(57)【要約】【課題】  本発明は、Ｔｉ−３Ａｌ−２．５Ｖのβ変態点を維持し、工業用純チタンＪＩＳ３種を超える６２０ＭＰａ超の引張強さを確保しながら、冷間加工性を高めたＴｉ−３Ａｌ−２．５Ｖ製チタン合金線材を提供するものである。【解決手段】  質量％で、ベース添加元素であるＡｌとＶの濃度を各々規格範囲である２．５〜３．５％、２．０〜３．０％とすることによってβ変態点とベース強度を維持しながら、Ｏを０．０５〜０．０９％、ＮとＣの合計濃度を０．０２〜０．０３％とし且つ引張強さを６２０ＭＰａ超、７００ＭＰａ未満とすることによって線材の冷間加工性を向上できる。さらに、Ｏを０．０５％未満、ＮとＣの合計濃度を０．０２％未満、加えてＦｅを０．０１％未満に低下することによって、冷間加工性をより向上できる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で、Ａｌが２．５〜３．５％、Ｖが２．０〜３．０％、Ｏが０．０５〜０．０９％、ＮとＣの合計濃度が０．０２〜０．０３％であり、残部Ｔｉおよび不可避的不純物からなることを特徴とする、冷間加工性に優れた引張強さ６２０ＭＰａ超７００ＭＰａ未満のＴｉ−３Ａｌ−２．５Ｖ製チタン合金線材。
【請求項２】
質量％で、前記ＮとＣの合計濃度が０．０２％未満であることを特徴とする、請求項１に記載の冷間加工性に優れた引張強さ６２０ＭＰａ超７００ＭＰａ未満のＴｉ−３Ａｌ−２．５Ｖ製チタン合金線材。
【請求項３】
質量％で、前記Ｏが０．０５％未満であることを特徴とする、請求項１に記載の冷間加工性に優れた引張強さ６２０ＭＰａ超７００ＭＰａ未満のＴｉ−３Ａｌ−２．５Ｖ製チタン合金線材。
【請求項４】
質量％で、前記Ｏが０．０５％未満、前記ＮとＣの合計濃度が０．０２％未満であることを特徴とする、請求項１に記載の冷間加工性に優れた引張強さ６２０ＭＰａ超７００ＭＰａ未満のＴｉ−３Ａｌ−２．５Ｖ製チタン合金線材。
【請求項５】
質量％で、Ｆｅが０．１％未満であることを特徴とする、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の冷間加工性に優れた引張強さ６２０ＭＰａ超７００ＭＰａ未満のＴｉ−３Ａｌ−２．５Ｖ製チタン合金線材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チタン合金Ｔｉ−３Ａｌ−２．５Ｖを基本成分とした、冷間加工性に優れた引張強さ６２０ＭＰａ超７００ＭＰａ未満のチタン合金線材に関する。
【背景技術】
【０００２】
チタン合金Ｔｉ−３Ａｌ−２．５Ｖ（以降、Ｔｉ３２５と略記する。）は、ＪＩＳ  Ｈ  ４６５０において６１種として規格化されている。このＴｉ３２５は、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ（以降、Ｔｉ６４と略記する。）に対して金属元素であるＡｌとＶの添加量を約半分にすることによって、Ｔｉ６４よりは強度は低いものの冷間での変形能を有しており、工業用純チタンＪＩＳ１種、２種、３種と比べると強度が高く冷間変形能が低いことが知られている。
【０００３】
Ｔｉ３２５の化学成分は、ＪＩＳ  Ｈ  ４６５０の６１種では、Ａｌが２．５〜３．５質量％、Ｖが２〜３質量％、Ｆｅが０．２５質量％以下、Ｏが０．１５質量％以下、Ｎ（窒素）が０．０３質量以下、Ｃ（炭素）が０．０８質量％以下、Ｈ（水素）が０．０１５質量％以下である。Ｔｉ３２５の引張特性は、ＪＩＳ  Ｈ  ４６５０の６１種の線材では引張強さ７００〜９００ＭＰａ、伸び９％以上である。
