(57)【要約】【課題】結晶方位が特定方向に配向した領域を２以上有する方向性鋼板の製造方法を提供する。【解決手段】少なくとも２つの単結晶鋼２１、２２を、相互に結晶方位が異なる向きとなるように、多結晶鋼板１０の主面１０１に接触させ、熱処理を行う。これにより、単結晶鋼２１、２２の結晶方位を多結晶鋼板１０に成長させる。そして、多結晶鋼板１０内に相互に結晶方位が異なる２以上の単結晶鋼を形成する。熱処理の前には多結晶鋼板１０にひずみを付与することが好ましい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つの単結晶鋼（２）を、相互に結晶方位が異なる向きとなるように、多結晶鋼板（１０）の主面（１０１）に接触させ、熱処理を行うことにより、上記単結晶鋼の上記結晶方位を上記多結晶鋼板に成長させ、該多結晶鋼板内に相互に結晶方位が異なる２以上の単結晶鋼を形成する、方向性鋼板（１）の製造方法。
【請求項２】
上記熱処理の前に上記多結晶鋼板にひずみを付与する、請求項１に記載の方向性鋼板の製造方法。
【請求項３】
上記熱処理は、上記単結晶鋼と上記多結晶鋼板との接触方向に加圧しながら行う、請求項１又は２に記載の方向性鋼板の製造方法。
【請求項４】
上記単結晶鋼を上記多結晶鋼板の端部に接触させ、上記熱処理では、上記端部から離れるにつれて低温になる温度勾配を形成させる、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方向性鋼板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、方向性領域を複数有する方向性鋼板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特定の結晶方位が例えば一方向に揃った方向性鋼板が知られている。所望の結晶方位に配向した方向性鋼板は、磁気特性に優れるため、例えば電磁鋼板として用いられ、この用途では方向性電磁鋼板と呼ばれる。単結晶鋼は、結晶方位が一方向に揃った方向性を有するが、製造コストが高く、製造に時間がかかるため、大量生産に不向きである。一方、２次再結晶現象などにより、鋼板の結晶方位を配向させる技術が知られているが、製造工程が煩雑であったり、｛１００｝＜００１＞方位などの所定の結晶方位の配向性が悪くなったりする。
【０００３】
例えば電磁鋼板の用途では、板内に、相互に結晶方位が異なる例えば２つの方向性を有する鋼板の開発が望まれている。しかし、上記方法では、結晶方位が異なる２つの鋼板の接合なしに、結晶方位が異なる２つの方向性を形成することができない。
【０００４】
例えば特許文献１には、二方向性電磁鋼板を製造する方法が開示されている。具体的には、熱間圧延後に、鋼板に再結晶の種材を所定の方位関係の条件下で接合し、次いで、粒界移動を生起させる温度に加熱して、種材の方位を鋼板全域にわたって成長させる技術が開示されている。特許文献１によれば、上記製造方法により、磁気特性の優れた二方向性電磁鋼板が得られるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平２−２６３９２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１では、磁化容易軸は２方向であるものの、結晶方位は１方向である。つまり、特許文献１に記載の技術では、２方位や、２方位以上の結晶方位を形成することはできない。
【０００７】
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、結晶方位が特定方向に配向した領域を２以上有する方向性鋼板の製造方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様は、少なくとも２つの単結晶鋼（２）を、相互に結晶方位が異なる向きとなるように、多結晶鋼板（１０）の主面（１０１）に接触させ、熱処理を行うことにより、上記単結晶鋼の上記結晶方位を上記多結晶鋼板に成長させ、該多結晶鋼板内に相互に結晶方位が異なる２以上の単結晶鋼を形成する、方向性鋼板（１）の製造方法にある。
