(57)【要約】【課題】電気抵抗率の低減と引張強さの向上の両立を可能とする鋼線及びアルミ被覆鋼線を提供する。【解決手段】化学組成が、質量％で、Ｃ：０．４０〜１．１０％、Ｓｉ：０．００５〜０．１５％、Ｍｎ：０．１０〜０．３０％、Ｃｒ：０．００３％以上０．３０％未満、Ｍｏ：０．０１〜０．２０％、並びに残部：Ｆｅ及び不純物元素、かつ、ＭｏとＣｒとの合計含有量が０．１４％以上であり、パーライト組織を有し、フェライト中に固溶するＣが質量基準で５００ｐｐｍ以下であり、鋼線の中心軸からＤ／１０（Ｄ：直径）以内の領域において、鋼線の長手方向に平行であり、かつ中心軸を含む断面におけるパーライト組織の平均ラメラ間隔が５０ｎｍ以下、フェライトの鋼線の長手方向に対して平行となる＜１１０＞方位の集積度が２．０以上である鋼線。前記鋼線の少なくとも一部を被覆するアルミニウム含有層を備えるアルミ被覆鋼線。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
化学組成が、質量％で
Ｃ：０．４０％以上１．１０％以下、
Ｓｉ：０．００５％以上０．１５％以下、
Ｍｎ：０．１０％以上０．３０％以下、
Ｃｒ：０．００３％以上０．３０％未満、
Ｍｏ：０．０１％以上０．２０％以下、
Ｐ：０．０３０％以下、
Ｓ：０．０３０％以下、
Ｎ：０．００６０％以下、並びに
残部：Ｆｅ及び不純物元素
であり、かつ、Ｍｏ含有量とＣｒ含有量との合計が０．１４％以上であり、
パーライト組織を有し、
フェライト中に固溶するＣが質量基準で５００ｐｐｍ以下であり、
鋼線の直径をＤとしたときに、前記鋼線の中心軸からＤ／１０以内の領域において、前記鋼線の長手方向に平行であり、かつ中心軸を含む断面における前記パーライト組織の平均ラメラ間隔が５０ｎｍ以下であり、フェライトの前記鋼線の長手方向に対して平行となる＜１１０＞方位の集積度が２．０以上である鋼線。
【請求項２】
前記化学組成が、質量％で、
Ａｌ：０．０７０％以下、  
Ｔｉ：０．０５０％以下、
Ｎｂ：０．０５０％以下、
Ｖ：０．１０％以下、
Ｃｕ：０．５０％以下、
Ｎｉ：０．５０％以下、
Ｃａ：０．００４０％以下、
Ｍｇ：０．００４０％以下、及び
Ｂ：０．００３０％以下、
からなる群から選ばれる１種または２種以上をさらに満たす請求項１の鋼線。
【請求項３】
前記鋼線の長手方向に垂直な断面において、前記中心軸からＤ／１０以内の領域における前記パーライト組織の面積率が、９０％以上である請求項１又は請求項２に記載の鋼線。
【請求項４】
前記化学組成が、質量％で、
Ａｌ：０．００５％以上０．０７０％以下を満たし、
さらに、
Ｔｉ：０．００５％以上０．０５０％以下、Ｎｂ：０．００２％以上０．０５０％以下、
及びＶ：０．００２％以上０．１０％以下、からなる群から選ばれる１種または２種以上を満たす請求項２又は請求項３に記載の鋼線。
【請求項５】
前記化学組成が、質量％で、
Ｃｕ：０．０５％以上０．５０％以下、及びＮｉ：０．０５％以上０．５０％以下、からなる群から選ばれる１種または２種を満たす請求項２〜請求項４のいずれか一項に記載の鋼線。
【請求項６】
前記化学組成が、質量％で、
Ｃａ：０．０００２％以上０．００４０％以下、及びＭｇ：０．０００２％以上０．００４０％以下、からなる群から選ばれる１種または２種を満たす請求項２〜請求項５のいずれか一項に記載の鋼線。
【請求項７】
前記化学組成が、質量％で、
Ｂ：０．０００１％以上０．００３０％以下を満たす請求項２〜請求項６のいずれか一項に記載の鋼線。
【請求項８】
請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の鋼線と、前記鋼線の少なくとも一部を被覆するアルミニウム含有層と、を備えるアルミ被覆鋼線。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、鋼線及びアルミ被覆鋼線に関する。
【背景技術】
【０００２】
送電線などに使用される鋼心アルミニウムより線（ａｌｕｍｉｎｕｍ  ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  ｓｔｅｅｌ−ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  ｃａｂｌｅ、以下「ＡＣＳＲ」と称する場合がある。）は、導電体としてアルミニウムを用いたケーブルである。ＡＣＳＲは、一般に、亜鉛めっき鋼線の単線或いは撚り線を芯材として、外側にアルミ線を撚り合わせた構造を有する。
このような構造のＡＣＳＲを海岸地帯等の湿度の高い地域で使用した場合には、雨水などを電解液として、電極電位の異なる亜鉛とアルミニウムとの接触部分で亜鉛が腐食し、さらに暴露した鉄とアルミニウムとが接触してアルミニウムが腐食するという欠点がある。そのため、これらの地域では、亜鉛めっき鋼線の代わりにアルミ被覆鋼線（ａｌｕｍｉｎｕｍ−ｃｌａｄ  ｓｔｅｅｌ  ｗｉｒｅ、以下「ＡＣ線」と称する場合がある。）が使用されている。
【０００３】
ＡＣ線は、ＪＩＳ規格のＳＷＲＳ７２Ｂ、ＳＷＲＳ８２Ｂなどのピアノ鋼線の外周にアルミニウムを被覆したものである。ＡＣ線を、ＡＣＳＲの構成要素として使用すると、電流はＡＣ線にも流れるため、送電効率が向上する。よって、ＡＣ線の電気抵抗を低減させることが求められている。
例えば、特許文献１には、送電用ケーブルのＡｌ導線を機械的に補強するために使用されるＡＣ線の製造方法を提供することを目的とし、Ｃ：０．９〜１．２重量％、Ｓｉ：１．０〜１．５重量％、Ｍｎ：０．４〜０．６重量％、Ｃｒ：０．２〜０．７重量％、Ｓ：０．０１５重量％以下、Ｐ：０．０１５重量％以下を含有する鋼線を亜鉛メッキ槽にて一次メッキし、亜鉛アルミニウムメッキ槽にて二次メッキし、鉄―亜鉛―アルミニウム合金層が鉄―亜鉛―アルミニウム合金層と亜鉛―アルミニウム合金層の合計厚さの４０％ないし６０％であることを満たし、電気抵抗が低い架空送電線補強用高強度メッキ鋼線の製造方法が開示されている。
【０００４】
一方、電流はアルミニウムの部分だけでなく、鋼線の部分にも流れる。鋼材に関し、電気伝導性の向上が求められる場合がある。
例えば、特許文献２には、寸法精度の良好な冷間鍛造が行えるとともに、優れた電気伝導性を確保することのできる電気部品用鋼材として、質量％で、Ｃ：０．０２％以下（０％を含む）、Ｓｉ：０．１％以下（０％を含まない）、Ｍｎ：０．１〜０．５％、Ｐ：０．０２％以下（０％を含む）、Ｓ：０．０２％以下（０％を含む）、Ａｌ：０．０１％以下（０％を含む）、Ｎ：０．００５％以下（０％を含む）、Ｏ：０．０２％以下（０％を含む）を満たし、金属組織がフェライト単相組織である、冷間鍛造性及び電気伝導性に優れた電気部品用鋼材が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１６−０７６４８２号公報
【特許文献２】特開２００３−２２６９３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１又は特許文献２で開示されている技術では、電気抵抗率の低減と引張強さの向上を両立する鋼線を得ることは困難である。
【０００７】
本開示はこのような課題を解決するために、電気抵抗率の低減と引張強さの向上の両立を可能とする鋼線及び前記鋼線を備えるアルミ被覆鋼線を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するための手段には、以下の態様が含まれる。
