JP2021183716A - 鋼線およびばね - Google Patents

Abstract

【課題】高い強度と高い靱性とを両立させることが可能な鋼線およびばねを提供する。【解決手段】鋼線１は、０．５質量％以上０．７質量％以下の炭素と、１質量％以上２．５質量％以下の珪素と、０．５質量％以上１質量％以下のマンガンと、０．５質量％以上２質量％以下のクロムと、を含み、残部が鉄および不可避的不純物である鋼から構成される。線径が、０．５ｍｍ以上２ｍｍ以下である。引張強度が、２０００Ｎ／ｍｍ２以上２７００Ｎ／ｍｍ２以下である。鋼は、パーライト組織を有する。鋼の格子歪をＳ％とし、引張強度をＴ Ｎ／ｍｍ２とした場合、Ｓ％に０．５８８８５％を足した値をＴ Ｎ／ｍｍ２で除した値である｛（Ｓ％＋０．５８８８５％）／Ｔ｝ｍｍ２／Ｎが４．８×１０−６ｍｍ２／Ｎ以上である。【選択図】図１

Description

本開示は、鋼線およびばねに関するものである。

パーライト組織を含む鋼線において、ばねの耐へたり性、およびばねの疲労強度を向上させるための技術が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

特開２０１２−１１７１２９号公報

鋼線およびばねにおいては、高い強度を有すると共に高い靱性を有することが好ましい。そこで、高い強度と高い靱性とを両立させることが可能な鋼線およびばねを提供することを目的の１つとする。

本開示に従った鋼線は、０．５質量％以上０．７質量％以下の炭素と、１質量％以上２．５質量％以下の珪素と、０．５質量％以上１質量％以下のマンガンと、０．５質量％以上２質量％以下のクロムと、を含み、残部が鉄および不可避的不純物である鋼から構成される。線径が、０．５ｍｍ以上２ｍｍ以下である。引張強度が、２０００Ｎ／ｍｍ^２以上２７００Ｎ／ｍｍ^２以下である。鋼は、パーライト組織を有する。鋼の格子歪をＳ％とし、引張強度をＴ Ｎ／ｍｍ^２とした場合、Ｓ％に０．５８８８５％を足した値をＴ Ｎ／ｍｍ^２で除した値である｛（Ｓ％＋０．５８８８５％）／Ｔ｝ｍｍ^２／Ｎが４．８×１０^−６ｍｍ^２／Ｎ以上である。

上記鋼線によれば、高い強度と高い靱性とを両立させることができる。

図１は、鋼線の構造を示す概略斜視図である。 図２は、鋼線を構成する鋼の長手方向に垂直な断面における構造を示す概略断面図である。 図３は、ばねの構造を示す概略斜視図である。 図４は、鋼線およびばねの製造方法の概略を示すフローチャートである。 図５は、原料線材の構造を示す斜視図である。 図６は、｛（Ｓ％＋０．５８８８５％）／Ｔ｝ｍｍ^２／Ｎと捻回値との関係を示す図である。 図７は、｛（Ｓ％＋０．５８８８５％）／Ｔ｝ｍｍ^２／Ｎとフェライト組織の割合との関係を示す図である。

［本願発明の実施形態の説明］
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。本開示の鋼線は、０．５質量％以上０．７質量％以下の炭素と、１質量％以上２．５質量％以下の珪素と、０．５質量％以上１質量％以下のマンガンと、０．５質量％以上２質量％以下のクロムと、を含み、残部が鉄および不可避的不純物である鋼から構成される。線径が、０．５ｍｍ以上２ｍｍ以下である。引張強度が、２０００Ｎ／ｍｍ^２以上２７００Ｎ／ｍｍ^２以下である。鋼は、パーライト組織を有する。鋼の格子歪をＳ％とし、引張強度をＴ Ｎ／ｍｍ^２とした場合、Ｓ％に０．５８８８５％を足した値をＴ Ｎ／ｍｍ^２で除した値である｛（Ｓ％＋０．５８８８５％）／Ｔ｝ｍｍ^２／Ｎが４．８×１０^−６ｍｍ^２／Ｎ以上である。

