(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
化学成分が、単位質量％で、
Ｃ：０．６０〜１．１０％、
Ｓｉ：０．００５〜０．３５０％、
Ｍｎ：０．１０〜０．９０％、
Ｃｒ：０．０１０〜０．３００％、
Ｎ：０．０１００％以下、
Ｐ：０．０３０％以下、
Ｓ：０．０３０％以下、
Ａｌ：０〜０．０７０％、
Ｔｉ：０〜０．０３０％、
Ｖ：０〜０．１００％、
Ｎｂ：０〜０．０５０％、
Ｍｏ：０〜０．２０％、及び
Ｂ：０〜０．００３０％を含有し、
残部はＦｅ及び不純物からなり、
周面から中心軸までの距離を単位ｍｍでｒとするとき、前記中心軸からｒ×０．５までの領域である中心部における組織は、８０〜１００面積％のパーライトと、合計０面積％以上２０面積％未満の初析フェライト、初析セメンタイト、マルテンサイト、及びベイナイトとを含み、
前記中心部の前記パーライトの平均ラメラー間隔が５０〜１００ｎｍであり、
前記中心部のラメラーセメンタイトの平均長さが１．９μｍ以下であり、
前記中心部の平均パーライトブロックサイズが１５．０〜３０．０μｍであり、
前記周面からｒ×０．１までの領域である表層部における組織は、７０〜１００面積％の前記パーライトを含み、
前記表層部の平均パーライトブロックサイズが前記中心部の前記平均パーライトブロックサイズの０．４０倍以上、０．８７倍以下である
ことを特徴とする鋼線材。
【請求項２】
前記化学成分において、単位質量％で、Ｓｉ：０．１００〜０．３５０％であり、
前記表層部の前記平均パーライトブロックサイズが１７．０μｍ以下であり、
前記鋼線材の引張強さＴＳ［ＭＰａ］と電気抵抗率ρ［μΩ・ｃｍ］との関係が、下記式（１）を満たす
ことを特徴とする請求項１に記載の鋼線材。
ρ≦０．０１５５×ＴＳ＋１．２５・・・式（１）
【請求項３】
前記化学成分において、単位質量％で、Ｓｉ：０．００５％以上０．１００％未満であり、
前記表層部の平均パーライトブロックサイズが前記中心部の平均パーライトブロックサイズの０．８０倍以下であり、
更に、前記鋼線材の引張強さＴＳ［ＭＰａ］と電気抵抗率ρ［μΩ・ｃｍ］との関係が、下記式（２）を満たす
ことを特徴とする請求項１に記載の鋼線材。
ρ≦０．０１５５×ＴＳ−０．９５・・・式（２）
【請求項４】
前記化学成分が、単位質量％で、
Ａｌ：０．００１〜０．０７０％、
Ｔｉ：０．００２〜０．０３０％、
Ｖ：０超０．１００％以下、
Ｎｂ：０超０．０５０％以下、
Ｍｏ：０超０．２０％以下、
Ｂ：０．０００３〜０．００３０％よりなる群から選択される少なくとも１種または２種以上を含有する
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の鋼線材。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の鋼線材の製造方法であって、
化学成分が、単位質量％で、
Ｃ：０．６０〜１．１０％、
Ｓｉ：０．００５〜０．３５０％、
Ｍｎ：０．１０〜０．９０％、
Ｃｒ：０．０１０〜０．３００％、
Ｎ：０．０１００％以下、
Ｐ：０．０３０％以下、
Ｓ：０．０３０％以下、
Ａｌ：０〜０．０７０％、
Ｔｉ：０〜０．０３０％、
Ｖ：０〜０．１００％、
Ｎｂ：０〜０．０５０％、
Ｍｏ：０〜０．２０％、及び
Ｂ：０〜０．００３０％を含有し、
残部がＦｅ及び不純物からなる鋳片を鋳造する工程と；
前記鋳片を、１１５０℃以上１２５０℃以下の温度範囲内にある加熱温度まで加熱する工程と；
前記鋳片の温度を、前記加熱温度で６００〜７２００秒間保持する工程と；
前記保持後の前記鋳片を、仕上温度が９５０℃以上１０５０℃以下となるように熱間圧延して熱延鋼を得る工程と；
前記熱延鋼を７８０℃以上８４０℃以下の温度範囲まで水冷する工程と；
前記水冷後の前記熱延鋼を、７８０℃以上８４０℃以下の前記温度範囲内で巻き取る工程と；
前記巻き取り後の前記熱延鋼を、前記巻き取り後９〜２５秒以内に、４５０℃以上且つ下記式（３）により規定されるＴ１℃以下の温度の溶融ソルトに２０〜２００秒間浸漬することによりパテンティングする工程と；
前記パテンティング後の前記熱延鋼を、５４０〜６００℃の温度範囲にある焼戻温度まで加熱し、前記焼戻温度で３０〜６００秒保持し、そして室温まで冷却することにより焼戻し、鋼線材を得る工程と；
を備えることを特徴とする鋼線材の製造方法。
Ｔ１［℃］＝−ｒ’［ｍｍ］×１６＋５８０・・・式（３）
ｒ’は、単位ｍｍでの、前記熱延鋼の周面から中心軸までの距離である。
【請求項６】
前記化学成分が、単位質量％で、
Ａｌ：０．００１〜０．０７０％、
Ｔｉ：０．００２〜０．０３０％、
Ｖ：０超０．１００％以下、
Ｎｂ：０超０．０５０％以下、
Ｍｏ：０超０．２０％以下、
Ｂ：０．０００３〜０．００３０％よりなる群から選択される少なくとも１種または２種以上を含有する
ことを特徴とする請求項５に記載の鋼線材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、架空送電線及び各種ロープ等の材料として用いられる鋼線材、及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼芯アルミニウムより線（Ａｌｕｍｉｎｕｍ  Ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｓｔｅｅｌ−Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  ｃａｂｌｅ、以下「ＡＣＳＲ」）は、亜鉛めっき鋼線を中心に配置し、その周囲に硬アルミ線を同心円に各層交互反対により合わせた構成を有する電線である。ＡＣＳＲ用の鋼線は、従来、アルミワイヤのテンションメンバとしての役割を主に担っている。ＡＣＳＲ用の鋼線として、パーライト鋼を伸線し亜鉛めっきを施して得られる鋼線、及び、耐食性を向上させるために表層としてアルミニウム層が形成された鋼線材を伸線して得られるアルミクラッド鋼線（Ａｌｕｍｉｎｕｍ−Ｃｌａｄ  Ｓｔｅｅｌ  Ｗｉｒｅ）等が、従来用いられている。【０００３】
送電効率の向上の観点からは、電線全体の比重を低減させてアルミ面積を増加させるために、ＡＣＳＲ用の鋼線の鋼芯部の高強度化ならびに細径化が求められる。【０００４】
例えば、ＡＣＳＲの送電効率向上のための手段として、ＡＣＳＲを軽量化し、アルミニウム断面積を増やすこと、及び鋼線の電気抵抗を低減させることなどがある。例えば、ＡＣＳＲの軽量化の観点から、特許文献１において、ＡＣＳＲの芯線を炭素繊維とすることでＡＣＳＲの比重を軽量化させる方法が開示されている。また、鋼線の電気抵抗の低減の観点から、特許文献２において、鋼線のＣ、Ｓｉ、及びＭｎの含有量を少量に規定することにより鋼線の電気伝導性を向上させる方法が開示されている。【０００５】
また、国際電気標準会議が制定したＩＥＣ６１２３２では、アルミクラッド鋼線に求められるねじり特性として２０回以上が規定されている。従ってアルミクラッド鋼線には、高強度化及び細径化に加えて高延性化も求められる。ねじり特性を向上させる観点から、特許文献３において、Ｎｉを鋼線に微量添加することで鋼線のパーライトブロックサイズとラメラー間隔とを微細化し、鋼線の絞り値と強度とを向上させる方法が開示されている。【０００６】
