專利名稱：具有出色的耐蝕性和附著性的鐵鉻系合金組織及制造方法
技術領域：
本發明涉及這樣的合金組織及其制造方法，即該組織是以鐵鉻系合金如典型的是不銹鋼為原材料的、電動裝置、精密加工機器、汽車、建材等機械工具和部件等的組織，在因成形和裝配而形成有縫隙的場合下，該組織提高了縫隙的耐蝕性和涂膜附著性。
另外，本發明涉及適用于布置在汽車車輪安裝周圍的部件(被稱作“汽車車輪部分”)的不銹鋼且尤其是含鋅涂料型鐵鉻系合金組織及其制造方法。
另外，本發明涉及適用作有機燃料如汽油、甲醇等的容器、配管件的鐵素體不銹鋼，尤其涉及含鋅涂料型燃油箱或汽車燃油箱周圍部件的鐵素體不銹鋼及其制造方法，其中含鋅涂料被整個地涂到汽車燃油箱、燃料管、燃油箱卡帶等油箱周圍部件的不銹鋼上，或者被部分地涂到所述不銹鋼上，以便主要提高縫隙部的耐蝕性。
背景技術：
以不銹鋼為代表的鐵鉻系合金(以下簡稱為“鐵鉻系合金”)已被廣泛用于各種用途，其中包括耐蝕性出色的要求各種耐蝕性的用途，尤其是最大限度地利用美觀、設計和免維修等特點的各種用途。
但已經發現，耐蝕性在實際使用場合中不夠高，尤其是，腐蝕容易在縫隙部、焊接部、不同金屬的接合部等(以下稱為“縫隙部”或“縫隙”)處發生并擴展。
例如，在通過焊接兩塊板而形成的板與板之間的縫隙、用螺栓緊固時形成的螺栓(金屬件)與基材之間的縫隙的耐蝕性就不一定能足夠高。這樣的縫隙部以汽車或建材為首地出現在所有組織中。過去，根據這些耐蝕性最差的部位即縫隙來選擇鐵鉻系合金的種類，因此，除縫隙以外的部位和非腐蝕環境用途場合中，合金質量過高。
作為提高不銹鋼尤其是縫隙的耐蝕性的方法，在日本專利申請公開號11-79285中，已經提出了這樣的方案，即其電離趨勢大于不銹鋼的金屬夾住縫隙，或是預先用其電離趨勢大于不銹鋼的金屬箔貼在制造后成為縫隙的部位上，由此涂布含電離趨勢大于不銹鋼的涂料。
但是，貼金屬箔增加了工序并且增加了部件數，因此實際上不采用這種方式，涂布涂料的方式更簡便。因此，本發明人依據日本專利申請公開號11-79285的實施例，將市售富鋅涂料(含金屬鋅粉的涂料)涂布到樣品縫隙及其周圍部分上并評價其耐蝕性，在樣本暴露在模擬腐蝕環境中的試驗中，觀察到耐蝕性的提高，但我們發現，在涂料被涂到實際的組織上后，在進一步加工或運輸該組織后，與過去一樣地出現生銹，無法看到耐蝕性的充分提高。
另外，我們新發現了，即便在加工后在縫隙部上涂布富鋅涂料，但由于長期使用，鋅從涂膜中析出，涂膜變成多孔狀(骨架狀)，海鹽粒、雨水等浸透其中，不僅進一步促進了腐蝕的發生，而且也引起涂膜剝落，從而損害了外觀。
此外，部件中的汽車構件暴露在非常嚴酷的腐蝕環境中。其中，要求有特別嚴酷的縫隙部耐蝕性的部件就是車輪部分，過去一直希望開發該材料。汽車車輪部分所要求的主要特性描述如下1)由于汽車車輪部分被焊接到車體上，所以作為焊接構件的焊接部位要求有韌性。尤其是，焊接熱影響區(HAZ)的特性受到鋼本身特性的影響，因此，良好的HAZ特性是重要的。
2)在汽車車輪部分中，因成形或裝配而產生縫隙，所以在實際使用環境中，來自路面的水、泥、海鹽粒、融雪鹽等在縫隙處附著或滲透，因此，必須確保從含鹽環境中的尤其是縫隙腐蝕的觀點出發的耐蝕性。
3)構件要求約450MPa至650MPa的高抗拉強度(TS)。
過去，汽車車輪部分至少要求焊接部韌性、耐蝕性(尤其是縫隙耐蝕性)和強度(尤其是焊接部強度)都出色的材料。例如，在普碳鋼中的高強鋼電解沉積上防銹涂料或是實施電鍍地制造汽車車輪部分的場合下，必須按照很高的質量管理來實施因涂裝和電鍍等引起的不生銹的防銹狀況。因此，需要大型設備來實施防銹處理，以便在加工后的端部、刮傷部、焊接部位等上沒有涂裝和電鍍等的瘢痕，這導致生產率降低并增加涂覆成本和涂覆負擔。
因此，由于能夠簡化涂裝或電鍍工序并進而簡化防銹狀況，所以耐蝕性出色的高強不銹鋼作為汽車車輪部分材料而引人注意。
例如，在日本專利申請公開號55-21566中，已經研究了焊接部位的強度和韌性都得到提高的高強不銹鋼。另外，為了提高耐蝕性，在日本專利申請公開號2002-20844中已經研究了通過調整鋼成份來改進特性的各種方法。
但是，這些傳統技術以不涂覆來提高鋼的耐蝕性為前提。因此，為確保含鹽環境中的耐蝕性，有必要把大量Cr加到鋼中。另外，如果使鋼變成馬氏體組織以確保作為汽車車輪部分的強度和韌性，則有必要添加作為奧氏體穩定元素的昂貴的合金元素如Ni、Cu等。
過去，在低碳鋼板表面上實施含Pb鍍層的鍍鉛錫鋼板(Pb-Sn)接受成型加工和焊接，這已經被廣泛用于汽車燃油箱和燃油箱周圍的部件(燃油管等諸如此類的部件)。但隨著環境問題的日益嚴重，含Pb材料的使用日益受到嚴格限制。因此，人們在摸索開發代替鍍鉛錫鋼板的材料。
例如，在日本專利申請公開號2002-146553中提出了這樣的鋼板，即作為無鉛電鍍材料，實施鋁硅系合金的電鍍以提高耐鹽蝕性，接著進行化學轉換處理。但是，存在著可焊性和耐蝕性不穩定的問題，因此，它目前不適于廣泛使用。另外，如果鋼板制造設備大型化，則成本增加并導致生產率降低，因此，無法滿足大批量生產的要求。
另外，在日本專利申請公開號2002-146557中提出了油箱用不銹鋼，它如此保證了電阻焊接性、由潤滑硬化帶來的壓力加工性和耐蝕性，即加工前把鋅或含鋅潤滑膜涂在鋼板上。
但是，由于涂有含鋅潤滑膜的鋼板進行電阻焊接，所以碳從薄膜樹脂成份中被混入焊接部位，因此，耐蝕性可能因對碳很敏感而降低。另外，如果有含鋅潤滑膜的鋼板接受壓力成形，則與不含鋅的潤滑膜相比，金屬粉剝離明顯并且很難操作金屬模。
另外，作為無須維修等使用的鋼，人們也嘗試著使用以如JISG4305(冷軋不銹鋼板及帶鋼)規定的SUS304為代表的奧氏體不銹鋼。但用于油箱時擔心存在應力腐蝕裂紋(SCC)，因此，還用于投入實際使用。
另外，人們也嘗試將有多層結構的合成樹脂用于油箱，但是，很少的燃料也能不可避免地透過由樹脂形成的油箱壁面，存在著燃料蒸發的本質問題。同樣，由于也存在著限制燃料蒸發的動向和回收利用的限制，所以合成樹脂的使用在實用化方面還有自身限制。
另一方面，與前述奧氏體不銹鋼相比，由JISG4305規定的以SUS430和SUS436L為代表的鐵素體不銹鋼在應力腐蝕裂紋方面不太敏感，而且昂貴的Ni的含量較低，所以，鐵素體不銹鋼具有成本優勢。但是，在用于燃油箱或燃燃油管中時，它主要存在著與外表面被鹽蝕有關的耐蝕性不足的問題。因此，必須加入大量合金元素如Cr、Mo等。但是，隨著鋼的高合金化，加工性降低，例如，不能實現對燃油管來說嚴格的擴管和彎管，加工形狀有限。
發明內容
本發明的目的是提供鐵鉻系合金組織及其制造方法，在這里，即便長期的實際使用環境中，也完全防止了鐵鉻系合金組織的腐蝕且尤其是鐵鉻系合金組織的縫隙腐蝕，沒有出現由腐蝕引起的組織強度降低，更耐長時間使用地提高了耐蝕性，另外，涂有涂料的部位且尤其是縫隙的外觀和耐蝕性涂膜的附著性都得到改善。
本發明的目的也是提供鐵鉻系合金組織及其制造方法，即便在實際使用環境中，涂有富鋅涂料的且耐蝕性提高的鐵鉻系合金組織的縫隙部耐蝕性也優良并且不會腐蝕，沒有出現組織強度降低并能夠長期使用。
本發明滿足了過去將廉價的低鉻鐵鉻系合金用于汽車車輪部分時因耐蝕性不足而希望提供簡單的耐蝕性提高方法的要求，其目的是提供可適用于汽車車輪部分的鐵鉻系合金，它具有出色的耐蝕性、強度、加工性和韌性及焊接性。
本發明的目的也是提供用于汽車燃油系部件的低鉻鐵素體不銹鋼，它的耐蝕性和加工性比傳統的高鉻鐵素體不銹鋼還要好。