【発明の効果】
【０００９】
上記製造方法では、少なくとも２つ単結晶鋼を、相互に結晶方位が相互に異なる向きとなるように多結晶鋼板の主面に接触させ、熱処理を行っている。これにより、各単結晶鋼の結晶方位が多結晶鋼板に成長し、多結晶鋼板内に相互に結晶方位が異なる２以上の単結晶鋼が形成される。その結果、結晶方位が特定方向に配向した領域を２以上有する方向性鋼板が得られる。
【００１０】
以上のごとく、上記態様によれば、結晶方位が特定方向に配向した領域を２以上有する方向性鋼板の製造方法を提供することができる。
なお、特許請求の範囲及び課題を解決する手段に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態１における、方向性鋼板の製造工程を示す模式図。
【図２】実施形態１における、２つの単結晶鋼が主面に配置された多結晶鋼板の断面模式図。
【図３】実施形態１における、多結晶鋼板の結晶方位を示す模式図。
【図４】実施形態１における、第１単結晶鋼及び第２単結晶鋼の結晶方位を示す模式図。
【図５】実施形態１における、熱処理後の切断箇所を示す模式図。
【図６】実施形態１における、方向性鋼板の断面模式図。
【図７】実施形態１における、方向性鋼板の各方向性領域の結晶方位を示す模式図。
【図８】実施形態１における、方向性鋼板の圧延方向と直交する平面での方向性領域の粒径を示す模式図。
【図９】実施形態１における、方向性鋼板の圧延方向と平行な平面での方向性領域の粒径を示す模式図。
【図１０】変形例１における、３つ以上の単結晶鋼が主面に配置された多結晶鋼板の模式図。
【図１１】実施形態２における、２つの単結晶鋼が端部に配置された多結晶鋼板の模式図。
【図１２】実施形態２における、温度勾配を設けて熱処理を行う様子を示す多結晶鋼板の断面模式図。
【図１３】実施形態２における、熱処理後の切断箇所を示す模式図。
【図１４】変形例２における、３つ以上の単結晶鋼が端部に配置された多結晶鋼板の模式図。
【図１５】実験例１における、方向性鋼板の製造工程を示す模式図。
【図１６】実験例１における、加熱炉の模式図。
【図１７】実験例１における、ＥＢＳＤ像、彩度ゼロのＥＢＳＤ像、ＥＢＳＤ像より抽出した角度マップを示す説明図。
【図１８】実験例１における、ＥＢＳＤ像を簡略化して示す説明図。
【図１９】実験例１における、ＥＢＳＤ像の逆極点図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（実施形態１）
方向性鋼板１の製造方法に係る実施形態について、図１〜図９を参照して説明する。図６、図７に示されるように、方向性鋼板１は、特定の結晶方位を有する方向性領域を２以上有し、多方向性鋼板ということができる。図２〜図７において、単結晶鋼２、多結晶鋼板１０、方向性鋼板１内に示される矢印は特定の結晶方位の向きを示す。
【００１３】
方向性鋼板１は、図１に示されるように、少なくとも２つ単結晶鋼２１、２２を多結晶鋼板１０の主面１０１に接触させ、熱処理を行うことにより製造される。単結晶鋼２１、２２は、結晶方位の核として用いられ、熱処理後に除去できる。以下、詳細に説明する。
【００１４】
図１（ａ）、図４に示されるように、まず、結晶方位が相互に異なる少なくとも２つ単結晶鋼２１、２２を準備する。単結晶鋼２１、２２は、多結晶鋼板１０に当接させる当接面２１１、２２１を有する。各単結晶鋼２１、２２は、例えば、所定の結晶方位を有する単結晶の鋼から切り出すことにより製造される。このとき、当接面２１１、２２１が所望の結晶方位となるように切り出すことができる。これにより、様々な結晶方位を有する単結晶鋼２１、２２が得られる。
【００１５】
