JP7352069B2 - 線材及び鋼線 - Google Patents
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Description
本開示は、線材及び鋼線に関する。
鋼からなる線材は、自動車等のタイヤの補強材であるワイヤー、アルミ送電線などの補強用ワイヤー、ＰＣ（プレストレストコンクリート）鋼線、橋梁等に用いられるロープ用ワイヤーなどに使用される高強度鋼線の素材として幅広く用いられている。
通常、線材は熱間圧延によって製造され、所定の線径にまで伸線加工を行う途中で中間パテンティング処理を１～２回程度施し、細い鋼線（最終製品の素線）にまで伸線加工される。例えば、自動車用タイヤの補強材に使用される線径０．５ｍｍ以下の補強材では、線径１．５ｍｍ程度で中間パテンティングを施した後、最終線径まで伸線加工される。
通常、線材は熱間圧延によって製造され、所定の線径にまで伸線加工を行う途中で中間パテンティング処理を１～２回程度施し、細い鋼線（最終製品の素線）にまで伸線加工される。例えば、自動車用タイヤの補強材に使用される線径０．５ｍｍ以下の補強材では、線径１．５ｍｍ程度で中間パテンティングを施した後、最終線径まで伸線加工される。
伸線加工性を考慮した線材として、例えば、特許文献１では、重量％で、Ｃ：０．４－０．６５％、Ｓｉ：０．１－１．０％、Ｍｎ：０．１－１．０％，Ｃｒ：０．３％以下またはＢ：１００ｐｐｍ以下、残りＦｅ及び不可避不純物の組成であって、そこにＴｉ，Ｎｂ，Ｖの元素グループの中から選択した少なくとも１種以上が０．０２％以下の範囲で含有されて、その組織が初析フェライトの分率が１０％以下で、残りは６－１０％のセメンタイト（ｃｅｍｅｎｔｉｔｅ）が不連続的に形成されたパーライト（ｐｅａｒｌｉｔｅ）組織を包含して構成されることを特徴とする伸線加工性が優れた高強度鋼線用線材が開示されている。
また、特許文献２では、質量％で、Ｃ：０．２～０．５５％、Ｓｉ：０．１～１．０％、Ｍｎ：０．１～１．１％、Ａｌ：０．０１％以下（０％を含む）を含有し、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなり、フェライト面積率が２０％以上５０％未満で残部の９０％以上がパーライトであることを特徴とする線径４～７ｍｍの高強度鋼線用線材が開示されている。
また、特許文献２では、質量％で、Ｃ：０．２～０．５５％、Ｓｉ：０．１～１．０％、Ｍｎ：０．１～１．１％、Ａｌ：０．０１％以下（０％を含む）を含有し、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなり、フェライト面積率が２０％以上５０％未満で残部の９０％以上がパーライトであることを特徴とする線径４～７ｍｍの高強度鋼線用線材が開示されている。
線材に対して中間パテンティングを施すと、線材の微細組織は中間パテンティング時に崩されることになり、熱間圧延時及び熱間圧延後の線材の作りこみが最終製品に与える影響は小さくなってしまう。例えば、線材段階で微細組織として延性に富んでいても、中間パテンティング後には線材の特性差を保てない。
上記課題に鑑み、本開示は、中間パテンティング後においても強度と延性（絞り）のバランスに優れた線材を提供することを目的とする。
また、本開示は、強度と延性（絞り及び捻回特性）のバランスに優れた鋼線を提供することを目的とする。
また、本開示は、強度と延性（絞り及び捻回特性）のバランスに優れた鋼線を提供することを目的とする。
上記課題を解決するための手段には、以下の態様が含まれる。
＜１＞ 質量％で
Ｃ：０．４０％以上０．８０％以下、
Ｓｉ：０．１０％以上２．０％以下、
Ｍｎ：０．１０％以上１．０％以下、
Ｐ：０．０３０％以下、
Ｓ：０．０３０％以下、
Ｎ：０．００１５％％以上０．００６０％以下、及び
Ｔｉ：０．００５％以上０．０３０％以下、
を含有し、残部がＦｅ及び不純物からなる鋼成分を有し、かつ、Ｎの含有量に対するＴｉの含有量の比が３．３以上６．５以下を満たし、
線材の直径をＤとしたときに、中心軸からＤ／５０以内の領域において円相当径が１０ｎｍ以上のＴｉ炭窒化物のうち１０ｎｍ以上４０ｎｍ以下のＴｉ炭窒化物の個数が１０％以上であり、前記中心軸からＤ／９以内の領域において円相当径が０．５μｍ以上のＴｉ炭窒化物のうち３μｍ以上のＴｉ炭窒化物の個数が４０％以下である線材。
＜２＞ 前記鋼成分が、質量％で
Ａｌ：０．０５０％以下、
Ｃｒ：１．０％以下、
Ｎｂ：０．０５０％以下、
Ｖ：０．１５％以下、
Ｃａ：０．００４０％以下、
Ｍｇ：０．００４０％以下、及び
Ｂ：０．００３０％以下、
からなる群から選ばれる１種または２種以上を満たす＜１＞に記載の線材。
＜３＞ パーライト組織を有し、前記中心軸からＤ／９以内の領域において、フェライト結晶方位が１５°以上の角度差で囲まれる領域を結晶粒と定義した際の結晶粒径の平均値が、１６μｍ以下である＜１＞又は＜２＞に記載の線材。
＜４＞ パーライト組織を有し、前記中心軸からＤ／９以内の領域におけるパーライト組織の面積率が、９０％以上である＜１＞～＜３＞のいずれか１つに記載の線材。
＜５＞ パーライト組織を有し、前記中心軸からＤ／９以内の領域における前記パーライト組織のラメラ間隔の平均値が、７０ｎｍ以下である＜１＞～＜３＞のいずれか１つに記載の線材。
Ｃ：０．４０％以上０．８０％以下、
Ｓｉ：０．１０％以上２．０％以下、
Ｍｎ：０．１０％以上１．０％以下、
Ｐ：０．０３０％以下、
Ｓ：０．０３０％以下、
Ｎ：０．００１５％％以上０．００６０％以下、及び
Ｔｉ：０．００５％以上０．０３０％以下、
を含有し、残部がＦｅ及び不純物からなる鋼成分を有し、かつ、Ｎの含有量に対するＴｉの含有量の比が３．３以上６．５以下を満たし、
線材の直径をＤとしたときに、中心軸からＤ／５０以内の領域において円相当径が１０ｎｍ以上のＴｉ炭窒化物のうち１０ｎｍ以上４０ｎｍ以下のＴｉ炭窒化物の個数が１０％以上であり、前記中心軸からＤ／９以内の領域において円相当径が０．５μｍ以上のＴｉ炭窒化物のうち３μｍ以上のＴｉ炭窒化物の個数が４０％以下である線材。
＜２＞ 前記鋼成分が、質量％で
Ａｌ：０．０５０％以下、
Ｃｒ：１．０％以下、
Ｎｂ：０．０５０％以下、
Ｖ：０．１５％以下、
Ｃａ：０．００４０％以下、
Ｍｇ：０．００４０％以下、及び
Ｂ：０．００３０％以下、
からなる群から選ばれる１種または２種以上を満たす＜１＞に記載の線材。
＜３＞ パーライト組織を有し、前記中心軸からＤ／９以内の領域において、フェライト結晶方位が１５°以上の角度差で囲まれる領域を結晶粒と定義した際の結晶粒径の平均値が、１６μｍ以下である＜１＞又は＜２＞に記載の線材。
＜４＞ パーライト組織を有し、前記中心軸からＤ／９以内の領域におけるパーライト組織の面積率が、９０％以上である＜１＞～＜３＞のいずれか１つに記載の線材。
＜５＞ パーライト組織を有し、前記中心軸からＤ／９以内の領域における前記パーライト組織のラメラ間隔の平均値が、７０ｎｍ以下である＜１＞～＜３＞のいずれか１つに記載の線材。
＜６＞ 前記鋼成分が、質量％で
Ａｌ：０．００５％以上０．０５０％以下
を満たす＜１＞～＜５＞のいずれか１つに記載の線材。
＜７＞ 前記鋼成分が、質量％で
Ｃｒ：０．０５％以上１．０％以下
を満たす＜１＞～＜６＞のいずれか１つに記載の線材。
＜８＞ 前記鋼成分が、質量％で
Ｎｂ：０．００３％以上０．０５０％以下及び
Ｖ：０．００５％以上０．１５％以下
の少なくとも一方を満たす＜１＞～＜７＞のいずれか１つに記載の線材。
＜９＞ 前記鋼成分が、質量％で
Ｃａ：０．０００２％以上０．００４０％以下及び
Ｍｇ：０．０００２％以上０．００４０％以下
の少なくとも一方を満たす＜１＞～＜８＞のいずれか１つに記載の線材。
＜１０＞ 前記鋼成分が、質量％で
Ｂ：０．０００１％以上０．００３０％以下
を満たす＜１＞～＜９＞のいずれか１つに記載の線材。
＜１１＞ 前記線材の直径が、１．５ｍｍ以上９．０ｍｍ以下である＜１＞～＜１０＞のいずれか１つに記載の線材。
Ａｌ：０．００５％以上０．０５０％以下
を満たす＜１＞～＜５＞のいずれか１つに記載の線材。
＜７＞ 前記鋼成分が、質量％で
Ｃｒ：０．０５％以上１．０％以下
を満たす＜１＞～＜６＞のいずれか１つに記載の線材。
＜８＞ 前記鋼成分が、質量％で
Ｎｂ：０．００３％以上０．０５０％以下及び
Ｖ：０．００５％以上０．１５％以下
の少なくとも一方を満たす＜１＞～＜７＞のいずれか１つに記載の線材。
＜９＞ 前記鋼成分が、質量％で
Ｃａ：０．０００２％以上０．００４０％以下及び
Ｍｇ：０．０００２％以上０．００４０％以下
の少なくとも一方を満たす＜１＞～＜８＞のいずれか１つに記載の線材。
＜１０＞ 前記鋼成分が、質量％で
Ｂ：０．０００１％以上０．００３０％以下
を満たす＜１＞～＜９＞のいずれか１つに記載の線材。
＜１１＞ 前記線材の直径が、１．５ｍｍ以上９．０ｍｍ以下である＜１＞～＜１０＞のいずれか１つに記載の線材。
＜１２＞ ＜１＞、＜２＞、及び＜６＞～＜１０＞のいずれか１つに記載の鋼成分を有し、かつ、Ｎの含有量に対するＴｉの含有量の比が３．３以上６．５以下を満たし、
鋼線を平均昇温速度１０℃／秒以上３０℃／秒以下で９００℃まで加熱して１分間保持した場合、鋼線の直径をｄとしたときに、中心軸からｄ／２０以内の領域において円相当径が１０ｎｍ以上のＴｉ炭窒化物のうち１０ｎｍ以上４０ｎｍ以下のＴｉ炭窒化物の個数が１０％以上であり、前記中心軸からｄ／９以内の領域において円相当径が０．５μｍ以上のＴｉ炭窒化物のうち３μｍ以上のＴｉ炭窒化物の個数が４０％以下であり、前記中心軸からｄ／９以内の領域における鋼線の長手方向に対して平行となる＜１１０＞方位の集積度が２．０以上である鋼線。
＜１３＞ 前記鋼線の直径が、０．５ｍｍ以上３．０ｍｍ以下である＜１２＞に記載の鋼線。
鋼線を平均昇温速度１０℃／秒以上３０℃／秒以下で９００℃まで加熱して１分間保持した場合、鋼線の直径をｄとしたときに、中心軸からｄ／２０以内の領域において円相当径が１０ｎｍ以上のＴｉ炭窒化物のうち１０ｎｍ以上４０ｎｍ以下のＴｉ炭窒化物の個数が１０％以上であり、前記中心軸からｄ／９以内の領域において円相当径が０．５μｍ以上のＴｉ炭窒化物のうち３μｍ以上のＴｉ炭窒化物の個数が４０％以下であり、前記中心軸からｄ／９以内の領域における鋼線の長手方向に対して平行となる＜１１０＞方位の集積度が２．０以上である鋼線。
＜１３＞ 前記鋼線の直径が、０．５ｍｍ以上３．０ｍｍ以下である＜１２＞に記載の鋼線。
本開示によれば、中間パテンティング後においても強度と延性（絞り）のバランスに優れた線材が提供される。
また、本開示によれば、強度と延性（絞り及び捻回特性）のバランスに優れた鋼線が提供される。
また、本開示によれば、強度と延性（絞り及び捻回特性）のバランスに優れた鋼線が提供される。
本明細書中、「～」を用いて表される数値範囲は、「～」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
本明細書中、成分（元素）の含有量を示す「％」は、「質量％」を意味する。
本明細書中、Ｃ（炭素）の含有量を「Ｃ含有量」又は「Ｃ量」と表記することがある。他の元素の含有量についても同様に表記することがある。
本明細書中に段階的に記載されている数値範囲において、ある段階的な数値範囲の上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよく、また、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
本明細書中、成分（元素）の含有量として、「Ｘ％以下」（Ｘは数値）として上限のみを記載している場合は、その成分（元素）をＸ％以下の範囲で含有することを意味する。
本明細書中、成分（元素）の含有量を示す「％」は、「質量％」を意味する。
本明細書中、Ｃ（炭素）の含有量を「Ｃ含有量」又は「Ｃ量」と表記することがある。他の元素の含有量についても同様に表記することがある。
本明細書中に段階的に記載されている数値範囲において、ある段階的な数値範囲の上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよく、また、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
本明細書中、成分（元素）の含有量として、「Ｘ％以下」（Ｘは数値）として上限のみを記載している場合は、その成分（元素）をＸ％以下の範囲で含有することを意味する。
本発明者らは、熱間圧延時及び熱間圧延後の線材の作りこみで中間パテンティングを経た最終製品の特性をも制御することを検討した。