しかし、前述の特許文献１で開示された技術によって得られるＡＣＳＲは、高価な炭素繊維をその芯線として用いるので、鋼線を芯線として用いるＡＣＳＲに比べて単価が高い。また、特許文献２で開示された技術は、鋼線の合金元素の含有量を低下させているので、鋼線の鋼芯部のテンションメンバとしての強度を担保することが難しい。更に特許文献３で開示された技術は、Ｎｉを添加することによりラメラーフェライト中にＮｉが固溶して鋼線の電気抵抗を上げるので、電気抵抗低減の観点からは好ましくない。【０００７】
さらに、一般的に、鋼線材の引張強さと鋼線材の電気抵抗率との間には比例関係の傾向があるので、高い引張強さと高い電気導電率との両方を有する鋼線材を製造することは困難である。最近では、電線の比重低減のために、好ましくは引張強さ１０５０ＭＰａ以上、より好ましくは１１００ＭＰａ以上の鋼線材が求められている。しかし、このような水準の引張強さを有する鋼線材に、上述された用途のために十分な電気導電率を付与することは、従来技術によれば困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】日本国特開２００１−１７６３３３号公報
【特許文献２】日本国特開２００３−２２６９３８号公報
【特許文献３】国際公開第ＷＯ２０１２／１２４６７９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記事情に着目してなされたものであり、引張強さが高く、引張強さに対して電気抵抗率が相対的に低い鋼線材であって、さらに捻回性に優れた鋼線を製造可能な鋼線材と、その製造方法とを提供することを課題とする。特に、本発明では、高い引張強さに対して相対的に高い電気導電率（即ち、低い電気抵抗率）を有する鋼線材、及びその製造方法を提供することを課題とする。【００１０】
上述されたように、一般的に、鋼線の引張強さと鋼線材の電気抵抗率との間には比例関係の傾向がある。本発明者らは、従来の鋼線材における引張強さＴＳ（ＭＰａ）と電気抵抗率ρ（μΩ・ｃｍ）との関係を調査した結果、従来のＡＣＳＲ用の鋼線材の電気抵抗率は実質的に以下の範囲内になることを知見した。
Ｓｉ含有量が０．１００質量％以上の場合、ρ＞０．０１５５×ＴＳ＋１．２５
Ｓｉ含有量が０．１００質量％未満の場合、ρ＞０．０１５５×ＴＳ−０．９５
従って、鋼線材の引張強さＴＳと電気抵抗率ρとが、Ｓｉ含有量が０．１００質量％以上の場合に以下の式（１）を満たし、Ｓｉ含有量が０．１００質量％未満の場合に以下の式（２）を満たした場合、鋼線材の電気抵抗率が従来の水準より改善されたことになる。
ρ≦０．０１５５×ＴＳ＋１．２５……式（１）
ρ≦０．０１５５×ＴＳ−０．９５……式（２）
なお、式（１）又は式（２）の右辺に引張強さを代入して得られる値を、電気抵抗率閾値と称する場合がある。本発明における「高い電気導電率を有する鋼線材」とは、その引張強さ及び上記式（１）又は式（２）に基づいて得られる電気抵抗率閾値以下の電気抵抗率を有する鋼線材を意味する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の要旨は次の通りである。【００１２】
（１）本発明の一態様に係る鋼線材は、化学成分が、単位質量％で、Ｃ：０．６０〜１．１０％、Ｓｉ：０．００５〜０．３５０％、Ｍｎ：０．１０〜０．９０％、Ｃｒ：０．０１０〜０．３００％、Ｎ：０．０１００％以下、Ｐ：０．０３０％以下、Ｓ：０．０３０％以下、Ａｌ：０〜０．０７０％、Ｔｉ：０〜０．０３０％、Ｖ：０〜０．１００％、Ｎｂ：０〜０．０５０％、Ｍｏ：０〜０．２０％、及びＢ：０〜０．００３０％を含有し、残部はＦｅ及び不純物からなり、周面から中心軸までの距離を単位ｍｍでｒとするとき、前記中心軸からｒ×０．５までの領域である中心部における組織は、８０〜１００面積％のパーライトと、合計０面積％以上２０面積％未満の初析フェライト、初析セメンタイト、マルテンサイト、及びベイナイトとを含み、前記中心部の前記パーライトの平均ラメラー間隔が５０〜１００ｎｍであり、前記中心部のラメラーセメンタイトの平均長さが１．９μｍ以下であり、前記中心部の平均パーライトブロックサイズが１５．０〜３０．０μｍであり、前記周面からｒ×０．１までの領域である表層部における組織は、７０〜１００面積％の前記パーライトを含み、前記表層部の平均パーライトブロックサイズが前記中心部の前記平均パーライトブロックサイズの０．４０倍以上、０．８７倍以下である。
（２）上記（１）に記載の鋼線材は、前記化学成分において、単位質量％で、Ｓｉ：０．１００〜０．３５０％であり、前記表層部の前記平均パーライトブロックサイズが１７．０μｍ以下であり、前記鋼線材の引張強さＴＳ［ＭＰａ］と電気抵抗率ρ［μΩ・ｃｍ］との関係が、下記式（ｉ）を満たしてもよい。
ρ≦０．０１５５×ＴＳ＋１．２５・・・式（ｉ）
（３）上記（１）に記載の鋼線材は、前記化学成分において、単位質量％で、Ｓｉ：０．００５％以上０．１００％未満であり、前記表層部の平均パーライトブロックサイズが前記中心部の平均パーライトブロックサイズの０．８０倍以下であり、更に、前記鋼線材の引張強さＴＳ［ＭＰａ］と電気抵抗率ρ［μΩ・ｃｍ］との関係が、下記式（ｉｉ）を満たしてもよい。
ρ≦０．０１５５×ＴＳ−０．９５・・・式（ｉｉ）
（４）上記（１）〜（３）のいずれか一項に記載の鋼線材は、前記化学成分が、単位質量％で、Ａｌ：０．００１〜０．０７０％、Ｔｉ：０．００２〜０．０３０％、Ｖ：０超０．１００％以下、Ｎｂ：０超０．０５０％以下、Ｍｏ：０超０．２０％以下、Ｂ：０．０００３〜０．００３０％よりなる群から選択される少なくとも１種または２種以上を含有してもよい。
（５）本発明の別の態様に係る鋼線材の製造方法は、上記（１）〜（４）のいずれか一項に記載の鋼線材の製造方法であって、化学成分が、単位質量％で、Ｃ：０．６０〜１．１０％、Ｓｉ：０．００５〜０．３５０％、Ｍｎ：０．１０〜０．９０％、Ｃｒ：０．０１０〜０．３００％、Ｎ：０．０１００％以下、Ｐ：０．０３０％以下、Ｓ：０．０３０％以下、Ａｌ：０〜０．０７０％、Ｔｉ：０〜０．０３０％、Ｖ：０〜０．１００％、Ｎｂ：０〜０．０５０％、Ｍｏ：０〜０．２０％、及びＢ：０〜０．００３０％を含有し、残部がＦｅ及び不純物からなる鋳片を鋳造する工程と；前記鋳片を、１１５０℃以上１２５０℃以下の温度範囲内にある加熱温度まで加熱する工程と；前記鋳片の温度を、前記加熱温度で６００〜７２００秒間保持する工程と；前記保持後の前記鋳片を、仕上温度が９５０℃以上１０５０℃以下となるように熱間圧延して熱延鋼を得る工程と；前記熱延鋼を７８０℃以上８４０℃以下の温度範囲まで水冷する工程と；前記水冷後の前記熱延鋼を、７８０℃以上８４０℃以下の前記温度範囲内で巻き取る工程と；前記巻き取り後の前記熱延鋼を、前記巻き取り後９〜２５秒以内に、４５０℃以上且つ下記式（ｉｉｉ）により規定されるＴ１℃以下の温度の溶融ソルトに２０〜２００秒間浸漬することによりパテンティングする工程と；前記パテンティング後の前記熱延鋼を、５４０〜６００℃の温度範囲にある焼戻温度まで加熱し、前記焼戻温度で３０〜６００秒保持し、そして室温まで冷却することにより焼戻し、鋼線材を得る工程と；を備える。