多結晶鋼板１０は、例えば、鋼スラブを熱間圧延、必要に応じて冷間圧延、焼鈍などを経ることにより製造される。鋼としては、フェライト系ステンレス鋼、オーステナイト系ステンレス鋼、炭素鋼、電磁鋼等が例示される。鋼の結晶構造としては、体心立方、面心立方などの立方晶が例示される。図３に例示されるように、多結晶鋼板１０は、結晶方位が異なる多数の結晶粒から構成されており、無配向である。
【００１６】
次に、図１（ｂ）、図２に示されるように、各単結晶鋼２１、２２を多結晶鋼板１０の主面１０１に接触させる。図１〜図７では、第１単結晶鋼２１と第２単結晶鋼２２との２つの単結晶鋼を用いる例を示すが、２つ以上の単結晶鋼２を用いてもよい。本明細書では、例えば第１単結晶鋼２１、第２単結晶鋼２２のように、各単結晶鋼を、序数詞を付けて表す。
【００１７】
多結晶鋼板１０の主面１０１上には、第1単結晶鋼２１、第２単結晶鋼２２を相互に結晶方位が異なる向きとなるように配置する。図２、図４（ａ）及び（ｂ）には、多結晶鋼板１０の主面１０１に第１単結晶鋼２１、第２単結晶鋼２２を配置したときにおける、各単結晶鋼の結晶方位を示す。各単結晶鋼の結晶方位の向きや配置は、変更可能であり、結晶方位の向きや配置の変更により、熱処理後、結晶方位が特定方向に配向した領域を様々なパターンで形成することができる。方向性鋼板１において、結晶方位が特定方向に配向した領域のことを、以下、「方向性領域」という。各方向性領域は多結晶鋼板１０中に成長した単結晶から構成される。
【００１８】
単結晶鋼２の結晶方位は、特に限定されず、同じ結晶方位を有する複数の単結晶鋼２を、結晶方位が相互に異なる向きとなるように多結晶鋼板１０の主面１０１に接触させることができる。また、相互に異なる結晶方位を有する単結晶鋼２を多結晶鋼板１０の主面１０１に接触させてもよい。
【００１９】
単結晶鋼２としては、所望の結晶方位が配向したものを用いることができる。具体的な結晶方位としては、｛１００｝＜００１＞、｛１２３｝＜６３４＞、｛０１１｝＜２１１＞、｛１１２｝＜１１１＞、｛１１０｝＜００１＞などが例示される。
【００２０】
単結晶鋼２と多結晶鋼板１０との接触は、面接触であることが好ましい。この場合には、加熱時に、単結晶鋼２の結晶方位が多結晶鋼板１０に成長しやすくなる。その結果、方向性鋼板１におおける各方向性領域の拡大が可能になる。
【００２１】
単結晶鋼２の形状は、特に限定されないが、例えば板状であることが好ましい。この場合には、板状の単結晶鋼２の主面（つまり当接面２０１）を、多結晶鋼板１０の主面１０１に接触させることにより、面接触が容易に実現できる。さらに、接触面積が大きくなるため、成長面が大きくなる。その結果、方向性がさらに向上する。
【００２２】
単結晶鋼２の厚みは、特に限定されないが、単結晶鋼２は、板状の場合には例えば０．１〜１．０ｍｍである。多結晶鋼板１０の厚みも、特に限定されないが、短時間で厚み方向の全体に結晶成長を進行させることができるため、方向性鋼板の生産性が向上するという観点から、０．８ｍｍ以下であることが好ましく、０．５ｍｍ以下であることがより好ましく、０．３５ｍｍ以下であることがさらに好ましい。多結晶鋼板自体の製造コストなどの観点から、多結晶鋼板１０の厚みは、０．１ｍｍ以上であることが好ましい。
【００２３】
多結晶鋼板１０の結晶粒径は、例えば２０〜１００μｍである。多結晶鋼板１０の結晶粒径は、熱処理前の多結晶鋼板１０の結晶粒径であり、後述のひずみを付与する前の多結晶鋼板１０の結晶粒径である。結晶粒径は、例えば顕微鏡によって測定した単位面積当たりの結晶粒の平均数により測定される。具体的にはＪＩＳ  Ｇ  ０５５１「鋼−結晶粒度の顕微鏡試験方法」に基づいて測定されます。
【００２４】
単結晶鋼と多結晶鋼板の接触面に対して、エッチングを行うことができる。この場合には、結晶粒界が露出することで、接合面の密着度が向上し、結晶成長が促進される。エッチングは、塩酸、硝酸アルコール溶液、シュウ酸などにより行うことができる。
【００２５】
