(57)【要約】  重量％で、Ｃ：０．０２〜０．１５％、Ｓｉ：０．０５〜０．３％、Ｍｎ：０．５〜１．２％、Ｃｒ：０．３〜０．９％、Ｐ：０．０２％以下、Ｓ：０．０２％以下、Ｓｏｌ．Ａｌ：０．０１〜０．０５％、Ｎ：０．０１％以下、残部Ｆｅ及び不可避不純物を含み、線材の直径方向における１／２ｄの位置及び１／４ｄの位置で測定した線材の硬度をそれぞれＨｖ，１／２ｄ（Ｈｖ）、Ｈｖ，１／４ｄ（Ｈｖ）としたときに、下記関係式１及び２を満たす線材、及びそれを製造する方法が開示される。［関係式１］（Ｈｖ，１／２ｄ＋Ｈｖ，１／４ｄ）／２≦１５０［関係式２］Ｈｖ，１／２ｄ／Ｈｖ，１／４ｄ≦１．２  （ここで、ｄは、線材の直径を意味する。）【特許請求の範囲】
【請求項１】
重量％で、Ｃ：０．０２〜０．１５％、Ｓｉ：０．０５〜０．３％、Ｍｎ：０．５〜１．２％、Ｃｒ：０．３〜０．９％、Ｐ：０．０２％以下、Ｓ：０．０２％以下、ｓｏｌ．Ａｌ：０．０１〜０．０５％、Ｎ：０．０１％以下、残部Ｆｅ及び不可避不純物を含み、
線材の直径方向における１／２ｄの位置及び１／４ｄの位置で測定した線材の硬度をそれぞれＨｖ，１／２ｄ（Ｈｖ）、Ｈｖ，１／４ｄ（Ｈｖ）としたときに、下記関係式１及び２を満たすことを特徴とする線材。
［関係式１］（Ｈｖ，１／２ｄ＋Ｈｖ，１／４ｄ）／２≦１５０
［関係式２］Ｈｖ，１／２ｄ／Ｈｖ，１／４ｄ≦１．２
（ここで、ｄは線材の直径を意味する）
【請求項２】
前記不可避不純物はＴｉ、Ｎｂ及びＶを含み、重量％で、Ｔｉ：０．０２％以下、Ｎｂ及びＶ：合計０．０６％以下に抑えられることを特徴とする請求項１に記載の線材。
【請求項３】
下記式１で定義される炭素当量（Ｃｅｑ）が０．２３以上０．３３以下であることを特徴とする請求項１に記載の線材。
［式１］Ｃｅｑ＝［Ｃ］＋［Ｓｉ］／９＋［Ｍｎ］／５＋［Ｃｒ］／１２
（ここで、［Ｃ］、［Ｓｉ］、［Ｍｎ］及び［Ｃｒ］はそれぞれ、当該元素の含有量（％）を意味する）
【請求項４】
下記関係式３を満たすことを特徴とする請求項１に記載の線材。
［関係式３］１．２≦［Ｍｎ］／［Ｃｒ］≦１．８
（ここで、［Ｍｎ］及び［Ｃｒ］はそれぞれ、当該元素の含有量（％）を意味する）
【請求項５】
下記関係式４を満たすことを特徴とする請求項１に記載の線材。
［関係式４］９．３３［Ｃ］＋０．９７［Ｍｎ］＋０．５１［Ｃｒ］＋０．２６［Ｎｂ］＋０．６６［Ｖ］≦２．１
（ここで、［Ｃ］、［Ｍｎ］、［Ｃｒ］、［Ｎｂ］及び［Ｖ］はそれぞれ、当該元素の含有量（％）を意味する）
【請求項６】
微細組織として、フェライト（ｆｅｒｒｉｔｅ）及びパーライト（Ｐｅａｒｌｉｔｅ）を含むことを特徴とする請求項１に記載の線材。
【請求項７】
微細組織として、７０面積％以上（但し１００面積％は除外）のフェライトと、３０面積％以下（但し０面積％は除外）のパーライトと、を含むことを特徴とする請求項１に記載の線材。
【請求項８】
前記フェライトの平均粒径は、１０〜３０μｍであることを特徴とする請求項６又は７に記載の線材。
【請求項９】
５〜２５％の伸線加工量（Ｄ）で伸線加工する場合、伸線加工後の線材の硬度は下記関係式５を満たすことを特徴とする請求項１に記載の線材。
［関係式５］Ｈｖ，１−１０≦（Ｈｖ，Ｄ，１／２ｄ＋Ｈｖ，Ｄ，１／４ｄ）／２≦Ｈｖ，１＋１０
（ここで、Ｈｖ，１は「（Ｈｖ，１／２ｄ＋Ｈｖ，１／４ｄ）／２＋８５．４５×｛１−ｅｘｐ（−Ｄ／１１．４１）｝」を意味し、Ｈｖ，Ｄ、１／２ｄ、Ｈｖ，Ｄ、１／４ｄはそれぞれ、伸線加工後の線材の直径方向における１／２ｄの位置及び１／４ｄの位置で測定した線材の硬度を意味する）
【請求項１０】