熱処理によって、フェライト、セメンタイトなどの組織形態は変化するが、介在物や析出物など熱的安定性の高い因子を制御すべきである。そこで本発明者らは、ピン止め粒子として活用できる微細な炭窒化物を制御することを考え、鋭意研究を重ねた結果、Ｔｉ炭窒化物を制御することで中間パテンティング後も微細構造を維持することができ、Ｔｉ炭窒化物は特に中心部に析出し易く、中心部の特定の領域において微細なＴｉ炭窒化物と粗大なＴｉ炭窒化物のそれぞれの個数密度（個数％）を制御することで、例えば鉛パテンティング（ＬＰ）後においても強度と延性のバランスに優れた線材及び鋼線を提供できることを見出し、本開示に係る線材及び鋼線を完成するに至った。
熱処理によって、フェライト、セメンタイトなどの組織形態は変化するが、介在物や析出物など熱的安定性の高い因子を制御すべきである。そこで本発明者らは、ピン止め粒子として活用できる微細な炭窒化物を制御することを考え、鋭意研究を重ねた結果、Ｔｉ炭窒化物を制御することで中間パテンティング後も微細構造を維持することができ、Ｔｉ炭窒化物は特に中心部に析出し易く、中心部の特定の領域において微細なＴｉ炭窒化物と粗大なＴｉ炭窒化物のそれぞれの個数密度（個数％）を制御することで、例えば鉛パテンティング（ＬＰ）後においても強度と延性のバランスに優れた線材及び鋼線を提供できることを見出し、本開示に係る線材及び鋼線を完成するに至った。
以下、本開示の実施形態に係る線材及び鋼線について具体的に説明する。
なお、本明細書において、「線材」は、熱間圧延後の鋼材のほか、１次伸線加工後に中間パテンティングとしてＬＰを行った鋼材も含まれる。また、「鋼線」とは、線材に伸線加工等を施して最終線径まで伸線加工（最終伸線加工）された鋼材を意味する。
なお、本明細書において、「線材」は、熱間圧延後の鋼材のほか、１次伸線加工後に中間パテンティングとしてＬＰを行った鋼材も含まれる。また、「鋼線」とは、線材に伸線加工等を施して最終線径まで伸線加工（最終伸線加工）された鋼材を意味する。
［線材］
本実施形態に係る線材は、
質量％で
Ｃ：０．４０％以上０．８０％以下、
Ｓｉ：０．１０％以上２．０％以下、
Ｍｎ：０．１０％以上１．０％以下、
Ｐ：０．０３０％以下、
Ｓ：０．０３０％以下、
Ｎ：０．００１５％％以上０．００６０％以下、及び
Ｔｉ：０．００５％以上０．０３０％以下、
を含有し、残部がＦｅ及び不純物である鋼成分を有し、かつ、Ｎの含有量に対するＴｉの含有量の比が３．３以上６．５以下を満たし、
線材の直径をＤとしたときに、中心軸からＤ／５０以内の領域において円相当径が１０ｎｍ以上のＴｉ炭窒化物のうち１０ｎｍ以上４０ｎｍ以下のＴｉ炭窒化物の個数が１０％以上であり、前記中心軸からＤ／９以内の領域において円相当径が０．５μｍ以上のＴｉ炭窒化物のうち３μｍ以上のＴｉ炭窒化物の個数が４０％以下である。
本実施形態に係る線材は、Ｆｅに代えて、
Ａｌ：０．０５０％以下、
Ｃｒ：１．０％以下、
Ｎｂ：０．０５０％以下、
Ｖ：０．１５％以下、
Ｃａ：０．００４０％以下、
Ｍｇ：０．００４０％以下、及び
Ｂ：０．００３０％以下、
からなる群から選ばれる１種または２種以上を含んでもよい。
本実施形態に係る線材は、
質量％で
Ｃ：０．４０％以上０．８０％以下、
Ｓｉ：０．１０％以上２．０％以下、
Ｍｎ：０．１０％以上１．０％以下、
Ｐ：０．０３０％以下、
Ｓ：０．０３０％以下、
Ｎ：０．００１５％％以上０．００６０％以下、及び
Ｔｉ：０．００５％以上０．０３０％以下、
を含有し、残部がＦｅ及び不純物である鋼成分を有し、かつ、Ｎの含有量に対するＴｉの含有量の比が３．３以上６．５以下を満たし、
線材の直径をＤとしたときに、中心軸からＤ／５０以内の領域において円相当径が１０ｎｍ以上のＴｉ炭窒化物のうち１０ｎｍ以上４０ｎｍ以下のＴｉ炭窒化物の個数が１０％以上であり、前記中心軸からＤ／９以内の領域において円相当径が０．５μｍ以上のＴｉ炭窒化物のうち３μｍ以上のＴｉ炭窒化物の個数が４０％以下である。
本実施形態に係る線材は、Ｆｅに代えて、
Ａｌ：０．０５０％以下、
Ｃｒ：１．０％以下、
Ｎｂ：０．０５０％以下、
Ｖ：０．１５％以下、
Ｃａ：０．００４０％以下、
Ｍｇ：０．００４０％以下、及び
Ｂ：０．００３０％以下、
からなる群から選ばれる１種または２種以上を含んでもよい。
＜線材の鋼成分＞
・Ｃ：０．４０～０．８０％
Ｃは、鋼を強化する元素である。この効果を得るため、Ｃを０．４０％以上含有させる。
一方、Ｃの含有量が０．８０％超になると、セメンタイト分率が大きくなり、線材の絞りが低下する。したがって、適切なＣ含有量は０．４０～０．８０％である。
さらに、亀裂形成抑制の観点からＣ含有量を０．４５％以上とすることが好ましく、さらには０．５０％以上であることが好ましい。
一方、線材の絞り向上の観点からＣ含有量を０．６７％未満又は０．６５％以下とすることが好ましい。
・Ｃ：０．４０～０．８０％
Ｃは、鋼を強化する元素である。この効果を得るため、Ｃを０．４０％以上含有させる。
一方、Ｃの含有量が０．８０％超になると、セメンタイト分率が大きくなり、線材の絞りが低下する。したがって、適切なＣ含有量は０．４０～０．８０％である。
さらに、亀裂形成抑制の観点からＣ含有量を０．４５％以上とすることが好ましく、さらには０．５０％以上であることが好ましい。
一方、線材の絞り向上の観点からＣ含有量を０．６７％未満又は０．６５％以下とすることが好ましい。
・Ｓｉ：０．１０～２．０％
Ｓｉは、鋼を強化する元素である。この効果を得るため、０．１０％以上のＳｉを含有させる。しかし、２．０％を超えてＳｉを含有させると線材の絞りが低下する。よって、適切なＳｉ含有量は０．１０％～２．０％である。
線材の強度をより高めたい場合には、Ｓｉは０．１５％以上含有させることが好ましく、０．２０％以上がより好ましく、０．３０％以上含有させれば一層好ましい。
一方、線材の絞り向上の観点からＳｉ含有量を１．９０％未満とすることが好ましく、１．８５％以下とすることがより好ましく、１．８０％以下とすることがさらに好ましい。
Ｓｉは、鋼を強化する元素である。この効果を得るため、０．１０％以上のＳｉを含有させる。しかし、２．０％を超えてＳｉを含有させると線材の絞りが低下する。よって、適切なＳｉ含有量は０．１０％～２．０％である。
線材の強度をより高めたい場合には、Ｓｉは０．１５％以上含有させることが好ましく、０．２０％以上がより好ましく、０．３０％以上含有させれば一層好ましい。
一方、線材の絞り向上の観点からＳｉ含有量を１．９０％未満とすることが好ましく、１．８５％以下とすることがより好ましく、１．８０％以下とすることがさらに好ましい。
・Ｍｎ：０．１０～１．０％
Ｍｎは、鋼の強度を高める作用に加えて、鋼中のＳをＭｎＳとして固定して鋼線の熱間脆性を防止する作用を有する元素である。しかしながら、Ｍｎ含有量が０．１０％未満では上記作用が十分でない。このため、Ｍｎ含有量の下限値は０．１０％以上とする。
一方、Ｍｎは偏析しやすい元素である。１．０％を超えてＭｎを含有させると、特に中心部にＭｎが濃化し、中心部にマルテンサイトやベイナイトが生成されて、線材の絞りが低下してしまう。よって、適切なＭｎ含有量は０．１０～１．０％である。
さらに、伸線加工後の鋼線の強度確保及び熱間脆性の防止をより高いレベルで実現するためには、Ｍｎ含有量を０．３５％以上とすることが好ましく、０．４０％以上とすることがより好ましい。Ｍｎ含有量を０．５０％以上、又は０．５５％以上としてもよい。
一方、粗大なＭｎＳが形成されることも線材の絞りの低下の一因となる。線材の絞り向上の観点から、Ｍｎ含有量は０．９０％以下とすることが好ましく、０．８０％以下であればより一層好ましい。Ｍｎ含有量を０．７５％以下、又は０．７０％以下としてもよい。
Ｍｎは、鋼の強度を高める作用に加えて、鋼中のＳをＭｎＳとして固定して鋼線の熱間脆性を防止する作用を有する元素である。しかしながら、Ｍｎ含有量が０．１０％未満では上記作用が十分でない。このため、Ｍｎ含有量の下限値は０．１０％以上とする。
一方、Ｍｎは偏析しやすい元素である。１．０％を超えてＭｎを含有させると、特に中心部にＭｎが濃化し、中心部にマルテンサイトやベイナイトが生成されて、線材の絞りが低下してしまう。よって、適切なＭｎ含有量は０．１０～１．０％である。
さらに、伸線加工後の鋼線の強度確保及び熱間脆性の防止をより高いレベルで実現するためには、Ｍｎ含有量を０．３５％以上とすることが好ましく、０．４０％以上とすることがより好ましい。Ｍｎ含有量を０．５０％以上、又は０．５５％以上としてもよい。
一方、粗大なＭｎＳが形成されることも線材の絞りの低下の一因となる。線材の絞り向上の観点から、Ｍｎ含有量は０．９０％以下とすることが好ましく、０．８０％以下であればより一層好ましい。Ｍｎ含有量を０．７５％以下、又は０．７０％以下としてもよい。
・Ｐ：０．０３０％以下
Ｐは、線材の粒界に偏析して鋼のねじり特性を低下させてしまう元素である。線材のＰ含有量が０．０３０％を超えると、ねじり特性の低下が著しくなる。そこで、線材のＰ含有量は０．０３０％以下に制限する。Ｐ含有量の上限は０．０２５％以下であることが好ましい。Ｐ含有量は低いほど好ましいが、製造コスト（脱燐コスト）の低減の観点から、Ｐ含有量は、０％超であってもよく、０．０００５％以上であってもよく、０．００１０％以上であってもい。
Ｐは、線材の粒界に偏析して鋼のねじり特性を低下させてしまう元素である。線材のＰ含有量が０．０３０％を超えると、ねじり特性の低下が著しくなる。そこで、線材のＰ含有量は０．０３０％以下に制限する。Ｐ含有量の上限は０．０２５％以下であることが好ましい。Ｐ含有量は低いほど好ましいが、製造コスト（脱燐コスト）の低減の観点から、Ｐ含有量は、０％超であってもよく、０．０００５％以上であってもよく、０．００１０％以上であってもい。
・Ｓ：０．０３０％以下
Ｓは、ＭｎＳを形成して、線材の絞りを低下させてしまう元素である。線材のＳ含有量が０．０３０％を超えると、線材の絞りの低下が著しくなる。このことから、線材のＳ含有量は０．０３０％以下に制限する。Ｓ含有量の好ましい上限は０．０１５％以下である。Ｓ含有量は低いほど好ましいが、製造コスト（脱硫コスト）の低減の観点から、Ｓ含有量は、０％超であってもよく、０．００２％以上であってもよく、０．００５％以上であってもよい。
Ｓは、ＭｎＳを形成して、線材の絞りを低下させてしまう元素である。線材のＳ含有量が０．０３０％を超えると、線材の絞りの低下が著しくなる。このことから、線材のＳ含有量は０．０３０％以下に制限する。Ｓ含有量の好ましい上限は０．０１５％以下である。Ｓ含有量は低いほど好ましいが、製造コスト（脱硫コスト）の低減の観点から、Ｓ含有量は、０％超であってもよく、０．００２％以上であってもよく、０．００５％以上であってもよい。
・Ｎ：０．００１５～０．００６０％
Ｎは、Ｔｉ炭窒化物となった際に熱的安定性を向上させる元素である。熱的安定性の高い効果を得るためにはＮ含有量は０．００１５％以上とする。
一方、Ｎは、冷間での伸線加工中に転位に固着することにより線材の強度を上昇させる反面、ねじり特性を低下させてしまう元素である。線材のＮ含有量が０．００６０％を超えると、ねじり特性の低下が著しくなる。そこで、線材のＮ含有量は０．００６０％以下に制限する。よって、適切なＮ含有量は０．００１５～０．００６０％である。
Ｔｉ炭窒化物の熱的安定性を向上させる観点から、Ｎ含有量は０．００２０％以上とすることが好ましく、０．００２５％以上とすることがより好ましい。
一方、鋼のねじり特性の低下を抑制する観点から、Ｎ含有量の好ましい上限は０．００５０％以下、又は０．００４０％以下である。
Ｎは、Ｔｉ炭窒化物となった際に熱的安定性を向上させる元素である。熱的安定性の高い効果を得るためにはＮ含有量は０．００１５％以上とする。
一方、Ｎは、冷間での伸線加工中に転位に固着することにより線材の強度を上昇させる反面、ねじり特性を低下させてしまう元素である。線材のＮ含有量が０．００６０％を超えると、ねじり特性の低下が著しくなる。そこで、線材のＮ含有量は０．００６０％以下に制限する。よって、適切なＮ含有量は０．００１５～０．００６０％である。
Ｔｉ炭窒化物の熱的安定性を向上させる観点から、Ｎ含有量は０．００２０％以上とすることが好ましく、０．００２５％以上とすることがより好ましい。
一方、鋼のねじり特性の低下を抑制する観点から、Ｎ含有量の好ましい上限は０．００５０％以下、又は０．００４０％以下である。
・Ｔｉ：０．００５～０．０３０％
Ｔｉは、Ｎ及び／又はＣと結合して炭窒化物を形成し、それらのピンニング効果によって熱間圧延時にオーステナイト粒を微細化し、鋼のねじり特性を改善する効果がある。この効果を得るために、Ｔｉは０．００５％以上含有させることが好ましい。