［１］  化学組成が、質量％で
Ｃ：０．４０％以上１．１０％以下、
Ｓｉ：０．００５％以上０．１５％以下、
Ｍｎ：０．１０％以上０．３０％以下、
Ｃｒ：０．００３％以上０．３０％未満、
Ｍｏ：０．０１％以上０．２０％以下、
Ｐ：０．０３０％以下、
Ｓ：０．０３０％以下、
Ｎ：０．００６０％以下、並びに
残部：Ｆｅ及び不純物元素
であり、かつ、Ｍｏ含有量とＣｒ含有量との合計が０．１４％以上であり、
パーライト組織を有し、
フェライト中に固溶するＣが質量基準で５００ｐｐｍ以下であり、
鋼線の直径をＤとしたときに、前記鋼線の中心軸からＤ／１０以内の領域において、前記鋼線の長手方向に平行であり、かつ中心軸を含む断面における前記パーライト組織の平均ラメラ間隔が５０ｎｍ以下であり、フェライトの前記鋼線の長手方向に対して平行となる＜１１０＞方位の集積度が２．０以上である鋼線。
[２]  前記化学組成が、質量％で
Ａｌ：０．０７０％以下、  
Ｔｉ：０．０５０％以下、
Ｎｂ：０．０５０％以下、
Ｖ：０．１０％以下、
Ｃｕ：０．５０％以下、
Ｎｉ：０．５０％以下、
Ｃａ：０．００４０％以下、
Ｍｇ：０．００４０％以下、及び
Ｂ：０．００３０％以下、
からなる群から選ばれる１種または２種以上をさらに満たす［１］に記載の鋼線。
［３］  前記鋼線の長手方向に垂直な断面において、前記中心軸からＤ／１０以内の領域における前記パーライト組織の面積率が、９０％以上である前記［１］又は[２]に記載の鋼線。
［４］  前記化学組成が、質量％で、
Ａｌ：０．００５％以上０．０７０％以下を満たし、さらに、
Ｔｉ：０．００５％以上０．０５０％以下、Ｎｂ：０．００２％以上０．０５０％以下、及びＶ：０．００２％以上０．１０％以下、からなる群から選ばれる１種または２種以上を満たす前記［２］又は［３］に記載の鋼線。
［５］  前記化学組成が、質量％で、
Ｃｕ：０．０５％以上０．５０％以下、及びＮｉ：０．０５％以上０．５０％以下、からなる群から選ばれる１種または２種を満たす前記［２］〜［４］のいずれか１つに記載の鋼線。
［６］  前記化学組成が、質量％で、
Ｃａ：０．０００２％以上０．００４０％以下、及びＭｇ：０．０００２％以上０．００４０％以下、からなる群から選ばれる１種または２種を満たす前記［２］〜［５］のいずれか１つに記載の鋼線。
［７］  前記化学組成が、質量％で、
Ｂ：０．０００１％以上０．００３０％以下を満たす前記［２］〜［６］のいずれか１つに記載の鋼線。
［８］  前記［１］〜［７］のいずれか１つに記載の鋼線と、前記鋼線の少なくとも一部を被覆するアルミニウム含有層と、を備えるアルミ被覆鋼線。
【発明の効果】
【０００９】
本開示によれば、電気抵抗率の低減と引張強さの向上の両立を可能とする鋼線及び前記鋼線を備えるアルミ被覆鋼線が提供される。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本明細書中、「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
本明細書中、成分（元素）の含有量を示す「％」、「ｐｐｍ」は、質量基準である。
本明細書中に段階的に記載されている数値範囲において、ある段階的な数値範囲の上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよく、また、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
【００１１】
［鋼線］
本実施形態の鋼線は、
化学組成が、質量％で
Ｃ：０．４０％以上１．１０％以下、
Ｓｉ：０．００５％以上０．１５％以下、
Ｍｎ：０．１０％以上０．３０％以下、
Ｃｒ：０．００３％以上０．３０％未満、
Ｍｏ：０．０１％以上０．２０％以下、
Ｐ：０．０３０％以下、
Ｓ：０．０３０％以下、
Ｎ：０．００６０％以下、並びに
残部：Ｆｅ及び不純物元素
であり、かつ、Ｍｏ含有量とＣｒ含有量との合計が０．１４％以上であり、
パーライト組織を有し、
フェライト中に固溶するＣが質量基準で５００ｐｐｍ以下であり、
鋼線の直径をＤとしたときに、前記鋼線の中心軸からＤ／１０以内の領域において、前記鋼線の長手方向に平行であり、かつ中心軸を含む断面における前記パーライト組織の平均ラメラ間隔が５０ｎｍ以下であり、フェライトの前記鋼線の長手方向に対して平行となる＜１１０＞方位の集積度が２．０以上である。
また、本実施形態の鋼線の化学組成は、質量％で
Ａｌ：０．０７０％以下、  
Ｔｉ：０．０５０％以下、
Ｎｂ：０．０５０％以下、
Ｖ：０．１０％以下、
Ｃｕ：０．５０％以下、
Ｎｉ：０．５０％以下、
Ｃａ：０．００４０％以下、
Ｍｇ：０．００４０％以下、及び
Ｂ：０．００３０％以下、
からなる群から選ばれる１種または２種以上をさらに満たしてもよい。
【００１２】
本実施形態の鋼線は、引張強さに優れ、かつ、電気抵抗率が低減されている。
本明細書において、鋼線の電気抵抗率は、室温（例えば２０℃）における、鋼線の長手方向の電気抵抗率を意味する。
本明細書において、鋼線の引張強さは、室温（例えば２０℃）における、鋼線の長手方向の引張強さを意味する。
【００１３】
本実施形態の鋼線の前述した効果（即ち、引張強さの向上と電気抵抗率の低減）は、上記化学組成と、上記金属組織と、の組み合わせによって達成される。
例えば、本実施形態に係る鋼線の化学組成では、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｃｒ，Ｍｏ等の含有量が、各元素の含有量の上限値以下に低減されている。これによって、電気抵抗率が低減されている。また、０．４０％以上のＣを含み、中心部（中心軸からＤ／１０以内の領域）における平均ラメラ間隔が５０ｎｍ以下とされていることで引張強さが向上されている。これらの構成により、鋼線の引張強さの向上及び電気抵抗率の低減が達成される。
【００１４】
＜鋼線の化学組成＞
以下、本実施形態に係る鋼線の化学組成について説明する。
本実施形態に係る鋼線の化学組成は、必須元素が、Ｃ：０．４０％以上１．１０％以下、Ｓｉ：０．００５％以上０．１５％以下、Ｍｎ：０．１０％以上０．３０％以下、Ｃｒ：０．００３％以上０．３０％未満、Ｍｏ：０．０１％以上０．２０％以下であり、不純物元素が、Ｐ：０．０３０％以下、Ｓ：０．０３０％以下、Ｎ：０．００６０％以下であり、任意元素が、Ａｌ：０．０７０％以下、Ｔｉ：０．０５０％以下、Ｎｂ：０．０５０％以下、Ｖ：０．１０％以下、Ｃｕ：０．５０％以下、Ｎｉ：０．５０％以下、Ｃａ：０．００４０％以下、Ｍｇ：０．００４０％以下、Ｂ：０．００３０％以下、であり、残部がＦｅ及び不純物元素（Ｐ、Ｓ、Ｎ以外）であり、かつ、Ｍｏ含有量とＣｒ含有量との合計が０．１４％以上である。
以下、本実施形態に係る鋼線の化学組成を、「本実施形態における化学組成」ということがある。以下、本実施形態における化学組成の各元素の含有量について説明する。
【００１５】
Ｃ：０．４０〜１．１０％
Ｃは、鋼線の引張強さを高めるために有効な元素である。Ｃ含有量が０．４０％未満であると、鋼線の引張強さが不足する場合がある。このため、Ｃ含有量は０．４０％以上である。Ｃ含有量は、好ましくは０．４５％以上である。
