系めっき層の片面の付着量は、10g/m以上300g/m以下であり、
前記溶融Zn系めっき層は、片面の付着量、10g/m以上300g/m以下であり、かつ、片面の厚さが、3μm以上であり、
前記溶融Zn系めっき層は、前記溶融Al系めっき層よりも80℃以上低い融点を有し、
前記溶融Zn系めっき層は、前記溶融Al系めっき層との界面が他の領域よりも前記基材鋼板側に位置している侵入部を有しており、
前記侵入部は、Zn-Al化合物を主に含む、質量%でAlの濃度が30%以上となる第1領域を前記界面に有しており、
前記第1領域と前記溶融Al系めっき層との間に、前記溶融Al系めっき層から前記第1領域に向かうにつれて、Alの濃度が小さくなる第2領域が形成されており、
前記複層めっき鋼板の厚さ方向における前記侵入部の平均厚みは、1μm以上であり、
前記第2領域におけるAlの濃度は、50%以上である、複層めっき鋼板。
A multi-layer plated steel sheet,
base steel plate,
a hot-dip Al-based plating layer applied to the surface of the base steel plate;
a molten Zn-based plating layer applied on the molten Al-based plating layer,
The molten Al-based plating layer contains Si: 0 to 20%, Zn: 0 to 1%, and various additional elements in mass %, and the remainder consists of Al and inevitable impurities,
The hot-dip Zn-based plating layer contains more than 0% and less than 22% Al and various additive elements in mass %, and the remainder consists of Zn and inevitable impurities,
The amount of adhesion on one side of the molten Al-based plating layer is 10 g/m 2 or more and 300 g/m 2 or less,
The hot-dip Zn-based plating layer has an adhesion amount of 10 g/m 2 or more and 300 g/m 2 or less on one side, and a thickness of 3 μm or more on one side,
The molten Zn-based plating layer has a melting point that is 80° C. or more lower than the molten Al-based plating layer,
The hot-dip Zn-based plating layer has an intrusion portion in which an interface with the hot-dip Al-based plating layer is located closer to the base steel plate than other regions,
The intrusion portion has a first region at the interface that mainly contains a Zn-Al compound and has an Al concentration of 30% or more in mass %,
A second region is formed between the first region and the molten Al-based plating layer, and the concentration of Al decreases from the molten Al-based plating layer toward the first region,
The average thickness of the intrusion part in the thickness direction of the multilayer plated steel plate is 1 μm or more,
A multilayer plated steel sheet, wherein the concentration of Al in the second region is 50% or more.
前記第2領域の平均厚みが0.1μm以上である、請求項1に記載の複層めっき鋼板。 The multilayer plated steel sheet according to claim 1, wherein the average thickness of the second region is 0.1 μm or more. 前記溶融Zn系めっき層は、質量%で8%以下のMgを含む、請求項1または2に記載の複層めっき鋼板。 The multi-layer plated steel sheet according to claim 1 or 2, wherein the hot-dip Zn-based plating layer contains 8% or less Mg by mass.
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