也就是說，本發明的一個目的是提供低鉻的即低成本的鐵素體不銹鋼，在將鐵素體不銹鋼加工焊接成汽車油箱和油管等時，它一舉解決了傳統技術中的關于外表面鹽蝕耐蝕性的問題。而且，本發明的汽車燃油系統部件的鐵素體不銹鋼的耐蝕性標準是，鹽干濕循環試驗(CCT；美國汽車工程師協會(SAEJ2334))中，即便在120次循環后，也沒有發生輕微的紅銹或銹蝕。
即，本發明的成份如下。
(1)、按質量％地含有6％以上至25％以下的Cr的鐵鉻系合金組織，它在有至少一處縫隙的表面上具有含有電離趨勢大于鐵的金屬粉的耐蝕性膜，其中金屬粉占干燥涂膜的含量約為20體積％以上至60體積％以下，干燥涂膜的厚度為5μm以上至小于100μm。
(2)、在上述(1)中，金屬粉可以是選自Mg、Al和Zn中的一種以上元素。
(3)、在上述(1)和(2)中，耐蝕性膜可以主要含有環氧樹脂，余量包括干燥劑、硬化劑、增塑劑、分散劑和乳化劑。
(4)、在上述(1)中，金屬粉可以是鋅，其中干燥涂膜中的鋅含量相對涂膜重量為式(1)所示70-{2.7×(Cr+3.3Mo)}≤X≤70 (1)其中，X為涂膜中金屬鋅粉的含量(質量％)，Cr為鐵鉻系合金中Cr的含量，Mo為鐵鉻系合金中Mo的含量。
(5)、在上述(1)-(4)之一中，金屬粉的平均顆粒直徑可以為3μm以下。
(6)、在上述(4)中，鐵鉻系合金組織的成份可以按質量％地具有0.02％以下的C、1.0％以下的Si、0.5％以上至5.0％以下的Mn、0.05％以下的P、0.020％以下的S、6％以上至20％以下的Cr、1.0％以下的Al和0.03％以下的N，余量基本上是鐵和不可避免的雜質，因此，形成了抗拉強度(TS)約為450MPa至650MPa的合金鋼，其中干燥涂膜厚度約為5μm至50μm。
(7)、在上述(6)中，鐵鉻系合金組織可以進一步按質量％地具有3％以下的Mo、2％以下的Cu和9％以下的Ni。
(8)、在上述(6)和(7)中，鐵鉻系合金組織可以按質量％地還具有0.0003％以上至0.005％以下的B。
(9)、在上述(6)-(8)中，鐵鉻系合金組織可以被用于汽車車輪部分。
(10)、在上述(4)中，鐵鉻系合金組織可以是鐵素體不銹鋼，它按質量％地具有以下成份0.1％以下的C、1.0％以下的Si、1.5％以下的Mn、0.06％以下的P、0.03％以下的S、1.0％以下的Al、11％以上至20％以下的Cr和0.04％以下的N，它還含有0.01％以上至0.8％以下的Nb和/或0.01％以上至1.0％以下的Ti，余量基本上是鐵和不可避免的雜質。
(11)、在上述(10)中，鐵鉻系合金組織可以進一步按質量％地具有3.0％以下的Mo、2.0％以下的Cu和2.0％以下的Ni中的一種以上元素。
(12)、在上述(10)和(11)中，鐵鉻系合金組織可以按質量％地還具有0.0003％以上至0.005％以下的B。
(13)、在上述(10)-(12)中，鐵鉻系合金組織可以被用于燃料箱或汽車燃料箱的周圍部件。
(14)、在上述(6)-(13)中，含鋅干燥涂膜中的鋅的平均顆粒直徑可以為3μm以下。
15、通過在按質量％地含6％以上至25％以下的Cr的鐵鉻系合金組織的有至少一處縫隙的表面上涂覆厚為5μm以上至小于100μm的干燥薄膜，實現鐵鉻合金組織制造方法，耐蝕性膜含有電離趨勢大于鐵的金屬粉，所以干燥涂膜中的金屬粉含量為20體積％以上至60體積％以下。
16、在上述(15)中，金屬粉可以是選自Mg、Al和Zn中的一種以上元素。
17、在上述(15)和(16)中，耐蝕性膜可以主要含有環氧樹脂，余量包括干燥劑、硬化劑、增塑劑、分散劑和乳化劑。
18、在上述(15)中，干燥涂膜中的鋅含量相對涂膜重量地用式(1)表示70-{2.7×(Cr+3.3Mo)}≤X≤70 (1)其中，X為涂膜中金屬鋅粉的含量(質量％)，Cr為鐵鉻系合金中Cr的含量，Mo為鐵鉻系合金中Mo的含量。
19、在上述(15)-(18)中，金屬粉的平均顆粒直徑可以為3μm以下。
20、在上述(18)中，鐵鉻系合金組織的成份可以按質量％地具有0.02％以下的C、1.0％以下的Si、0.5％以上至5.0％以下的Mn、0.05％以下的P、0.020％以下的S、6％以上至20％以下的Cr、1.0％以下的Al和0.03％以下的N，余量基本上是鐵和不可避免的雜質，因此，形成了抗拉強度(TS)約為450MPa至650MPa的合金鋼。
21、在上述(20)中，鐵鉻系合金組織可以按質量％地還具有3％以下的Mo、2％以下的Cu和9％以下的Ni。
22、在上述(20)和(21)中，鐵鉻系合金組織可按質量％地還有0.0003％以上至0.005％以下的B。
23、在上述(20)-(22)中，鐵鉻系合金組織可以被用于汽車車輪部分。
24、在上述(18)中，鐵鉻系合金組織可以是鐵素體不銹鋼，它按質量％地具有以下成份0.1％以下的C、1.0％以下的Si、1.5％以下的Mn、0.06％以下的P、0.03％以下的S、1.0％以下的Al、11％以上至20％以下的Cr和0.04％以下的N，且進一步含有0.01％以上至0.8％以下的Nb和/或0.01％以上至1.0％以下的Ti，余量基本上是鐵和不可避免的雜質。
25、在上述(24)中，鐵鉻系合金組織可以還按質量％地具有3.0％以下的Mo、2.0％以下的Cu和2.0％以下的Ni中的一種以上元素。
26、在上述(24)和(25)中，鐵鉻系合金組織可以按質量％地還有0.0003％以上至0.005％以下的B。
27、在上述(24)-(26)中，鐵鉻系合金組織可以被用于燃料箱或汽車燃料箱的周圍部件。
28、在上述(20)-(27)中，含鋅干燥涂膜中的鋅的平均顆粒直徑可以為3μm以下。
根據本發明，可以顯著提高鐵鉻系合金組織的縫隙耐蝕性和耐蝕性膜附著性，從而獲得一種可以經得住長期使用的并有出色外觀且從不發生強度降低的組織。另外，與含有大量昂貴的Cr或Mo的傳統鐵鉻系合金組織相比，由于防止了縫隙點腐蝕，所以可以減少Cr和Mo的含量。因此，本發明具有顯著降低生產成本的優勢。
另外，根據本發明，鋅置換耐蝕性地提高了縫隙耐蝕性，Cr和Ni含量較低的低成本鐵鉻系合金可以被用于在含鹽環境中需要高耐蝕性、高強度、出色加工性、韌性、出色的可焊性以及出色的平衡性的汽車車輪部分，以代替含有大量昂貴Cr和Ni的傳統不銹鋼。
另外，根據本發明，Cr和Ni含量較低的低成本鐵鉻系合金可以被用于其中在含鹽環境中需要出色的外表面耐蝕性和出色的汽油耐蝕性、高強度、出色加工性、這些特性平衡的油箱和汽車的周圍部件等。
圖1A是說明L形試樣在砂礫試驗等中的試驗狀況的立體圖；圖1B是說明L形試樣在砂礫試驗等中的試驗狀況的平面圖；圖2表示涂膜附著性與耐蝕性膜中鋅含量(按質量％)之間的關系；圖3示意表示影響耐蝕性合格或不合格的點蝕指數(Cr+3.3Mo)與耐腐蝕膜中含鋅量之間的關系；圖4A是試樣形狀的布局圖；圖4B是表示試樣形狀的布局側視圖；圖5A示意表示為評價試樣外表面耐蝕性等而進行的預處理；圖5B以側視圖示意說明了為評價試樣外表面的耐蝕性等而實現的預處理；圖6示意表示對試樣進行的干濕鹽結合的循環試驗的流程圖及其試驗條件；以及圖7示意說明了對試樣進行的干濕鹽結合的循環試驗的流程圖及試驗條件。
具體實施例方式
下面對根據本發明某些方面選擇的優選實施例進行描述。
如此實現本發明，即通過把含有電離趨勢大于鐵的金屬粉(比鐵更易電離化或者標準電極電位比鐵低)的涂料涂到鐵鉻系合金組織上以便在其上形成具有金屬粉體積含量的耐蝕性干燥涂膜并且決定膜厚度，從而因涂料而維持了置換防蝕保護性，另外，即使如果加工或運輸有由涂料形成的耐蝕性干燥涂膜的鐵鉻系合金組織，在特別容易生銹的縫隙處，也防止了生銹，因而，實現了長期使用后涂料附著性和涂覆部位外觀的改進。