一方、Ｔｉ含有量が０．０３０％を超えると、その効果が飽和するだけでなく、鋼塊又は鋳片を鋼片に分塊圧延する工程で鋼片に割れが生じるなど鋼の製造性に悪影響を及ぼす。よって、Ｔｉ含有量は０．０３０％以下とする。よって、適切なＴｉ含有量は０．００５～０．０３０％である。
鋼のねじり特性を改善する観点から、Ｔｉ含有量を０．００７％以上とするのが好ましく、０．０１０％以上のＴｉを含有させることが一層好ましい。
一方、分塊圧延工程における鋼片の割れを抑制する観点から、Ｔｉ含有量は０．０２５％以下であることが一層好ましい。
Ｔｉは、Ｎ及び／又はＣと結合して炭窒化物を形成し、それらのピンニング効果によって熱間圧延時にオーステナイト粒を微細化し、鋼のねじり特性を改善する効果がある。この効果を得るために、Ｔｉは０．００５％以上含有させることが好ましい。
一方、Ｔｉ含有量が０．０３０％を超えると、その効果が飽和するだけでなく、鋼塊又は鋳片を鋼片に分塊圧延する工程で鋼片に割れが生じるなど鋼の製造性に悪影響を及ぼす。よって、Ｔｉ含有量は０．０３０％以下とする。よって、適切なＴｉ含有量は０．００５～０．０３０％である。
鋼のねじり特性を改善する観点から、Ｔｉ含有量を０．００７％以上とするのが好ましく、０．０１０％以上のＴｉを含有させることが一層好ましい。
一方、分塊圧延工程における鋼片の割れを抑制する観点から、Ｔｉ含有量は０．０２５％以下であることが一層好ましい。
・Ａｌ：０．０５０％以下
Ａｌは、任意の元素である。即ち、Ａｌ含有量は、０％であってもよいし、０％超であってもよい。
Ａｌは、脱酸作用を有する元素であり、線材中の酸素量低減のためにＡｌを添加してもよい。また、Ａｌは、線材中に窒化物を形成して、オーステナイト粒径を微細化することでパーライトブロック粒径（ＰＢＳ）を小さくする元素である。これらの作用効果を得たい場合は、Ａｌ含有量は０．００５％以上が好ましい。
一方、Ａｌ含有量が０．０５０％を超えると、線材の電気抵抗率が過度に大きくなる場合がある。この理由は、Ａｌ含有量が０．０５０％を超えると、粗大な酸化物系介在物が著しく形成されやすくなり、ねじり特性の低下が顕著になる。したがって、Ａｌ含有量の上限は０．０５０％とする。Ａｌ含有量の好ましい上限は０．０４０％以下であり、より好ましい上限は０．０３５％以下であり、さらに好ましい上限は０．０３０％以下である。
Ａｌは、任意の元素である。即ち、Ａｌ含有量は、０％であってもよいし、０％超であってもよい。
Ａｌは、脱酸作用を有する元素であり、線材中の酸素量低減のためにＡｌを添加してもよい。また、Ａｌは、線材中に窒化物を形成して、オーステナイト粒径を微細化することでパーライトブロック粒径（ＰＢＳ）を小さくする元素である。これらの作用効果を得たい場合は、Ａｌ含有量は０．００５％以上が好ましい。
一方、Ａｌ含有量が０．０５０％を超えると、線材の電気抵抗率が過度に大きくなる場合がある。この理由は、Ａｌ含有量が０．０５０％を超えると、粗大な酸化物系介在物が著しく形成されやすくなり、ねじり特性の低下が顕著になる。したがって、Ａｌ含有量の上限は０．０５０％とする。Ａｌ含有量の好ましい上限は０．０４０％以下であり、より好ましい上限は０．０３５％以下であり、さらに好ましい上限は０．０３０％以下である。
・Ｃｒ：１．０％以下
Ｃｒは任意元素であり、Ｃｒ含有量は、０％であってもよいし、０％超であってもよい。Ｃｒは、Ｍｎと同様に、鋼の焼入れ性を高めて、鋼を高強度化する元素である。この効果を確実に得るためには、０．０５％以上のＣｒを含有させることが好ましい。
一方、Ｃｒ含有量が１．０％を超えると、ねじり特性が劣化する。そのため、Ｃｒ含有量は１．０％以下である。
なお、鋼の焼入れ性を上げる場合、Ｃｒは０．１０％以上含有させるのが好ましく、０．３０％以上含有させれば一層好ましい。Ｃｒ含有量の上限は、０．９０％以下とすることが好ましく、０．８０％以下であればより一層好ましい。
Ｃｒは任意元素であり、Ｃｒ含有量は、０％であってもよいし、０％超であってもよい。Ｃｒは、Ｍｎと同様に、鋼の焼入れ性を高めて、鋼を高強度化する元素である。この効果を確実に得るためには、０．０５％以上のＣｒを含有させることが好ましい。
一方、Ｃｒ含有量が１．０％を超えると、ねじり特性が劣化する。そのため、Ｃｒ含有量は１．０％以下である。
なお、鋼の焼入れ性を上げる場合、Ｃｒは０．１０％以上含有させるのが好ましく、０．３０％以上含有させれば一層好ましい。Ｃｒ含有量の上限は、０．９０％以下とすることが好ましく、０．８０％以下であればより一層好ましい。
・Ｎｂ：０．０５０％以下
Ｎｂは任意元素であり、Ｎｂ含有量は、０％であってもよいし、０％超であってもよい。Ｎｂは、Ｎ又は／及びＣと結合して、窒化物、炭化物又は炭窒化物を形成し、それらのピンニング効果によって熱間圧延時にオーステナイト粒を微細化し、鋼のねじり特性を改善する効果がある。このような効果を確実に得るためには、Ｎｂは０．００３％以上含有させることが好ましい。ねじり特性を改善する観点から、Ｎｂ含有量を０．００４％以上とするのがより好ましく、０．００５％以上のＮｂを含有させることが一層好ましい。
一方、Ｎｂ含有量が０．０５０％を超えると、その効果が飽和するだけでなく、鋼塊又は鋳片を鋼片に分塊圧延する工程で鋼片に割れが生じるなど鋼の製造性に悪影響を及ぼすので、Ｎｂ含有量は０．０５０％以下とする。Ｎｂ含有量は０．０３０％以下であることが一層好ましい。
Ｎｂは任意元素であり、Ｎｂ含有量は、０％であってもよいし、０％超であってもよい。Ｎｂは、Ｎ又は／及びＣと結合して、窒化物、炭化物又は炭窒化物を形成し、それらのピンニング効果によって熱間圧延時にオーステナイト粒を微細化し、鋼のねじり特性を改善する効果がある。このような効果を確実に得るためには、Ｎｂは０．００３％以上含有させることが好ましい。ねじり特性を改善する観点から、Ｎｂ含有量を０．００４％以上とするのがより好ましく、０．００５％以上のＮｂを含有させることが一層好ましい。
一方、Ｎｂ含有量が０．０５０％を超えると、その効果が飽和するだけでなく、鋼塊又は鋳片を鋼片に分塊圧延する工程で鋼片に割れが生じるなど鋼の製造性に悪影響を及ぼすので、Ｎｂ含有量は０．０５０％以下とする。Ｎｂ含有量は０．０３０％以下であることが一層好ましい。
・Ｖ：０．１５％以下
Ｖは任意元素であり、Ｖ含有量は、０％であってもよいし、０％超であってもよい。Ｖは、Ｎ又は／及びＣと結合して、窒化物、炭化物又は炭窒化物を形成し、それらのピンニング効果によって熱間圧延時にオーステナイト粒を微細化し、鋼のねじり特性を改善する効果がある。この効果を確実に得るためには０．００５％以上のＶを含有させることが好ましい。ねじり特性を改善する観点からは、Ｖ含有量を０．０２％以上とするのが好ましく、０．０３％以上含有させることが一層好ましい。
一方、Ｖ含有量が０．１５％を超えると、その効果が飽和するだけでなく、鋼塊又は鋳片を鋼片に分塊圧延する工程で鋼片に割れが生じるなど鋼の製造性に悪影響を及ぼすので、Ｖ含有量は０．１５％以下とする。Ｖ含有量は０．１０％以下であることが好ましく、さらには０．０７％以下であることが一層好ましい。
Ｖは任意元素であり、Ｖ含有量は、０％であってもよいし、０％超であってもよい。Ｖは、Ｎ又は／及びＣと結合して、窒化物、炭化物又は炭窒化物を形成し、それらのピンニング効果によって熱間圧延時にオーステナイト粒を微細化し、鋼のねじり特性を改善する効果がある。この効果を確実に得るためには０．００５％以上のＶを含有させることが好ましい。ねじり特性を改善する観点からは、Ｖ含有量を０．０２％以上とするのが好ましく、０．０３％以上含有させることが一層好ましい。
一方、Ｖ含有量が０．１５％を超えると、その効果が飽和するだけでなく、鋼塊又は鋳片を鋼片に分塊圧延する工程で鋼片に割れが生じるなど鋼の製造性に悪影響を及ぼすので、Ｖ含有量は０．１５％以下とする。Ｖ含有量は０．１０％以下であることが好ましく、さらには０．０７％以下であることが一層好ましい。
鋼のねじり特性の向上及び鋼片の割れの抑制の観点から、本実施形態の線材における鋼成分は、質量％で、Ｎｂ：０．００３％以上０．０５０％以下及びＶ：０．００５％以上０．１５％以下の少なくとも一方を満たすことが好ましい。
・Ｃａ：０．００４０％以下
Ｃａは任意元素であり、Ｃａ含有量は、０％であってもよいし、０％超であってもよい。Ｃａは、ＭｎＳ中に固溶し、ＭｎＳを微細に分散する効果がある。ＭｎＳを微細に分散させることで、ＭｎＳに起因にした伸線加工中の断線を抑制できる。Ｃａによる効果を確実に得るためには、Ｃａは０．０００２％以上含有させることが好ましい。より高い効果を得たい場合には、０．０００５％以上のＣａを含有させればよい。
しかし、Ｃａ含有量が０．００４０％を超えると、その効果は飽和する。さらに、Ｃａ含有量が０．００４０％を超えると、鋼中の酸素と反応して生成する酸化物が粗大となり、かえって線材の絞りの低下を招く。そのため、Ｃａを含有させる場合の適正なＣａ含有量は、０．００４０％以下である。Ｃａ含有量は０．００３０％以下であることが好ましく、０．００２５％以下であれば一層好ましい。
Ｃａは任意元素であり、Ｃａ含有量は、０％であってもよいし、０％超であってもよい。Ｃａは、ＭｎＳ中に固溶し、ＭｎＳを微細に分散する効果がある。ＭｎＳを微細に分散させることで、ＭｎＳに起因にした伸線加工中の断線を抑制できる。Ｃａによる効果を確実に得るためには、Ｃａは０．０００２％以上含有させることが好ましい。より高い効果を得たい場合には、０．０００５％以上のＣａを含有させればよい。
しかし、Ｃａ含有量が０．００４０％を超えると、その効果は飽和する。さらに、Ｃａ含有量が０．００４０％を超えると、鋼中の酸素と反応して生成する酸化物が粗大となり、かえって線材の絞りの低下を招く。そのため、Ｃａを含有させる場合の適正なＣａ含有量は、０．００４０％以下である。Ｃａ含有量は０．００３０％以下であることが好ましく、０．００２５％以下であれば一層好ましい。
・Ｍｇ：０．００４０％以下
Ｍｇは任意元素であり、Ｍｇ含有量は、０％であってもよいし、０％超であってもよい。Ｍｇは脱酸元素であり、酸化物を生成するが、硫化物も生成することでＭｎＳとの相互関係を有する元素であり、ＭｎＳを微細に分散させる効果がある。この効果によりＭｎＳに起因した伸線加工中の断線を抑制できる。Ｍｇによる効果を確実に得るためには、Ｍｇは０．０００２％以上含有させることが好ましい。より高い効果を得たい場合には、０．０００５％以上のＭｇを含有させればよい。
しかし、Ｍｇ含有量が０．００４０％を超えると、その効果は飽和するし、ＭｇＳを大量に生成し、かえって線材の絞りの低下を招く。したがって、Ｍｇを含有させる場合の適正なＭｇ含有量は、０．００４０％以下である。Ｍｇ含有量は０．００３５％以下であることが好ましく、０．００３０％以下であれば一層好ましい。
Ｍｇは任意元素であり、Ｍｇ含有量は、０％であってもよいし、０％超であってもよい。Ｍｇは脱酸元素であり、酸化物を生成するが、硫化物も生成することでＭｎＳとの相互関係を有する元素であり、ＭｎＳを微細に分散させる効果がある。この効果によりＭｎＳに起因した伸線加工中の断線を抑制できる。Ｍｇによる効果を確実に得るためには、Ｍｇは０．０００２％以上含有させることが好ましい。より高い効果を得たい場合には、０．０００５％以上のＭｇを含有させればよい。
しかし、Ｍｇ含有量が０．００４０％を超えると、その効果は飽和するし、ＭｇＳを大量に生成し、かえって線材の絞りの低下を招く。したがって、Ｍｇを含有させる場合の適正なＭｇ含有量は、０．００４０％以下である。Ｍｇ含有量は０．００３５％以下であることが好ましく、０．００３０％以下であれば一層好ましい。
伸線加工中の断線を抑制し、かつ、線材の絞りの低下を抑制する観点から、本実施形態の線材における鋼成分は、質量％で、Ｃａ：０．０００２％以上０．００４０％以下及びＭｇ：０．０００２％以上０．００４０％以下の少なくとも一方を満たすことが好ましい。
・Ｂ：０．００３０％以下
Ｂは任意元素であり、Ｂ含有量は、０％であってもよいし、０％超であってもよい。Ｂは、微量含有されることで鋼のフェライト組織を低減する効果がある。この効果を確実に得たい場合には０．０００１％以上のＢを含有させることが好ましい。パーライト組織の面積率を増やしたい場合には、Ｂ含有量を０．０００４％以上とすることが好ましく、０．０００７％以上であればより一層好ましい。
一方、０．００３０％超のＢを含有させても、効果が飽和するだけでなく、粗大な窒化物が生成するので、ねじり特性が低下する。したがって、Ｂを含有させる場合のＢ含有量は０．００３０％以下とする。なお、ねじり特性を向上させるためのＢ含有量は０．００２５％以下とすることが好ましく、０．００２０％以下であればより一層好ましい。