一方、Ｃ含有量が１．１０％を超えると、セメンタイト分率が上昇し、鋼線の電気抵抗率が低下する場合がある。従って、Ｃ含有量は、１．１０％以下である。Ｃ含有量は、好ましくは１．０５％以下であり、より好ましくは１．００％以下である。
【００１６】
Ｓｉ：０．００５〜０．１５％
Ｓｉは、固溶強化によって鋼線の引張強さを高めるのに有効な元素であり、また脱酸剤としても必要な元素である。しかしながら、Ｓｉ含有量が０．００５％未満では、これらのＳｉの添加効果が十分でない場合がある。このため、Ｓｉ含有量は、０．００５％以上である。これらのＳｉの添加効果をより安定して享受する観点からは、Ｓｉ含有量は、好ましくは０．０１％以上である。
一方、Ｓｉは鋼線の電気抵抗率を増大させる元素である。Ｓｉ含有量が０．１５％を超えると、鋼線の電気抵抗率が過度に大きくなる場合がある。従って、Ｓｉ含有量は、０．１５％以下である。Ｓｉ含有量は、好ましくは０．１０％以下であり、より好ましくは０．０７０％以下である。
【００１７】
Ｍｎ：０．１０〜０．３０％
Ｍｎは、鋼線の引張強さを高める作用を有する元素である。Ｍｎは、鋼中のＳをＭｎＳとして固定することにより、線材圧延時の熱間脆性を防止する作用を有する元素でもある。しかしながら、Ｍｎ含有量が０．１０％未満ではこれらの作用が十分でない場合がある。このため、Ｍｎ含有量は０．１０％以上である。さらに、鋼線の引張強さ確保及び熱間脆性の防止をより高いレベルで実現するためには、Ｍｎ含有量は、好ましくは０．１３％以上であり、より好ましくは０．１５％以上である。
一方、Ｍｎには、鋼線の電気抵抗率を大きくする作用がある。このため、Ｍｎ含有量が０．３０％を超えると、鋼線の電気抵抗率が過度に大きくなる場合がある。従って、Ｍｎ含有量は、０．３０％以下である。Ｍｎ含有量は、好ましくは０．２５％以下である。
【００１８】
Ｃｒ：０．００３〜０．３０％未満
Ｃｒは焼き入れ性の向上元素である。このため、後述するＭｏとの複合添加によりパーライト組織の面積率を高め、引張強さを向上させる元素である。また、Ｃｒはパーライト組織のラメラ間隔を小さくして鋼線の引張強さを高める元素でもある。この効果を得るためには、Ｃｒ含有量を０．００３％以上にする必要がある。Ｃｒ含有量は、より好ましくは０．０１％以上である。さらに好ましくは０．０５％以上である。
Ｃｒ含有量が０．３０％を超えると、鋼線の電気抵抗率が過度に大きくなる場合がある。この理由は、パーライト変態時にＣｒのフェライトへの分配が十分でない製造条件で製造した場合、Ｃｒが電気抵抗率を低減させる可能性がある。鋼線の電気抵抗率の過度の上昇を抑制する観点から、Ｃｒ含有量は０．３０％以下である。Ｃｒ含有量はより好ましくは０．２５％以下である。
【００１９】
Ｍｏ：０．０１〜０．２０％
Ｍｏは焼き入れ性の向上元素である。このため、前述するＣｒとの複合添加によりパーライト組織の面積率を高め、引張強さを向上させる元素である。この効果を得るためには０．０１％以上にする必要がある。
一方、Ｍｏ含有量が０．２０％を超えると、線材の焼き入れ性が過度に大きくなる場合がある。この場合、パテンティング中のパーライト変態が不十分となり、パーライト組織の面積率が減少し、伸線加工後の捻回特性が減少する恐れがある。鋼線の製造性の観点から、Ｍｏ含有量は０．２０％以下である。より好ましくはＭｏ含有量は０．１６％以下である。
【００２０】
Ｍｏ＋Ｃｒ：０．１４％以上
ＭｏとＣｒの複合添加の効果をより発揮させる観点から、Ｍｏ含有量とＣｒ含有量の合計が、質量％で、０．１４％以上である必要がある。Ｍｏ含有量とＣｒ含有量の合計は、好ましくは０．１５％以上であり、より好ましくは０．１７％以上である。
Ｍｏ含有量とＣｒ含有量の合計の上限は、各元素の上限値の合計、すなわち０．５０％未満である。パーライト面積率の観点から、Ｍｏ含有量とＣｒ含有量の合計の上限は、０．４０％以下でもよく、０．３５％以下でもよい。
【００２１】
Ｐ：０．０３０％以下
Ｐは、鋼の結晶粒界に偏析して電気抵抗率を上昇させる元素である。Ｐ含有量が０．０３０％を超えると、鋼線の電気抵抗率が過度に大きくなる場合がある。このため、Ｐ含有量は０．０３０％以下である。鋼線の電気抵抗率をより低減する観点から、Ｐ含有量は、好ましくは０．０２５％以下であり、より好ましくは０．０２０％以下である。
但し、製造コスト（脱燐コスト）の低減の観点から、Ｐ含有量は、０％超であってもよく、０．０００５％以上であってもよく、０．００１０％以上であってもよい。
【００２２】
Ｓ：０．０３０％以下
Ｓは、鋼線の電気抵抗率を上昇させる元素である。Ｓ含有量が０．０３０％を超えると、鋼線の電気抵抗率が過度に大きくなる場合がある。このため、Ｓ含有量は、０．０３０％以下である。鋼線の電気抵抗率をより低減する観点から、Ｓ含有量は、好ましくは０．０２０％以下であり、より好ましくは０．０１５％以下である。
但し、製造コスト（脱硫コスト）の低減の観点から、Ｓ含有量は、０％超であってもよく、０．００２％以上であってもよく、０．００５％以上であってもよい。
【００２３】
Ｎ：０．００６０％以下
Ｎは、鋼線の電気抵抗率を上昇させる元素である。このため、Ｎ含有量が０．００６０％を超えると、鋼線の電気抵抗率が過度に大きくなる場合がある。このため、Ｎ含有量は、０．００６０％以下である。鋼線の電気抵抗率をより低減する観点から、Ｎ含有量は、好ましくは０．００５０％以下である。
Ｎは、冷間での伸線加工中に転位を固着させることにより、鋼線の引張強さを上昇させる元素でもある。かかる効果の観点から、Ｎ含有量は、０％超であってもよく、０．００１０％以上であってもよく、０．００２０％以上であってもよい。
【００２４】
Ａｌ：０．０７０％以下
Ａｌは、任意の元素である。即ち、Ａｌ含有量は、０％であってもよい。
Ａｌは、脱酸作用を有する元素であり、また、Ａｌは、鋼線中に窒化物を形成して、オーステナイト粒径を微細化することでパーライトブロック粒径を小さくする元素である。Ａｌは鋼線中の酸素量低減のために添加してもよい。かかる作用の観点から、Ａｌ含有量は、０％超であってもよく、０．００５％以上であってもよく、０．０３０％以上であってもよい。
一方、Ａｌ含有量が０．０７０％を超えると、鋼線の電気抵抗率が過度に大きくなる場合がある。この理由は、Ａｌ含有量が０．０７０％を超えると、鋼線中に粗大な酸化物系介在物が過度に形成され易くなるためと考えられる。このため、Ａｌ含有量は、０．０７０％以下である。鋼線の電気抵抗率をより抑制する観点から、Ａｌ含有量は、好ましくは０．０５０％以下であり、より好ましくは０．０３５％以下である。
【００２５】
Ｔｉ：０．０５０％以下
Ｔｉは、任意の元素である。即ち、Ｔｉ含有量は、０％であってもよい。
Ｔｉは、鋼線中に炭化物又は炭窒化物を形成して、オーステナイト粒径を微細化することでパーライトブロック粒径を小さくする元素である。これにより、鋼線の延性の向上が図られる。かかる作用の観点から、Ｔｉ含有量は、０％超であってもよく、０．００５％以上であってもよく、０．００７％以上であってもよい。
一方、Ｔｉ含有量が０．０５０％を超えると、炭化物又は炭窒化物が多量となり、オーステナイト粒径を微細化し過ぎるため焼き入れ性が悪くなり、引張強さが低下する。このため、Ｔｉ含有量は、０．０５０％以下である。鋼線の電気抵抗率をより低減する観点から、Ｔｉ含有量は、好ましくは０．０３０％以下である。
【００２６】
Ｎｂ：０．０５０％以下
Ｎｂは、任意の元素である。即ち、Ｎｂ含有量は、０％であってもよい。