下面描述限定本發明主要成份的理由。
(1)鐵鉻系合金成份構成如本發明所述組織的鐵鉻系合金的Cr含量必須為6質量％以上至25質量％以下。在Cr含量少于6質量％的情況下，無論用在戶內或戶外的大氣中，都明顯出現紅銹并且難于保證在縫隙處有足夠高的耐蝕性。
在Cr含量大于25質量％的情況下，鐵鉻系合金本身的耐蝕性得到提高，因此，涂覆含置換防蝕保護金屬粉的耐蝕性涂料就沒有太大意義了。因此，優選Cr含量為11質量％至20質量％。
除Cr以外的成份沒有特別限制。根據加工性、強度和其它目的，可以添加元素如C、Si、Mn、Ni、Cu、Mo、W、Nb、Ti、Zr、V、B、Al、N等。Mo對提高耐蝕性尤其有效并且含量為0質量％以上至3.0質量％以下，最好為0.5質量％以上至2.0質量％以下。
(2)鐵鉻系合金組織在本發明的組織中，形成間隙地形成或裝配一個或兩個以上前述鐵鉻系合金部件，該組織的結構、形狀和尺寸等都沒有限制。例如，彎曲一塊鐵鉻系合金板，通過焊接、填縫或螺栓連接來連接兩端，或者通過焊接、填縫或螺栓連接等方式將沖壓鐵鉻系合金板而形成的多個部件連成一體。但是，本發明不局限于前述設計。
我們相信，如前述先前技術中所示地使用電離趨勢大于鐵的置換防蝕保護性金屬粉如鋅等來防止由鐵鉻系合金形成的組織的縫隙腐蝕是有效的。但如上所述，在涂覆用于普碳鋼的市售富鋅型涂料的情況下，例如，如果組織遇到由散濺石頭等引起的刮擦，或組織尤其是在制造或運輸中受力以至接合部如螺栓因振動而收縮，則涂膜局部剝落并且在實際應用環境中無法發揮足夠高的耐蝕性。
同樣，如果涂膜中的多數金屬粉由于在實際環境中的長期使用而受損，則涂膜變成多孔，因此，海鹽粒、雨水和灰塵在此滲入，縫隙腐蝕不僅引起耐蝕性惡化，而且引起涂膜附著性和外觀惡化。
即，對鐵鉻系合金來說，我們改良了起置換防蝕保護性作用的涂料，該涂料的一個典型就是已經研制出的用于傳統普碳鋼的富鋅型涂料，并且詳細研究了出現生銹、銹蝕和關于其上有耐蝕性膜的鐵鉻系合金的涂膜附著性因實際使用環境如制造、運輸等中的使用而惡化的現象。結果發現，不僅沖擊、摩擦或來自組織外面的振動引起起到置換防蝕保護性作用的耐蝕涂膜剝落，而且涂膜因起到置換防蝕保護性作用的金屬粉的溶解而變成多孔，這都導致了耐蝕性、涂膜附著性和涂覆部位外觀的惡化。
耐蝕性出色的普碳鋼用市售富鋅型涂料利用了鋅置換防蝕保護性涂料，在干燥涂膜中使用了含鋅量大于60體積％的涂料來保證耐蝕性效果。就是說，在干燥涂膜中的鋅含量超過了干燥涂膜的70質量％。這種涂料被涂到以不銹鋼為代表的鐵鉻系合金上，與普碳鋼相比，附著性很低，由散射石粒等引起的附著性降低顯著。
發明人研究了耐蝕性涂膜與鐵鉻系合金之間的附著性、涂覆部位污點和耐蝕機能。結果發現，至少從耐蝕性觀點出發，已研制的主要用于普碳鋼的工業涂料對耐蝕性大于普碳鋼的鐵鉻系合金而言具有過高質量，另外，置換防蝕保護性的金屬粉的含量的減少沒有降低耐蝕性，并且對于其中用于普碳鋼的工業涂料被涂布到鐵鉻系合金上的安排已是一個問題的較差附著性可以得到改進，因此，獲得了足夠高的附著性。
我們發現，在鐵鉻系合金的情況下，即使如果涂布了數量比普碳鋼少的置換防蝕保護性涂料，即當置換防蝕保護性金屬粉相對干燥涂膜的總體積的含量為20體積％以上至小于60體積％地進行涂布時，能夠賦予鐵鉻系合金以出色的防蝕技能和足夠高的附著性和防污染性。
(3)置換防蝕保護性金屬粉電離趨勢大于鐵的本發明所用的典型金屬是鎂、鋁和鋅，或者是前述金屬元素中的一種以上的混合物或合金。其中，從通用性和成本的觀點出發，最好使用鋅。
(4)置換防蝕保護性金屬粉的含量如果置換防蝕保護性金屬粉的含量超過干燥耐蝕性涂膜總體積的60體積％，則引起不銹鋼表面的一次附著性惡化。尤其是如果由于散濺石頭等造成刮擦傷等，則涂料本身容易剝落并且出現附著性惡化，致使難于保證有效鋅量。另外，如果增大置換防蝕保護性金屬粉的含量，則置換防蝕保護性金屬粉會沉在涂料之下，因此，有必要不斷攪拌涂料以保持涂料均勻，從而在涂覆加工時導致效率降低。因此，從耐蝕性和附著性的觀點出發，為有效地使用置換防蝕保護性金屬粉，置換防蝕保護性金屬粉的含量上限被定為小于60體積％。另外，需要至少20體積％以上的含量來確保耐蝕性。
而且，置換防蝕保護性金屬粉的含量最好是30體積％以上至50體積％以下。另外，該含量最佳是35體積％以上至45體積％以下。置換防蝕保護性金屬粉的含量由體積％決定的理由在于，在無損于耐蝕性的同時，通過調整涂料中樹脂與金屬粉如鋅的比率等來保證比普碳鋼差的鐵鉻系合金的附著性。此外，干燥涂膜中的置換防蝕保護性金屬粉的含量(體積％)是通過以下方式求出的，即涂布后的干燥涂膜的截面以400倍放大倍數并分別觀察五次地用顯微鏡進行觀察，并用計算機進行圖象處理。此外，通過對平均五次觀察到的五個體積％求算術平均值地得到了在各實施例中獲得的體積％。
(5)鋅粉的含量本發明如此得到鐵鉻系合金組織，即規定耐蝕性涂膜中金屬鋅的含量及其厚度，在該組織中，即便在制造或運輸具有由富鋅型涂料制成的耐蝕性涂膜的鐵鉻系合金組織時，在無損于富鋅型含鋅涂料的置換防蝕保護性效果的同時，防止了尤其特別容易生銹的縫隙處的生銹。
如果鋅含量超過干燥耐蝕性膜總質量的70質量％，則不銹鋼表面的一次附著性降低。尤其是遇到散濺石頭的場合下，涂料本身容易剝落并且也引起附著性的惡化，很難保證有效的鋅量。相反，如果鋅含量太大，則在涂料底部出現鋅沉積，因此，有必要不斷攪拌涂料以保持涂料均勻。因此，為了有效利用鋅，從耐蝕性和外觀的觀點出發，鋅含量的上限被定為70質量％。
另一方面，人們知道，鐵鉻系合金的耐蝕性與點蝕指數(Cr+3.3Mo)成正比。因此，我們研究了在進一步提高耐蝕性所需的涂料中的鋅含量與前述點蝕指數之間的關系。結果，如圖3所示，我們發現，如果鋅含量(質量％)大于70-{2.7×(Cr+3.3Mo)}，則得到了鐵鉻系合金在縫隙處的足夠高的耐蝕性。
因此，由下式(1)來決定鋅X的含量。
70-{2.7×(Cr+3.3Mo)}≤X≤70 (1)其中，X表示涂膜中金屬鋅粉的含量(質量％)，Cr表示鐵鉻系合金中Cr的含量(質量％)，并且Mo表示鐵鉻系合金中Mo的含量(質量％)。Mo不是必需成份，如果合金不合鉬，則在前式(1)中以0質量％的Mo來計算。
耐蝕性涂膜中需要的鋅含量取決于點蝕指數，即鐵鉻系合金的耐蝕性。就是說，如果耐蝕性出色，則涂膜中的鋅含量可以較小，而如果耐蝕性較差，則有必要增加鋅含量。
結果，通過式(1)，在Cr含量為25質量％且Mo含量為0質量％時，算出耐蝕性涂膜中的鋅含量下限為2.5質量％。此外，如果Cr含量超過25質量％，則在中性含鹽環境中的耐蝕性足夠高，沒有必要形成耐蝕性膜。從確保耐蝕性的觀點出發，鋅含量為0質量％的涂膜的涂覆就表面要上色的場合而言因提高了成本而不需要，而且對使用高Cr不銹鋼沒有意義。
此外，下面將對在干燥涂膜中獲得鋅粒含量(質量％)的工藝進行描述。首先，測量其上涂有干燥涂膜的鋼(W1)的重量，接著，用涂膜去除劑(NEORIVER)來分離鋼板和涂膜，干燥鋼板并且測量干燥鋼板(W2)的重量。隨后，用硫酸或過鹽酸溶解薄膜，用原子吸收法分析溶液，由此獲得鋅(W3)量。通過表達式W3/(W1-W2)可以獲得干燥涂膜中的鋅粒含量。
(6)置換防蝕保護性金屬粉的平均顆粒直徑此外，用于本發明的置換防蝕保護性金屬粉最好均勻分散在最好平均顆粒直徑為3μm以下的涂膜中。在平均顆粒直徑超過3μm的情況下，如果涂膜較薄，則附著性變差。另外，如果金屬粉被細微分散在涂膜中，則在置換防蝕保護性因金屬粉而得到提高的同時，暴露后的涂膜附著性也有提高趨勢，從這一點出發，置換防蝕保護性的金屬粉的平均顆粒直徑最好為3μm以下，它最好是1.5μm以上至2.5μm以下。