Ｔ１［℃］＝−ｒ’［ｍｍ］×１６＋５８０・・・式（ｉｉｉ）
ｒ’は、単位ｍｍでの、前記熱延鋼の周面から中心軸までの距離である。
（６）上記（５）に記載の鋼線材の製造方法では、前記化学成分が、単位質量％で、Ａｌ：０．００１〜０．０７０％、Ｔｉ：０．００２〜０．０３０％、Ｖ：０超０．１００％以下、Ｎｂ：０超０．０５０％以下、Ｍｏ：０超０．２０％以下、Ｂ：０．０００３〜０．００３０％よりなる群から選択される少なくとも１種または２種以上を含有してもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、引張強さが高く、引張強さに対して電気抵抗率が相対的に低い鋼線材であって、さらに捻回性に優れた鋼線を製造可能な鋼線材と、その製造方法とを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態に係る鋼線材のＣ断面図である。
【図２】本実施形態に係る鋼線材のＬ断面と、パーライト組織中のラメラーセメンタイトの平均長さの測定箇所とを示す図である。
【図３】Ｓｉ量が０．１００％未満である鋼線材の表層部の平均パーライトブロック粒径と中心部の平均パーライトブロック粒径との比（ＰＢＳ比）と、これら鋼線材から得られるワイヤの捻回値との関係を示す図である。
【図４】Ｓｉ量が０．１００〜０．３５０％である鋼線材の表層部の平均パーライトブロックサイズ（表層ＰＢＳ）と、ワイヤの捻回値との関係を示す図である。
【図５】本実施形態に係る鋼線材の製造方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の実施形態に係る鋼線材及びその製造方法について、以下に説明する。
【００１６】
図１に示される本実施形態の鋼線材１は、所定の化学成分を有しており、かつ、鋼線材１の中心軸からｒ×０．５までの領域である中心部１１における組織と、鋼線材の周面からｒ×０．１までの領域である表層部１２の組織とが所定の形態に制御されている。ｒとは、鋼線材１の周面から鋼線材１の中心軸までの距離である。
まず、本実施形態に係る鋼線材の化学成分について説明する。化学成分の単位は質量％である。
【００１７】
（Ｃ：０．６０〜１．１０％）
Ｃは、鋼中のパーライト組織のセメンタイト分率を増加させると共に、パーライト組織のラメラー間隔を微細化させて鋼線材の強度を増す効果がある。Ｃ含有量が０．６０％未満である場合、本実施形態で規定される量のパーライト組織を得ることが困難となり、鋼線材の強度が低下する。パーライト組織の量を規定範囲内とするために、Ｃ含有量は０．６０％以上とする。Ｃ含有量は、好ましくは０．６５％以上であり、より好ましくは０．７０％以上である。一方、Ｃ含有量が１．１０％を超える場合、鋼線材の導電率が低下すると共に、初析セメンタイトが生成して鋼線材の延性を低下させる。従って、Ｃ含有量の上限を１．１０％とする。鋼線の延性を向上させるためには、初析セメンタイト量を低減させることが有効であるので、Ｃ含有量は１．０５％以下が好ましく、１．００％以下がより好ましく、０．９５％以下が更に好ましい。
【００１８】
（Ｓｉ：０．００５〜０．３５０％）
Ｓｉは、鋼線材の焼入れ性を向上させる元素であり、またパテンティング時の初析セメンタイトの生成を抑制するために有効な元素であり、且つ、鋼線材の固溶強化および脱酸にも有効な元素である。しかし、Ｓｉ含有量が０．００５％未満である場合、パーライト組織を所定の構成に制御することが難しくなると共に、Ｃ含有量が高い場合の初析セメンタイトの生成を抑制することが困難となる。従ってＳｉ含有量の下限値を０．００５％とする。一方、Ｓｉは、パーライト組織のフェライト中に偏析して、鋼線材の電気抵抗率を増大させる。０．３５０％を超えてＳｉを含有させると、鋼線材の電気抵抗率が顕著に増大する。よってＳｉ含有量は０．００５〜０．３５０％と定める。
【００１９】
Ｓｉ含有量が多いほど、鋼線材の引張強さが増大し、且つ鋼線材の導電性が減少する。強度が一層高められた鋼線材が求められる場合、鋼線材のＳｉ含有量を０．１００〜０．３５０％としてもよい。この場合、後述されるように、鋼線材の引張強さＴＳ（ＭＰａ）と電気抵抗率ρ（μΩ・ｃｍ）とが、下記式（１）を満たすことが望ましい。
ρ≦０．０１５５×ＴＳ＋１．２５……式（１）
【００２０】
一方、導電性が一層高められた鋼線材が求められる場合、鋼線材のＳｉ含有量を０．００５％以上０．１００％未満としてもよい。この場合、後述されるように、鋼線材の引張強さＴＳ（ＭＰａ）と電気抵抗率ρ（μΩ・ｃｍ）とが、下記式（２）を満たすことが望ましい。
ρ≦０．０１５５×ＴＳ−０．９５……式（２）
【００２１】
また、Ｓｉ含有量を増大させることにより、組織を所定の構成に制御することが容易になり、歩留まりが向上するので、Ｓｉ含有量を好ましくは０．０１０％以上、より好ましくは０．０３０％以上としてもよい。また、一層低い電気抵抗率を有する鋼線材及び鋼線を得るために、Ｓｉ含有量を好ましくは０．２５０％以下、より好ましくは０．２００％以下、更に好ましくは０．１５０％以下としてもよい。
【００２２】
（Ｍｎ：０．１０〜０．９０％）
Ｍｎは脱酸元素であるとともに、鋼中のＳをＭｎＳとして固定し熱間脆性を抑制する作用を有すると共に、固溶Ｓによる導電率の低下を抑制する元素である。また、Ｍｎは、鋼線材のパテンティング時の焼入れ性を向上させ、鋼線材の初析フェライト組織の面積率を低減させると共に、鋼線材の強度を増す効果がある。しかし、Ｍｎ含有量が０．１０％未満である場合、前記作用による効果が十分に得られない。従って、Ｍｎ含有量の下限値を０．１０％とする。一方、Ｍｎは鋼の導電率を低下させる。従って、Ｍｎ含有量の上限値を０．９０％とする。また、鋼の焼入れ性を十分担保すると共に、導電率も確保するためには、Ｍｎの含有量の上限を、好ましくは０．８０％以下、更に好ましくは０．６０％以下とする。
【００２３】
（Ｃｒ：０．０１０％〜０．３００％以下）
Ｃｒは、焼入れ性向上元素であるとともに、パ−ライトのラメラー間隔を小さくして鋼線材の引張強さを高める元素である。この効果を得るために、Ｃｒ含有量を０．０１０％以上にする必要がある。Ｃｒ含有量は、より好ましくは０．０２０％以上である。一方で、Ｃｒの分配が起こり難いパテンティング条件で鋼線材を製造した場合、Ｃｒが導電率を低下させる場合がある。導電率低下を防ぐために、Ｃｒ含有量の上限値を０．３００％とする。Ｃｒ含有量は、更に好ましくは０．２５０％以下である。
【００２４】
本実施形態に係る鋼線材においては、更に、Ｎ、Ｐ、及びＳの含有量を下記の通りに規制する。Ｎ、Ｐ、及びＳは本実施形態に係る鋼線材に必要とされないので、Ｎ、Ｐ、及びＳの含有量の下限値は０％である。
【００２５】
（Ｎ：０．０１００％以下）
Ｎは、冷間加工時のひずみ時効により、鋼の延性を低下させる。特に、Ｎ含有量が０．０１００％を超える場合、鋼線材の延性が低下し、さらに導電率も低下する。したがって、Ｎ含有量を０．０１００％以下に規制する。Ｎ含有量は、好ましくは０．００８０％以下、更に好ましくは０．００５０％以下である。