Ｂは任意元素であり、Ｂ含有量は、０％であってもよいし、０％超であってもよい。Ｂは、微量含有されることで鋼のフェライト組織を低減する効果がある。この効果を確実に得たい場合には０．０００１％以上のＢを含有させることが好ましい。パーライト組織の面積率を増やしたい場合には、Ｂ含有量を０．０００４％以上とすることが好ましく、０．０００７％以上であればより一層好ましい。
一方、０．００３０％超のＢを含有させても、効果が飽和するだけでなく、粗大な窒化物が生成するので、ねじり特性が低下する。したがって、Ｂを含有させる場合のＢ含有量は０．００３０％以下とする。なお、ねじり特性を向上させるためのＢ含有量は０．００２５％以下とすることが好ましく、０．００２０％以下であればより一層好ましい。
・Ｎの含有量に対するＴｉの含有量の比
Ｎの含有量に対するＴｉの含有量の比（以下、［Ｔｉ／Ｎ］と略記する場合がある）が３．３未満の場合、Ｔｉによる固溶Ｎの固着が不十分になり、伸線加工後の鋼線のねじり特性が低下する。一方、［Ｔｉ／Ｎ］が６．５を超える場合、微細なＴｉ炭窒化物が粗大化しやすく、効果的なピン止め効果が得られない。よって、本実施形態の線材は、鋼成分の［Ｔｉ／Ｎ］が、３．３以上６．５以下を満たすようにＴｉとＮを含有させる。
［Ｔｉ／Ｎ］の下限は、好ましくは３．８以上であり、より好ましくは４．０以上である。
［Ｔｉ／Ｎ］の上限は、好ましくは６．０以下であり、より好ましくは５．５以下である。
Ｎの含有量に対するＴｉの含有量の比（以下、［Ｔｉ／Ｎ］と略記する場合がある）が３．３未満の場合、Ｔｉによる固溶Ｎの固着が不十分になり、伸線加工後の鋼線のねじり特性が低下する。一方、［Ｔｉ／Ｎ］が６．５を超える場合、微細なＴｉ炭窒化物が粗大化しやすく、効果的なピン止め効果が得られない。よって、本実施形態の線材は、鋼成分の［Ｔｉ／Ｎ］が、３．３以上６．５以下を満たすようにＴｉとＮを含有させる。
［Ｔｉ／Ｎ］の下限は、好ましくは３．８以上であり、より好ましくは４．０以上である。
［Ｔｉ／Ｎ］の上限は、好ましくは６．０以下であり、より好ましくは５．５以下である。
＜線材の金属組織＞
・中心軸からＤ／５０以内の領域における微細なＴｉ炭窒化物の個数密度
本実施形態の線材は、線材の直径をＤとしたときに、中心軸からＤ／５０以内の領域において円相当径が１０ｎｍ以上のＴｉ炭窒化物のうち１０ｎｍ以上４０ｎｍ以下のＴｉ炭窒化物（本明細書では「円相当径が１０ｎｍ以上４０ｎｍ以下のＴｉ炭窒化物」を「微細なＴｉ炭窒化物」と称する場合がある。）の個数が１０％以上である。
円相当径が１０ｎｍ以上４０ｎｍ以下の微細なＴｉ炭窒化物はピニング粒子として働き、旧オーステナイトの微細化を促進する。中心軸からＤ／５０以内の領域における微細なＴｉ炭窒化物の個数％が１０％以上であれば、線材組織が十分に微細化され、線材の絞り、並びに、鋼線の絞り及び捻回特性が良好になる。中心軸からＤ／５０以内の領域における微細なＴｉ炭窒化物の個数％は、好ましくは１１％以上であり、より好ましくは１２％以上であり、多ければ多いほど好ましく、１００％でもよい。
・中心軸からＤ／５０以内の領域における微細なＴｉ炭窒化物の個数密度
本実施形態の線材は、線材の直径をＤとしたときに、中心軸からＤ／５０以内の領域において円相当径が１０ｎｍ以上のＴｉ炭窒化物のうち１０ｎｍ以上４０ｎｍ以下のＴｉ炭窒化物（本明細書では「円相当径が１０ｎｍ以上４０ｎｍ以下のＴｉ炭窒化物」を「微細なＴｉ炭窒化物」と称する場合がある。）の個数が１０％以上である。
円相当径が１０ｎｍ以上４０ｎｍ以下の微細なＴｉ炭窒化物はピニング粒子として働き、旧オーステナイトの微細化を促進する。中心軸からＤ／５０以内の領域における微細なＴｉ炭窒化物の個数％が１０％以上であれば、線材組織が十分に微細化され、線材の絞り、並びに、鋼線の絞り及び捻回特性が良好になる。中心軸からＤ／５０以内の領域における微細なＴｉ炭窒化物の個数％は、好ましくは１１％以上であり、より好ましくは１２％以上であり、多ければ多いほど好ましく、１００％でもよい。
中心軸からＤ／５０以内の領域における微細なＴｉ炭窒化物の個数％は、以下のように測定して求める。
線材の長手方向に垂直な断面（すなわち線材の横断面）を切断した後、図１に示すように、線材１０の直径をＤとしたときの線材１０の外周面から径方向のＤ／２の位置を中心軸Ｃとして中心軸ＣからＤ／５０以内の領域（中心軸Ｃから半径Ｄ／５０以内の領域）から、ＦＩＢ（ＦＯＣＵＳＥＤ ＩＯＮ ＢＥＡＭ）装置を用いて切断面と垂直に（すなわち縦断面方向に）１００μｍ２のサンプルを採取し、透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いて倍率４００００倍で縦断面の観察を行う。観察位置はサンプル内であれば任意の位置とし、１０箇所の観察を行う。１視野あたりの面積は３．１５×１０－１μｍ２（縦０．４５μｍ、横０．７０μｍ）とする。
次いで、それぞれの写真での析出物に対してエネルギー分散型Ｘ線分析器（ＥＤＳ）を用いて特性Ｘ線スペクトルを得ることで元素分析を行う。このときＴｉと、ＣもしくはＮの少なくとも一方が検出される場合、Ｔｉ炭窒化物と判断する。また、同時にＯ又はＳが検出された場合には酸化物又は硫化物の可能性があるが、これらもサイズが細かい場合にはピニング効果があるため、Ｔｉ炭窒化物とみなす。
ただし、Ｔｉ以外の炭窒化物や酸化物、硫化物とＴｉ炭窒化物が接触して（複合して）析出している場合、ピン止め粒子として作用しにくいため、単独で析出しているＴｉ炭窒化物を数えることとする。
次いで、Ｔｉ炭窒化物と判断した粒子の数を数えるとともにサイズを円相当径として直径を評価する。撮影した１０箇所の画像における円相当径が１０ｎｍ以上のＴｉ炭窒化物の総数に対する１０ｎｍ以上４０ｎｍ以下のＴｉ炭窒化物（微細なＴｉ炭窒化物）の総数の比を取り、微細なＴｉ炭窒化物の個数密度（個数％）を算出する。なお、円相当径が１０ｎｍ未満の粒子はＴＥＭによって見えない場合もあり、１０ｎｍ未満の粒子は数えない。
線材の長手方向に垂直な断面（すなわち線材の横断面）を切断した後、図１に示すように、線材１０の直径をＤとしたときの線材１０の外周面から径方向のＤ／２の位置を中心軸Ｃとして中心軸ＣからＤ／５０以内の領域（中心軸Ｃから半径Ｄ／５０以内の領域）から、ＦＩＢ（ＦＯＣＵＳＥＤ ＩＯＮ ＢＥＡＭ）装置を用いて切断面と垂直に（すなわち縦断面方向に）１００μｍ２のサンプルを採取し、透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いて倍率４００００倍で縦断面の観察を行う。観察位置はサンプル内であれば任意の位置とし、１０箇所の観察を行う。１視野あたりの面積は３．１５×１０－１μｍ２（縦０．４５μｍ、横０．７０μｍ）とする。
次いで、それぞれの写真での析出物に対してエネルギー分散型Ｘ線分析器（ＥＤＳ）を用いて特性Ｘ線スペクトルを得ることで元素分析を行う。このときＴｉと、ＣもしくはＮの少なくとも一方が検出される場合、Ｔｉ炭窒化物と判断する。また、同時にＯ又はＳが検出された場合には酸化物又は硫化物の可能性があるが、これらもサイズが細かい場合にはピニング効果があるため、Ｔｉ炭窒化物とみなす。
ただし、Ｔｉ以外の炭窒化物や酸化物、硫化物とＴｉ炭窒化物が接触して（複合して）析出している場合、ピン止め粒子として作用しにくいため、単独で析出しているＴｉ炭窒化物を数えることとする。
次いで、Ｔｉ炭窒化物と判断した粒子の数を数えるとともにサイズを円相当径として直径を評価する。撮影した１０箇所の画像における円相当径が１０ｎｍ以上のＴｉ炭窒化物の総数に対する１０ｎｍ以上４０ｎｍ以下のＴｉ炭窒化物（微細なＴｉ炭窒化物）の総数の比を取り、微細なＴｉ炭窒化物の個数密度（個数％）を算出する。なお、円相当径が１０ｎｍ未満の粒子はＴＥＭによって見えない場合もあり、１０ｎｍ未満の粒子は数えない。
・中心軸からＤ／９以内の領域における粗大なＴｉ炭窒化物の個数密度
また、本実施形態の線材は、線材の中心軸からＤ／９以内の領域において円相当径が０．５μｍ以上のＴｉ炭窒化物のうち３μｍ以上のＴｉ炭窒化物（本明細書では「円相当径が３μｍ以上のＴｉ炭窒化物」を「粗大なＴｉ炭窒化物」と称する場合がある。）の個数が４０％以下である。
円相当径が３μｍ以上の粗大なＴｉ炭窒化物は、伸線加工後の鋼線に対するねじり試験時に亀裂の形成を早める。中心軸からＤ／９以内の領域における粗大なＴｉ炭窒化物の個数％が４０％超になると、伸線加工後の鋼線の捻回特性を著しく低下させるため、４０％以下とする。中心軸からＤ／９以内の領域における粗大なＴｉ炭窒化物の個数％は、好ましくは３８％以下であり、より好ましくは３６％以下であり、少なければ少ないほど好ましく、０％でもよい。
また、本実施形態の線材は、線材の中心軸からＤ／９以内の領域において円相当径が０．５μｍ以上のＴｉ炭窒化物のうち３μｍ以上のＴｉ炭窒化物（本明細書では「円相当径が３μｍ以上のＴｉ炭窒化物」を「粗大なＴｉ炭窒化物」と称する場合がある。）の個数が４０％以下である。
円相当径が３μｍ以上の粗大なＴｉ炭窒化物は、伸線加工後の鋼線に対するねじり試験時に亀裂の形成を早める。中心軸からＤ／９以内の領域における粗大なＴｉ炭窒化物の個数％が４０％超になると、伸線加工後の鋼線の捻回特性を著しく低下させるため、４０％以下とする。中心軸からＤ／９以内の領域における粗大なＴｉ炭窒化物の個数％は、好ましくは３８％以下であり、より好ましくは３６％以下であり、少なければ少ないほど好ましく、０％でもよい。
中心軸からＤ／９以内の領域における粗大なＴｉ炭窒化物の個数％は、以下のように測定して求める。
線材の長手方向に平行であり、かつ中心軸を含む断面（すなわち線材の縦断面）を鏡面研磨した後、図２に示すように線材１０の直径をＤとしたときの線材１０の外周面から径方向のＤ／２の位置を中心軸Ｃとして中心軸ＣからＤ／９以内の領域（中心軸Ｃから半径Ｄ／９以内の領域）の任意の位置におけるそれぞれ５箇所について、電界放射型走査型電子顕微鏡（ＦＥ－ＳＥＭ）を用いて倍率１０００倍で観察し、写真撮影する。
次いで、それぞれの写真での析出物に対してエネルギー分散型Ｘ線分析器（ＥＤＳ）を用いて特性Ｘ線スペクトルを得ることで元素分析を行う。このときＴｉと、ＣもしくはＮの少なくとも一方が検出される場合、Ｔｉ炭窒化物と判断する。また、同時にＯ又はＳが検出された場合には酸化物又は硫化物の可能性があるが、これらもサイズが大きい場合には捻回特性を低下させうるのでＴｉ炭窒化物とみなす。
次いで、Ｔｉ炭窒化物と判断した粒子の数を数えるとともにサイズを円相当径として直径を評価する。撮影した５箇所の写真における円相当径が０．５μｍ以上のＴｉ炭窒化物の総数に対する３ｎｍ以上のＴｉ炭窒化物（粗大なＴｉ炭窒化物）の総数の比を取り、個数密度（個数％）を測定する。なお、円相当径が０．５μｍ以下の粒子はＳＥＭによって見えない場合もあり、０．５μｍ以下の粒子は数えない。
線材の長手方向に平行であり、かつ中心軸を含む断面（すなわち線材の縦断面）を鏡面研磨した後、図２に示すように線材１０の直径をＤとしたときの線材１０の外周面から径方向のＤ／２の位置を中心軸Ｃとして中心軸ＣからＤ／９以内の領域（中心軸Ｃから半径Ｄ／９以内の領域）の任意の位置におけるそれぞれ５箇所について、電界放射型走査型電子顕微鏡（ＦＥ－ＳＥＭ）を用いて倍率１０００倍で観察し、写真撮影する。
次いで、それぞれの写真での析出物に対してエネルギー分散型Ｘ線分析器（ＥＤＳ）を用いて特性Ｘ線スペクトルを得ることで元素分析を行う。このときＴｉと、ＣもしくはＮの少なくとも一方が検出される場合、Ｔｉ炭窒化物と判断する。また、同時にＯ又はＳが検出された場合には酸化物又は硫化物の可能性があるが、これらもサイズが大きい場合には捻回特性を低下させうるのでＴｉ炭窒化物とみなす。
次いで、Ｔｉ炭窒化物と判断した粒子の数を数えるとともにサイズを円相当径として直径を評価する。撮影した５箇所の写真における円相当径が０．５μｍ以上のＴｉ炭窒化物の総数に対する３ｎｍ以上のＴｉ炭窒化物（粗大なＴｉ炭窒化物）の総数の比を取り、個数密度（個数％）を測定する。なお、円相当径が０．５μｍ以下の粒子はＳＥＭによって見えない場合もあり、０．５μｍ以下の粒子は数えない。
・中心軸からＤ／９以内の領域において、フェライト結晶方位が１５°以上の角度差で囲まれる面積の平均値
本実施形態の線材は、中心軸からＤ／９以内の領域において、フェライト結晶方位が１５°以上の角度差で囲まれる面積の平均値が、１６μｍ以下であることが好ましい。かかる面積の平均値が１６μｍ以下であれば、パーライトブロック粒（ＰＢＳ）が微細化されていることになり、亀裂形成時の伝播抵抗となるため延性が向上する。