単結晶鋼２と多結晶鋼板１０との接触後、熱処理を行う。つまり、単結晶鋼２と多結晶鋼板１０とを加熱する。加熱は、例えば加熱炉内で行うことができる。この加熱により、多結晶鋼板１０を構成する各結晶粒の結晶方位が単結晶鋼２の結晶方位に倣って配向し、多結晶鋼板１０内で結晶成長が起こる。単結晶鋼２は、結晶方位の核となるため、核材ということができ、多結晶鋼板１０は、核材の結晶方位に倣って結晶方位を配向させる対象であるため、素材板ということができる。
【００２６】
図２〜図７に示されるように、第１単結晶鋼２１と第２単結晶鋼２２とを用いた場合の結晶成長について説明する。図２及び図５に示されるように、熱処理を行うことにより、第１単結晶鋼２１と多結晶鋼板１０との接触面１０１ａから多結晶鋼板１０の方向へ第１単結晶鋼２１の結晶方位に倣って多結晶鋼が配向し、さらに多結晶鋼を構成する結晶粒が成長する。同様に、第２単結晶鋼２２と多結晶鋼板１０との接触面１０１ｂから多結晶鋼板１０の方向へ第２単結晶鋼２２の結晶方位に倣って多結晶鋼が配向し、さらに多結晶鋼を構成する結晶粒が成長する。つまり、単結晶鋼２が結晶方位の核材、多結晶鋼板１０が素材板となり、核材から素材板に向けて結晶成長が起こり、多結晶鋼板１０を構成する多結晶の各結晶粒が配向し、結晶成長する。その結果、多結晶鋼板１０内に例えば２方位の方向性領域１１、１２が形成される。各方向性領域１１、１２は、所定の結晶方位を有する。
【００２７】
加熱は、例えば加熱炉内で行われる。図１に示されるように、多結晶鋼板１０の主面１０１の全体に重なるように単結晶鋼２を配置する場合には、例えば均一加熱により、結晶方位の配向を進行させることができる。均一加熱は、単結晶鋼２を接触させた多結晶鋼板１０の全体を均一に加熱する方法である。多結晶鋼板１０の酸化を防止するという観点から、加熱は非酸化性ガス雰囲気あるいは真空下で行うことが好ましい。なお、実施形態２にて示すように、単結晶鋼２を多結晶鋼板１０の主面１０１の一部に配置することも可能である。
【００２８】
熱処理の加熱温度は、多結晶鋼板１０の再結晶温度以上、融点以下であることが好ましい。具体的には、加熱温度は、例えば５００℃以上、１５００℃以下に調整することができる。
【００２９】
熱処理は、単結晶鋼２と多結晶鋼板１０との接触方向に加圧しながら行うことが好ましい。この場合には、接触面積の増加により結晶成長が促進される。加圧時の荷重は、４００〜１０００Ｎであることが好ましい。この場合には、単結晶鋼２と多結晶鋼板１０にひずみを与えない範囲で両者を十分に接触させることができる。加圧しながらの熱処理は、具体的には、ホットプレス加工により行うことができる。
【００３０】
熱処理前に多結晶鋼板１０にひずみを付与することが好ましい。この場合には、熱処理時に再結晶が生じて結晶方位の配向がさらに促進される。ひずみは、例えば圧縮ひずみである。圧縮ひずみは、単結晶鋼２の接触前の多結晶鋼板１０の板厚方向に付与することができる。
【００３１】
圧縮ひずみは、多結晶鋼板１０に対して、圧延加工、ショットブラスト加工、単軸圧縮加工等を行うことにより付与される。好ましくは圧延加工がよい。この場合には、板厚方向全体に連続的にひずみを付与することができるため、生産性が向上する。また、圧延加工を行う場合には、圧下率を５〜７５％にすることが好ましい。圧下率を５％以上とすることにより、熱処理時に再結晶が生じて結晶方位の配向がさらにいっそう促進される。促進効果をさらに高めるためには、圧下率は、１０％以上であることがより好ましく、２５％以上であることがさらに好ましい。また、圧下率を７５％以下とすることにより、圧延の加工性が低下せず生産性を維持できる。生産性の維持効果をさらに向上させるという観点から、圧下率は、６０％以下であることがより好ましく、５０％以下であることがさらに好ましい。
【００３２】
熱処理後に、単結晶鋼２を除去することができる。本形態では、図１に示されるように、各単結晶鋼２を多結晶鋼板１０の全面に重なるように配置して熱処理を行っているため、熱処理後、各単結晶鋼２は、方向性鋼板１の全面を覆う。熱処理後の単結晶鋼２は、方向性鋼板１に接合しているため、切断により単結晶鋼２を除去することができる。例えば、図５の破線で示される切断位置のように、単結晶鋼２と方向性鋼板１の接合面から例えば若干方向性鋼板１寄りの位置で面方向に切断すれば、単結晶鋼２を除去することができる。