本発明者らは、鋼線の強度と靱性とを両立させる対応策について検討した。鋼線を製造する際の伸線工程における線材の加工度を大きくすると、鋼線の強度を向上させることができるが、これに伴って時効硬化による靱性の低下が発生する。

本発明者らの検討によれば、鋼の格子歪と引張強度とが特定の関係を満たす場合に、時効硬化による靱性の低下が発生し難くなり、靱性を維持しつつ高い強度を達成することができる。具体的には、本開示の鋼線では、鋼における格子歪であるＳ％と引張強度であるＴ Ｎ／ｍｍ^２とにおいて、Ｓ％に０．５８８８５％を足した値をＴ Ｎ／ｍｍ^２で除した値である｛（Ｓ％＋０．５８８８５％）／Ｔ｝ｍｍ^２／Ｎが４．８×１０^−６ｍｍ^２／Ｎ以上である。したがって、本開示の鋼線によれば、高い強度と高い靱性とを両立させることができる。

上記鋼線の鋼におけるフェライト組織の割合は２０％以下であってもよい。フェライト組織の割合を２０％以下とすることで、鋼の組織の均一性を向上させることができ、時効硬化による靱性の低下が発生し難くすることができる。したがって、十分な靱性を確保することが容易となる。ここで、フェライト組織の割合とは、鋼線の長手方向に垂直な断面における一辺２００μｍの正方形領域において、フェライト組織の面積の総和と、パーライト組織の面積の総和とを足した値に対するフェライト組織の面積の総和の割合％をいう。

上記鋼線における鋼は、０．０５質量％以上０．５質量％以下のバナジウム、０．０２質量％以上１質量％以下のコバルト、０．０２質量％以上１質量％以下のニッケルおよび０．０５質量％以上０．５質量％以下のモリブデンからなる群から選択される一種以上の元素をさらに含有してもよい。

本開示のばねは、上記鋼線から構成される。本開示のばねによれば、本開示の鋼線を含むことにより、高い強度と高い靱性とを両立させることが可能なばねを提供することができる。

ここで、鋼線を構成する鋼の成分組成を上記範囲に限定した理由について説明する。

炭素：０．５質量％以上０．７質量％以下
炭素は、パーライト組織を有する鋼線の強度に大きな影響を与える元素である。鋼線として十分な強度を得る観点から、炭素の含有量は０．５質量以上とする必要がある。炭素の含有量が多くなると靱性が低下し、ばねの形状に加工する時や伸線時における加工性が低下する。十分な加工性を確保する観点から、炭素の含有量は０．７質量％以下とする必要がある。強度をさらに向上させる観点から、炭素の含有量は０．６２質量％以上とすることが好ましい。靱性を向上させて加工を容易とする観点から、炭素の含有量は０．６８質量％以下とすることが好ましい。

珪素：１質量％以上２．５質量％以下
珪素は、鋼の製錬時の脱酸剤として必要な元素である。また、珪素は、加熱による軟化を抑制する性質である軟化抵抗性を鋼に付与する。鋼線がばねの形状に加工された後に実施される窒化処理のような熱処理において軟化を抑制する観点から、珪素の含有量は１質量％以上とする必要がある。加熱に対する軟化抵抗性をさらに向上させる観点から、珪素の含有量を１．５質量％以上とすることが好ましく、１．９５質量％以上とすることがより好ましい。珪素の含有量が多くなると靱性が低下するおそれがある。十分な靱性を確保する観点から、珪素の含有量は２．５質量％以下とする必要がある。

マンガン：０．５質量％以上１質量％以下
マンガンは、珪素と同様に鋼の製錬時の脱酸剤として必要な元素である。脱酸剤としての効果を十分に果たすために、マンガンの含有量は０．５質量％以上とする必要がある。脱酸剤としての効果をさらに十分に果たすために、マンガンの含有量を０．５５質量％以上とすることが好ましい。マンガンが過度に添加されると、伸線工程前にパテンティングが実施される場合において、加熱後の冷却時にマルテンサイト組織が生成する原因となる。このようにして生成したマルテンサイト組織は、伸線時における加工性を低下させる。そのため、マンガンの含有量は１質量％以下とする必要がある。マルテンサイト組織の生成をより低減させる観点から、マンガンの含有量を０．８質量％以下とすることが好ましい。