【００２６】
（Ｐ：０．０３０％以下）
Ｐは、フェライトの固溶強化に寄与するが、鋼線材の延性を大幅に低下させる。特に、Ｐ含有量が０．０３０％を超える場合、鋼線材を鋼線に伸線加工する際の伸線加工性の低下が著しくなる。したがって、Ｐ含有量は０．０３０％以下に規制する。Ｐ含有量は、好ましくは０．０１２％以下である。
【００２７】
（Ｓ：０．０３０％以下）
Ｓは、赤熱脆性を引き起こし、さらに鋼の延性を低下させる元素である。Ｓ含有量が０．０３０％を超える場合、鋼線材の延性の低下が著しくなることから、Ｓの含有量を０．０３０％以下に規制する。Ｓ含有量は、好ましくは０．０１０％以下である。
【００２８】
本実施形態に係る鋼線材は、上記元素の他、Ａｌ、Ｔｉ、Ｖ、Ｎｂ、Ｍｏ、及びＢからなる群から選択される１種または２種以上の元素を含有してもよい。しかしながら、本実施形態に係る鋼線材はＡｌ、Ｔｉ、Ｖ、Ｎｂ、Ｍｏ、及びＢを含むことなく優れた特性を発揮できるので、Ａｌ、Ｔｉ、Ｖ、Ｎｂ、Ｍｏ、及びＢの含有量の下限値は０％である。
【００２９】
（Ａｌ：０〜０．０７０％）
Ａｌは、脱酸元素であるとともに、窒化物を生成することにより、Ｎの固定とオーステナイト粒径の微細化とを行うことができる元素である。この効果を得るために、Ａｌ含有量を０．００１％以上としても良い。また、Ａｌが窒化物として固定されず、ラメラーフェライト中でフリーＡｌとして存在する場合、鋼線材の導電率が低下する。そのため、Ａｌ含有量の上限値を０．０７０％とする。Ａｌ含有量は、好ましくは０．０６０％以下、更に好ましくは０．０５０％以下である。
【００３０】
（Ｔｉ：０〜０．０３０％）
Ｔｉは、脱酸元素であるとともに、炭窒化物を生成することにより、オーステナイト粒径の微細化を行うことができる元素である。この効果を得るために、Ｔｉ含有量を０．００２％以上としてもよい。一方で、Ｔｉ含有量が０．０３０％を超える場合、製鋼段階で粗大な窒化物が混入する場合があると共に、熱延鋼のパテンティング処理中に炭化物が析出し、鋼線材の延性が低下する場合がある。そのため、Ｔｉ含有量の上限を０．０３０％とする。Ｔｉ含有量は好ましくは０．０２５％未満である。
【００３１】
（Ｖ：０〜０．１００％）
Ｖは、焼入れ性向上元素であると共に、炭窒化物として析出することにより鋼の引張強さを向上させる。この効果を得るために、Ｖ含有量を０％超、又は０．００２％以上としてもよい。一方、Ｖ含有量が過剰である場合、パテンティング時の変態終了時間が長くなると共に、粗大な炭窒化物の析出により鋼線材の延性及び靭性が低下する。そのため、Ｖ含有量の上限を０．１００％とする。Ｖ含有量は、好ましくは０．０８０％以下である。
【００３２】
（Ｎｂ：０〜０．０５０％）
Ｎｂは、焼入れ性向上元素であるとともに、炭化物として析出することによりオーステナイト粒径の微細化を行うことができる元素である。この効果を得るために、Ｎｂ含有量を０％超、又は０．００２％以上としてもよい。一方で、Ｎｂ含有量が０．０５０％を超える場合、パテンティング時の変態終了時間が長くなる。そのため、Ｎｂ含有量を０．０５０％以下とする。Ｎｂ含有量は、好ましくは０．００２〜０．０２０％である。
【００３３】
（Ｍｏ：０〜０．２０％）
Ｍｏは、焼入れ性を向上させ、且つ初析フェライト量を低減させる元素である。この効果を得るために、Ｍｏ含有量を０％超、又は０．０２％以上としてもよい。ただし、Ｍｏ含有量が過剰である場合、鋼線材のパテンティング時の変態終了時間が長くなる。そのため、Ｍｏ含有量の上限値を０．２０％とする。Ｍｏ含有量は、好ましくは０．１０％以下である。
【００３４】
（Ｂ：０〜０．００３０％）
Ｂは、焼入れ性向上元素であるとともに、初析フェライトの生成を抑制してパーライト量を向上させる元素である。この効果を得るために、Ｂ含有量を０．０００３％以上としてもよい。一方で、Ｂ含有量が０．００３０％を超える場合、鋼線材のパテンティングの際に、過冷状態のオーステナイト粒界上にＭ２３（Ｃ，Ｂ）６が析出し、ワイヤの延性が損なわれる。そのため、Ｂ含有量を好ましくは０．０００３〜０．００３０％とする。Ｂ含有量は、より好ましくは０．００２０％以下である。
【００３５】
本実施形態に係る鋼線材の化学成分の残部は鉄及び不純物を含む。不純物は、原料または鋼の製造工程から混入する元素であって、本実施形態に係る鋼線材に悪影響を与えない範囲で許容されるものを意味する。
【００３６】
次に、本実施形態に係る鋼線材の組織について説明する。本実施形態に係る鋼線材の引張強さの目標値は、好ましくは１０５０ＭＰａ以上、より好ましくは１１００ＭＰａ以上である。このような引張強さを有し、かつ、高い導電性及び延性を有する鋼線材を得るためには、本実施形態に係る鋼線材１の中心部１１及び表層部１２が以下に説明する組織を備えていることが必要である。中心部１１及び表層部１２の構成が適切に制御されている限り、中心部１１と表層部１２との間にある遷移領域の構成を別途制御する必要は無い。従って、本実施形態に係る鋼線材の遷移領域の構成は特に限定されない。なお、本実施形態に係る鋼線材の引張強さは上記目標値に限定されず、用途に応じて設定されればよい。
【００３７】
（中心部の組織：８０〜１００面積％のパーライトと、合計０面積％以上２０面積％未満の初析フェライト、ベイナイト、初析セメンタイト、及びマルテンサイト等とを含む）
中心部の組織は、８０〜１００面積％のパーライト組織と、合計０面積％以上２０面積％未満の初析フェライト、ベイナイト組織、初析セメンタイト、及びマルテンサイト等のパーライト以外の組織とを含む。中心部のパーライト組織の量が８０面積％未満になり、パーライト以外の組織の量が２０面積％以上になると、十分な引張強さが得られない。引張強さを一層向上させるために、本実施形態に係る鋼線材の中心部におけるパーライト量の下限値を８２面積％、８５面積％、８７面積％、９０面積％、または９２面積％としてもよく、パーライト以外の組織の量の上限値を１８面積％、１５面積％、１３面積％、１０面積％、または８面積％としてもよい。本実施形態に係る鋼線材の中心部の組織は、パーライト以外の組織を必要としないので、本実施形態に係る鋼線材の中心部におけるパーライト量の上限値は１００面積％であり、パーライト以外の組織の量の下限値は０面積％である。しかし、歩留まりの向上のために、本実施形態に係る鋼線材の中心部におけるパーライト量の上限値を９９面積％、９８面積％、または９７面積％としてもよく、パーライト以外の組織の量の下限値を１面積％、２面積％、または３面積％としてもよい。
【００３８】
（表層部の組織：７０〜１００面積％のパーライトを含む）