【００３３】
このようにして、図５〜図７に示されるように、結晶方位の異なる２つの方向性領域１１、１２を有する方向性鋼板１を得ることができる。３つ以上の単結晶鋼を用いることにより、多結晶鋼板１０内に３方位以上の方向性領域を形成することもできる。方向性鋼板１の結晶方位は、例えば電子線後方散乱回折法により測定される。電子線後方散乱回折法は、ＥＢＳＤ法とよばれる。ＥＢＳＤ法により、結晶方位のＥＢＳＤマップが得られる。ＥＢＳＤマップでは、通常、結晶方位の違いが色の違いで示される。また、ＥＢＳＤマップでは、逆極点図として結晶方位を表示することもできる。
【００３４】
図６及び図７に示されるように、方向性鋼板１は板内に２つ以上の方向性領域１１、１２を有するが、各方向性領域１１、１２の境界には、これらの結晶方位が干渉し合った領域が形成される場合がある。この領域では、各方向性領域１１、１２とはさらに異なる結晶方位を有し、方向性領域よりも粒径の小さな１つ以上の結晶粒が形成される傾向がある。
【００３５】
方向性鋼板１における各方向性領域１１、１２は単一の結晶粒からなる。図８、図９に示されるように、方向性領域１１、１２は、粒径が１．５ｍｍ以上の同一（つまり、方位差１５°以内）の結晶粒を指標とする。方位差１５°以内は一般的な小角粒界の角度である。方位差、粒径は、ＥＢＳＤ像により測定することができる。方向性鋼板１は、相互に結晶方位が異なる、粒径１．５ｍｍ以上の単結晶の結晶粒を２以上有することが好ましい。結晶方位が相互に異なる結晶粒は、例えば隣接する。
【００３６】
図８、図９に示されるように、方向性領域１１、１２（つまり、単結晶の結晶粒）の粒径は、方向性鋼板１の圧延方向ＲＤと直交する、あるいは平行な平面を観察したときの粒径である。圧延方向ＲＤと直交する平面は、板厚方向ＮＤと圧延方向ＲＤと直角な方向ＴＤ（つまり、圧延直角方向）とがなす平面である。また、圧延方向ＲＤと平行な平面は、板厚方向ＮＤと圧延直角方向ＴＤとがなす平面である。方向性鋼板１は、これらの２つの平面の少なくとも一方における粒径が上記の通り１．５ｍｍ以上となる方向性領域を有すること好ましい。この場合には、各方向性領域１１、１２が各結晶方位に基づいた物性を十分に示すことができる。例えば、電磁鋼板など好適になる。電磁鋼板の用途では、方向性鋼板１のことを、方向性電磁鋼板ということができ、２以上の方向性を有するため、多方向性電磁鋼板ということができる。
【００３７】
図８は、圧延方向ＲＤと直交する平面での、方向性鋼板１の結晶構造の一例を示し、図９は、圧延方向ＲＤと平行な平面での、方向性鋼板１の結晶構造の一例を示す。図８に示されるように、圧延方向ＲＤと直交する平面での粒径は、圧延直角方向ＴＤでの結晶粒の最大幅である。図８では、各結晶粒の最大幅は、Ｌ1〜Ｌ3で表される。また、図９に示されるように、圧延方向ＲＤと平行な平面での粒径は、圧延方向ＲＤでの結晶粒の最大幅である。図９では、各結晶粒の最大幅は、Ｌ4〜Ｌ6で表される。
【００３８】
圧延方向ＲＤは、例えば結晶組織を観察することによりわかる。圧延板では、結晶組織が例えば繊維状組織になり、結晶組織を構成する結晶粒の長手方向が圧延方向ＲＤとなる。結晶組織は、例えば、走査型電子顕微鏡観察、ＥＢＳＤ法により調べることができる。
【００３９】
上記のように、本形態の製造方法では、特定の結晶方位を有する方向性領域１１、１２を２以上有する方向性鋼板１を製造することができる。方向性鋼板１は、方向性領域１１、１２の境界に、ギャップ、接合部、接合面を実質的に有しておらず、方向性領域１１、１２の境界とその周囲との間で方向性鋼板１の表面粗さはほとんど変化しない。具体的には、方向性領域１１、１２とその周囲との表面粗さの差は３．２μｍ以内であることが好ましい。各方向性領域１１、１２は、面一ということができる。表面粗さは、レーザ顕微鏡により測定される。方向性鋼板１は、例えば一枚の板から構成される。
