(57)【要約】 【課題】鍛造時に割れが発生しない鍛造性に優れた棒鋼の製造方法を提供する。【解決手段】鋼片を熱間圧延して得られた棒鋼を、表面検査と超音波探傷装置による検査とを組み合わせて検査するに際し、超音波探傷装置にて、超音波斜角探傷法により棒鋼の皮下部に存在する介在物に起因する疵および圧着状疵を検出し、これらの疵が検出された場合は当該棒鋼を廃棄することで、より疵（欠陥）の少ない棒鋼が得られる。【選択図】図１
2008188637.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（１）鋳片を分塊圧延して鋼片とする分塊工程と、
（２）分塊圧延された鋼片を検査し疵取りを行う鋼片検査工程と、
（３）疵取り後の鋼片を熱間圧延して棒鋼に加工する棒鋼圧延工程と、
（４）熱間圧延後の棒鋼を検査し疵取りを行う棒鋼検査工程と、
を備えた線材の製造方法であって、
上記（２）の鋼片検査工程が、
（２Ａ）分塊圧延された鋼片をショットブラストにて表面の酸化スケールを除去する鋼片デスケーリング工程と、
（２Ｂ）上記スケール除去後の鋼片を表面自動検査装置にて自動検査する鋼片表面自動検査工程と、
（２Ｃ）引き続き、超音波探傷装置にて鋼片内部の疵を自動検査する鋼片内部自動検査工程と、
（２Ｄ）上記（２Ｂ）の鋼片表面自動検査工程で検出された表面疵を自動疵取装置にて自動疵取りを行う鋼片自動疵取り工程と、
を有するとともに、
上記（４）の棒鋼検査工程が、
（４Ａ）熱間圧延された棒鋼の曲がりを矯正する棒鋼矯正工程と、
（４Ｂ）曲がり矯正された棒鋼を漏洩磁束探傷装置にて検査する棒鋼表面検査工程と、
（４Ｃ）上記（４Ｂ）の棒鋼表面検査工程で検出された表面疵を手作業にて疵取りを行う棒鋼手動疵取り工程と、
（４Ｄ）引き続き、上記（２Ｃ）の鋼片内部自動検査工程において用いる超音波探傷装置とは別の超音波探傷装置にて棒鋼内部の疵を自動検査する棒鋼内部自動検査工程と、
を有し、
さらに、上記（４Ｄ）の棒鋼内部自動検査工程において、超音波探傷装置にて超音波斜角探傷法により棒鋼の皮下部に存在する介在物に起因する疵および圧着状疵（以下、「圧着状疵等」と総称する。）を検出し、圧着状疵等が検出された場合は当該棒鋼を廃棄することを特徴とする鍛造性に優れた棒鋼の製造方法。
【請求項２】
さらに、上記（２Ｃ）の鋼片内部自動検査工程において、超音波探傷装置にて超音波斜角探傷法により鋼片の皮下部に存在する圧着状疵等を検出し、圧着状疵等が検出された場合は当該鋼片を廃棄するか、上記（２Ｄ）の鋼片自動疵取り工程で表面疵とともに上記圧着状疵等を除去する請求項１に記載の鍛造性に優れた棒鋼の製造方法。
【請求項３】
上記超音波斜角探傷法において、１５ｄＢ以上のエコー高さのものを上記圧着状疵等とする請求項１または２に記載の鍛造性に優れた棒鋼の製造方法。
【請求項４】
上記（４Ｃ）の棒鋼手動疵取り工程の後であって、上記（４Ｄ）の棒鋼内部自動検査工程の前に、
（４Ｃ−１）上記（４Ｃ）の棒鋼手動疵取り工程にて疵取りが行われた部位を目視検査し、残存疵が検出された場合は、その残存疵を手作業にて疵取りを行う棒鋼疵取り部検査・疵取り工程
を設けた請求項１〜３のいずれか１項に記載の鍛造性に優れた棒鋼の製造方法。
【請求項５】
上記（２）の鋼片検査工程において、
上記（２Ｄ）の鋼片自動疵取り工程の後に、
（２Ｅ）磁粉探傷装置により鋼片表面を目視検査し、表面疵が検出された場合は、その表面疵を手作業にて疵取りを行う鋼片表面目視検査・手動疵取り工程、
を設けた請求項１〜４のいずれか１項に記載の鍛造性に優れた棒鋼の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機械構造用鋼部品の製造に用いられる鍛造用棒鋼の製造方法に関し、特に鍛造時に割れが発生しない鍛造用棒鋼の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