【０００４】
Ｔｉ３２５の線材は、眼鏡フレームなどに多く用いられており、２ｍｍ程度の細い直径まで冷間伸線される。さらには、へん平断面など眼鏡フレーム形状に冷間加工される。そのため、Ｔｉ３２５製の線材を使用する側からは、冷間加工性の向上が望まれている。
【０００５】
特許文献１には、冷間加工性の優れたチタン合金として、Ａｌが２．５〜３．５質量％、Ｖが２〜３質量％、Ｏが０．０５〜０．１質量％、Ｎｂが２．０〜５．０質量％のチタン合金が開示されており、Ｎｂの多量添加はβ相を安定化し冷間加工性を改善する作用があることが記載されている。
【０００６】
特許文献２には、冷間加工性およびロウ付け後の疲労強度に優れたチタン合金として、Ａｌが０．５〜２．３質量％でβ安定化元素を実質的に含有しないチタン合金、さらには左記合金にＧａを４質量％以下またはＳｉを１質量％以下含有するチタン合金が開示されており、Ａｌが２．３質量％以下の領域では７５％の冷間圧延を行なっても耳割れが発生しないことから十分な冷間加工性を有し、結晶粒が粗大化する眼鏡フレーム・ロウ付け部の疲労特性も良好であることが記載されている。
【０００７】
【特許文献１】特開昭６２−１０３３３０号公報
【特許文献２】特開２００３−０５５７２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
Ｔｉ３２５の線材は、ＪＩＳ  Ｈ  ４６５０を満足する引張強さの材質にした場合、展伸材を所定の形状に伸線などによって冷間加工する際に必ずしも十分な冷間加工性を有しないことがある。そのため、冷間加工の途中段階で何回か焼鈍（中間焼鈍）を実施する場合があり、製造コストを高めてしまう。
【０００９】
これに対して、冷間加工性の良い工業用純チタンＪＩＳ１種、２種、３種を用いることによって、上記の中間焼鈍の回数は減じることができるが、Ｔｉ３２５よりも強度が低いために疲労特性などの観点から眼鏡フレームなどの断面積を減じることができず軽量化率が低くなってしまう。
【００１０】
一方、眼鏡用に用いられるＴｉ基ロウ材であるＴｉ−Ｚｒ−Ｎｉ−Ｃｕの融点は８５０〜９００℃、また、一般的なＡｇ−Ｃｕ系やＡｇ−Ｃｕ−Ｎｉ系のロウ材の融点も８９０〜９００℃である。工業用純チタンの場合、β変態点は高くとも９００℃であることから、ロウ付け部および熱影響部はβ変態点近傍あるいはそれ以上となり粒成長してしまうため疲労特性に課題がある。これに対して、Ｔｉ３２５のβ変態点は約９３５℃であり工業用純チタンよりも高くロウ付け部は粒成長しにくいことから、Ｔｉ３２５の合金成分は、工業用純チタンよりもロウ付け部の疲労特性の点で適している。
【００１１】
特許文献１のチタン合金は、Ｎｂを２．０〜５．０質量％と多量に添加しており、ＮｂはＴｉよりも密度が高くチタン合金そのものの密度を高めてしまうために最終品での質量が増えてしまう。また、Ｎｂは決して安価ではないことからチタン合金のコストを高めてしまう。
【００１２】
特許文献２のチタン合金（Ａｌが０．５〜２．３質量％）は、Ｔｉ３２５（平均的にはＡｌが３質量％、Ｖが２．５質量％）と比較すると金属元素の総添加量が低いことからもわかるように、冷間加工性はＴｉ３２５よりも良いと考えられる。しかしながら、引張強さは、Ｔｉ−１．５Ａｌ合金で４４６ＭＰａと工業用純チタンＪＩＳ２種相当でありＴｉ３２５には及ばないことから、眼鏡フレームで起こる曲げ、ねじりなどの疲労寿命を確保するためにフレームの断面積をＴｉ３２５よりも減じることができず軽量化の観点から強度の高いＴｉ３２５の方が望ましい。