金屬粉顆粒直徑被限定為其中一個金屬顆粒的最大和最小顆粒直徑之和除以2的值。通過這些步驟獲得了平均顆粒直徑，其中在涂料涂布之后，用放大400倍的顯微鏡觀察干燥涂膜的各五個橫截面，如上所述地求出在觀察中的整個各金屬粉的顆粒直徑，并且求出這些顆粒直徑的算術平均值。
(7)鋅的平均顆粒直徑尤其是，鋅是通過置換防蝕保護作用保證鐵鉻系合金如不銹鋼等的耐蝕性的重要元素，其平均顆粒直徑約為3μm以下。在平均顆粒直徑超過約3μm的情況下，如果涂膜較薄，則涂膜對不銹鋼的附著性變差。另外，如果鋅粉被分散在微小顆粒直徑的涂膜中，則涂料顯示出置換防蝕保護性由于鋅而提高的趨勢。因此，平均顆粒直徑最好是約為3μm以下。平均顆粒直徑最好約為1.0μm以上至2.5μm以下，另外，最好是約為0.5μm以上至2.0μm以下。
(8)耐蝕性涂膜的膜厚在本發明中，耐蝕性涂膜厚度在干燥涂膜的狀態下被定為5μm以上至小于100μm。在膜厚度小于約5μm的情況下，隨著置換防蝕保護性金屬粉的含量增加，很難保證附著性。另外，當置換防蝕保護性取決于置換防蝕保護性金屬粉的單位含量時，如果膜厚度小于約5μm，則不能保證所需置換防蝕保護性金屬粉的含量。另一方面，如果膜厚為100μm以上，則含量過高，涂膜干燥時間延長，從而降低了生產率并且涂膜附著性變差。膜厚最好是20μm以上至50μm以下。
此外，在涂膜含鋅的情況下，膜厚最好是為50μm以下。膜厚度更好10μm以上至50μm以下，最佳是10μm以上至30μm以下，尤其最佳的是15μm以上至30μm以下。另外，如果可能的話，膜厚度最好是15μm以上至25μm以下。此外，通過這些工序來實現干燥涂膜厚度的測量，其中由于涂料涂布，用放大400倍的顯微鏡觀察干燥涂膜的橫截面五次，所以每次在三個部位測量三次膜厚并且通過平均每次測量的膜厚度來獲得平均膜厚度，另外，對所有五次觀察進行平均，以獲得平均厚度。
(9)涂料中的除置換防蝕保護性金屬粉以外的成份用于本發明的涂料可以含有除置換防蝕保護性金屬粉以外的成份。但是，附加成份沒有特殊限制，例如，添加物、溶液和稀釋液等如粘合劑、干燥劑、硬化劑、增塑劑、分散劑、乳化劑等都可以被加入以分散涂料、干燥或硬化涂膜，并且提高各項特性。
可以比含有置換防蝕保護性金屬粉的傳統涂料少地添加用來穩定地在涂料中懸浮置換防蝕保護性金屬粉的分散劑或乳化劑。
可以利用普通的丙烯酸樹脂、聚氯乙烯樹脂、聚乙烯醋酸樹脂、硅樹脂、聚乙烯醇縮醛樹脂、聚氨基甲酸乙酯樹脂、聚芳酯樹脂、酚醛樹脂、環氧樹脂、生物堿樹脂、聚酰胺樹脂、聚酰亞胺樹脂或這些樹脂的化合物等作為粘合劑。同樣，最好是利用氟化鈣、氟化鋇、硅酸鈉等作為無機粘合劑。最好使用環氧樹脂、聚氨基甲酸乙酯熟知或丙烯酸樹脂。尤其是，從涂膜耐蝕性的觀點出發，最好使用環氧樹脂。
根據用途和所需特性，兼顧樹脂類型和干燥劑、硬化劑、增塑劑、分散劑、乳化劑等添加劑地適當決定粘合劑添加量。
尤其是對于本發明的含鋅涂料，除了作為置換防蝕保護性金屬地添加鋅外，其它成分如上所述。
(10)涂料涂布方法可以通過噴涂、刷、浸涂等來進行涂料涂布，對涂覆方法沒有特殊限制。應該根據制造組織的生產線來選擇適當的方法。
尤其是要適當地根據生產物品如汽車車輪部分、燃料箱等來選擇涂覆方法。
例如，通過預定方法如液體壓制、相對流體成形、旋壓、管道處理等把鋼板成形加工成燃料箱周圍部件如燃料箱、油管、油箱卡帶等，隨后，通過縫焊、激光焊、點焊等把含鋅的涂料涂到以預定的組織形式構造的全部或部分部件上。
可以根據硬化劑的類型把含有置換防蝕保護性金屬粉的涂料分成室溫定形類型和熱定形類型。在室溫定形類型的情況下，其上涂有涂料的部件在涂布涂料之后被留下。另一方面，在熱定形類型的情況下，涂有涂料的部件經歷了加熱和干燥(烘焙)。結果，形成了由粘合劑、置換防蝕保護性金屬粉和添加物構成的處理過的薄膜即有出色耐蝕性的耐蝕性涂膜。
尤其是，其中含有起到置換防蝕保護性作用的鋅的金屬粉的涂有含鋅涂料的鐵鉻系合金被用來制造由鐵鉻系合金形成的物品，具有出色的強度、可焊性、加工性、耐蝕性，由于這些特性充分平衡，所以涂有含鋅涂料的鐵鉻系合金可以被用于汽車車輪部分。
同樣，涂有其中含鋅涂料已被涂布到不銹鋼上的不銹鋼具有出色的強度、可焊性、加工性、耐蝕性，由于對這些特性進行了平衡，所以涂有含鋅涂料的不銹鋼可以被用于汽車車輪部分。
根據本發明，當含有置換防蝕保護性金屬粉的耐蝕性涂膜形成在鐵鉻系合金組織的表面時，耐蝕性膜可以形成在組織的部分或全部表面上，只要薄膜已被涂布的區域包括在組織中形成的所有縫隙。形成前述涂膜，以提高縫隙處的耐蝕性，因此，如果至少這些部位涂有前述涂膜，則全部鐵鉻系合金組織的耐蝕性是足夠高的。
(11)鐵鉻系合金的制造方法本發明鐵鉻系合金的制造方法沒有特別限制，可以沒有改變地使用普碳鋼的制造方法。現在，對優選制造方法實例進行描述。
因為必須經軋制形成預定厚度的熱軋鋼板，所以通過連鑄獲得的含有前述含量的前述成分的鋼材被加熱到預定溫度，隨后，根據強度要求，熱軋鋼板在約600℃-約900℃的溫度范圍內經歷了箱式退火，或者在約800℃-約1100℃的溫度范圍內經歷連續退火。隨后，就原樣地或根據需要經過酸洗地被用于成品加工中。另外，熱軋鋼板在退火后被冷軋到預定鋼板厚度，接著，冷軋鋼板最好是在約700℃-1050℃的溫度范圍內并更好是在約850℃-約1000℃的溫度范圍內經歷連續退火，并且經歷了酸洗，由此，形成了鐵鉻系合金的冷軋鋼板。
上述制造方法只是一個實例并且可以進行適當的修改。
(12)用于汽車車輪部分的鐵鉻系合金的成份形成了抗拉強度(TS)約在450MPa到650MPa之間的用于汽車車輪部分的本發明鐵鉻系合金。如果TS約小于450MPa，則強度不足以用于汽車的車輪部分。相反，如果TS約大于650MPa，則鋼太硬，因此，難于實現處理如彎曲等。下面，對用于本發明的鐵鉻系合金的成份和含量(質量％)進行描述。
Cr含量6％以上至20％以下在Cr含量約小于6％的情況下，如果其上沒有涂布涂料的鐵鉻系合金被暴露在戶內或戶外的環境中，則明顯產生紅銹，即使含鋅涂料被涂到鐵鉻系合金上，由于散濺石頭，也難于保證在縫隙或端面處有足夠的耐蝕性。另外，相對補償Cr和Mo含量的減少，彌補該減少的涂料費用增加了，沒有獲得上述含鋅涂料的充分效果，因此，Cr含量下限定為6％。Cr含量最好是11％以上，以保證鐵鉻系合金的耐蝕性達到某種程度。如果Cr含量超過約20％，則鐵鉻系合金的耐蝕性本身得到提高，因此，沒有觀察到紅銹的發生，因而沒有必要涂布涂料。因此，Cr含量最好是在11％-15％。
Si含量1.0％以下Si有脫氧作用，因此，它在煉鋼時是必需的成份。為了產生該效果，必須添加0.1％以上。如果Si含量超過1.0％，則鋼變得太硬(固溶強化)，阻礙了發生在HAZ中的馬氏體相生成。因此，Si含量應該小于1.0％。Si含量最好是0.10％以上至0.5％以下。
Mn含量0.5％以上至5.0％以下Mn是在高溫下穩定γ(奧氏體)相以提高淬硬程度的必要成份。Mn含量是0.5％以上。另一方面，如果Mn含量超過5.0％，則鋼變得太硬，并且也降低了HAZ的韌性。因此，Mn含量上限被定為5.0％。Mn含量最好被定為1.0％以上至2.0％以下。
P含量0.05％以下從加工性和耐蝕性的觀點出發，最好盡可能多地減少P含量。P含量減少具有這樣的作用，即抑制了使得鋼太硬的微小磷化物沉積在鋼里。過量的減少增加了精煉負擔，造成生產力下降，因此，P含量應該小于0.05％，最好是0.01％以上至0.03％以下。