Ｎｂは、鋼線中に炭化物又は炭窒化物を形成して、オーステナイト粒径を微細化することでパーライトブロック粒径を小さくする元素である。これにより、鋼線の延性の向上が図られる。かかる作用の観点から、Ｎｂ含有量は、０％超であってもよく、０．００２％以上であってもよく、０．００５％以上であってもよい。
一方、Ｎｂ含有量が０．０５０％を超えると、炭化物又は炭窒化物が多量となり、オーステナイト粒径を微細化し過ぎるため焼き入れ性が悪くなり、引張強さが低下する。このため、Ｎｂ含有量は、０．０５０％以下である。鋼線の電気抵抗率をより低減する観点から、Ｎｂ含有量は、好ましくは０．０３０％以下である。
【００２７】
Ｖ：０．１０％以下
Ｖは、任意の元素である。即ち、Ｖ含有量は、０％であってもよい。
Ｖは、鋼線中に炭化物又は炭窒化物を形成して、オーステナイト粒径を微細化することでパーライトブロック粒径を小さくする元素である。これにより、鋼線の延性の向上が図られる。かかる作用の観点から、Ｖ含有量は、０％超であってもよく、０．００２％以上であってもよく、０．００５％以上であってもよい。
一方、Ｖ含有量が０．１０％を超えると、炭化物又は炭窒化物が多量となり、オーステナイト粒径を微細化し過ぎるため焼き入れ性が悪くなり、引張強さが低下する。このため、Ｖ含有量は、０．１０％以下である。鋼線の電気抵抗率をより低減する観点から、Ｖ含有量は、好ましくは０．０８０％以下である。
【００２８】
鋼線の延性をより向上する観点から、本実施形態に係る鋼線は、化学組成が、質量％で、Ａｌ：０．００５％以上０．０７０％以下を満たし、さらに、Ｔｉ：０．００５％以上０．０５０％以下、Ｎｂ：０．００２％以上０．０５％以下、及びＶ：０．００２％以上０．１０％以下、からなる群から選ばれる１種または２種以上を満たすことが好ましい。
【００２９】
Ｃｕ：０．５０％以下
Ｃｕは、任意の元素である。即ち、Ｃｕ含有量は、０％であってもよい。
Ｃｕは鋼の焼き入れ性を向上させる元素である。鋼の焼き入れ性を高めることで変態温度を安定化させ、鋼線の強度を向上させることができる。かかる作用の観点から、Ｃｕ含有量は、０％超であってもよく、０．０５％以上であってもよく、０．１０％以上であってもよく、０．２０％以上であってもよい。
一方、Ｃｕの含有量が０．５０％を超えると、鋼線の電気抵抗率が過度に大きくなる場合がある。鋼線の電気抵抗率の過度の上昇を抑制する観点から、Ｃｕ含有量は０．４０％以下である。Ｃｒ含有量はより好ましくは０．３５％以下である。
【００３０】
Ｎｉ：０．５０％以下
Ｎｉは、任意の元素である。即ち、Ｎｉ含有量は、０％であってもよい。
Ｎｉは鋼の焼き入れ性を向上させる元素である。鋼の焼き入れ性を高めることで変態温度を安定化させ、鋼線の強度を向上させることができる。かかる作用の観点から、Ｎｉ含有量は、０％超であってもよく、０．０５％以上であってもよく、０．１０％以上であってもよく、０．２０％以上であってもよい。
一方、Ｎｉの含有量が０．５０％を超えると、鋼線の電気抵抗率が過度に大きくなる場合がある。鋼線の電気抵抗率の過度の上昇を抑制する観点から、Ｎｉ含有量は０．４０％以下である。Ｎｉ含有量はより好ましくは０．３５％以下である。
【００３１】
引張強さを向上させる観点から、本実施形態に係る鋼線は、化学組成が、質量％で、Ｃｕ：０．０５％以上０．５０％以下、及びＮｉ：０．０５％以上０．５０％以下、からなる群から選ばれる１種または２種を満たすことが好ましい。
【００３２】
Ｃａ：０．００４０％以下
Ｃａは、任意の元素である。即ち、Ｃａ含有量は、０％であってもよい。
ＣａはＭｎＳ中に固溶し、ＭｎＳを微細に分散する効果がある。ＭｎＳを微細に分散させることで、伸線加工中の割れを抑制し、高強度の鋼線まで加工することができる。かかる作用の観点から、Ｃａ含有量は、０％超であってもよく、０．０００２％以上であってもよく、０．０００５％以上であってもよい。
一方、Ｃａ含有量が０．００４０％を超えても、その効果は飽和する。さらに、酸化物を形成するために、かえって鋼線の延性を低下させる。このため、Ｃａ含有量は、０．００４０％以下である。鋼線の延性をより向上する観点から、Ｃａ含有量は、好ましくは０．００３０％以下である。
【００３３】
Ｍｇ：０．００４０％以下
Ｍｇは、任意の元素である。即ち、Ｍｇ含有量は、０％であってもよい。
ＭｇはＭｎＳ中に固溶し、ＭｎＳを微細に分散する効果がある。ＭｎＳを微細に分散させることで、伸線加工中の割れを抑制し、高強度の鋼線まで加工することができる。かかる作用の観点から、Ｍｇ含有量は、０％超であってもよく、０．０００２％以上であってもよく、０．０００５％以上であってもよい。
一方、Ｍｇ含有量が０．００４０％を超えても、その効果は飽和する。さらに、酸化物を形成するために、かえって鋼線の延性を低下させる。このため、Ｍｇ含有量は、０．００４０％以下である。鋼線の延性をより向上する観点から、Ｍｇ含有量は、好ましくは０．００３０％以下である。
【００３４】
鋼線の延性をより向上する観点から、本実施形態に係る鋼線は、化学組成が、質量％で、Ｃａ：０．０００２％以上０．００４０％以下、及びＭｇ：０．０００２％以上０．００４０％以下、からなる群から選ばれる１種または２種を満たすことが好ましい。
【００３５】
Ｂ：０．００３０％以下
Ｂは、任意の元素である。即ち、Ｂ含有量は、０％であってもよい。
Ｂ含有量が０．００３０％を超えると、鋼線中に粗大な炭化物又は炭窒化物が形成され易くなり、鋼線の電気抵抗率が上昇するおそれがある。このため、Ｂ含有量は、０．００３０％以下である。鋼線の電気抵抗率をより低減する観点から、Ｂ含有量は、好ましくは０．００２５％以下である。
一方、Ｂは、鋼線中にＢＮを形成し、固溶Ｎを低減することで、鋼線の電気抵抗率を低減させる元素である。かかる作用の観点から、Ｂ含有量は、０％超であってもよく、０．０００１％以上であってもよく、０．０００５％以上であってもよい。
【００３６】
鋼線の電気抵抗率をより低減させる観点から、本実施形態に係る鋼線は、化学組成が、質量％で、Ｂ：０．０００１％以上０．００３０％以下を満たすことが好ましい。
【００３７】
残部：Ｆｅ及び不純物元素
本実施形態における化学組成において、前述した各元素を除いた残部は、Ｆｅ及び不純物元素である。
ここで、不純物元素とは、原材料に含まれる成分、又は、製造の工程で混入する成分であって、意図的に鋼に含有させたものではない成分を指す。
不純物元素としては、前述した元素以外のあらゆる元素が挙げられる。不純物としての元素は、１種のみであっても２種以上であってもよい。
【００３８】
本実施形態に係る鋼線は、上述した成分範囲に制御することで高い引張強さと、低い電気抵抗率を両立できる。さらに任意元素の添加によって優れた延性を発揮させることもできる。
【００３９】
＜鋼線の金属組織＞
次に、本実施形態に係る鋼線の金属組織について説明する。
本実施形態に係る鋼線は、ラメラセメンタイトを有するパーライト組織を有している。本実施形態においてラメラセメンタイトを有するパーライト組織とは、伸線加工前の線材に存在するパーライト又は擬似パーライトに由来する組織であって、セメンタイト相（ラメラセメンタイト）とフェライト相とが層状に交互に繰り返し重なった組織である。言い換えれば、本実施形態におけるラメラセメンタイトを有するパーライト組織とは、直線状、曲線状、又は断片的に存在するセメンタイトと、セメンタイト間に存在するフェライト相とを含む組織である。