機械構造用部品、例えば等速ジョイントは、熱間圧延された棒鋼（圧延材）から熱間鍛造にて製造されている。また、最近では、自動車の差動装置に使用される歯車は、歩留向上などの観点から冷間鍛造にて（あるいは熱間鍛造後に冷間鍛造を実施して）製造されている。ところが、熱間圧延後の棒鋼（圧延材）の表面や内部に疵が存在すると鍛造時に割れが発生しやすくなるため、疵のない棒鋼（圧延材）が求められている。
【０００３】
棒鋼の検査は、熱間圧延前（すなわち、棒鋼に加工する前）の鋼片段階（素材段階）と、熱間圧延後（すなわち、棒鋼に加工された後）の棒鋼段階の両方で行い、これらの検査で発見した表面疵のみを除去し、内部疵（内部欠陥）を発見した場合は、その鋼片ないし棒鋼を廃棄することが行われている。
【０００４】
表面疵については、例えば、磁粉探傷法による自動検査装置にて自動検査して比較的大きな疵を検出し、これをグラインディング等にて自動的に除去した後、再度磁粉探傷法を用いて目視にて小さな疵を発見し除去することが行われている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００５】
一方、内部疵（内部欠陥）については、超音波探傷装置を用いて検出するのが一般的であり、鋼片の中心部および中間部に存在する内部疵に対しては垂直探傷法が用いられ、鋼片の皮下部に多く存在する介在物に起因する疵に対しては斜角探傷法が用いられている（例えば、特許文献３参照）。
【０００６】
さらに、熱間圧延後の棒鋼の表面疵を高効率かつ高精度に検知するため、漏洩磁束探傷法による検査法が提案され、実用化が進んでいる（例えば、特許文献４参照）。
【０００７】
そして、上記複数の探傷法を適宜組み合わせて用いることにより、鋼片（素材）段階および棒鋼段階の両方で表面および内部に存在する疵を効率的に、かつ、できるだけ精度良く発見し除去することが行われている。
【０００８】
上述したように、超音波斜角探傷法は、鋼片の皮下部に多く存在する介在物に起因する疵の検出に非常に有効な手段であり、当該方法を他の探傷法と併用することで、製品である棒鋼の品質向上に大いに寄与してきたものであるが、近年、鋼片加工の前段階である製鋼、鋳造段階における鋼の清浄化技術が急速に進歩したことにより、鋼片中の介在物は小型化し介在物に起因する欠陥（疵）は大幅に低減されてきている。それにもかかわらず、製品である棒鋼には、部品製造のために鍛造する際に割れが発生するものが一定割合で存在しており、棒鋼品質のさらなる改善が求められていた。
【特許文献１】特開２００３−１３６１３５号公報
【特許文献２】特開２００５−１３８１６８号公報
【特許文献３】特開昭５９−１４８８６０号公報
【特許文献４】特開２００６−１５９２６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで本発明の目的は、鍛造時に割れが発生しない鍛造性に優れた棒鋼の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、棒鋼内部に存在する疵のうち、従来の超音波探傷にては十分に検出されない疵があるものと考え、先ず、棒鋼の断面を目視および顕微鏡にて観察することにより棒鋼内部の疵発生の状況を調査した。その結果、棒鋼の皮下部に図４に示すような、介在物に起因する疵とは異なる圧着状の疵（以下、「圧着状疵」という。）が発生しているものが多数認められた。この圧着状疵は、鋳片（ブルーム）の連続鋳造時に発生した熱応力割れが分塊圧延時に圧着されて皮下部に線状に形成されたものと想定される。この圧着状疵は、鋼片および棒鋼の表面には開口していないため、磁粉探傷にては検出できず、また、超音波探傷にては、その発生箇所が皮下部であることからして斜角探傷法にて検出されるべきものであるが、従来は介在物に起因する疵に注目してエコー高さの閾値を設定しており、圧着状疵を検出するのには適切な閾値となっていなかったものと考えられる。