重量％で、Ｃ：０．０２〜０．１５％、Ｓｉ：０．０５〜０．３％、Ｍｎ：０．５〜１．２％、Ｃｒ：０．３〜０．９％、Ｐ：０．０２％以下、Ｓ：０．０２％以下、Ｓｏｌ．Ａｌ：０．０１〜０．０５％、Ｎ：０．０１％以下、残部Ｆｅ及び不可避不純物を含み、下記式１で定義される炭素当量（Ｃｅｑ）が０．２３以上０．３３以下であり、下記関係式３及び４を満たす鋼片を加熱する段階と、
加熱された前記鋼片を仕上げ圧延温度９００℃〜１０００℃の条件下で熱間圧延して線材を得る段階と、
前記線材を巻き取った後、冷却する段階と、を含むことを特徴とする線材の製造方法。
［式１］Ｃｅｑ＝［Ｃ］＋［Ｓｉ］／９＋［Ｍｎ］／５＋［Ｃｒ］／１２
［関係式３］１．２≦［Ｍｎ］／［Ｃｒ］≦１．８
［関係式４］９．３３［Ｃ］＋０．９７［Ｍｎ］＋０．５１［Ｃｒ］＋０．２６［Ｎｂ］＋０．６６［Ｖ］≦２．１
（ここで、［Ｃ］、［Ｓｉ］、［Ｍｎ］、［Ｃｒ］、［Ｎｂ］及び［Ｖ］はそれぞれ、当該元素の含有量（％）を意味する）
【請求項１１】
前記不可避不純物は、Ｔｉ、Ｎｂ及びＶを含み、重量％で、Ｔｉ：０．０２％以下、Ｎｂ及びＶ：合計０．０６％以下に抑えられることを特徴とする請求項１０に記載の線材の製造方法。
【請求項１２】
前記加熱時の加熱温度は１０５０℃〜１２５０℃であることを特徴とする請求項１０に記載の線材の製造方法。
【請求項１３】
前記巻取時の巻取温度は８００℃〜９００℃であることを特徴とする請求項１０に記載の線材の製造方法。
【請求項１４】
前記冷却時の冷却速度は０．１℃〜１℃／ｓｅｃであることを特徴とする請求項１０に記載の線材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷間鍛造性に優れた線材及びその製造方法にかかり、より詳細には、自動車用材料又は機械部品用材料として用いるのに適した、冷間鍛造性に優れた線材及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
冷間加工法は、熱間加工法や機械切削加工法に比べて、生産性に優れるだけでなく、熱処理コストを低減させる効果が大きいため、自動車用材料又はボルト、ナットなどの機械部品用材料の製造方法として広く用いられている。
【０００３】
しかし、かかる冷間加工法を用いて機械部品を製造するためには、本質的に鋼材が冷間加工性に優れていることが求められる。より具体的には、冷間加工時の変形抵抗が低く、且つ延性に優れていることが求められる。これは、鋼の変形抵抗が高い場合は、冷間加工時に使用する工具の寿命が低下し、鋼の延性が低い場合には、冷間加工時に割れが発生しやすくなって不良品発生の原因となるためである。
【０００４】
そのため、通常の冷間加工用の鋼材の場合は、冷間加工前に球状化焼鈍熱処理を行う。これは、球状化焼鈍熱処理を行った場合は、鋼材が軟化し、変形抵抗が減少し、延性が向上して冷間加工性が向上するからである。ところが、この場合には追加コストが発生し、製造効率が低下する。従って、追加の熱処理を行わなくても、優れた冷間加工性を確保できる線材の開発が求められている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的の一つは、追加の熱処理を行わなくても、優れた冷間鍛造性を確保できる線材及びそれを製造する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一側面は、重量％で、Ｃ：０．０２〜０．１５％、Ｓｉ：０．０５〜０．３％、Ｍｎ：０．５〜１．２％、Ｃｒ：０．３〜０．９％、Ｐ：０．０２％以下、Ｓ：０．０２％以下、ｓｏｌ．Ａｌ：０．０１〜０．０５％、Ｎ：０．０１％以下、残部Ｆｅ及び不可避不純物を含み、線材の直径方向における１／２ｄの位置及び１／４ｄの位置で測定した線材の硬度をそれぞれＨｖ，１／２ｄ（Ｈｖ）、Ｈｖ，１／４ｄ（Ｈｖ）としたときに、下記関係式１及び２を満たす線材を提供する。