クロム：０．５質量％以上２質量％以下
クロムは、鋼組織の微細化や加熱時の軟化を抑制することに寄与する。このような効果を十分に発揮させる観点から、クロムの含有量を０．５質量％以上とする必要があり、０．７質量％以上とすることが好ましい。クロムが過度に添加されると、伸線工程前にパテンティングが実施される場合において、加熱後の冷却時にマルテンサイト組織が生成する原因となる。このようにして生成したマルテンサイト組織は、伸線時における加工性を低下させる。また、クロムが過度に添加されると、靱性が低下する原因となる。そのため、クロムの含有量は、２質量以下とする必要がある。マルテンサイト組織の生成を低減させると共に、靱性を向上させる観点から、クロムの含有量を１．５質量％以下とすることが好ましい。

不可避的不純物
鋼線の製造工程において、不可避的不純物としてリンおよび硫黄が不可避的に鋼線を構成する鋼中に混入する。リンおよび硫黄は、過度に存在すると粒界偏析を生じたり、介在物を生成したりして、鋼の特性を悪化させる。そのため、リンおよび硫黄の含有量は、それぞれ０．０２５質量％以下とすることが好ましい。また、不可避的不純物の含有量は、リンおよび硫黄を含めて合計で０．３質量％以下とすることが好ましい。

バナジウム：０．０５質量％以上０．５質量％以下
バナジウムは、鋼中において炭化物生成元素として機能し、炭化物を生成することによって加熱時の軟化抑制に寄与する。このような効果を十分に発揮させる観点から、バナジウムの含有量を０．０５質量％以上としてもよい。バナジウムの過剰な添加は、靱性を低下させる。十分な靱性を確保する観点から、バナジウムの添加量を０．５質量％以下としてもよく、さらには０．２質量％以下としてもよい。

コバルト：０．０２質量％以上１質量％以下
コバルトは、鋼の耐熱性の向上や加熱時の軟化を抑制することに寄与する。このような効果を十分に発揮させる観点から、コバルトの含有量を０．０２質量％以上としてもよく、さらには０．０５質量％以上としてもよい。上記鋼が１質量％を超えてコバルトを含んでも、コバルトの上記効果は飽和する。したがって、コバルトの含有量は、１質量％以下であることが好ましい。コバルトの含有量は、コストを低減させる観点から０．５質量％以下であってもよい。

ニッケル：０．０２質量％以上１質量％以下
ニッケルを添加することにより、耐食性や靱性を向上させることができる。この機能を十分に発揮させる観点から、ニッケルの含有量を０．０２質量％以上としてもよく、さらには０．１質量％としてもよい。上記鋼が１質量％を超えてニッケルを含んでも、ニッケルの上記効果は飽和する。また、上記鋼が１質量％を超えて高価な元素であるニッケルを含むと、鋼線の製造コストが上昇する。したがって、ニッケルの含有量は、１質量％以下であることが好ましい。ニッケルの含有量は、コストを低減させる観点から０．５質量％以下であってもよい。

モリブデン：０．０５質量％以上０．５質量％以下
モリブデンは、鋼中において炭化物生成元素として機能し、炭化物を生成することによって加熱時の軟化抑制に寄与する。このような効果を十分に発揮させる観点から、モリブデンの含有量を０．０５質量％以上としてもよい。十分な靱性を確保する観点から、モリブデンの含有量を０．５質量％以下としてもよく、さらには０．２５質量％以下としてもよい。

［本開示の実施形態の詳細］
次に、本開示に係る鋼線およびばねの実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。

図１は、鋼線の構造を示す斜視図である。なお、図１においては、鋼線の長手方向Ｙに垂直な断面が併せて図示されている。図１を参照して、本実施の形態における鋼線１は、長手方向Ｙに垂直な断面が円形であり、外周面１１が円筒面形状である鋼線である。鋼線１の線径Ｄは、０．５ｍｍ以上２ｍｍ以下である。

鋼線１は、０．５質量％以上０．７質量％以下の炭素と、１質量％以上２．５質量％以下の珪素と、０．５質量％以上１質量％以下のマンガンと、０．５質量％以上２質量％以下のクロムと、を含み、残部が鉄および不可避的不純物である鋼から構成される。

