ES2968918T3

ES2968918T3 - Producto de acero revestido

Info

Publication number: ES2968918T3
Application number: ES18744194T
Authority: ES
Inventors: Kohei Tokuda; Jun Maki; Yasuto Goto; Takuya Mitsunobu
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2017-01-27
Filing date: 2018-01-26
Publication date: 2024-05-14
Anticipated expiration: 2038-01-26
Also published as: EP3575433C0; TWI658171B; HUE065639T2; MX2019008678A; JP6428974B1; SG11201906850RA; PH12019501701A1; BR112019015377B1; PL3575433T3; KR102289682B1; US10982303B2; BR112019015377A2; US20190390303A1; KR20190099064A; CN110268087A; EP3575433A4; JPWO2018139619A1; AU2018211810B2; NZ756405A; EP3575433B1

Abstract

Este acero recubierto comprende acero y una capa de recubrimiento que incluye una capa de aleación Zn-Al-Mg colocada sobre la superficie del acero. La capa de aleación Zn-Al-Mg incluye una fase de Zn, y la fase de Zn contiene una fase de compuesto intermetálico de Mg-Sn. La capa de revestimiento comprende, en % en masa, más del 65,0 % de Zn, más del 5,0 % pero menos del 25,0 % de Al, más del 3,0 % pero menos del 12,5 % de Mg, del 0,1 % al 20,0 % de Sn, una cantidad predeterminada de opcional elementos e impurezas, y tiene una estructura química que satisface las fórmulas 1-5. Fórmula 1: Bi+In<Sn, Fórmula 2: Y+La+Ce<=Ca, Fórmula 3: Si<Sn, Fórmula 4: 0<=Cr+Ti+Ni+Co+V+Nb+Cu+Mn<0,25, Fórmula 5: 0<=Sr+Sb+Pb+B<0,5. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Producto de acero revestido

Campo técnico

La presente invención se refiere a un producto de acero revestido.

Antecedentes

En el campo de los materiales de construcción se usa una gran variedad de productos de acero revestidos. Muchos de ellos son productos de acero revestidos de Zn. A partir de las necesidades de larga vida de los materiales de construcción, la investigación sobre alta resistencia a la corrosión de los productos de acero revestidos de Zn se ha realizado durante mucho tiempo, y se han desarrollado diversos productos de acero revestidos. El primer producto de acero revestido de alta resistencia a la corrosión para materiales de construcción es un producto de acero revestido de Zn-5 % Al (producto de acero revestido de Galfan (galvanizado)) en el que se añade Al a una capa de revestimiento a base de Zn para mejorar la resistencia a la corrosión. Es bien conocido que se añade Al a una capa de revestimiento para mejorar la resistencia a la corrosión. Se forma una fase Al en la capa de revestimiento (específicamente una fase Zn) con la adición de un 5 % de Al, y se mejora la resistencia a la corrosión. Básicamente, un producto de acero revestido de Zn-55 % Al-1.6 % Si (producto de acero Galvalume) es también un producto de acero revestido con mejor resistencia a la corrosión por la misma razón.

Por lo tanto, cuando mejora la concentración de Al, básicamente, mejora la resistencia a la corrosión de superficies lisas. Sin embargo, cuando mejora la concentración de Al, se produce la reducción de la capacidad de protección contra la corrosión de sacrificio.

En la presente memoria, el rasgo atractivo de un producto de acero revestido a base de zinc es el efecto de protección contra la corrosión de sacrificio en un metal base (producto de acero). En otras palabras, en una superficie del extremo del corte de un producto de acero revestido, una porción agrietada de una capa de revestimiento generada durante el procesamiento, y una porción expuesta de un metal base (producto de acero) que aparece debido a la exfoliación de la capa de revestimiento, la capa de revestimiento eluye en los alrededores de dicha porción antes de la corrosión del metal base (producto de acero) y el componente de revestimiento eluído forma una película protectora. Esto hace posible evitar la herrumbre del metal base (producto de acero) en cierta extensión.

En general, es preferible una menor concentración de Al y una mayor concentración de Zn para tales efectos. Por lo tanto, ha estado disponible un producto de acero revestido con alta resistencia a la corrosión en el que se reprime la concentración de Al a, por ejemplo, una concentración relativamente baja del 5 % al 25 % para su uso práctico en los últimos años. En particular, un producto de acero revestido, en el que la concentración de Al se reprime a un contenido bajo y el contenido de Mg es aproximadamente del 1 % al 3 %, tiene una resistencia a la corrosión de superficies lisas y una capacidad de protección contra la corrosión de sacrificio superiores a las de un producto de acero revestido con Galfan. Por lo tanto, dicho producto de acero revestido se ha convertido en una tendencia de mercado y es ampliamente conocido en el mercado actual. Por ejemplo, las chapas de acero revestido explicadas en los Documentos de Patente 1 y 2 también se han desarrollado como productos de acero revestidos que contienen ciertas cantidades de Al y Mg y consiguen una alta resistencia a la corrosión.

En el campo de los materiales de construcción, donde siempre se desea una larga vida útil, existe la demanda de mejorar aún más la resistencia a la corrosión de superficies lisas y la capacidad de protección contra la corrosión de sacrificio. Es lo más preferible un producto de acero revestido que tenga ambas propiedades. En los últimos años, se ha conseguido una compatibilidad favorable entre ambas propiedades mediante la aleación de una capa de revestimiento que contiene principalmente Al y Mg. Sin embargo, normalmente, la aleación de una capa de revestimiento produce un aumento de la dureza de la capa de revestimiento, y la procesabilidad también se ve afectada significativamente en comparación con la capa de revestimiento de un metal puro. Por lo tanto, un producto de acero revestido debe ser procesable. Es más, dado que la dureza de la capa de revestimiento está asociada a la resistencia al desgaste, es preferible hacer un uso eficaz de las propiedades obtenidas mediante la aleación de una capa de revestimiento.

Sin embargo, todas estas propiedades, como la resistencia a la corrosión de superficies lisas, la capacidad de protección contra la corrosión de sacrificio, la procesabilidad y la resistencia al desgaste, son difíciles de compatibilizar entre sí porque, por ejemplo, una vez que mejora alguna de estas propiedades, las demás empeoran.

Por ejemplo, como se ha descrito anteriormente, es particularmente importante seleccionar la concentración de Al desde el punto de vista de la resistencia a la corrosión de superficies lisas. Una chapa de acero revestida con Al como se describe en el Documento de Patente 3 y una chapa de acero revestida a base de Al-Zn como se describe en el Documento de Patente 4 están disponibles como un producto de acero revestido que se compone principalmente de Al y es tratado impartiendo capacidad de protección contra la corrosión de sacrificio. Por otra parte, como un producto de acero revestido en el que la concentración de Al se reprime a un contenido relativamente bajo de aproximadamente el 5 % y se imparte a la capa de revestimiento una resistencia a la corrosión de superficies lisas, las chapas de acero revestido se describen en los Documentos de Patente 5, 6, 7 y 8. El Documento de Patente 9 divulga un material de acero revestido de Zn que tiene, en una superficie de un material de acero, una capa de revestimiento de aleación de Zn que contiene 2-19 % en peso de Al, 1-10 % en peso de Mg, 0,01-2 % en peso de Si y el resto Zn e impurezas inevitables.

Documento de Patente 1: Solicitud de Patente japonesa abierta a la inspección pública (JP-A) n.° 2006-193791 Documento de Patente 2: WO2011/001662

Documento de Patente 3: JP-A n.° 2002-012959

Documento de Patente 4: JP-A n.° 2015-214747

Documento de Patente 5: JP-A n.° 2001-115273

Documento de Patente 6: JP-A n.° 2001 -316791

Documento de Patente 7: JP-A n.° 2010-275634

Documento de Patente 8: JP-A n.° 2001-64759

Documento de Patente 9: EP-A-1 199376

En el documento EP1199376 A se explica un producto de acero revestido y una capa de revestimiento que comprende aleación Zn-Al-Mg en donde la capa de aleación Zn-Al-Mg tiene una fase Zn que incluye una fase Mg-Sn. El revestimiento consiste en más del 65 % en masa de Zn, del 5.0 % al 25.0 % en masa de Al, del 3.0 % al 12.5 % en masa de Mg y del 0.1 % al 20.0 % en masa de Sn.

Sumario de la invención

Problemas que resuelve la invención

Sin embargo, en los productos de acero revestidos descritos en los Documentos de Patente 3 y 4, dado que la capa de revestimiento consiste principalmente en Al, la cantidad de Zn es limitada, y el efecto de protección contra la corrosión de sacrificio y la duración del efecto se reducen significativamente. Por lo tanto, no se puede decir que pueda conseguirse una compatibilidad favorable entre la resistencia a la corrosión de superficies lisas y la capacidad de protección contra la corrosión de sacrificio mientras la resistencia a la corrosión de superficies lisas sea relativamente dominante. Como resultado, un producto de acero revestido que pueda sustituir al producto de acero Galvalume todavía no se ha extendido en el mercado.

Así mismo, los productos de acero revestidos descritos en los Documentos de Patente 5 a 8 tampoco permiten que el último producto de acero revestido desarrollado a base de Zn-Al (5 % o más)-Mg (1 % o más) tenga una resistencia a la corrosión de superficies lisas y una capacidad adicional de protección contra la corrosión de sacrificio comparable a la de los productos de acero revestidos a base de Al. Por lo tanto, no se puede decir que los productos de acero revestidos existentes a base de Zn-Al-Mg tengan propiedades atractivas.

Así mismo, es difícil afirmar que con alguno de los productos de acero revestidos se consiga tanto procesabilidad como resistencia al desgaste.

Un objeto en un aspecto de la presente invención es proporcionar un producto de acero revestido con el que se consiga la mejora de la resistencia a la corrosión de superficies lisas y la capacidad de protección contra la corrosión de sacrificio y una compatibilidad favorable entre procesabilidad y resistencia al desgaste.

Medios para resolver los problemas

La presente invención se define en las reivindicaciones.

Breve descripción de los dibujos

La Figura 1 es un ejemplo de la estructura eutéctica ternaria en una capa de revestimiento existente a base de Zn-Al-Mg (Zn-11 % AI-3 % Mg-0.2 % Si).

La Figura 2 es una imagen electrónica de reflexión SEM que muestra un ejemplo de la capa de revestimiento según la explicación.

La Figura 3 es una imagen electrónica de reflexión SEM que muestra una imagen ampliada de la porción de fase Zn de la Figura 2.

La Figura 4 es una imagen electrónica de reflexión SEM que muestra otro ejemplo de la capa de revestimiento según la explicación.

La Figura 5 es una imagen electrónica de reflexión SEM que muestra una imagen ampliada de los alrededores de la fase masiva de compuesto intermetálico Mg-Sn de la Figura 4.

La Figura 6 es una imagen electrónica de reflexión SEM que muestra otro ejemplo de la capa de revestimiento de la explicación.

La Figura 7 es una imagen electrónica de reflexión SEM que muestra una imagen ampliada de la estructura eutectoide compuesta por la fase Zn y la fase Al, y con un espaciado laminar menor que 300 nm (estructura eutectoide fina de Zn-Al) de la Figura 6.

La Figura 8 es una imagen electrónica de reflexión SEM que muestra otro ejemplo de la capa de revestimiento según la invención.

La Figura 9 es una imagen ampliada (imagen electrónica de reflexión SEM) de la estructura de revestimiento en el marco de la Figura 8.

La Figura 10 es una imagen ampliada (imagen TEM) de los alrededores de la interfaz de Fe de la capa de revestimiento mostrada en la Figura 8.

La Figura 11A es una imagen de difracción de haz de electrones de la fase (13) amorfa de compuesto intermetálico de la Figura 10.

La Figura 11B es un espectro de análisis EDS de la fase (13) del compuesto intermetálico amorfo de la Figura 10. La Figura 12A es una imagen de difracción de haz de electrones de la fase (14) del compuesto intermetálico en forma de aguja de la Figura 10.

La Figura 12B es un espectro de análisis EDS de la fase (14) del compuesto intermetálico en forma de aguja de la Figura 10.

La Figura 13 es una imagen electrónica de reflexión SEM para explicar un método de determinación de una estructura eutectoide compuesta por una fase Zn y una fase Al, y que tiene un espaciado laminar menor que 300 nm (estructura eutectoide fina de Zn-Al) y de medición de una fracción de área de esta.

La Figura 14 es una imagen electrónica de reflexión SEM para aclarar un método de determinación de una estructura eutéctica ternaria Zn-Al-MgZn2 y la medición de una fracción de área de esta.

Descripción de las realizaciones

En lo sucesivo, se describirá un ejemplo de la invención.

En la explicación, la indicación «%» del contenido de cada elemento de una composición química significa «% en masa».

Así mismo, un intervalo numérico expresado usando «a» significa un intervalo que incluye los valores numéricos antes y después de «a» como límite inferior y límite superior.

Un intervalo numérico cuando el valor numérico descrito antes o después de «a» se añade con «más de» o «menos de» significa un intervalo que no incluye el valor numérico como límite inferior o límite superior.

El contenido de un elemento de una composición química puede expresarse como la cantidad de elemento (por ejemplo, cantidad de Zn o cantidad de Mg) o la concentración de elemento (por ejemplo, concentración de Zn o concentración de Mg).

El término «etapa» incluye no solo una etapa independiente, sino también una etapa incluso en un caso en el que la etapa no pueda distinguirse claramente de otras etapas, siempre que se consiga la finalidad prevista de la etapa. El término «resistencia a la corrosión de superficies lisas» se refiere a la propiedad de resistencia a la corrosión de una capa de revestimiento (específicamente una capa de aleación Zn-Al-Mg) en sí misma.

El término «capacidad de protección contra la corrosión de sacrificio» se refiere a la propiedad de reprimir la corrosión de una porción expuesta de un metal base (producto de acero) (por ejemplo, una superficie del extremo del corte de un producto de acero revestido, una grieta inducida por el procesado en una capa de revestimiento y una porción de un metal base (producto de acero) expuesta debido a la exfoliación de una capa de revestimiento).

El producto de acero revestido de la explicación es una chapa de acero revestida por fusión que tiene un producto de acero y una capa de revestimiento que incluye una capa de aleación Zn-Al-Mg dispuesta sobre la superficie del producto de acero, en la que la capa de aleación Zn-Al-Mg tiene una fase Zn, la fase Zn contiene una fase de compuesto intermetálico Mg-Sn, y la capa de revestimiento tiene una composición química determinada.

Con el producto de acero revestido de la invención que tiene la configuración descrita anteriormente se consigue mejorar la resistencia a la corrosión de superficies lisas y la capacidad de protección contra la corrosión de sacrificio, así como una compatibilidad favorable entre la procesabilidad y la resistencia al desgaste. El producto de acero revestido de la invención se encontró en base a los siguientes hallazgos.

Los autores obtuvieron los siguientes resultados sobre diversas propiedades de la capa de revestimiento de un producto de acero revestido a base de Zn-Al-Mg.

Para obtener una resistencia a la corrosión de superficies lisas mayor o igual que la de las chapas de acero revestidas a base de Zn-Al-Mg más resistentes a la corrosión de los últimos años, la concentración de Al debe ser al menos mayor que el 5 % y la concentración de Mg debe ser al menos mayor que el 3 %. Por debajo de estas concentraciones, no se puede conseguir una compatibilidad favorable entre la resistencia a la corrosión de superficies lisas y la capacidad de protección contra la corrosión de sacrificio para las chapas de acero revestidas existentes a base de Zn-Al-Mg.

Por otra parte, la capacidad de protección contra la corrosión de sacrificio puede impartirse a una capa de revestimiento permitiendo que la capa de revestimiento contenga una cierta cantidad de Sn para producir un cambio en la fase constitucional de la capa de revestimiento (específicamente, la capa de aleación Zn-Al-Mg), además de controlar la concentración de Al y la concentración de Mg. Específicamente, la capacidad de protección contra la corrosión de sacrificio puede ejercerse en un grado que no podría conseguirse mediante productos de acero revestidos convencionales a base de Zn fundido al producir que una fase de compuesto intermetálico de Mg-Sn se deposite principalmente en una fase Zn formada en la capa de aleación Zn-Al-Mg.

Una vez que una fase de compuesto intermetálico de Mg-Sn está contenida en una fase Zn, la dureza de la fase Zn aumenta sin empeorar la procesabilidad. Es más, también se consigue una excelente resistencia al desgaste porque la procesabilidad en un grado equivalente al de los productos de acero revestidos convencionales a base de Zn-Al-Mg se mantiene mediante la regulación adecuada de las concentraciones de Zn, Al, Mg y Sn mientras que la composición química de la capa de revestimiento es una composición de alta aleación, y la dureza de la capa de revestimiento se mantiene en un alto grado mediante la realización de la composición de alta aleación como la composición química de la capa de revestimiento.

En consecuencia, se ha encontrado que la chapa de acero revestido según la explicación puede ser un producto de acero revestido con que se consigue la mejora de la resistencia a la corrosión de superficies lisas y la capacidad de protección contra la corrosión de sacrificio y una compatibilidad favorable entre procesabilidad y resistencia al desgaste.

En particular, dado que el producto de acero revestido de la explicación es excelente en la capacidad de protección contra la corrosión de sacrificio, se mejora la resistencia a la corrosión de la superficie del extremo del corte.

En la presente memoria, la fase de compuesto intermetálico de Mg-Sn (en lo sucesivo también denominada «fase MCSB fina» por conveniencia) abarca las fases de compuesto intermetálico correspondientes a las siguientes (1) a (5). La fase de compuesto intermetálico de Mg-Sn puede formar una disolución sólida con un elemento intersticial como el Si.

(1) Fase Mg2Sn

(2) Fase MggSns

(3) Fase Mg2Sn sustituida y fase MggSns (fase Mg2Sn y fase MggSns como fase sustituida) en las que el Sn está parcialmente sustituido por al menos uno de Bi, In, Cr, Ti, Ni, Co, V, Nb, Cu o Mn.

(4) Fase Mg2Sn sustituida y fase MggSns (fase Mg2Sn y fase MggSns como fase sustituida) en las que el Mg está parcialmente sustituido por al menos uno de Ca, Y, La, o Ce.

(5) Fase Mg2Sn y fase MggSns sustituidas (fase Mg2Sn y fase MggSns como fase sustituida) en las que el Mg está parcialmente sustituido por al menos uno de Ca, Y, La o Ce, y el Sn está parcialmente sustituido por al menos uno de Bi, In, Cr, Ti, Ni, Co, V, Nb, Cu o Mn.

Estas fases sustituidas de fase Mg2Sn y fase MggSns se denominan colectivamente «fase sustituida de la fase Mg2Sn».

En lo sucesivo, se describirá en detalle el producto de acero revestido de la invención.

Se describirá un producto de acero para revestir.

La forma del producto de acero no está particularmente limitada. Ejemplos del producto de acero incluyen productos de acero procesados por conformación tales como tuberías de acero, materiales de construcción de ingeniería civil (tales como conductos de vallas, tuberías corrugadas, tapas de zanjas de drenaje, placas de protección de arena, pernos, malla de alambre, barandillas de protección y paredes de bloqueo de agua), miembros de aparatos eléctricos domésticos (tales como carcasas de unidades exteriores de aire acondicionado), piezas de automóviles (tales como miembros del chasis), así como chapas de acero. Por ejemplo, se pueden utilizar diversos métodos de procesamiento de plásticos, como el prensado, el laminado y el doblado, para el procesamiento de conformado.

No existen limitaciones particulares en cuanto a los materiales del producto de acero. Por ejemplo, existen disponibles diversos productos de acero, como el acero general, el acero con revestimiento de Ni, el acero calmado al Al, el acero con muy bajo contenido de carbono, el acero con alto contenido de carbono, diversos productos de acero de alta intensidad y algunos productos de acero de alta aleación (como el acero que contiene un elemento de refuerzo como Ni o Cr).

Es más, el producto de acero no está particularmente limitado en términos de condiciones para el método de producción del producto de acero, el método de producción de la chapa de acero o similares (como el método de laminación en caliente, el método de decapado o el método de laminación en frío).

El producto de acero puede ser un producto de acero revestido previamente preparado mediante revestimiento previo.

A continuación, se describirá una capa de revestimiento.

Una capa de revestimiento incluye una capa de aleación Zn-Al-Mg. Una capa de revestimiento puede incluir una capa de aleación Al-Fe, además de una capa de aleación Zn-Al-Mg. Hay una capa de aleación Al-Fe entre un producto de acero y una capa de aleación Zn-Al-Mg.

En otras palabras, la capa de revestimiento puede tener una estructura monocapa de una capa de aleación Zn-Al-Mg o una estructura en capas que incluya una capa de aleación Zn-Al-Mg y una capa de aleación Al-Fe. En el caso de la estructura en capas, la capa de aleación Zn-Al-Mg es deseablemente una capa que constituye la superficie de la capa de revestimiento.

Obsérvese que se forma una película de óxido de los elementos que constituyen la capa de revestimiento con un espesor de aproximadamente 50 nm en la superficie de la capa de revestimiento. Sin embargo, como el espesor es delgado con respecto al espesor de toda la capa de revestimiento, se considera que la película de óxido no constituye el cuerpo principal de la capa de revestimiento.

En la presente memoria, el espesor de la capa de aleación Zn-Al-Mg es, por ejemplo, de 2 pm a 95 pm (preferiblemente de 5 pm a 75 pm).

Por otra parte, el espesor de toda la capa de revestimiento es, por ejemplo, de aproximadamente 100 pm o menos. Como el espesor de toda la capa de revestimiento depende de las condiciones de revestimiento, el límite superior y el límite inferior del espesor de toda la capa de revestimiento no están particularmente limitados. Por ejemplo, el espesor de toda la capa de revestimiento está asociado con la viscosidad y el peso específico de un baño de revestimiento en un método ordinario de revestimiento por fusión. Asimismo, el peso del revestimiento se ajusta mediante la velocidad de extracción de una chapa de acero (chapa base de revestimiento) y la intensidad de la limpieza. Por lo tanto, se considera que el límite inferior del espesor de toda la capa de revestimiento es de aproximadamente 2 pm.

Por otra parte, debido al peso y a la uniformidad de un metal de revestimiento, una capa de revestimiento que puede producirse por el método de revestimiento fundido tiene un espesor de aproximadamente 95 pm.

El espesor de una capa de revestimiento puede determinarse libremente en función de la velocidad de extracción de un baño de revestimiento y de las condiciones de limpieza, lo que indica que la formación de una capa de revestimiento con un espesor de 2 pm a 95 pm no es particularmente difícil en términos de producción.

A continuación, se describirá una capa de aleación Al-Fe.

Se forma una capa de aleación Al-Fe en la superficie de un producto de acero (específicamente entre un producto de acero y una capa de aleación Zn-Al-Mg), y la fase AlsFe es una capa de la fase principal de la estructura. La capa de aleación Al-Fe se forma por difusión atómica entre un metal base (producto de acero) y un baño de revestimiento. En un caso en el que se use el método de revestimiento por fusión como método de producción, es probable que se forme una capa de aleación Al-Fe en una capa de revestimiento que contenga Al como elemento. Dado que el baño de revestimiento contiene Al en una cierta concentración o más, se forma una fase AlsFe como la fase más dominante. Sin embargo, la difusión atómica lleva tiempo, y una porción cercana al metal base puede tener una alta concentración de Fe. Por lo tanto, la capa de aleación Al-Fe puede contener parcialmente pequeñas cantidades de una fase AlFe, una fase AhFe, una fase AlsFe2 y similares. Es más, dado que el Zn también está contenido en cierta concentración en el baño de revestimiento, la capa de aleación Al-Fe también contiene una pequeña cantidad de Zn.

En cuanto a la resistencia a la corrosión, no hay diferencias significativas entre una fase AlsFe, una fase AhFe, una fase AlFe y una fase AlsFe2. El término «resistencia a la corrosión» usado en la presente memoria significa resistencia a la corrosión en un lugar que no se ve afectado por la soldadura. El espesor de la capa de aleación Al-Fe en la capa de revestimiento es pequeño, y el grado de resistencia a la corrosión es menor que el de la capa de aleación Zn-Al-Mg. Así, no hay diferencias significativas en la resistencia a la corrosión de toda la capa de revestimiento incluso cuando la relación de estas fases varíe.