【００４０】
方向性鋼板１の各方向性領域１１、１２は、その結晶方位に基づいて所定の物性を示す。方向性鋼板１は、例えば一枚の板でありながら、各方向性領域１１、１２が異なる物性を示すことができる。物性としては、磁気特性、ｒ値、切削抵抗、耐食性等である。
【００４１】
（変形例１）
本例は、３つ以上の単結晶鋼２を用いて方向性鋼板１を製造する例である。なお、変形例１以降において用いた符号のうち、既出の実施形態において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、既出の実施形態におけるものと同様の構成要素等を表す。また、変形例１以降において参照する図面において、単結晶鋼２、多結晶鋼板１０、方向性鋼板１内に示す矢印は、結晶方位の向きを示し、図１０（ｂ）に例示される円で囲まれたばつ印は、紙面の表（換言すれば手前）から裏（換言すれば奥）に向かう結晶方位の向きを示す。
【００４２】
図１０（ａ）〜図１０（ｄ）に示されるように、３つ以上の単結晶鋼２１、２２、２３を多結晶鋼板１０の主面１０１に接触させて配置する。本例では、実施形態１と同様に、単結晶鋼２が多結晶鋼板１０の主面１０１の全体と当接するように配置している。
【００４３】
図１０（ａ）〜図１０（ｄ）では、第１単結晶鋼２１、第２単結晶鋼２２、第３単結晶鋼２３の３つの単結晶鋼２が多結晶鋼板１０の主面１０１に配置された領域を図示しているが、多結晶鋼板１０には３つ以上の単結晶鋼２を配置することができる。その他は実施形態１と同様にして、方向性鋼板１を製造することができる。具体的には、実施形態１と同様の熱処理により、各単結晶鋼２１、２２、２３の結晶方位に倣った結晶成長が多結晶鋼板１０内において進行する。これにより、所望の結晶方位の方向性領域を例えば３つ以上有する方向性鋼板１が得られる。
【００４４】
（実施形態２）
次に、多結晶鋼板１０の板厚方向ＮＤと直交方向における端部に単結晶鋼２を接触させて、結晶成長させる形態について説明する。図１１（ａ）〜（ｃ）に示されるように、多結晶鋼板１０の例えば圧延方向ＲＤの端部に単結晶鋼２を配置して接触させる。各単結晶鋼２は多結晶鋼板１０の主面１０１に例えば直列に並べて配置する。本形態では、単結晶鋼２として、第１単結晶鋼２１、第２単結晶鋼２２を配置する。
【００４５】
次いで、図１２（ａ）及び（ｂ）に示されるように、第１単結晶鋼２１、第２単結晶鋼２２、及び多結晶鋼板１０を、単結晶鋼２の接触部側から加熱する熱処理を行う。熱処理により、第１単結晶鋼２１と第２単結晶鋼２２の結晶方位に倣って多結晶鋼板１０内で板厚方向ＮＤに結晶成長が起こる。さらに多結晶鋼板１０内の成長結晶の結晶方位に倣って板厚方向ＮＤと直交方向に結晶成長が進行する。具体的には、図１２（ａ）及び（ｂ）に示されるように、例えば圧延方向ＲＤに結晶成長が進行する。
【００４６】
熱処理では、単結晶鋼２と多結晶鋼板１０との接触部側が高温になり、接触部側から例えば圧延方向ＲＤに離れるにつれて低温となる温度勾配を形成することが好ましい。この場合には、接触部から離れた部分の結晶成長を抑制でき、先ず接触部の直下が単結晶鋼２の結晶方位に倣って結晶成長し、次いで圧延方向ＲＤに離れる方向に結晶成長することによる圧延方向ＲＤ全体への結晶成長が実現される。例えば、傾斜炉内で熱処理を行うことにより、温度勾配を形成することができる。傾斜炉の他にも、例えば、レーザによる局所加熱、誘導加熱などにより、温度勾配を形成することができる。図１２における白抜き矢印は、温度勾配を示し、矢印の先端が低温側、末端が高温側となる。
【００４７】