表層部の組織は、７０〜１００面積％のパーライトを含む。鋼線材の表層部と中心部で、鋼線材の製造段階、熱処理段階でそれぞれ加工と熱履歴が異なり、実際の変態温度は中心部に対して表層部が低くなる。従って、鋼線材の表層部のパーライト量は、鋼線材の中心部のパーライト量よりも少なくなることが通常である。しかしながら、鋼線材の表層部のパーライト量が７０％未満となる場合、鋼線材の表層部の延性が不足するので、鋼線材のねじり特性が悪化する。従って、本実施形態に係る鋼線材の表層部のパーライト量は７０面積％以上とされる。鋼線材の表層部のパーライト量の下限値を７２面積％、７５面積％、又は８０面積％としてもよい。本実施形態に係る鋼線材の表層部の組織は、パーライト以外の組織を必要としないので、本実施形態に係る鋼線材の表層部におけるパーライト量の上限値は１００面積％であり、パーライト以外の組織の量の下限値は０面積％である。しかし、歩留まりの向上のために、本実施形態に係る鋼線材の表層部におけるパーライト量の上限値を９９面積％、９８面積％、または９７面積％としてもよく、パーライト以外の組織の量の下限値を１面積％、２面積％、または３面積％としてもよい。鋼線材の表層部に含まれるパーライト以外の組織としては、鋼線材の中心部と同様に、初析フェライト、ベイナイト組織、初析セメンタイト、及びマルテンサイト等が例示される。ただし、鋼線材の表層部は大きな加工変形を受けるので、鋼線材の表層部には、甚だしく変形したためにその種類が判別できない組織も含まれる場合がある。鋼線材の表層部におけるパーライト量とは、このような種類が判別できない組織の量を含まない値である。
【００３９】
なお、パーライトは、フェライトとセメンタイトとが層状に重なり合ったラメラー構造を有する。本実施形態において、ラメラーフェライト（パーライトを構成するフェライト）及びラメラーセメンタイト（パーライトを構成するセメンタイト）と、上述の初析フェライト及び初析セメンタイトとは区別される。
【００４０】
（中心部のパーライトの平均ラメラー間隔：５０〜１００ｎｍ）
本実施形態に係る鋼線材の中心部のパーライト組織の平均ラメラー間隔は５０〜１００ｎｍの範囲である。合金元素のラメラーフェライト中への分配が等しい場合は、ラメラー間隔が小さいほど導電率が向上する。従って鋼線材の中心部のパーライト組織の平均ラメラー間隔は１００ｎｍ以下とする。鋼線材の中心部のパーライト組織の平均ラメラー間隔の上限は、好ましくは９８ｎｍ、９５ｎｍ、９３ｎｍ、又は９０ｎｍである。一方で、中心部のパーライト組織の平均ラメラー間隔が５０ｎｍを下回る様な成分・熱処理条件下である場合、合金元素量が高く、かつ合金元素が分配し難いため、５０ｎｍを下限とした。
【００４１】
（中心部のラメラーセメンタイトの平均長さ：１．９μｍ以下）
本実施形態に係る鋼線材の中心部のパーライト中のラメラーセメンタイトの平均長さは、鋼線材の導電率と相関があり、ラメラーセメンタイトが分断されることによりラメラーセメンタイトの平均長さが短くなる程、鋼線材の導電性が高くなることを本発明者らは知見した。鋼線材の中心部のラメラーセメンタイトの平均長さが１．９μｍ超である場合、鋼線材の導電性は十分に向上しない。従って、本実施形態に係る鋼線材の中心部のパーライト中のラメラーセメンタイトの平均長さは１．９μｍ以下とする。中心部のパーライト中のラメラーセメンタイトの平均長さは、好ましくは１．８μｍ以下、１．６μｍ以下、１．５μｍ以下、１．４μｍ以下、または１．３μｍ以下である。鋼線材の中心部のラメラーセメンタイトを分断し、その平均長さを１．９μｍ以下とするためには、後述するように、鋼線材の中心部の平均パーライトブロック粒径を１５μｍ以上とし、且つ鋼線材の製造方法が焼戻しを含む必要がある。
【００４２】
（中心部の平均パーライトブロックサイズ：１５．０〜３０．０μｍ）
上述されたように、本実施形態に係る鋼線材の中心部のパーライト中のラメラーセメンタイトの平均長さは１．９μｍ以下とされる必要がある。このようなラメラーセメンタイトを有する鋼線材を得るためには、後述されるように、鋼線材の中間材料である熱延鋼を、パーライトを生成させるパテンティング工程の後に所定条件下で焼戻して、ラメラーセメンタイトを分断する必要がある。本発明者らは、中心部の平均パーライトブロックサイズが小さいほど、焼戻しの際にラメラーセメンタイトが分断されにくくなることを知見した。
【００４３】
本発明者らが把握したところでは、中心部の平均パーライトブロックサイズが１５．０μｍ未満である場合に、中心部のパーライト中のラメラーセメンタイトの平均長さを１．９μｍ以下にすることが極めて困難となった。従って、本実施形態に係る鋼線材の中心部の平均パーライトブロックサイズは１５．０μｍ以上とされる必要がある。鋼線材の中心部の平均パーライトブロックサイズを１７．０μｍ以上、１８．０μｍ以上、又は２０．０μｍ以上と規定しても良い。
【００４４】
一方、中心部の平均パーライトブロックサイズが大きいほど、鋼線材の延性が小さくなる。後述される、鋼線材の表層部の平均パーライトブロックサイズだけを小さくするという特徴により、鋼線材のラメラーセメンタイトの分断を妨げることなく鋼線材の延性を確保する事ができる。しかし、中心部の平均パーライトブロックサイズが３０．０μｍ超である場合、この特徴を活用したとしても鋼線材の延性を好ましく保つことができない。従って、中心部の平均パーライトブロックサイズは３０．０μｍ以下とされる必要がある。中心部の平均パーライトブロックサイズを２７．０μｍ以下、２５．０μｍ以下、又は２０．０μｍ以下と規定しても良い。
【００４５】
（表層部の平均パーライトブロックサイズ：中心部の平均パーライトブロックサイズの０．４０倍以上０．８７倍以下）
鋼線材の表層部の組織は、鋼線材を伸線加工して得られるワイヤ（鋼線）の、ねじり変形に対する延性に大きく影響する。鋼線材の表層部のパーライトブロックサイズを微細化することで、組織の不均一性を抑制し、鋼線材を伸線加工して得られるワイヤの延性を向上出来る。しかし、上述されたように、鋼線材全体でパーライトブロックサイズを微細化すると、ラメラーセメンタイトの分断が妨げられる。従って、表層部の平均パーライトブロックサイズに対する中心部の平均パーライトブロックサイズの比（以下「ＰＢＳ比」と略す場合がある）が０．８７以下になるように、表層部のパーライトブロックを微細化させることが必要である。これにより、ラメラーセメンタイトの分断を妨げることなく鋼線材の延性（及び、鋼線材を伸線加工して得られるワイヤの延性）を確保する事ができる。ＰＢＳ比は、より好ましくは０．８５以下とする。なお、ＰＢＳ比の下限値は特に限定されないが、ＰＢＳ比を０．４０未満とすることは設備能力などに鑑みて困難であるので、ＰＢＳ比の下限値を０．４０、０．５０、又は０．６０としてもよい。
【００４６】
また、Ｓｉ含有量が０．００５％以上０．１００％未満の範囲内にある鋼線材（以下、「低Ｓｉ鋼線材」と略す）では、そのＰＢＳ比が０．８０以下であることが好ましい。図３は、低Ｓｉ鋼線材のＰＢＳ比と、これら低Ｓｉ鋼線材から得られるワイヤの捻回値との関係を示すグラフである。本発明者らは、種々の低Ｓｉ鋼線材を製造し、これら低Ｓｉ鋼線材のＰＢＳ比と、これら低Ｓｉ鋼線材から得られるワイヤの捻回値とを測定した。その結果、図３に示されるように、低Ｓｉ鋼線材のＰＢＳ比が小さいほどワイヤの捻回値が大きく、特にＰＢＳ比が０．８０以下である場合にワイヤの捻回値が顕著に高められることがわかった。Ｓｉ含有量が０．１０％よりも少ないとパーライトブロックの成長速度が速くなり、パーライトブロックサイズが粗大化し易くなるため、中心部の組織と比較した際にＰＢＳの絶対値よりもＰＢＳ比の方が、表層組織の延性を示す指標として適当である。また、ＰＢＳ比が０．８７超である低Ｓｉ鋼線材から得られるワイヤには試験中にデラミネーションが発生した。