【００１１】
そこで、発明者らは、超音波斜角探傷法においてエコー高さの閾値を適正に設定することで、介在物に起因する疵だけでなく圧着状疵をも感度良く検出し、介在物に起因する疵ないし圧着状疵（以下、「圧着状疵等」と総称する。）が検出された場合は当該棒鋼を廃棄することによって、棒鋼中に疵が残存することをさらに確実に防止しうると考え、さらに検討を進め、以下の発明を完成するに至った。
【００１２】
請求項１に記載の発明は、（１）鋳片を分塊圧延して鋼片とする分塊工程と、（２）分塊圧延された鋼片を検査し疵取りを行う鋼片検査工程と、（３）疵取り後の鋼片を熱間圧延して棒鋼に加工する棒鋼圧延工程と、（４）熱間圧延後の棒鋼を検査し疵取りを行う棒鋼検査工程と、を備えた線材の製造方法であって、上記（２）の鋼片検査工程が、（２Ａ）分塊圧延された鋼片をショットブラストにて表面の酸化スケールを除去する鋼片デスケーリング工程と、（２Ｂ）上記スケール除去後の鋼片を表面自動検査装置にて自動検査する鋼片表面自動検査工程と、（２Ｃ）引き続き、超音波探傷装置にて鋼片内部の疵を自動検査する鋼片内部自動検査工程と、（２Ｄ）上記（２Ｂ）の鋼片表面自動検査工程で検出された表面疵を自動疵取装置にて自動疵取りを行う鋼片自動疵取り工程と、を有するとともに、上記（４）の棒鋼検査工程が、（４Ａ）熱間圧延された棒鋼の曲がりを矯正する棒鋼矯正工程と、（４Ｂ）曲がり矯正された棒鋼を漏洩磁束探傷装置にて検査する棒鋼表面検査工程と、（４Ｃ）上記（４Ｂ）の棒鋼表面検査工程で検出された表面疵を手作業にて疵取りを行う棒鋼手動疵取り工程と、（４Ｄ）引き続き、上記（２Ｃ）の鋼片内部自動検査工程において用いる超音波探傷装置とは別の超音波探傷装置にて棒鋼内部の疵を自動検査する棒鋼内部自動検査工程と、を有し、さらに、上記（４Ｄ）の棒鋼内部自動検査工程において、超音波探傷装置にて超音波斜角探傷法により棒鋼の皮下部に存在する介在物に起因する疵および圧着状疵（以下、「圧着状疵等」と総称する。）を検出し、圧着状疵等が検出された場合は当該棒鋼を廃棄することを特徴とする鍛造性に優れた棒鋼の製造方法である。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、さらに、上記（２Ｃ）の鋼片内部自動検査工程において、超音波探傷装置にて超音波斜角探傷法により鋼片の皮下部に存在する圧着状疵等を検出し、圧着状疵等が検出された場合は当該鋼片を廃棄するか、上記（２Ｄ）の鋼片自動疵取り工程で表面疵とともに上記圧着状疵等を除去する請求項１に記載の鍛造性に優れた棒鋼の製造方法である。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、上記超音波斜角探傷法において、１５ｄＢ以上のエコー高さのものを上記圧着状疵等とする請求項１または２に記載の鍛造性に優れた棒鋼の製造方法である。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、上記（４Ｃ）の棒鋼手動疵取り工程の後であって、上記（４Ｄ）の棒鋼内部自動検査工程の前に、（４Ｃ−１）上記（４Ｃ）の棒鋼手動疵取り工程にて疵取りが行われた部位を目視検査し、残存疵が検出された場合は、その残存疵を手作業にて疵取りを行う棒鋼疵取り部検査・疵取り工程を設けた請求項１〜３のいずれか１項に記載の鍛造性に優れた棒鋼の製造方法である。