En la presente memoria, en un caso en el que el Si esté contenido en la capa de revestimiento, el Si se incorpora con particular facilidad en la capa de aleación Al-Fe, lo que puede dar lugar a una fase de compuesto intermetálico Al-Fe-Si. Existe una fase AlFeSi como fase de compuesto intermetálico que debe identificarse. Por ejemplo, las fases a-, p-, q1-y q2-AlFeSi existen como isómeros. Por lo tanto, estas fases AlFeSi pueden detectarse en la capa de aleación Al-Fe. La capa de aleación Al-Fe que contiene estas fases AlFeSi también se denominan «capa de aleación Al-Fe-Si».

El espesor de la capa de aleación Al-Fe-Si es menor que el de la capa de aleación Zn-Al-Mg y, así, solo tiene un pequeño impacto en la resistencia a la corrosión de toda la capa de revestimiento.

Así mismo, en un caso en el que se usen diversos productos de acero revestidos previamente como material base de revestimiento (como una chapa base de revestimiento), la estructura de la capa de aleación Al-Fe puede cambiar dependiendo de la cantidad de adhesivo revestido previamente. Específicamente, hay casos en los que una capa de metal puro usada para el revestimiento previo permanece alrededor de la capa de aleación Al-Fe, un caso en el que una fase de compuesto intermetálico (por ejemplo, una fase AhNi) en la que los componentes de una capa de aleación Zn-Al-Mg y los componentes del revestimiento previo están unidos entre sí forma una capa de aleación, un caso en el que se forma una capa de aleación Al-Fe que contiene elementos que sustituyen algunos átomos de Al y átomos de Fe, y un caso en el que se forma una capa de aleación Al-Fe-Si que contiene elementos que sustituyen algunos átomos de Fe y átomos de Si. En cualquier caso, el espesor de estas capas de aleación también es menor que el de la capa de aleación Zn-Al-Mg, por lo que su impacto en la resistencia a la corrosión de toda la capa de revestimiento es pequeño.

En otras palabras, la capa de aleación Al-Fe es una capa que incluye capas de aleación en los diversos aspectos descritos anteriormente, además de una capa de aleación compuesta principalmente por la fase Al5Fe.

La capa de aleación Al-Fe tiene un espesor de, por ejemplo, de 0 pm a 5 pm (normalmente de 100 nm a 5 pm).

Esto significa que la capa de aleación Al-Fe no está necesariamente conformada. Sin embargo, en general, cuando se conforma una capa de revestimiento por el método de revestimiento fundido con una composición de revestimiento como se especifica en la explicación, se forma una capa de aleación Al-Fe que tiene un espesor de 100 nm o más entre el producto de acero y la capa de aleación Zn-Al-Mg. El límite inferior del espesor de la capa de aleación Al-Fe no está particularmente limitado. Se ha descubierto que se forma inevitablemente una capa de aleación Al-Fe cuando se forma una capa de revestimiento fundida que contiene Al. Así mismo, se ha determinado empíricamente que un espesor de alrededor de 100 nm es el espesor en un caso en el que la formación de una capa de aleación Al-Fe está más reprimida, que es un espesor que garantiza una adhesión suficiente entre una capa de revestimiento y un metal base (producto de acero). Es difícil formar una capa de aleación Al-Fe más fina de 100 nm con el método de revestimiento por fusión porque la concentración de Al es siempre alta a menos que se tomen medidas especiales. Sin embargo, incluso en el caso de que la capa de aleación Al-Fe tenga un espesor menor que 100 nm o no se forme ninguna capa de aleación Al-Fe, no tendría un gran impacto en el rendimiento del revestimiento.

Por otra parte, en un caso en el que la capa de aleación Al-Fe tiene un espesor de 5 pm o más, falta el componente Al en una capa de aleación Zn-Al-Mg para conformarse sobre la capa de aleación Al-Fe, y la adhesión y la procesabilidad de la capa de revestimiento tienden a empeorar extremadamente. Por lo tanto, el espesor de la capa de aleación Al-Fe se limita a 5 pm o menos.

La capa de aleación Al-Fe también está estrechamente asociada con la concentración de Al y la concentración de Sn. En general, a medida que la concentración de Al y la concentración de Sn aumentan, la tasa de crecimiento tiende a aumentar.

La capa de aleación Al-Fe suele estar compuesta principalmente por una fase AlsFe. Por lo tanto, un ejemplo de la composición química de la capa de aleación Al-Fe es una composición que incluye Fe: del 25 % al 35 %, Al: del 65 % al 75 %, Zn: 5 % o menos, y el resto impurezas.

Normalmente, la capa de aleación Zn-Al-Mg tiene un espesor mayor que el de la capa de aleación Al-Fe. Por lo tanto, la capa de aleación Al-Fe como chapa de acero revestida contribuye a la resistencia a la corrosión de superficies lisas en menor medida que la capa de aleación Zn-Al-Mg. Sin embargo, la capa de aleación Al-Fe contiene Al y Zn como elementos resistentes a la corrosión en ciertas concentraciones o más, según se estima a partir de los resultados del análisis de componentes. Por lo tanto, la capa de aleación Al-Fe tiene ciertos grados de capacidad de protección contra la corrosión de sacrificio y efectos de barrera contra la corrosión en el metal base (producto de acero).

Es difícil confirmar en qué extensión una fina capa de aleación Al-Fe contribuye por sí sola a la resistencia a la corrosión mediante una determinación cuantitativa. Sin embargo, por ejemplo, en el caso de una capa de aleación Al-Fe suficientemente espesa, es posible evaluar la resistencia a la corrosión de la capa de aleación Al-Fe por sí sola mediante la eliminación cuidadosa de una capa de aleación Zn-Al-Mg sobre la capa de aleación Al-Fe cortando desde la superficie de una capa de revestimiento mediante fresado final o similar y realizando un ensayo de corrosión. Una capa de aleación Al-Fe contiene un componente de Al y una pequeña cantidad de un componente de Zn. En un caso en el que hay una capa de aleación Al-Fe, la herrumbre se forma como manchas, lo que difiere de un caso en el que está expuesto un metal base (producto de acero) sin una capa de aleación Al-Fe y está totalmente cubierto de herrumbre.

Así mismo, cuando se observa una sección transversal de la capa de revestimiento que ha alcanzado un estadio inmediatamente antes de la formación de herrumbre en el metal base (producto de acero) durante el ensayo de corrosión, se puede confirmar que incluso aunque eluya y se oxide la capa de aleación Zn-Al-Mg como la capa superior, la capa de aleación Al-Fe queda exclusivamente para prevenir la corrosión del metal base (producto de acero). Esto es debido a que la capa de aleación Al-Fe es electrónicamente superior a la capa de Zn-Al-Mg, pero inferior al metal base (producto de acero). De estos hechos se puede conocer que la capa de aleación Al-Fe tiene también un cierto grado de resistencia a la corrosión.

Desde el punto de vista de la corrosión, es más preferible que la capa de aleación Al-Fe sea más espesa. Esto es eficaz para retrasar el tiempo de formación de la herrumbre. Sin embargo, puesto que una capa de aleación Al-Fe espesa hace que empeore significativamente la procesabilidad del revestimiento, el espesor es preferiblemente menor o igual que un cierto espesor. Se conoce un espesor adecuado desde el punto de vista de la procesabilidad. La capa de aleación Al-Fe tiene un espesor de preferiblemente 5 pm o menos de manera que se reduzcan las grietas generadas de la capa de aleación Al-Fe para revestimiento durante el ensayo de plegado en V o similar y la cantidad de pulverización. El espesor es más preferiblemente de 2 pm o menos.

A continuación, se describirá una composición química de una capa de revestimiento.

La composición de componentes de una capa de aleación Zn-Al-Mg contenida en una capa de revestimiento se mantiene sustancialmente incluso en el caso de que la relación de la composición de componentes del baño de revestimiento corresponda a la capa de aleación Zn-Al-Mg. En el método de revestimiento por fusión, se completa una reacción para conformar una capa de aleación Al-Fe en un baño de revestimiento. Por lo tanto, normalmente, dicha formación de capa de aleación Al-Fe produce solo una ligera disminución en los componentes Al y Zn de una capa de aleación Zn-Al-Mg.

Para conseguir la mejora de la resistencia a la corrosión de una superficie lisa y la capacidad de protección contra la corrosión de sacrificio y un equilibrio favorable entre la procesabilidad y la resistencia al desgaste, la composición química de la capa de revestimiento se determina como sigue.

En particular, se permite que la capa de revestimiento contenga cantidades determinadas de Mg y Sn y una concentración de Zn no mayor que el 65.0 % como en la composición química descrita más adelante, haciendo de este modo posible mejorar significativamente la capacidad de protección contra la corrosión de sacrificio de la fase Zn en la capa de aleación Zn-Al-Mg y adquirir alto grado de capacidad de protección contra la corrosión de sacrificio y alto grado de resistencia a la corrosión de superficies lisas en presencia de aluminio. Es también posible conseguir procesabilidad y resistencia al desgaste.

Específicamente, la composición química de la capa de revestimiento es una composición química que consiste en lo siguiente:

Zn: más del 65.0 %,

Al: desde más del 5.0 % a menos del 25.0 %,

Mg: desde más del 3.0 % a menos del 12.5 %,

Sn: desde el 0.1 % al 20.0 %,

Bi: desde el 0 % a menos del 5.0 %,

In: desde el 0 % a menos del 2.0 %,

Ca: desde el 0 % al 3.00 %,

Y: desde el 0 % al 0.5 %,

La: desde el 0 % a menos del 0.5 %,

Ce: desde el 0 % a menos del 0.5 %,

Si: desde el 0 % a menos del 2.5 %,

Cr: desde el 0 % a menos del 0.25 %,

Ti: desde el 0 % a menos del 0.25 %,

Ni: desde el 0 % a menos del 0.25 %,

Co: desde el 0 % a menos del 0.25 %,

V: desde el 0 % a menos del 0.25 %,

Nb: desde el 0 % a menos del 0.25 %,

Cu: desde el 0 % a menos del 0.25 %,

Mn: desde el 0 % a menos del 0.25 %,

Fe: desde el 0 % al 5.0 %,

Sr: desde el 0 % a menos del 0.5 %,

Sb: desde el 0 % a menos del 0.5 %,

Pb: desde el 0 % a menos del 0.5 %,

B: desde el 0 % a menos del 0.5 % en términos de porcentaje (%) en masa e impurezas.

Obsérvese que la composición química de la capa de revestimiento satisface las siguientes fórmulas 1 a 5.

Fórmula 1: Bi In < Sn

Fórmula 2: Y La Ce < Ca

Fórmula 3: Si < Sn

Fórmula 4: 0 < Cr Ti Ni Co V Nb Cu Mn < 0.25

Fórmula 5: 0 < Sr Sb Pb B < 0.5

En las fórmulas 1 a 5, cada símbolo de elemento representa el contenido del correspondiente elemento en términos de porcentaje (%) en masa.

En la composición química de la capa de revestimiento, Bi, In, Ca, Y, La, Ce, Si, Cr, Ti, Ni, Co, V, Nb, Cu, Mn, Fe, Sr, Sb, Pb y B son componentes opcionales. En otras palabras, estos elementos no están incluidos necesariamente en la capa de revestimiento. En un caso en que estén incluidos estos componentes opcionales, el contenido de cada elemento opcional está preferiblemente dentro del intervalo correspondiente descrito más adelante.

En la presente memoria, la composición química de la capa de revestimiento es la composición química media de la capa de revestimiento completa (en un caso en el que la capa de revestimiento presenta una estructura de monocapa de una capa de aleación Zn-Al-Mg, un caso en que la capa de revestimiento tiene la composición química media de una capa de aleación Zn-Al-Mg y la capa de revestimiento presenta una estructura estratificada de una capa de aleación Al-Fe y una capa de aleación Zn-Al-Mg, o un caso en el que la capa de revestimiento presenta una composición química media de una capa de aleación Al-Fe y una capa de aleación Zn-Al-Mg combinadas juntas). Normalmente, en el método de revestimiento por fusión, la composición química de la capa de aleación Zn-Al-Mg es sustancialmente igual que la del baño de revestimiento debido a que la reacción de formación de la capa de revestimiento se completa en el baño de revestimiento en casi todos los casos. Así mismo, en el método de revestimiento fundido, la capa de aleación Al-Fe se conforma de manera instantánea y crece inmediatamente después de sumergirse en el baño de revestimiento. La reacción de formación de capa de aleación Al-Fe se completa en el baño de revestimiento, y la capa de aleación Al-Fe con frecuencia tiene un espesor suficientemente menor que el de la capa de aleación Zn-Al-Mg.

Por lo tanto, a menos que se lleve a cabo un tratamiento especial con calor tal como tratamiento de aleación con calentamiento la composición química media de la capa de revestimiento completa es sustancialmente igual que la composición química de la capa de aleación Zn-Al-Mg, y, así, los componentes de la capa de aleación Al-Fe pueden ignorarse.

En lo sucesivo, cada elemento de la capa de revestimiento se describirá a continuación.

<Zn: más del 65.0 %>

El Zn es un elemento necesario para conseguir la capacidad de protección contra la corrosión de sacrificio, así como la resistencia a la corrosión de superficies lisas. Considerando la concentración de Zn en cuanto a la relación de composición atómica, como la capa de revestimiento está compuesta por elementos de bajo peso específico como el aluminio y el magnesio, el zinc requiere tener la mayor proporción en la relación de composición atómica.

Cuando la concentración de zinc es el 65.0 % o menos, se conforma principalmente una fase Al en la capa de aleación Zn-Al-Mg, dando como resultado la ausencia de una fase Zn para asegurar la capacidad de protección contra la corrosión de sacrificio. Así mismo, cuando aumenta la fase Al, como el aluminio tiende a formar una disolución sólida con varios elementos cuando se compara con el zinc, varían los tipos de fases constituyentes de la capa de revestimiento. Aparte de eso, no se puede mantener una estructura de distribución deseada de las fases de compuestos intermetálicos.

Por lo tanto, la concentración de zinc se establece en más del 65.0 %. La concentración de zinc es preferiblemente el 70 % o más. El límite superior de la concentración de zinc es la concentración de los elementos distintos de zinc y el equilibrio distinto de impurezas.

<Al: desde más del 5.0 % a menos del 25.0 %>

El aluminio es un elemento necesario para que la capa de revestimiento (particularmente la capa de Zn-Al-Mg) contenga elementos distintos de zinc. Originalmente es difícil que la capa de revestimiento de zinc (capa de Zn) contenga otros elementos. Por ejemplo, elementos tales como Mg, Ca y Si no pueden añadirse a altas concentraciones. Sin embargo, es posible producir una capa de aleación Zn-Al-Mg que contenga estos elementos permitiendo que la capa de revestimiento de zinc (capa de Zn) contenga Al.

El aluminio forma una fase Al que imparte resistencia a la corrosión de superficies lisas y deformabilidad plástica y también contribuye a la formación de una capa de aleación Al-Fe. El aluminio es un elemento esencial también para asegurar la adhesividad.

Cuando la concentración de aluminio es el 5.0 % o menos, tiende a ser difícil que la capa de revestimiento contenga elementos de aleación que impartan propiedades, además de magnesio y calcio. Así mismo, una baja densidad de aluminio da como resultado la formación de una fase Al en una cantidad de fase grande con respecto al contenido basado en masa cuando se compara con el zinc. Sin embargo, cuando la concentración de aluminio es el 5.0 % o menos la capa de aleación Zn-Al-Mg tiende a consistir principalmente en una fase zinc. Esto puede conducir a una reducción significativa en la resistencia a la corrosión de superficies lisas. Desde el punto de vista de la resistencia a la corrosión, no es preferible que una fase Zn llegue a ser la primera fase la capa de aleación Zn-Al-Mg. En el caso en que una fase Zn llegue a ser la primera fase como se describió anteriormente, es probable que se forme una estructura eutéctica ternaria Zn-Al-MgZn2 con resistencia a la corrosión de superficies lisas y procesabilidad deficientes, dando como resultado una tendencia a que empeore la resistencia a la corrosión de superficies lisas y la procesabilidad.

Así mismo, cuando la concentración de Al es del 5.0 % o menos, una fase MgZn2 con una deformabilidad plástica deficiente tiende a crecer gruesamente como un cristal primario en la capa de aleación Zn-Al-Mg, y la procesabilidad de la capa de revestimiento tiende a empeorar significativamente.

Por lo tanto, el límite inferior de la concentración de Al se establece en más del 5.0 % (preferiblemente del 10.0 % o más).

Por otra parte, cuando aumenta la concentración de Al, la proporción de una fase Al aumenta rápidamente en la capa de aleación Zn-Al-Mg, y disminuyen las proporciones de una fase Zn y una fase MgZn2 necesarias para impartir la capacidad de protección contra la corrosión de sacrificio. Como resultado, mejoran la resistencia a la corrosión de superficies lisas y la procesabilidad.

Sin embargo, la configuración resultante es cercana a una configuración con falta de capacidad de protección contra la corrosión de sacrificio. Además, cuando la concentración de Al aumenta excesivamente, se incorpora una gran variedad de elementos a una fase Al como se ha descrito anteriormente, lo que no conduce a la formación de una fase Zn que incluya una fase MCSB fina. En un caso en el que se forma una capa de revestimiento por el método de revestimiento fundido, el espesor de una capa de aleación Al-Fe tiende a aumentar. Como resultado, la fase Al contiene grandes cantidades de Mg y Zn, dando lugar a la formación de una fase Al que tiene una resistencia a la corrosión y una deformabilidad plástica muy deficientes. La formación de dicha fase Al no es preferible desde el punto de vista de garantizar la procesabilidad.

Por lo tanto, el límite superior de la concentración de Al se establece en menos del 25.0 % (preferiblemente el 23.0 % o menos).

<Mg: de más del 3.0 % a menos del 12.5 %>.

El Mg es un elemento necesario para impartir la capacidad de protección contra la corrosión de sacrificio. El Mg es un elemento también necesario para permitir que se forme una fase MCSB fina en una fase Zn. Normalmente, cuando el Mg está contenido en la capa de aleación Zn-Al-Mg, se forma una fase MgZn2 con capacidad de protección contra la corrosión de sacrificio. Sin embargo, la capacidad de protección contra la corrosión de sacrificio de la fase MgZn2 es inferior a la de la fase MCSB fina, y la fase MgZn2 es una fase de compuesto intermetálico muy frágil. Por lo tanto, la cantidad de fase MgZn2 es preferiblemente pequeña.

Cuando la concentración de Mg es del 3.0 % o inferior, es imposible conformar la fase de compuesto intermetálico (incluyendo la fase MCSB fina y la fase MgZn2) necesaria para impartir resistencia a la corrosión de superficies lisas y capacidad de protección contra la corrosión de sacrificio en una cantidad suficiente. Así mismo, a medida que aumenta la cantidad de la fase Zn, la fase Zn se convierte en la primera fase y aumenta la proporción de la estructura eutéctica ternaria Zn-Al-MgZn2, lo que no es preferible desde el punto de vista de la procesabilidad y la resistencia a la corrosión.

Por lo tanto, el límite inferior de la concentración de Mg se establece en más del 3.0 %.

Teniendo en cuenta la cantidad de fase MCSB fina formada, es preferible que la concentración de Mg sea suficientemente alta, y que el Mg esté contenido en una concentración mayor o igual que un tercio (1/3) de la concentración de Sn en base al cálculo del peso específico. Así mismo, desde el punto de vista de la resistencia a la corrosión de superficies lisas y la capacidad de protección contra la corrosión de sacrificio, es preferible que el Mg esté contenido en una concentración mayor o igual que un tercio (1/3) de la concentración de Sn. Por lo tanto, el límite inferior de la concentración de Mg es preferiblemente mayor que el 5.0 %.

Por otra parte, cuando la concentración de Mg es del 12.5 % o más, la cantidad de la fase MgZn2 aumenta rápidamente, lo que produce la pérdida de deformabilidad plástica de la capa de aleación Zn-Al-Mg y el empeoramiento de la procesabilidad.

Por lo tanto, el límite superior de la concentración de Mg se establece en menos del 12.5 %.

(preferiblemente el 10.0 % o menos).

<Sn: del 0.1 % al 20.0 %, Bi: del 0 % a menos del 5.0 %, In: del 0 % a menos del 2.0 %, siempre que Bi In < Sn>.

El Sn es un elemento que está incluido en una fase Zn y es necesario para formar una fase MCSB fina que imparta una capacidad de protección contra la corrosión de sacrificio de alto grado.

En la presente memoria, el Sn, el Bi y el In no forman una fase de compuesto intermetálico junto con el Al y el Zn en un baño de revestimiento, y siempre se unen al Mg para formar una fase de compuesto intermetálico. Específicamente, en un caso en el que Sn, Bi e In están contenidos por separado en un baño de revestimiento, se forman compuestos como Mg2Sn, Mg9Sn5, Mg3Bi2 y Mg3In, respectivamente. Cuando el contenido de Sn, Bi e In es el 0.10 % o más, se forman estas fases de compuestos intermetálicos. Entre estas fases compuestas intermetálicas, el Mg2Sn es el más excelente si se tiene en cuenta el hecho de que el Mg2Sn tiene una resistencia a la corrosión de superficies lisas y una capacidad de protección contra la corrosión de sacrificio, y se incorpora fácilmente en una fase Zn rica en deformabilidad plástica que es lo suficientemente blanda para procesarla. El Mg3Bi2 y el Mg3In son relativamente inferiores al Mg2Sn en términos de equilibrio entre propiedades como la resistencia a la corrosión de superficies lisas, la capacidad de protección contra la corrosión de sacrificio y la procesabilidad.

Por lo tanto, para la formación de al menos Mg2Sn como fase MCSB fina, el Sn es un elemento esencial y el límite inferior de la concentración de Sn se establece en el 0.1 % o más (preferiblemente el 3.0 o más).

Aunque el Bi y el In son elementos opcionales, cuando el Bi y el In están contenidos junto con Sn, el Sn en el Mg2Sn está parcialmente sustituido por Bi e In. En otras palabras, se forma una fase Mg2Sn sustituida (fase MCSB fina) en la que el Sn está parcialmente sustituido por al menos uno de los elementos Bi o In. La formación de dicha fase Mg2Sn sustituida permite ajustar la cantidad óptima de Mg que debe eluirse para impartir resistencia a la corrosión de superficies lisas y capacidad de protección contra la corrosión de sacrificio. Para la formación de la fase Mg2Sn sustituida, Sn, Bi e In deben estar contenidos en condiciones que satisfagan Bi In < Sn. A menos que se cumplan las condiciones, se forma independientemente un compuesto como Mg3Bi2 o Mg3In, lo que produce el empeoramiento de la resistencia a la corrosión de superficies lisas y de la procesabilidad.

En un caso en el que están contenidos Bi e In, los límites inferiores de las concentraciones de Bi e In son cada uno preferiblemente el 0.1 % o más, más preferiblemente el 0.3 % o más.

Por otra parte, los grandes contenidos de Sn, Bi e In producen un aumento de la tasa de elución del Mg de la capa de aleación Zn-Al-Mg y un empeoramiento de la resistencia a la corrosión de superficies lisas. En particular, grandes contenidos de Bi e In perjudican la procesabilidad de la capa de revestimiento. Por lo tanto, estos elementos deben satisfacer Sn < 20.0 %, Bi < 5.0 % e In < 2.0 % (preferiblemente, Sn < 5 %, Bi < 0.5 % e In < 0.3 %), respectivamente.

En un caso en el que la concentración de Sn es del 3.00 % al 20.00 % y el Sn y el Zn representan sus concentraciones de elementos, cuando la fórmula: 0.05 < Sn/Zn se cumple, la concentración de Sn contenida en la capa de aleación Zn-Al-Mg aumenta relativamente. En consecuencia, la fase Zn de la capa de aleación Zn-Al-Mg contiene una fase MCSB fina, y se deposita una fase MCSB con un tamaño de grano de 1 gm o más (también denominada «fase MCSB masiva»). El efecto de la incorporación de una fase MCSB se describirá más adelante.