【００４７】
更に、Ｓｉ含有量が０．１００〜０．３５０％の範囲内にある鋼線材（以下、「高Ｓｉ鋼線材」と略す）では、鋼線材の表層部の平均パーライトブロックサイズ（表層ＰＢＳ）を１７．０μｍ以下とすることが好ましく、１６．０μｍ以下とすることが一層好ましい。図４は、高Ｓｉ鋼線材の表層ＰＢＳと、これら鋼線材から得られるワイヤの捻回値との関係を示すグラフである。本発明者らは、種々の高Ｓｉ鋼線材を製造し、これら高Ｓｉ鋼線材の表層ＰＢＳと、これら高Ｓｉ鋼線材から得られるワイヤの捻回値とを測定した。その結果、図４に示されるように、高Ｓｉ鋼線材の表層ＰＢＳが小さいほどワイヤの捻回値が大きく、特に表層ＰＢＳが１７．０μｍ以下である場合にワイヤの捻回値が顕著に高められることがわかった。
【００４８】
本実施形態に係る鋼線材においては、ＡＣＳＲとしての鋼線材の強度と導電率との両方を高めるという観点で、鋼線材の引張強さＴＳ（ＭＰａ）と、電気抵抗率ρ（μΩ・ｃｍ）との関係を、高Ｓｉ鋼線材では式（１）を用いて規定し、低Ｓｉ鋼線材では式（２）を用いて規定することが好ましい。
ρ≦０．０１５５×ＴＳ＋１．２５・・・式（１）
ρ≦０．０１５５×ＴＳ−０．９５・・・式（２）
【００４９】
高Ｓｉ鋼線材は、導電性に関する制限が厳しくないが高い引張強さが求められる製品に用いられる。低Ｓｉ鋼線材は、引張強さに関する制限が厳しくないが高い導電性が求められる製品に用いられる。このような用途の違いに鑑みて、高Ｓｉ鋼線材と低Ｓｉ鋼線材とでは、引張強さと電気抵抗率との関係を異なる式を用いて規定することが好ましい。本実施形態に係る鋼線材は、上述の諸特徴を有するので、式（１）または式（２）を満たす引張強さ及び電気抵抗率を有する。
【００５０】
次に、本実施形態に係る鋼線材の組織の特定方法について説明する。以下、鋼線材の長手方向に平行で、かつ鋼線材の中心軸を含む断面をＬ断面と称し、鋼線材の長手方向に垂直な断面をＣ断面と称する。
【００５１】
中心部１１のパーライトの平均ラメラー間隔は、鋼線材のＬ断面に対して、鏡面研磨を行い、ピクラールによってエッチングを施し、ＦＥ−ＳＥＭ（電界放出形走査電子顕微鏡）にて組織観察を行い、組織観察の結果を解析することにより求める。組織観察は、図２に示される９つの観察箇所１３で行われる。鋼線材１のＬ断面における観察箇所１３は、四辺の長さが鋼線材１の半径ｒと等しく、二辺が鋼線材１の長手方向に平行であり、中心が鋼線材１の中心軸１４上にある矩形領域の、頂点と中心と四辺の中点とに配置される。各観察箇所１３において、１００００倍の倍率で、３０％以上がアスペクト比が３以下の点列状のセメンタイトとなる領域を避け、断面の表面をＦＥ−ＳＥＭで撮影する。撮影領域の電子画像を画像解析してラメラーセメンタイト部分を２値化し、厚みを無くして線分化し、更に電子画像のピクセルごとに縦線又は横線を引き、セメンタイトによって区切られる線分の長さの平均値の１／２を平均ラメラー間隔とした。なお、この平均ラメラー間隔は、「計量形態学」（牧島等、昭和４７年７月３０日発行、内田老鶴圃）ｐ１１５〜ｐ１１７に記載された原理に基づくものである。９つの観察箇所１３に関する９つのＦＥ−ＳＥＭ像における平均ラメラー間隔の平均値を、鋼線材の中心部の平均ラメラー間隔とみなすことができる。
【００５２】
更に、中心部１１のパーライト組織中のラメラーセメンタイトの平均長さは、以下の手順により求められる。上記撮影したＦＥ−ＳＥＭ像において、上記と同様にラメラーセメンタイト部分を２値化し、これを画像解析することにより、ＦＥ−ＳＥＭ像に含まれるパーライトのラメラーセメンタイトの平均長さを算出する。そして、９つの観察箇所１３に関する９つのＦＥ−ＳＥＭ像における平均ラメラーセメンタイト長さの平均値を、中心部のラメラーセメンタイトの平均長さとみなすことができる。
【００５３】
更に、中心部のパーライト組織率は、以下の手順により求められる。上記鋼線材の切断面の平均ラメラー間隔の９つの観察箇所１３に対して、２０００倍の倍率で金属組織写真を撮影する。各写真において、パーライト以外の組織部分をマーキングして囲い、その面積率を画像解析により測定する。全体からのパーライト以外の組織部分の面積率の差分が、各写真におけるパーライト面積率である。この、各写真におけるパーライト面積率の平均値を、中心部のパーライト組織率とみなすことができる。
【００５４】
鋼線材の周面からｒ×０．１までの領域である表層部のパーライト組織率は、以下の手順により求められる。鋼線材の周面からｒ×０．０５の深さを中心とする金属組織写真を、２０００倍の倍率で、鋼線材のＣ断面（圧延面に垂直な断面）において少なくとも４箇所で撮影する。撮影箇所は、Ｃ断面の外周に沿って均等に配置されていることが好ましく、例えば撮影箇所が４箇所である場合、Ｃ断面の外周に沿って９０°毎に配置されていることが好ましい。これら金属組織写真におけるパーライト面積率を、中心部のパーライト組織率の測定方法と同様の手段で求めればよい。各写真におけるパーライト面積率の平均値を、表層部のパーライト組織率とみなすことができる。
【００５５】
鋼線材の中心部及び表層部の平均パーライトブロックサイズは、ＥＢＳＤ（電子後方散乱回折像法）により求められる。中心部の平均パーライトブロックサイズは、鋼線材のＬ断面の、図２に示される９つの観察箇所１３に対し、視野サイズを２５０μｍ×２５０μｍとして、各視野における平均パーライトブロックサイズをＥＢＳＤ法で測定し、次いで各視野の平均パーライトブロックサイズの平均値を算出することで求められる。なお、測定では方位差９°以上の境界で囲まれた領域を１つのパーライトブロック粒とみなし、Ｊｏｈｎｓｏｎ−Ｓａｌｔｙｋｏｖの測定方法を用いて解析する。表層部の平均パーライトブロックサイズは、鋼線材のＣ断面の、Ｃ断面の外周に沿って均等に配置されている少なくとも４つの観察箇所に対し、中心部と同様に測定を行うことにより求められる。測定視野の中心は、鋼線材の周面からｒ×０．０５の深さとされる。
【００５６】
鋼線材の電気抵抗は以下の手順で測定を行われる。鋼線材の表層のスケールを取り除き、矯正して直棒としたのち、４端子法により電気抵抗を測定する。測定する長さと電流値は、通電により鋼線材の温度が変化しない範囲で設備に応じて選定し、有効数字３桁目までを測定する。
【００５７】
次に、本実施形態に係る鋼線材の製造方法を説明する。本実施形態の鋼線材の製造方法は、図５に示されるように、鋳片を鋳造する工程Ｓ１と；前記鋳片を加熱する工程Ｓ２と；前記加熱後の前記鋳片の温度を保持する工程Ｓ３と；前記保持後の前記鋳片を熱間圧延して熱延鋼を得る工程Ｓ４と；前記熱延鋼を水冷する工程Ｓ５と；前記水冷後の前記熱延鋼を巻き取る工程Ｓ６と；前記巻き取り後の前記熱延鋼をパテンティングする工程Ｓ７と；前記パテンティング後の前記熱延鋼を焼戻して鋼線材を得る工程Ｓ８と；を有する。製造条件について、以下に詳細に述べる。
【００５８】
（鋳造Ｓ１）