［関係式１］（Ｈｖ，１／２ｄ＋Ｈｖ，１／４ｄ）／２≦１５０
［関係式２］Ｈｖ，１／２ｄ／Ｈｖ，１／４ｄ≦１．２
（ここで、ｄは線材の直径を意味する）
【０００７】
本発明の他の一側面は、重量％で、Ｃ：０．０２〜０．１５％、Ｓｉ：０．０５〜０．３％、Ｍｎ：０．５〜１．２％、Ｃｒ：０．３〜０．９％、Ｐ：０．０２％以下、Ｓ：０．０２％以下、Ｓｏｌ．Ａｌ：０．０１〜０．０５％、Ｎ：０．０１％以下、残部Ｆｅ及び不可避不純物を含み、下記式１で定義される炭素当量（Ｃｅｑ）が０．２３以上０．３３以下であり、下記関係式３及び４を満たす鋼片を加熱する段階と、加熱された上記鋼片を仕上げ圧延温度９００℃〜１０００℃の条件下で熱間圧延して線材を得る段階と、上記線材を巻き取った後、冷却する段階と、を含む線材の製造方法を提供する。
［式１］Ｃｅｑ＝［Ｃ］＋［Ｓｉ］／９＋［Ｍｎ］／５＋［Ｃｒ］／１２
［関係式３］１．２≦［Ｍｎ］／［Ｃｒ］≦１．８
［関係式４］９．３３［Ｃ］＋０．９７［Ｍｎ］＋０．５１［Ｃｒ］＋０．２６［Ｎｂ］＋０．６６［Ｖ］≦２．１
（ここで、［Ｃ］、［Ｓｉ］、［Ｍｎ］、［Ｃｒ］、［Ｎｂ］及び［Ｖ］はそれぞれ、当該元素の含有量（％）を意味する）
【発明の効果】
【０００８】
本発明による様々な効果のうちの一つの効果は、球状化焼鈍熱処理を省略しても、冷間加工時の変形抵抗を十分に抑えることができる線材を提供できることである。
【０００９】
本発明の多様で有益な特徴と効果とは上述した内容に限定されず、本発明の具体的な実施形態を説明する過程で、より容易に理解することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の一側面である冷間鍛造性に優れた線材について詳細に説明する。
本発明者らは、伸線加工後にも所定の強度を有すると共に、優れた冷間鍛造性を確保することができる線材を提供するために、様々な角度から検討を行った。その結果、線材の平均硬度と、線材の中心偏析部及び非偏析部の硬度比と、を適宜制御することにより、伸線加工後にも所定の強度を有しながら、冷間鍛造性が劣化しない線材及びその製造方法を見出し、本発明を完成するに至った。
【００１１】
本発明の線材は、線材の直径方向における１／２ｄの位置及び１／４ｄの位置において測定した線材の硬度を、それぞれＨｖ，１／２ｄ（Ｈｖ）、及びＨｖ，１／４ｄ（Ｈｖ）としたとき、下記関係式１及び２を満たす。下記関係式１を満たさない場合は、伸線加工後の強度が高くなりすぎて冷間鍛造性が低下することがある。一方、下記関係式２を満たさない場合は、伸線加工後の冷間鍛造時に線材の内部に割れが発生し得るため、冷間鍛造性が低下することがある。
［関係式１］
（Ｈｖ，１／２ｄ＋Ｈｖ，１／４ｄ）／２≦１５０
［関係式２］
Ｈｖ，１／２ｄ／Ｈｖ，１／４ｄ≦１．２
（ここで、ｄは線材の直径を意味する）
【００１２】
上記関係式１及び２を満足させるために、本発明の線材は、下記のような合金組成及び成分範囲を有することができる。後述する各成分の含有量は、別途に記載しない限り、いずれも重量基準であることを前以て明らかにしておく。
【００１３】
炭素（Ｃ）：０．０２〜０．１５％
炭素は、線材の強度を向上させる役割をする。本発明において、かかる効果を得るためには、炭素が０．０２％以上含有されることが好ましく、０．０３％以上含有されることがより好ましい。但し、その含有量が過剰である場合は、鋼の変形抵抗が急激に増加するため、冷間鍛造性が低下するという問題がある。従って、上記炭素含有量の上限は０．１５％であることが好ましく、０．１４％であることがより好ましい。
【００１４】
シリコン（Ｓｉ）：０．０５〜０．３％