Así mismo, cuando la concentración de Sn es del 0.1 % a menos del 3.0 %, hay una mayor tendencia a mejorar la capacidad de protección contra la corrosión de sacrificio en el plegado en T. En general, en un caso en el que la concentración de Sn es alta, se imparte una excelente capacidad de protección contra la corrosión de sacrificio. Sin embargo, en lo que respecta a las propiedades que implican múltiples factores, como la resistencia a la corrosión de superficies lisas, la procesabilidad (dureza) y la capacidad de protección contra la corrosión de sacrificio de la capa de revestimiento, como en el caso del plegado en T, es preferible reprimir la concentración de Sn a un nivel bajo para reducir ligeramente los efectos de la capacidad de protección contra la corrosión de sacrificio.

<Ca: del 0 % al 3.00 %, Y: del 0 % al 0.5 %, La: del 0 % al menos del 0.5 %, Ce: del 0 % a menos del 0.5 %, siempre que Y La Ce < Ca>.

El Mg en el Mg2Sn está parcialmente sustituido por Ca, Y, La y Ce. En otras palabras, se forma una fase Mg2Sn sustituida (fase MCSB fina) en la que el Mg está parcialmente sustituido por al menos uno de Ca, Y, La o Ce. La formación de dicha fase Mg2Sn sustituido también permite ajustar la cantidad óptima de Mg que debe eluirse para impartir resistencia a la corrosión de superficies lisas y capacidad de protección contra la corrosión de sacrificio.

Para la formación de la fase Mg2Sn sustituida, es preferible que el límite inferior de la concentración de Ca sea del 0.05 % o más, el límite inferior de la concentración de Y es el 0.1 % o más, y el límite inferior de cada una de las concentraciones de La y Ce es el 0.1 % o más.

Por otra parte, el contenido de Ca puede ser de hasta el 3.00 %, el contenido de Y puede ser de hasta el 0.5 %, cada uno de los contenidos de La y Ce puede ser de hasta menos del 0.5 % (preferiblemente el contenido de Ca puede ser de hasta el 1.00 %, el contenido de Y puede ser de hasta el 0.3 %, y cada uno de los contenidos de La y Ce puede ser de hasta el 0.3 %). Cuando las concentraciones de Ca, Y, La y Ce superan estos intervalos, cada uno de los elementos Ca, Y, La y Ce tiende a formar una fase de compuesto intermetálico compuesta principalmente por ellos, lo que produce el empeoramiento de la resistencia a la corrosión y la procesabilidad. Así mismo, Y La Ce < Ca debe satisfacerse a partir de la relación de posiciones de sustitución en la fase MCSB fina. Si no se cumplen las condiciones, cada uno de los elementos Y, La y Ce forma una fase de compuesto intermetálico compuesta principalmente por ellos, y la resistencia a la corrosión de superficies lisas empeora enormemente.

El efecto de la sustitución hace que el Mg2Sn sufra un cambio estructural, lo que da lugar a una excelente capacidad de protección contra la corrosión de sacrificio a largo plazo. Aunque es difícil establecer una distinción clara entre las fases Mg2Sn sustituidas (fases Mg2Sn sustituidas incluida una sustitución con al menos uno de los elementos Bi, In, Ca, Y, La o Ce), se cree que la tasa de elución de Mg de una fase Mg2Sn puede controlarse adecuadamente mediante la sustitución con cualquiera de los elementos. Es más, se cree que la sustitución con cualquiera de los elementos hace que una fase Mg2Sn cambie para tener una estructura de Mg9Sn5 descrita más adelante. Una vez que se contiene Bi, In, Ca, Y, La, o Ce (particularmente Ca), hace que se forme simplemente una fase Mg2Sn sustituida, y también hace que una fase Mg2Sn tenga un cambio en su forma cristalina, facilitando de ese modo la formación de una fase Mg9Sn5. Estos efectos de formación se describirán más adelante.

Como se ha descrito anteriormente, en un caso en el que una capa de revestimiento esté diseñada para ejercer una alta capacidad de protección contra la corrosión de sacrificio durante un largo periodo de tiempo, es preferible permitir que la capa de revestimiento contenga estos elementos.

<Si: del 0 % a menos del 2.5 %, Si < Sn>

El Si es un elemento que tiene un tamaño atómico pequeño, y una pequeña cantidad de Si forma una disolución sólida intersticial en una fase MCSB fina. Dado que el Si es un elemento pequeño en comparación con átomos como Ca, Y, La, Ce, Bi e In, no sirve como elemento de tipo sustitutivo en una fase MCSB fina, sino que forma una disolución sólida intersticial y produce algunos cambios en la estructura cristalina de la fase MCSB fina (por ejemplo, una fase Mg2Sn, una fase MgCaSn o una fase Mg9Sn5), aunque los detalles no están confirmados. Aunque los ligeros cambios en la estructura cristalina no pueden captarse mediante XRD, TEM o similares, a menudo se confirma mediante EPMA que el Si contenido en una pequeña cantidad se identifica en la misma posición que la fase MCSB fina.

En general, se sabe que una pequeña cantidad de Si tiene un efecto de represión del crecimiento de una capa de aleación Al-Fe, y también tiene un efecto confirmado de mejora de la resistencia a la corrosión. El Si también forma una disolución sólida intersticial en una capa de aleación Al-Fe. La descripción detallada de la formación de una fase de compuesto intermetálico Al-Fe-Si o similar en una capa de aleación Al-Fe es la descrita anteriormente.

El Si también forma una disolución sólida intersticial en una fase de compuesto intermetálico Ca-Zn-Al descrita más adelante. El efecto de disolución sólida del Si en una fase de compuesto intermetálico Ca-Zn-Al aún no se ha confirmado. La cantidad de una fase de compuesto intermetálico Ca-Zn-Al que contiene Si tiende a disminuir relativamente en una capa de aleación Zn-Al-Mg. Para formar una capa de aleación Zn-Al-Mg aprovechando los rasgos de la fase de compuesto intermetálico Ca-Zn-Al, es preferible que se reduzca la concentración de Si.

Por otra parte, el exceso de Si produce el colapso de la estructura de disolución sólida de una fase MCSB fina, lo que da lugar a la formación de una fase de compuesto intermetálico como una fase Mg2Si en una capa de aleación Zn-Al-Mg. Así mismo, en un caso en el que está contenido al menos uno de Ca, Y, La o Ce, se forma una fase de compuesto intermetálico tal como una fase Ca2Si.

Así mismo, el Si forma una fuerte película de óxido que contiene Si en la superficie de una capa de aleación Zn-Al-Mg. Esta película de óxido que contiene Si tiene una estructura en la que es menos probable que la capa de aleación Zn-Al-Mg eluya, lo que da lugar a una reducción de la capacidad de protección contra la corrosión de sacrificio. En particular, la reducción de la capacidad de protección contra la corrosión de sacrificio en el estadio inicial de la corrosión antes del colapso de una barrera de película de óxido que contiene Si tiene un impacto significativo.

Además, debe cumplirse la condición Si < Sn. En un caso en el que se cumple la condición Si < Sn, el Si está contenido en una fase MCSB fina de tal manera que puede evitarse la reducción de la capacidad de protección contra la corrosión de sacrificio debido al Si contenido. Por otra parte, en el caso de Sn < Si, se forma en gran cantidad una fase Mg2Si cristalina en forma de aguja que difiere de una fase de compuesto intermetálico Ca-Al-Si y de una fase de compuesto intermetálico Mg-Al-Si, lo que hace imposible mantener la estructura de una fase Zn que incluya una fase MCSB fina. Así mismo, como una fase Mg2Si promueve la formación de una estructura eutéctica ternaria Zn-Al-MgZn2, la resistencia a la corrosión de superficies lisas también empeora ligeramente. Por lo tanto, es preferible que se forme una fase MCSB fina en mayor cantidad que una fase Mg2Si en una capa de aleación Zn-Al-Mg.

Por consiguiente, la concentración de Si es menor que el 2.5 %. La concentración de Si es preferiblemente menor que el 0.5 %, más preferiblemente menor que el 0.3 %, desde el punto de vista de la resistencia a la corrosión de superficies lisas y la protección contra la corrosión de sacrificio. En particular, es preferible reprimir la concentración de Si a menos del 0.01 % desde los puntos de vista de la resistencia a la corrosión de superficies lisas y la capacidad de protección contra la corrosión de sacrificio.

Por otra parte, cuando se espera que una fase de compuesto intermetálico Ca-Al-Si y una fase de compuesto intermetálico Mg-Al-Si sean eficaces para mejorar los efectos de prevención del agrietamiento y la exfoliación en una porción procesada, la concentración de Si es preferiblemente el 0.05 % o más, más preferiblemente el 0.1 % o más. Lo mismo se aplica a la concentración de Ca. Los efectos de la barrera de película de óxido en presencia de Si son limitados, los cuales se exhiben en el estadio inicial de la corrosión. La capacidad de protección contra la corrosión de sacrificio tiende a mejorarse gradualmente con el tiempo.

En la presente memoria, el Si forma una disolución sólida en una fase MCSB fina, que es una disolución sólida intersticial en una fase MCSB fina. Así, cuando el Si forma una disolución sólida en una fase MCSB fina, la estructura cristalina de la fase MCSB fina se distorsiona, lo que permite su detección por XRD o similares. Para ello, es preferible que el Si esté contenido en la capa de revestimiento en una concentración del 0.05 % o más. Cuando la concentración de Si es del 0.05 % o más, el Si contenido en una fase MCSB fina se satura. Incluso cuando el Si está contenido en una fase MCSB fina, la capacidad de protección contra la corrosión de sacrificio está garantizada contra la corrosión a largo plazo. En particular, es preferible que el Si esté contenido en una fase MCSB fina en términos de resistencia a la corrosión en una porción procesada. Del mismo modo, también es preferible en términos de capacidad de protección contra la corrosión de sacrificio (especialmente resistencia a la corrosión de la superficie del extremo del corte).

<Cr: del 0 % a menos del 0.25 %, Ti: del 0 % a menos del 0.25 %, Ni: del 0 % a menos del 0.25 %, Co: del 0 % a menos del 0.25 %, V: del 0 % a menos del 0.25 %, Nb: del 0 % a menos del 0.25 %, Cu: del 0 % a menos del 0.25 %, Mn: del 0 % a menos del 0.25 %, siempre que 0 < Cr Ti Ni Co V Nb Cu Mn <0.25>.

El Sn en el Mg2Sn se sustituye parcialmente por Cr, Ti, Ni, Co, V, Nb, Cu y Mn siempre que sus contenidos sean pequeños. En otras palabras, se forma una fase Mg2Sn sustituida (fase MCSB fina) en la que el Sn esté parcialmente sustituido por al menos uno de Cr, Ti, Ni, Co, V, Nb, Cu o Mn. La concentración de cualquiera de estos elementos debe ser menor que la concentración de Sn. Es difícil confirmar un cambio obvio en la capacidad de protección contra la corrosión de sacrificio, que se observa, por ejemplo, en una fase Mg2Sn sustituida (fase MCSB fina) que incluye una sustitución de Sn por Ca, Y, La, Ce, Bi o In. Sin embargo, como el Sn sustituido como antes se une además a otro Mg para formar una fase MCSB fina. Esto permite aumentar la cantidad total de fase MCSB fina. Por otra parte, como es posible aumentar el Mg que se consume para la formación de una fase MCSB fina, el efecto de protección contra la corrosión de sacrificio aumenta ligeramente, y el potencial de corrosión tiende a desplazarse hacia un lado relativamente más bajo.

Obsérvese que la cantidad de Sn que puede sustituirse es limitada. En caso de que la concentración de cualquiera de los elementos sea el 0.25 % o más o la concentración total de estos no satisfaga Cr Ti Ni Co V Nb Cu Mn < 0.25, se formará una fase de compuesto intermetálico compuesta principalmente por los elementos contenidos en lugar de una fase MCSB fina. Esto hace imposible garantizar la formación suficiente de una fase MCSB fina. Por ejemplo, se forma una fase de compuesto intermetálico que solo contiene un elemento Mg, como una fase MgCu2, lo que reduce la capacidad de protección contra la corrosión de sacrificio. Así mismo, se produce una reacción de acoplamiento y la resistencia a la corrosión empeora enormemente. La procesabilidad también llega a ser deficiente.

Por lo tanto, las concentraciones de Cr, Ti, Ni, Co, V, Nb, Cu y Mn se establecen en menos del 0.25 % de forma que se satisfaga 0 < Cr Ti Ni Co V Nb Cu Mn < 0.25.

<Fe: del 0 % al 5.0 %>

En un caso en el que se forma una capa de revestimiento por el método de revestimiento por fusión, el Fe está contenido en una cierta concentración en una capa de aleación Zn-Al-Mg y una capa de aleación Al-Fe.

Se ha confirmado que el Fe contenido en una capa de revestimiento (en particular, una capa de aleación Zn-Al-Mg) en una concentración de hasta el 5.0 % no influye desventajosamente en las propiedades. En muchos casos, dado que el Fe está contenido principalmente en una capa de aleación Al-Fe, la concentración de Fe suele aumentar a medida que aumenta el espesor de esta capa.

<Sr: del 0 % al menos del 0.5 %, Sb: del 0 % al menos del 0.5 %, Pb: del 0 % al menos del 0.5 %, B: del 0 % al menos del 0.5 %, siempre que 0 < Sr Sb Pb B < 0.5>

Se desconoce si Sr, Sb, Pb y B influyen en la formación de una fase de compuesto intermetálico como una fase MCSB fina. Pequeñas cantidades de estos elementos pueden formar una disolución sólida en una fase Zn en una capa de aleación Zn-Al-Mg y también pueden detectarse en una fase MCSB fina. Por lo tanto, pueden desempeñar una función como elemento sustitutivo. Aunque no se observa particularmente que estos elementos causen cambios en las propiedades, los elementos pueden cambiar la apariencia de una capa de revestimiento, permitiendo de ese modo que se forme un patrón con diseño de flor en la superficie de la capa de revestimiento.

Cuando la concentración de cada uno de estos elementos es el 0.5 % o más, el elemento no puede formar una disolución sólida en una fase Zn, aunque no afecta a la formación de una fase MCSB fina. Como resultado, se forman varias fases de compuestos intermetálicos, lo que produce el empeoramiento de la procesabilidad y la resistencia a la corrosión.

Por lo tanto, las concentraciones de Sr, Sb, Pb y B se establecen menores que el 0.5 %. Además, también se requiere satisfacer Sr Sb Pb B < 0.5 como un índice que impida la sustitución para la formación de una fase MCSB fina mientras se facilita la formación de una fase de compuesto intermetálico.

Las impurezas son componentes que están contenidos en los materiales de partida o que se preparan en las etapas de producción sin intención de añadir dichos componentes. Por ejemplo, cantidades mínimas de componentes distintos del Fe se preparan incidentalmente como impurezas en una capa de revestimiento debido a la difusión atómica entre un producto de acero (metal base) y un baño de revestimiento.

A continuación, se describirán las fases que constituyen una capa de aleación Zn-Al-Mg.

Una capa de aleación Zn-Al-Mg tiene una fase Zn. La fase Zn tiene una fase MCSB fina (fase de compuesto intermetálico Mg-Sn). En otras palabras, la fase MCSB fina está contenida (incluida) en la fase Zn.

La capa de aleación Zn-Al-Mg puede tener una fase MgZn2 y una fase Al. Así mismo, es deseable que la capa de aleación Zn-Al-Mg no incluya una estructura eutéctica ternaria Zn-Al-MgZn2 o que incluya solo una cantidad mínima de una estructura eutéctica ternaria Zn-Al-MgZn2.

Específicamente, es deseable que la capa de aleación Zn-Al-Mg tenga una estructura con una fase MgZn2, una fase Al y una fase Zn que incluya una fase MCSB fina. En cuanto a las cantidades de las fases, es deseable que las cantidades totales de la fase MgZn2 y la fase Al exceda de la cantidad de la fase Zn que incluye una fase MCSB fina en términos de proporción de área. Por ejemplo, es deseable que la proporción de área total de la fase MgZn2 y la fase Al sea del 40 % al 85 % (preferiblemente del 50 % al 75 %), y la proporción de área de la fase Zn que incluye una fase MCSB fina sea del 3 % al 35 % (preferiblemente del 10 % al 30 %).

Como cada fase tiene una alta resistencia a la corrosión, se forma una estructura excelente en resistencia a la corrosión de superficies lisas. Aunque la porción de fase MCSB fina eluye fácilmente también de la fase Zn que incluye una fase MCSB fina, el producto de corrosión que se forma tiene el efecto antiherrumbre, lo que finalmente da como resultado una mejor resistencia a la corrosión. Así, se adquiere una resistencia a la corrosión comparable o superior a la de la fase Zn.

En un caso en el que una capa de revestimiento contiene Ca y Si, puede existir una fase de compuesto intermetálico Ca-Al-Si y una fase de compuesto intermetálico Mg-Al-Si en una capa de aleación Zn-Al-Mg. Sin embargo, estas fases de compuestos metálicos están finamente dispersadas en pequeñas cantidades en la capa de revestimiento, y no constituyen la fase principal de la capa de aleación Zn-Al-Mg como ocurre con la fase MCSB fina.

Suponiendo que la cantidad de una fase Zn represente la mitad o más de la cantidad de fase de una capa de aleación Zn-Al-Mg (en particular, cuando se cumple alguna de las condiciones tales como una concentración de Al menor que el 20.0 %, una concentración de Mg menor que el 5.0 % y una concentración de Sn menor que el 3.0 %), es probable que se forme una estructura eutéctica ternaria fina de Zn-Al-MgZn2 en la capa de aleación Zn-Al-Mg. Dado que esta estructura eutéctica ternaria es susceptible de corrosión debido a una reacción de acoplamiento, la corrosión tiende a progresar más rápidamente que la corrosión que se produce en una estructura de revestimiento en la que cada estructura cristalina se convierte en una estructura gruesa. Así mismo, cuando el MgZn2 que tiene una procesabilidad deficiente forma una estructura eutéctica ternaria y está finamente dispersado en una capa de aleación Zn-Al-Mg, es probable que se convierta en el origen del agrietamiento. En particular, es probable que se produzca pronto la formación de herrumbre blanca a partir de innumerables grietas que alcancen un metal base (producto de acero) en una porción procesada o similar. Por lo tanto, es preferible evitar en la medida de lo posible la formación de esta estructura eutéctica ternaria.

En la presente memoria, la mayoría de los productos de acero revestidos a base de Zn-AI-Mg existentes tienen una capa de aleación Zn-Al-Mg que incluye una estructura eutéctica ternaria (Figura 1).

Por otra parte, resulta más fácil evitar la formación de una estructura eutéctica ternaria mediante 1) restringiendo la composición química de la capa de revestimiento según la explicación a un cierto intervalo (en particular, las concentraciones de Zn, Al y Mg) para aumentar las cantidades de fase de la fase MgZn2 y la fase Al; 2) incluyendo elementos que constituyan una fase MCSB fina (Sn y otros elementos); y 3) controlando adecuadamente las condiciones de producción en el método de revestimiento por fusión. Como resultado, es posible eliminar o reducir esta estructura eutéctica ternaria.

La Figura 2 es una imagen electrónica de reflexión SEM de un ejemplo representativo de la capa de revestimiento según la explicación. Como se muestra en la Figura 2, por ejemplo, una fase Zn, una fase Al, y una fase MgZn2 están presentes en una capa de aleación Zn-Al-Mg. Así mismo, al contener Sn o similares, la fase Zn incluye una fase MCSB fina. Como resultado, se reprime la formación de una estructura eutéctica ternaria Zn-Al-MgZn2.

Se cree que esto se debe a que la composición química de la capa de revestimiento según la explicación hizo que la formación de una fase Zn-Al-MgZn2 por la reacción eutéctica ternaria se cambiara a la formación de una fase MCSB fina en la reacción de solidificación final. Así mismo, como resultado de la pérdida o reducción de la estructura eutéctica ternaria, se imparte suficiente procesabilidad incluso a un producto de acero revestido relativamente duro en el que originalmente se forma una gran cantidad de una fase MgZn2 con una gran cantidad de Mg en una capa de aleación Zn-Al-Mg, lo que dificulta su procesamiento.

A continuación, se describirá en detalle una fase MCSB fina (fase de compuesto intermetálico Mg-Sn).

Una fase MCSB fina es una fase dura (grano) en comparación con una fase Zn, y es una fase blanda en comparación con una fase MgZn2. Normalmente, una fase de compuesto intermetálico duro tiene una deformabilidad plástica deficiente. Sin embargo, cuando se deposita finamente en una fase Zn, el empeoramiento de su deformabilidad plástica se reduce significativamente. Por lo tanto, en un caso en el que una fase MCSB fina está contenida en una fase Zn, la dureza de la fase Zn aumenta mientras que la procesabilidad es poco probable que empeore.

Por otra parte, cuando aumenta una fase MCSB fina, disminuye ligeramente la cantidad de fase de una fase MgZn2 que tiene una deformabilidad plástica extremadamente deficiente. Por lo tanto, cuando aumenta una fase MCSB fina, se muestran los efectos que conducen a la mejora de la procesabilidad.

Estos fenómenos dan lugar a una capa de revestimiento de gran dureza y excelente resistencia al desgaste, con lo que también se consigue procesabilidad incluso con una dureza alta.

De forma similar a la fase MCSB fina, una fase de compuesto intermetálico Ca-Al-Si y una fase de compuesto intermetálico Mg-Al-Si también son sustancias duras, pero son fases blandas en comparación con la fase MgZn2. Por lo tanto, es menos probable que empeore la procesabilidad incluso cuando se incluyen estas fases de compuestos intermetálicos.

En la presente memoria, es deseable que la dureza de una capa de revestimiento sea de al menos 150 Hv en dureza Vickers media. Una capa de revestimiento que tenga un valor medio de dureza Vickers de 150 Hv o más es normalmente una capa de revestimiento más dura que las capas de revestimiento existentes a base de Zn-Al-Mg y normalmente difíciles de procesar. Sin embargo, mediante el control de la estructura de la capa de aleación Zn-Al-Mg en la explicación, se realiza el procesamiento de la capa de revestimiento, como el plegado en V en un intervalo de valores R constantes, y se puede conseguir una procesabilidad equivalente a la de las chapas de acero existentes revestidas a base de Zn-Al-Mg.

Al permitir que una fase MCSB fina esté contenida en una fase Zn, es posible controlar adecuadamente la tasa de elución de una capa de revestimiento. Cuando una fase MCSB fina no se incorpora a una fase Zn, la fase MCSB fina localizada eluye antes, lo que produce una pérdida inmediata de los efectos de la fase MCSB fina. Así mismo, como el Zn no eluye, no se forma un producto de corrosión adecuado para la protección contra la corrosión.

Como se forma una fase Zn que contiene una fase MCSB fina, no se produce una reacción eutéctica ternaria de una fase Zn-Al-MgZn2. Por lo tanto, es poco probable que coexistan la estructura eutéctica ternaria y la fase Zn que contiene una fase MCSB fina. Se ha descubierto experimentalmente que siempre que una fase Zn que incluya una fase MCSB fina esté presente en una capa de aleación Zn-Al-Mg en una fracción de área del 3 % o más, en particular, del 5 % o más, en una sección transversal de la capa de aleación Zn-Al-Mg, significa que casi se ha perdido una estructura eutéctica ternaria. Así mismo, como resultado de la pérdida de una estructura eutéctica ternaria, se han mejorado la resistencia a la corrosión de superficies lisas y la procesabilidad. Además, la resistencia a la corrosión de superficies lisas puede ejercerse en un grado superior al del revestimiento a base de Zn-Al-Mg disponible comercialmente, incluso con un alto contenido de Mg, lo que permite garantizar una procesabilidad equivalente a la del revestimiento a base de Zn-Al-Mg disponible comercialmente.

Sin embargo, para mantener la resistencia a la corrosión de superficies lisas, es necesario cumplir estrictamente con la composición química de la capa de revestimiento especificada en la explicación y reprimir la formación de una fase de compuesto intermetálico que cause un empeoramiento extremo de la resistencia a la corrosión de superficies lisas que no sea una fase MCSB fina, una fase de compuesto intermetálico Ca-Zn-Al, una fase de compuesto intermetálico Ca-Al-Si y una fase de compuesto intermetálico Mg-Al-Si. Una vez formada dicha fase de compuesto intermetálico, la resistencia a la corrosión de superficies lisas puede empeorar incluso en presencia de una fase Zn que incluya una fase MCSB fina.

