(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚さ０.０５〜２ｍｍの鋼層と厚さ０.００１〜０.２ｍｍの銅系層が交互に積層して各層が接合してなる複合金属材料であって、鋼層は焼入れ・焼戻し処理または恒温変態処理を経た変態相が５０体積％以上を占める鋼、銅系層は溶融した後冷却した銅または銅合金で構成され、下記（１）式で定義される相当硬さＨが３００ＨＶ以上である、高強度複合金属材料。
Ｈ＝（Σ［Ｔｓ×Ｈｓ］＋Σ［Ｔｃ×Ｈｃ］）／（ΣＴｓ＋ΣＴｃ）  ……（１）
ここで、
Σ［Ｔｓ×Ｈｓ］；  各鋼層の厚さＴｓ（ｍｍ）と硬さＨｓ（ＨＶ）の積を全鋼層について合計したもの
Σ［Ｔｃ×Ｈｃ］；  各銅系層の厚さＴｃ（ｍｍ）と硬さＨｃ（ＨＶ）の積を全銅系層について合計したもの
ΣＴｓ；  全鋼層厚さ（ｍｍ）
ΣＴｃ；  全銅系層厚さ（ｍｍ）
【請求項２】
厚さ０.０５〜２ｍｍの鋼層と厚さ０.００１〜０.２ｍｍの銅系層が交互に積層して各層が接合してなる複合金属材料であって、鋼層は焼入れ・焼戻し処理または恒温変態処理を経た変態相が５０体積％以上を占める鋼、銅系層は銅または銅合金で構成され、下記（１）式で定義される相当硬さＨが３００ＨＶ以上であり、積層方向の厚さ（ΣＴｓ＋ΣＴｃ）が１０ｍｍ以上であり、Ｖノッチの深さ方向が積層方向に一致する衝撃試験片による常温での２ｍｍＶノッチ衝撃値Ｉ（Ｊ／ｃｍ2）と前記相当硬さＨ（ＨＶ）の積Ｉ×Ｈが７５０００以上である高強度複合金属材料。
Ｈ＝（Σ［Ｔｓ×Ｈｓ］＋Σ［Ｔｃ×Ｈｃ］）／（ΣＴｓ＋ΣＴｃ）  ……（１）
ここで、
Σ［Ｔｓ×Ｈｓ］；  各鋼層の厚さＴｓ（ｍｍ）と硬さＨｓ（ＨＶ）の積を全鋼層について合計したもの
Σ［Ｔｃ×Ｈｃ］；  各銅系層の厚さＴｃ（ｍｍ）と硬さＨｃ（ＨＶ）の積を全銅系層について合計したもの
ΣＴｓ；  全鋼層厚さ（ｍｍ）
ΣＴｃ；  全銅系層厚さ（ｍｍ）
【請求項３】
鋼層の積層数が５以上である請求項１または２に記載の高強度複合金属材料。
【請求項４】
焼入れ・焼戻し処理または恒温変態処理により硬さ３５０ＨＶ以上となる化学組成を有する厚さ０.０５〜２ｍｍの鋼板をめっき原板とした銅めっき鋼板を、複数層に積層して、積層方向に荷重を付与しながら銅の融点以上１２００℃以下の温度に保持し、銅が溶融した後冷却することにより、厚さ０.００１〜０.２ｍｍの銅層を介して鋼層が接合した積層体を得る工程、
その積層体を、鋼層の硬さが３５０ＨＶ以上となる条件の前記焼入れ・焼戻し処理または恒温変態処理に相当するヒートパターンの熱処理に供する工程、
を有する高強度複合金属材料の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼層と銅系層が交互に積層して一体化した構造を有する積層方向の靭性に優れた高強度複合金属材料、およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高強度金属材料において、一般に「強度（硬さ）」と「靭性」はトレードオフの関係にあり、それらを高いレベルで両立させることは非常に難しい。汎用的な高強度金属材料としては、焼入れ・焼戻し処理、あるいは高温変態処理を施して変態相（マルテンサイト相やベイナイト相など）を生成させた鋼材を挙げることができる。これらは硬さが３００〜７５０ＨＶレベルの高強度を呈することから、機械構造部材、工具、刃物など、多くの高強度用途で広く使用されている。しかしながら、常温での２ｍｍＶノッチ衝撃値は高々１００Ｊ／ｃｍ2程度であり、この種の鋼材でそれ以上の靭性を安定的に具備させることは困難である。