【００４０】
本実施形態に係る鋼線は、直径をＤとした場合、中心軸からＤ／１０以内の領域の断面内の金属組織においてパーライト組織を７０面積％以上含むことが好ましく、９０面積％以上含むことがより好ましい。特にパーライト組織が９０面積％以上になると、十分な引張強さが得られる。パーライト組織は、９５面積％以上がさらに好ましく、９７面積％以上が特に好ましく、１００面積％でもよい。
本実施形態に係る鋼線は、パーライト組織以外に非パーライト組織（フェライト組織、ベイナイト組織、マルテンサイト組織）を含んでもよい。しかしながら、非パーライト組織が１０面積％を超えると、パーライト組織の面積率が低下し、引張強さが低下するので、非パーライト組織は１０面積％以下に制限することが好ましい。なお、非パーライト組織のうち、フェライト組織は、パーライト組織中に含まれるフェライト相とは区別される。また、本明細書において単に「フェライト」と記した場合は、パーライト組織中のフェライト相と非パーライト組織中のフェライト相の両方を意味する。
【００４１】
−パーライト組織の面積率の測定方法−
鋼線の長手方向に垂直な断面（すなわち鋼線の横断面）を鏡面研磨した後、ピクラールで腐食し、電界放射型走査型電子顕微鏡（ＦＥ−ＳＥＭ）を用いて倍率２０００倍で中心からＤ／１０以内の領域の任意の位置におけるそれぞれ５箇所を観察し、写真撮影する。１視野あたりの面積は、２．７×１０−３ｍｍ２（縦０．０４５ｍｍ、横０．０６０ｍｍ）とする。
【００４２】
次いで、得られた各写真に透明シート、例えばＯＨＰ（Ｏｖｅｒ  Ｈｅａｄ  Ｐｒｏｊｅｃｔｏｒ）シートを重ねる。この状態で、各透明シートにおける「非パーライト組織」に色を塗る。次いで、各透明シートにおける「色を塗った領域」の面積率を画像解析ソフト（例えばｉｍａｇｅ―Ｊ）により求め、その平均値を非パーライト組織の面積率の平均値として算出する。得られた非パーライト組織の面積率を１００％から差し引くことでパーライト組織の面積率を算出し、５視野の平均値をパーライト組織の平均面積率とする。
【００４３】
（フェライト中に固溶するＣの量）
本実施形態に係る鋼線は、フェライト中に固溶するＣの量（本明細書において「固溶Ｃ濃度」又は「固溶Ｃ量」という場合がある。）が、質量基準で５００ｐｐｍ以下である。
鋼線は、圧延線材（本明細書では単に「線材」という場合がある。）を伸線加工して得られる。本実施形態に係る鋼線を製造するための線材の組織は、主に、ラメラセメンタイトがランダムな方向を向いたパーライト組織であり、電気の流れる方向に対してラメラセメンタイトが種々な方向を向いているために電気抵抗率が高くなる。線材に伸線加工を施すにしたがってラメラセメンタイトは鋼線の長手方向にそろい、すなわち電気の流れる方向と平行になる。これによって鋼線の電気抵抗率は線材の電気抵抗率よりも大きく低下する。しかし、さらに伸線加工を施すとラメラセメンタイトがフェライト中に強制固溶していく。フェライト中に固溶するＣは鋼線の電気抵抗率を著しく上昇させるので、固溶炭素（Ｃ）濃度を上記のように規定する。
フェライト中に固溶するＣの濃度が５００ｐｐｍ以下であることで電気抵抗率の低下を図ることができる。フェライト中に固溶するＣの濃度は、好ましくは４００ｐｐｍ以下であり、さらに好ましくは３００ｐｐｍ以下である。なお、固溶Ｃ濃度の下限値は特に限定されないが、鋼線の強度をより向上させる観点から、１０ｐｐｍ以上であってもよく、３０ｐｐｍ以上であってもよい。
【００４４】
−固溶Ｃ濃度の測定方法−
鋼線中のフェライトに固溶するＣ量（固溶Ｃ濃度）は、以下のように引張試験、時効処理、引張試験から求めることができる。
鋼線を３４０ｍｍの長さに切断し、上下７０ｍｍをくさびチャックで固定し、中心５０ｍｍに伸び計を取り付けて引張試験αを行う。この際に２％変形した段階で試験を止め、鋼線が曲がらないように注意して荷重を除荷する。得られた最大荷重を断面積で除することで応力αを算出する。
その後、鋼線を１００℃の炉内で１時間保持し、時効処理を施す。加熱後は放冷で冷却を行う。再度、鋼線の上下７０ｍｍをくさびチャックで固定し、中心５０ｍｍに伸び計を取り付けて引張試験βを行い、破断させる。引張試験βで得られた０．２％耐力を求め、応力βとする。０．２％耐力を算出する際に使用するヤング率は、０．４〜０．７ＴＳの範囲の伸び計から得られるひずみを用いて算出する。ＴＳは引張強さ（ＭＰａ）を意味する。このとき、応力βと応力αの差分応力δは固溶Ｃ濃度に依存した値をとることが知られている。
本実施形態に係る鋼線の場合、固溶Ｃ濃度（質量基準、質量％）＝応力δ（ＭＰａ）／５０００、として得ることができる。上記の試験を５回行い、その平均値を固溶Ｃ濃度とする。
【００４５】
上記の試験を行うためには、伸線加工での最終線径の加工後から引張試験αまでを１日以内に行うことが好ましい。１日より長く経過した場合には、曲率を鋼線径Ｄの１０倍までローラーなどで曲げを与え、さらに逆巻になるように鋼線径Ｄの１０倍までローラーなどで曲げを与え、上記工程を２度行う必要がある。これによって転位に固着したＣを再度固溶させることができ、上記の試験で固溶炭素濃度を測定することができる。
【００４６】
なお、固溶Ｃ濃度は、応力δ／５００〜１０００程度で算出することが多いが、本実施形態に係る鋼線においては、３Ｄ―アトムプローブでの測定値と比較し、固溶Ｃ濃度は応力δ／５０００が妥当であると判断した。なお、３Ｄ―アトムプローブでは場所によるばらつきも大きいため、本手法を用いている。
【００４７】
（平均ラメラ間隔）
本実施形態に係る鋼線は、前述したように、フェライトとセメンタイトとが層状のラメラ構造になっているパーライト組織を有する。鋼線の平均パーライトラメラ間隔（平均ラメラ間隔）を小さくすることで引張強さを向上させることができる。なお、平均ラメラ間隔が電気抵抗率に与える影響はあまり大きくないため、引張強さの向上と電気抵抗率の低減のバランスを高めるためには、平均ラメラ間隔を小さくするとよい。かかる観点から鋼線の長手方向に平行な断面（縦断面）において鋼線の直径をＤとした場合の中心軸からＤ／１０以内の領域におけるラメラ間隔の平均値（平均ラメラ間隔）は５０ｎｍ以下とし、より好ましくは４５ｎｍ以下であり、さらに好ましくは４０ｎｍ以下である。これにより、鋼線の引張強さがより向上する。
なお、平均ラメラ間隔は狭いほど引張強さが向上するため特に下限は無いが、伸線加工中のセメンタイト分解抑制の観点から、１０ｎｍ以上であってもよく、１５ｎｍ以上であってもよい。
【００４８】
−ラメラ間隔の測定方法−
鋼線の長手方向に平行であり、かつ中心軸を含む断面（すなわち鋼線の縦断面）を鏡面研磨した後、ピクラールで腐食し、電界放射型走査型電子顕微鏡（ＦＥ−ＳＥＭ）を用いて倍率１００００倍で中心軸からＤ／１０以内の領域の任意の位置におけるそれぞれ５箇所を観察し、写真撮影する。具体的には、各視野の写真を用いて視野内でパーライトラメラの向きが揃っている範囲において、ラメラ５間隔分が測定可能で、かつ最もラメラ間隔が小さい場所、及び２番目にラメラ間隔が小さい場所について、ラメラに垂直に直線を引いて、ラメラ５間隔分の長さを求めて、それを５で割ることで各箇所のパーライトラメラ間隔を求めることができる。このように求めた各視野におけ１０箇所のラメラ間隔の平均値をその試料の「ラメラ間隔の平均値」（平均ラメラ間隔）とすることができる。