Se confirma la pérdida de una estructura eutéctica ternaria de Zn-Al-MgZn2 en presencia de una fase Zn que incluye una fase MCSB fina, basándose en que la reacción final de solidificación no se lleva a cabo mediante la solidificación de una fase Zn-Al-MgZn2 mediante una reacción eutéctica ternaria, sino por la formación de una fase MCSB fina, según el componente químico de la capa de revestimiento y el método de producción de revestimiento según la explicación mencionada anteriormente. Para confirmar si se forma o no una estructura eutéctica ternaria en una capa de revestimiento, lo más preferible es observar una estructura de sección opcional de una capa de revestimiento arbitraria para la observación de la estructura por SEM (por ejemplo, a una tensión de aceleración de 15 kV o menos, una corriente de filamento de 2 a 3A, una corriente de emisión de 100 pA a 200 pA y un aumento de aproximadamente 1000 veces).

En la presente memoria, la Figura 3 muestra un ejemplo de una fase MCSB fina incluida en una fase Zn. Como se muestra en la Figura 3, una sola fase MCSB fina en sí es una fase muy fina, y casi cada fase MCSB fina no alcanza un tamaño de grano de 1 pm y existe un lote en la fase Zn. Esto se debe a una disminución en el límite de solubilidad del sólido que acompaña a una disminución en la temperatura de la fase Zn produce que Mg, Ca, Sn, Bi, y similares sean liberados durante el proceso de solidificación de una capa de revestimiento, y se forma una fase MCSB fina como resultado de la unión de estos elementos. La fase MCSB fina depositada a través de este proceso siempre está contenida en la fase Zn. En el método de revestimiento por fusión, se encuentra empíricamente que la fase MCSB fina a menudo tiene un tamaño de grano menor que 1 pm y se deposita como manchas.

Por lo tanto, es preferible que la fase MCSB fina contenida en la fase Zn tenga un tamaño de grano medio menor que 1 pm. El límite inferior del tamaño medio de grano de la fase MCSB fina no está particularmente limitado, pero es, por ejemplo, 0.05 pm o más.

Téngase en cuenta que cuando una fase MCSB fina se forma principalmente y se conserva en un intervalo de temperatura que permite la difusión atómica (alrededor de 150 °C a 350 °C) durante un largo periodo de tiempo, también se observa una fase MCSB con un tamaño de grano de 1 pm o más. Sin embargo, su ubicación siempre es principalmente en la fase Zn, lo que simplemente indica que las fases MCSB finas, que estaban finamente dispersadas en el estado inicial, han crecido y se han agregado entre sí, y el tamaño del grano ha aumentado. Por lo tanto, casi no hay influencia en la resistencia a la corrosión de superficies lisas y similares.

En la presente memoria, la resistencia a la corrosión de superficies lisas y la capacidad de protección a la corrosión de sacrificio son contradictorias entre sí, y en un caso en el que se asigna importancia a ambas propiedades, es preferible que esté presente una fase MCSB fina. Por otra parte, en un caso en el que se diseña una capa de revestimiento para la que se da importancia a la capacidad de protección contra la corrosión de sacrificio, es preferible permitir que algunas fases MCSB tengan un tamaño de grano de 1 pm o más para crecer en gran medida en una capa de Zn-Al-Mg.

Tales fases MCSB que tienen un tamaño de grano de 1 pm o más corresponden a una fase MCSB masiva descrita más adelante.

El potencial de corrosión de una capa de revestimiento cae drásticamente cuando está presente una fase Zn que contiene una fase MCSB fina. Específicamente, por ejemplo, el potencial de corrosión de la capa de revestimiento cae del potencial de corrosión exhibido por una capa de revestimiento fundido típica a base de Zn-Al-Mg [-1.0 V a -1.1 V(vs.un electrodo de referencia Ag/AgCl en una disolución acuosa de NaCI al 5 %)] a alrededor de -1.5 V como mínimo dependiendo del contenido de una fase MCSB fina. La medición electroquímica es un medio eficaz para confirmar el comportamiento de corrosión en el estadio más temprano. Cuando la presencia de una fase MCSB fina produce una disminución en el potencial de corrosión de una capa de revestimiento, un elemento que tiene efectos anticorrosivos (como Mg o Ca) se disuelve antes que una capa de revestimiento por fusión a base de Zn-Al-Mg ordinaria, y cubre, en particular, un metal base (producto de acero) y reprime la formación de herrumbre en el metal base (producto de acero). La reducción del potencial permite que un elemento que tiene efectos anticorrosivos (como Mg o Ca) migre una larga distancia de su ubicación. Por lo tanto, se puede esperar un efecto anticorrosión en una superficie del extremo del corte, que ha sido imposible de obtener con una capa convencional de revestimiento fundido a base de Zn-Al-Mg.

Es posible confirmar si una fase MCSB fina está contenida en una fase Zn por difracción de rayos X (XRD) usando un rayo Cu-Ka. Normalmente, el pico de difracción de Mg2Sn en XRD está representado por, por ejemplo, tarjetas JCPDS: PDF núm., 00-007-0274, núm., 00-006-0190 y núm., 00-002-1087. Sin embargo, en una capa de revestimiento a base de Zn-Al-Mg, el pico de difracción óptimo para identificar una fase MCSB fina es un pico de difracción a 22.8° que no se superpone a los picos de difracción de una fase Zn, una fase MgZn2 y una fase Al. Además del pico a 22.8°, los picos de difracción favorables usados para identificar una fase MCSB fina son los picos de difracción a 23. 3° y 24. 2°, que no se superponen a los picos de difracción de las otras fases constituyentes de una capa de revestimiento y son convenientes para identificar una fase MCSB fina.

En un caso en el que están contenidos, Bi, In, Ca y similares, además de Sn, una fase MgZn2 (o una fase Mg), que originalmente existe como una fase MgZn2 masiva en una capa de revestimiento existente a base de Zn-Al-Mg o existe como una estructura eutéctica ternaria Zn-Al-MgZn2, disminuye y es reemplazada por una fase MCSB fina. Por ejemplo, el PDF núm., 00-034-0457 es típico para la identificación de una fase MgZn2, y su pico de difracción más fuerte a 41.3° es un indicador de abundancia. Normalmente, a medida que aumenta la abundancia de una fase MCSB fina, esta intensidad de pico disminuye.

Específicamente, cuando se basa en una imagen de difracción de rayos X de la superficie de la capa de revestimiento, la imagen que se mide usando un rayo Cu-Ka con una salida de rayos X a 40 kV y 150 mA, intensidad específica I (fase MCSB fina) = {I (22.8° intensidad (cps)) I (23.3° intensidad (cps)) I (24.2° intensidad (cps))}/3 x 1 (intensidad de fondo a 20° (cps)) es 1.5 o más (preferiblemente más de 3.0), puede ser un índice para la presencia suficiente de Mg en la fase MCSB fina. Se observa claramente el potencial de corrosión menor que el potencial de corrosión (-1.0 V a -1.1 V) demostrado por la capa de revestimiento existente a base de Zn-Al-Mg. En otras palabras, se indica que hay un pico de difracción distinguible de la fase MCSB fina frente al fondo. La presencia de la fase MCSB fina permite confirmar claramente la mejora de la resistencia a la corrosión de sacrificio (especialmente, la mejora de la resistencia a la corrosión en la superficie del extremo del corte).

En los últimos años, haysoftwareque puede realizar, por ejemplo, la eliminación del fondo como un método para calcular la intensidad de fondo. A partir de los datos de intensidad del pico de difracción obtenidos, 20 se genera un gráfico de intensidad (cps) para crear una línea aproximada (línea recta) de la porción lisa confirmada en 15° a 25°. Dado que el pico de difracción no aparece a 15° y 25° de la superficie de la capa de revestimiento según la explicación, cuando simplemente se toma un valor medio de intensidad (cps) a 15° y 25°, da una intensidad de fondo a 20°. En un caso en el que existe la posibilidad de que algunos picos de difracción puedan superponerse a 15° y 25°, se adopta una media de valores a 15° (±1 °) y 25° o una media de valores a 15° y 25° (±1 °).

Cuando está presente una fase MCSB fina en una fase Zn, atrae iones tales como Cl- y OH- junto con la precorrosión de la fase MCSB fina, dando como resultado la corrosión de áreas circundantes. Por lo tanto, una cierta cantidad de propia fase Zn, que es originalmente menos soluble en comparación con Mg y Ca, se disuelve, y también eluye Zn, así como Mg y Ca, que también añade efectos antiherrumbre de Zn. Así mismo, en la capa de aleación de Zn-Al-Mg, Sn, Bi y similares, de la que se separan Mg y Ca, permanecen como metales individuales sin migrar. Esto da como resultado un ambiente en el cual existe una porción parcialmente superior de manera electroquímica en la fase Zn, y el Zn que rodea la porción se corroe fácilmente. Originalmente están presentes Mg y Ca como Mg(OH)2 y Ca(OH)2 en un metal base (producto de acero), y, así, tienen alta solubilidad en agua y son difíciles de mantener de forma estable en la superficie de revestimiento y el metal base.

Sin embargo, como los iones Zn eluyen junto con Mg y Ca, se forma un producto de corrosión a base de Zn en un ambiente alcalino en presencia de Mg(OH)2 e Ca(OH)2. Al incorporar elementos Mg y Ca en el producto de corrosión a base de Zn, se hace posible formar una película de una fase de compuesto intermetálico Zn-Mg-Ca que proteja un metal base en un corto periodo de tiempo.

Por lo tanto, una estructura en la que se incluye una fase MCSB fina en una fase Zn tiene una alta capacidad de protección contra la corrosión de sacrificio y su contenido de corrosión aumenta en comparación con una estructura en la que se incluye simplemente una fase MCSB fina (en otras palabras, una estructura en la que se forma una fase MCSB fina fuera de una fase Zn). Sin embargo, como se forma inmediatamente una película altamente resistente a la corrosión, la resistencia a la corrosión mejora bastante en muchos casos. Controlando las cantidades de fase la fase MCSB fina y la fase Zn, pueden controlarse los efectos (el intervalo de elución y el periodo de protección contra la corrosión).

En particular, cuando está presente una fase Zn que contiene una fase MCSB fina con una fracción de área del 3 % o más (preferiblemente, el 10 % o más) (con respecto a una sección transversal de una capa de aleación Zn-Al-Mg), los elementos eluidos de una capa de revestimiento en un estadio temprano tiene mayor tendencia a formar una película antiherrumbre inmediatamente. Por lo tanto, la capacidad de protección contra la corrosión de sacrificio (en particular, la resistencia a la corrosión de la superficie del extremo del corte) mejora aún más.

Por otra parte, en una fase Zn que contiene una fase MCSB fina, cuando está presente una fase MCSB fina (en otras palabras, una fase de compuesto intermetálico de Mg-Sn con un tamaño de grano menor que 1 gm) con una fracción de área (fracción de área con respecto a una fase Zn que contiene una fase MCSB fina) del 10 % al 50 % (preferiblemente del 15 % al 35 %), los elementos eluidos de una capa de revestimiento en un estadio temprano tiene una mayor tendencia a formar una película antiherrumbre inmediatamente. En consecuencia, la capacidad de protección contra la corrosión de sacrificio (en particular, la resistencia a la corrosión de la superficie del extremo del corte) mejora aún más.

Por lo tanto, en una sección transversal de una capa de aleación Zn-Al-Mg, la fracción de área de una fase MCSB fina (en otras palabras, una fase de compuesto intermetálico Mg-Sn con un tamaño de grano menor que 1 gm) con respecto a una fase Zn que contiene una fase MCSB fina es del 10 % al 50 %.

A continuación, se describirá el «efecto que contiene Ca» para mejorar eficazmente la capacidad de protección contra la corrosión de sacrificio.

Cuando hay Ca en una capa de aleación Zn-Al-Mg, el Mg en Mg2Sn es parcialmente sustituido por Ca. Por ejemplo, cuando la concentración de Ca es del 0.05 % al 3.00 %, se observa la formación de una «fase MgCaSn» o similar que es una fase Mg2Sn sustituida (fase MCSB fina). A medida que aumenta la cantidad de una fase Mg2Sn, aumenta la cantidad de una fase Mg2Sn que se permite cambiar a una fase MgCaSn. La estructura cristalina de Mg2Sn no sustituida cambia para transformarse en Mg9Sn5. A medida que aumenta la cantidad de Mg2Sn, la Mg9Sn5 también aumenta.

En otras palabras, cuando la concentración de Ca es del 0.05 % al 3.00 %, una fase MgCaSn y una fase Mg9Sn5 están contenidas en una fase Zn como una fase MCSB fina.

A medida que la formación de una fase MgCaSn y la transformación a un progreso de fase Mg9Sn5, la capacidad de protección contra la corrosión de sacrificio de una capa de revestimiento mejora y la capacidad de protección contra la corrosión de sacrificio a largo plazo aumenta. Se requiere un índice para la incorporación de todos los Ca contenidos en Mg2Sn y un índice para la transformación en una fase Mg9Sn5. Para la detección de una fase MCSB fina en la que se incorpora Ca, es preferible confirmar que se detecta Ca originalmente en una posición idéntica a la posición del Mg por TEM o EPMA. Sin embargo, puede confirmarse basándose en una imagen de difracción de rayos X de la superficie de una capa de revestimiento sometida a medición mediante un rayo Cu-Ka con una salida de rayos X a 40 kV y 150 mA.

Normalmente, el pico de difracción XRD de Mg2Sn se puede aplicar a una capa de revestimiento a base de Zn-Al-Mg, y los picos de difracción a 22.8°, 26.3° y 37.6° son picos diferenciales específicos de Mg2Sn que son picos de difracción representativos usados para la detección. Por otra parte, por ejemplo, MgCaSn se representa por la tarjeta JCPDS: núm., 01-072-5710, Mg9Sn5 se representa por la tarjeta JCPDS: núm., 01-073-8010. Un pico de difracción a 23.3° es un pico de difracción detectado en Mg2Sn, MgCaSn o Mg9Sn5 independientemente de la presencia de Ca.

En la presente memoria, los picos de difracción a 22.8° y 26.3° se vuelven más pequeños a medida que aumenta la concentración de Ca, y los picos se vuelven difícilmente detectables después de la sustitución de Ca. La misma tendencia se observa en un pico de difracción a 37.6°. Sin embargo, dado que el pico está rodeado de picos de gran diferencia, no es adecuado para la identificación.

El grado de sustitución de Ca, que significa las cantidades de una fase MgCaSn y una fase Mg9Sn5 formada, puede medirse usando intensidades a estos grados como índices. Específicamente, cuando la siguiente fórmula: intensidad específica I (MgCaSn Mg9Sns) = {I (22.8° intensidad (cps)) I (26.3° intensidad (cps))}/1 (23.3° intensidad (cps)) rinde menos de 0.3 (preferiblemente menos de 0.1), e I (23.3° intensidad (cps)) es de 500 cps o más, significa que existe una fase Mg2Sn (fase MCSB fina) en una capa de aleación Zn-AI-Mg, tiene lugar sustitución de Ca en casi todas las posiciones de Mg en el Mg2Sn existente, y, así, la fase principal consiste en la fase MgCaSn y la fase Mg9Sn5.

En un caso en el que la intensidad I (23.3° (cps)) es menor que 500 cps, ya que la cantidad de la fase Mg2Sn (fase MCSB fina) originalmente existente en la capa de aleación Zn-AI-Mg no es suficiente, es preferible que la intensidad específica I (MgCaSn Mg9Sn5) se establezca en 0.3 o más.

Las propiedades de una fase Mg2Sn (fase MCSB fina) por sustitución de Ca cambian como se describe a continuación. Cuando se incorpora Ca en una fase Mg2Sn tal que se forma una fase MgCaSn, la cantidad de Mg eluído puede reprimirse de manera adecuada sin cambiar la capacidad de protección contra la corrosión de sacrificio (potencial de corrosión) de la fase Mg2Sn. Como resultado, se pueden obtener efectos de protección contra la corrosión de sacrifico de alto grado durante un periodo de tiempo más largo. Efectos similares se obtienen también para una fase Mg9Sn5. Estos efectos pueden ser confirmados por varios ensayos de corrosión y similares, así como la medición electroquímica.

Los efectos de incluir Y, Ce, La, Bi e In que no sea Ca se pueden confirmar por el mismo método. Así mismo, aunque se puede detectar una pequeña cantidad de una fase Sn metálica alrededor de una fase MgCaSn y una fase Mg9Sn5 debido a cambios en la estructura cristalina, ya que la cantidad es pequeña, los cambios en las propiedades no son significativos y, así, se pueden ignorar.

A continuación, se describirán los efectos que contienen Si.

Cuando hay Si, el Si forma una disolución sólida intersticial en una fase MCSB fina como se describió anteriormente, que hace la estructura cristalina resultante más complicada. En tal momento, la orientación cristalina preferida de la fase MCSB fina cambia fácilmente. Por lo tanto, por ejemplo, en un caso en el que existe la «fase MgCaSn y la fase Mg9Sn5» correspondiente a la fase MCSB fina, hay una capa de revestimiento excepcional con la que se puede obtener el efecto de protección contra la corrosión de sacrificio, aunque los índices de evaluación descritos anteriormente no estén satisfechos.

Por ejemplo, en un caso en el que haya Ca, Si, y Mg en alta concentración (específicamente un caso en el que se satisfaga una concentración de Mg de mayor que el 4.0 % a menor que el 12.5 %, una concentración de Ca del 0.05 % al 3.00 % y una concentración de Si del 0.01 % al 2.5 %), aparece una capa de revestimiento excepcional, que no corresponde a algunos de los índices descritos anteriormente. Incluso en dicha capa de revestimiento, cuando el Ca, el Si y el Mg satisfacen los componentes químicos descritos anteriormente, es posible definir el efecto de permitir que una fase MCSB fina contenga Si estableciendo un nuevo índex para la intensidad XRD obtenida.

En la presente memoria, la intensidad específica descrita I (fase MCSB fina) = {I (22.8° intensidad (cps)) I (23.3° intensidad (cps)) I (24.2° intensidad (cps))}/3 X I (intensidad de fondo a 20° (cps)) es 1.5 o más, y entre los picos de difracción que aparecen entre 23.0° y 23.46°, aparece un pico de difracción con la intensidad más fuerte entre 23.36° y 23.46°, que sirve como condiciones previas. Incluso en un caso en el que no se satisfaga la intensidad específica I (MgCaSn MggSns) descrita anteriormente, pueden confirmarse los efectos de alto grado de la protección contra la corrosión de sacrificio. En otras palabras, en un caso en el que el ángulo con la intensidad (20) más fuerte de un pico de difracción derivado de la fase MCSB fina que contiene Si (pico de difracción originado de 23.3°) aparece entre 23.36° y 23.46° se pueden confirmar efectos de alto grado de la protección contra la corrosión de sacrificio.

Por ejemplo, en un caso en el que una fase MgCaSn y una fase MgCaSn, que normalmente corresponden a una fase MCSB fina, no contienen Si, la intensidad más fuerte del pico de difracción originado a partir de 23.3° aparece entre 23.25°y 23.35°. Por otra parte, en un caso en el que la fase MgCaSn y la fase MgCaSn contienen Si, como está distorsionada la red cristalina hecha de la fase MgCaSn y la fase MgCaSn, la intensidad más fuerte aparece entre 23.36° y 23.46°. Esta fase MCSB fina que contiene Si (la fase MgCaSn que contiene Si y la fase MgCaSn que contiene Si) tiene efectos similares a los efectos de la fase MgCaSn sin Si y la fase MggSn5 sin Si. En otras palabras, la tasa de corrosión de la fase MCSB fina está optimizada en términos de capacidad de protección contra la corrosión de sacrificio de larga duración.

Es probable que el Si se una a una fase de compuesto intermetálico de Ca-Al y una fase de compuesto intermetálico de Mg-Al. La inclusión de tales fases de compuesto intermetálico unido a Si permite impartir propiedades especiales.

Específicamente, cuando hay Ca y Sn a una concentración de Ca del 0.05 % al 3.00 % y una concentración de Si del 0.01 % al 2.5 %, respectivamente, es posible confirmar la formación de al menos una fase seleccionada del grupo que consiste en una fase de compuesto intermetálico de Ca-Al-Si y una fase de compuesto intermetálico de Mg-Al-Si en una capa de aleación Zn-Al-Mg por SEM o similar.

El tamaño medio de grano de una fase de compuesto intermetálico de Ca-Al-Si y una fase de compuesto intermetálico de Mg-Al-Si es de 1 pm o más. Un tamaño medio de grano de 1 pm o más es un tamaño de grano suficiente para permitir que una fase de compuesto intermetálico de Ca-Al-Si y una fase de compuesto intermetálico de Mg-Al-Si sean identificadas por TEM. Por lo tanto, no existe un umbral del límite inferior del tamaño medio de grano de una fase de compuesto intermetálico de Ca-Al-Si y una fase de compuesto intermetálico de Mg-Al-Si en términos de propiedades especiales. Por otra parte, aunque el límite superior del tamaño medio de grano de una fase de compuesto intermetálico de Ca-Al-Si y una fase de compuesto intermetálico de Mg-Al-Si no esté particularmente limitado, se establece, por ejemplo, en 30 pm o menos.

El comportamiento de crecimiento o la ubicación de una fase de compuesto intermetálico de Ca-Al-Si y el de una fase de compuesto intermetálico de Mg-Al-Si varían según el método de producción o la composición química de una capa de revestimiento. En un caso en el que el enfriamiento rápido se realiza durante la solidificación de una capa de revestimiento, se forman muchas fases finas de compuestos intermetálicos de Ca-Al-Si y fases finas de compuestos intermetálicos de Mg-Al-Si con tamaños de grano pequeños. Por otra parte, en un caso en el que se realiza un enfriamiento lento, el tamaño del grano aumenta y el número de fases de compuestos intermetálicos finos disminuye.

Así mismo, una fase de compuesto intermetálico de Ca-Al-Si está normalmente en forma de aguja o varilla en muchos casos. Una fase de compuesto intermetálico de Mg-Al-Si está en forma amorfa o esférica en muchos casos. Sin embargo, hay algunas excepciones, e incluso una fase de compuesto intermetálico de Ca-Al-Si puede volverse amorfa. Por otra parte, incluso una fase de compuesto intermetálico de Mg-Al-Si puede estar en forma de varilla o de aguja.

En un caso en el que una fase de compuesto intermetálico de Ca-Al-Si y una fase de compuesto intermetálico de Mg-Al-Si están en la «forma de aguja o varilla», se determina que la longitud de la línea más larga (como una línea diagonal) es el tamaño del grano de la fase de compuesto intermetálico de Ca-Al-Si y la fase de compuesto intermetálico de Mg-Al-Si. En un caso en el que una fase de compuesto intermetálico de Ca-AI-Si y una fase de compuesto intermetálico de Mg-Al-Si se encuentran en la «forma amorfa o esférica distinta de la forma de aguja o varilla», se determina que el diámetro del círculo equivalente al área es el tamaño de grano de la fase de compuesto intermetálico de Ca-Al-Si y la fase de compuesto intermetálico de Mg-Al-Si.

En la presente memoria, la Figura 8 muestra una imagen electrónica de reflexión SEM de una sección transversal de un ejemplo de la capa de revestimiento según la explicación, que es una sección transversal de una capa de revestimiento que contiene Ca y Sn a una concentración de Ca del 0.05 % al 3.00 % y una concentración de Si del 0.01 % al 2.5 %, respectivamente (imagen electrónica de reflexión SEM de una sección transversal oblicua de una capa de revestimiento con una inclinación de 10°).

La Figura 10 muestra una imagen ampliada (imagen electrónica de reflexión SEM) de la estructura de la capa de revestimiento en el marco blanco de la Figura 8.

Como se muestra en las Figuras 8 y 9, cuando hay Ca y Sn en una concentración de Ca del 0.05 % al 3.00 % y una concentración de Si del 0.01 % al 2.5 %, respectivamente, por ejemplo, hay una fase granular o amorfa del compuesto intermetálico de Mg-Al-Si y una fase de compuesto intermetálico de Ca-Al-Si de tipo aguja en una capa de revestimiento.