【０００３】
一方、靭性に特化した代表的な鋼材としてハットフィールド鋼（高Ｍｎオーステナイト鋼）が挙げられる。この種の鋼材では常温での２ｍｍＶノッチ衝撃値が３００Ｊ／ｃｍ2程度と極めて高い靱性を呈するものを得ることも可能である。しかし、その強度レベルは２００ＨＶ程度にとどまる。また、この種の材料を冷間圧延すれば硬さが４００ＨＶを超える領域まで高強度化することはできるが、この場合、常温での２ｍｍＶノッチ衝撃値は２００Ｊ／ｃｍ2を大きく下回るレベルまで低下してしまう。
【０００４】
非鉄金属材料においては析出強化などを利用して高強度化を図ったものが種々知られているが、一般に銅合金やアルミニウム合金などの一般的な非鉄金属材料で５００〜７５０ＨＶという強度レベルを実現することは容易でない。３００〜５００ＨＶの強度レベルを実現する場合においては、同じ強度レベルの鋼材と比較するとコストが高くなり、また優れた靭性を具備させることは難しい。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−０８２６６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、汎用的な素材を用いて、これまで困難とされていた高いレベルで「高強度」および一定方向における「高靭性」を両立させた金属材料を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的は、厚さ０.０５〜２ｍｍの鋼層と厚さ０.００１〜０.２ｍｍの銅系層が交互に積層して各層が接合してなる複合金属材料であって、鋼層は焼入れ・焼戻し処理または恒温変態処理を経た変態相が５０体積％以上を占める鋼、銅系層は溶融した後冷却した銅または銅合金で構成され、下記（１）式で定義される相当硬さＨが３００ＨＶ以上である、高強度複合金属材料によって達成される。
Ｈ＝（Σ［Ｔｓ×Ｈｓ］＋Σ［Ｔｃ×Ｈｃ］）／（ΣＴｓ＋ΣＴｃ）  ……（１）
ここで、
Σ［Ｔｓ×Ｈｓ］；  各鋼層の厚さＴｓ（ｍｍ）と硬さＨｓ（ＨＶ）の積を全鋼層について合計したもの
Σ［Ｔｃ×Ｈｃ］；  各銅系層の厚さＴｃ（ｍｍ）と硬さＨｃ（ＨＶ）の積を全銅系層について合計したもの
ΣＴｓ；  全鋼層厚さ（ｍｍ）
ΣＴｃ；  全銅系層厚さ（ｍｍ）
【０００８】
本明細書では、この複合金属材料（積層体）において、各層の厚さ方向を「積層方向」と呼んでいる。鋼層の積層数は例えば５以上とすることが好ましい。各鋼層は同一鋼種で構成してもよいし異種の鋼種を混ぜて構成してもよい。各鋼層の厚さは同一であってもよいし異なっていても構わない。各銅系層についても同一種類の材料で構成してもよいし異種の材料で構成してもよい。また、各銅系層の厚さは同一であってもよいし異なっていても構わない。
【０００９】
各鋼層の厚さＴｓ（ｍｍ）および各銅系層の厚さＴｃ（ｍｍ）は、当該複合金属材料の積層方向に平行な断面についての顕微鏡観察を実施して定めることができる。各鋼層の硬さＨｓ（ＨＶ）および各銅系層の硬さＨｃ（ＨＶ）は、一般には上記断面についてマイクロビッカース硬度計を用いた硬度測定を行うことにより求めることができる。ただし、薄いために精度よく測定できない場合は、同一組成の材料について同一の熱履歴を付与する処理を行ったサンプルを用いた測定値で代用しても構わない。銅系層が特に電気めっきに由来する銅で構成され、薄いために断面硬さが測定困難な場合は、Ｈｃ＝８５ＨＶの値を使用して差し支えない。