S含量0.020％以下盡管盡可能多地減少S含量以保證耐蝕性是好的，但從煉鋼時與脫硫處理相關的經濟限制出發，S含量上限被定為0.020％。S含量最好是0.001％以上至0.01％以下。
Al含量1.0％以下在煉鋼時，鋁作為脫氧材料被加入。為獲得脫氧效果，必須添加0.01％以上的Al。如果Al含量超過1.0％，則容易產生氧化物型夾雜，從而引起韌性惡化，因此，Al含量上限被定為1.0％。考慮到加工性和脫氧作用，Al含量最好是0.02％以上至0.1％以下。
V含量0.03％以上至0.3％以下釩(V)提高了HAZ的耐蝕性。如果V含量小于約0.03％，則作用不明顯，而超過0.3％的V的過高含量致使鋼太硬。因此，V含量被確定為0.03％以上至0.3％以下。另外，V以碳化物形式固定下碳，因此，它是一種提高耐蝕性和軟化的有效元素。考慮到提高鋼的特性的作用，V含量最好是0.06％以上至0.15％以下。
C含量0.02％以下N含量0.03％以下C和N是對鐵鉻系合金的焊接部位的加工性、耐蝕性和韌性產生影響的元素。尤其是，如果C超過0.02％且N超過0.03％，則明顯發生耐蝕性和硬化的惡化，為此決定它們的上限。同樣，當考慮到焊接部位的特性時，它們的含量都為0.005％以下。
Mo含量3％以下Cu含量2％以下Mo和Cu是提高耐蝕性的有效元素。為了產生效果，每種元素需要添加0.1％以上。而且，Cu和Mo都使得鐵鉻系合金硬化并且降低不銹鋼的生產力，因此，Mo含量的上限被定為3％，而Cu含量的上限被定為2％。從加工性和耐蝕性的觀點出發，Mo含量最好是為2％以下，而Cu含量最好為0.5％以下。
Ni含量9％以下Ni是一種提高耐蝕性的有效元素。Ni是奧氏體生成元素，在高Cr不銹鋼中，它是獲得馬氏體組織的有效元素。為產生作用，需要添加0.1％以上的Ni。但是，Ni是昂貴金屬，如果Ni含量增大，則不需要由鋅實現的置換防蝕保護作用，因此，Ni含量上限被定為9％。而從加工性和耐蝕性的觀點出發，Ni含量最好是1％以上。
B含量0.0003％以上且0.005％以下B是改善二次加工脆性的有效元素。尤其是，汽車車輪部分被成形處理成復雜的形狀和形式，另外，經常被用于溫度低于零下的寒冷地區。另外，B對于提高晶界強度是有效的。為了獲得效果，B含量要在0.0003％以上。相反，如果B含量超過0.005％，則發生鐵鉻系合金的加工性和韌性的惡化，因此，B含量被定為0.0003％以上至0.005％以下。B含量最好是0.0005％以上至0.002％以下。
如本發明所述的汽車車輪部分的鐵鉻系合金可以含有Co，它是一種除上述成分外的成份，從改善二次加工脆性的觀點出發，具有0.3％以下的含量。另外，作為不可避免的雜質，鐵鉻系合金可以含有0.5％以下的Zr、0.1％以下的Ca、0.3％以下的T、0.3％以下的W、0.3％以下的Sn和0.00320％的Mg，它們尤其沒有引起本發明效果的惡化。
(13)用于汽車車輪部分的鐵鉻系合金的制造方法用于本發明的汽車車輪部分的制造方法沒有特別受到限制。在普碳鋼制造時使用的制造方法可以沒有變化地被用于此實施例中。現在，對一個優選的制造方法的實例進行描述。
因為必須經熱軋而被形成預定鋼板厚度的熱軋鋼板，所以通過連鑄獲得的含有前述含量的前述成分的鋼材被加熱到預定溫度，隨后，根據強度要求，熱軋鋼板在約600℃-約900℃的溫度范圍內經歷了箱式退火，或者在約800℃-約1100℃的溫度范圍內經歷了連續退火。隨后，照原樣地或根據需要經過酸洗地將熱軋鋼板制成成品。另外，熱軋鋼板在退火之后被冷軋成預定鋼板厚度，接著，冷軋鋼板最好在約700℃-約1050℃的溫度范圍內更好是在約700℃-約900℃的溫度范圍內經歷連續退火，并進行酸洗，由此，形成了鐵鉻系合金的冷軋鋼板。
此外，上述方法只是一個實例并且可以進行適當的修改。
(14)用于燃料箱和燃料箱周圍部件的鐵素體不銹鋼的成份下面對用于如本發明所述的燃料箱和燃料箱周圍部件的鐵素體不銹鋼的成份和含量(質量％)進行描述。
Cr含量約為11％-20％Cr是提高抗氧化性和耐蝕性的有效元素。在Cr含量約小于11％的情況下，如果其上沒有涂布涂料的鋼暴露在實際環境中，則明顯產生了紅銹。同樣，即使鋼涂有涂料，也難于保證在縫隙或端面處有足夠的耐蝕性。為獲得足夠的抗氧化性和耐蝕性，需要含量為11％以上的Cr。另一方面，如果鋼具有含量超過20％的Cr，則鋼本身的耐蝕性得到提高，因此，沒有觀察到紅銹發生，因而完全沒有必要涂布涂料。并且，即使是鉻量較高，則加工性由于強度的增加、延展性的惡化等降低。因此，Cr含量被定在11％到20％的范圍內。另外，考慮到加工性，Cr含量最好被定在約12％到18％的范圍內，另外，考慮到焊接部位的耐蝕性，Cr含量最好是被定在約14％-18％的范圍內。
C含量0.1％以下C加強了晶界并且改善二次加工脆性，因此，需要約0.0005％以上的含量。如果C含量太大，則發生了由C元素形成的碳化物的沉淀作用，從而對二次加工脆性和晶界耐蝕性產生了不必要的影響。尤其是，如果C含量超過約0.1％，則明顯發生不利影響，因此，上限為0.1％。從二次加工脆性的觀點出發，C含量最好是大于0.002％至0.0008％以下。
Si含量1.0％以下Si是提高抗氧化性和耐蝕性的有效元素，因此，鋼最好含有0.2％以上的Si。另一方面，如果Si含量超過1.0％，則發生鋼的脆化，從而引起焊接部位的二次加工脆性的惡化，因此，Si含量被定為1.0％以下。Si含量最好為0.75％以下。
Mo含量1.5％以下Mo是一種提高抗氧化性的有效元素，因此，Mo含量最好是是0.5％以上。但是，如果Mo含量過高，則引起了鋼韌性惡化，另外，引起了焊接部位二次加工脆性的惡化。因此，Mn含量被定為1.5％以下。Mo含量最好為1.30％以下。
P含量0.06％以下
P是易于在晶界偏析的并降低在油箱的沖壓成形等強加工后的晶界強度低的元素。因此，為提高耐二次加工脆性(強加工后的沖擊引起的開裂現象)，希望P含量盡可能少。但是，P含量的嚴格限制致使煉鋼成本增加。因此，P含量被定為0.06％以下。P含量最好是0.03％以下。
S含量0.03％以下S是對不銹鋼耐蝕性有害的元素。但是，考慮到在煉鋼時的脫硫成本，S含量上限被定為0.03％。S含量最好為0.01％以下，這可以通過用Mn或Ti進行固定來實現。
Al含量1.0％以下Al是作為煉鋼脫氧劑所必需的元素。為了產生作用，需要添加0.01％以上的Al。但是，如果鋼含有過多的Al，則由雜質引起表面外觀的惡化或耐蝕性的惡化，因此，Al含量被定為1.0％以下。Al含量最好被定為0.50％以下。
N含量0.04％以下N強化晶界并提高了在加工成箱形時的耐二次加工脆性。為獲得作用，需要添加0.0005％以上的N。如果鋼含有過多N，則在晶界處引起氮化物沉積，從而對耐蝕性產生不利影響。因此，N含量被定為0.04％以下。含量最好為0.020％以下。
Nb含量0.01％-0.8％Ti含量0.01％-1.0％Nb和Ti是通過在固溶狀態下把C和N固定成化合物而提高r值的元素。由于添加含量分別為0.01％以上的Nb和Ti中的一種或兩種，作用變得較明顯。另一方面，如果Nb含量超過0.8％，則明顯發生韌性惡化。另外，如果Ti含量超過1.0％，則引起表面外觀惡化和韌性惡化，因此，上限被定為這些值。Nb含量最好是在0.05％到0.4％，而Ti含量最好是在0.05％到0.40％。
Mo含量3.0％以下Mo是一種提高耐蝕性的有效元素并且提高了耐外表面鹽蝕性。因此，Mo含量最好是被定為0.5％以上。但是，如果Mo含量超過了3.0％，則引起加工性的惡化。因此，Mo含量被定為3.0％以下。從加工性和耐蝕性的觀點出發，Mo含量最好是被定在0.5％到1.6％之間的范圍內。