本形態においても、実施形態１と同様に第１単結晶鋼２１及び第２単結晶鋼２２の各結晶方位に倣った単結晶が多結晶鋼板１０内に成長する。本形態では、単結晶鋼２が多結晶鋼板１０の圧延方向ＲＤの端部に配置されているため、熱処理後に、圧延方向ＲＤの端部を板厚方向ＮＤに切断することにより単結晶鋼２を容易に除去することができる。切断位置は、例えば、図１３（ａ）及び（ｂ）の破線にて示される。また、板厚方向ＮＤに切断後、さらに単結晶鋼２の表面が露出するように切断、研磨などを行うことにより、再利用可能な単結晶鋼２を得ることができる。
【００４８】
一般に、多結晶鋼板１０は、圧延方向ＲＤに巻き取られたロールとして供給される。多結晶鋼板１０のロールから多結晶鋼板１０を引き出しながら、その圧延方向ＲＤの端部に単結晶鋼２を接触配置させることにより、接触配置、熱処理、切断などの方向性鋼板１を製造するための各工程を連続的に行うことができる。すなわち、多結晶鋼板１０の圧延方向ＲＤにおける端部に単結晶鋼２を配置することにより、方向性鋼板１の生産性が向上する。その他の構成は、実施形態１と同様とすることができ、実施形態１と同様の効果を示すことができる。
【００４９】
（変形例２）
本例は、３つ以上の単結晶鋼２を用いて方向性鋼板１を製造する例である。３つ以上の単結晶鋼を用いる点を除いては、実施形態２と同様にして方向性鋼板１を製造する。
【００５０】
図１４（ａ）〜（ｄ）に示すように、３つ以上の単結晶鋼２１、２２、２３を多結晶鋼板１０の主面１０１に接触させて配置する。本例では、実施形態２と同様に、多結晶鋼板１０の例えば圧延方向ＲＤの端部に単結晶鋼２を配置して接触させる。各単結晶鋼２は多結晶鋼板１０の主面１０１に例えば直列に並べて配置する。
【００５１】
図１４（ａ）〜（ｄ）には、多結晶鋼板１０の圧延方向ＲＤの端部に配置された第１単結晶鋼２１、第２単結晶鋼２２、第３単結晶鋼の３つが示されているが、圧延直角方向ＴＤに沿う方向に直列して並ぶさらに複数の単結晶鋼２を配置することができる。次いで、実施形態２と同様に例えば傾斜炉内で熱処理を行うことにより、各単結晶鋼２の結晶方位に倣った結晶成長が多結晶鋼板１０内に進行する。これにより、所望の結晶方位の方向性領域を３つ以上有する方向性鋼板１が得られる。
【００５２】
（実験例１）
本例では、図１５〜図１９を参照しながら、方向性鋼板１を製造し、その結晶方位を調べる例について説明する。まず、第１単結晶鋼２１と、第２単結晶鋼２２と、多結晶鋼板１０を準備した。多結晶鋼板１０は、フェライト系鋼板から構成されている。多結晶鋼板１０は、結晶方位が異なる多数の結晶粒を有する多結晶である。第１単結晶鋼２１、第２単結晶鋼２２は、フェライト系鋼板から構成されている。第１単結晶鋼２１、第２単結晶鋼２２は、単結晶である。
【００５３】
具体的には、多結晶鋼板１０としては、Ｓｉを２．５ｗｔ％含有する無方向性電磁鋼板を用いた。多結晶鋼板１０は、圧延方向ＲＤの長さＬが１０００ｍｍ、圧延直角方向ＴＤの幅Ｂが３００ｍｍ、板厚ｔが０．８ｍｍである。また、単結晶鋼２としては、Ｓｉを３ｗｔ％含有する方向性電磁鋼板を用いた。この方向性電磁鋼板は、特定の結晶方位を有する単結晶鋼から構成されている。方向性電磁鋼板は、圧延方向ＲＤの長さＬが１０００ｍｍ、圧延直角方向ＴＤの幅Ｂが３００ｍｍ、板厚ｔが０．２３ｍｍである。
【００５４】
多結晶鋼板１０に圧下率１２．５％の圧延を行い、最終板厚ｔを０．７ｍｍにした。次いで、多結晶鋼板１０を、圧延方向ＲＤの長さＬ６０ｍｍ、圧延直角方向ＴＤの幅Ｂ５０ｍｍのサイズに切り出した。また、板状の単結晶鋼から、圧延方向ＲＤのＬ６０ｍｍ、圧延直角方向の幅Ｂ２５ｍｍの第１単結晶鋼２１と、圧延方向ＲＤの長さＬ２５ｍｍ、圧延直角方向ＴＤの幅Ｂ６０ｍｍの第２単結晶鋼２２を切り出した。
【００５５】
次に、切り出した後の、多結晶鋼板１０、第１単結晶鋼２１、及び第２単結晶鋼２２の表面を研磨し、酸化被膜を除去し、表面粗さをＲａ＜３．２μｍにした。次いで、図１５（ａ）及び（ｂ）に示すように、第１単結晶鋼２１と第２単結晶鋼２２とを、多結晶鋼板１０の主面１０１に配置して接触させた。このとき、第１単結晶鋼２１と、第２単結晶鋼２２との結晶方位が相互に直交するように、第１単結晶及び第２単結晶鋼２２を多結晶鋼板１０に配置した。