【００１０】
また本発明では、厚さ０.０５〜２ｍｍの鋼層と厚さ０.００１〜０.２ｍｍの銅系層が交互に積層して各層が接合してなる複合金属材料であって、鋼層は焼入れ・焼戻し処理または恒温変態処理を経た変態相が５０体積％以上を占める鋼、銅系層は銅または銅合金で構成され、前記（１）式で定義される相当硬さＨが３００ＨＶ以上であり、積層方向の厚さ（ΣＴｓ＋ΣＴｃ）が１０ｍｍ以上であり、Ｖノッチの深さ方向が積層方向に一致する衝撃試験片によって評価される常温（２０℃）での２ｍｍＶノッチ衝撃値Ｉ（Ｊ／ｃｍ2）と前記相当硬さＨ（ＨＶ）の積Ｉ×Ｈが７５０００以上である高強度複合金属材料が提供される。
【００１１】
また、上記の複合金属材料の製造方法として、本発明では、焼入れ・焼戻し処理または恒温変態処理により硬さ３５０ＨＶ以上となる化学組成を有する厚さ０.０５〜２ｍｍの鋼板をめっき原板とした銅めっき鋼板を、複数層に積層して、積層方向に荷重を付与しながら銅の融点以上１２００℃以下の温度に保持し、銅が溶融した後冷却することにより、厚さ０.００１〜０.２ｍｍの銅層を介して鋼層が接合した積層体を得る工程、
その積層体を、鋼層の硬さが３５０ＨＶ以上となる条件の前記焼入れ・焼戻し処理または恒温変態処理に相当するヒートパターンの熱処理に供する工程、
を有する積層方向の靭性に優れた高強度複合金属材料の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、比較的安価な汎用素材を用いて「高強度」および一定方向における「高靭性」を高いレベルで両立させた複合金属材料が実現された。その靭性は、当該複合金属材料を構成する元の素材からは考えられないほど飛躍的な向上している。
【００１３】
本発明の複合金属材料は、高強度と高靭性を有する金属材料の適用が望まれる種々の用途において、部材の薄肉化、構造の単純化、性能向上などに寄与しうると考えられる。そのような用途としては、例えば自動車や輸送機器の衝撃吸収部材、免震構造部材、防弾部材などが挙げられる他、様々な用途展開が期待される。また、市販の銅めっき鋼板を用いて製造することもできるため、素材コストは低く抑えられ、製造も比較的容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１に、本発明の複合金属材料の断面構造を模式的に示す。鋼層と銅系層が交互に積層している。隣り合う層どうしはタイトに接合している。その接合強さはロウ付けに匹敵する。銅系層は銅または銅合金の層である。銅系層が銅である場合は特に「銅層」と呼ぶこともある。積層数は、鋼層の数が少なくとも２以上であることが必要であるが、５以上のものが好適な対象となり、１０以上とすることがより好ましい。図１には便宜状、鋼層の数が３のものを示してある。積層方向の端部は用途に応じて鋼層、銅系層のいずれかが選択される。一端部を鋼層、他の端部を銅系層としてもよい。鋼層の積層数がｉである場合、銅系層の積層数はｉ−１、ｉ、ｉ＋１のいずれかになる（ただしｉは２以上の整数）。
【００１５】