Ni含量2.0％以下Ni是一種提高不銹鋼的耐蝕性的有效元素，含量最好是0.2％以上。如果Ni含量超過2.0％，則鋼變硬，并且因奧氏體相生成而容易發生應力腐蝕裂紋。因此，Ni含量被定為2.0％以下。Ni含量最好為0.2％到0.8％。
Cu含量2.0％以下Cu是一種提高耐蝕性的有效元素。為了獲得作用，需要添加0.05％以上的Cu。伴隨著鋼的硬化，生產力降低，因此，Cu含量上限被定為2％。從加工性和耐蝕性的觀點出發，Cu含量最好被定為小于0.5％。
B含量約為0.0003％-0.005％B是改善二次加工脆性的有效元素。尤其是，燃料箱的周圍部件需要復雜的成形處理，并且這些部件經常用于溫度低于零度的寒冷地區。另外，B對于提高晶界強度是有效的。為了獲得效果，需要0.0003％以上的B含量。相反，大于約0.005％的含量致使鋼的加工性和韌性惡化，因此，B含量被定在約0.0003％到約0.005％之間的范圍內。B含量最好是位于約0.0005％到約0.005％之間的范圍內。
從提高二次加工脆性的觀點出發，本發明的不銹鋼可以含有0.3％以下的Co，它是一種除上述成份以外的成份。
另外，不銹鋼可以含有0.5％以下的Zr、0.1％以下的Ca、0.3％以下的Ta、0.3％以下的W、0.3％以下Sn和0.00320％以下的Mg，作為不可避免的雜質，它們沒有特別引起本發明作用的惡化。
(15)用于燃料箱及其周圍部件的鐵素體不銹鋼的制造方法當通過沒有改變地使用鐵素體不銹鋼的普通制造方法可以制造根據本發明的用于燃料箱及其周圍部件的鐵素體不銹鋼時，最好是優化熱軋處理和冷軋處理的部分條件。在煉鋼時，含有上述必需成份和必要時添加的成份的鋼最好是用VOD方法進行二次精煉。當熔融鋼水可以根據已知制造方法被制成鋼材時，從生產力和質量的觀點出發，鋼水最好被成形為連鑄鋼材。如，通過連鑄獲得的鋼材被加熱到約1000℃-1250℃，以便通過熱軋機被加工成具有預定鋼板厚度的熱軋鋼板。鋼可以被成形為除鋼板以外的鋼材。
所獲熱軋鋼板在約600℃-900℃的溫度范圍內經過箱式退火，或者在約800℃-1100℃的溫度范圍內且最好是在約900℃-1100℃的溫度范圍內根據所需強度水平經過連續退火(熱軋鋼板退火)，接著熱軋鋼板經過酸洗和冷軋，由此獲得了冷軋鋼板。在冷軋方法中，由于生產力限制，必要時可以實施包括中間退火的兩次以上的冷軋。在這種情況下，為獲得高r值鋼板，應該保證前述最終道次的線壓，由一次或兩次以上的冷軋組成的冷軋過程的總壓下量應該為75％一上，且最好是被定為82％以上。
冷軋鋼板在約700℃-1050℃的溫度范圍內且最好是在850℃-1000℃的溫度范圍內經過連續退火(冷軋鋼板退火)，接著，冷軋鋼板經過酸洗，由此形成冷軋鋼板。另外，冷軋鋼板在冷軋退火之后可以經過光軋以適當地調整鋼板的形狀和質量。涂料被涂到冷軋鋼板或經過了調質的冷軋鋼板上。
第一實施例(表1-4)含有表1所示四種成份的鐵鉻系合金冷軋退火鋼板(鋼板厚度為0.8mm)經過沖壓被制成如圖1A所示的兩個L形試樣(寬80mm，長邊150mm，短邊50mm)。這兩個試樣彼此面對，所以由短邊(寬80mm，短邊50mm)組成的這兩個試樣的面被壓成彼此接觸，并且經過把從端面頂部開始的20mm點作為中點的縫焊(縫焊部位7)，由此，準備出試樣1。試樣1的整個面經過耐蝕性涂料(有環氧樹脂粘合劑和室溫調整硬化劑的硬化劑)的噴涂，所述涂料含有如表1-4所示平均顆粒直徑的鋅，并且在干燥涂膜的條件下具有如表2-4所示的比率，所以涂膜形成有如表2-4所示的平均干膜厚度。隨后，試樣1被留下1小時以進行干燥，由此涂膜硬化。
金屬粉顆粒直徑被定義為其中一個金屬顆粒所測量的最大和最小顆粒直徑之和除以2的值。通過這些步驟獲得了平均顆粒直徑，其中在涂料涂布之后，用放大400倍的顯微鏡觀察干燥涂膜的橫截面五次，如上所述地求出在觀察中的所有各金屬粉的顆粒直徑并且對這些顆粒直徑求算術平均值。
通過這些工序實現了干燥涂膜厚度的測量，其中在涂料涂布之后，用放大400倍的顯微鏡觀察干燥涂膜的橫截面五次，在每次觀察中求三個部位的膜厚并以其為平膜厚，接著，對在這些次觀察中的平均模厚進行算術平均。另外，如此求干燥涂膜中的鋅粉含量(體積％)，即涂布后的干燥涂膜的截面用400倍放大倍數并在五次觀察中用顯微鏡進行觀察，通過借助計算機的圖像處理來求出體積％。接著，在各實施例中求出的體積％是如此求出的，即對這些觀察中的體積％求算術平均值。
接著，如圖1A中所示地用塑料夾3覆在這兩個試樣端面的接合部位2上，從而形成一條縫隙。
合JIS B7729和JIS B7777規定的“杯突試驗機和試驗方法”地，用直徑10mm、高8mm的沖頭在試樣1的表面外側上實施如圖1A、1B所示的圓頂成形，由此形成頂高8mm的圓頂形突起4。
在試樣1表面外側上，如圖1B所示，在長60mm、寬80mm的矩形里畫出的115mm的對角線上，從對角線兩端開始空出25mm地進行十字形切割5。十字形切割的長度為65mm。
在室溫下并在7kgf/cm2的壓力下，與表面垂直地把100克玄武巖(碎石)散射到試樣1的表面外側，從而在圖1B所示的矩形6中形成由散濺石頭(碎屑)形成刮擦的砂礫部位6。此外，使用符合ASTM D3170的設備來形成砂礫部位6。
通過在縫隙(塑料夾)、杯突試驗部位、十字形切割部位和砂礫部位進行鹽水噴霧試驗(SST)來評價試樣耐蝕性。符合JIS Z2371地實施SST。SST的實驗時間為6000小時。目測到生銹狀況并且分成如下所述的五級。結果顯示在表2-4中。
5沒有生銹合格4略微的銹蝕(直徑為1mm以下的點銹) 合格3銹蝕(直徑大于1mm的點銹) 合格2略微的紅銹(直徑為1mm以下的點銹) 不合格1紅銹(直徑大于1mm的點銹) 不合格另外，在耐蝕性評價之后，通過把試驗結果分成三類A-C，評價試樣的涂膜附著性，在所述試驗中，在把市售透明帶放在十字形切割部位和砂礫部位上之后，剝落透明帶。
A不剝落 合格B局部剝落不合格C完全剝落不合格表2中的第1號、表3中的第16號和表4中的第29號中，鋅的體積含量小于10％，因此耐蝕性不夠，各樣本(比較例)為不合格。在表2中第6-7號、表3中第21-22號和表4中第34-35號中，鋅的體積含量為60％以上，SST評價之后的涂膜附著性降低，所以涂膜剝落，因此，各樣本(比較例)都不合格。
表2中的第8號、表3中的第23號樣本是沒有涂布耐蝕性涂料的基材，因此耐蝕性不夠，各樣本(參考例)為不合格。表4中的第36號、第37號是Cr含量小于60％的比較鋼(表1中所示的鋼4)，因此，即使在適當情況下涂布了耐蝕性涂料，耐蝕性也不夠，因此，各實例(比較例)都不合格。
另一方面，表2中的第2-5、9-11和14-15號樣本以及表3中的第20-24號和表4中的第30-33號樣本都滿足了如本發明所述的條件(Cr含量、鋅平均顆粒直徑、鋅體積含量、膜厚度)，并且在縫隙的任何部位、杯突試驗部位、砂礫部位和十字形切割部位都觀察到較高的耐蝕性，另外，在杯突試驗和砂礫試驗中沒有發生涂膜的剝落，因此，各樣本(發明例)都合格。
圖2表示表2中的第1-7號樣本的耐蝕性涂膜中的砂礫部位的耐蝕性涂膜的附著性與鋅體積含量之間的關系。如圖2所示，如果鋅體積含量較小，則涂膜附著性是出色的。