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、上記（２）の鋼片検査工程において、上記（２Ｄ）の鋼片自動疵取り工程の後に、（２Ｅ）磁粉探傷装置により鋼片表面を目視検査し、表面疵が検出された場合は、その表面疵を手作業にて疵取りを行う鋼片表面目視検査・手動疵取り工程、を設けた請求項１〜４のいずれか１項に記載の鍛造性に優れた棒鋼の製造方法である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の製造方法によれば、超音波斜角探傷法にて棒鋼の皮下部に存在する介在物に起因する疵だけでなく圧着状疵をも感度良く検出し、圧着状疵等が検知された棒鋼の廃棄を行うことで、より疵（欠陥）の少ない棒鋼が確実に得られるようになった。この結果、鍛造時に棒鋼に割れが発生することがさらに抑制され、鍛造性に優れた棒鋼を提供することが可能になった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
〔実施形態〕
図１は、本発明の一実施形態に係る、鋳片から鋼片を経て棒鋼を製造するまでの工程を示すフロー図である。以下、各工程をそのフローに沿って詳細に説明する。
【００１９】
〔製造工程〕
（１）分塊工程
成分調整された溶鋼から連続鋳造機または造塊鋳型にて鋳造された鋳片（ブルームまたはインゴット）を、次工程で使用できる形状まで圧延して鋼片（ビレット）を作製する。
【００２０】
（２）鋼片検査工程
次いで、分塊圧延された鋼片（ビレット）を、下記（２Ａ）〜（２Ｄ）の工程で、検査し疵取り（手入れ）を行う。なお、図１においては、下記（２Ａ）〜（２Ｄ）の各工程の「鋼片○○工程」の表記は、単に「○○工程」と略記した。
【００２１】
（２Ａ）鋼片デスケーリング工程
先ず、表面の疵を検出しやすくするため、分塊圧延された鋼片をショットブラストにて表面の酸化スケールを除去しておく。
【００２２】
（２Ｂ）鋼片表面自動検査工程
そして、スケール除去後の鋼片を表面自動検査装置にて自動検査する。具体的には、スケール除去後の鋼片を磁化し、その表面に蛍光磁粉を振り掛け、鋼片表面の磁粉模様をカメラで撮影し画像解析することで、鋳造時の粒界割れに起因して生成した開口疵、分塊圧延時に発生したヘゲ疵など、例えば深さ０．３ｍｍ以上、長さ５０ｍｍ以上の表面疵を自動的に検出することができる。
【００２３】
（２Ｃ）鋼片内部自動検査工程
引き続き、超音波探傷装置にて鋼片内部の疵を自動検査する。具体的には、超音波探傷装置としては、垂直探傷法を用いて、有害な例えば５００μｍ以上の疵を検出できるようにエコー高さの閾値を調整しておく。そして、鋼片内部に有害な疵が検出された場合は、当該鋼片を廃棄処分とする。
【００２４】
（２Ｄ）鋼片自動疵取り工程
上記（２Ｂ）の鋼片表面自動検査工程で検出された表面疵を自動疵取装置にて自動疵取りを行う。自動疵取装置としては、フライスカッタやグラインダを用いればよい。
【００２５】
（３）棒鋼圧延工程
上記のようにして疵取りされた後の鋼片を熱間圧延して棒鋼に加工する。具体的には、鋼片は加熱炉で所定温度に加熱した後、複数段の圧延機列にて順次圧下して所定径まで減面することで、目的とする棒鋼に加工される。
【００２６】
（４）棒鋼検査工程
次いで、熱間圧延された棒鋼を、下記（４Ａ）〜（４Ｄ）の工程で、検査し疵取り（手入れ）を行う。なお、図１においては、下記（４Ａ）〜（４Ｄ）の各工程の「棒鋼○○工程」の表記は、単に「○○工程」と略記した。
【００２７】
（４Ａ）棒鋼矯正工程
熱間圧延された棒鋼の曲がりを矯正して所定の寸法精度を確保するとともに、矯正により棒鋼の表面スケールが剥離脱落することを利用して、以後の検査における表面疵の発見を容易にすることができる。
【００２８】
（４Ｂ）棒鋼表面検査工程
曲がり矯正され、表面スケールが除去された棒鋼を、漏洩磁束探傷装置を用いて表面疵の有無を検査する（例えば、上記特許文献４の段落［０００４］参照）。
【００２９】
（４Ｃ）棒鋼手動疵取り工程
上記（４Ｂ）の棒鋼表面検査工程で検出された表面疵を手作業、すなわち、例えばチッピング、グラインダ、ホットスカーフィング等にて疵取りを行う。
【００３０】
（４Ｄ）棒鋼内部自動検査工程