【００１３】
そこで、本発明は、Ｔｉ３２５のβ変態点を維持し、工業用純チタンＪＩＳ３種を超える引張強さを確保しながら冷間加工性を高めた、引張強さ６２０ＭＰａ超７００ＭＰａ未満のＴｉ−３Ａｌ−２．５Ｖ製チタン合金線材を提供することを目的とするものである。なお、ＪＩＳ  Ｈ  ４６５０に規定されている工業用純チタンＪＩＳ３種線材の最大引張強さは６２０ＭＰａである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するための本発明は、以下のとおりである。
（１）  質量％で、Ａｌが２．５〜３．５％、Ｖが２．０〜３．０％、Ｏが０．０５〜０．０９％、ＮとＣの合計濃度が０．０２〜０．０３％であり、残部Ｔｉおよび不可避的不純物からなることを特徴とする、冷間加工性に優れた引張強さ６２０ＭＰａ超７００ＭＰａ未満のＴｉ−３Ａｌ−２．５Ｖ製チタン合金線材。
（２）  質量％で、前記ＮとＣの合計濃度が０．０２％未満であることを特徴とする、上記（１）に記載の冷間加工性に優れた引張強さ６２０ＭＰａ超７００ＭＰａ未満のＴｉ−３Ａｌ−２．５Ｖ製チタン合金線材。
（３）  質量％で、前記Ｏが０．０５％未満であることを特徴とする、上記（１）に記載の冷間加工性に優れた引張強さ６２０ＭＰａ超７００ＭＰａ未満のＴｉ−３Ａｌ−２．５Ｖ製チタン合金線材。
（４）  質量％で、前記Ｏが０．０５％未満、ＮとＣの合計濃度が０．０２％未満であることを特徴とする、上記（１）に記載の冷間加工性に優れた引張強さ６２０ＭＰａ超７００ＭＰａ未満のＴｉ−３Ａｌ−２．５Ｖ製チタン合金線材。
（５）  質量％で、Ｆｅが０．１％未満であることを特徴とする、上記（１）ないし（４）のいずれか１項に記載の冷間加工性に優れた引張強さ６２０ＭＰａ超７００ＭＰａ未満のＴｉ−３Ａｌ−２．５Ｖ製チタン合金展伸材。
【００１５】
ここで、線材とは、断面が円形でその直径が８ｍｍ未満のものである。
【００１６】
上記（１）〜（５）で化学成分を規定していない残部のうちの不純物とは、精練、溶解、展伸、熱処理、酸洗などの工程で除去できない、あるいはこれらの工程で混入する少量の元素のことであり、例えば、０．０１５質量％以下のＨなどが相当する。
【００１７】
なお、７００ＭＰａ未満の引張強さはＪＩＳ  Ｈ  ４６５０  ６１種に規定されている線材の引張強さ下限値から外れている。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によって、ＪＩＳ  Ｈ  ４６５０の６１種に相当するＴｉ３２５のβ変態点を維持し、工業用純チタンＪＩＳ３種を超える引張強さ（６２０ＭＰａ超）を確保しながら、冷間加工性を高めたチタン合金線材を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
ＪＩＳ  Ｈ  ４６５０の６１種に相当するＴｉ３２５のβ変態点と工業用純チタンＪＩＳ３種（６２０ＭＰａ）を超える引張強さを確保しながら、冷間加工性を高めるために鋭意研究を重ねた結果、ベース添加元素であるＡｌとＶの濃度を各々規格範囲である２．５〜３．５質量％と、２．０〜３．０質量％とすることによってＴｉ３２５のβ変態点とベース強度を維持しながら、Ｏ、Ｎ、Ｃの濃度を低減し且つ引張強さを低くすること（引張強さをＪＩＳ  Ｈ４６５０の６１種の線材の下限値７００ＭＰａよりも低くすること）によって、冷間加工性を向上できることを見いだした。加えて、Ｆｅ濃度を低くすることによって、冷間加工性がさらに向上できること見いだした。