【００４９】
（＜１１０＞の集積度）
本実施形態に係る鋼線は、長手方向に垂直な断面（横断面）において、鋼線の直径をＤとした場合の中心からＤ／１０以内の領域における鋼線の長手方向に対して平行となる＜１１０＞方位の集積度（以下、単に「＜１１０＞の集積度」と記す場合がある。）が２．０以上である。ここで、＜１１０＞の集積度とは、方位＜１１０＞を有する結晶粒の存在頻度が、完全にランダムな方位分布を持つ組織（この場合、集積度は１）に対して何倍であるかを示す指標である。
本実施形態の鋼線は、中心軸からＤ／１０以内の領域における鋼線の長手方向に対して平行となる＜１１０＞の集積度が２．０以上であることで、鋼線の強度を十分に向上させることができる。かかる観点から、本実施形態の鋼線は、中心軸からＤ／１０以内の領域における＜１１０＞の集積度が２．１以上であることが好ましく、２．２以上であることがより好ましい。
【００５０】
＜１１０＞の集積度は伸線加工ひずみと相関があり、集積度が低い場合、強度が低く、また、ラメラ組織が鋼線の長手方向にそろっていないため、引張強さと電気導電率のバランスが悪くなる。一方、集積度が高い場合、伸線加工ひずみが大きく、多くのセメンタイトが分解し、炭素がフェライト中に強制固溶することになる。
なお、中心軸からＤ／１０以内の領域における＜１１０＞の集積度の上限は特に限定されないが、伸線加工時の断線抑制の観点から、４．０以下であることが好ましく、３．８以下であることがより好ましい。
【００５１】
−＜１１０＞集積度の測定方法−
中心軸からＤ／１０以内の領域における鋼線の長手方向に対して平行となる＜１１０＞の集積度は、以下のように測定して求める。
鋼線の長手方向に垂直な断面（すなわち鋼線の横断面）を鏡面研磨した後、コロイダルシリカで研磨し、電界放射型走査型電子顕微鏡（ＦＥ−ＳＥＭ）を用いて倍率１０００倍以上で中心軸から半径Ｄ／１０以内の領域の任意の位置において各４視野を観察し、ＥＢＳＤ測定（電子線後方散乱回折法による測定）を行う。測定時のステップは０．１μｍとする。
次いで、鋼線の長手方向から見た＜１１０＞の集積度を算出する。例えば、ＯＩＭ  ａｎａｌｙｓｉｓ（株式会社ＴＳＬソリューションズのＥＢＳＤ解析ソフト、ＯＩＭ：Ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ  Ｉｍａｇｉｎｇ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ）を用いることで＜１１０＞の集積度を得ることができる。ＯＩＭ  ａｎａｌｙｓｉｓを用いる場合、ＣＩ値が０．１以下のピクセルおよび９個以下のピクセルの塊はノイズとみなし、除外する。 
【００５２】
−電気抵抗率の測定方法−
本実施形態に係る鋼線は、電気抵抗率が低減された鋼線であり、鋼線の電気抵抗率は以下の手順で測定を行うことができる。
鋼線の表層の潤滑剤を除去し、矯正して直棒とした後、鋼線の長手方向の電気抵抗値を、温度２０℃にて４端子法によって測定する。得られた電気抵抗値に試験片の横断面（即ち、試験片の長手方向に垂直な断面）の面積を乗じ、得られた値を試験片の電圧降下距離で除することにより、試験片の長手方向の電気抵抗率（μΩｍ）を算出する。ここで、電圧降下距離とは４端子のうち内側２端子間の距離である。なお、表層の潤滑剤の除去はサンドブラストやサンドぺーパーなどで機械的に除去してもよく、塩酸などで化学的に除去してもよい。
【００５３】
［アルミ被覆鋼線］
アルミ被覆鋼線は、前述した鋼線の少なくとも一部を被覆するＡｌ含有層を備える。
アルミ被覆鋼線に使用される鋼線の直径は特に限定されないが、好ましくは１．０ｍｍ以上５．０ｍｍ以下である。
アルミ被覆鋼線に使用される鋼線の直径が１．０ｍｍ以上である場合には、伸線加工によってアルミ被覆鋼線を得る場合の伸線加工をより安定的に行うことができる。
アルミ被覆鋼線に使用される鋼線の直径が５．０ｍｍ以下である場合には、伸線加工中のセメンタイトの分解及びこの分解による電気抵抗の上昇をより抑制できる。
Ａｌ含有層は、Ａｌを主成分とする層であることが好ましい。
ここで、Ａｌを主成分とする層とは、含有量（質量％）が最も多い成分として、Ａｌを含有する層を意味する。
Ａｌ含有層におけるＡｌの含有量は、５０質量％以上が好ましく、８０質量％以上が更に好ましく、９０質量％以上が特に好ましい。
Ａｌ含有層としては、Ａｌ（即ち、純Ａｌ）からなるＡｌ層、又は、Ａｌ合金からなるＡｌ合金層が好ましい。
Ａｌ合金としては、Ａｌと、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｚｎ、及びＭｎからなる群から選択される少なくとも１種と、を含むＡｌ合金が好ましい。Ａｌ合金におけるＡｌの含有量は、５０質量％以上が好ましく、８０質量％以上が更に好ましく、９０質量％以上が特に好ましい。好ましいＡｌ合金として、具体的には、国際アルミニウム合金名における３０００番台〜７０００番台のＡｌ合金が挙げられる。
ここでいうＡｌからなるＡｌ層は、Ａｌ以外に不純物を含んでいてもよい。同様に、ここでいうＡｌ合金からなるＡｌ合金層は、Ａｌ合金以外に不純物元素を含んでいてもよい。
【００５４】
［鋼線及びアルミ被覆鋼線の製造方法］
次に、本実施形態に係る鋼線の製造方法を説明する。本実施形態に係る鋼線の製造方法は特に限定されないが、好ましい製造方法として、例えば、前記成分組成を有する鋳片を鋳造する工程と；前記鋳片を加熱する工程と；前記加熱後の前記鋳片を熱間圧延して熱延鋼を得る工程と；前記熱延鋼を水冷し、巻き取る工程と；前記巻き取り後の熱延鋼を冷却する工程と；前記熱延鋼をパテンティングする工程と；前記パテンティング後の熱延鋼を冷却し、線材とする工程と；前記線材に潤滑皮膜処理を行う工程と；前記潤滑皮膜処理をした線材を伸線加工する工程と；を有する方法が挙げられる。
また、本実施形態に係る鋼線を用いてアルミ被覆鋼線を製造する場合は、上記工程を経て製造した鋼線の少なくとも一部にＡｌ含有層を被覆する工程を行えばよい。
本実施形態に係る鋼線及びアルミ被覆鋼線の好ましい製造条件について以下に詳細に述べる。なお、鋳片を鋳造する工程から線材に潤滑皮膜処理を行う工程までを圧延工程として説明する。
【００５５】
＜圧延工程＞
（鋳造）
本実施形態に係る鋼線の製造方法では、まず、鋼を溶製した後、連続鋳造等によって、本実施形態に係る鋼線の化学成分を有する鋳片を製造する。後述される熱間圧延の前に、鋳片に分塊圧延を行って鋼片を得てもよい。
【００５６】
（加熱）
鋳片は、熱間圧延の前に、その断面の平均温度が１１５０〜１２５０℃の範囲内にある加熱温度まで加熱されることが好ましい。なお、加熱における鋳片の最大温度を加熱温度と称する。加熱温度が１１５０℃未満の場合、熱間圧延の際の反力が上昇してしまい、１２５０℃を超える場合には脱炭が短時間で大きく進行してしまうためである。
【００５７】
（熱間圧延）
鋳片圧延後に一度冷却され、再度加熱保持された鋼片は、熱間圧延されて熱延鋼となる。熱間圧延では、仕上圧延出側の温度を９５０℃超とすることが好ましい。仕上圧延出側の温度が９５０℃以下では、熱間圧延の際の反力が上昇してしまうためである。また、仕上圧延出側の温度の上限は１１００℃以下が好ましい。１１００℃超の場合、次の水冷で狙いの温度まで冷却できない可能性があるためである。
【００５８】
（水冷及び巻取）