本実施形態の線材は、中心軸からＤ／９以内の領域において、フェライト結晶方位が１５°以上の角度差で囲まれる面積の平均値が、１６μｍ以下であることが好ましい。かかる面積の平均値が１６μｍ以下であれば、パーライトブロック粒（ＰＢＳ）が微細化されていることになり、亀裂形成時の伝播抵抗となるため延性が向上する。
フェライト結晶方位が１５°以上の角度差で囲まれる結晶粒径の平均値は、以下のように測定して求める。
線材の長手方向に平行であり、かつ中心軸を含む断面（すなわち線材の縦断面）を鏡面研磨した後、コロイダルシリカで研磨し、中心軸からＤ／９以内の領域の任意の位置において電界放射型走査型電子顕微鏡（ＦＥ－ＳＥＭ）を用いて倍率４００倍で各４視野を観察し、電子線後方散乱回折法による測定（ＥＢＳＤ測定）を行う。１視野あたりの面積は、０．０３２４ｍｍ２（縦０．１８ｍｍ、横０．１８ｍｍ）とし、測定時のステップは０．３μｍとする。
次いで、結晶粒界を１５°と定義して結晶粒径の加重平均を算出し、測定した４視野の平均値を１５°以上の角度差で囲まれる領域の結晶粒径とする。例えば、ＯＩＭ ａｎａｌｙｓｉｓ（株式会社ＴＳＬソリューションズのＥＢＳＤ解析ソフト、ＯＩＭ：Ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ）を用いることで結晶粒径を得ることができる。ＯＩＭ ａｎａｌｙｓｉｓを用いる場合、ＣＩ値が０．１以下のピクセルおよび９個以下のピクセルの塊はデータの信頼性が低いためノイズとみなし、除外する。
線材の長手方向に平行であり、かつ中心軸を含む断面（すなわち線材の縦断面）を鏡面研磨した後、コロイダルシリカで研磨し、中心軸からＤ／９以内の領域の任意の位置において電界放射型走査型電子顕微鏡（ＦＥ－ＳＥＭ）を用いて倍率４００倍で各４視野を観察し、電子線後方散乱回折法による測定（ＥＢＳＤ測定）を行う。１視野あたりの面積は、０．０３２４ｍｍ２（縦０．１８ｍｍ、横０．１８ｍｍ）とし、測定時のステップは０．３μｍとする。
次いで、結晶粒界を１５°と定義して結晶粒径の加重平均を算出し、測定した４視野の平均値を１５°以上の角度差で囲まれる領域の結晶粒径とする。例えば、ＯＩＭ ａｎａｌｙｓｉｓ（株式会社ＴＳＬソリューションズのＥＢＳＤ解析ソフト、ＯＩＭ：Ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ）を用いることで結晶粒径を得ることができる。ＯＩＭ ａｎａｌｙｓｉｓを用いる場合、ＣＩ値が０．１以下のピクセルおよび９個以下のピクセルの塊はデータの信頼性が低いためノイズとみなし、除外する。
・中心軸からＤ／９以内の領域におけるパーライト組織の面積率
本実施形態の線材は、パーライト組織を有することが好ましく、中心軸からＤ／９以内の領域におけるパーライト組織の面積率が９０％以上であることが好ましい。中心軸からＤ／９以内の領域におけるパーライト組織の面積率が９０％以上であれば、高強度及び延性のバランスが特に優れた線材とすることができる。かかる観点から、中心軸からＤ／９以内の領域におけるパーライト組織の面積率は、９２％以上がより好ましく、９５％以上がさらに好ましい。
なお、中心軸からＤ／９以内の領域におけるパーライト組織の面積率の上限値は特に限定されず、１００％でもよいが、ばらつきの観点から９９％以下であってもよい。なお、本実施形態の線材におけるパーライト組織以外の金属組織（非パーライト組織）としては、フェライト、ベイナイト、マルテンサイトが挙げられる。
本実施形態の線材は、パーライト組織を有することが好ましく、中心軸からＤ／９以内の領域におけるパーライト組織の面積率が９０％以上であることが好ましい。中心軸からＤ／９以内の領域におけるパーライト組織の面積率が９０％以上であれば、高強度及び延性のバランスが特に優れた線材とすることができる。かかる観点から、中心軸からＤ／９以内の領域におけるパーライト組織の面積率は、９２％以上がより好ましく、９５％以上がさらに好ましい。
なお、中心軸からＤ／９以内の領域におけるパーライト組織の面積率の上限値は特に限定されず、１００％でもよいが、ばらつきの観点から９９％以下であってもよい。なお、本実施形態の線材におけるパーライト組織以外の金属組織（非パーライト組織）としては、フェライト、ベイナイト、マルテンサイトが挙げられる。
中心軸からＤ／９以内の領域におけるパーライト組織の面積率は、以下のように測定して求める。
線材の長手方向に平行であり、かつ中心軸を含む断面（すなわち線材の縦断面）を鏡面研磨した後、ピクラールで腐食し、電界放射型走査型電子顕微鏡（ＦＥ－ＳＥＭ）を用いて倍率２０００倍で、線材の外周面からＤ／２の位置を中心軸として中心軸からＤ／９以内の領域の任意の位置におけるそれぞれ５箇所を観察し、写真撮影する。１視野あたりの面積は、２．７×１０－３ｍｍ２（縦０．０４５ｍｍ、横０．０６０ｍｍ）とする。
次いで、得られた各写真に透明シート（例えばＯＨＰ（Ｏｖｅｒ Ｈｅａｄ Ｐｒｏｊｅｃｔｏｒ）シート）を重ねる。この状態で、各透明シートにおける「非パーライト組織」に色を塗る。
次いで、各透明シートにおける「色を塗った領域」の面積率を画像解析ソフト（ｉｍａｇｅ－Ｊ ｖｅｒ．１．５１）により求め、その平均値を非パーライト組織の面積率の平均値として算出する。得られた非パーライト組織の面積率を１００％から差し引くことでパーライト組織の面積率を算出し、５視野の平均値をパーライト組織の面積率とする。
線材の長手方向に平行であり、かつ中心軸を含む断面（すなわち線材の縦断面）を鏡面研磨した後、ピクラールで腐食し、電界放射型走査型電子顕微鏡（ＦＥ－ＳＥＭ）を用いて倍率２０００倍で、線材の外周面からＤ／２の位置を中心軸として中心軸からＤ／９以内の領域の任意の位置におけるそれぞれ５箇所を観察し、写真撮影する。１視野あたりの面積は、２．７×１０－３ｍｍ２（縦０．０４５ｍｍ、横０．０６０ｍｍ）とする。
次いで、得られた各写真に透明シート（例えばＯＨＰ（Ｏｖｅｒ Ｈｅａｄ Ｐｒｏｊｅｃｔｏｒ）シート）を重ねる。この状態で、各透明シートにおける「非パーライト組織」に色を塗る。
次いで、各透明シートにおける「色を塗った領域」の面積率を画像解析ソフト（ｉｍａｇｅ－Ｊ ｖｅｒ．１．５１）により求め、その平均値を非パーライト組織の面積率の平均値として算出する。得られた非パーライト組織の面積率を１００％から差し引くことでパーライト組織の面積率を算出し、５視野の平均値をパーライト組織の面積率とする。
・中心軸からＤ／９以内の領域におけるラメラ間隔の平均値
本実施形態の線材は、パーライト組織を有することが好ましく、中心軸からＤ／９以内の領域におけるパーライト組織のラメラ間隔の平均値が７０ｎｍ以下である好ましい。中心軸からＤ／９以内の領域におけるパーライト組織のラメラ間隔の平均値が７０ｎｍ以下であれば、より確実に高強度の線材とすることできる。かかる観点から、中心軸からＤ／９以内の領域におけるパーライト組織のラメラ間隔の平均値は６７ｎｍ以下がより好ましく、６５ｎｍ以下がさらに好ましい。
なお、中心軸からＤ／９以内の領域におけるパーライト組織のラメラ間隔の平均値の下限値は特に限定されないが、高強度化による延性低下の観点から、４０ｎｍ以上であってもよい。
本実施形態の線材は、パーライト組織を有することが好ましく、中心軸からＤ／９以内の領域におけるパーライト組織のラメラ間隔の平均値が７０ｎｍ以下である好ましい。中心軸からＤ／９以内の領域におけるパーライト組織のラメラ間隔の平均値が７０ｎｍ以下であれば、より確実に高強度の線材とすることできる。かかる観点から、中心軸からＤ／９以内の領域におけるパーライト組織のラメラ間隔の平均値は６７ｎｍ以下がより好ましく、６５ｎｍ以下がさらに好ましい。
なお、中心軸からＤ／９以内の領域におけるパーライト組織のラメラ間隔の平均値の下限値は特に限定されないが、高強度化による延性低下の観点から、４０ｎｍ以上であってもよい。
中心軸からＤ／９以内の領域におけるパーライト組織のラメラ間隔は、以下のように測定して求める。
線材の長手方向に平行であり、かつ中心軸を含む断面（すなわち線材の縦断面）を鏡面研磨した後、ピクラールで腐食し、電界放射型走査型電子顕微鏡（ＦＥ－ＳＥＭ）を用いて倍率１００００倍で、図２に示すように線材１０の外周面からＤ／２の位置を中心軸Ｃとして中心軸ＣからＤ／９以内の領域の任意の位置におけるそれぞれ５箇所を観察し、写真撮影する。具体的には、各視野の写真を用いて視野内でパーライトラメラの向きが揃っている範囲において、ラメラ５間隔分が測定可能で、かつ最もラメラ間隔が小さい場所、及び２番目にラメラ間隔が小さい場所について、それぞれラメラに垂直に直線を引いて、ラメラ５間隔分の長さを求めて、それを５で割ることで各箇所（各視野につき２箇所）のパーライトラメラ間隔を求めることができる。このように求めた１０箇所のラメラ間隔の平均値をその試料の「ラメラ間隔の平均値」とすることができる。
線材の長手方向に平行であり、かつ中心軸を含む断面（すなわち線材の縦断面）を鏡面研磨した後、ピクラールで腐食し、電界放射型走査型電子顕微鏡（ＦＥ－ＳＥＭ）を用いて倍率１００００倍で、図２に示すように線材１０の外周面からＤ／２の位置を中心軸Ｃとして中心軸ＣからＤ／９以内の領域の任意の位置におけるそれぞれ５箇所を観察し、写真撮影する。具体的には、各視野の写真を用いて視野内でパーライトラメラの向きが揃っている範囲において、ラメラ５間隔分が測定可能で、かつ最もラメラ間隔が小さい場所、及び２番目にラメラ間隔が小さい場所について、それぞれラメラに垂直に直線を引いて、ラメラ５間隔分の長さを求めて、それを５で割ることで各箇所（各視野につき２箇所）のパーライトラメラ間隔を求めることができる。このように求めた１０箇所のラメラ間隔の平均値をその試料の「ラメラ間隔の平均値」とすることができる。
＜線材の直径＞
本実施形態の線材の直径（Ｄ）は特に限定されないが、断面内で均一な組織を形成させる観点から、１．５ｍｍ以上９．０ｍｍ以下であることが好ましく、２．０ｍｍ以上８．０ｍｍ以下であることがより好ましい。
本実施形態の線材の直径（Ｄ）は特に限定されないが、断面内で均一な組織を形成させる観点から、１．５ｍｍ以上９．０ｍｍ以下であることが好ましく、２．０ｍｍ以上８．０ｍｍ以下であることがより好ましい。
［鋼線］
次に、本実施形態の鋼線について説明する。
本実施形態の鋼線は、質量％で
Ｃ：０．４０％以上０．８０％以下、
Ｓｉ：０．１０％以上２．０％以下、
Ｍｎ：０．１０％以上１．０％以下、
Ｐ：０．０３０％以下、
Ｓ：０．０３０％以下、
Ｎ：０．００１５％％以上０．００６０％以下、及び
Ｔｉ：０．００５％以上０．０３０％以下を含有し、残部がＦｅ及び不純物である鋼成分を有し、かつ、Ｎの含有量に対するＴｉの含有量の比が３．３以上６．５以下を満たし、
鋼線を平均昇温速度１０℃／秒以上３０℃／秒以下で９００℃まで加熱して１分間保持した場合、鋼線の直径をｄとしたときに、中心軸からｄ／２０以内の領域において円相当径が１０ｎｍ以上のＴｉ炭窒化物のうち１０ｎｍ以上４０ｎｍ以下のＴｉ炭窒化物の個数が１０％以上であり、前記中心軸からｄ／９以内の領域において円相当径が０．５μｍ以上のＴｉ炭窒化物のうち３μｍ以上のＴｉ炭窒化物の個数が４０％以下であり、前記中心軸からｄ／９以内の領域における鋼線の長手方向に対して平行となる＜１１０＞方位の集積度が２．０以上である。
本実施形態の鋼線の鋼成分は、Ｆｅに代えて、
Ａｌ：０．０５０％以下、
Ｃｒ：１．０％以下、
Ｎｂ：０．０５０％以下、
Ｖ：０．１５％以下、
Ｃａ：０．００４０％以下、
Ｍｇ：０．００４０％以下、及び
Ｂ：０．００３０％以下、
からなる群から選ばれる１種または２種以上を含んでもよい。
次に、本実施形態の鋼線について説明する。
本実施形態の鋼線は、質量％で
Ｃ：０．４０％以上０．８０％以下、
Ｓｉ：０．１０％以上２．０％以下、
Ｍｎ：０．１０％以上１．０％以下、
Ｐ：０．０３０％以下、
Ｓ：０．０３０％以下、
Ｎ：０．００１５％％以上０．００６０％以下、及び
Ｔｉ：０．００５％以上０．０３０％以下を含有し、残部がＦｅ及び不純物である鋼成分を有し、かつ、Ｎの含有量に対するＴｉの含有量の比が３．３以上６．５以下を満たし、
鋼線を平均昇温速度１０℃／秒以上３０℃／秒以下で９００℃まで加熱して１分間保持した場合、鋼線の直径をｄとしたときに、中心軸からｄ／２０以内の領域において円相当径が１０ｎｍ以上のＴｉ炭窒化物のうち１０ｎｍ以上４０ｎｍ以下のＴｉ炭窒化物の個数が１０％以上であり、前記中心軸からｄ／９以内の領域において円相当径が０．５μｍ以上のＴｉ炭窒化物のうち３μｍ以上のＴｉ炭窒化物の個数が４０％以下であり、前記中心軸からｄ／９以内の領域における鋼線の長手方向に対して平行となる＜１１０＞方位の集積度が２．０以上である。