【００２０】
まず、本発明の（１）〜（５）では、β変態点をベース組成であるＴｉ３２５よりも低下させないため、質量％で、Ａｌが２．５〜３．５％、Ｖが２．０〜３．０％の範囲とした。また、Ａｌ、Ｖを上記のように規定することはベース強度を確保する効果もある。また、元々含有量が少ないＦｅ、Ｏ、Ｎ、ＣあるいはＨはβ変態点にほとんど影響しない。
【００２１】
本発明の（１）〜（５）の引張強さの下限値は、工業用純チタンＪＩＳ３種の上限値である６２０ＭＰａを超える範囲とすることから、６２０ＭＰａ超とした。
【００２２】
線材の冷間加工性を、冷間伸線時の限界伸線率、および平圧延時の限界圧下率によって評価した。ここで、限界伸線率は、冷間伸線によって表面割れが生じない最大の断面積減少率であり、限界圧下率は、上下平ロールで線材を圧延したとき表面割れが生じない最大の圧下率（初期線材直径に対する圧下後の高さから求めた圧下率）である。平圧延は、線材から眼鏡フレームの断面形状（円ではなくへん平あるいは平たい形状）への加工を模擬した冷間加工方法として採用した。これらの冷間加工性指標と種々材料因子との関係を検討した結果、引張強さとＯ、Ｎ、Ｃの濃度が関連することがわかった。なお、ＮとＣは、添加量が微量であるためこの両者の合計濃度で整理することができた。
【００２３】
【表１】
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【００２４】
表１に示す種々Ｏ、Ｎ、Ｃの濃度（Ｏ濃度、ＮとＣの合計濃度）を有する試料ア〜キのＴｉ３２５線材において、引張強さと限界伸線率、限界圧下率の関係を各々図１、図２に示す。限界伸線率と限界圧下率が大きいほど冷間加工性が良いことを意味する。表１の試料アと試料イは、Ｏ濃度が０．０９質量％超かあるいはＮとＣの合計濃度が０．０３質量％超でＴｉ３２５の従来例である。表１の試料ウはＯ濃度が０．０５〜０．０９質量％でＮとＣの合計濃度が０．０２〜０．０３質量％の、試料エはＯ濃度が０．０５〜０．０９質量％でＮとＣの合計濃度が０．０２質量％未満の、試料オはＯ濃度が０．０５質量％未満でＮとＣの合計濃度が０．０２〜０．０３質量％の、試料カはＯ濃度が０．０５質量％未満でＮとＣの合計濃度が０．０２質量％未満の、試料キはＯ濃度が０．０５〜０．０９質量％でＮとＣの合計濃度が０．０２〜０．０３質量％で且つＦｅ濃度が０．１質量％未の各々の例である。
【００２５】
ここで、冷間伸線試験は、初期直径６．５〜７ｍｍの線材を用いて、孔型ダイスを通材した。なお、潤滑のため線材表面にはボンデライト処理を施した。種々伸線率にて加工された線材表面を目視にて観察して割れの有無を評価し、表面割れが生じない最大伸線率を限界伸線率と定義した。冷間での平圧延試験は、初期直径２ｍｍ前後の線材を上下平ロールで圧下した。種々圧下率（初期直径に対する平圧延後の高さから求めた圧下率）にて加工された線材表面を目視にて観察して割れの有無を評価し、表面割れが生じない最大圧下率を限界圧下率と定義した。図１、図２の引張強さは、線材を長手方向に引っ張った値である。線材の引張強さは、冷間伸線後の焼鈍条件あるいは焼鈍後の軽伸線によって調整した。なお、引張試験は、ＪＩＳ  Ｚ  ２２０１に規定された試験片形状にてＪＩＳ  Ｚ  ２２４１に準拠した方法で実施した。