次に、仕上げ圧延後の熱延鋼は水冷され、巻き取られる。水冷停止温度及び巻取温度は８００℃以上で行う。水冷停止温度及び巻取温度の上限は９００℃以下が好ましい。水冷停止温度及び巻取温度が８００℃未満の場合、オ−ステナイト粒径の成長を抑制して、オーステナイト粒径を微細に保つために焼き入れ性を悪化させる場合がある。焼き入れ性が悪化すると鋼線のラメラ間隔が大きくなって強度が低くなり、鋼線の強度が低下する恐れがある。水冷停止温度及び巻取温度が９００℃超の場合には、フェライトやセメンタイトが析出するため９００℃以下が好ましい。なお、水冷は熱間圧延終了の直後に開始される。
【００５９】
（冷却及びパテンティング）
次いで、巻き取られた熱延鋼は、巻き取り後から溶融塩への浸漬までの間に７００〜７５０℃の範囲に冷却されることが好ましい。
冷却到達温度が７００℃未満となる場合には、フェライト変態が進行するため、７００℃以上に制御することが好ましい。一方、冷却到達温度が７５０℃超の場合には溶融塩に浸漬される際の鋼材温度が高くなり、溶融塩の温度を上昇させる場合があるため、７５０℃以下が好ましい。
７００〜７５０℃の範囲に冷却後、６００℃以下の温度の溶融塩に浸漬することによりパテンティングを行う。溶融塩温度の下限は４８０℃以上が好ましい。なお、溶融塩の浸漬時間は１０秒〜６０秒で行うことが一般的である。
溶融塩温度が４８０℃未満である場合、ベイナイト組織の形成が支配的になるためパーライト組織率が減少する。そのため、溶融塩温度は４８０℃以上が好ましい。一方、溶融塩温度の上限は６００℃以下とする。６００℃超の場合、鋼線のラメラ間隔が大きくなって強度が低くなり、鋼線の強度が低下する恐れがあるためである。
【００６０】
（水冷）
溶融塩でのパテンティング処理が終了後、水冷することが好ましい。水冷によって残存した溶融塩を除去できるためである。以上の工程を経てパーライト組織を有する線材を得ることができる。
【００６１】
（潤滑皮膜処理）
線材は伸線時加工時の潤滑効果を上げるために、前もって潤滑皮膜処理を行うことが好ましい。潤滑皮膜処理方法は、石灰皮膜やほう砂皮膜のように物理的に皮膜を付着させてもよく、りん酸塩皮膜のように鉄との化学反応によって生成付着させてもよい。
【００６２】
＜伸線工程＞
次に、上記線材に伸線加工を施して鋼線を得る。伸線加工は線材を、線材直径よりも細径のダイス穴をもつダイスに通して線材の直径を細くし、線材の長さを長くしていく加工であり、複数回行って狙いの線径まで細くする加工である。ここでは、一度の伸線加工をパス、と呼ぶこととし、一度のパスの断面積の変化量を減面率とよぶ。減面率Ｒは加工前の横断面の面積をＳ０、加工後の横断面の面積をＳ１とした場合、Ｒ＝（Ｓ０−Ｓ１）／Ｓ０×１００として計算できる。
また、複数回のパスで累積するひずみは伸線加工ひずみと呼ぶ。伸線加工ひずみεは、線材の直径をｄ、鋼線の直径をＤとしたときにε＝２×ｌｎ（Ｄ／ｄ）で求めることができる。減面率と伸線加工ひずみを使い分けている理由は、減面率は断面積変化量であるため直感的に理解しやすいが加算できない。そのため累積するひずみは加算できる伸線加工ひずみとして表現する。
【００６３】
伸線加工では、線材に対して１．５〜３．５の伸線加工ひずみを付与するように伸線加工を行う。好ましくは、伸線加工ひずみが１．７〜３．０である。
伸線加工を行うことでラメラセメンタイトが鋼線長手方向にそろうため、電気抵抗率が減少する。電気抵抗率は伸線加工ひずみ１．０〜１．５において最小値となるため、伸線加工ひずみを１．５以上とすることが好ましい。また、伸線加工ひずみを１．５以上とするとき中心軸からＤ／１０以内の領域におけるフェライトの＜１１０＞集積度が２．０以上となり、また平均ラメラ間隔は５０ｎｍ以下となる。
一方、伸線加工ひずみ１．５以上の加工でセメンタイトが分解、Ｃがフェライト中に固溶するために電気抵抗率が徐々に上昇する。したがって、伸線加工ひずみを１．５以上とし、１．５以上の伸線加工時にセメンタイトの分解を抑制する伸線加工方法を行うことで、強度と電気抵抗率の両立が可能となる。しかし、伸線加工ひずみが３．５を超える場合、セメンタイトの分解を抑制する伸線加工を行っても電気抵抗率の低下が大きくなるため、伸線加工ひずみは３．５以下が好ましい。
【００６４】
伸線加工中は加工発熱などによって鋼線の温度が上昇する。鋼線温度が高い場合、炭素の拡散が助長されるためセメンタイトの分解、フェライトへのＣの固溶が促進され、電気抵抗率が大きく上昇する。したがって、セメンタイトの分解、すなわち固溶炭素の増加を抑制するには、伸線加工中の発熱を抑制する伸線加工条件が重要である。具体的には、鋼線の加工発熱の抑制と、ダイスや鋼線を物理的に冷却する手法の組み合わせが有効である。
【００６５】
各パスの減面率は伸線加工ひずみ１．０までは各パスの減面率を１９％〜２８％とし、伸線加工ひずみ１．０〜２．０までは各パス間の減面率を１４％〜２３％とし、伸線加工ひずみ２．０〜３．５までは各パス間の減面率を１０％〜１８％とすることが好ましい。鋼線の加工硬化に対応して減面率を低下させることで加工発熱を抑制することができる。
さらに伸線加工速度は２０ｍ/ｍｉｎ以下が好ましい。２０ｍ/ｍｉｎ以下とすることで冷却の時間を長くとることができる。
ダイス冷却に用いる冷却水は５℃〜１５℃が好ましい。ダイスの冷却に用いる冷却水の温度が５℃以上であれば凍結を防ぐことができ、１５℃以下であればダイスを十分冷却することができる。
ダイス出側での鋼線の水冷に用いる冷却水は５℃〜１５℃が好ましい。鋼線の水冷に用いる冷却水の温度が５℃以上であれば凍結を防ぐことができ、１５℃以下であれば鋼線を十分冷却することができる。なお、鋼線の水冷はダイス出側直後から１秒以上の浸漬、もしくはダイス出側直後へ流量１０Ｌ／ｍｉｎ以上の冷却水を鋼線中心部に狙ってかけることが好ましい。
【００６６】
さらに、伸線加工ひずみ１．５以上ではパス間に曲げ直し加工を施してもよい。曲げ直し加工は各パスでの鋼線の線径の２０倍以下の曲率を鋼線に与える加工である。曲げ直し加工を行う事で、伸線加工中にセメンタイトに蓄積した転位を動かすことができ、セメンタイトの分解を抑制できる。曲げ直し加工は伸線加工ひずみ１．５〜３．５で一回以上行えばよく、各パス間で行ってもよい。
上述の工程を含む製造方法によれば、本実施形態に係る鋼線が好適に製造される。
【００６７】
＜被覆工程＞
次に、得られた鋼線にＡｌ含有層を形成する。上記工程を経て製造した鋼線の少なくとも一部にＡｌ含有層を被覆する工程を行えばよい。Ａｌ含有層の形成手段は、電気めっき法、溶融めっき法、クラッド法のいずれでもよい。この時点でのＡｌ含有層の厚みは、鋼線の直径に対して０．７％〜５０％程度の厚みがよい。
これにより、本実施形態に係るアルミ被覆鋼線が製造される。
この被覆工程は、冷却工程と伸線工程との間に行ってもよく、伸線工程中に行ってもよい。すなわち、線材にＡｌ含有層を形成した後、伸線加工を行っても、本実施形態に係るアルミ被覆鋼線を得ることができる。
【実施例】
【００６８】
以下、実施例によって本開示の例を具体的に説明するが、本発明は以下の実施例により制限されるものではない。
まず、表１に示す化学組成の（鋼Ａ）を転炉によって溶製した後、通常の方法での分塊圧延によって、１２２ｍｍ角のビレットを得た。なお、表１の各元素の含有量は質量％であり、残部はＦｅ及び不純物元素である。なお、後述の表３についても同様であり、表３において「−」はその元素を含まないことを意味する。