引き続き、上記（２Ｃ）の鋼片内部自動検査工程において用いる超音波探傷装置とは別の超音波探傷装置にて棒鋼内部の疵を自動検査する。具体的には、本工程における超音波探傷装置は、垂直探傷法と斜角探傷法とを組み合わせ、前者で鋼片の中心部および中間部を、後者で鋼片の皮下部を、それぞれ検査するように構成することで、鋼片の内部全体を漏れなく検査することができる。そして、垂直探傷法においては、上記（２Ｃ）の鋼片内部自動検査工程において用いる超音波探傷装置と同様、有害な例えば５００μｍ以上の疵を検出できるようにエコー高さの閾値を調整しておく。一方、斜角探傷法では、圧着状疵を感度良く検出できるように、エコー高さの閾値を例えば１５ｄＢとし、１５ｄＢ以上のエコーを圧着状疵等とするとよい（後記実施例、図３参照）。圧着状疵等が検出された場合は、当該棒鋼を廃棄処分とする。
【００３１】
このようにして製造された棒鋼は、表面疵および内部疵（圧着状疵を含めて）が十分に除去されているので、部品への鍛造時に割れが発生することを効果的に抑止でき、鍛造性に優れた棒鋼を製造できることとなる。
【００３２】
（変形例）
上記実施形態では、上記（２Ｃ）の鋼片内部自動検査工程での超音波探傷装置において、垂直探傷法のみを用いる例を示したが、上記（４Ｄ）の棒鋼内部自動検査工程での超音波探傷装置と同様に、垂直探傷法と斜角探傷法とを組み合わせ、前者で鋼片の中心部および中間部を、後者で鋼片の皮下部を、それぞれ検査するように構成してもよい。これにより、鋼片の内部全体をより精密に検査することができる。本工程での斜角探傷法においても、上記（４Ｃ）の棒鋼段階での検査工程と同様、圧着状疵を感度良く検出できるように、エコー高さの閾値を例えば１５ｄＢとし、１５ｄＢ以上のエコーを圧着状疵等とするとよい。そして、圧着状疵等が検出された場合は、原則当該鋼片を廃棄処分とするが、除去可能であれば、上記（２Ｄ）の鋼片自動疵取り工程で表面疵とともに圧着状疵等を除去し、棒鋼加工用の素材に含めてもよい。これにより、熱間圧延される鋼片は、予め表面疵だけでなく内部疵（圧着状疵を含めて）も十分に除去されているので、より高歩留で鍛造性に優れた棒鋼を製造できることとなる。
【００３３】
また、上記実施形態では、上記（４Ｃ）の棒鋼手動疵取り工程の後、直ちに上記（４Ｄ）の棒鋼内部自動検査工程を行う例を示したが、上記（４Ｃ）の棒鋼手動疵取り工程の後であって、上記（４Ｄ）の棒鋼内部自動検査工程の前に、上記（４Ｃ）の棒鋼手動疵取り工程にて疵取りが行われた部位を目視検査し、残存疵が検出された場合は、その残存疵を手作業にて疵取りを行う棒鋼疵取り部検査・疵取り工程［（４Ｃ−１）の工程］を設けてもよい。
【００３４】
また、上記（２）の鋼片検査工程において、上記（２Ｄ）の鋼片自動疵取り工程の後に、磁粉探傷装置により鋼片表面を目視検査し、表面疵が検出された場合は、その表面疵を手作業にて疵取りを行う鋼片表面目視検査・手動疵取り工程［（２Ｅ）の工程］を設けてもよい。すなわち、上記（２Ｂ）の鋼片表面自動検査工程の表面自動検査装置にては検出できない、浅く短い表面疵は、別の磁粉探傷装置を用いて鋼片表面を目視検査し検出を行うのが推奨される。具体的には、上記（２Ｅ）の工程において、鋼片を磁化した後、その表面に蛍光磁粉を振り掛け、暗室内で磁粉模様を目視観察し、検出された表面疵にマーキングを施しておき、マーキングされた表面疵を手作業、すなわち、例えばチッピング、グラインダ、ホットスカーフィング等にて疵取りを行うとよい。
【００３５】
〔棒鋼の成分組成〕
本発明が適用される棒鋼の成分組成としては、例えば、質量％で、Ｃ：１．５％以下（０％は含まず）、Ｓｉ：３．０％以下（０％は含まず）、Ｍｎ：０．２〜３．０％、Ｐ：０．０３０％以下（０％は含まず）、Ｓ：０．０６％以下（０％は含まず）、残部Ｆｅおよび不可避的不純物よりなる鉄合金が推奨される。以下に上記各成分の限定理由を述べる。
【００３６】