【００２６】
これらの冷間加工性指標は、引張試験の延性とは相関がなく、引張強さとの間に良い相関が得られた。これは、Ｔｉ３２５は稠密六方晶であるα相が主であることから変形能の異方性が大きく、引張試験の延性（伸び、絞り値）は強度差ほどに大きく変化しないためと考えられる。例えば、引張強さが約６５０ＭＰａと約７２０ＭＰａの延性を比較すると、線では、いずれも伸びは約１２％、絞り値は約６５％であり、引張強さに７０ＭＰａもの差があるものの延性には差がない。
【００２７】
図１、図２より、引張強さが低下すると限界伸線率と限界圧下率がともに向上している。また、Ｏ濃度、ＮとＣの合計濃度が小さくなるほどに引張強さが小さい場合には、限界伸線率と限界圧縮率が向上する側にシフトしており、同等な引張強さであってもＯ濃度とＮとＣの合計濃度が小さい方がこれらの冷間加工性指標が高位になる傾向にある。材質因子である引張強さの他にＯ、Ｎ、Ｃの濃度が冷間加工性に影響していることがわかる。なお、Ｏ濃度が高い試料アとＮとＣの合計濃度が高い試料イは、焼鈍７５０℃１時間さらには８５０℃１時間実施しても引張強さは７００ＭＰａ未満には低下しなかった。
【００２８】
従来の引張強さ７００ＭＰａ以上であるＴｉ３２５の限界伸線率は７０％、限界圧下率は３５％であることから、これよりも高い値として限界伸線率は７５％、限界圧下率は４０％を本発明のしきい値として、冷間加工性指標がしきい値以上となる、Ｏ濃度、ＮとＣの合計濃度、引張強さの範囲を本発明の範囲とした。
【００２９】
本発明（１）では、試料ウに代表されるように限界伸線率が７５％以上、限界圧下率が４０％以上になることから、Ｏ濃度を０．０５〜０．０９質量％、ＮとＣの合計濃度を０．０２〜０．０３質量％、引張強さを７００ＭＰａ未満とした。
【００３０】
さらに、本発明（１）よりもこれらの冷間加工性指標が上位になる傾向にあることから本発明（２）では、記号エに代表されるようにＯ濃度を０．０５〜０．０９質量％、ＮとＣの合計濃度を０．０２質量％未満、引張強さを７００ＭＰａ未満とし、本発明（３）では、記号オに代表されるようＯ濃度を０．０５質量％未満、ＮとＣの合計濃度を０．０２〜０．０３質量％、引張強さを７００ＭＰａ未満とした。さらに本発明（２）と（３）よりもこれらの冷間加工性指標が上位になる傾向にあることから、本発明（４）では記号カに代表されるようにＯ濃度を０．０５質量％未満、ＮとＣの合計濃度を０．０２質量％未満、引張強さを７００ＭＰａ未満とした。また、引張強さは、本発明（１）〜（４）において安定して冷間加工性指標が高まることから、６２０ＭＰａ超６９０ＭＰａ未満が好ましい。
【００３１】
Ｆｅ濃度は、ＪＩＳ  Ｈ  ４６５０の６１種の規格では、０．２５質量％以下となっているが、Ｆｅ濃度を０．１質量％未満に低下させることもＯ、Ｎ、Ｃ同様に冷間加工性指標を向上される作用があることから、本発明（５）は、本発明（１）〜（４）においてＦｅ濃度を０．１質量％未満とした。表１の試料キは、Ｆｅ濃度が０．１質量％未満の例であり、Ｆｅ濃度以外の化学成分は試料ウとほぼ同等である。Ｆｅ濃度は、試料キと試料ウで各々０．０８９、０．１９８質量％であり、この両者を比較すると、図１、図２に示したように、限界伸線率と限界圧下率は、引張強さが低い側でＦｅ濃度が０．１質量％未満である試料キの方が上位にある。Ｆｅは、β相を安定化する元素であるためα相安定化元素であるＯ、Ｎ、Ｃのα相への濃化を促すことからα相の変形能が抑制させることとなるが、逆に、Ｆｅ濃度の低下は、冷間加工性の向上に寄与したものと考えられる。