シリコンは、脱酸剤として有効な元素である。本発明において、かかる効果を得るためには、０．０５％以上含有されることが好ましい。但し、その含有量が過剰である場合は、固溶強化により鋼の変形抵抗が急激に増加するため、冷間鍛造性が低下化するという問題がある。従って、上記シリコン含有量の上限は０．３％であることが好ましく、０．２％であることがより好ましい。
【００１５】
マンガン（Ｍｎ）：０．５〜１．２％
マンガンは、脱酸剤及び脱硫剤として有効な元素である。本発明において、かかる効果を得るためには、０．５％以上含有されることが好ましく、０．５２％以上含有されることがより好ましい。但し、その含有量が過剰である場合は、鋼自体の強度が高くなりすぎて鋼の変形抵抗が急激に増加するため、冷間鍛造性が低下するという問題がある。従って、上記マンガン含有量の上限は１．２％であることが好ましく、１．０％であることがより好ましい。
【００１６】
クロム（Ｃｒ）：０．３〜０．９％
クロムは、熱間圧延時のフェライト及びパーライト変態を促進させる役割をする。また、鋼自体の強度を必要以上に増加させずに、鋼中に炭化物を析出させることで固溶炭素量を低減させる。従って、固溶炭素による動的ひずみ時効の減少に寄与する。本発明において、かかる効果を得るためには、０．３％以上含有されることが好ましく、０．３２％以上含有されることがより好ましい。但し、その含有量が過剰である場合は、線材の中心偏析部にクロムが偏析して、線材の位置別の硬度差が大きくなり、且つ鋼自体の強度が高くなりすぎて鋼の変形抵抗が急激に増加する。そのため、冷間鍛造性が低下するという問題がある。従って、上記クロム含有量の上限は０．９％であることが好ましく、０．８％であることがより好ましく、０．６％であることが更に好ましい。
【００１７】
リン（Ｐ）：０．０２％以下
リンは、不可避的に含有される不純物であって、結晶粒界に偏析して鋼の靭性を低下させ、且つ遅延破壊抵抗性を減少させる主な原因となる元素である。そのため、その含有量をできるだけ低く制御することが好ましい。理論上は、リン含有量を０％に制御することが有利であるが、製造工程上必然的に含有されざるを得ない。従って、上限を管理することが重要であり、本発明では、上記リン含有量の上限を０．０２％に制限する。
【００１８】
硫黄（Ｓ）：０．０２％以下
硫黄は、不可避的に含有される不純物であって、結晶粒界に偏析して鋼の延性を大きく低下させ、且つ鋼中に硫化物を形成して遅延破壊抵抗性及び応力弛緩特性を低下させる主な原因となる元素である。そのため、その含有量をできるだけ低く制御することが好ましい。理論上、硫黄の含有量を０％に制御することが有利であるが、製造工程上必然的に含有されざるを得ない。従って、上限を制限することが重要であり、本発明では、上記硫黄含有量の上限を０．０２％とする。
【００１９】
酸可溶性アルミニウム（Ｓｏｌ．Ａｌ）：０．０１〜０．０５％
アルミニウムは、脱酸剤として有効な元素である。本発明において、かかる効果を得るためには、０．０１％以上含有されることが好ましく、０．０１５％以上含有されることがより好ましく、０．０２％以上含有されることがさらに好ましい。但し、その含有量が過剰である場合は、ＡｌＮの形成により、オーステナイト粒の微細化効果が高くなって、冷間鍛造性が低下し得る。従って、本発明では、上記アルミニウム含有量の上限を０．０５％とする。
【００２０】
窒素（Ｎ）：０．０１％以下
窒素は、不可避的に含有される不純物であって、その含有量が過剰である場合は、固溶窒素量が増加して鋼の変形抵抗が急増するため、冷間鍛造性が低下するという問題がある。理論上、窒素の含有量を０％に制御することが有利であるが、製造工程上必然的に含有せざるを得ない。従って、上限を管理することが重要であり、本発明では、上記窒素含有量の上限を０．０１％、より好ましくは０．００８％、更に好ましくは０．００７％に管理する。