Así mismo, la Figura 10 muestra una imagen ampliada (imagen TEM) de los alrededores de la interfaz entre la capa de revestimiento y el metal base (producto de acero) mostrado en la Figura 8.

La Figura 11A muestra una imagen de difracción de haz de electrones de la fase (13) compuesta de compuesto intermetálico amorfa en la Figura 10, y la Figura 11B muestra un espectro de análisis EDS de la fase (13) amorfa de compuesto intermetálico en la Figura 10.

La Figura 12A muestra una imagen de difracción de haz de electrones de la fase (14) de compuesto intermetálico de tipo aguja en la Figura 10, y la Figura 11B muestra un espectro de análisis EDS de la fase (14) de compuesto intermetálico de tipo aguja en la Figura 10.

En la Figura 10, se detecta la fase (13) amorfa de compuesto intermetálico que contiene Mg, Al y Si como se muestra en la imagen de difracción del haz de electrones (Figura 11A) y el espectro de análisis EDS (Figura 11B) (el Zn deriva del fondo, y el Cu deriva del método de análisis). Por lo tanto, la fase (13) amorfa de compuesto intermetálico se identifica como una fase de compuesto de Mg-Al-Si (fase MgAlSi como ejemplo).

En la Figura 10, se detecta la fase (14) de compuesto intermetálico de tipo aguja que tiene Ca, Al y Si como se muestra en la imagen (14A) de difracción del haz de electrones y el espectro de análisis EDS (Figura 12B) (el Zn deriva del fondo, y el Cu deriva del método de análisis). Por lo tanto, la fase (14) de compuesto intermetálico de tipo aguja se identifica como una fase de compuesto de Ca-Al-Si.

Como se ha descrito anteriormente, una fase de compuesto intermetálico de Ca-Al-Si y una fase de compuesto intermetálico de Mg-Al-Si a menudo no se puede equipararse como una fase de compuesto intermetálico descubierta en el pasado, como se muestra en las Figuras 11A y 12A, incluso en un caso en el que se analizan sobre la base de imágenes de difracción de haz de electrones por TEM o similares. Por otra parte, como se muestra en las Figuras 11B y 12B, como se detectan Ca, Al, y Si o Mg, Al, y Si simultáneamente por análisis EDS, pueden identificarse una fase de compuesto intermetálico de Ca-Al-Si y una fase de compuesto intermetálico de Mg-Al-Si como una fase de compuesto intermetálico que contiene dichos elementos.

En otras palabras, una fase de compuesto intermetálico de Ca-Al-Si y una fase de compuesto intermetálico de Mg-Al-Si pueden distinguirse basándose en una imagen de difracción de haz de electrones por TEM o similares o por análisis EDS. En un caso en que hay Ni en una capa de revestimiento, además de Zn, también se pueden detectar simultáneamente elementos tales como Zn y Ni.

Se forman una fase de compuesto intermetálico de Ca-Al-Si y una fase de compuesto intermetálico de Mg-Al-Si preferiblemente en comparación con una fase MCSB fina, que puede producir que disminuya la fase MCSB fina, y también puede producir que se liberen Ca, Y, La o Ce de la fase MCSB fina. Sin embargo, en un caso en el que la concentración de Ca es suficiente, por ejemplo, el 0.05 % o más, no hay necesidad de prestar especial atención.

Una fase de compuesto intermetálico de Ca-Al-Si y una fase de compuesto intermetálico de Mg-Al-Si son relativamente duras y tienen deficiente ductilidad. La existencia de estas fases de compuestos intermetálicos que tienen un tamaño de grano medio de 1 pm o más en grandes cantidades en una capa de aleación Zn-Al-Mg hace que una capa de revestimiento se agriete finamente durante el procesamiento. Por ejemplo, una capa de revestimiento se rompe finamente mediante la realización de un ensayo de plegado en T o similar, en comparación con un caso en el que no hay estas fases de compuestos intermetálicos en la parte superior externa] (lado de tracción) de una porción procesada plegada (por ejemplo, no hay Ca y Si). En general, como una capa de revestimiento a base de aleación tiene una deficiente ductilidad en comparación con un metal base (producto de acero), muchas porciones expuestas de un metal base (producto de acero) aparecen bajo grietas en una capa de revestimiento.

Cuando el ancho de una sola grieta es grande, la capa de revestimiento experimenta una protección contra la corrosión de sacrificio excesiva. La capacidad de protección contra la corrosión de sacrificio se reduce y la resistencia a la corrosión de la porción procesada empeora en una porción procesada hasta que una porción expuesta inducida por la grieta del metal base está cubierta de herrumbre.

Por otra parte, cuando el ancho de una sola grieta es pequeño (lo que significa que una capa de revestimiento está finamente agrietada), se consigue una protección contra la corrosión de sacrificio adecuada. Por lo tanto, la capacidad de protección contra la corrosión de sacrificio adecuada también se consigue en una porción procesada, dando como resultado la degradación reprimida de la resistencia a la corrosión de la porción procesada.

En otras palabras, el efecto de mejorar la resistencia a la corrosión durante el procesamiento se puede obtener en presencia de una fase de compuesto intermetálico de Ca-Al-Si con un tamaño de grano medio de 1 pm o más y una fase de compuesto intermetálico de Mg-Al-Si con un tamaño medio de grano de 1 pm o más.

Como se describió anteriormente, desde el punto de vista de la mejora de la resistencia a la corrosión de la porción procesada, es preferible que haya al menos uno del grupo seleccionado que consiste en una fase de compuesto intermetálico de Ca-Al-Si con un tamaño medio de grano de 1 pm o más y una fase de compuesto intermetálico de Mg-Al-Si con un tamaño medio de grano de 1 pm o más en una capa de aleación Zn-Al-Mg.

Así mismo, desde el punto de vista de la mejora eficaz de la resistencia a la corrosión de las porciones procesadas, es preferible la fracción de área (fracción de área con respecto a una sección transversal de una capa de aleación Zn-Al-Mg) de cada una de, una fase de un compuesto intermetálico de Ca-Al-Si con un tamaño de grano de 1 pm o más y una fase de compuesto intermetálico de Mg-Al-Si con un tamaño de grano de 1 pm o más, de más del 0 % a menos del 1 %. Cada una de, la fase de un compuesto intermetálico de Ca-Al-Si y una fase de compuesto intermetálico de Mg-Al-Si, no representa una fracción de área grande (1 % o más) en la composición química de la capa de revestimiento según la explicación.

En cuanto a un ensayo de plegado en T, en general, el procesamiento se intensifica aún más en plegado 0T (plegado completo, plegado de 180 grados) que el plegado 4T o similar (un espacio con un espesor de cuatro hojas se deja dentro del pliegue), y la degradación inducida por las grietas de la resistencia a la corrosión de las porciones procesadas es probable que se observe en el plegado 0T. Cuando al menos una de, una fase de compuesto intermetálico de Ca-Al-Si o una fase de compuesto intermetálico de Mg-Al-Si, se dispersa finamente en una capa de aleación de Zn-Al-Mg, una capa de revestimiento se agrieta finamente en cualquier situación de procesamiento. Por lo tanto, la capa de aleación es menos susceptible a la resistencia de una porción procesada.

A continuación, se describirá una fase de compuesto intermetálico de Ca-Zn-Al.

En un caso en el que la concentración de Ca es del 0.05 % al 3.00 % (preferiblemente del 0.10 % al 1.00 %), hay suficiente Ca para Sn, lo que indica que no hay lugar para la sustitución de Mg en una fase MCSB fina, y, así, puede unirse Ca a Zn y Al en una capa de aleación Zn-Al-Mg. Esto se debe a que el Ca originalmente tiende a unirse a Zn para formar una fase de compuesto intermetálico de Ca-Zn (como la fase CaZn2, la fase CaZn5 o la fase CaZn11). En un caso en el que la concentración de Ca es alta, ya que la segregación es muy probable que ocurra, una fase de compuesto intermetálico en la que se produce la unión no se limita a ninguna de las clases anteriores. En el caso de la composición química según la explicación, se forma una fase de compuesto intermetálico de Ca-Zn-Al en la que el Zn en una fase metálica de Ca-Zn se sustituye por Al (en lo sucesivo denominada también «fase CZA»).

Una fase CZA tiene poco efecto en impartir capacidad de protección contra la corrosión de sacrificio. Sin embargo, una vez que hay una fase CZA en una capa de la aleación Zn-Al-Mg, la resistencia a la corrosión de superficies lisas mejora. Así mismo, en un caso en el que se deposita una fase CZA, la dureza de una capa de revestimiento aumenta ligeramente debido a que disminuye una fase Al blanda, lo que da como resultado la mejora de la resistencia al desgaste. En general, a medida que mejora la resistencia a la corrosión de superficies lisas, se reduce la elución de los elementos constitutivos de una capa de revestimiento que tiene los efectos antiherrumbre, lo que da como resultado la reducción de los efectos de protección contra la corrosión de sacrificio. Sin embargo, puesto que una fase CZA no tiene ninguna influencia en la elución de una fase MCSB fina, no se produce la reducción de la capacidad de protección contra la corrosión de sacrificio.

En particular, cuando hay una fase CZA con un tamaño de grano de 1 pm o más en una sección transversal de una capa de aleación Zn-Al-Mg con una fracción de área del 5 % o más (preferiblemente el 10 % o más) con respecto a la sección transversal de la capa de aleación Zn-Al-Mg, mejora la resistencia a la corrosión de superficies lisas. Por ejemplo, disminuye la cantidad de herrumbre blanca formada en un ensayo de niebla salina (SST) que es un ensayo de corrosión acelerada.

Por otra parte, cuando la fracción de área de una fase CZA con un tamaño de grano de 1 pm o más excede del 5.0 %, por el contrario, la resistencia a la corrosión tiende a disminuir. Así mismo, dado que una fase CZA es originalmente una fase muy dura, la dureza de Vickers de una capa de revestimiento aumenta bruscamente, y la procesabilidad tiende a disminuir. En consecuencia, el valor límite inferior de la fracción de área de una fase CZA con un tamaño de grano de 1 pm o más es preferiblemente el 5.0 % o menos, más preferiblemente el 2.0 % o menos.

El límite superior del tamaño de grano de tal fase CZA no está limitado, pero es, por ejemplo, de 10 pm o menos.

Una fase CZA normalmente puede tener una forma diferente (como cúbica, tipo aguja, tipo varilla o forma amorfa) en una capa de aleación Zn-Al-Mg. Cuando se forma una fase CZA en «un cuadrado, una aguja o una varilla», se determina que la longitud de la línea más larga (como una línea diagonal) es el tamaño de grano de una fase de compuesto intermetálico de Ca-Zn-Al. En un caso en el que una fase CZA tiene una «forma amorfa distinta de una forma cuadrada, de aguja o de varilla», se determina que el diámetro del círculo equivalente al área es el tamaño de grano de la fase CZA.

Es preferible confirmar la presencia de una fase CZA por TEM. Así mismo, la presencia de una fase CZA también puede confirmarse confirmando que no se detecta Al en una posición idéntica a la posición de Zn de una fase de compuesto intermetálico de Ca-Zn por EPMA. Además, la presencia de una fase CZA puede confirmarse por difracción de rayos X (XRD) usando un rayo Cu-Ka.

Normalmente, los picos de difracción de CZA en XRD se representan por tarjetas JCPDS: PDF núm., 00-028-0257 para CaZn2 y PDF núm., 00-010-0239 para CaZns. Sin embargo, los picos diferenciales derivados de CZA también aparecen en 33.3° y 35.0°.

Así mismo, en un caso en el que hay suficiente Ca para Sn, se cambia Mg2Sn sustancialmente para tener la estructura cristalina de MggSns como se describió anteriormente. En vista de esto, es posible adoptar, como indicador de la presencia de una fase CZA, la detección del pico de diferencia originado a partir de 10.4° confirmado solo en presencia de MggSn5.

Las intensidades de estos ángulos pueden usarse como índices para medir el grado de formación de una fase CZA con respecto a una fase MCSB fina. Se ha revelado que la fracción de área de la fase CZA es del 5 % o más cuando se basa en una imagen de difracción de rayos X de la superficie de la capa de revestimiento al medir con un rayo Cu-Ka con una salida de rayos X a 40 kV y 150 mA, el valor obtenido por la siguiente fórmula es 0.5 o más: intensidad específica 1 (CaZnAl) = {1 (10.4° intensidad (cps)) I (33.3° intensidad (cps) 1 (35.0° intensidad (cps))}/1 (23.3° intensidad (cps)).

A continuación, se describirá una fase MCSB (fase MCSB masiva) con un tamaño de grano de 1 pm o más.

Es deseable que haya una fase MCSB con un tamaño de grano de 1 pm o más en una capa de aleación Zn-AI-Mg. Por ejemplo, para un producto de acero o similar, incluyendo muchas porciones expuestas de un metal base, es posible reprimir instantáneamente la corrosión de una porción expuesta de un metal base (producto de acero) mejorando la capacidad de protección contra la corrosión de sacrificio en lugar de la resistencia a la corrosión de superficies lisas. Por lo tanto, es preferible permitir que una fase MCSB para formar parcialmente una gran masa más bien que permitir que la fase MCSB entera se deposite finamente.

Cuando existe una fase MCSB masiva, se puede garantizar una excelente capacidad de protección contra la corrosión de sacrificio. Aunque el límite superior del tamaño de grano de una fase MCSB masiva no está particularmente limitado, se establece en, por ejemplo, 20 pm o menos.

En un caso en el que la concentración de Sn está estrictamente controlada (específicamente cuando el contenido de Sn es del 3.00 % al 20.00 % en masa y el Sn y el Zn representan su contenido de elementos, el control se realiza para satisfacer la siguiente fórmula: 0.05 <Sn / Zn), la concentración de Sn contenida en una capa de aleación Zn-Al-Mg aumenta relativamente. En consecuencia, se deposita una fase MCSB masiva en una capa de aleación Zn-Al-Mg (véanse las Figuras 4 y 5). Las Figuras 4 y 5 muestran que se precipita una fase MCSB poligonal con un tamaño de grano de 1 pm o más.

Una fase MCSB masiva es más grande que una fase MCSB con un tamaño de grano menor que 1 pm, pero a menudo existe en una fase Zn o adyacente a una fase Zn (ver Figuras 4 y 5). Por lo tanto, se presume que una fase MCSB masiva está formada por agregación en el proceso de precipitación.

En particular, con el fin de prolongar el periodo antiherrumbre de un metal base (producto de acero) o similar con una excelente capacidad de protección contra la corrosión de sacrificio, es preferible que haya una fase MCSB masiva en una sección transversal de una capa de aleación Zn-Al-Mg con una fracción de área del 3 % o más (preferiblemente el 5 % o más) con respecto a la sección transversal de la capa de aleación Zn-Al-Mg.

Tenga en cuenta que, aunque el límite superior de la fracción de área de la fase MCSB masiva no está particularmente limitado, se establece en, por ejemplo, el 20 % o menos.

A continuación, se describirá una estructura eutectoide (en lo sucesivo denominada también «estructura eutectoide fina de Zn-Al») con un espaciado laminar menor que 300 nm, compuesto por una fase Zn y una fase Al.

La composición química de la capa de revestimiento según la explicación contiene varios componentes de aleación, lo que da como resultado una alta dureza como se describió anteriormente. La procesabilidad en el intervalo de valores R constantes puede garantizar una procesabilidad igual a la de Zn-Al-Mg existente sin pulverización. Sin embargo, por ejemplo, en el caso de un procesamiento intensificado, como el desplegado, para el cual es desventajosa una capa de revestimiento duro, la procesabilidad se vuelve ligeramente inferior.

Tenga en cuenta que incluso en el caso de la composición química de la capa de revestimiento según la explicación, es posible obtener una capa de revestimiento rica en deformabilidad plástica cambiando la forma de existencia de una fase Zn y una fase Al en una capa de aleación Zn-Al-Mg por un método de fabricación específico. En otras palabras, la capa de revestimiento puede incluir una fase rica en procesabilidad.

Específicamente, para permitir que la capa de revestimiento contenga una fase rica en procesabilidad, es deseable que la capa de revestimiento tenga una estructura en la que se pierda o reduzca una fase Al que muestre un crecimiento tipo dendrita mientras aumenta una estructura fina eutectoide de Zn-Al (véanse las Figuras 6 y 7).

La estructura eutectoide fina de Zn-Al tiene una estructura laminar (también conocida como «estructura laberíntica» o «estructura de malla tridimensional fina») y es una estructura eutectoide en la que una fase Zn y una fase Al se codepositan alternativamente en un espaciado laminar menor que 300 nm (véase la Figura 7).

Cuando hay una estructura fina eutectoide de Zn-Al en una sección transversal de una capa de aleación Zn-Al-Mg con una fracción de área del 10 % o más (preferiblemente el 15 % o más) con respecto a la sección transversal de la capa de aleación Zn-Al-Mg, una capa de revestimiento ha mejorado la procesabilidad y muestra resistencia contra la pulverización, la exfoliación, o similares al intensificarse el procesamiento, como el plegado/desplegado.

Por lo tanto, es deseable que la estructura fina eutectoide de Zn-Al esté presente con una fracción de área del 10 % o más (preferiblemente el 15 % o más) con respecto a la sección transversal de la capa de aleación Zn-Al-Mg.

Tenga en cuenta que, aunque el límite superior de la fracción de área de la estructura fina eutectoide Zn-Al no está particularmente limitado, se establece, por ejemplo, en el 25 % o menos.

A continuación, se describe una estructura eutéctica ternaria Zn-Al-MgZn2.

Una estructura eutéctica ternaria incluye una fase Al, una fase Zn y una fase MgZn. La forma de cada fase es amorfa porque su tamaño cambia según la composición de los componentes. Sin embargo, dado que la estructura eutéctica se transforma a temperaturas isotérmicas y se reprime la migración de elementos durante la solidificación, las fases individuales conforman una forma intrincada, y normalmente cada fase se deposita finamente (ver Figura 14).

Normalmente, las fases respectivas a menudo forman una configuración en la que una fase Zn es más grande y forma una isla, una fase MgZn es la segunda más grande y llena un vacío entre las fases Zn, y una fase Al se dispersa como una mancha en una fase MgZn2. Una fase constituyente que no cambia mientras se deposita en la forma de isla puede ser una fase MgZn2 o puede ser una fase Al o una fase MgZn2 dependiendo de la composición del componente. La relación posicional depende de los cambios de componentes inmediatamente antes de la solidificación.

Más adelante se describirá un método para especificar una estructura eutéctica ternaria.

La presencia de tal estructura eutéctica ternaria compuesta de fases finas da como resultado el empeoramiento de la resistencia a la corrosión de superficies lisas y la procesabilidad como se mencionó anteriormente.

Por lo tanto, la fracción de área de una estructura eutéctica ternaria Zn-Al-MgZn2 se establece en un valor del 0 % al 5 %, preferiblemente del 0 % al 2 %. La fracción de área de una estructura eutéctica ternaria es preferiblemente el 0 %.

A continuación, se describe un ejemplo de un método de producción del producto de acero revestido de la explicación.

El producto de acero revestido de la explicación se obtiene formando una capa de revestimiento en la superficie (un lado o ambos lados) de un material base de revestimiento (como una hoja base de revestimiento) mediante el método de revestimiento por fusión.

Se usa un metal puro o una aleación de una composición específica de componentes preparada en un horno de fusión al vacío o similar para un baño de revestimiento, mezclado en una cantidad dada para conseguir la composición objetivo y disuelto en el aire. Para llevar a cabo el método de revestimiento por fusión, se requiere normalmente una temperatura de funcionamiento por encima del punto de fusión.

En la preparación del producto de acero revestido, por ejemplo, después del laminado por el método Sendzimir, se sumerge un producto de acero reducido con hidrógeno directamente en el baño de revestimiento a 800 °C en un entorno no oxidante. El tiempo de inmersión suficiente es normalmente de 0.5 segundos como máximo, mientras que la inmersión también afecta el espesor de una capa de aleación Al-Fe como capa de revestimiento. Después de la inmersión, se ajusta la cantidad de adhesivo de pulverización de gas N2.

En el método de producción del producto de acero revestido de la explicación, el control de temperatura es esencial para la temperatura del baño de revestimiento y el proceso de solidificación para el control de la estructura.

Para permitir que una fase Zn contenga una fase MCSB fina, es necesario llevar a cabo un control de temperatura para el control del orden adecuado de solidificación de fase, y también para la formación y desaparición de una estructura de dendrita en una fase Al, formación de una estructura fina en una fase Zn y una fase Al.

Por ejemplo, es difícil deducir el proceso de solidificación de una estructura cuaternaria o superior incluyendo Ca y similares, así como Zn, Al, Mg y Sn basado en el diagrama de fases, y es necesario interpretar la solidificación según cada experimento. El punto de fusión de una fase MCSB fina es aproximadamente 775 °C (punto de fusión de un Mg2Sn como componente principal), el punto de fusión de Al es 660 °C, el punto de fusión de MgZn2 es aproximadamente 550 °C, y el punto de fusión de Zn es 420 °C. Así mismo, el punto de fusión de una fase CZA es de 700 °C a 750 °C. Aunque el punto de fusión de una fase de compuesto intermetálico Ca-Al-Si y el de una fase de compuesto intermetálico Mg-Al-Si no pueden definirse claramente, se estima que cada punto de fusión es de alrededor de 700 °C a 1000 °C.

Aquellos con altos puntos de fusión generalmente tienden a depositarse en el estadio inicial del proceso de solidificación, aunque depende de la composición. En particular, cuando la concentración de Mg está en un intervalo del 5 % o más y la concentración de Sn está en un intervalo del 0.5 % o más, es más probable que se deposite una fase MCSB fina y se deposita antes (a altas temperaturas) en el proceso de solidificación. El enfriamiento realizado en tal proceso de solidificación da como resultado la formación de una fase líquida en la que no hay suficientemente una fase MCSB fina en una fase Zn y la porción final de solidificación se convierte en una fase líquida que contiene Zn, Al y Mg. Eventualmente, también se forma una estructura eutéctica ternaria Zn-Al-MgZn2 que empeora la resistencia a la corrosión de superficies lisas y la procesabilidad.

En la presente memoria, una fase MCSB fina que no está contenida en una fase Zn es localizada y está gruesamente presente en la superficie de la capa de revestimiento o cerca de la capa de aleación Al-Fe. Esto es particularmente probable que ocurra cuando la concentración de Sn es del 3 % o más. La razón es que la tasa de crecimiento de una fase MCSB fina es extremadamente alta. Una fase MCSB fina localizada en la superficie de la capa de revestimiento o cerca de la capa de aleación Al-Fe se disuelve fácilmente durante la corrosión. Por lo tanto, la exfoliación de revestimiento y similares tienden a ocurrir en el proceso de corrosión, que es una propiedad de revestimiento no preferible. Asimismo, es probable que una fase Al y una fase MCSB fina se depositen simultáneamente en una concentración de Sn de hasta el 3 %, y las fases MCSB finas tienden a estar rodeadas por la fase Al. Por lo tanto, en un caso en el que una fase MCSB fina es difícilmente soluble en una capa de revestimiento o en un caso en el que el Sn no puede conseguir un grado suficientemente alto de capacidad de protección contra la corrosión de sacrificio, puede dar lugar a un caso en el que la concentración de Sn en la capa de revestimiento se vuelve extremadamente baja, de manera que es probable que se forme una estructura eutéctica ternaria Zn-AI-MgZn2.

En otras palabras, para permitir que una fase MCSB fina funcione de manera adecuada, es deseable permitir que una fase MCSB fina se disperse finamente en una fase Zn.

Se ha revelado en términos de la composición química de la capa de revestimiento según la explicación que, por ejemplo, cuando la temperatura del baño de revestimiento se establece como una condición de producción de revestimiento al punto de fusión del baño de revestimiento 20 °C, y el enfriamiento lento se realiza desde el punto de fusión del baño de revestimiento a 150 °C a una tasa de enfriamiento de 5 °C/s a 10 °C/s, una fase MCSB fina se deposita a menudo como cristal primario y engrosado, que evita que la fase MCSB fina sea depositada en una fase Zn. En otras palabras, el estado antes descrito en el que se localiza una fase MCSB fina o se rodea por una fase Al es probable que se realice. Esto significa que es menos probable que una fase MCSB fina se deposite en una fase Zn en la producción en condiciones generales de producción de revestimiento.