本実施形態の鋼線の鋼成分は、Ｆｅに代えて、
Ａｌ：０．０５０％以下、
Ｃｒ：１．０％以下、
Ｎｂ：０．０５０％以下、
Ｖ：０．１５％以下、
Ｃａ：０．００４０％以下、
Ｍｇ：０．００４０％以下、及び
Ｂ：０．００３０％以下、
からなる群から選ばれる１種または２種以上を含んでもよい。
＜鋼線の鋼成分＞
本実施形態の鋼線は、前述した本実施形態の線材を伸線加工して得られるものであり、鋼成分は線材と同様であるため、ここでの説明は省略する。
本実施形態の鋼線は、前述した本実施形態の線材を伸線加工して得られるものであり、鋼成分は線材と同様であるため、ここでの説明は省略する。
＜鋼線の金属組織＞
Ｔｉ炭窒化物の大きさ及び個数は、伸線加工前後で大きく変化することはないが、線材を伸線加工して得られる鋼線は、その断面をＳＥＭ又はＴＥＭで観察した場合、ＳＥＭではセメンタイト組織が微細になっておりフェライト素地が観察しにくく、ＴＥＭでは転位組織やセメンタイト組織が複雑に絡み合っているため、Ｔｉ炭窒化物を特定することが困難である。そこで、本実施形態の鋼線は、鋼線を平均昇温速度１０℃／秒以上３０℃／秒以下で９００℃まで加熱して１分間保持する焼き入れをしてＴｉ炭窒化物を観察し易くした上で、微細なＴｉ炭窒化物と粗大なＴｉ炭窒化物のそれぞれの個数％を特定する。
Ｔｉ炭窒化物の大きさ及び個数は、伸線加工前後で大きく変化することはないが、線材を伸線加工して得られる鋼線は、その断面をＳＥＭ又はＴＥＭで観察した場合、ＳＥＭではセメンタイト組織が微細になっておりフェライト素地が観察しにくく、ＴＥＭでは転位組織やセメンタイト組織が複雑に絡み合っているため、Ｔｉ炭窒化物を特定することが困難である。そこで、本実施形態の鋼線は、鋼線を平均昇温速度１０℃／秒以上３０℃／秒以下で９００℃まで加熱して１分間保持する焼き入れをしてＴｉ炭窒化物を観察し易くした上で、微細なＴｉ炭窒化物と粗大なＴｉ炭窒化物のそれぞれの個数％を特定する。
・中心軸からｄ／２０以内の領域における微細なＴｉ炭窒化物の個数密度
本実施形態の鋼線は、鋼線を平均昇温速度１０℃／秒以上３０℃／秒以下で９００℃まで加熱して１分間保持（焼き入れ）した場合、鋼線の直径をｄとしたときに、中心軸からｄ／２０以内の領域において円相当径が１０ｎｍ以上のＴｉ炭窒化物のうち１０ｎｍ以上４０ｎｍ以下のＴｉ炭窒化物の個数が１０％以上である。
円相当径が１０ｎｍ以上４０ｎｍ以下の微細なＴｉ炭窒化物はピニング粒子として働き、旧オーステナイトの微細化を促進する。鋼線の中心軸からｄ／２０以内の領域における微細なＴｉ炭窒化物の個数％が１０％以上であれば、鋼線の組織が十分に微細化され、鋼線の絞り及び捻回特性が良好になる。中心軸からｄ／２０以内の領域における微細なＴｉ炭窒化物の個数％は、好ましくは１１％以上であり、より好ましくは１２％以上であり、多ければ多いほど好ましく、１００％でもよい。
本実施形態の鋼線は、鋼線を平均昇温速度１０℃／秒以上３０℃／秒以下で９００℃まで加熱して１分間保持（焼き入れ）した場合、鋼線の直径をｄとしたときに、中心軸からｄ／２０以内の領域において円相当径が１０ｎｍ以上のＴｉ炭窒化物のうち１０ｎｍ以上４０ｎｍ以下のＴｉ炭窒化物の個数が１０％以上である。
円相当径が１０ｎｍ以上４０ｎｍ以下の微細なＴｉ炭窒化物はピニング粒子として働き、旧オーステナイトの微細化を促進する。鋼線の中心軸からｄ／２０以内の領域における微細なＴｉ炭窒化物の個数％が１０％以上であれば、鋼線の組織が十分に微細化され、鋼線の絞り及び捻回特性が良好になる。中心軸からｄ／２０以内の領域における微細なＴｉ炭窒化物の個数％は、好ましくは１１％以上であり、より好ましくは１２％以上であり、多ければ多いほど好ましく、１００％でもよい。
本実施形態の鋼線において微細なＴｉ炭窒化物の個数％を求める方法は、鋼線を平均昇温速度１０℃／秒以上３０℃／秒以下で９００℃まで加熱して１分間保持して焼き入れを行った後、中心軸からｄ／２０以内の領域を測定対象とすること以外は、前述した線材において微細なＴｉ炭窒化物の個数％を求める方法と同様であり、ここでの説明は省略する。
・中心軸からｄ／９以内の領域における粗大なＴｉ炭窒化物の個数密度
本実施形態の鋼線は、鋼線を平均昇温速度１０℃／秒以上３０℃／秒以下で９００℃まで加熱して１分間保持した場合、前記中心軸からｄ／９以内の領域において円相当径が０．５μｍ以上のＴｉ炭窒化物のうち３μｍ以上のＴｉ炭窒化物の個数が４０％以下である。
円相当径が３μｍ以上の粗大なＴｉ炭窒化物は、ねじり試験時に亀裂の形成を早める。鋼線の中心軸からｄ／９以内の領域における粗大なＴｉ炭窒化物の個数％が４０％超になると鋼線の捻回特性を著しく低下させるため、４０％以下とする。中心軸からｄ／９以内の領域における粗大なＴｉ炭窒化物の個数％は、好ましくは３８％以下であり、より好ましくは３６％以下であり、少なければ少ないほど好ましく、０％でもよい。
本実施形態の鋼線は、鋼線を平均昇温速度１０℃／秒以上３０℃／秒以下で９００℃まで加熱して１分間保持した場合、前記中心軸からｄ／９以内の領域において円相当径が０．５μｍ以上のＴｉ炭窒化物のうち３μｍ以上のＴｉ炭窒化物の個数が４０％以下である。
円相当径が３μｍ以上の粗大なＴｉ炭窒化物は、ねじり試験時に亀裂の形成を早める。鋼線の中心軸からｄ／９以内の領域における粗大なＴｉ炭窒化物の個数％が４０％超になると鋼線の捻回特性を著しく低下させるため、４０％以下とする。中心軸からｄ／９以内の領域における粗大なＴｉ炭窒化物の個数％は、好ましくは３８％以下であり、より好ましくは３６％以下であり、少なければ少ないほど好ましく、０％でもよい。
鋼線の中心軸からｄ／９以内の領域における粗大なＴｉ炭窒化物の個数％を求める方法は、前述した線材の中心軸からＤ／９以内の領域における粗大なＴｉ炭窒化物の個数％を求める方法と同様であり、ここでの説明は省略する。
・中心軸からｄ／９以内の領域における鋼線の長手方向に対して平行となる＜１１０＞方位の集積度
また、本実施形態の鋼線は、中心軸からｄ／９以内の領域における鋼線の長手方向に対して平行となる＜１１０＞方位の集積度（以下、単に「＜１１０＞の集積度」と記す場合がある。）が２．０以上である。ここで、＜１１０＞の集積度とは、方位＜１１０＞を有する結晶粒の存在頻度が、完全にランダムな方位分布を持つ組織（この場合、集積度は１）に対して何倍であるかを示す指標である。
本実施形態の鋼線は、中心軸からｄ／９以内の領域における＜１１０＞の集積度が２．０以上であることで、断面内の組織ばらつきを低減できるため捻回特性を向上させることができる。かかる観点から、本実施形態の鋼線は、中心軸からｄ／９以内の領域における＜１１０＞の集積度が２．１以上であることが好ましく、２．２以上であることがより好ましい。
なお、中心軸からｄ／９以内の領域における＜１１０＞の集積度の上限は特に限定されないが、伸線加工時の断線抑制の観点から、４．０以下であることが好ましく、３．８以下であることがより好ましい。
また、本実施形態の鋼線は、中心軸からｄ／９以内の領域における鋼線の長手方向に対して平行となる＜１１０＞方位の集積度（以下、単に「＜１１０＞の集積度」と記す場合がある。）が２．０以上である。ここで、＜１１０＞の集積度とは、方位＜１１０＞を有する結晶粒の存在頻度が、完全にランダムな方位分布を持つ組織（この場合、集積度は１）に対して何倍であるかを示す指標である。
本実施形態の鋼線は、中心軸からｄ／９以内の領域における＜１１０＞の集積度が２．０以上であることで、断面内の組織ばらつきを低減できるため捻回特性を向上させることができる。かかる観点から、本実施形態の鋼線は、中心軸からｄ／９以内の領域における＜１１０＞の集積度が２．１以上であることが好ましく、２．２以上であることがより好ましい。
なお、中心軸からｄ／９以内の領域における＜１１０＞の集積度の上限は特に限定されないが、伸線加工時の断線抑制の観点から、４．０以下であることが好ましく、３．８以下であることがより好ましい。
中心軸からｄ／９以内の領域における鋼線の長手方向に対して平行となる＜１１０＞方位の集積度は、以下のように測定して求める。
鋼線の長手方向に垂直な断面（すなわち鋼線の横断面）を鏡面研磨した後、コロイダルシリカで研磨し、電界放射型走査型電子顕微鏡（ＦＥ－ＳＥＭ）を用いて倍率４００倍で中心軸から半径ｄ／９以内の領域の任意の位置において各３視野を観察し、ＥＢＳＤ測定（電子線後方散乱回折法による測定）を行う。１視野あたりの面積は、０．０３２４ｍｍ２（縦０．１８ｍｍ、横０．１８ｍｍ）とし、測定時のステップは０．１μｍとする。
次いで、鋼線の長手方向から見た＜１１０＞の集積度を算出する。例えば、前述したＯＩＭ ａｎａｌｙｓｉｓを用いることで集積度の算出が可能である。ＯＩＭ ａｎａｌｙｓｉｓを用いる場合、ＣＩ値が０．１以下のピクセルおよび９個以下のピクセルの塊はノイズとみなし、除外する。
鋼線の長手方向に垂直な断面（すなわち鋼線の横断面）を鏡面研磨した後、コロイダルシリカで研磨し、電界放射型走査型電子顕微鏡（ＦＥ－ＳＥＭ）を用いて倍率４００倍で中心軸から半径ｄ／９以内の領域の任意の位置において各３視野を観察し、ＥＢＳＤ測定（電子線後方散乱回折法による測定）を行う。１視野あたりの面積は、０．０３２４ｍｍ２（縦０．１８ｍｍ、横０．１８ｍｍ）とし、測定時のステップは０．１μｍとする。
次いで、鋼線の長手方向から見た＜１１０＞の集積度を算出する。例えば、前述したＯＩＭ ａｎａｌｙｓｉｓを用いることで集積度の算出が可能である。ＯＩＭ ａｎａｌｙｓｉｓを用いる場合、ＣＩ値が０．１以下のピクセルおよび９個以下のピクセルの塊はノイズとみなし、除外する。
＜鋼線の直径＞
本実施形態の鋼線の直径（ｄ）は特に限定されないが、安定した捻回特性を得るためには、０．５ｍｍ以上３．０ｍｍ以下であることが好ましく、０．７ｍｍ以上２．５ｍｍ以下であることがより好ましい。
本実施形態の鋼線の直径（ｄ）は特に限定されないが、安定した捻回特性を得るためには、０．５ｍｍ以上３．０ｍｍ以下であることが好ましく、０．７ｍｍ以上２．５ｍｍ以下であることがより好ましい。
［線材の製造方法］
本実施形態の線材の製造方法は特に限定されないが、以下、一例として、本実施形態の線材の好ましい製造方法について説明する。
本実施形態の線材の製造方法は特に限定されないが、以下、一例として、本実施形態の線材の好ましい製造方法について説明する。
＜鋳片加熱＞
前述した鋼成分を有する鋳片を１２００℃以上に加熱する。これにより（凝固時に形成する）円相当径が３μｍ以上となるような粗大なＴｉ炭窒化物を溶解させることができ、割合を低減させることができる。Ｔｉ炭窒化物の溶解によって固溶Ｔｉが増大し、分塊圧延中に微細にＴｉ炭窒化物が分散する。鋳片の最大加熱温度は１３５０℃以下とすることが好ましい。鋳片を１３５０℃を超える温度に上げると脱炭が激しくなるためである。
前述した鋼成分を有する鋳片を１２００℃以上に加熱する。これにより（凝固時に形成する）円相当径が３μｍ以上となるような粗大なＴｉ炭窒化物を溶解させることができ、割合を低減させることができる。Ｔｉ炭窒化物の溶解によって固溶Ｔｉが増大し、分塊圧延中に微細にＴｉ炭窒化物が分散する。鋳片の最大加熱温度は１３５０℃以下とすることが好ましい。鋳片を１３５０℃を超える温度に上げると脱炭が激しくなるためである。
＜鋳片加熱時間＞
１２００℃以上の加熱時間を３０分以上とすることで円相当径が３μｍ以上となるような粗大なＴｉ炭窒化物を溶解させることができ、割合を低減させることができる。Ｔｉ炭窒化物の溶解によって固溶Ｔｉが増大し、分塊圧延中に微細にＴｉ炭窒化物が分散する。１２００℃以上の加熱時間は３００分以下とすることが好ましい。３００分を超える加熱は大きな効果を示さないためである。
１２００℃以上の加熱時間を３０分以上とすることで円相当径が３μｍ以上となるような粗大なＴｉ炭窒化物を溶解させることができ、割合を低減させることができる。Ｔｉ炭窒化物の溶解によって固溶Ｔｉが増大し、分塊圧延中に微細にＴｉ炭窒化物が分散する。１２００℃以上の加熱時間は３００分以下とすることが好ましい。３００分を超える加熱は大きな効果を示さないためである。
＜線材加熱温度＞
線材の加熱温度は１０００℃以上とする。１０００℃未満の加熱では線材圧延の反力が大きくなるためである。線材加熱時の最大温度Ｔ（℃）は、線材におけるＴｉの含有量を［Ｔｉ］、Ｃの含有量を［Ｃ］とした場合、以下の式（Ｉ）によって算出される値とすることが好ましい。
Ｔ＝－９５７５／（ｌｏｇ（［Ｔｉ］×［Ｃ］）－４．４）－３６０ ・・・（Ｉ）