第二實施例(表5-8)含有表5中所示九種成份的鐵鉻系合金冷軋退火鋼板(鋼板厚度為0.8mm)被成形為如圖1所示的兩個L形試樣(寬80mm，長邊150mm，短邊50mm)。這兩個試樣經過了把從端面頂部開始的20mm點作為中點的縫焊(縫焊部位7)，由此，準備出試樣1。試樣1的整個面經過耐蝕性涂料(作為粘合劑，使用環氧樹脂，而室溫硬化型硬化劑被用作硬化劑)的噴涂，所述涂料在干燥涂膜中含有如表2所示的鋅含量，所以涂膜形成有如表6-7所示的平均干膜厚度。隨后，試樣1被放置一個小時并干燥，由此涂膜得到凝固。以與第一實施例相同的方式實現干燥涂膜膜厚度和鋅金屬粉平均顆粒直徑的測量。下面對在干燥涂膜中獲得鋅粒含量的工序進行描述。首先，測量其上涂有干燥涂膜的鋼(W1)的重量，接著，用涂膜去除劑(NEOR IVER)來分離鋼板和涂膜，干燥鋼板并且測量干燥鋼板(W2)的重量。隨后，用硫酸或過鹽酸酸溶解薄膜，以便用原子吸收法來分析溶液，由此，獲得了鋅(W3)的數量。通過表達式W3/(W1-W2)可以獲得鋅粒的含量。
接著，用塑料夾3覆蓋在這兩個試樣的端面的相互接合部位2上，從而形成一條縫隙。
為了評價試樣壓制成形部位上的涂膜，按照JIS B7729和JIS B7777規定的“杯突試驗機和試驗方法”地，用直徑10mm、高8mm的沖頭產生頂高8mm的圓頂形突起4，如圖1A和1B所示，并且進行評價。
至于樣品附著性，在長60mm、寬80mm的矩形內畫出的115mm長對角線上的從兩端空25毫米的位置上進行十字形切割5，如圖1B所示。
為了評價試樣對沖擊的涂膜附著性，在室溫下并用7kgf/cm2的壓力，與表面垂直地把100克玄武巖(碎石)散射到試樣1的表面外側，從而在板面上形成由散濺石頭(碎屑)而形成刮擦的砂礫部位6。此外，使用符合ASTM D3170的設備來形成砂礫部位6。
在把涂料涂在試樣的縫隙上之后，為了評價耐蝕性，對涂膜附著性和縫隙抵抗外來沖擊如散濺的石頭或刮擦等的耐蝕性進行評價，并且對由接觸不同材料的板形成的縫隙耐蝕性進行評價。
通過符合SAE(美國汽車工程師協會)J2334的干濕鹽復合周期試驗(CCT)來評價試樣縫隙的耐蝕性。實驗條件假定為在北美冰雪帶使用15年的情況，使圖7所示周期進行120次，目測生銹情況并與第一實施里同樣地分成五級。表6-8中顯示出每次試驗獲得的結果。
表8中的第34-38號樣本是其Cr含量小于6質量％的實例，并且所有樣本的耐蝕性都不夠。
表6中的第14號、表7中的第29號以及表8中第38號樣本是其中涂覆了含有含量為80質量％的鋅的市售富鋅型涂料的比較例，所有實例的涂膜在砂礫試驗中都易剝落。因此，各樣本的綜合評價都不合格。
表6中的第1-3、6-7和15-16號樣本以及表7中的第18-19、21-23、25-26和30-32號樣本是其中涂膜中鋅的含量小于如本發明所述的70-{2.7×(Cr+3.3Mo)}條件的比較例。這些樣本的耐蝕性較差。因此，樣本都不合格。
表8中的第45、46和51號樣本是有膜厚在本發明范圍外的比較例，在縫隙部的杯突試驗和砂礫試驗中，涂膜容易剝落且耐蝕性降低。
另一方面，表6中的第4-5、8-13和17號樣本和表7中的第20、24、27-28和33號樣本以及表8中的第39-44和47-50號樣本都滿足本發明條件。涂膜的剝落沒有發生在杯突試驗和砂礫試驗中，并且通常觀察到較高的耐蝕性。
第三實施例(表9-12)連鑄制造具有表9所示成份的五種不銹鋼，在常規熱軋條件下制造出熱軋鋼板(鋼板厚度為3mm)。熱軋鋼板在700℃溫度下經過8小時退火，隨后，熱軋鋼板經過酸洗后被沖壓成有圖4B所示橫截面形狀的試樣(長300mm，底面寬60mm，高40mm，頂面寬10mm)。
接著，試樣的整個面經過耐蝕性涂料(粘合劑是環氧樹脂，室溫硬化型硬化劑是硬化劑)的噴涂，涂料在干燥涂膜中含有如表10-12中所示的鋅含量，所以涂膜形成有如表10-12所示的平均干膜厚度。隨后，試樣被放置1小時并干燥，涂膜得到硬化，由此，獲得了由涂有含鋅涂料的不銹鋼形成的試樣1。試樣1如上所述地經過了成形和測量耐蝕性等的處理，由此，試樣1具有如圖5中所示的構造。以與第二實施例相同的方式實現干燥涂膜厚度、鋅金屬粉含量以及平均顆粒直徑的測量。
在試樣1的表面(涂有含鋅涂料)上覆有兩個塑料夾3，從而在塑料與金屬縫隙部之間形成一條縫隙。
符合JISB7729和JISB7777規定的“杯突試驗機和試驗方法”地，使用直徑15mm且高8mm的沖頭在試樣1的底面上鉆一個通孔4(沒有涂覆涂料)。
在室溫下并用7kgf/cm2的壓力，與表面垂直地把100克玄武巖(碎石)散射到試樣1的表面外側，散濺石頭(碎屑)使底面擦傷并形成砂礫部位6。使用符合ASTM D3170的設備來形成砂礫部位6。
試樣1長邊方向的端面2(沒有涂含鋅涂料)接受TIG焊接。
接著，以試樣1部位6即由砂礫試驗(室溫下)造成的砂礫部位6、15毫米粗細的通孔4、借助塑料夾3的縫隙、端面2和TIG焊接部位7為對象地，通過沿干濕復合循環試驗(CCT)反復進行120次如圖6所示的周期之后，目測觀察生銹狀況并分成與第一實施例相同的五級地評價耐蝕性(腐蝕性)。結果顯示在表10-12中。
如果試樣1有兩個以上令人不滿意的部位，則綜合評價為不合格。
在上述評價試驗中，實施砂礫試驗以評價涂料附著性和抗外來沖擊如散濺石頭、刮擦等的耐蝕性。實施縫隙評價以評價在制造加工件時形成的縫隙或由接觸加工件的不同部件形成的縫隙的耐蝕性。第四實施例(表13-16)連鑄出具有表13所示成份的九種不銹鋼并在常規熱軋條件下軋制成熱軋鋼板(鋼板厚度為5.0mm)。熱軋鋼板在980℃溫度下經過1小時退火，隨后，熱軋鋼板經過酸洗并經過冷軋而成為2.3mm厚鋼板，在900℃下經過中間退火和酸洗后，鋼板被冷軋成0.8mm厚鋼板，在920℃下進行成品退火和酸洗，由此獲得冷軋退火鋼板。
冷軋退火鋼板經過沖壓而成為如圖1A所示的L形試樣1(寬80mm，長邊150mm，短邊50mm)。這兩個試樣經過了縫焊，以從由這兩個試樣短邊形成的面(寬80mm，短邊50mm)的頂邊開始的20mm之處為中心點，由此準備出有焊接部位7的試樣。試樣1的整個面經過了含鋅涂料的噴涂，所述涂料在干燥涂膜中含有如表14-16中所示的含量，所以涂膜形成有如表14-16所示的平均干膜厚度。隨后，試樣1被放置一個小時并被干燥，并且涂膜變硬，由此，獲得了由涂有含鋅涂料的不銹鋼形成的試樣1。
以與第一、第二實施例相同的方式實施干燥涂膜厚度、鋅金屬粉含量以及平均顆粒直徑的測量。
接著，這兩個試樣端面彼此面對的部位被覆蓋上塑料夾3，從而形成一條縫隙。
下面，將對為了測量耐蝕性等以對試樣1實施的成形和加工進行描述。
通過覆蓋有塑料夾3而在塑料夾合金屬之間形成一條縫隙的試樣1表面(涂有涂料)的縫隙耐蝕性進行評價。
至于杯突試驗，符合JIS B7729和JIS B7777規定的“杯突試驗機和試驗方法”地，使用直徑15mm且高8mm的沖頭在試樣1的底面上鉆一個高8mm的圓頂形突起4，如圖1A和1B所示。
至于十字形切割試驗，在長60mm、寬80mm的矩形內畫出的115mm長的對角線上，在從兩端起空20毫米的位置上，在樣品1底部表面上形成十字形切割，如圖1B所示。
至于砂礫試驗，在室溫20℃下并用7kgf/cm2的壓力，與底面垂直地把100克玄武巖(平均顆粒直徑為8mm-12mm的碎石)散射到試樣1(寬40mm，長100mm)底面上，從而在底面上刮擦并由此形成砂礫部位6。使用符合ASTM D3170的設備來形成砂礫部位6。
接著，樣品1的部位6，即由砂礫試驗(室溫下)而形成的砂礫部位6、粗15mm的突出4、由塑料夾3形成的縫隙2為對象地，根據符合SAE J2334的鹽干濕復合循環試驗(CCT)，反復進行120次如圖3所示條件的周期，目測生銹狀況并分成與第一實施例相同的五級地評價耐蝕性(腐蝕性)。結果顯示在表14-16中。