【００２１】
上記合金組成の他の残部はＦｅである。本発明の線材は、更に、鋼の工業的生産過程で含有され得るその他の不純物を含むことができる。かかる不純物は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者であれば、誰でも分かる内容であるため、本発明では、特にその種類と含有量を制限しない。
【００２２】
但し、Ｔｉ、Ｎｂ及びＶは、本発明の効果を得るために含有量を抑える代表的な不純物である。従って、以下では、これについて簡略に説明する。
【００２３】
チタン（Ｔｉ）：０．０２％以下
チタンは、炭窒化物形成元素であって、鋼中にチタンが含まれている場合にはＣ及びＮの固定には有効であるが、高温で粗大なＴｉ（Ｃ、Ｎ）が析出するため、冷間鍛造性が低下し得る。従って、その上限を制限することが重要であり、本発明では、上記チタン含有量の上限を０．０２％に制限することが好ましく、０．０１５％に制限することがより好ましい。
【００２４】
ニオブ（Ｎｂ）及びバナジウム（Ｖ）：合計０．０６％以下
ニオブ及びバナジウムも、炭窒化物形成元素であって、これらの含有量が過剰である場合には、冷却中に微細な炭窒化物が形成されることにより、析出強化や結晶粒の微細化が発生するために、鋼の強度が必要以上に増加する。その結果、冷間鍛造性が低下し得る。従って、その上限を制限することが重要であり、本発明では、上記ニオブ及びバナジウム含有量の合計上限を０．０６％に制限することが好ましく、０．０５％に制限することがより好ましい。
【００２５】
一例によると、本発明における線材の炭素当量（Ｃｅｑ）は、０．２３以上０．３３以下であることができる。ここで、炭素当量（Ｃｅｑ）は下式１により定義することができる。もし、炭素当量（Ｃｅｑ）が０．２３未満であるか、又は０．３３を超える場合は、所定の強度を得ることが難しくなる。
［式１］
Ｃｅｑ＝［Ｃ］＋［Ｓｉ］／９＋［Ｍｎ］／５＋［Ｃｒ］／１２
（ここで、［Ｃ］、［Ｓｉ］、［Ｍｎ］及び［Ｃｒ］は、それぞれ、当該元素の含有量（％）を意味する。）
【００２６】
一例によると、Ｍｎ及びＣｒの含有量は、下記関係式３を満たすことができる。もし、［Ｍｎ］／［Ｃｒ］が１．２未満である場合は、所望の強度を得ることが難しくなり、［Ｍｎ］／［Ｃｒ］が１．８を超える場合は、線材の中心偏析部にマンガン及びクロムが偏析して、線材の位置別の硬度差が大きくなる。そのため、冷間鍛造時に割れが発生する可能性が高くなり得る。
［関係式３］
１．２≦［Ｍｎ］／［Ｃｒ］≦１．８
（ここで、［Ｍｎ］及び［Ｃｒ］はそれぞれ、当該元素の含有量（％）を意味する）
【００２７】
一例によると、Ｃ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｎｂ及びＶの含有量は、下記関係式４を満たすことができる。もし、下記関係式４を満たさない場合は、中心部偏析により、線材の中心偏析部と非偏析部との硬度差が大きくなる。そのため、冷間鍛造加工時に内部割れが発生する可能性が高くなる恐れがある。
［関係式４］
９．３３［Ｃ］＋０．９７［Ｍｎ］＋０．５１［Ｃｒ］＋０．２６［Ｎｂ］＋０．６６［Ｖ］≦２．１
（ここで、［Ｃ］、［Ｍｎ］、［Ｃｒ］、［Ｎｂ］及び［Ｖ］はそれぞれ、当該元素の含有量（％）を意味する）
【００２８】