Así mismo, la temperatura del baño de revestimiento produce un cierto cambio en el proceso de solidificación del revestimiento, y es probable que provoque un cambio en la formación de la estructura. Es preferible que, en lo que respecta a las condiciones de producción del revestimiento, la producción se lleve a cabo en las condiciones recomendadas. Sin embargo, dado que una estructura de revestimiento se forma sobre la base de una combinación de una composición química, un punto (temperatura) de transformación, y una pluralidad de historiales de temperatura, es posible formar una estructura similar a una estructura recomendada mediante procedimientos distintos de los procedimientos de producción recomendados a continuación, siempre que se haya determinado la composición química de una capa de revestimiento.

Así mismo, también en condiciones de producción de revestimiento preferibles para la producción de revestimiento (por ejemplo, 1) el caso de soldadura de revestimiento con un rodillo superior, 2) el caso de enfriamiento rápido usando enfriamiento con niebla para evitar fallas del diseño de flor durante la solidificación de una capa de revestimiento, o 3) el caso de enfriamiento desde el punto de fusión del baño de revestimiento a 150 °C a una tasa de enfriamiento de 30 °C/s o más después del tratamiento de revestimiento a una temperatura de baño de revestimiento (punto de fusión del baño de revestimiento 20 °C), una fase Al que contiene elementos de aleación, una disolución sólida sobresaturada de Zn de una fase Al (fase Al que contiene una fase Zn en una gran cantidad), una fase MgZn2 que tiene deformabilidad plástica deficiente, y similares se forman en grandes cantidades en una capa de aleación Zn-Al-Mg, y no se deposita una fase MCSB fina en una fase Zn, dando como resultado una capa de revestimiento que tiene deficiente procesabilidad. Esto significa que, aunque las condiciones del proceso de temperatura descritas anteriormente corresponden a un proceso de temperatura que se considera relativamente a menudo para el revestimiento por fusión, es poco probable que una fase MCSB fina se deposite en una fase Zn incluso por un proceso de temperatura de este tipo.

Este es un fenómeno de solidificación general que, por ejemplo, los elementos que tienen puntos de fusión más altos se depositan antes, o la separación de equilibrio no lleva un tiempo suficiente. Por lo tanto, para permitir que una fase MCSB fina se deposite en una fase Zn, es necesario permitir que una fase Al y una fase MgZn2 se depositen por adelantado, disminuir la concentración de Al en una fusión, aumentar las concentraciones de Zn, Mg y Sn, funden Mg y Sn en una fase Zn fundida (funden otros elementos como Ca, además de Mg y Sn, según el propósito), y permiten que cada elemento se libere lentamente junto con una disminución en el límite de disolución debido a una disminución de la temperatura, lo que permite que la fase MCSB fina se deposite en la fase Zn. Mediante la adopción de este proceso de solidificación, es posible reemplazar una estructura eutéctica ternaria Zn-Al-MgZn2, que se forma originalmente como la porción de solidificación final de un revestimiento, por una fase MCSB fina que se forma por una reacción de deposición de una fase Zn, formando así una capa de revestimiento con mejor procesabilidad y resistencia a la corrosión.

En un ejemplo para conseguir lo anterior, es preferible establecer la temperatura del baño de revestimiento a una temperatura mayor que el punto de fusión del baño de revestimiento 50 °C o mayor, y enfriar por debajo de 400 °C enfriando rápidamente por encima de 25 °C/s. Específicamente, es preferible establecer la temperatura del baño de revestimiento al punto de fusión del baño de revestimiento 50 °C o más y realizar el enfriamiento rápido en un intervalo de temperatura entre la temperatura del baño de revestimiento y 375 °C a una tasa de enfriamiento media mayor que 25 °C/s después del tratamiento del revestimiento (después de levantar el producto de acero del baño de revestimiento). En caso de que la temperatura del baño de revestimiento que se establece en el punto de fusión del baño de revestimiento 50 °C o más alcance un valor menor que 500 °C, es preferible aumentar la temperatura del baño de revestimiento a 500 °C o más.

En consecuencia, la fase Al solidifica como un cristal primario, y luego, solidifica la fase MgZn2. La fase Zn está en el estado semifundido. Cuando la fase Al se deposita, libera elementos a medida que el límite de solubilidad del sólido disminuye bruscamente. En este estado, como la fase Zn está en el estado líquido, el elemento de aleación migra a la fase Zn en el estado fundido. Al realizarse este estado, es posible obtener una fase Zn que contenga elementos sobresaturados como Mg, Sn y Ca. Sin embargo, en un caso en el que el enfriamiento se realiza enfriando rápidamente a una temperatura menor que 325 °C, la separación de equilibrio de una fase MCSB fina no se puede conseguir, y, así, se forma una fase Zn como una disolución sólida sobresaturada. Por lo tanto, debe proporcionarse un intervalo de temperatura de solidificación de enfriamiento lento en el que se deposita una fase MCSB fina durante el proceso. En otras palabras, cuando hay un cierto tiempo, una fase Zn en el estado fundido que contiene elementos de aleación, en particular, se forma una gran cantidad de Sn.

Así mismo, cuando el enfriamiento se realiza en un intervalo de temperatura entre la temperatura del baño de revestimiento y 375 °C a una tasa de 25 °C/s o menos, aunque haya una fase MCSB fina, la fase MCSB fina no se puede incorporar en una fase Zn, que puede impedir la formación de una estructura de capa de revestimiento deseada. Además, es probable que se forme una estructura eutéctica ternaria, y, por lo tanto, la resistencia a la corrosión y la capacidad de protección contra la corrosión de sacrificio, en particular, la capacidad de protección contra la corrosión de sacrificio a largo plazo tiende a empeorar.

El intervalo de temperatura en el que una fase MCSB fina se deposita fina y explosivamente como resultado de la separación de equilibrio de una fase Zn es un intervalo de temperatura entre 375 °C y 325 °C que es un intervalo de temperatura de 350 °C ± 25 °C. En este intervalo de temperatura, solo la fase Zn está en estado semifundido en la estructura de una capa de revestimiento, y elementos como Mg, Ca y Sn migran a la fase Zn desde la fase Al y la fase MgZn2 con una disminución en el límite de solubilidad del sólido debido a la solidificación completa. Así mismo, como la fase Zn está suficientemente ablandada, elementos como Mg, Ca y Sn contenidos en ella pueden dispersarse ampliamente en el límite de grano de la fase Zn junto con una disminución de la temperatura de la fase Zn. La temperatura también es lo suficientemente alta como para permitir la dispersión de estos elementos.

Por lo tanto, el enfriamiento se realiza en un intervalo de temperatura entre 375 °C y 325 °C a una tasa menor que 12.5 °C/s (preferiblemente 10 °C/s o menos, aún más preferiblemente 7.5 °C/s o menos). Tal historial de temperatura hace posible dispersar finamente una fase MCSB fina en una fase Zn. En un caso en el que la concentración de Sn es alta, la fase MCSB fina finamente dispersada puede agregarse parcialmente y volverse gruesa. Cuando el enfriamiento se realiza a una tasa de enfriamiento de 12.5 °C/s o más, una fase MCSB fina no puede separarse y solidificarse, y se forma una disolución sólida sobresaturada, lo que puede dar como resultado una procesabilidad extremadamente deficiente.

En un caso en el que la concentración de Ca es alta, se forma una fase CZA. Sin embargo, una fase CZA se deposita antes que una fase Al y una fase MgZn2 cuando se lleva a cabo el control de temperatura descrito anteriormente, y la fase CZA se forma principalmente cerca de la interfaz. Se cree que esto se debe a que hay algunos factores de deposición temprana, como una alta conformación cristalina con un metal base.

En un caso en el que hay Ca y Si, se forman una fase de compuesto intermetálico de Ca-Al-Si y una fase de compuesto intermetálico de Mg-Al-Si en una capa de revestimiento. Estas fases de compuestos intermetálicos se forman inmediatamente después de la solidificación del revestimiento. El tamaño depende del historial de temperaturas hasta alrededor de 350 °C. Cuando la tasa de enfriamiento durante la solidificación del revestimiento es alta, una fase de compuesto intermetálico tiende a concentrarse ligeramente cerca de la interfaz de una capa de revestimiento, y se forma una fase de compuesto intermetálico con un pequeño tamaño de grano de 1 pm o menos en una gran cantidad. Por otra parte, cuando la tasa de enfriamiento es pequeña sobre la solidificación del revestimiento, también se observa una fase de compuesto intermetálico con un tamaño de grano de más de 1 pm, el número de dicha fase de compuesto intermetálico disminuye, y la fase de compuesto intermetálico se dispersa por toda la capa de revestimiento. Normalmente, es más preferible para la procesabilidad de la capa de revestimiento que las fases de compuestos intermetálicos están ampliamente dispersadas en toda la capa de aleación Zn-Al-Mg. Por lo tanto, la tasa de enfriamiento a 350 °C puede establecerse a menos de 100 °C/s. En otras palabras, a menos que el proceso de enfriamiento por agua y el proceso de enfriamiento por niebla se realicen inmediatamente después de la solidificación de la capa de revestimiento, estas fases del compuesto intermetálico están básicamente presentes y ampliamente dispersadas en la capa de aleación Zn-Al-Mg.

Con el fin de permitir que una capa de revestimiento tenga una excelente deformabilidad plástica, es deseable que se haga desaparecer la fase Al descrita anteriormente formada por enfriamiento rápido a un poco menos de 400 °C que ha crecido en forma de dendrita (siempre que no haya ninguna preocupación particular acerca de una fase Al en forma de dendrita formada por enfriamiento lento), formando así una estructura fina eutectoide Zn-Al. Para realizar dicha estructura fina eutectoide Zn-Al, es preferible retener la temperatura en un intervalo entre 325 °C y 250 °C durante más de 20 segundos, preferiblemente más de 60 segundos.

En otras palabras, la tasa de enfriamiento media en un intervalo de temperatura entre 325 °C y 250 °C es preferiblemente 3.75 °C/s o menos. Como el tiempo de retención en un intervalo de temperatura entre 325 °C y 250 °C es prolongado, la cantidad de fase de una estructura fina eutectoide Zn-Al aumenta. En este intervalo de temperatura, se liberan elementos Zn disueltos en la fase Al, y se induce la transformación eutectoide. Una vez que se libera Zn de la fase Al, una parte de la fase Al en forma de dendrita se deforma para transformarse en una estructura fina eutectoide Zn-Al. Cuando este intervalo de temperatura se mantiene en 20 segundos o menos, el contenido de la estructura fina eutectoide Zn-Al tiende a disminuir.

La capa de aleación Al-Fe que se forma en el metal base (producto de acero) se forma rápidamente y crece en un periodo de tiempo menor que 1 segundo inmediatamente después de la inmersión del revestimiento. La tasa de crecimiento aumenta a medida que aumenta la temperatura, y la tasa de crecimiento aumenta aún más a medida que se prolonga el tiempo necesario para la inmersión en el baño de revestimiento. Cuando la concentración de Sn alcanza el 1 % o más, la tasa de crecimiento aumenta aún más. Por lo tanto, cuando la concentración de Sn es alta, es necesario seleccionar el tiempo de inmersión adecuado según el espesor de una capa de aleación Al-Fe deseada. Una vez que la temperatura del baño de revestimiento alcanza una temperatura menor que 500 °C, el crecimiento termina sustancialmente. Por lo tanto, es preferible reducir el tiempo de inmersión o pasar inmediatamente al proceso de enfriamiento después de la solidificación.

Así mismo, un producto de acero revestido solidifica una vez y se recalienta para volver a calentar la capa de revestimiento de tal manera que todas las fases constituyentes desaparecen y el producto de acero revestido está en forma de fase líquida. En consecuencia, por ejemplo, incluso un producto de acero revestido que haya sido tratado una sola vez por enfriamiento rápido o similar puede someterse al control de la estructura especificado en el presente documento en la etapa de tratamiento térmico adecuado recalentando en modo fuera de línea. En este caso, es preferible establecer la temperatura para recalentar la capa de revestimiento a inmediatamente por encima del punto de fusión de un baño de revestimiento, que está en un intervalo de temperatura en el que la capa de aleación Al-Fe no crece excesivamente.

A continuación, se describen varios métodos de medición con respecto a las características de una capa de revestimiento.

El componente químico de una capa de revestimiento se mide mediante el siguiente método.

Una disolución ácida se obtiene exfoliando y disolviendo una capa de revestimiento con un ácido que contiene un inhibidor que reprime la corrosión de un metal base (producto de acero). Luego, midiendo la disolución ácida obtenida por análisis ICP, es posible obtener la composición química de la capa de revestimiento (en caso de que la capa de revestimiento tenga una estructura de una sola capa de una capa de aleación Zn-Al-Mg, caso en que la capa de revestimiento tiene la composición química de una capa de aleación Zn-AI-Mg y la capa de revestimiento tiene una estructura estratificada de una capa de aleación Al-Fe y una capa de aleación Zn-Al-Mg, un caso en el que la capa de revestimiento tiene la composición química de una capa de aleación Al-Fe y una capa de aleación Zn-AI-Mg combinadas entre sí). La especie ácida no está particularmente limitada siempre y cuando un ácido pueda disolver la capa de revestimiento. La composición química se mide como una composición química media.

Cuando es deseable obtener las composiciones químicas respectivas de la capa de aleación Al-Fe y la capa de aleación Zn-Al-Mg, se obtiene una curva de calibración del análisis cuantitativo de cada elemento por GDS (espectrometría de descarga de brillo de alta frecuencia). Posteriormente, se puede medir el componente químico en la dirección de profundidad de la capa de revestimiento objetivo. Por ejemplo, se toman varias piezas cuadradas de 30 mm de una muestra de la chapa de acero recubierta preparada y se san como muestras GDS. La pulverización catódica de iones de argón se realiza a partir de la capa superficial de la capa de revestimiento para obtener una gráfica de intensidad de elementos en la dirección de la profundidad. Además, se prepara una muestra estándar de una chapa metálica pura de cada elemento y se obtiene de antemano un gráfico de intensidad de elementos. Así, es posible convertir la concentración de la gráfica de intensidad. En caso de que se use SGD para el análisis de la composición química, es preferible establecer el área de análisis en j4 mm o más, realizar mediciones 10 veces o más y adoptar el valor medio del componente en cada lugar.

La tasa de pulverización catódica está preferiblemente en un intervalo de 0.04 gm/s a 0.1 gm/s. En un caso en el que el valor del análisis de componentes de la porción de la capa de aleación Zn-Al-Mg se adopta en cada punto de análisis GDS, para eliminar la influencia de la capa oxidada como capa superficial superior, es preferible ignorar la gráfica de componentes a una profundidad de 1 gm de la capa superficial y adoptar el valor medio del componente de cada concentración de elementos a una profundidad de 1 gm a 10 gm (5 gm de ancho).

En un caso en el que se determina la composición química de una capa de aleación Al-Fe, se designa una posición en la que la intensidad del elemento Fe es del 95 % o más de todo el análisis de elementos como la posición de la interfaz entre un metal base (producto de acero) y una capa de revestimiento (capa de aleación Al-Fe), y el lado de la superficie de la capa de revestimiento desde la posición de la interfaz se designa como una capa de aleación Al-Fe. Además de lo anterior, el valor medio del componente en cada concentración de los elementos con un ancho correspondiente al ancho del espesor de la capa de aleación Al-Fe se adopta en función de la equivalencia con el espesor de la capa de aleación Al-Fe obtenida por observación SEM o similar.

También es posible obtener fácilmente composiciones químicas individuales de la capa de aleación Al-Fe y la capa de aleación Zn-Al-Mg a partir de valores de análisis cuantitativos usando EPMA.

Un método para identificar cada fase en una capa de aleación Zn-AI-Mg (cada fase excluyendo una estructura eutéctica ternaria de Zn-Al-MgZn2) es como sigue.

Para observar la estructura de una capa de aleación Zn-Al-Mg, es posible medir el espesor de una capa de aleación Al-Fe y de una capa de aleación Zn-Al-Mg puliendo una sección transversal de la capa de aleación Zn-Al-Mg y observando la estructura después del grabado con nital. Es posible observar la estructura de la capa de aleación Zn-Al-Mg con mayor precisión mediante el procesamiento CP. Es preferible usar FE-SEM para la observación de la capa de aleación Zn-Al-Mg.

La fracción de área de cada fase en una capa de aleación Zn-Al-Mg (cada fase excluyendo una estructura eutéctica ternaria de Zn-Al-MgZn2) se mide por el siguiente método.

Para medir la fracción de área de cada fase en una capa de aleación Zn-Al-Mg, se usan FE-SEM y TEM equipados con EDS (dispositivo de espectrometría de rayos X de dispersión de energía). Puede usarse un sistema EPMA para identificar cada fase.

Se procesa una sección opcional (un corte en sección en la dirección del espesor) de una capa de aleación Zn-AI-Mg que se debe medir usando CP (PULIDOR DE SECCIÓN TRANSVERSAL). Después del procesamiento por CP, se obtiene una imagen electrónica de reflexión SEM de la sección de la capa de aleación Zn-Al-Mg. La imagen electrónica de reflexión SEM se determina como una imagen (aproximadamente el espesor de una capa de aleación Zn-Al-Mg en gm x aproximadamente 150 gm) obtenido al observar tres o más áreas para la medición de área con un aumento de 1000 tonos en una región cuadrada opcional con un tamaño de aproximadamente 100 gm o más (dirección de espesor: campo de visión seleccionado en el que se ajusta la capa de aleación Zn-Al-Mg) x 2000 gm (en la dirección paralela a la superficie de un producto de acero).

A continuación, una sección opcional (una sección cortada en la dirección del espesor de la capa de aleación Zn-Al-Mg) de la misma capa de aleación Zn-Al-Mg que debe medirse se procesa mediante FIB (haz de iones enfocado). Después del procesamiento FIB, se obtiene una imagen de difracción electrónica de una estructura de sección de la capa de aleación Zn-Al-Mg por TEM (microscopio electrónico de transmisión). Posteriormente, se identifican metales o compuestos intermetálicos contenidos en la capa de aleación Zn-Al-Mg.

A continuación, la imagen electrónica de reflexión SEM se compara con los resultados de identificación de la imagen de difracción de electrones TEM, y cada fase la capa de aleación Zn-Al-Mg se identifica en función de la imagen electrónica de reflexión SEM. En la identificación de cada fase la capa de aleación Zn-Al-Mg, se recomienda que se realice un análisis de puntos EDS para comparar los resultados del análisis de puntos EDS con los resultados de identificación de la imagen de difracción de electrones TEM.

A continuación, en la imagen electrónica de reflexión SEM, se determinan los tres valores de ligereza, tonalidad y contraste de la escala de grises indicada por cada fase en la capa de aleación Zn-Al-Mg. Los tres valores de ligereza, tonalidad y contraste indicados por cada fase reflejan el número atómico del elemento contenido en cada fase. Por lo tanto, en general, una fase que tiene un gran contenido de Al y Mg con números atómicos pequeños tiende a tener un color negro, y una fase que tiene un gran contenido de Zn tiende a tener un color blanco.

Sobre la base de los resultados de coincidencia de EDS descritos anteriormente, el procesamiento de imágenes por computadora que cambia el color solo en el intervalo de los tres valores descritos anteriormente indicados por cada fase contenida en la capa de aleación Zn-Al-Mg se realiza para conseguir consistencia con la imagen electrónica de reflexión SEM (por ejemplo, el área (número de píxeles) de cada fase en el campo visual se calcula mostrando solo una fase específica como una imagen blanca). Al realizar este procesamiento de imágenes para cada fase, se determina la fracción de área de cada fase en la capa de aleación Zn-Al-Mg en la imagen electrónica de reflexión SEM.

La fracción de área de cada fase la capa de aleación Zn-Al-Mg se determina como el valor medio de la fracción de área de cada fase obtenida por la operación descrita anteriormente en al menos tres campos de visión de una sección transversal opcional de la capa de aleación Zn-Al-Mg (sección obtenida por corte en la dirección del espesor de la capa de aleación Zn-AI-Mg).

La fracción de área de una fase Zn que incluye una fase MCSB fina se determina como la fracción de área de una fase Zn que incluye una fase MCSB fina, que es una fase Zn en la que se ha confirmado la fase MCSB fina en la región de fase Zn cerrada.

Así mismo, «las fracciones de área de una fase Zn, una fase MgZn2 y una fase Al» son fracciones de área distintas de las fracciones de área de «una fase Al y una fase Zn» presentes en la estructura eutectoide fina de Zn-Al y «una fase MgZn2, una fase Al y una fase Zn» presentes en la estructura eutéctica ternaria Zn-Al-MgZn2.

En la presente memoria, como se muestra en las Figuras 2 y 4, cada imagen SEM de la sección transversal de una capa de aleación Zn-Al-Mg se tomó como una imagen electrónica de reflexión. Normalmente, las fases que constituyen una capa de aleación Zn-Al-Mg (como una fase Al, una fase MgZn2 y una fase Zn) se pueden distinguir fácilmente porque sus números atómicos son obviamente diferentes.

Una fase MCSB fina y una fase MCSB masiva contenidas en una fase Zn también se pueden distinguir fácilmente porque, en comparación con la fase Zn, se unen entre sí Mg y Sn que tienen números atómicos pequeños, y, así, se pueden confirmar con un contraste más oscuro que la fase Zn.

Otras fases de compuestos intermetálicos (como una fase de compuesto intermetálico de Ca-Al-Si, una fase de compuesto intermetálico de Mg-Al-Si y una fase CAZ) pueden mostrar un contraste similar al de una fase MgZn2. Sin embargo, estas fases se pueden distinguir de manera relativamente fácil debido a sus formas únicas.

Para la fracción de área de cada fase, se selecciona una fase que se encuentra dentro del intervalo del tamaño de grano de interés, y se determina la fracción de área de esta.

En un caso en el que es difícil distinguir cada fase, se realiza difracción de haz de electrones mediante análisis de puntos TEM o EDS.

Cada una de, una fase Al, una fase MgZn2, una fase Zn y una fase CZA, a menudo se observa con un tamaño de grano de 1 ^m o más y se identifica fácilmente usando EDS. Una fase de compuesto intermetálico de Ca-Al-Si y una fase de compuesto intermetálico de Mg-Al-Si también varían en forma. Sin embargo, normalmente, cada una de ellas se observa a menudo en un tamaño de 1 ^m o más, y se identifica fácilmente usando EDS.

En la presente memoria, para la relación de área de una fase MCSB fina que tiene un tamaño de grano menor que 1 |jm en una fase Zn (en otras palabras, la fracción de área de una fase MCSB fina que tiene un tamaño de grano menor que 1 ^m con respecto a una fase Zn que contiene una fase MCSB fina), la ampliación del campo de visión usado en la presente memoria es 10000 veces porque la fase MCSB fina se deposita finamente de una manera distribuida en la fase Zn. Al observar una fase Zn en un campo de visión con una ampliación de unas 10000 veces, es posible confirmar fácilmente una fase MCSB fina contenida en la fase Zn y también el tamaño del grano de esta.

La fracción de área de una fase MCSB fina se determina en un campo de visión de 3 ^m x 3 ^m (ampliación de 10 000 veces) incluyendo la fase Zn. La misma operación se realiza en 20 campos de visión o más. El valor medio de las fracciones de área obtenidas se determina como la fracción de área de la fase MCSB fina en la fase Zn.

El tamaño medio del grano de la fase MCSB fina en la fase Zn se mide por el siguiente método.

Tras la observación SEM para medir la fracción de área de la fase MCSB fina descrita anteriormente, entre las fases MCSB finas reconocidas, se seleccionan las fases MCSB finas con los 5 tamaños de grano superiores menores que 1 |jm. Esta operación se realiza para 5 campos de visión. La media aritmética de 25 tamaños de grano en total se determina como el tamaño medio de grano de una fase MCSB fina que tiene un tamaño de grano menor que 1 ^m.

En otras palabras, el tamaño medio de grano de una fase MCSB fina significa el tamaño medio de grano para una fase que tiene un tamaño de grano menor que 1 ^m, incluso en un caso en el que se incluya una fase MCSB masiva (fase de compuesto intermetálico masiva de Mg-Sn) con un tamaño de grano de 1 ^m o más.