Ｃ：１．５％以下（０％は含まず）
Ｃは機械構造用部品としての硬さを確保するのに必要な元素であるが、多すぎると靭性が低下するので、１．５％以下に抑えるのが好ましい。
【００３７】
Ｓｉ：３．０％以下（０％は含まず）
Ｓｉは鋼の溶製時に脱酸性元素として有効に作用する他、耐磨耗性、耐チッピング性にも有効に作用するが、多すぎると鍛造時の変形抵抗を高め、金型寿命を低下させるので、３．０％以下に抑えるのが好ましい。
【００３８】
Ｍｎ：０．２〜３．０％
Ｍｎは脱酸・脱硫剤および焼入れ性向上元素として働くため０．２％以上含有させるとよいが、多すぎると鍛造時の変形抵抗を高め、金型寿命を低下させるので、３．０％以下に抑えるのが好ましい。
【００３９】
Ｐ：０．０３０％以下（０％は含まず）
Ｐは粒界偏析や中心偏析を起こし、靭性を低下させるので、０．０３０％以下に抑えるのが好ましい。
【００４０】
Ｓ：０．０６％以下（０％は含まず）
Ｓは被削性を向上させる元素であり添加してもよいが、過剰な添加ではＭｎと反応して形成されるＭｎＳ介在物が増加して靭性が低下するので、０．０６％以下に抑えるのが好ましい。
【００４１】
また、本発明が適用される棒鋼の成分組成には、上記成分に加えて、さらに下記(１）〜（５）に示す成分のうち１種以上を含有させることができる。
【００４２】
（１）Ａｌ：０．００１〜０．１０％、Ｎｂ：０．００１〜０．０５％、Ｔｉ：０．００１〜０．２０％、Ｖ：０．０１〜０．３５％、Ｎ：０．００１〜０．０２５％のうち１種以上
Ａｌ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｖは微細な窒化物を形成し結晶粒を微細化する効果があるため添加してもよいが、少ない添加では効果が得られず、過剰な添加では窒化物が粗大化するので、それぞれ上下限の範囲内の添加量とするのが好ましい。
【００４３】
（２）Ｏ：０．００２０％以下（０％は含まず）
ＯはＡｌと反応してＡｌ２Ｏ３介在物を形成し靭性を低下させるので、０．００２０％以下に抑えるのが好ましい。
【００４４】
（３）Ｃｕ：２．５％以下、Ｎｉ：２．５％以下、Ｃｒ：３．０％以下、Ｍｏ：１．０％以下のうち1種以上（ただし、いずれの元素も０％は含まず）
Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏは機械構造用部品である例えば歯車での強度の向上効果があるため添加してもよいが、過剰な添加では介在物が多量に生成し靭性が低下するので、それぞれ上限以下に抑えるのが好ましい。
【００４５】
（４）Ｂ：０．００１〜０．０３％
Ｂは、上記Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏと同様、機械構造用部品である例えば歯車での強度の向上効果があるため０．００１％以上添加するとよいが、過剰な添加では介在物が多量に生成し靭性が低下するので、０．０３％以下に抑えるのが好ましい。
【００４６】
（５）Ｐｂ：０．２０％以下、Ｃａ：０．０２％以下、Ｍｇ：０．０５０％以下、Ｂｉ：０．１０％以下、Ｌｉ：０．１０％以下のうち1種以上（ただし、いずれの元素も０％は含まず）
Ｐｂ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｂｉ、Ｌｉは被削性を向上させる元素であるので添加してもよいが、過剰な添加では介在物が多量に生成し靭性が低下するので、それぞれ上限以下に抑えるのが好ましい。
【００４７】
本発明の効果を確証するため、以下の実証試験を実施した。
【実施例】
【００４８】
表１に示す成分組成の鋼種Ａ〜Ｆをそれぞれブルーム連続鋳造機で断面３００ｍｍ×４３０ｍｍの鋳片を鋳造した後、分塊圧延により断面１５５ｍｍ角の鋼片を各１０本作製した。そして、表２に示す試験条件で、各鋼種ごとに、鋼片検査を行った後、熱間圧延により５０ｍｍ径の棒鋼を製造し、さらに棒鋼検査を実施した。