一例によると、本発明の線材は、その微細組織としてフェライト（ｆｅｒｒｉｔｅ）及びパーライト（Ｐｅａｒｌｉｔｅ）を含むことができ、より好ましくは、面積分率で、７０％以上（但し１００％は除外）のフェライトと、３０％以下（但し０％は除外）のパーライトと、を含むことができる。上記のような組織を確保した場合は、優れた冷間鍛造性を確保できるとともに、伸線加工を適宜行った後に強度を確保できるという特徴がある。
【００２９】
また、一例によると、上記フェライトの平均粒径は１０〜３０μｍであることができ、より好ましくは１５〜２５μｍであることができる。上記フェライトの平均粒径が１０μｍ未満である場合は、結晶粒の微細化によって強度が増加するため、冷間鍛造性が減少する恐れがある。一方、３０μｍを超える場合は、強度が低下する恐れがある。
【００３０】
一方、フェライトと共に形成されるパーライトの平均粒径は、上記フェライトの平均粒径により影響を受けるため、特に制限しない。ここで、平均粒径とは、線材の長さ方向における一断面を観察して検出した粒子の平均円相当径（ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ  ｃｉｒｃｕｌａｒ  ｄｉａｍｅｔｅｒ）を意味する。
【００３１】
一例によると、本発明の線材は、線材の状態で断面減少率（ＲＡ）が７０％以上であるため、延性に非常に優れるという特徴がある。
【００３２】
一例によると、本発明の線材を５〜２５％の伸線加工量（Ｄ）で伸線加工した場合、伸線加工後の線材の硬度は、下記関係式５を満たすことが好ましい。もし、伸線加工後の線材の硬度が関係式５を満たさない場合は、加工硬化により強度が急増するため、冷間鍛造性が急激に低下することがある。
［関係式５］
Ｈｖ，１−１０≦（Ｈｖ，Ｄ，１／２ｄ＋Ｈｖ，Ｄ，１／４ｄ）／２≦Ｈｖ，＋１０
（ここで、Ｈｖ，１は「（Ｈｖ，１／２Ｄ＋Ｈｖ，１／４Ｄ）／２＋８５．４５×｛１−ｅｘｐ（−Ｄ／１１．４１）｝」を意味し、Ｈｖ，Ｄ，１／２ｄ、Ｈｖ，Ｄ，１／４ｄはそれぞれ、伸線加工後の線材の直径方向における１／２ｄの位置及び１／４ｄの位置で測定した線材の硬度を意味する。）
【００３３】
以上で説明した本発明の伸線用線材は、様々な方法により製造することができ、その製造方法は、特に制限されない。但し、一実施例として、次のような方法により製造することができる。
【００３４】
以下では、本発明の他の一側面である冷間鍛造性に優れた線材の製造方法について詳細に説明する。
【００３５】
まず、上記成分系を満たす鋼片を加熱する。この時、加熱温度は１０５０℃〜１２５０℃であることができ、好ましくは１１００℃〜１２００℃であることができる。もし、加熱温度が１０５０℃未満である場合は、熱間変形抵抗が増加して、生産性の低下をもたらす恐れがある。一方、加熱温度が１２５０℃を超える場合は、フェライト結晶粒が過度に粗大となって、延性が低下する恐れがある。
【００３６】
次いで、加熱された上記鋼片を熱間圧延して線材を得る。この時、仕上げ圧延温度は９００℃〜１０００℃であることができ、好ましくは９２０℃〜１０００℃であることができる。もし、仕上げ圧延温度が９００℃未満である場合は、フェライト結晶粒が微細化することによって強度が増加するため、変形抵抗が増加する恐れがある。一方、１０００℃を超える場合は、フェライト結晶粒が過度に粗大になって、延性が低下する恐れがある。
【００３７】
次に、上記線材を巻き取った後、冷却する。この時、上記線材の巻取温度は８００℃〜９００℃であることができ、好ましくは８００℃〜８５０℃であることができる。もし、巻取温度が８００℃未満である場合は、冷却時に発生した表層部のマルテンサイトが復熱により回復されず、且つ焼戻マルテンサイトが生成されて、硬くて脆い鋼になる。その結果、冷間鍛造性が低下する恐れがある。一方、巻取温度が９００℃を超える場合は、その表面に厚いスケールが形成されて、脱スケール時にトラブルが発生しやすくなるだけでなく、冷却時間が長くなって、生産性が低下する恐れがある。