本実施形態に係る鋼線材の製造方法では、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材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。
【００５９】
（加熱Ｓ２：加熱温度１１５０℃以上１２５０℃以下）
（保持Ｓ３：上記加熱温度での保持時間６００秒以上７２００秒以下）
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、次いで、この加熱温度で６００秒以上保持される。なお、加熱Ｓ２における鋳片の最大温度を加熱温度と称する。これら条件下での加熱保持が行われない場合、鋳片に含まれる炭窒化物の溶体化が不十分となり、中心部の平均パーライトブロックサイズが上述された規定範囲外となる。なお、上述されたように、中心部の平均パーライトブロックサイズが規定範囲内にしなければラメラーセメンタイトの分断が進まないので、この条件下での加熱保持が行われない場合、中心部のラメラーセメンタイトの平均のセメンタイト長さも上述された範囲外となり、鋼線材の導電性が損なわれる。また、保持時間は、脱炭抑制の観点から、好ましくは７２００秒以下である。
【００６０】
（熱間圧延Ｓ４：仕上温度９５０℃以上１０５０℃以下）
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、仕上温度を９５０〜１０５０℃とする必要がある。仕上温度が不適切である場合、中心部の平均パーライトブロックサイズが規定範囲外となる。この理由は、仕上温度１０５０℃超では、熱間圧延後のオーステナイト粒が粗大化するので、その後の冷却においてパーライトが十分に生成せず、これにより表層部の延性が得られなくなるからであり、仕上温度９５０℃未満では、表層部と中心部とのパーライトブロックサイズ比を規定の範囲に収めるのが困難となるためである。
【００６１】
（水冷Ｓ５：冷却停止温度７８０℃以上８４０℃以下）
（巻き取りＳ６：巻き取り温度７８０℃以上８４０℃以下）
（パテンティングＳ７：巻き取り終了から浸漬開始までの時間９〜２５秒以内、溶融ソルト温度４５０℃以上Ｔ１℃以下、浸漬時間２０〜２００秒）
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７８０〜８４０℃の範囲内とされる。次いで、巻き取られた熱延鋼は、巻き取り後９〜２５秒以内に、４５０℃以上Ｔ１℃以下の温度の溶融ソルトに２０秒以上浸漬されることによりパテンティングされる。Ｔ１は後述の式（３）によって定義される値である。式（３）に含まれる記号「ｒ’」は、熱延鋼の半径（即ち熱延鋼の半径）を単位ｍｍで表す。水冷、巻き取り、及びパテンティングは、鋼線材のパーライトの構成を制御するために最も重要である。なお、溶融ソルトへの浸漬時間は、生産性の観点から、２００秒以下であることが好ましい。
Ｔ１［℃］＝−ｒ’［ｍｍ］×１６＋５８０・・・式（３）
【００６２】
水冷停止温度及び巻取温度、並びに巻取終了から浸漬開始までの時間が上述の範囲外である場合、鋼線材の表層部の平均パーライトブロックサイズが中心部の平均パーライトブロックサイズの０．８７倍以下にならない。この理由は、表層部のオーステナイト粒径が粗大化し、パーライトブロックサイズも粗大化するためである。なお、水冷は熱間圧延終了の直後に開始される。従って水冷開始温度は、上述の仕上温度と実質的に同一となる。水冷開始温度が９５０℃未満である場合も、パーライトの構成が適切に制御されないおそれがあると推定される。
【００６３】
溶融ソルト温度が上述の範囲外である場合、鋼線材の中心部のパーライト量が８０面積％未満となる、あるいは、鋼線材の中心部のパーライトの平均ラメラー間隔が１００ｎｍ超となる。この理由は、例えば溶融ソルト温度が４５０℃未満の場合は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し、溶融ソルト温度がＴ１温度以上ではラメラー間隔が厚くなり１００ｎｍを超過する様になるためである。また、浸漬時間が上記の範囲外の場合、パーライト変態が未完了のままその後の工程を経るため、パーライト分率やラメラー間隔が制御できなくなる。
【００６４】
（焼戻しＳ８：焼戻温度５４０℃〜６００℃、焼戻時間３０〜６００秒）
パテンティングされた熱延鋼は、５４０℃以上の温度範囲にある焼戻温度まで加熱され、この焼戻温度で３０秒以上保持された後、室温まで冷却されることにより焼戻される。
なお、焼戻時間は、生産性の観点から、好ましくは６００秒以下である。また、焼戻温度が高すぎると過剰な焼戻しによって鋼線材の強度が不足するので、焼戻温度を６００℃以下とする。なお、焼戻温度とは焼戻しＳ８における最高加熱温度であり、焼戻時間とは、熱延鋼の温度が焼戻温度で保持されている時間である。
【００６５】
上述の条件下の焼戻しにより、中心部のラメラーセメンタイトが分断され、中心部のラメラーセメンタイトの平均のセメンタイト長さが１．９μｍ以下である鋼線材が得られる。焼戻温度及び焼戻時間の少なくとも一方が不足した場合、ラメラーセメンタイトの分断が十分に進行しないので、鋼線材の中心部のラメラーセメンタイトの平均のセメンタイト長さが１．９μｍ超となり、鋼線材の導電性が損なわれる。焼戻温度が高すぎる場合、強度が低下する。
【００６６】
本実施形態に係る鋼線材は、中心部が８０〜１００面積％のパーライトを含み、中心部の前記パーライトの平均ラメラー間隔が５０〜１００ｎｍであり、中心部のラメラーセメンタイトの平均のセメンタイト長さが１．９μｍ以下であるという特徴を有するので、高い引張強さ及び導電性とを有する。これら特徴による高い引張強さ及び導電性は、鋼線材の伸線加工後も維持されるので、本実施形態に係る鋼線材を伸線加工して得られる鋼線も、高い引張強さ及び導電性を有する。さらに、本実施形態に係る鋼線材は、表層部の平均パーライトブロックサイズが中心部の平均パーライトブロックサイズの０．８７倍以下であるという特徴を有するので、表層部の延性が良好である。従って、本実施形態に係る鋼線材を伸線加工して得られる鋼線は捻回性に優れる。即ち、本実施形態に係る鋼線材によれば、引張強さ、導電性、及び捻回性の全てが優れた鋼線が得られる。
【実施例】
【００６７】
次に、本発明の実施例について説明する。実施例での条件は、本発明の実施可能性及び効果を確認するために採用した一条件例であり、本発明は、この一条件例に限定されるものではない。本発明は、本発明の要旨を逸脱せず、本発明の目的を達成する限りにおいて、種々の条件を採用し得るものである。【００６８】
表１及び表２に示す化学成分の鋼を鋳造して、３００ｍｍ×５００ｍｍの鋳片を得た。表１及び２において、不純物と通常見なされる水準以下の値は記号「−」で示した。これらの鋳片を分塊圧延により、１２２ｍｍ角断面の鋼片とした。これらの鋼片を表３及び表４に示す加熱温度まで加熱し、この加熱温度に一定時間保持した。加熱温度での保持時間は９００〜１２００秒の間で実施した。加熱及び温度保持後、表３及び表４に示す仕上温度で、鋼片に熱間圧延を行い、表３及び表４に示す線径（直径）の熱延鋼とした。この熱延鋼を、表３及び表４に示す巻取温度まで水冷して巻取った。その後、巻取りから９秒以上２５秒以内に表３及び表４に示すソルト温度を有するソルト浴に熱延鋼を浸漬してパテンティング処理を行い、パーライト変態を完了させた。ソルト浴への熱延鋼の浸漬時間は３０秒とした。その後、表３及び表４に示す焼戻温度で、表３及び表４に示す焼戻時間だけ温度保持を行ったのち、室温まで冷却する焼戻しを熱延鋼に行って、鋼線材を得た。【００６９】