【００６９】
【表１】
2020180330.tif 000002
【００７０】
その後、加熱する工程と、熱間圧延して熱延鋼を得る工程と、熱延鋼を水冷し、巻き取る工程と、巻き取り後の熱延鋼を冷却する工程と、熱延鋼をパテンティングする工程と、伸線加工を行う工程とを、それぞれ表２の（１）〜（２２）に示す条件で行い、試験水準（Ａ１）〜（Ａ２２）の鋼線の製造を行った。
なお、表２における伸線加工に関する各項目の意味は以下のとおりである。
（減面率設計）
○：伸線加工ひずみ１．０までは各パスの減面率を１９％〜２８％とし、伸線加工ひずみ１．０〜２．０までは各パス間の減面率を１４％〜２３％とし、伸線加工ひずみ２．０〜３．５までは各パス間の減面率を１０％〜１８％とした。
×：すべてのパスの減面率を１９〜２３％以内とした。
（伸線加工速度）
伸線加工された鋼線（ダイスを通過した鋼線）の長さを基準とした伸線速度
（水冷流量）
ダイスの出口の鋼線を冷却するためにダイス出口に供給する水量
（曲げ直し加工）
○：最終パス前に鋼線の線径の１８倍の曲率を鋼線に与えた。
×：曲げ直し加工を行わなかった。
【００７１】
【表２】
2020180330.tif 000003
【００７２】
表３に示す化学成分の鋼（Ｂ）〜（ＡＦ）を用い、試験水準（Ａ１）と同様の方法で試験水準（Ｂ１）〜（ＡＦ１）の鋼線を作製した。表３に示す下線は鋼の化学成分のいずれかが、本開示の範囲外であることを示す。
【００７３】
【表３】
2020180330.tif 000004
【００７４】
以上のようにして得られた試験水準（Ａ１）〜（Ａ２２）および試験水準（Ｂ１）〜（ＡＦ１）の鋼線について、ＭｏとＣｒの含有量の合計、固溶するＣ濃度、並びに中心軸からＤ／１０以内の領域におけるフェライトの＜１１０＞集積度、パーライト組織の面積率、及びラメラ間隔（平均値）、さらに、引張強さ、電気抵抗率を調査した。それらの結果を以下の表４、表５に示す。なお、表４、５中、下線は特性が望ましい範囲から外れていることを示す。
【００７５】
【表４】
2020180330.tif 000005
【００７６】
【表５】
2020180330.tif 000006
【００７７】
鋼線のＭｏとＣｒの含有量の合計、固溶するＣ濃度、並びに、中心軸からＤ／１０以内の領域におけるフェライトの＜１１０＞集積度、パーライト組織の面積率、及び平均ラメラ間隔は、それぞれ前述した方法によって測定した。また、鋼線の引張強さ、電気抵抗率はそれぞれ下記に記載する方法によって調査した。
【００７８】
−鋼線の引張強さ−
鋼線を３４０ｍｍ長さに切断し、上下７０ｍｍをくさびチャックで固定し引張試験を行った。得られた最大荷重を断面積で除することで引張強さ（ＭＰａ）を算出した。
【００７９】
−鋼線の電気抵抗率−
試験片として鋼線を１００ｍｍ長さに切断し、酸化スケールを、サンドブラストを用いて除去した。
採取した試験片の長手方向の電気抵抗値を、温度２０℃にて４端子法によって測定した。電流端子間距離を５０ｍｍとし、電圧降下距離を２０ｍｍとした。得られた電気抵抗値に試験片の横断面（即ち、試験片の長手方向に対して直交する断面）の面積を乗じ、得られた値を試験片の電圧降下距離で除することにより、試験片の長手方向の電気抵抗率（μΩｍ）を算出した。
【００８０】
鋼線の引張強さσと電気抵抗率ρの関係が、σ＞４１０００×ρ―５３５０、かつσ＞１５００ＭＰａを満たすとき、両者が高位で両立できていると判断し、表４及び表５における「強度／導電率バランス」を「○」とし、いずれか一方でも満たさない場合は「×」とした。さらに、より高位で両立できている水準はσ：１７００ＭＰａ以上、ρ：０．１７２μΩｍ以下、と判断した。
【００８１】
以上それぞれ評価した結果を表４、表５にまとめて記載する。
表４から、実施例である（Ａ１）〜（Ａ１４）の試料は、いずれも本開示の要件を満足していることから、引張強さに優れ、電気抵抗率が低減された問題のない鋼線であった。
これに対して、（Ａ１５）の試料では溶融塩温度が高いためラメラ間隔が大きく、引張強さが悪く、引張強さと電気抵抗率の両立ができなかった。
（Ａ１６）の試料では伸線加工ひずみが低いため、ラメラ間隔が粗大かつ＜１１０＞集積度が低く、引張強さと電気抵抗率の両立ができなかった。
（Ａ１７）の試料では伸線加工ひずみが高いため、多量の炭素がフェライト中に固溶し、引張強さと電気抵抗率の両立ができなかった。
（Ａ１８）の試料では各パスの減面率が大きかったため、多量の炭素がフェライト中に固溶し、引張強さと電気抵抗率の両立ができなかった。
（Ａ１９）の試料では巻取温度が低いためオーステナイト粒が微細化し、焼き入れ性が悪く、ラメラ間隔が大きくなり、引張強さと電気抵抗率の両立ができなかった。
（Ａ２０）の試料では伸線加工速度が大きかったため、多量の炭素がフェライト中に固溶し、引張強さと電気抵抗率の両立ができなかった。
（Ａ２１）の試料では冷却水温度が高かったため、多量の炭素がフェライト中に固溶し、引張強さと電気抵抗率の両立ができなかった。
（Ａ２２）の試料では冷却水量が足りなかったため、多量の炭素がフェライト中に固溶し、引張強さと電気抵抗率の両立ができなかった。
【００８２】
（Ａ１）〜（Ａ１４）の試料の中でも、直径をＤとしたときのＤ／２を軸としてＤ／１０の範囲をＳＥＭで観察した際のパーライトの面積率が９０％以上であることを満たす（Ａ１）および（Ａ３）〜（Ａ１４）では引張強さが２１００ＭＰａ以上と高い引張強さであった。
また、曲げ直し加工を最終パス前に１回施した（Ａ３）〜（Ａ６）および（Ａ９）は固溶炭素量が２００ｐｐｍ以下に制御できており、電気抵抗率が０．１８１〜０．１８３μΩｍの範囲になっており、安定して低い電気抵抗率であった。
【００８３】
また、表５に示す結果から、実施例である試験水準（Ｂ１）〜（Ｙ１）の試料ではいずれも本開示の要件を満足していることから、引張強さに優れ、電気抵抗率が低減された問題のない鋼線であった。
これに対して、試験番号（Ｚ１）の試料は、Ｃの含有量が低いためにラメラ間隔が大きく、引張強さと電気抵抗率の両立ができなかった。
試験番号（ＡＡ１）の試料は、Ｃの含有量が高く、引張強さと電気抵抗率の両立ができなかった。
試験番号（ＡＢ１）の試料は、Ｓｉの含有量が高く、引張強さと電気抵抗率の両立ができなかった。
試験番号（ＡＣ１）の試料は、Ｍｎの含有量が高く、引張強さと電気抵抗率の両立ができなかった。
試験番号（ＡＤ１）の試料はＣｒの含有量が高く、引張強さと電気抵抗率の両立ができなかった。
試験番号（ＡＥ１）の試料は、Ｍｏの含有量が高いため、引張強さと電気抵抗率の両立ができなかった。
試験番号（ＡＦ１）の試料は、ＣｒとＭｏの含有量の合計が０．１４％未満であったため、引張強さと電気抵抗率の両立ができなかった。
（Ｂ１）〜（Ｙ１）の試料の中でも、直径をＤとしたときの鋼線の表面からＤ／２を中心軸としてＤ／１０以内の範囲をＳＥＭで観察した際のパーライトの面積率が９０％以上であることを満たす（Ｂ１）、（Ｅ１）〜（Ｋ１）、（Ｍ１）〜（Ｏ１）、（Ｑ１）〜（Ｓ１）、（Ｕ１）〜（Ｗ１）および（Ｙ１）では引張強さが１７００ＭＰａ以上と高い引張強さを有しており、さらに合金成分が好ましい範囲に制御されている（Ｂ１）、（Ｇ１）、（Ｈ１）、（Ｎ１）、（Ｑ１）〜（Ｓ１）、（Ｕ１）〜（Ｗ１）および（Ｙ１）では１７００ＭＰａ以上かつ０．１７２μΩｍ以下と高い引張強さと低い電気抵抗率を両立できていた。