El tamaño medio de grano de una fase de compuesto intermetálico de Ca-Al-Si y el de una fase de compuesto intermetálico de Mg-Al-Si se miden por el siguiente método.

Tras la observación por SEM para medir la fracción de área de cada fase descrita anteriormente, entre las fases compuestas confirmadas, se seleccionan las fases compuestas que tienen los 5 tamaños de grano superiores. Esta operación se realiza para 5 campos de visión. La media aritmética de 25 tamaños de grano en total se determina como el tamaño medio de grano de una fase de compuesto intermetálico de Ca-Zn-Al o la de una fase de compuesto intermetálico de Ca-Zn-Al-Si.

Se identifica la estructura eutectoide fina de Zn-Al (estructura eutectoide con un espaciado laminar menor que 300 nm compuesta por una fase Zn y una fase Al) y se determina su fracción de área mediante el siguiente método.

Se identifica una estructura en la que dos fases, una fase Al y una fase Zn, se codepositan sobre la base de una imagen electrónica de reflexión SEM por el mismo método que la medición de la fracción de área de cada fase en la capa de aleación Zn-Al-Mg (véanse las Figuras 6 y 7). Una parte de la estructura se observa en un campo de visión rectangular con un tamaño de 3 pm x 4 pm (línea diagonal de 5 pm) con una ampliación de 30 000 veces (véase la Figura 13). En este momento, cuando se dibujan dos líneas diagonales en un campo de visión rectangular, se determina que la estructura observada es una estructura eutectoide fina de Zn-Al en un caso en el que cada línea diagonal cruza una fase Zn y una fase Al 10 veces o más, y el valor medio de la distancia centro a centro entre dos fases Zn adyacentes vía una fase Al, que es una longitud diagonal, es menor que 300 nm.

A continuación, la operación descrita anteriormente se realiza repetidamente en la imagen electrónica de reflexión SEM (imagen que tiene un tamaño de espesor de la capa de aleación Zn-Al-Mg x aproximadamente 150 pm observada con una ampliación de 1000 veces) lo mismo que se usa para medir la fracción de área de cada fase en la capa de aleación Zn-Al-Mg a fin de confirmar la continuidad de la estructura eutectoide fina de Zn-Al y comprender el contorno de la estructura (región) eutectoide fina de Zn-Al. Luego, se determina la fracción de área de la estructura eutectoide fina de Zn-Al en la capa de aleación Zn-Al-Mg en la imagen electrónica de reflexión SEM obtenida.

La fracción de área de la estructura eutectoide fina de Zn-Al se determina como la fracción de área media de la estructura eutectoide fina de Zn-Al obtenida por la operación descrita anteriormente en al menos tres campos de visión de una sección transversal opcional de la capa de aleación Zn-AI-Mg (sección obtenida por corte en la dirección del espesor de la capa de aleación Zn-Al-Mg).

Se identifica la estructura eutéctica ternaria Zn-Al-MgZn2 en la capa de aleación Zn-Al-Mg y se mide su fracción de área mediante los siguientes métodos.

Se identifica una estructura en la cual tres fases, una fase Al, una fase Zn y una fase MgZn2, se codepositan sobre la base de una imagen electrónica de reflexión SEM por el mismo método con que se mide la fracción de área de cada fase en la capa de aleación Zn-Al-Mg. Una parte de la estructura se observa en un campo de visión rectangular con un tamaño de 3 pm x 4 pm (línea diagonal de 5 pm) con una ampliación de 30000 veces (véase la Figura 14). En este momento, cuando se dibujan dos líneas diagonales en un campo de visión rectangular, la estructura se determina como una estructura eutéctica ternaria en un caso en el que cada línea diagonal cruza la fase Zn 5 veces o más y la fase MgZn2 o fase Al que se extiende alrededor de la fase Zn 5 veces o más. Esta determinación se basa en que la estructura es una «estructura en la que tres fases están cada una finamente dispersadas» particular a una estructura eutéctica ternaria.

Obsérvese que se determina que la estructura es una estructura eutéctica ternaria en un caso en que la estructura eutéctica ternaria está localizada, un caso en el que la estructura eutéctica ternaria no puede tener una región de 3 pm x 4 pm debido a una composición que es poco probable que forme una estructura eutéctica ternaria, o un caso en el que la estructura se divida en cuadrículas cuadradas de 1 pm, y cada rejilla contiene al menos una de cada fase.

A continuación, la operación descrita anteriormente se realiza repetidamente en la imagen electrónica de reflexión SEM (imagen que tiene un tamaño de espesor de la capa de aleación Zn-Al-Mg x aproximadamente 150 pm observada con una ampliación de 1000 veces) lo mismo que se usa para medir la fracción de área de cada fase en la capa de aleación Zn-Al-Mg a fin de confirmar la continuidad de la estructura eutéctica ternaria y comprender el contorno de la estructura (región) eutéctica ternaria. Se determina la fracción de área de la estructura eutéctica ternaria en la capa de aleación Zn-Al-Mg en la imagen electrónica de reflexión SEM.

La fracción de área de la estructura eutéctica ternaria se determina como la fracción de área media de la estructura eutéctica ternaria obtenida por la operación descrita anteriormente en al menos tres campos de visión de una sección transversal opcional de la capa de aleación Zn-Al-Mg (sección obtenida por corte en la dirección del espesor de la capa de aleación Zn-Al-Mg).

A continuación, se describirán las condiciones de medición de difracción de rayos X (XRD).

En cuanto a la intensidad de difracción de rayos X, se pueden usar Cu, Co y similares para la fuente de radiación. Sin embargo, finalmente se requiere calcular y cambiar el ángulo de difracción según la fuente de radiación de Cu. Se establece la salida de rayos X a 40 kV y 150 mA. El intervalo de medición es preferiblemente de 5° a 90°, y la etapa es de manera preferible aproximadamente 0.01°. Para conseguir la intensidad (cps) en un ángulo de difracción particular, se obtiene un valor medio de alrededor de ±0.05°. En otras palabras, para una intensidad de 23.3°, se obtiene un valor medio de 22.25° a 22.35°. Es necesario obtener cada índice de intensidad no tomando medidas como la eliminación del fondo para aclarar el pico antes de calcular el valor medio de la intensidad.

En lo sucesivo, se describirá el postratamiento que puede aplicarse a la chapa de acero revestida de la invención.

Puede formarse una película sobre la capa de revestimiento de la chapa de acero revestida de la invención. Puede formarse una película con una o más capas. Ejemplos de una película formada inmediatamente sobre la capa de revestimiento incluyen, por ejemplo, una película de cromato, una película de fosfato, y una película sin cromato. El tratamiento con cromato, el tratamiento con fosfato, y el tratamiento sin cromato para formar estas películas se pueden realizar por métodos conocidos.

Los ejemplos del tratamiento con cromato incluyen el tratamiento electrolítico con cromato para formar una película de cromato por electrolisis, el tratamiento reactivo con cromato para formar una película usando una reacción con un material y después lavando una disolución de tratamiento en exceso, y tratamiento con cromato de tipo revestimiento para aplicar una disolución de tratamiento a un objeto revestido y secar la disolución para formar una película sin lavado con agua. Se puede adoptar cualquiera de los tratamientos.

Un ejemplo de tratamiento electrolítico con cromato es el tratamiento electrolítico con cromato usando el ácido crómico, el sol del sílice, una resina (como ácido fosfórico, resina acrílica, resina de éster vinílico, emulsión acrílica de acetato de vinilo, látex de estireno butadieno carboxilado o resina epoxídica modificada con diisopropanolamina) y sílice dura.

Ejemplos de tratamiento con fosfato incluyen, por ejemplo, el tratamiento con fosfato de zinc, el tratamiento con fosfato de calcio y zinc y el tratamiento con fosfato de manganeso.

El tratamiento sin cromato es particularmente adecuado porque está exento de carga ambiental. Ejemplos de tratamiento sin cromato incluyen tratamiento electrolítico sin cromato para formar una película sin cromato por electrolisis, tratamiento reactivo sin cromato para formar una película usando una reacción con un material y luego lavar una disolución de tratamiento en exceso, y tratamiento sin cromato de tipo revestimiento para aplicar una disolución de tratamiento a un objeto revestido y secar la disolución para formar una película sin lavado con agua. Se puede adoptar cualquiera de los tratamientos.

Así mismo, se pueden proporcionar una o más capas de una película de resina orgánica en la película inmediatamente sobre la capa de revestimiento. La resina orgánica no se limita a un tipo específico, y ejemplos de ella incluyen, por ejemplo, resina de poliéster, resina de poliuretano, resina epoxídica, resina acrílica, resina de poliolefina y productos desnaturalizados de estas resinas. En la presente memoria, el término «producto desnaturalizado» se refiere a una resina obtenida mediante la reacción de un grupo funcional reactivo contenido en la estructura de cualquiera de estas resinas con un compuesto diferente (como un monómero o un agente de reticulación) que contiene un grupo funcional capaz de reaccionar con el grupo funcional.

Como tal, se pueden mezclar uno o más tipos de resinas orgánicas (no desnaturalizadas) para su uso, o uno o más tipos de resinas orgánicas obtenidas mediante la desnaturalización de al menos una resina orgánica diferente en presencia de al menos una resina orgánica pueden mezclarse y usarse en combinación. Así mismo, una película de resina orgánica puede contener opcionalmente un pigmento colorante y/o un pigmento antiherrumbre. También es posible usar una resina orgánica a base de agua obtenida disolviendo o dispersando la resina en agua.

Ejemplos

Se describirán ejemplos de la explicación. Sin embargo, las condiciones en los ejemplos se adoptan en ejemplos condicionales para confirmar la viabilidad y los efectos de la explicación, y la explicación no se limita a los ejemplos condicionales. La explicación puede adoptar diversas condiciones siempre que se alcance el objetivo de la explicación sin apartarse del alcance de la explicación. Los ejemplos que no entran en el ámbito de las reivindicaciones se dan con fines de referencia.

(Ejemplo A)

Para obtener las capas de revestimiento de las composiciones químicas que se muestran en las Tablas 1-1 a 1-8, se usó una cantidad determinada de lingote de metal puro y se fundió en un horno de fusión a vacío, seguido de una composición inicial de baño de revestimiento en el aire. Para la preparación de chapas de acero revestidas, se usó un sistema de revestimiento por fusión tipo lote.

El núm. 119 es una chapa de acero revestida a base de Zn-AI-Mg, disponible comercialmente, preparada como material comparativo. Se usó acero al carbono general laminado en caliente de 2.3 mm (concentración de C <0.1 %) para una chapa de base de revestimiento, y el desengrasado y el decapado se realizaron inmediatamente antes de la etapa de revestimiento.

En cualquier preparación de muestra, se aplicó el mismo método de tratamiento de reducción a la chapa base de revestimiento hasta la inmersión en el baño de revestimiento. En otras palabras, la chapa base del revestimiento se calentó desde la temperatura ambiente a 800 °C por calentamiento eléctrico en un ambiente de N2-H2 (5 %) (punto de rocío de -40 °C o menos, concentración de oxígeno menor que 25 ppm), se retuvo durante 60 segundos, se enfrió a la temperatura del baño de revestimiento 10 °C por pulverización de gas N2, e inmediatamente se sumergió en el baño de revestimiento. El tiempo de inmersión del baño de revestimiento para cada chapa de acero de revestimiento se estableció en 1 segundo. La presión de limpieza de gas N2 se ajustó para preparar una chapa de acero revestida de tal manera que el espesor del revestimiento se estableció en 30 |um (±1 Mm).

La etapa de revestimiento se llevó a cabo de las cinco formas diferentes que se describen a continuación.

Método de producción A: La temperatura del baño de revestimiento se estableció en el punto de fusión del baño de revestimiento 20 °C. El tiempo de inmersión en el baño de revestimiento se estableció en 1 segundo. Se obtuvo una capa de revestimiento en el proceso de enfriamiento en el que, después de levantar la chapa base de revestimiento del baño de revestimiento, la tasa media de enfriamiento de la temperatura del baño de revestimiento a 375 °C se estableció en 20 °C/s (±5 °C/s), la tasa media de enfriamiento de 375 °C a 325 °C se estableció en 15 °C/s (±2.5 °C/s), la tasa media de enfriamiento de 325 °C a 250 °C se estableció en 12.5 °C/s (±2.5 °C/s), y la tasa media de enfriamiento de 250 °C a 100 °C se estableció en un intervalo de 5 °C/s a 12 °C/s.

Método de producción B: La temperatura del baño de revestimiento se estableció en el punto de fusión del baño de revestimiento 50 °C (téngase en cuenta que en un caso en el que la temperatura era menor que 500 °C, se estableció en 500 °C). El tiempo de inmersión del baño de revestimiento se estableció en 1 segundo. Se obtuvo una capa de revestimiento en el proceso de enfriamiento en el que, después de levantar la chapa base de revestimiento del baño de revestimiento, la tasa media de enfriamiento de la temperatura del baño de revestimiento a 375 °C se estableció en 20 °C/s (±5 °C/s), la tasa media de enfriamiento de 375 °C a 325 °C se estableció en 10 °C/s (±2.5 °C/s), la tasa media de enfriamiento de 325 °C a 250 °C se estableció en 5 °C/s (±1.25 °C/s), y la tasa media de enfriamiento de 250 °C a 100 °C se estableció en un intervalo de 5 °C/s a 12 °C/s.

Método de producción C: La temperatura del baño de revestimiento se estableció en el punto de fusión del baño de revestimiento 50 °C (téngase en cuenta que en un caso en el que la temperatura era menor que 500 °C, se estableció en 500 °C). El tiempo de inmersión del baño de revestimiento se estableció en 1 segundo. Se obtuvo una capa de revestimiento en el proceso de enfriamiento en el que, después de levantar la chapa base de revestimiento del baño de revestimiento, se realizó un enfriamiento a una tasa media de enfriamiento de 30 °C/s (±5 °C/s) desde la temperatura del baño de revestimiento a 375 °C, y luego el enfriamiento mediante niebla se realizó inmediatamente a una tasa de enfriamiento media de 12.5 °C a 1000 °C/s o más de 375 °C a 25 °C.

Método de producción D: La temperatura del baño de revestimiento se estableció en el punto de fusión del baño de revestimiento 50 °C (téngase en cuenta que en un caso en el que la temperatura era menor que 500 °C, se estableció en 500 °C). El tiempo de inmersión del baño de revestimiento se estableció en 1 segundo. Se obtuvo una capa de revestimiento en el proceso de enfriamiento en el que, después de levantar la chapa base de revestimiento del baño de revestimiento, la tasa media de enfriamiento de la temperatura del baño de revestimiento a 375 °C se estableció en 30 °C/s (±5 °C/s), la tasa media de enfriamiento de 375 °C a 325 °C se estableció en 10 °C/s (±2.5 °C/s), la tasa media de enfriamiento de 325 °C a 250 °C se estableció en 5 °C/s (±1.25 °C/s), y la tasa media de enfriamiento de 250 °C a 100 °C se estableció en el intervalo de 5 °C/s a 12 °C/s.

Método de producción E: La temperatura del baño de revestimiento se estableció en el punto de fusión del baño de revestimiento 50 °C (téngase en cuenta que en un caso en el que la temperatura era menor que 500 °C, se estableció en 500 °C). El tiempo de inmersión del baño de revestimiento se estableció en 1 segundo. Se obtuvo una capa de revestimiento en el proceso de enfriamiento en el que, después de levantar la chapa base de revestimiento del baño de revestimiento, la tasa media de enfriamiento de la temperatura del baño de revestimiento a 375 °C se estableció en 30 °C/s (±5 °C/s), la tasa media de enfriamiento de 375 °C a 325 °C se estableció en 10 °C/s (±2.5 °C/s), la tasa media de enfriamiento de 325 °C a 250 °C se estableció en 2.5 °C/s (±1.25 °C/s), y la tasa media de enfriamiento de 250 °C a 100 °C se estableció en el intervalo de 5 °C/s a 12 °C/s.

-Análisis de difracción de rayos X-

Se cortó un cuadrado de 20 mm x 20 mm de cada chapa de acero revestida resultante, y se obtuvo una imagen de difracción de rayos X de la superficie de la capa de revestimiento. Las condiciones de medición incluyeron el uso de un difractómetro de rayos X (RINT 1500) y goniómetro gran angular RINT 1000 fabricado por Rigaku Corporation con una salida de rayos X a 40 kV y 150 mA, velocidad de escaneo de 2°/min, y una etapa de 0.01 ° en un intervalo de escaneo de 5° a 90°. La rendija del incidente se estableció en 1°, y la ranura de recepción de luz se estableció en 1°, 0.15 mm. Se calcularon la intensidad específica I (fase MCSB fina), la intensidad específica I (MgCaSn Mg9Sn5) y la intensidad específica I (CaZnAl) (escrita como I (MCSB), I (MgCaSn) e I (CaZnAl), respectivamente, en las tablas).

Así mismo, para 1 (MgCaSn) en la Tabla 1, cuando la cantidad de la fase MCSB era pequeña y el valor numérico no podía calcularse, se escribió como «-». También se muestra I (23.3° intensidad (cps)) en la columna de «I (23.3°)» en la Tabla 1.

Se cortó un cuadrado de 20 mm x 20 mm de la chapa de acero revestida resultante, y se determinó la posición de un pico de difracción de la intensidad más fuerte alrededor de entre 23.00° y 23.46° sobre la base de la imagen de difracción de rayos X de la superficie de la capa de revestimiento. En un caso en el que un pico de difracción de la intensidad más fuerte apareció en un intervalo entre 23.36° y 23.46°, se escribió como «BIEN», y en un caso en el que no se obtuvo tal pico de difracción, se escribió «NB».

-Medición de la fracción de área de cada fase-

Se cortó un trozo de muestra que tiene una sección transversal de la capa de revestimiento (sección cortada a lo largo de la dirección del espesor de la capa de revestimiento) de cada hoja de acero revestido obtenida. Se midieron las fracciones de área de las siguientes fases presentes en la capa de aleación Zn-Al-Mg según el método descrito anteriormente.

• Fracción de área de una fase Zn incluyendo una fase MCSB fina (escrita como «Zn MCSB» en las Tablas)

• Fracción de área de una fase MCSB fina contenida en una fase Zn (escrita como «MCSB/Zn» en las Tablas)

• Fracción de área de una estructura eutectoide fina de Zn-Al (escrita como «ZnAI» en las Tablas)

• Fracción de área de una fase Al

• Fracción de área de una fase MgZn2

• Fracción de área de una estructura eutéctica ternaria de Zn-Al-MgZn2 (escrita como «estructura eutéctica ternaria» en las Tablas)

- Medición del tamaño medio de grano de la fase MCSB fina contenida en la fase Zn-

De cada chapa de acero revestida obtenida se cortó un trozo de muestra con una sección transversal de la capa de revestimiento (sección cortada a lo largo de la dirección del espesor de la capa de revestimiento). El tamaño medio de grano de la fase MCSB fina contenida en la fase Zn se determinó según el método descrito anteriormente. El tamaño medio de grano de la fase MCSB fina se muestra en la columna de «Dc de MCSC/Zn» para la fracción de área.

-Resistencia a la corrosión de superficies lisas-

Para comparar la resistencia a la corrosión de superficies lisas, cada muestra de producción se sometió a 60 ciclos de una prueba de corrosión acelerada (JASO M609-91) para eliminar la herrumbre blanca, y la resistencia a la corrosión de superficies lisas se evaluó en función de la reducción del espesor debido a la corrosión. Los criterios de aprobación se determinaron sobre la base de la chapa de acero revestida a base de Zn-Al-Mg (material comparativo núm. 119), disponible comercialmente, y se evaluó una reducción de espesor menor que 10 pm, que era menor que la cantidad de corrosión de la chapa de acero revestida a base de Zn-Al-Mg como «A», y se evaluó una reducción del espesor de 10 pm o más como «B».

-Resistencia a la corrosión de la superficie del extremo del corte-

Para comparar la resistencia a la corrosión de la superficie del extremo del corte, se cizalló un material de 2.3 mm de espesor (25 pm) en un cuadrado de 30 mm y se colocó en una cámara de temperatura y humedad constante (colocado plano, horizontalmente (0°)). Un ciclo fue el siguiente: (50 °C, 99 %, 24 horas) -> transición durante 6 horas -> (50 °C, 35 %, 66 horas). Se realizó una prueba de apariencia después de un ciclo, se obtuvo la fracción media del área de herrumbre de la superficie del extremo del corte de la chapa de acero revestida obtenida de la sección transversal del corte de cuatro lados de la chapa de acero revestida. Los criterios de aprobación se determinaron sobre la base de la chapa de acero revestida a base de Zn-Al-Mg (material comparativo núm. 119) disponible comercialmente, y se midió la fracción del área de herrumbre en la parte inferior de la superficie del extremo del corte.

En otras palabras, una fracción del área de herrumbre del 70 % o más, que era mayor que la fracción de área de herrumbre de la chapa de acero revestida a base de Zn-Al-Mg, se evaluó como «B», una fracción de área de herrumbre del 35 % al 70 % se evaluó como «A», una fracción de área de herrumbre del 10 % al 35 % se evaluó como «AA», y una fracción de área de herrumbre menor que el 10 % se evaluó como «AAA».

También se midió la fracción de área de herrumbre en la parte inferior de la superficie del extremo del corte después del transcurso de 5 ciclos del mismo tipo de ciclo. Una fracción de área de herrumbre del 90 % o más, que era mayor que la fracción de área de herrumbre de la chapa de acero revestida a base de Zn-Al-Mg disponible comercialmente, se evaluó como «B», una fracción de área de herrumbre del 45 % al 90 % se evaluó como «A» y una fracción de área de herrumbre menor que el 45 % se evaluó como «AAA».

- Potencial de corrosión-

El potencial de corrosión de la chapa de acero revestida se midió en una disolución acuosa de NaCI al 5 % usando Ag/AgCI como electrodo de referencia y una celda de medición electroquímica. El valor medio del potencial de corrosión se midió durante 30 segundos inmediatamente después de la inmersión.

-Prueba de niebla salina (escrito como «PNS» en las tablas)-

Para evaluar la resistencia a la herrumbre blanca de la superficie lisa de la chapa de acero revestida, la chapa de acero revestida se sometió a un ensayo de una prueba de niebla salina (JIS Z 2371) para medir la fracción de área de herrumbre blanca de la superficie revestida después de 120 horas. Los criterios de aprobación se determinaron sobre la base de la chapa de acero revestida a base de Zn-AI-Mg (material comparativo núm. 119), disponible comercialmente, y una fracción del área de herrumbre blanca del 50 % o más, que era mayor que una fracción del área de herrumbre blanca del 50 % para la chapa de acero revestida a base de Zn-Al-Mg, se evaluó como «B», una fracción del área de herrumbre blanca del 20 % al 50 % se evaluó como «A», y una fracción del área de herrumbre blanca menor que el 20 % se evaluó como «AAA».

Para evaluar la procesabilidad de la capa de revestimiento, la chapa de acero revestida se sometió a una prueba de plegado en V de 5R-90°, y la cinta de celofán con un ancho de 24 mm se presionó contra un pliegue de valle en forma de V y se arrancó de él para juzgar visualmente la pulverización.

Un caso en el que el polvo exfoliado debido a la pulverización se adhirió a la cinta se evaluó como «B».

Un caso en el que el polvo exfoliado debido a la pulverización se adhirió en manchas a la cinta se evaluó como «A».

Un caso en el que no se produjo la exfoliación por pulverización se evaluó como «AAA».

-Pulverización -

Con el fin de evaluar el procesamiento intensificado, después de moldear con una prensa de troquel en forma de V 2R-90°, el proceso de desplegado se realizó además en una placa lisa con un troquel plano. Después del procesamiento en forma de V, la cinta de celofán con un ancho de 24 mm se presionó contra un pliegue del valle y se arrancó de él para juzgar visualmente la pulverización.

Un caso en el que no se generó parte de exfoliación se evaluó como «AAA».

Un caso en el que las partes de exfoliación se observaron parcialmente como manchas se evaluó como «A».

Un caso en el que se observaron partes de exfoliación como líneas se evaluó como «B».