上記式（Ｉ）で算出されるＴ（℃）を超える温度に線材を加熱すると分塊圧延中に析出した微細なＴｉ炭窒化物が再度溶解し、線材圧延中には溶存したＴｉ炭窒化物を核に析出するためピン止め効果が小さくなる。ピン止め効果を活用するためには分塊圧延中に析出した微細なＴｉ炭窒化物を残存させることが有効である。
線材の加熱温度は１０００℃以上とする。１０００℃未満の加熱では線材圧延の反力が大きくなるためである。線材加熱時の最大温度Ｔ（℃）は、線材におけるＴｉの含有量を［Ｔｉ］、Ｃの含有量を［Ｃ］とした場合、以下の式（Ｉ）によって算出される値とすることが好ましい。
Ｔ＝－９５７５／（ｌｏｇ（［Ｔｉ］×［Ｃ］）－４．４）－３６０ ・・・（Ｉ）
上記式（Ｉ）で算出されるＴ（℃）を超える温度に線材を加熱すると分塊圧延中に析出した微細なＴｉ炭窒化物が再度溶解し、線材圧延中には溶存したＴｉ炭窒化物を核に析出するためピン止め効果が小さくなる。ピン止め効果を活用するためには分塊圧延中に析出した微細なＴｉ炭窒化物を残存させることが有効である。
＜線材加熱時間＞
１０００℃以上の加熱時間を３５分以上とすることで線材圧延中の反力を十分に低減できる。一方、１０００℃以上Ｔ℃以下の加熱時間が８０分未満であれば、微細なＴｉ炭窒化物を十分に残存させることができる。
１０００℃以上の加熱時間を３５分以上とすることで線材圧延中の反力を十分に低減できる。一方、１０００℃以上Ｔ℃以下の加熱時間が８０分未満であれば、微細なＴｉ炭窒化物を十分に残存させることができる。
上記の条件で鋳片の段階及び線材の段階でそれぞれ加熱することでＴｉ炭窒化物が微細な粒径を有する線材を得ることができる。
上記の線材を用いて伸線加工を施すことで捻回特性に優れる鋼線を得ることができる。
また、上記の線材圧延を行って得られた線材を再度ＬＰしても組織の微細化を再現することができる。
上記の線材を用いて伸線加工を施すことで捻回特性に優れる鋼線を得ることができる。
また、上記の線材圧延を行って得られた線材を再度ＬＰしても組織の微細化を再現することができる。
＜ＬＰ加熱温度＞
ＬＰでの加熱温度は９００℃以上とすることが好ましい。９００℃未満ではフェライト／オーステナイトの二相組織となり、均一な組織が得られない可能性があるためである。ＬＰでの加熱温度の上限となる最大温度Ｔは、前記式（Ｉ）で算出される値とすることが好ましい。上記式（Ｉ）で算出されるＴ（℃）を超える温度ではＴｉ炭窒化物が溶解し、ピン止め効果が得られない。ＬＰ加熱温度は、より好ましくは１０００℃以下である。
ＬＰでの加熱温度は９００℃以上とすることが好ましい。９００℃未満ではフェライト／オーステナイトの二相組織となり、均一な組織が得られない可能性があるためである。ＬＰでの加熱温度の上限となる最大温度Ｔは、前記式（Ｉ）で算出される値とすることが好ましい。上記式（Ｉ）で算出されるＴ（℃）を超える温度ではＴｉ炭窒化物が溶解し、ピン止め効果が得られない。ＬＰ加熱温度は、より好ましくは１０００℃以下である。
＜ＬＰ加熱時間＞
３０秒以上のＬＰ加熱を行うことで完全にオーステナイト化できるため、３０秒以上とすることが好ましい。一方、３００秒超のＬＰ加熱はオーステナイト粒が粗大化することがあるため、３００秒以下とすることが好ましい。
３０秒以上のＬＰ加熱を行うことで完全にオーステナイト化できるため、３０秒以上とすることが好ましい。一方、３００秒超のＬＰ加熱はオーステナイト粒が粗大化することがあるため、３００秒以下とすることが好ましい。
＜鉛浴温度＞
ＬＰの際、鉛浴温度は５００℃以上とすることが好ましい。５００℃未満ではベイナイト変態域となり変態が完了しない可能性があるためである。鉛浴の最大温度は６３０℃以下とすることが好ましい。６３０℃超では線材の強度が低下するだけでなく、変態が完了しない可能性があるためである。
ＬＰの際、鉛浴温度は５００℃以上とすることが好ましい。５００℃未満ではベイナイト変態域となり変態が完了しない可能性があるためである。鉛浴の最大温度は６３０℃以下とすることが好ましい。６３０℃超では線材の強度が低下するだけでなく、変態が完了しない可能性があるためである。
＜鉛浴浸漬時間＞
鉛浴浸漬時間は１０秒以上とすることが好ましい。１０秒未満ではパーライト変態が完了しない可能性があるためである。一方、鉛浴浸漬時間の上限は６０秒とすることが好ましい。６０秒超浸漬することで引張強度が低下する可能性があるためである。
鉛浴浸漬時間は１０秒以上とすることが好ましい。１０秒未満ではパーライト変態が完了しない可能性があるためである。一方、鉛浴浸漬時間の上限は６０秒とすることが好ましい。６０秒超浸漬することで引張強度が低下する可能性があるためである。
［鋼線の製造方法］
本実施形態の鋼線の製造方法も特に限定されないが、好ましい製造方法の一例として、上記方法によって線材を製造した後、伸線加工することによって本実施形態の鋼線を製造する方法が挙げられる。
なお、上記方法によって製造した線材を用いて伸線加工を行っても、歪量が不十分であると鋼線の長手方向にそろった＜１１０＞の集積度が２．０未満となってしまう可能性があり、歪量が大き過ぎる伸線時に断線してしまう可能性がある。そこで、伸線加工前の線材の直径をＤ、鋼線の直径をｄとしたとき、ε＝２×ｌｎ（Ｄ／ｄ）で表される真歪みεが、１．４以上４．０以下となるように伸線加工を行って鋼線を製造することが好ましい。
本実施形態の鋼線の製造方法も特に限定されないが、好ましい製造方法の一例として、上記方法によって線材を製造した後、伸線加工することによって本実施形態の鋼線を製造する方法が挙げられる。
なお、上記方法によって製造した線材を用いて伸線加工を行っても、歪量が不十分であると鋼線の長手方向にそろった＜１１０＞の集積度が２．０未満となってしまう可能性があり、歪量が大き過ぎる伸線時に断線してしまう可能性がある。そこで、伸線加工前の線材の直径をＤ、鋼線の直径をｄとしたとき、ε＝２×ｌｎ（Ｄ／ｄ）で表される真歪みεが、１．４以上４．０以下となるように伸線加工を行って鋼線を製造することが好ましい。
本実施形態の線材及び鋼線の用途は特に限定されないが、例えば、自動車等のタイヤの補強材であるワイヤー、アルミ送電線などの補強用ワイヤー、ＰＣ（プレストレストコンクリート）鋼線、橋梁等に用いられるロープ用ワイヤーなどに使用される高強度鋼線の素材として幅広く用いることができる。
以下、実施例によって本開示に係る線材及び鋼線の例を具体的に説明するが、本開示に係る線材及び鋼線は以下の実施例により制限されるものではない。
下記表１に示す化学組成（鋼成分）を有する鋼Ａ及びＢ、並びに表２に示す化学組成を有する鋼１～３２をそれぞれ溶製し、後述する方法で線材を作製した。
なお、表１及び表２中の「－」の表記は、当該元素の含有量が不純物レベルであり、実質的に含有されていないと判断できることを示す。表１及び表２に示された鋼の化学組成（質量％）の残部は鉄（Ｆｅ）及び不純物である。また、表２中の下線が付された値は、本開示に係る線材及び鋼線の鋼成分を満たさない値である。
なお、表１及び表２中の「－」の表記は、当該元素の含有量が不純物レベルであり、実質的に含有されていないと判断できることを示す。表１及び表２に示された鋼の化学組成（質量％）の残部は鉄（Ｆｅ）及び不純物である。また、表２中の下線が付された値は、本開示に係る線材及び鋼線の鋼成分を満たさない値である。
それぞれ表１及び表２に示す化学組成の鋼を溶製し、以下の方法で線材を作製した。
まず、表１に示す化学組成の鋼Ａ及びＢをそれぞれ溶製した後、約１２００℃～１３００℃まで加熱し、分塊圧延によって、１２２ｍｍ角のビレット（鋼片）を得、線材圧延を行った。分塊圧延及び線材圧延での加熱並び仕上げ圧延後の調整冷却は、それぞれ表３に示された線材番号（Ｒ１）～（Ｒ３０）に示す条件で行った。すなわち、鋼片が約１０００～１１２０℃になるように加熱した後、線材圧延を施し、８１０℃～９２０℃で巻取り、平均冷却速度４℃／秒～３３℃／秒で約３０秒冷却し、φ５．５～φ８．５ｍｍに熱間圧延した。
まず、表１に示す化学組成の鋼Ａ及びＢをそれぞれ溶製した後、約１２００℃～１３００℃まで加熱し、分塊圧延によって、１２２ｍｍ角のビレット（鋼片）を得、線材圧延を行った。分塊圧延及び線材圧延での加熱並び仕上げ圧延後の調整冷却は、それぞれ表３に示された線材番号（Ｒ１）～（Ｒ３０）に示す条件で行った。すなわち、鋼片が約１０００～１１２０℃になるように加熱した後、線材圧延を施し、８１０℃～９２０℃で巻取り、平均冷却速度４℃／秒～３３℃／秒で約３０秒冷却し、φ５．５～φ８．５ｍｍに熱間圧延した。
線材番号（Ｒ２１）～（Ｒ３０）に関しては、上記の製造条件とは異なる条件で線材圧延を行い、線材を得た。
［金属組織］
得られた線材の金属組織は、前述した方法により測定した。
表３においてＰＢＳ（パーライトブロック粒径）は、フェライト結晶方位が１５°以上の角度差で囲まれた領域の粒径（円相当径）であり、パーライトブロックは、パーライトを構成するフェライト結晶方位が概ね同一である結晶粒である。
なお、非パーライト組織としては、フェライトが観察された。
得られた線材の金属組織は、前述した方法により測定した。
表３においてＰＢＳ（パーライトブロック粒径）は、フェライト結晶方位が１５°以上の角度差で囲まれた領域の粒径（円相当径）であり、パーライトブロックは、パーライトを構成するフェライト結晶方位が概ね同一である結晶粒である。
なお、非パーライト組織としては、フェライトが観察された。
［線材の引張強度及び断面減少率（絞り値）］
線材を３４０ｍｍの長さに切断し、両端それぞれ７０ｍｍをくさびチャックで固定し、引張試験を行った。得られた最大荷重を断面積で除することで引張強さを算出した。
その後、線材の引張試験後の最も細くなった箇所の線径を測定し、引張試験前後の断面積の変化量を引張試験前の断面積で除し、１００％をかけることで絞り値を算出した。
引張強さが９００ＭＰａ以上であることが好ましいため、引張強さ９００ＭＰａ以上を合格品と評価した。
絞り値は５９％以上が好ましいため、絞り値５９％以上を合格品と評価した。
線材を３４０ｍｍの長さに切断し、両端それぞれ７０ｍｍをくさびチャックで固定し、引張試験を行った。得られた最大荷重を断面積で除することで引張強さを算出した。
その後、線材の引張試験後の最も細くなった箇所の線径を測定し、引張試験前後の断面積の変化量を引張試験前の断面積で除し、１００％をかけることで絞り値を算出した。
引張強さが９００ＭＰａ以上であることが好ましいため、引張強さ９００ＭＰａ以上を合格品と評価した。
絞り値は５９％以上が好ましいため、絞り値５９％以上を合格品と評価した。
表３に、線材番号（Ｒ１）～（Ｒ３０）の製造条件、鋼成分［Ｔｉ／Ｎ］、線材組織、線材の特性を示す。
なお、線材加熱温度の好ましい上限値として前述の式（Ｉ）によって算出される値Ｔ（℃）は、鋼種Ａについては１１２９℃であり、鋼種Ｂについては１０６７℃である。
表３中の下線が付された値は、本開示に係る線材の製造条件における不適切な値である。また、表３において線材組織について下線が付された値は、本開示に係る線材の組織を満たさない値である。線材の特性について下線が付された値は、不合格品と評価した値である。表４～表７において下線が付された値も同様である。
また、表３～表７において「微小Ｔｉ炭窒化物個数％」は、円相当径が１０ｎｍ以上のＴｉ炭窒化物のうち１０ｎｍ以上４０ｎｍ以下のＴｉ炭窒化物の個数％を意味し、「粗大Ｔｉ炭窒化物個数％」は、円相当径が０．５μｍ以上のＴｉ炭窒化物のうち３μｍ以上のＴｉ炭窒化物の個数％を意味する。
なお、線材加熱温度の好ましい上限値として前述の式（Ｉ）によって算出される値Ｔ（℃）は、鋼種Ａについては１１２９℃であり、鋼種Ｂについては１０６７℃である。
表３中の下線が付された値は、本開示に係る線材の製造条件における不適切な値である。また、表３において線材組織について下線が付された値は、本開示に係る線材の組織を満たさない値である。線材の特性について下線が付された値は、不合格品と評価した値である。表４～表７において下線が付された値も同様である。
また、表３～表７において「微小Ｔｉ炭窒化物個数％」は、円相当径が１０ｎｍ以上のＴｉ炭窒化物のうち１０ｎｍ以上４０ｎｍ以下のＴｉ炭窒化物の個数％を意味し、「粗大Ｔｉ炭窒化物個数％」は、円相当径が０．５μｍ以上のＴｉ炭窒化物のうち３μｍ以上のＴｉ炭窒化物の個数％を意味する。
表３に示されるように、線材番号（Ｒ２１）～（Ｒ２３）及び（Ｒ２７）は、分塊圧延での加熱温度が低い、もしくは加熱時間が短いために、粗大なＴｉ炭窒化物が高い比率で残存するとともに、微細なＴｉ炭窒化物の析出量が減った。そのため、線材の絞り値が５９％を下回った。