【００３２】
なお、本発明において、冷間加工性の観点からは、Ｏ、Ｎ、Ｃ、Ｆｅの下限濃度を特に限定する理由はないものの、工業的な製造能力として、各下限濃度は、質量％で、Ｏが０．０２％、Ｎが０．００２％、Ｃが０．００２％、Ｆｅが０．００５％程度である。
【実施例１】
【００３３】
【表２】
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【００３４】
【表３−１】
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【００３５】
【表３−２】
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【００３６】
【表３−３】
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【００３７】
【表４】
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【００３８】
本発明を、以下の実施例１を用いて本発明（１）を更に詳細に説明する。
【００３９】
まず、表２に用いた素材Ａ〜Ｒの化学成分を、また、表２の最右欄には各素材成分が該当する本発明の請求項を示しており、素材記号Ｄ〜Ｒが該当する。表３−１、表３−２、表３−３に線材の冷間伸線後の履歴、限界伸線率を、表４には線材の冷間伸線後の履歴、引張強さ、平圧延時の限界圧下率を示す。なお、表３−１、表３−２、表３−３、表４の最右欄には該当する請求項を示す。
【００４０】
表３−１、表３−２、表３−３の限界伸線率を評価するための冷間伸線に用いた線材は、直径６．５〜７ｍｍで、表３−１、表３−２、表３−３の「冷間伸線後の履歴」の欄に示した種々条件で真空焼鈍を施し、一部はその後に軽伸線を実施した。冷間伸線には孔型ダイスを用いて線材表面には潤滑のためボンデライト処理を施した。表４の限界圧下率を評価するための平圧延に用いた線材は、直径２ｍｍ前後で、表４の「冷間伸線後の履歴」の欄に示した種々条件で真空焼鈍を施し、一部はその後に軽伸線を実施した。なお、冷間伸線または平圧延にて加工された線材表面を目視にて観察して割れの有無を評価し、表面割れが生じない最大の伸線率または圧下率を各々限界伸線率、限界圧下率と定義した。また、引張強さは線材を長手方向に引っ張った値であり、ＪＩＳ  Ｚ  ２２０１に規定された試験片形状にて、ＪＩＳ  Ｚ  ２２４１に準拠した方法で引張試験を実施した。
【００４１】
表３−１より、従来成分である素材記号Ａ、Ｂ、Ｃを用いた線材の従来例Ｎｏ．１−１、１−２、１−３、１−４の限界伸線率は７０％で７５％には及ばない。化学成分が本発明（１）に該当する素材記号Ｄ、Ｅ、Ｌを用いた線材のうち引張強さが６２０ＭＰａ超で７００ＭＰａ未満である本発明（１）の実施例Ｎｏ．１−５、１−６、１−７、１−８、１−９、１−１０、１−１３は、限界伸線率が７５％以上と従来例よりも値が上位にある。なお、これらの引張強さは６２０ＭＰａ超でＪＩＳ  Ｈ４６５０の工業用純チタンＪＩＳ３種線材の規格上限値よりも高い。一方、上記と同じ素材記号Ｅ、Ｌを用いたものの引張強さが７００ＭＰａ以上である比較例Ｎｏ．１−１１、１−１２、１−１４は、従来例同様に限界伸線率が７０％で７５％には及ばない。
【００４２】