【００５６】
次に、第１単結晶鋼２１及び第２単結晶鋼２２を接触させた多結晶鋼板１０の熱処理を行った。以下、第１単結晶鋼２１及び第２単結晶鋼２２を接触させた多結晶鋼板１０のことを被処理材１０Ａという。熱処理は、図１６に示すように加熱炉５内で行った。加熱炉５としては、富士電機株式会社製の抵抗加熱式真空ホットプレス炉を用いた。加熱炉５は、台座５１、加圧プレス５２、炉壁に内蔵されたヒータ、壁面に設けられた熱風Ｈの噴出口などを備える。ヒータ、噴出口の図示は省略する。
【００５７】
熱処理は、以下のようにして行った。まず、台座５１に、被処理材１０Ａを配置した。次いで、加熱炉５内の真空度を１０−３Ｐａ以下にした後、加圧プレス５２を作動させて板厚方向ＮＤに６００Ｎで加圧しながら、温度１１００℃まで６℃／ｍｉｎで昇温し、その後２時間保持し、自然冷却にて８時間程度冷却した。このようにして、図１５（ｃ）に示すように、相互に結晶方位の異なる方向性領域１１、１２を少なくとも２つ有する方向性鋼板１を得た。
【００５８】
次に、方向性鋼板１の結晶方位を調べた。結晶方位の測定には、ＥＢＳＤ法が用いられ、その測定装置として日本電子株式会社製のＪＳＭ−７１００Ｆを用いた。測定条件は、測定倍率１００倍、ステップサイズ１μｍ、フレーム速度１４０ｆｐｓ、照射電圧１５ｋＶである。その結果を図１７及び図１９に示す。なお、図１７には、ＥＢＳＤ像、彩度ゼロのＥＢＳＤ像と、ＥＢＳＤ像より抽出した角度マップを示す。図１７の角度マップの横軸は距離を示し、縦軸は、方位差（つまり、方位におけるずれ）を示す。図１９は、逆極点図である。なお、図１７におけるＥＢＳＤ像はカラーであるため、ＥＢＳＤ像の方向性領域１１、１２の配置を簡略化した模式図を図１８に示す。
【００５９】
図１８に示されるように、方向性鋼板１は、第１の方向性領域１１と第２の方向性領域１２とを有し、各方向性領域１１、１２は単結晶から構成されている。２つの方向性領域１１、１２の間には境界が存在する。この境界の周囲では、第１の方向性領域１１の結晶方位及び第２の方向性領域１２の結晶方位とは結晶方位が異なる領域１３が存在していた（図１７、図１９参照）。領域１３には、結晶方位が相互に異なるさらに複数の領域が存在しており、各領域が結晶粒を構成している。
【００６０】
また、図１７の角度マップから理解されるように、領域１２と領域１３の結晶方位差は約２°であり、実質的に同一方位とみなすことができる。すなわち、方向性鋼板１は第１単結晶鋼２１および第２単結晶鋼２２の２種類の結晶方位に倣って成長したことがわかる。
【００６１】
また、図１９のＥＢＳＤ像の逆極点図から理解されるように、方向性鋼板１は＜００１＞及び＜１０１＞高集積に配向している。この結果は、ＥＢＳＤ像とも一致しており、第１の方向性領域１１が＜００１＞に配向しており、第２の方向性領域１２が＜１０１＞に配向していることを示す。
【００６２】
このように、本例によれば、相互に結晶方位が異なる２以上の方向性領域１１、１２を有する方向性鋼板１が得られることがわかる。本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の実施形態に適用することが可能である。例えば実験例１では、第１の方向性領域１１が＜００１＞に配向しており、第２の方向性領域１２が＜１０１＞に配向した方向性鋼板を作製したが、各単結晶鋼の結晶方位を変更することにより、他の結晶方位が配向した方向性鋼板を製造することができる。
【符号の説明】
【００６３】
１  方向性鋼板
１０  多結晶鋼板
１０１  主面
１１  第１の方向性領域
１２  第２の方向性領域
２  単結晶鋼
２１  第１単結晶鋼
２２  第２単結晶鋼
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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