【００３８】
一方、上記冷却時の冷却速度は、０．１℃〜１℃／ｓｅｃであることができ、好ましくは０．３℃〜０．８℃／ｓｅｃであることができる。もし、冷却速度が０．１℃／ｓｅｃ未満である場合は、パーライト組織中のラメラ間隔が大きくなって、延性が不足する恐れがあり、１℃／ｓｅｃを超える場合は、フェライト分率が減少して、冷間鍛造性が低下する恐れがある。
【００３９】
以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明する。しかし、かかる実施形態の記載は、本発明の実施を例示するためのものであって、この実施例の記載によって本発明が制限されるものではない。本発明の権利範囲は、特許請求の範囲に記載の事項と、それから合理的に類推される事項によって決定される。
【００４０】
下記表１のような組成を有する鋼片を１２００℃で８時間加熱した後、熱間圧延して線径２５ｍｍの線材を製造した。この時、仕上げ圧延温度は９５０℃、圧延比は８０％と一定にした。次に、８５０℃の温度で巻き取った後、０．５℃／ｓｅｃの速度で冷却した。以後、冷却された線材の微細組織を観察し、直径方向における１／２ｄの位置及び１／４ｄの位置で硬度を測定して、その結果を下記表２に示した。
【００４１】
また、冷却された線材の冷間鍛造性を評価して表２に示した。冷間鍛造性の評価は、切欠き圧縮試験片を真歪み０．８下で圧縮する試験を行い、割れが発生したか否かを示した。この時、割れが発生していない場合を「ＧＯ」、割れが発生した場合を「ＮＧ」として評価した。
【００４２】
【表１】
2019500489.tif 000002
【００４３】
【表２】
2019500489.tif 000003
【００４４】
以後、それぞれの線材にそれぞれ１０％、２０％、３０％の伸線加工量を印加して鋼線を製造した。製造されたそれぞれの鋼線に対して、直径方向における１／２ｄの位置及び１／４ｄの位置で硬度を測定して冷間鍛造性を評価し、その結果を下記表３に示した。
【００４５】
【表３】
2019500489.tif 000004
【００４６】
表３から分かるように、本発明で提案する合金組成と製造条件を満たす発明例１〜８の場合は、線材の平均硬度と線材の中心偏析部及び非偏析部の硬度比が、本発明で提供する範囲を満たすため、冷間鍛造性が非常に優れることが分かる。一方、比較例１〜１１の場合には、線材の中心偏析部と非偏析部との硬度比が、本発明で提供する範囲を超えるため、伸線加工後の冷間鍛造時に内部割れが発生し、発明鋼に比べて冷間鍛造性が劣ることが分かる。
【手続補正書】
【提出日】平成30年6月1日(2018.6.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
一例によると、本発明の線材を５〜２５％の伸線加工量（Ｄ）で伸線加工した場合、伸線加工後の線材の硬度は、下記関係式５を満たすことが好ましい。もし、伸線加工後の線材の硬度が関係式５を満たさない場合は、加工硬化により強度が急増するため、冷間鍛造性が急激に低下することがある。
［関係式５］
Ｈｖ，１−１０≦（Ｈｖ，Ｄ，１／２ｄ＋Ｈｖ，Ｄ，１／４ｄ）／２≦Ｈｖ，＋１０
（ここで、Ｈｖ，１は「（Ｈｖ，１／２ｄ＋Ｈｖ，１／４ｄ）／２＋８５．４５×｛１−ｅｘｐ（−Ｄ／１１．４１）｝」を意味し、Ｈｖ，Ｄ，１／２ｄ、Ｈｖ，Ｄ，１／４ｄはそれぞれ、伸線加工後の線材の直径方向における１／２ｄの位置及び１／４ｄの位置で測定した線材の硬度を意味する。）
【国際調査報告】
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