得られた鋼線材の組織を表５及び表６に示す。【００７０】
鋼線材の中心部が含むパーライトの量（中心部パーライト組織率）は、鋼線材のＬ断面においてＦＥ−ＳＥＭを用いて図２に示される９つの観察箇所の組織写真を撮影し、各組織写真に含まれる非パーライト領域を特定し、各組織写真の非パーライト領域の面積率を画像解析により求め、非パーライト領域の面積率に基づいて各組織写真のパーライト面積率を算出し、各組織写真のパーライト面積率を平均することにより求めた。
鋼線材の表層部が含むパーライトの量（表層部パーライト組織率）は、鋼線材のＣ断面において、Ｃ断面外周に沿って均等に配された鋼線材の周面からｒ×０．０５の深さを中心とする４つの観察箇所の組織写真をＦＥ−ＳＥＭを用いて撮影し、各組織写真に含まれる非パーライト領域を特定し、各組織写真の非パーライト領域の面積率を画像解析により求め、非パーライト領域の面積率に基づいて各組織写真のパーライト面積率を算出し、各組織写真のパーライト面積率を平均することにより求めた。【００７１】
鋼線材の中心部の平均パーライトブロックサイズ（中心ＰＢＳ）は、鋼線材のＬ断面の、図２に示される９つの観察箇所１３に対し、視野サイズを２５０μｍ×２５０μｍとして、各視野における平均パーライトブロックサイズをＥＢＳＤ法で測定し、次いで各視野の平均パーライトブロックサイズの平均値を算出することで求めた。測定では方位差９°以上の境界で囲まれた領域を１つのパーライトブロック粒とみなし、Ｊｏｈｎｓｏｎ−Ｓａｌｔｙｋｏｖの測定方法を用いて解析した。
鋼線材の表層部の平均パーライトブロックサイズ（表層ＰＢＳ）は、鋼線材のＣ断面の、Ｃ断面の外周に沿って均等に配置されている少なくとも４つの観察箇所に対し、中心部と同様に測定を行うことにより求めた。測定視野の中心は、鋼線材の周面からｒ×０．０５の深さとした。
鋼線材の表層部の平均パーライトブロックサイズと鋼線材の中心部の平均パーライトブロックサイズとの比（表層／中心ＰＢＳ比）は、上述の表層ＰＢＳを上述の中心ＰＢＳで割ることによって求めた。
なお、パーライト量が本発明の規定範囲から５％以上外れた鋼線材では、平均パーライトブロックサイズの測定を省略した。従って、パーライト量が本発明の規定範囲外である鋼線材の表層ＰＢＳ及び／又は中心ＰＢＳ、並びにＰＢＳ比は斜線で表した。【００７２】
鋼線材の中心部のパーライトの平均ラメラー間隔（平均ラメラー間隔）は、鋼線材のＬ断面においてＦＥ−ＳＥＭを用いて図２に示される９つの観察箇所の組織写真を撮影し、各組織写真に含まれるパーライトの平均ラメラー間隔を上述の画像解析により求め、各組織写真における平均ラメラー間隔をさらに平均することにより求めた。【００７３】
鋼線材の中心部のラメラーセメンタイトの平均長さ（平均セメンタイト長さ）は、鋼線材のＬ断面においてＦＥ−ＳＥＭを用いて図２に示される９つの観察箇所の組織写真を撮影し、各組織写真に含まれるパーライトのラメラーセメンタイトの平均長さを上述の画像解析により求め、各組織写真におけるラメラーセメンタイトの平均長さをさらに平均することにより求めた。【００７４】
得られた鋼線材、及び鋼線材に対して真ひずみε＝２．２の乾式伸線加工を行うことにより得られるワイヤの機械特性及び電気特性を表７及び表８に示す。【００７５】
鋼線材の引張強さＴＳは、引張試験によって求めた。引張試験片は、各鋼線材に関して３５０ｍｍ長さの物を３本ずつ製作し、常温にて１０ｍｍ／ｍｉｎの引張速度で各引張試験片に引張試験を行い、３本の引張試験片の引張強さの平均を、その鋼線材の引張強さとした。本実施例では、引張強さが１０５０ＭＰａ以上である鋼線材は、十分な引張強さを有すると判断された。【００７６】
鋼線材の電気抵抗率ρは、評点長さが６０ｍｍの試験片を鋼線材から採取し、試験片の電気抵抗率を常温で４端子法によって測定することによって求めた。電気抵抗率が、上述の式（１）又は式（２）によって規定される電気抵抗率閾値以下の鋼線材は、引張強さに対して電気抵抗率が相対的に低く、十分な電気伝導率を有すると判断された。なお、高Ｓｉ鋼線材には式（１）が適用され、低Ｓｉ鋼線材では式（２）が適用される。参考のために、各鋼線材に適用される数式（閾値算出式）が式（１）及び式（２）の何れであるのかも表７及び表８に示す。【００７７】
更に、上述のように鋼線材に対して真ひずみε＝２．２の乾式伸線加工を行いワイヤとし、このワイヤを評価した。伸線条件は、各パスの平均減面率を１７％とした。得られたワイヤに対して、標点距離が線径の１００倍であり、且つねじり速度が２０ｒｐｍであるねじり試験を３回行い、破断までの回数の平均値（捻回値）と、縦割れ（デラミネーション）の有無とを確認した。なお、回数は０．５回単位で数えられた。捻回値が２４．５以上、及びねじり試験でデラミネーションが発生しなかったワイヤの材料である鋼線材は、ねじり特性に優れたワイヤを得ることができる鋼線材であると判断された。【００７８】
【表１】
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【００７９】
【表２】
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【００８０】
【表３】
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【００８１】
【表４】
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【００８２】
【表５】
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【００８３】
【表６】
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【００８４】
【表７】
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【００８５】
【表８】
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【００８６】
表１〜表６において、本発明の範囲外の値には下線を付した。本発明で規定する条件から外れた試験番号４１〜６１の場合には、前記した少なくとも１つの特性が目標とする値に達していない。それに対し、本発明で規定する条件をすべて満たす試験番号１〜４０は、前記したすべての特性が目標とする値に達している。
【符号の説明】
【００８７】
１    鋼線材
１１  中心部
１２  表層部
１３  観察箇所
１４  中心軸
【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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