次に、表４に示した本発明（１）の線材の実施例について説明する。表４より、従来成分である素材記号Ａ、Ｂを用いた線材の従来例Ｎｏ．４−１、４−２、４−３の限界圧下率は３５％で４０％には及ばない。化学成分が本発明（１）に該当する素材記号Ｅを用いた線材のうち引張強さが６２０ＭＰａ超で７００ＭＰａ未満である本発明（１）の実施例Ｎｏ．４−４、４−５、４−６は、限界圧下率が４０％以上と従来例よりも値が上位にある。なお、これらの引張強さは、６２０ＭＰａ超で、ＪＩＳ  Ｈ４６５０の工業用純チタンＪＩＳ３種線材の規格上限値よりも高い。一方、上記と同じ素材記号Ｅを用いたものの引張強さが７００ＭＰａ以上である比較例Ｎｏ．４−７、４−８は、従来例同様に限界圧下率が３５％で４０％には及ばない。
【実施例２】
【００４３】
本発明を、以下の実施例２を用いて本発明（２）〜（４）を更に詳細に説明する。
【００４４】
表３−２より線材の冷間加工性について説明する。
【００４５】
本発明（１）よりもＮとＣの合計濃度が低く化学成分が本発明（２）に該当する素材記号Ｆ、Ｇを用いた線材のうち引張強さが６２０ＭＰａ超で７００ＭＰａ未満である実施例Ｎｏ．２−１、２−２、２−３、２−４は、限界伸線率が７５％以上と従来例よりも値が上位にあり、引張強さが低い側で本発明（１）の実施例よりも限界伸線率が上位になっている。例えば、素材記号Ｇの実施例Ｎｏ．２−２、２−３は、同等な引張強さにて本発明（１）の実施例である素材記号Ｅを用いたＮｏ．１−７、１−９と比較して限界伸線率が高いことがわかる。
【００４６】
本発明（１）よりもＯ濃度が低く化学成分が本発明（３）に該当する素材記号Ｈ、Ｉを用いた線材のうち引張強さが６２０ＭＰａ超で７００ＭＰａ未満である実施例Ｎｏ．２−７、２−８、２−９、２−１２は、限界伸線率が７５％以上と従来例よりも値が上位にあり、引張強さが低い側で本発明（１）の実施例よりも限界伸線率が上位になっている。例えば、素材記号Ｈの実施例Ｎｏ．２−７、２−８は、同等な引張強さにて本発明（１）の実施例である素材記号Ｅを用いたＮｏ．１−７、１−８、１−９と比較して限界伸線率が高いことがわかる。
【００４７】
一方、同じ素材記号Ｇ、Ｈを用いても引張強さが７００ＭＰａ以上である比較例Ｎｏ．２−５、２−６、２−１０、２−１１は、限界伸線率が７０％で７５％には及ばない。
【００４８】
次に、表４に示した本発明（２）の線材の実施例について説明する。表４より、化学成分が本発明（２）に該当する素材記号Ｇを用いた線材のうち引張強さが６２０ＭＰａ超で７００ＭＰａ未満である実施例Ｎｏ．４−９、４−１０、４−１１、４−１２は、限界圧下率が４０％以上であり、本発明（１）の実施例である素材記号Ｅを用いたＮｏ．４−４、４−５と比較して、引張強さが低い側では限界圧下率が高くなることがわかる。
【００４９】
化学成分が本発明（３）に該当する素材記号Ｈを用いた線材のうち引張強さが６２０ＭＰａ超で７００ＭＰａ未満である実施例Ｎｏ．４−１４、４−１５、４−１６は、限界圧下率が４０％以上であり、本発明（１）の実施例である素材記号Ｅを用いたＮｏ．４−４、４−５と比較して、引張強さが低い側では限界圧下率が高くなることがわかる。
【００５０】
一方、同じ素材記号Ｇ、Ｈを用いても引張強さが７００ＭＰａ以上である比較例Ｎｏ．４−１３、４−１７は限界圧下率が３５％と４０％に及ばない。
【００５１】