-Prueba de cordón de estirado-

Para evaluar la procesabilidad de la capa de revestimiento se realizó una prueba de cordón de estirado. La carga de prensado se estableció en 3, 6 y 9 kN, y se usó NOX-RUST 550 NH como aceite a una velocidad de estirado de 100 mm/min, y se usó el molde SKD (R = 4). En un caso en el que el coeficiente de fricción dinámica de la chapa de acero revestida a base de Zn-Al-Mg existente era menor que 0.12 sin gripado, se evaluó como «A» y en un caso en el que el coeficiente de fricción dinámica fue de 0.12 o se observó gripado, se evaluó como «B».

-Dureza de la capa de revestimiento (dureza Vickers)-

La dureza de la capa de revestimiento de cada chapa de acero revestida se midió usando una máquina para ensayos de dureza Vickers (MITUTOYO-HM221) para medir la dureza desde el lado de la superficie revestida. La carga de prueba se estableció en 10 g, y se midió el valor medio de 50 puntos.

Las Tablas 1-1 a 1-12 muestran las listas del ejemplo A.

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(Ejemplo B)

Para obtener las capas de revestimiento de las composiciones químicas indicadas en la Tabla 2-1, se usó una cantidad determinada de lingote de metal puro para su preparación y se fundió en un horno de fusión a vacío, seguido de la composición inicial del baño de revestimiento en el aire. Para la preparación de chapas de acero revestidas, se usó un sistema de revestimiento por fusión tipo lote. Se usó acero al carbono general laminado en frío de 0.8 mm (concentración < 0.1 %) para una chapa de base de revestimiento, y el desengrasado y el decapado se realizaron inmediatamente antes de la etapa de revestimiento.

En cualquier preparación de muestra, se aplicó el mismo método de tratamiento de reducción a la chapa base de revestimiento hasta la inmersión en el baño de revestimiento. En otras palabras, la chapa base del revestimiento se calentó desde la temperatura ambiente a 800 °C por calentamiento eléctrico en un ambiente de N2-H2 (5 %) (punto de rocío de -40 °C o menos, concentración de oxígeno menor que 25 ppm), se retuvo durante 60 segundos, se enfrió a la temperatura del baño de revestimiento 10 °C por pulverización de gas N2, e inmediatamente se sumergió en el baño de revestimiento.

El proceso de revestimiento se realizó según el método de producción D descrito anteriormente para la producción.

Al controlar el tiempo de inmersión del baño de revestimiento, se prepararon chapas de acero revestidas con diferentes espesores de la capa de aleación Al-Fe. Así mismo, la cantidad de gas de limpieza se ajustó para preparar chapas de acero revestidas con diferentes espesores de la capa de aleación Zn-Al-Mg. Como en (Ejemplo A), se realizaron varios análisis y mediciones.

-Pulverización -

Para evaluar la procesabilidad de la capa de revestimiento, cada chapa de acero revestida se sometió a una prueba de plegado en V 0R-90°, y la cinta de celofán con un ancho de 24 mm se presionó contra un pliegue de valle en forma de V y se arrancó de él para juzgar visualmente la pulverización.

Un caso en el que el polvo exfoliado debido a la pulverización se adhirió en líneas a la cinta se evaluó como «B».

-Prueba de niebla salina (escrito como «PNS» en las tablas)-

La capa de aleación Zn-AI-Mg se eliminó de la superficie de la capa de revestimiento mediante el procesamiento del corte de superficie para los ejemplos números 1 a 12. Estas chapas de acero revestidas en las que solo se adhirió la capa de aleación Al-Fe se sometieron a una prueba de niebla salina (JIS Z 2371) para medir la fracción de área de herrumbre de la superficie de revestimiento después de 24 horas. Los criterios de aprobación se determinaron en base al acero al carbono laminado en frío general usado como material comparativo para una chapa base de revestimiento, una fracción de área de herrumbre del 90 % o más que indica un aumento en la fracción de área de herrumbre se evaluó como «B», y una fracción de área de herrumbre menor que el 90 % se evaluó como «AAA».

En las Tablas 2-1 a 2-3 se muestran las listas del ejemplo B.

(Ejemplo C)

Para obtener las capas de revestimiento de las composiciones químicas que se muestran en la Tabla 3-1, se usó una determinada cantidad de lingote de metal puro y se fundió en un horno de fusión al vacío, seguido de la composición inicial del baño de revestimiento en el aire. Para la preparación de chapas de acero revestidas, se usó un sistema de revestimiento por fusión tipo lote. Se usó acero al carbono general laminado en caliente de 0.8 mm (concentración < 0.1 %) para un sustrato de revestimiento, y el desengrasado y el decapado se realizaron inmediatamente antes de la etapa de revestimiento.

En cualquier preparación de muestra, se aplicó el mismo método de tratamiento de reducción a la chapa base de revestimiento hasta la inmersión en el baño de revestimiento. En otras palabras, la chapa base de revestimiento se calentó desde la temperatura ambiente a 800 °C mediante calentamiento eléctrico en un entorno de N2-H2 (5 %) (punto de rocío de -40 °C o menos, concentración de oxígeno menor que 25 ppm), se retuvo durante 60 segundos, se enfrió a la temperatura del baño de revestimiento 10 °C por pulverización de gas N2, e inmediatamente se sumergió en el baño de revestimiento. El espesor de cada capa de revestimiento se estableció en 30 pm.

El proceso de revestimiento se realizó según el método de producción D o E descrito anteriormente para la producción.

Algunas muestras se prepararon usando una chapa base de revestimiento de 0.8 mm en las mismas condiciones que el ejemplo A.

Para todas las muestras obtenidas, como en el Ejemplo A, se realizaron diversos análisis, diversas mediciones y evaluaciones. Téngase en cuenta que el análisis de difracción de rayos X no se realizó.

La confirmación de la fase de compuesto intermetálico Ca-Al-Si y la fase de compuesto intermetálico Mg-Al-Si y la medición del tamaño medio de grano se llevaron a cabo como se describe a continuación.

Se cortó un cuadrado de 10 mm x 10 mm de cada chapa de acero revestida resultante. La superficie de la capa de revestimiento estaba incrustada en una resina con una inclinación de 10° desde el plano horizontal y pulida, y se observó la estructura de la sección oblicua de la capa de revestimiento. En un caso en el que se examinó una sección opcional para encontrar la fase de compuesto intermetálico amorfo o de tipo aguja y se confirmó la fase de compuesto metálico, el EDS siguió realizando un análisis cartográfico de elementos. En un caso en el que se confirmó la presencia de tres elementos, Ca, Al, y Si, se consideró que había la fase de compuesto intermetálico de Ca-Al-Si, y se escribió como «BIEN» en la columna de la columna «Presencia de Ca-Al-Si» en la Tabla 3. En un caso en que se confirmó la presencia de tres elementos, Mg, Al y Si, se consideró que existía la fase de compuesto intermetálico Mg-Al-Si, y se escribió como «BIEN» en la columna de «Presencia de Mg-Al-Si» en la Tabla 3.

Así mismo, en un caso en el que se confirmó la presencia de la fase de compuesto intermetálico Ca-Al-Si y la presencia de la fase de compuesto intermetálico Mg-Al-Si, el tamaño medio de grano de cada una de las fases de compuestos intermetálicos se midió según el método descrito anteriormente. Los resultados se muestran en las columnas «Dc de Ca-Al-Si» y «Dc de Mg-Al-Si» de la Tabla 3.

Así mismo, para evaluar la resistencia a la corrosión de las porciones procesadas, cada chapa de acero revestida se cortó en un tamaño de 30 mm x 60 mm x 0.8 mm, a partir del cual se prepararon probetas de plegado de 0T, 1T, 2T, 4T y 8T. Así mismo, los especímenes lisos de 30 mm x 60 mm y estos especímenes de plegado en T (porción superior externa) se sometieron simultáneamente a una prueba de niebla salina (JIS Z 2371), y la prueba de corrosión acelerada se continuó hasta que aparecieron manchas de herrumbre en la superficie lisa y la porción superior. Se calculó la tasa de empeoramiento de la resistencia a la corrosión de la porción procesada definida por la siguiente fórmula para cada una de las probetas de plegado de 0T a 8T: (tasa de empeoramiento de la resistencia a la corrosión de la porción procesada) = (parte superior de la probeta de plegado en T) / (tiempo para la formación de herrumbre en la superficie lisa).

Se evaluó una tasa de empeoramiento de la resistencia a la corrosión de una porción procesada de 0.8 o más para cada una de las muestras 0T a 8T como «AAA».

Se evaluó una tasa de empeoramiento de la resistencia a la corrosión de una porción procesada de 0.8 o más solo para las muestras 1T a 8T como «AA».

Se evaluó una tasa de empeoramiento de la resistencia a la corrosión de una porción procesada de 0.8 o más solo para las muestras 2T a 8T como «A+».

Se evaluó una tasa de empeoramiento de la resistencia a la corrosión de una porción procesada de 0.8 o más solo para las muestras 4T a 8T como «A».

Se evaluó una tasa de empeoramiento de la resistencia a la corrosión de una porción procesada de 0.8 o más solo para la muestra 8T como «B».

En las Tablas 3-1 a 3-3 se muestran las listas del Ejemplo C.

Las realizaciones preferidas de la invención se han descrito en detalle con referencia a los dibujos que la acompañan. Sin embargo, la invención no se limita a tales ejemplos. Es obvio que aquellos expertos en la técnica a la que pertenece la invención pueden concebir varios cambios o modificaciones dentro del alcance de las reivindicaciones.

En las Figuras 1 a 14, cada número de referencia se refiere al asunto correspondiente tal como se describe a continuación.

1: Fase Al (incluida una fase Zn fina)

2: Fase MgZn2 (masiva)

3: Estructura eutéctica ternaria Zn-Al-MgZn2

4: Fase Zn que contiene una fase de compuesto intermetálico Mg-Sn

5: Fase Al

6: Fase MgZn2

7: Fase Zn que contiene una fase de compuesto intermetálico Mg-Sn

8: Fase de compuesto intermetálico Mg-Sn que tiene un tamaño de grano de 1 pm o más (fase de compuesto intermetálico Mg-Sn masiva)

9: Estructura eutectoide con un espaciado laminar menor que 300 nm compuesta de una fase Zn y una fase Al (estructura eutectoide Zn-Al fina)

11: Fase de compuesto intermetálico Mg-Al-Si

12: Fase de compuesto intermetálico Ca-Al-Si

13: Fase de compuesto intermetálico amorfa (fase de compuesto intermetálico Mg-Al-Si)

14: Fase de compuesto intermetálico tipo aguja (fase de compuesto intermetálico Ca-Al-Si)

20: Fase Zn que tiene una estructura eutéctica ternaria Zn-Al-MgZn2

21: Fase MgZn2 con una estructura eutéctica ternaria Zn-Al-MgZn2

22: Fase Al que tiene una estructura eutéctica ternaria Zn-Al-MgZn2

30: Fase Zn que tiene una estructura eutéctica ternaria Zn-Al-MgZn2

31: Fase Al que tiene una estructura eutéctica ternaria Zn-Al-MgZn2

100: Capa de revestimiento

100A: Capa de revestimiento

101: Capa de aleación Zn-Al-Mg

101A: Capa de aleación Zn-Al-Mg

102: Capa de aleación Al-Fe

102A: Capa de aleación Al-Fe

En la explicación, las siguientes declaraciones adicionales se explican más.

(Declaración adicional 1)

Una chapa de acero revestida por fusión que tiene un producto de acero y una capa de revestimiento que incluye una capa de aleación Zn-Al-Mg dispuesta en la superficie del producto de acero,

en donde una fase Zn en la capa de aleación Zn-Al-Mg contiene un compuesto intermetálico (Mg, Ca, Y, La, Ce)2(Sn, Bi, In),

la capa de revestimiento consiste en

Zn: más del 65.0 %,

Al: de más del 5 % a menos del 25.0 %,

Mg: de más del 3 % a menos del 12.5 %,

Sn: del 0.10 % al 20 %,

Bi: del 0 % a menos del 5 %,

In: del 0 % a menos del 2 %,

Ca: del 0 % al 3.0 %,

Y: del 0 % al 0.5 %,

La: del 0 % a menos del 0.5 %,

Ce: del 0 % a menos del 0.5 %,

Si: del 0 % a menos del 2.5 %,

Cr: del 0 % a menos del 0.25 %,

Ti: del 0 % a menos del 0.25 %,

Ni: del 0 % a menos del 0.25 %,

Co: del 0 % a menos del 0.25 %,

V: del 0 % a menos del 0.25 %,

Nb: del 0 % a menos del 0.25 %,

Cu: del 0 % a menos del 0.25 %,

Mn: del 0 % a menos del 0.25 %,

Fe: del 0 % al 5 %,

Sr: del 0 % a menos del 0.5 %,

Sb: del 0 % a menos del 0.5 %,

Pb: del 0 % a menos del 0.5 %,

B: del 0 % a menos del 0.5 % en términos de porcentaje (%) en masa e impurezas, y

Bi In < Sn, Y La Ce < Ca, Si < Sn, Cr Ti Ni Co V Nb Cu Mn < 0.25, y Sr Sb Pb B < 0.5 están satisfechos.

(Declaración adicional 2)

La chapa de acero revestida por fusión según la Declaración adicional 1, en donde el compuesto intermetálico (Mg, Ca, Y, La, Ce)2(Sn, Bi, In) tiene un tamaño de grano menor que 1 gm y se dispersa en la fase Zn.

(Declaración adicional 3)

La chapa de acero revestida por fusión según la Declaración adicional 1 o 2, en donde la fase Zn que contiene el compuesto intermetálico (Mg, Ca, Y, La, Ce)2(Sn, Bi, In) con un tamaño de grano menor que 1 gm está presente con una fracción de área del 3 % o más en una sección transversal opcional de la capa de aleación Zn-Al-Mg en una estructura de sección opcional de la capa de aleación Zn-Al-Mg.

(Declaración adicional 4)

La chapa de acero revestida por fusión según cualquiera de las Declaraciones adicionales 1 a 3, en donde una estructura eutéctica ternaria Zn-Al-MgZn2 no está presente en la capa de revestimiento.

(Declaración adicional 5)

La chapa de acero revestida por fusión según cualquiera de las Declaraciones adicionales 1 a 4, en donde, a partir de una imagen de difracción de rayos X obtenida de la superficie de la capa de revestimiento, la imagen que se mide mediante un rayo Cu-Ka con una salida de rayos X a 40 kV y 150 mA, suma de intensidad I ((Mg, Ca, Y, La, Ce)2(Sn, Bi, In)) = {I (22.8° intensidad (cps)) I (23.3° intensidad (cps)) 1 (24.2° intensidad (cps))} es 1000 cps o más.

(Declaración adicional 6)

La chapa de acero revestida por fusión según cualquiera de las Declaraciones adicionales 1 a 5, en donde la capa de revestimiento contiene entre un 0.05 % y un 3 % de masa de Ca, sobre la base de una imagen de difracción de rayos X obtenida de la superficie de la capa de revestimiento, imagen que se mide usando una imagen de rayos CuKa, intensidad específica 1 (MgCaSn MggSn5) = {I (22.8° intensidad (cps)) I (26.3° intensidad (cps))}/I (23.3° intensidad (cps)) es menor que 0.3 (siempre que se excluya un caso en el que I (23.3° intensidad (cps)) sea menor que 500 cps).

(Declaración adicional 7)

La chapa de acero revestida por fusión según cualquiera de las Declaraciones adicionales 1 a 6, en donde la capa de revestimiento contiene del 0.05 % al 3 % en masa de Ca, y un compuesto intermetálico a base de Ca-Zn-Al con un tamaño de grano de 1 gm o más está presente con una fracción de área del 5 % o más en una sección transversal opcional de la capa de aleación Zn-Al-Mg en una estructura de sección opcional de la capa de aleación Zn-Al-Mg.

(Declaración adicional 8)

La chapa de acero revestida por fusión según cualquiera de las Declaraciones adicionales 1 a 7, en donde la capa de revestimiento contiene del 3 % al 20 % en masa de Sn, 0.05 < Sn %/Zn % está satisfecho, una fase compuesta de (Mg, Ca, Y, La, Ce)2(Sn, Bi, In) que tiene un tamaño de grano de 1 gm o más está presente con una fracción de área del 3 % o más en una sección transversal opcional de la capa de aleación Zn-Al-Mg en una estructura de sección opcional de la capa de aleación Zn-Al-Mg.

(Declaración adicional 9)

La chapa de acero revestida por fusión según cualquiera de las Declaraciones adicionales 1 a 8, en donde una estructura eutectoide compuesta de una fase Zn y una fase Al, y con un espaciado laminar menor que 300 nm está presente con una fracción de área del 10 % o más en una sección transversal opcional de la capa de aleación Zn-AI-Mg en una estructura de sección opcional de la capa de aleación Zn-Al-Mg.

(Declaración adicional 10)

La chapa de acero revestida por fusión según cualquiera de las Declaraciones adicionales 1 a 9, en donde la capa de revestimiento incluye además una capa de aleación Al-Fe, la capa de aleación Al-Fe se forma en el producto de acero y la capa de aleación Zn-Al-Mg se forma en la capa de Al-Fe.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Producto de acero revestido que tiene un producto de acero y una capa de revestimiento que incluye una capa de aleación Zn-Al-Mg dispuesta en una superficie del producto de acero,

en donde la capa de aleación Zn-Al-Mg tiene una fase Zn, y la fase Zn incluye una fase de compuesto intermetálico Mg-Sn,

en donde la capa de revestimiento consiste, en términos de porcentaje (%) en masa en lo siguiente:

Zn: más del 65.0 %,

Al: de más del 5.0 % a menos del 25.0 %,

Mg: de más del 3.0 % a menos del 12.5 %,

Sn: del 0.1 % al 20.0 %,

Bi: del 0 % a menos del 5.0 %,

In: del 0 % a menos del 2.0 %,

Ca: del 0 % al 3.00 %,

Y: del 0 % al 0.5 %,

La: del 0 % a menos del 0.5 %,

Ce: del 0 % a menos del 0.5 %,

Si: del 0 % a menos del 2.5 %,

Cr: del 0 % a menos del 0.25 %,

Ti: del 0 % a menos del 0.25 %,

Ni: del 0 % a menos del 0.25 %,

Co: del 0 % a menos del 0.25 %,

V: del 0 % a menos del 0.25 %,

Nb: del 0 % a menos del 0.25 %,

Cu: del 0 % a menos del 0.25 %,

Mn: del 0 % a menos del 0.25 %,

Fe: del 0 % al 5.0 %,

Sr: del 0 % a menos del 0.5 %,

Sb: del 0 % a menos del 0.5 %,

Pb: del 0 % a menos del 0.5 %,

B: del 0 % a menos del 0.5 %, e

impurezas, y

en donde la capa de revestimiento tiene una composición química que satisface las siguientes Fórmulas 1 a 5:

Fórmula 1: Bi In < Sn

Fórmula 2: Y La Ce < Ca

Fórmula 3: Si < Sn

Fórmula 4: 0 < Cr Ti Ni Co V Nb Cu Mn < 0.25

Fórmula 5: 0 < Sr Sb Pb B < 0.5

en donde, en las Fórmulas 1 a 5, cada símbolo de elemento representa un contenido de un elemento correspondiente en términos de porcentaje (%) en masa,

en donde, en una sección transversal de la capa de aleación Zn-Al-Mg, la fase de compuesto intermetálico Mg-Sn que tiene un tamaño de grano menor que 1 gm tiene una fracción de área del 10 % al 50 % con respecto a la fase Zn incluyendo la fase de compuesto intermetálico Mg-Sn,

en donde, en una sección transversal de la capa de aleación Zn-Al-Mg, la fase Zn incluyendo la fase de compuesto intermetálico Mg-Sn está presente con una fracción de área del 3 % o más con respecto a la sección transversal de la capa de aleación Zn-Al-Mg, en donde el tamaño del grano y la fracción de área se miden como se define en la memoria descriptiva,

en donde, basándose en una imagen de difracción de rayos X de una superficie de la capa de revestimiento, la imagen que se mide usando un rayo Cu-Ka con una salida de rayos X a 40 kV y 150 mA, una intensidad específica I (fase de compuesto intermetálico Mg-Sn) = {l (22.8° intensidad (cps)) I (23.3° intensidad (cps)) I (24.2° intensidad (cps))}/3 x I (intensidad de fondo a 20° (cps)) es 1.5 o más.

2. El producto de acero revestido según la reivindicación 1, en donde la fase de compuesto intermetálico Mg-Sn tiene un tamaño medio de grano menor que 1 gm.

3. El producto de acero revestido según la reivindicación 1 o 2, en donde la capa de revestimiento tiene un contenido de Ca del 0.05 % al 3.00 % en masa, y la fase Zn contiene, como fase de compuesto intermetálico Mg-Sn, una fase MgCaSn y una fase MggSns,

en donde, basándose en una imagen de difracción de rayos X de una superficie de la capa de revestimiento, la imagen que se mide usando un rayo Cu-Ka con una salida de rayos X a 40 kV y 150 mA, una intensidad específica I (MgCaSn MggSns)={I (22.8° intensidad (cps)) I (26.3° intensidad (cps)}/I (23.3° intensidad (cps)) es menor que 0.3, e I (23.3° intensidad (cps)) es 500 cps o más.

4. El producto de acero revestido según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde la capa de revestimiento tiene un contenido de Mg de más del 4.0 % a menos del 12.5 % en masa, un contenido de Ca del 0.05 % al 3.00 % en masa, y un contenido de Si del 0.01 % al 2.5 % en masa,

en donde, basándose en la imagen de difracción de rayos X de la superficie de la capa de revestimiento, la imagen que se mide mediante un rayo Cu-Ka con una salida de rayos X a 40 kV y 150 mA, un pico de difracción que tiene una intensidad más fuerte entre los picos de difracción que aparecen en 23.0° a 23.46° aparece entre 23.36° y 23.46°.

5. El producto de acero revestido según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde la capa de revestimiento tiene un contenido de Ca del 0.05 % al 3.00 % en masa y un contenido de Si del 0.01 % al 2.5 % en masa,

en donde la capa de aleación Zn-Al-Mg tiene al menos una seleccionada del grupo que consiste en una fase de compuesto intermetálico de Ca-Al-Si con un tamaño medio de grano de 1 gm o más y una fase de compuesto intermetálico de Mg-Al-Si con un tamaño medio de grano de 1 gm o más.

6. El producto de acero revestido según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde la capa de revestimiento tiene un contenido de Ca del 0.05 % al 3.00 % en masa,

en donde, en una sección transversal de la capa de aleación Zn-Al-Mg, una fase de compuesto intermetálico de Ca-Zn-Al con un tamaño de grano de 1 gm o más está presente con una fracción de área del 5 % o más con respecto a la sección transversal de la capa de aleación Zn-Al-Mg.

7. El producto de acero revestido según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde la capa de revestimiento tiene un contenido de Sn del 3.00 % al 20.00 % en masa, y, se satisface la siguiente fórmula:

0.05 < Sn/Zn, en donde cada uno de Sn y Zn representa el contenido del elemento correspondiente,

en donde, en una sección transversal de la capa de aleación Zn-Al-Mg, una fase de compuesto intermetálico de Mg-Sn con un tamaño de grano de 1 gm o más está presente con una fracción de área del 3 % o más con respecto a la sección transversal de la capa de aleación Zn-Al-Mg.

8. El producto de acero revestido según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en donde, en una sección transversal de la capa de aleación Zn-Al-Mg, una estructura eutectoide compuesta de una fase Zn y una fase Al, y con un espaciado laminar menor que 300 nm, está presente con una fracción de área del 10 % o más con respecto a la sección transversal de la capa de aleación Zn-Al-Mg.

9. El producto de acero revestido según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en donde una estructura eutéctica ternaria Zn-Al-MgZn2 tiene una fracción de área del 0 % al 5 % en una sección transversal de la capa de aleación Zn-Al-Mg.

10. El producto de acero revestido según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde un contenido de Sn de la capa de revestimiento es del 0.10 % a menos del 3.00 %.

11. El producto de acero revestido según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en donde la capa de revestimiento tiene una capa de aleación Al-Fe entre el producto de acero y la capa de aleación Zn-Al-Mg.