図２は、鋼線１の長手方向Ｙに垂直な断面の一部を示す概略断面図である。図２では、パーライト組織２１同士の境界２１Ａ、およびパーライト組織２１とフェライト組織２２との境界２２Ａを実線で示している。図２を参照して、鋼線１を構成する鋼は、パーライト組織２１と、フェライト組織２２とを含む。本実施の形態において、鋼線１を構成する鋼におけるパーライト組織２１の割合は８０％以上である。パーライト組織２１の割合は、好ましくは８５％以上であり、より好ましくは９０％以上である。本実施の形態において、鋼線１を構成する鋼におけるフェライト組織２２の割合は２０％以下である。フェライト組織２２の割合は、好ましくは１５％以下であり、より好ましくは１０％以下である。フェライト組織の割合を２０％以下とすることで、鋼の組織の均一性を向上させることができ、時効硬化による靱性の低下が発生し難くすることができる。したがって、十分な靱性を確保することが容易となる。パーライト組織２１およびフェライト組織２２の割合は、たとえば以下の方法により導出される。まず、鋼線１からサンプルが採取される。そして、得られたサンプルの長手方向Ｙに垂直な断面が研磨される。研磨された面が、例えば電子顕微鏡により観察される。この観察により得られる画像を適切なソフトウェアによって処理することにより、パーライト組織２１およびフェライト組織２２の割合が導出される。

鋼線１の引張強度Ｔ Ｎ／ｍｍ^２は、２０００Ｎ／ｍｍ^２以上２７００Ｎ／ｍｍ^２以下である。鋼線１の引張強度Ｔ Ｎ／ｍｍ^２の下限は、好ましくは２０５０Ｎ／ｍｍ^２であり、より好ましくは２１００Ｎ／ｍｍ^２である。鋼線１の引張強度Ｔ Ｎ／ｍｍ^２の上限は、好ましくは２６００Ｎ／ｍｍ^２であり、より好ましくは２５００Ｎ／ｍｍ^２である。引張強度Ｔ Ｎ／ｍｍ^２は、例えば、ＪＩＳ Ｚ ２２４１に基づいて測定される。

鋼線１を構成する鋼における格子歪をＳ％とした場合、Ｓ％に０．５８８８５％を足した値を引張強度Ｔ Ｎ／ｍｍ^２で除した値である｛（Ｓ％＋０．５８８８５％）／Ｔ｝ｍｍ^２／Ｎは、４．８×１０^−６ｍｍ^２／Ｎ以上である。例えば、Ｓ％が０．５％である場合、Ｓ％に０．５８８８５％を足した値は、０．０１０８８８５となる。さらに、引張強度Ｔ Ｎ／ｍｍ^２が２２３０Ｎ／ｍｍ^２である場合、｛（Ｓ％＋０．５８８８５％）／Ｔ｝ｍｍ^２／Ｎは、４．８８×１０^−６ｍｍ^２／Ｎとなる。なお、小数点第三位以下を四捨五入している。｛（Ｓ％＋０．５８８８５％）／Ｔ｝ｍｍ^２／Ｎは、好ましくは４．８４×１０^−６ｍｍ^２／Ｎ以上である。格子歪は、例えば下記式（１）に示すＷｉｌｌｉａｍｓｏｎ−Ｈａｌｌ法を用いて導出される。式（１）において、Ｓ％は格子歪を表し、βラジアンは回折線の半値幅を表し、λ×１０^−１ｎｍは測定Ｘ線の波長を示し、θラジアンは回折線のブラッグ角を表し、無次元数であるεは定数を表す。