本発明（１）よりもＯ濃度とＮとＣの合計濃度がともに低い本発明（４）について説明する。表３−２より、本発明（４）に該当する素材記号Ｋ、Ｍを用いた線材のうち引張強さが６２０ＭＰａ超で７００ＭＰａ未満である実施例Ｎｏ．２−１５、２−１６、２−１７、２−１８、２−２１は、限界伸線率が７５％以上と従来例よりも値が上位にあり、引張強さが低い側で本発明（１）〜（３）の実施例よりも限界伸線率が上位にある。また、表４より、本発明（４）に該当する素材記号Ｋ、Ｍを用いた線材のうち引張強さが６２０ＭＰａ超で７００ＭＰａ未満である実施例Ｎｏ．４−１８、４−１９、４−２０、４−２１は、限界圧下率が４５％以上であり、引張強度が低い側で本発明（１）〜（３）の実施例よりも高めにある。
【００５２】
一方、同じ素材記号Ｋ、Ｍであっても引張強さが７００ＭＰａ以上である比較例Ｎｏ．２−１９、２−２０とＮｏ．４−２２は、限界伸線率７５％または限界圧下率４０％に及ばない。
【実施例３】
【００５３】
本発明を、以下の実施例３を用いて本発明（５）を更に詳細に説明する。
【００５４】
表３−３と表４より線材の冷間加工性について説明する。
【００５５】
表３−３より、Ｆｅ濃度が０．１質量％未満である本発明（５）の化学成分に該当する素材記号Ｎ、Ｏ、Ｐ、Ｑ、Ｒを用いた線材のうち引張強さが６２０ＭＰａ超で７００ＭＰａ未満である実施例Ｎｏ．３−１、３−２、３−３、３−４、３−７、３−８、３−９、３−１０は、Ｏ濃度、ＮとＣの合計濃度、引張強さが同等な本発明（１）〜（４）の実施例と比較すると、限界伸線率が上位になっている。例えば、本発明（１）の実施例である素材記号Ｅを用いたＮｏ．１−７、１−８、１−９、１−１０と本発明（５）の実施例である素材記号Ｎを用いたＮｏ．３−１、３−２、３−３、３−４を比較すると、後者の方が、限界伸線率が上位にあることがわかる。
【００５６】
次に、表４に示した本発明（５）の線材の実施例について説明する。Ｆｅ濃度が０．１質量％未満である本発明（５）の化学成分に該当する素材記号Ｎ、Ｏ、Ｐ、Ｑを用いた線材のうち引張強さが６２０ＭＰａ超で７００ＭＰａ未満である実施例Ｎｏ．４−２４、４−２５、４−２６、４−２８、４−２９、４−３０は、Ｏ濃度、ＮとＣの合計濃度、引張強さが同等な本発明（１）〜（４）の実施例と比較すると、限界圧下率が高めになっている。例えば、本発明（１）の実施例である素材記号Ｅを用いたＮｏ．４−４、４−５、４−６と本発明（５）の実施例である素材記号Ｎを用いたＮｏ．４−２４、４−２５、４−２６を比較すると、後者の方が、限界圧下率が高いことがわかる。
【００５７】
一方、同じ素材記号Ｎであっても引張強さが７００ＭＰａ以上である線材の比較例Ｎｏ．３−５、３−６とＮｏ．４−２７は、限界伸線率７５％または限界圧下率４０％に及ばない。
【００５８】
なお、表２の各化学成分を素材とした線材を用いて、β変態点を示差熱分析法（ＤＴＡ）にて測定した結果、９２０〜９４０℃の範囲にあり９００℃を超える温度であった。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】Ｔｉ−３Ａｌ−２．５Ｖ製線材におけるＯ濃度、ＮとＣの合計濃度、引張強さと限界伸線率との関係を示す図である。
【図２】Ｔｉ−３Ａｌ−２．５Ｖ製線材におけるＯ濃度、ＮとＣの合計濃度、引張強さと限界圧下率との関係を示す図である。
【図１】
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【図２】
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