【表１】
2008188637.tif 000003
【００４９】
ここで、鋼片検査または棒鋼検査において超音波斜角探傷を実施する場合は、鋼片検査および棒鋼検査のいずれの検査段階においても、超音波斜角探傷の条件として、先ずＧ型標準試験片を用いて２ｍｍ径の欠陥のエコー高さを３０ｄＢに較正しておき、その後、各鋼片または各棒鋼について測定を行い、エコー高さの閾値を１５ｄＢとし、１５ｄＢ以上のエコー高さが発生した部位を圧着状疵等と判定した。そして、鋼片検査段階では、圧着状疵等が検出された鋼片は原則廃却処分とし、可能な場合のみ次工程である（２Ｄ）の鋼片自動疵取り工程にて疵取りを行った。一方、棒鋼検査段階では、圧着状疵等が検出された鋼片はすべて廃却処分とした。
【００５０】
そして、鋼種Ａ、Ｂ、Ｃについては、棒鋼検査後の棒鋼を所定長さに切断し、図１に示す加工工程で熱間鍛造して等速ジョイントをそれぞれ５００個製造した。一方、鋼種Ｄ、Ｅ、Ｆについては、棒鋼検査後の棒鋼を熱処理し、所定長さに切断した後、さらに酸洗し皮膜処理を施した後、上記の鋼種Ａ、Ｂ、Ｃと同様、図１に示す加工工程で熱間鍛造して等速ジョイントをそれぞれ５００個製造した。そして、全等速ジョイントについて割れの有無を調査し、割れのあるものを不良品としてカウントし、不良率（不良品数／全数×１００％）を求めた。
【００５１】
調査結果を、表２に試験条件とともに併記する。なお、同表においては、ショットブラストおよび曲がり矯正についての記載を省略したが、全試験において、鋼片検査段階での表面自動検査の前に鋼片にショットブラストを施すとともに、棒鋼検査段階での表面検査の前に棒鋼に曲がり矯正を施した。
【表２】
2008188637.tif 000004
【００５２】
試験Ｎｏ．１、２、５、６、９、１０、１３、１４、１７、１８、２１、２２（発明例）は、本発明（請求項１に係る発明）の要件を満足しており、鍛造時の不良率はいずれも０．５％未満となった。
【００５３】
これに対し、試験Ｎｏ．３、４、７、８、１１、１２、１５、１６、１９、２０、２３，２４（比較例）は、棒鋼検査段階での超音波斜角探傷を実施していないため、圧着状疵等に起因する鍛造割れが認められ、不良率はいずれも１．０％以上となった。
【００５４】
ここで、棒鋼検査段階での超音波斜角探傷を実施した全発明例において、エコー高さが１５ｄＢ以上の欠陥を発見し廃棄処分とした棒鋼全数について、各欠陥部位を断面観察して圧着状疵であるか、介在物に起因する疵であるかを特定し、欠陥エコー高さと各疵の発生頻度との関係を図３に示した。
【００５５】
同図から明らかなように、エコー高さ３１ｄＢ以上で介在物に起因する疵が１例だけ発見されたが、その他の１１例はいずれも圧着状疵であり、エコー高さの閾値を１５ｄＢとし、１５ｄＢ以上のものを廃棄することで、圧着状疵に起因する棒鋼の鍛造時における割れを効果的に防止できることが確認できた。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の一実施形態に係る、鋳片から鋼片を経て棒鋼を製造するまでの工程を示すフロー図である。
【図２】棒鋼から等速ジョイントを製造する加工工程を示す図である。
【図３】棒鋼の超音波斜角探傷における、欠陥エコー高さと疵の発生頻度との関係を示すグラフ図である。
【図４】棒鋼の皮下部に存在する圧着状疵の様子を示す断面図である。
【図１】
2008188637.tif 000005
【図２】
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【図３】
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【図４】
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