図３は、ばねの構造を示す斜視図である。図３を参照して、本実施の形態におけるばね２は、鋼線１から構成される。

次に、鋼線１およびばね２の製造方法の一例について説明する。図４を参照して、本実施の形態における鋼線１およびばね２の製造方法においては、まずＳ１０として原料線材準備工程が実施される。図５は、原料線材の構造を示す斜視図である。図５において、原料線材５の長手方向Ｙに垂直な断面を併せて図示している。Ｓ１０では、０．５質量％以上０．７質量％以下の炭素と、１質量％以上２．５質量％以下の珪素と、０．５質量％以上１質量％以下のマンガンと、０．５質量％以上２質量％以下のクロムと、を含み、残部が鉄および不可避的不純物である鋼から構成される原料線材５が準備される。原料線材５を構成する鋼は、０．０５質量％以上０．５質量％以下のバナジウム、０．０２質量％以上１質量％以下のコバルト、０．０２質量％以上１質量％以下のニッケルおよび０．０５質量％以上０．５質量％以下のモリブデンからなる群から選択される一種以上の元素をさらに含有してもよい。

次に、工程Ｓ２０としてパテンティング工程が実施される。この工程Ｓ２０では、工程Ｓ１０において準備された原料鋼線に対してパテンティングが実施される。具体的には、原料鋼線がオーステナイト化温度Ａ１点以上の温度域に加熱された後、ＭＳ点よりも高い温度域まで急冷され、当該温度域で保持される熱処理が実施される。これにより、原料鋼線の金属組織がラメラ間隔の小さい微細パーライト組織となる。Ａ１点以上の温度域の上限は、好ましくは８６０℃である。Ａ１点以上の温度域の下限は、好ましくは８００℃である。Ａ１点以上の温度域は、８２０℃以上８４０℃以下であることがより好ましい。急冷後に保持される温度域の上限は、好ましくは６３０℃である。急冷後に保持される温度域の下限は、５８０℃である。本実施の形態において、急冷後の保持時間は、１０秒以上２４０秒以下である。上記パテンティング処理において、原料鋼線をＡ１点以上の温度域に加熱する処理は、脱炭の発生を抑制する観点から不活性ガス雰囲気中で実施される。本実施の形態においてパテンティング工程におけるＡ１点以上の温度域での保持時間は、１０秒以上１００秒未満である。Ａ１点以上の温度域での上記保持時間は、２０秒以上１００秒未満であることがより好ましい。Ａ１点以上の温度域での上記保持時間の上限は、好ましくは６０秒である。Ａ１点以上の温度域での保持時間を上記範囲とすることで、鋼線１を構成する鋼においてフェライト組織が形成されることを低減させることができ、鋼の組織の均一性を向上させることができる。

次に、工程Ｓ３０として伸線工程が実施される。この工程Ｓ３０では、工程Ｓ２０においてパテンティングが実施された原料鋼線の伸線が実施される。本実施の形態において、伸線工程の加工度としての減面率の下限は８０％である。減面率の下限は、好ましくは８３％であり、より好ましくは８６％である。減面率を８０％以上とすることで、鋼線１の強度を向上させることができる。本実施の形態において減面率の上限は、９５％である。伸線工程を実施することで、パーライト組織を有し、図１に示すような鋼線１が得られる。なお、伸線が実施される前の原料鋼線の長手方向に垂直な断面の断面積Ｖ_１、伸線が実施された後の原料鋼線の長手方向に垂直な断面の断面積Ｖ_２とした場合、減面率は、Ｖ_１とＶ_２との差をＶ_１で除した割合％である。

次に、Ｓ３０において得られた鋼線１を用いたばね２の製造方法を説明する。Ｓ３０に引き続き、工程Ｓ４０としてばねの形状に加工するばね加工工程が実施される。このＳ４０では、図１および図３を参照して、鋼線１が、たとえば図３に示すらせん形状に塑性加工されることにより、ばねの形状に成形される。次に、工程Ｓ５０として、焼なまし工程が実施される。このＳ５０では、Ｓ４０においてばねの形状に成形された鋼線１に対して、焼きなまし処理が実施される。具体的には、ばねの形状に成形された鋼線１が加熱されることにより、Ｓ４０において生じた鋼線１中のひずみが低減される。以上の工程により、本実施の形態のばね２は完成する。

ここで、本実施の形態における鋼線１およびばね２では、鋼における格子歪であるＳ％と引張強度であるＴ Ｎ／ｍｍ^２とにおいて、Ｓ％に０．５８８８５％を足した値をＴ Ｎ／ｍｍ^２で除した割合である｛（Ｓ％＋０．５８８８５％）／Ｔ｝ｍｍ^２／Ｎが４．８×１０^−６ｍｍ^２／Ｎ以上である。したがって、本実施の形態における鋼線１およびばね２によれば、高い強度と高い靱性とを両立させることができる。