本発明の複合金属材料は、積層方向の靭性が極めて高いことに大きな特徴がある。図２に、Ｖノッチ衝撃試験片の採取方向を模式的に示す。衝撃試験においてハンマーにより付与される衝撃方向が積層方向となる場合（図２（ａ））をフラットワイズ（Flat-wise）と呼び、それと直角方向となる場合（図２（ｂ））をエッジワイズ（Edge-wise）と呼ぶ。積層方向の靭性はフラットワイズの衝撃試験で評価される。
【００１６】
図３に、本発明の複合金属材料から切り出した２ｍｍＶノッチ衝撃試験片についてフラットワイズの衝撃試験に供した後の外観（図面代用写真）を例示する。これは後述実施例の本発明例Ｎｏ.３に該当するものである。この例では、各鋼層は同一の鋼種Ｓ５５Ｃで構成されており、銅系層は銅である。両層のトータルの厚さ比率ΣＴｓ／ΣＴｃは２５程度であり、大部分が鋼層で占められている。通常のＳ５５Ｃ鋼材（バルク材）の場合、この複合金属材料を作製したときの熱処理条件（焼入れ・焼戻し）では、硬さ４５０ＨＶ程度、２ｍｍＶノッチ衝撃値１５Ｊ／ｃｍ2程度となる。ところがこの複合金属材料は、相当硬さ４２６ＨＶ程度を維持しながら、積層方向の２ｍｍＶノッチ衝撃値は２２９Ｊ／ｃｍ2という極めて高い値を示すようになる。これと同様の構造を有する積層体にオーステンパー処理を施した場合には、相当硬さ４７０ＨＶ、積層方向の２ｍｍＶノッチ衝撃値３３７Ｊ／ｃｍ2という驚異的な強靱性を呈する複合金属材料が得られる（後述実施例の本発明例Ｎｏ.１）。
【００１７】
このように、本発明の複合金属材料においては、鋼層および銅系層を構成する各材料の靱性からは考えられないほど顕著に積層方向の靱性が向上する。そのメカニズムに関しては現時点で十分に解明されていないが、試験後の衝撃試験片の観察から、靱性の低い鋼層で生じた亀裂が銅系層の存在によって隣の鋼層に伝播しにくい状態となっているものと推察される。このことは、エッジワイズの試験片による衝撃値はバルクの鋼材と同等の値となり、フラットワイズのような靱性向上が認められないことからも肯定される。なお、鋼層に同じ鋼種を用いた場合でも、焼入れ後に適切な焼戻しを行っていない場合（すなわち、焼入れ・焼戻し処理を経たとは言えない場合）には、フラットワイズであっても上記のような顕著な靱性向上は見られない。
【００１８】
鋼層の厚さは０.０５〜２ｍｍ、銅系層の厚さは０.００１〜０.２ｍｍ程度の範囲とすればよい。ただし、鋼層による高強度を十分に発揮させるためには、両層のトータルの厚さ比率ΣＴｓ／ΣＴｃを４以上とすることが好ましい。一方、積層方向の靱性を顕著に向上させるにはΣＴｓ／ΣＴｃを５０以下とすることが効果的であり、３０以下とすることがより好ましい。また、特性の均質化を図るためには、各鋼層および各銅系層をそれぞれ同種類の材料で構成した上で、各鋼層の厚さＴｓおよび各銅系層厚さＴｃはそれぞれ、Ｔｓの平均値およびＴｃの平均値に対して±５０％の範囲にあることが望ましく、±３０％の範囲にあることがより好ましい。後述のように銅めっき鋼板を用いて積層体を形成させる場合には、各鋼層厚さは例えば０.１〜１ｍｍ、各銅層厚さは例えば５〜５０μｍ程度の範囲に調整することが効率的である。
【００１９】