線材番号（Ｒ２４）～（Ｒ２６）及び（Ｒ２８）～（Ｒ３０）は、線材圧延での温度が高い、もしくは加熱時間が長いため、分塊圧延で析出した微細なＴｉ炭窒化物が溶解したため、線材の絞り値が低くなった。
線材番号（Ｒ２４）～（Ｒ２６）及び（Ｒ２８）～（Ｒ３０）は、線材圧延での温度が高い、もしくは加熱時間が長いため、分塊圧延で析出した微細なＴｉ炭窒化物が溶解したため、線材の絞り値が低くなった。
圧延後の線材に対してリン酸亜鉛の皮膜処理を行い、φ１．８ｍｍまで伸線加工を施した。
次いで、番号（Ｒ１）及び（Ｒ２１）の線材に対して９５０℃～１１５０℃まで加熱し、５５０℃の鉛浴に浸漬させ、パーライト変態させた。
得られた線材について、前述した方法により金属組織（線材組織）及び特性を測定した。表４に、ＬＰ条件、鋼成分［Ｔｉ／Ｎ］、線材組織、特性を示す。
次いで、番号（Ｒ１）及び（Ｒ２１）の線材に対して９５０℃～１１５０℃まで加熱し、５５０℃の鉛浴に浸漬させ、パーライト変態させた。
得られた線材について、前述した方法により金属組織（線材組織）及び特性を測定した。表４に、ＬＰ条件、鋼成分［Ｔｉ／Ｎ］、線材組織、特性を示す。
表４に示されるように、適正な加熱条件でＬＰ処理を施したＬＰ番号（Ｌ１）～（Ｌ４）では、ＬＰ後においても良好な絞りを有することができている。
一方、ＬＰ番号（Ｌ５）では微細なＴｉ炭窒化物が溶解してしまい、絞り値が低下した。
ＬＰ番号（Ｌ６）～（Ｌ１０）は線材の段階で微細なＴｉ炭窒化物が少なく、ＬＰ後も絞り値が低かった。
一方、ＬＰ番号（Ｌ５）では微細なＴｉ炭窒化物が溶解してしまい、絞り値が低下した。
ＬＰ番号（Ｌ６）～（Ｌ１０）は線材の段階で微細なＴｉ炭窒化物が少なく、ＬＰ後も絞り値が低かった。
圧延後の線材（Ｒ１）～（Ｒ３０）に対してリン酸亜鉛の皮膜処理を行い、表５に示す線径ｄまで伸線加工を施し、鋼線を作製した。
得られた鋼線について、前述した方法により金属組織（線材組織）及び特性を測定した。表５に、伸線加工前の線材直径Ｄ、伸線加工後の鋼線直径ｄ、鋼成分［Ｔｉ／Ｎ］、鋼線組織、鋼線の特性を示す。
得られた鋼線について、前述した方法により金属組織（線材組織）及び特性を測定した。表５に、伸線加工前の線材直径Ｄ、伸線加工後の鋼線直径ｄ、鋼成分［Ｔｉ／Ｎ］、鋼線組織、鋼線の特性を示す。
［鋼線の引張強度及び断面減少率（絞り値）］
鋼線を３４０ｍｍの長さに切断し、両端それぞれ７０ｍｍをくさびチャックで固定し引張試験を行った。得られた最大荷重を断面積で除することで引張強さを算出した。
その後、鋼線の引張試験後の最も細くなった箇所の線径を測定し、引張試験前後の断面積の変化量を引張試験前の断面積で除し、１００％をかけることで絞り値を算出した。
引張強さが１５００ＭＰａ以上であることが好ましいため、引張強さ１５００ＭＰａ以上を合格品と評価した。
絞り値は５９％以上が好ましいため、絞り値５９％以上を合格品と評価した。
鋼線を３４０ｍｍの長さに切断し、両端それぞれ７０ｍｍをくさびチャックで固定し引張試験を行った。得られた最大荷重を断面積で除することで引張強さを算出した。
その後、鋼線の引張試験後の最も細くなった箇所の線径を測定し、引張試験前後の断面積の変化量を引張試験前の断面積で除し、１００％をかけることで絞り値を算出した。
引張強さが１５００ＭＰａ以上であることが好ましいため、引張強さ１５００ＭＰａ以上を合格品と評価した。
絞り値は５９％以上が好ましいため、絞り値５９％以上を合格品と評価した。
［伸線加工後の鋼線のねじり特性］
ねじり試験は、線径（直径）の１００倍の長さの鋼線を１５ｒｐｍで断線するまでねじり、ねじり回数を測定した。ねじり試験は、各鋼線について１０本ずつ行い、１０本の鋼線のねじり回数の平均値が３８回以上の場合、ねじり特性が良好であると評価した。
ねじり試験は、線径（直径）の１００倍の長さの鋼線を１５ｒｐｍで断線するまでねじり、ねじり回数を測定した。ねじり試験は、各鋼線について１０本ずつ行い、１０本の鋼線のねじり回数の平均値が３８回以上の場合、ねじり特性が良好であると評価した。
伸線加工後の鋼線に関しても、微細なＴｉ炭窒化物と粗大なＴｉ炭窒化物を制御した 線材番号（Ｒ１）～（Ｒ１９）では鋼線の絞り値、捻回数ともに高い次元で両立できている。
一方、線材番号（Ｒ２０）では伸線加工ひずみが少なく＜１１０＞集合組織が不十分であるため、捻回数が低下した。
線材番号（Ｒ２１）～（Ｒ２３）及び（Ｒ２７）は粗大なＴｉ炭窒化物が高い比率で残存しており、微細なＴｉ炭窒化物も少ないため、絞り値及び捻回数が低かった。
線材番号（Ｒ２４）～（Ｒ２６）及び（Ｒ２８）～（Ｒ３０）では微細なＴｉ炭窒化物が少なく、絞り値及び捻回数が低かった。
一方、線材番号（Ｒ２０）では伸線加工ひずみが少なく＜１１０＞集合組織が不十分であるため、捻回数が低下した。
線材番号（Ｒ２１）～（Ｒ２３）及び（Ｒ２７）は粗大なＴｉ炭窒化物が高い比率で残存しており、微細なＴｉ炭窒化物も少ないため、絞り値及び捻回数が低かった。
線材番号（Ｒ２４）～（Ｒ２６）及び（Ｒ２８）～（Ｒ３０）では微細なＴｉ炭窒化物が少なく、絞り値及び捻回数が低かった。
表２に示す化学組成の鋼種番号１～３２をそれぞれ溶製した後、表３の線材番号（Ｒ１）と同様の製造方法で線材（ｒ１）～（ｒ３２）を製造した。
得られた線材について、前述した方法により金属組織（線材組織）及び特性を測定した。表６に、線材直径Ｄ、鋼成分［Ｔｉ／Ｎ］、線材組織、線材の特性を示す。
得られた線材について、前述した方法により金属組織（線材組織）及び特性を測定した。表６に、線材直径Ｄ、鋼成分［Ｔｉ／Ｎ］、線材組織、線材の特性を示す。
さらに、圧延後の線材に対してリン酸亜鉛の皮膜処理を行い、φ１．８ｍｍまで伸線加工を施した。
得られた鋼線について、前述した方法により金属組織（鋼線組織）及び特性を測定した。表７に、鋼線直径ｄ、鋼成分［Ｔｉ／Ｎ］、鋼線組織、鋼線の特性を示す。
得られた鋼線について、前述した方法により金属組織（鋼線組織）及び特性を測定した。表７に、鋼線直径ｄ、鋼成分［Ｔｉ／Ｎ］、鋼線組織、鋼線の特性を示す。
線材番号（ｒ１）～（ｒ２２）及び鋼線番号（ｗ１）～（ｗ２２）に関しては成分、製造方法ともに適切であり、強度と延性を高く両立した線材、鋼線となっていた。
線材番号（ｒ２３）、鋼線番号（ｗ２３）はＣ量が低く、引張強度が低かった。
線材番号（ｒ２４）、鋼線番号（ｗ２４）はＣ量が高いため強度が高く、線材の絞り、鋼線の絞りが低かった。
線材番号（ｒ２５）、鋼線番号（ｗ２５）はＭｎ量が低く固溶Ｓが残存し、線材の絞り、鋼線の絞りが低かった。
線材番号（ｒ２６）、鋼線番号（ｗ２６）はＭｎ量が高く、中心部にＭｎが偏析してしまい、線材の絞り、鋼線の絞りが低かった。
線材番号（ｒ２７）、鋼線番号（ｗ２７）はＳｉ量が低く、引張強度が低かった。
線材番号（ｒ２８）、鋼線番号（ｗ２８）はＳｉ量が高く、線材段階で変態が完了しなかったため線材の絞り、鋼線の絞りが低かった。
線材番号（ｒ２９）、鋼線番号（ｗ２９）はＴｉ量が高く、粗大なＴｉ炭窒化物が高い比率で残存してしまい、線材の絞り、鋼線の絞り、捻回数が低かった。
線材番号（ｒ３０）、（ｒ３１）及び鋼線番号（ｗ３０）、（ｗ３１）はＴｉ／Ｎが低く、固溶Ｎが残存してしまったため、線材の絞り、鋼線の絞り、捻回数が低かった。
線材番号（ｒ３２）、鋼線番号（ｗ３２）はＴｉ／Ｎが高く、粗大なＴｉ炭窒化物が多く、微細なＴｉ炭窒化物がすくないために線材の絞り、鋼線の絞り、捻回数が低かった。
線材番号（ｒ２３）、鋼線番号（ｗ２３）はＣ量が低く、引張強度が低かった。
線材番号（ｒ２４）、鋼線番号（ｗ２４）はＣ量が高いため強度が高く、線材の絞り、鋼線の絞りが低かった。
線材番号（ｒ２５）、鋼線番号（ｗ２５）はＭｎ量が低く固溶Ｓが残存し、線材の絞り、鋼線の絞りが低かった。
線材番号（ｒ２６）、鋼線番号（ｗ２６）はＭｎ量が高く、中心部にＭｎが偏析してしまい、線材の絞り、鋼線の絞りが低かった。
線材番号（ｒ２７）、鋼線番号（ｗ２７）はＳｉ量が低く、引張強度が低かった。
線材番号（ｒ２８）、鋼線番号（ｗ２８）はＳｉ量が高く、線材段階で変態が完了しなかったため線材の絞り、鋼線の絞りが低かった。
線材番号（ｒ２９）、鋼線番号（ｗ２９）はＴｉ量が高く、粗大なＴｉ炭窒化物が高い比率で残存してしまい、線材の絞り、鋼線の絞り、捻回数が低かった。
線材番号（ｒ３０）、（ｒ３１）及び鋼線番号（ｗ３０）、（ｗ３１）はＴｉ／Ｎが低く、固溶Ｎが残存してしまったため、線材の絞り、鋼線の絞り、捻回数が低かった。
線材番号（ｒ３２）、鋼線番号（ｗ３２）はＴｉ／Ｎが高く、粗大なＴｉ炭窒化物が多く、微細なＴｉ炭窒化物がすくないために線材の絞り、鋼線の絞り、捻回数が低かった。
１０ 線材
Ｃ 中心軸
Ｄ 線材の直径
Ｃ 中心軸
Ｄ 線材の直径
Claims (13)
- 質量％で
Ｃ：０．４０％以上０．８０％以下、
Ｓｉ：０．１０％以上２．０％以下、
Ｍｎ：０．１０％以上１．００％以下、
Ｐ：０．０３０％以下、
Ｓ：０．０３０％以下、
Ｎ：０．００１５％％以上０．００６０％以下、及び
Ｔｉ：０．００５％以上０．０３０％以下、
を含有し、残部がＦｅ及び不純物からなる鋼成分を有し、かつ、Ｎの含有量に対するＴｉの含有量の比が３．３以上６．５以下を満たし、
線材の直径をＤとしたときに、中心軸からＤ／５０以内の領域において円相当径が１０ｎｍ以上のＴｉ炭窒化物のうち１０ｎｍ以上４０ｎｍ以下のＴｉ炭窒化物の個数が１０％以上であり、前記中心軸からＤ／９以内の領域において円相当径が０．５μｍ以上のＴｉ炭窒化物のうち３μｍ以上のＴｉ炭窒化物の個数が４０％以下である線材。 - 前記鋼成分が、質量％で
Ａｌ：０．０５０％以下、
Ｃｒ：１．０％以下、
Ｎｂ：０．０５０％以下、
Ｖ：０．１５％以下、
Ｃａ：０．００４０％以下、
Ｍｇ：０．００４０％以下、及び
Ｂ：０．００３０％以下、
からなる群から選ばれる１種または２種以上を満たす請求項１に記載の線材。 - パーライト組織を有し、前記中心軸からＤ／９以内の領域において、フェライト結晶方位が１５°以上の角度差で囲まれる領域を結晶粒と定義した際の結晶粒径の平均値が、１６μｍ以下である請求項１又は請求項２に記載の線材。
- パーライト組織を有し、前記中心軸からＤ／９以内の領域におけるパーライト組織の面積率が、９０％以上である請求項１～請求項３のいずれか１項に記載の線材。
- パーライト組織を有し、前記中心軸からＤ／９以内の領域における前記パーライト組織のラメラ間隔の平均値が、７０ｎｍ以下である請求項１～請求項４のいずれか１項に記載の線材。
- 前記鋼成分が、質量％で
Ａｌ：０．００５％以上０．０５０％以下
を満たす請求項１～請求項５のいずれか１項に記載の線材。 - 前記鋼成分が、質量％で
Ｃｒ：０．０５％以上１．０％以下
を満たす請求項１～請求項６のいずれか１項に記載の線材。 - 前記鋼成分が、質量％で
Ｎｂ：０．００３％以上０．０５０％以下及び
Ｖ：０．００５％以上０．１５％以下
の少なくとも一方を満たす請求項１～請求項７のいずれか１項に記載の線材。 - 前記鋼成分が、質量％で
Ｃａ：０．０００２％以上０．００４０％以下及び
Ｍｇ：０．０００２％以上０．００４０％以下
の少なくとも一方を満たす請求項１～請求項８のいずれか１項に記載の線材。 - 前記鋼成分が、質量％で
Ｂ：０．０００１％以上０．００３０％以下
を満たす請求項１～請求項９のいずれか１項に記載の線材。 - 前記線材の直径が、１．５ｍｍ以上９．０ｍｍ以下である請求項１～請求項１０のいずれか１項に記載の線材。
- 請求項１、請求項２、及び請求項６～請求項１０のいずれか１項に記載の鋼成分を有し、かつ、Ｎの含有量に対するＴｉの含有量の比が３．３以上６．５以下を満たし、
鋼線を平均昇温速度１０℃／秒以上３０℃／秒以下で９００℃まで加熱して１分間保持した場合、鋼線の直径をｄとしたときに、中心軸からｄ／２０以内の領域において円相当径が１０ｎｍ以上のＴｉ炭窒化物のうち１０ｎｍ以上４０ｎｍ以下のＴｉ炭窒化物の個数が１０％以上であり、前記中心軸からｄ／９以内の領域において円相当径が０．５μｍ以上のＴｉ炭窒化物のうち３μｍ以上のＴｉ炭窒化物の個数が４０％以下であり、前記中心軸からｄ／９以内の領域における鋼線の長手方向に対して平行となる＜１１０＞方位の集積度が２．０以上である鋼線。 - 前記鋼線の直径が、０．５ｍｍ以上３．０ｍｍ以下である請求項１２に記載の鋼線。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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|---|---|---|---|
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