上記実施の形態では、Ｓ５０において焼きなまし処理が実施された鋼線１に対して、窒化処理が実施されてもよい。窒化処理は本実施の形態のばね２の製造方法において必須の工程ではないが、これを実施することにより、鋼線１の外周面を覆うように窒化物層が形成される。その結果、ばね２の強度を向上させることができる。また、Ｓ５０において焼きなまし処理が実施された鋼線１に対してショットピーニングが実施されてもよい。ショットピーニングは、本実施の形態のばね２の製造方法において必須の工程ではないが、これを実施することにより、ばね２の表面を含む領域に圧縮応力が付与され、疲労強度の向上に寄与する。

上記実施の形態では、Ｓ３０の伸線工程が実施される前に、原料線材５における脱炭層を除去する皮剥ぎ工程や焼鈍工程が実施されてもよい。焼鈍工程における加熱温度は、例えば５５０℃以上６５０℃以下である。焼鈍工程における処理時間は、例えば１２０分以上２４０分以下である。また、Ｓ２０のパテンティング工程が実施される前に、下引き伸線工程が実施されてもよい。下引き伸線工程が実施されることで、Ｓ３０の伸線工程における加工度を調整することが容易となる。

上記本開示の鋼線１のサンプルを作製し、高い強度と高い靱性とを両立させることができる効果を確認する評価を行った。評価の手順は以下の通りである。

上記実施の形態において説明した鋼線１の製造方法と同様の手順でサンプルＩを作製した。サンプルＩにおける鋼の成分組成を表１に示す。サンプルＩのパテンティング工程における８２０℃以上の温度域での保持時間を６０秒に設定した。鋼の成分組成を表１に示すように変更した以外は、サンプルＩと同様にしてサンプルＩＩ〜ＶＩＩＩを作製した。パテンティング工程における８２０℃以上の温度域での保持時間を２０秒とした以外は、サンプルＩと同様にしてサンプルＩＸおよびサンプルＸを作製した。表１に示す鋼の成分組成以外の成分は、鉄および不可避的不純物である。

サンプルＩ〜Ｘにおける引張強度Ｔ Ｎ／ｍｍ^２、格子歪Ｓ％、フェライト組織２２の割合および捻回値を測定した。引張強度Ｔ Ｎ／ｍｍ^２、格子歪Ｓ％およびフェライト組織２２の割合については、サンプルＩ〜Ｘを作製してから２週間経過した後に測定が実施された。格子歪Ｓの測定では、Ｘ線の波長を０．０６８９ｎｍとした。測定された引張強度Ｔ Ｎ／ｍｍ^２、格子歪Ｓ％から｛（Ｓ％＋０．５８８８５％）／Ｔ｝ｍｍ^２／Ｎを算出した。捻回値の測定は、以下のようにして実施された。サンプルの一端を固定し、サンプルの他端を捻じり、サンプルが破断するまでの捻じり回数を捻回値として測定した。標点間距離を１００×Ｄとし、捻じり速度を６０ｒｐｍとした。サンプルの作製直後の第１の捻回値と、時効硬化による靱性への影響を確認するためにサンプルの作製後２週間経過した後の第２の捻回値とをそれぞれ測定した。第１の捻回値および第２の捻回値が共に２０回以上であるものを合格とした。第１の捻回値が２０回以上であり、第２の捻回値が２０回未満であるものは、時効硬化が発生しているものとして不合格とした。なお、第１の捻回値が２０回未満であるものは不合格とする。これらの実験結果を表２、図６および図７に示す。表２では第２の捻回値のみを示す。表２中の総合評価では、第１の捻回値および第２の捻回値が共に２０回以上であると共にフェライト組織２２の割合が２０％以下であるものを合格としてＡで示し、第１の捻回値が２０回以上であり、第２の捻回値が２０回未満であるものを不合格としてＢで示す。