本発明の複合金属材料は、鋼層に高強度鋼を採用する。これによって高強度と積層方向の高靭性を兼ね備えたものが得られる。高強度鋼としては焼入れ・焼戻し処理または恒温変態処理によって高強度化されるタイプの鋼種を採用する。このタイプのものは、銅系層と接合する際の高温の熱処理を経た後に、所定の焼入れ・焼戻し処理または恒温変態処理を付与することによって「変態相」を生成させることができ、それによって高強度化される。「変態相」は鋼材を焼入れ・焼戻し処理または恒温変態処理に供することによってＡ1変態点より低い温度で生成する相である。焼入れ・焼戻し処理によって得られる変態相は代表的にはマルテンサイト相（焼戻しにより微細化したものを含む）である。恒温変態処理としては例えばオーステンパーが挙げられ、それによって得られる変態相は代表的にはベイナイト相である。処理によっては種類の異なる変態相が共存することもある。変態相の残部には通常、炭化物が存在するが、その他、残留オーステナイト相、初析フェライト相などが存在していても構わない。変態相は５０体積％以上存在することが、高強度化にとって有利である。相当硬さ３００ＨＶ以上（後述）を安定して実現するためには、焼入れ・焼戻し処理または恒温変態処理により硬さ３５０ＨＶ以上となる化学組成を有するものを使用することが好ましい。
【００２０】
鋼層を構成する具体的な鋼種として、ＪＩＳなどの規格鋼種を例示すれば、Ｓ１０Ｃ，Ｓ３５Ｃ，Ｓ５５Ｃ，ＳＣＭ４３５，ＳＵＰ６，ＳＫ８５，ＳＫ１００，ＳＫ１２０，ＳＵＪ２，ＳＵＳ４２０Ｊ２などが挙げられる。１つの積層体に複数の鋼種を混ぜて使用する場合は、同一の熱処理が採用できる鋼種を組み合わせる。
【００２１】
具体的な化学組成として以下のものが例示できる。
［１］質量％で、Ｃ：０.１〜１.５％、Ｍｎ：０.２〜２％、Ｐ：０.０３％以下、Ｓ：０.０３％以下、残部Ｆｅおよび不可避的不純物
［２］上記［１］において、さらにＳｉ：２.５％以下を含有するもの
［３］上記［１］または［２］において、Ｃｒ：２％以下、Ｎｉ：２％以下、Ｍｏ：２％以下、Ｔｉ：０.５％以下、Ｎｂ：０.５％以下、Ｖ：０.５％以下、Ｂ：０.０２％以下の１種以上を含有するもの
【００２２】
銅系層は、銅または銅合金で構成される。ここでいう銅合金は銅含有量が５０質量％以上のものである。合金元素の添加によって融点が上昇する銅合金（例えばＣｕ−Ｎｉ系）では、融点が概ね１１５０℃以下の組成範囲を採用する。銅系層は、積層体を形成した後に鋼層と一緒に焼入れ・焼戻し処理または恒温変態処理に供されるので、銅合金で構成する場合はそのような熱履歴を受けたときに脆い相が生成しない合金系であることが望ましい。好適な例としては純度９０％以上の銅が挙げられ、電気銅めっきに由来する銅はこれに該当する。
【００２３】
本発明の複合金属材料は、前記（１）式で定義される相当硬さＨが３００ＨＶ以上であるものが対象となる。これより相当硬さが低い場合は上記のような鋼種と比較して強度不足となる場合がある。相当硬さＨは３５０ＨＶ以上であることがより好ましく、４００ＨＶ以上であるものが一層好ましい対象となる。相当硬さＨは主として、鋼層と銅系層のトータルの厚さ比率ΣＴｓ／ΣＴｃ、および鋼層を構成する材料の硬さＨｓ（ＨＶ）によってコントロールすることができる。本発明で規定される金属組織の鋼材を鋼層に使用する限り、鋼層の硬さＨｓと銅系層の硬さＨｃはＨｓ＞Ｈｃの関係にあるので、（１）式から判るとおり、鋼層と銅系層のトータルの厚さ比率ΣＴｓ／ΣＴｃを大きくすることによって相当硬さが増大する。
【００２４】