如果試樣1有兩個或兩個以上令人不滿意的部位，則綜合評價為不合格。
至于成型加工性，按照JIS Z2254地進行使用JIS 13B號試樣的拉伸試驗，用是深拉性能指數的r值和是拉伸性指數的延伸率E1進行評價。
另外，試樣在直徑33mm的沖頭和坯徑70mm的條件下經過圓柱形深沖，隨后觀察是否出現裂紋。
另外，實施腐蝕試驗，即經過上述深沖加工的試樣被浸在含有1200ppm蟻酸和450ppm醋酸的劣化汽油中20天，隨后，觀察表面的外觀情況并且測量重量。重量變化小于0.05g/m2以下且外觀沒有紅銹的樣本被定為合格0，反之，除前述樣本外的樣本被定為不合格X。
表14-16概括示出了所獲結果。可以發現，本發明的所有樣本尤其是在含鹽環境中不僅有出色的表面耐蝕性，而且由于合金元素減少而有出色的加工性，另外，對劣化汽油有足夠高的耐蝕性。
表1
表2
表3
表4
表5
表6
表7
表8
表9
表10
表11
表12
*序號34雖然耐蝕性足夠高，但薄膜干燥時間延長且加工效率較差，所以作為不合格比較例。
表13
表14
表15
表16
權利要求
1.含有6質量％以上至2 5質量％以下的Cr的鐵鉻系合金組織，其特征在于，它在有至少一處縫隙的表面上具有含有電離傾向大于鐵的金屬粉的且金屬粉在干燥涂膜中所占的含量為20體積％以上至小于60體積％的且干燥涂膜的厚度為5μm以上至小于100μm的耐蝕性膜。
2.如權利要求1所述的鐵鉻系合金組織，其特征在于，所述金屬粉選自Mg、Al和Zn中的一種以上元素。
3.如權利要求1或2所述的鐵鉻系合金組織，其特征在于，所述耐蝕性膜主要含有環氧樹脂，余量由干燥劑、硬化劑、增塑劑、分散劑和乳化劑構成。
4.如權利要求1所述的鐵鉻系合金組織，其特征在于，所述金屬粉是鋅，在干燥涂膜中的鋅含量相對涂膜重量地由下式(1)表示70-{2.7×(Cr+3.3Mo)}≤X≤70(1)其中X為涂膜中金屬鋅粉的含量(質量％)，Cr為鐵鉻系合金中的Cr含量(質量％)，Mo為鐵鉻系合金中的Mo含量(質量％)。
5.如權利要求1-4之一所述的鐵鉻系合金組織，其特征在于，所述金屬粉的平均顆粒直徑為3μm以下。
6.如權利要求4所述的鐵鉻系合金組織，其特征在于，所述鐵鉻系合金組織的成份按質量％地為0.020％以下的C、1.0％以下的Si、0.5％以上至5.0％以下的Mn、0.05％以下的P、0.020％以下的S、6％以上至20％以下的Cr、1.0％以下的Al、0.03％以下的N，余量基本上是鐵和不可避免的雜質，該合金組織是抗拉強度(TS)為450MPa至650MPa的合金鋼，并且所述干燥涂膜的厚度為5μm至50μm。
7.如權利要求6所述的鐵鉻系合金組織，其特征在于，所述鐵鉻系合金組織還按質量％地具有3％以下的Mo、2％以下的Cu和9％以下的Ni。
8.如權利要求6或7所述的鐵鉻系合金組織，其特征在于，所述鐵鉻系合金組織還按質量％地具有0.0003％以上至0.005％以下的B。
9.如權利要求6-8之一所述的鐵鉻系合金組織，該組織被用在汽車車輪部分中。
10.如權利要求4所述的鐵鉻系合金組織，其特征在于，所述鐵鉻系合金組織是鐵素體不銹鋼，其組成按質量％地具有0.1％以下的C、1.0％以下的Si、1.5％以下的Mn、0.06％以下的P、0.03％以下的S、1.0％以下的Al、11％至20％的Cr和0.04％以下的N、0.01％至0.8％的Nb和/或0.01％至1.0％的Ti，余量基本上是鐵和不可避免的雜質。
11.如權利要求10所述的鐵鉻系合金組織，其特征在于，所述鐵鉻系合金組織還按質量％地具有從3.0％以下的Mo、2.0％以下的Cu和2.0％以下的Ni中選出的至少一種元素。
12.如權利要求10或11所述的鐵鉻系合金組織，其特征在于，所述鐵鉻系合金組織還質量％地包括0.0003％至0.005％的B。
13.如權利要求6-9之一所述的鐵鉻系合金組織，其特征在于，在所述的含鋅的干燥涂膜中的鋅的平均顆粒直徑為3μm以下。
14.如權利要求10-12之一所述的鐵鉻系合金組織，其特征在于，在所述的含鋅干燥涂膜中的鋅的平均顆粒直徑為3μm以下。
15.由如權利要求10-14之一所述的鐵鉻系合金組織形成的汽車燃料箱。
16.由如權利要求10-14之一所述的鐵鉻系合金組織形成的汽車燃料箱的周圍部件。
17.一種制造鐵鉻系合金組織的方法，該組織按質量％地含有6％以上至25％以下的Cr，在該組織的至少有縫隙部的表面上，如此涂布具有電離趨勢大于鐵的金屬粉涂料，即干燥涂膜的厚度為5μm以上至小于100μm且金屬粉在干燥涂膜中所占的含量為20體積％以上至小于60體積％，由此形成耐蝕性膜。
18.如權利要求17所述的方法，其特征在于，所述金屬粉選自Mg、Al和Zn中的一種以上的元素。
19.如權利要求17或18所述的方法，其特征在于，所述耐蝕性膜主要含有環氧樹脂，余量由干燥劑、硬化劑、增塑劑、分散劑和乳化劑構成。
20.如權利要求17所述的方法，其特征在于，在干燥涂膜中的鋅含量相對干燥重量地具有下式(1)所示的量70-{2.7×(Cr+3.3Mo)}≤X≤70 (1)其中X為涂膜中金屬鋅粉的含量(質量％)，Cr為鐵鉻系合金中的Cr含量(質量％)，Mo為鐵鉻系合金中的Mo含量(質量％)。
21.如權利要求17-20之一所述的方法，其特征在于，所述金屬粉的平均顆粒直徑為3μm以下。
22.如權利要求20所述的方法，其特征在于，所述鐵鉻系合金組織的組成按質量％地包括0.02％以下的C、1.0％以下的Si、0.5％以上至5.0％以下的Mn、0.05％以下的P、0.020％以下的S、6％以上至20％以下的Cr、1.0％以下的Al和0.03％以下的N，余量基本上是鐵和不可避免的雜質，該合金組織是抗拉強度(TS)為450MPa至650MPa的合金鋼。
23.如權利要求22所述的方法，其特征在于，所述鐵鉻系合金組織還按質量％地包括3％以下的Mo、2％以下的Cu和9％以下的Ni。
24.如權利要求22或23所述的方法，其特征在于，所述鐵鉻系合金組織還按質量％地具有0.0003％以上至0.005％以下的B。
25.如權利要求20所述的方法，其特征在于，所述鐵鉻系合金組織是鐵素體不銹鋼，它的成分按質量％地具有0.1％以下的C、1.0％以下的Si、1.5％以下的Mn、0.06％以下的P、0.03％以下的S、1.0％以下的Al、11％至20％的Cr和0.04％以下的N、0.01％至0.8％的Nb和/或0.01％至1.0％的Ti，余量基本上是鐵和不可避免的雜質。
26.如權利要求25所述的方法，其特征在于，所述鐵鉻系合金組織還按質量％地具有3.0％以下的Mo、2.0％以下的Cu和2.0％以下的Ni中的至少一種元素。
27.如權利要求25或26所述的方法，其特征在于，所述鐵鉻系合金組織還按質量％地具有0.0003％至0.005％的B。
28.如權利要求22-27之一所述的方法，其特征在于，在所述的含鋅的干燥涂膜中的鋅的平均顆粒直徑為3μm以下。
全文摘要
本發明提供了一種按質量％地具有6％以上至25％以下的Cr的鐵鉻系合金組織，它在有至少一處縫隙的表面上具有含有電離傾向大于鐵的金屬粉的且金屬粉在干燥涂膜中所占的含量為20體積％以上至小于60體積％的且干燥涂膜的厚度為5μm以上至小于100μm的耐蝕性膜。本發明還提供了這種合金組織的制造方法，由此，提供了出色的耐蝕性和附著性。
文檔編號C09D5/10GK1488774SQ0314548
公開日2004年4月14日 申請日期2003年7月1日 優先權日2002年7月1日
發明者矢澤好弘, 古君修, 加藤康, 蓮野貞夫, 夫 申請人:杰富意鋼鐵株式會社