サンプルＩ〜サンプルＸでは、第１の捻回値が２０回以上であった。表２を参照して、サンプルＩ〜サンプルＸでは、引張強度Ｔ Ｎ／ｍｍ^２が２０００Ｎ／ｍｍ^２以上２７００Ｎ／ｍｍ^２以下である。したがって、サンプルＩ〜サンプルＸは、高い強度を有する。図６を参照して、｛（Ｓ％＋０．５８８８５％）／Ｔ｝ｍｍ^２／Ｎが４．８×１０^−６ｍｍ^２／Ｎ以上のサンプルＩ〜サンプルＶＩでは、第２の捻回値が２０回以上であった。つまり、サンプルＩ〜サンプルＶＩでは、時効硬化による靱性の低下が発生し難くなり、高い靱性を維持している。｛（Ｓ％＋０．５８８８５％）／Ｔ｝ｍｍ^２／Ｎが４．８×１０^−６ｍｍ^２／Ｎ未満のサンプルＶＩＩ〜サンプルＸでは、第２の捻回値が２０回未満であった。つまり、サンプルＶＩＩ〜サンプルＸでは、時効硬化が発生し、靱性が低下している。したがって、サンプルＩ〜サンプルＶＩは、高い強度と高い靱性とを両立しているといえる。図７を参照して、｛（Ｓ％＋０．５８８８５％）／Ｔ｝ｍｍ^２／Ｎが４．８×１０^−６ｍｍ^２／Ｎ以上であると共に、フェライト組織の割合が２０％以下であるサンプルＩ〜サンプルＶＩは、時効硬化による靱性の低下が発生し難くなり、高い靱性を維持している。したがって、｛（Ｓ％＋０．５８８８５％）／Ｔ｝ｍｍ^２／Ｎが４．８×１０^−６ｍｍ^２／Ｎ以上であると共に、フェライト組織の割合が２０％以下であることがより好ましい。このように、本開示の鋼線によれば、高い強度と高い靱性とを両立させることができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、どのような面からも制限的なものではないと理解されるべきである。本開示の範囲は上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって規定され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本開示の鋼線およびばねは、高い強度と高い靱性とを有することが求められる場合において特に有利に適用される。

１ 鋼線
２ ばね
５ 原料線材
１１ 外周面
２１ パーライト組織
２１Ａ，２２Ａ 境界
２２ フェライト組織
Ｄ 線径
Ｉ，ＩＩ，ＩＩＩ，ＩＶ，Ｖ，ＶＩ，ＶＩＩ，ＶＩＩＩ，ＩＸ，Ｘ サンプル
Ｓ 格子歪
Ｓ１０，Ｓ２０，Ｓ３０，Ｓ４０，Ｓ５０ 工程
Ｔ 強度
Ｖ_１，Ｖ_２ 断面積
Ｙ 長手方向

Claims (4)

1. ０．５質量％以上０．７質量％以下の炭素と、
   １質量％以上２．５質量％以下の珪素と、
   ０．５質量％以上１質量％以下のマンガンと、
   ０．５質量％以上２質量％以下のクロムと、を含み、
   残部が鉄および不可避的不純物である鋼から構成され、
   線径が、０．５ｍｍ以上２ｍｍ以下であり、
   引張強度が、２０００Ｎ／ｍｍ^２以上２７００Ｎ／ｍｍ^２以下であり、
   前記鋼は、パーライト組織を有し、
   前記鋼の格子歪をＳ％とし、引張強度をＴ Ｎ／ｍｍ^２とした場合、Ｓ％に０．５８８８５％を足した値をＴ Ｎ／ｍｍ^２で除した値である｛（Ｓ％＋０．５８８８５％）／Ｔ｝ｍｍ^２／Ｎが４．８×１０^−６ｍｍ^２／Ｎ以上である、鋼線。
2. 前記鋼におけるフェライト組織の割合は２０％以下である、請求項１に記載の鋼線。
3. 前記鋼は、０．０５質量％以上０．５質量％以下のバナジウム、０．０２質量％以上１質量％以下のコバルト、０．０２質量％以上１質量％以下のニッケルおよび０．０５質量％以上０．５質量％以下のモリブデンからなる群から選択される一種以上の元素をさらに含有する、請求項１または請求項２に記載の鋼線。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の鋼線から構成される、ばね。

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