本発明の複合金属材料の積層方向の厚さ（ΣＴｓ＋ΣＴｃ）は、１ｍｍ程度と薄くても積層方向の高靱性を享受することができるが、（ΣＴｓ＋ΣＴｃ）が約１０ｍｍ以上である場合には、フラットワイズの２ｍｍＶノッチ衝撃試験片を用いて、直接的に積層方向のＶノッチ衝撃値を測定することができる。常温（２０℃）での２ｍｍＶノッチ衝撃値Ｉ（Ｊ／ｃｍ2）と前記相当硬さＨ（ＨＶ）の積Ｉ×Ｈが７５０００以上であるものが本発明において特に好適な対象となる。単一鋼種からなるバルク材においてＩ×Ｈがこのように高い値を示す材料を実現することは極めて困難である。
【００２５】
本発明の複合金属材料は、隣り合う鋼層と銅系層がタイトに接合していることに特徴がある。このような接合構造を得るための方法として、各銅系層を構成する銅または銅合金をロウ材として利用することが極めて効果的である。ロウ材として薄い銅または銅合金のシートを鋼材の間に挟んで、ロウ材の融点以上に加熱する方法が挙げられる。しかし、より効率的な手法として、本発明では銅めっき鋼板を使用する方法を提供する。
【００２６】
この場合、めっき原板として前述のように焼入れ・焼戻し処理または恒温変態処理により高強度化される鋼種からなる厚さ０.０５〜２ｍｍの鋼板を用い、これに電気銅めっきを施した銅めっき鋼板を用意する。通常、電気銅めっきは鋼板の両面に施されるが、銅めっきの目付量は、銅めっき層がロウ材となって厚さ０.００１〜０.２ｍｍの銅層を形成するに足る厚さとする。電気銅めっき鋼板を複数層に積層して、積層方向にある程度の荷重を付与しながら銅の融点以上１２００℃以下の温度に保持し、めっき層の銅を溶融させ、その後冷却する。銅の融点は純銅の場合で１０８３℃であるから、通常、１１５０℃程度の炉温に設定された炉中に装入することにより、短時間で各層の銅（ロウ材）を溶融させることができる。１２００℃を超える温度に加熱することは経済性を損ない、また銅の蒸発による炉内の汚染も大きくなるので好ましくない。この加熱中に付与する積層方向の荷重によって、銅層の厚さＴｃを制御することもできる。すなわち、荷重を高めるほど、鋼板の間から溶融状態で排除される銅（ロウ材）の量が多くなり、銅層の厚さは薄くなる。ただし、排除する銅の量があまり過剰になると銅の歩留が悪くなるので好ましくない。
【００２７】
このようにして得られた積層体について、鋼層の鋼を強化するための熱処理、すなわち鋼種に応じた焼入れ・焼戻し処理または恒温変態処理に相当するヒートパターンの熱処理を施すことによって、積層方向の靭性が顕著に向上した本願発明の複合金属材料が得られる。
【実施例】
【００２８】
下記の化学組成を有する鋼（Ｓ５５Ｃ）をめっき原板とする板厚０.２７ｍｍの電気銅めっき鋼板を用意した。この鋼板は厚さ０.２５ｍｍのめっき原板の表面に無光沢Ｃｕめっきを片面あたり０.０１ｍｍの厚さで施したものである。
〔鋼組成〕
質量％で、Ｃ：０.５５％、Ｓｉ：０.２０％、Ｍｎ：０.８０％、Ｐ：０.０１２％、Ｓ：０.００８％、Ｃｒ：０.１３％、残部Ｆｅおよび不可避的不純物
【００２９】
この銅めっき鋼板から１００×５０ｍｍの切り板を採取し、その切り板１００枚を高温真空炉の中に積み重ねてセットした。図４にセットの仕方を模式的に示す。定盤の上に切り板１００枚を積み重ねた。その際、ずれ止めの鋼製ブロックを四方に配置した。積み重ねた切り板の上部に重錘を乗せ、めっき鋼板間の平均面圧（上から５０枚目と５１枚目の間に作用する面圧）が約４０ｇｆ／ｃｍ2となるようにした。この状態にセットして真空引き後にＡｒ雰囲気とした後、以下の条件でロウ付け熱処理を施した。
〔ロウ付け熱処理〕
常温から１０００℃まで約３時間で昇温→１０００℃×１０分保持→１１５０℃まで昇温→１１５０℃×１０分保持→炉内で常温まで冷却
【００３０】
ロウ付け熱処理により得られた積層体から、フラットワイズおよびエッジワイズの２ｍｍＶノッチ衝撃試験片を作製した。フラットワイズでは、試験片中の積層数（鋼層の数）が４０となるようにした。この試験片について、以下の２種類の条件で熱処理を施した。
〔熱処理Ａ〕
オーステンパー処理（鋼層５００ＨＶ狙い）；  ８１０℃×２０分保持→３００℃×３０分保持→空冷
〔熱処理Ｂ〕
焼入れ・焼戻し処理（鋼層４５０ＨＶ狙い）；  ８５０℃×２０分保持→油冷（６０℃）→４００℃×６０分保持→空冷
【００３１】
熱処理後の試験片について、鋼層および銅層の断面硬さをマイクロビッカース硬度計により測定した。また、銅層の平均厚さを測定した（鋼層の平均厚さは０.２５ｍｍ一定）。これらの測定値を前記（１）式に代入することにより相当硬さを求めた。
【００３２】
また、熱処理後の２ｍｍＶノッチ衝撃試験片について、ＪＩＳ Ｚ２２４２に準拠した方法で２０℃でのシャルピー衝撃試験を実施した。
【００３３】
結果を表１に示す。表１中には上記と同組成のＳ５５Ｃバルク材に対して５００ＨＶ狙いの焼入れ焼戻し処理を施した場合の２ｍｍＶノッチ衝撃値も併せて示す。図５には相当硬さと２ｍｍＶノッチ衝撃値の関係を示す。図５中には鋼材トップレベルの靭性を示す鋼種ハットフィールド鋼（高Ｍｎオーステナイト鋼）バルク材のデータも併せて示す。
参考のため図６に上記ロウ付け熱処理後、および焼入れ・焼戻し（熱処理Ｂ）後の積層体について、断面の金属組織写真を示す。図６中の（ｂ）は本発明例の複合金属材料である表１のＮｏ.３に該当する。
【００３４】
【表１】
0005094325.tif 000002
【００３５】
本発明の複合金属材料は、その鋼層を構成するＳ５５Ｃのバルク材と比べ、積層方向の靭性（衝撃値）が極めて高い。特に熱処理Ａのオーステンパー処理を施したものは、相当硬さ４７０ＨＶを有しながら鋼種ＩＲＳ２水靭材を上回る積層方向の靭性を呈する。エッジワイズの衝撃試験ではバルク材と同等の靭性を呈した。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の複合金属材料の断面構造を模式的に示した図。
【図２】Ｖノッチ衝撃試験片の採取方向を模式的に示した図。
【図３】本発明の複合金属材料から切り出した２ｍｍＶノッチ衝撃試験片についてフラットワイズの衝撃試験に供した後の外観を例示した図面代用写真。
【図４】ロウ付け熱処理での試料のセットの仕方を模式的に示した図。
【図５】相当硬さと２ｍｍＶノッチ衝撃値の関係を示したグラフ。
【図６】ロウ付け熱処理後および焼入れ・焼戻し（熱処理Ｂ）後の積層体断面の金属組織写真。
【図１】
0005094325.tif 000003
【図２】
0005094325.tif 000004
【図４】
0005094325.tif 000005
【図５】
0005094325.tif 000006
【図３】
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【図６】
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