特許 6806905 衝撃靭性に優れた高強度線材及びその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6806905

(24)【登録日】2020年12月8日

(45)【発行日】2021年1月6日

(54)【発明の名称】衝撃靭性に優れた高強度線材及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   C22C 38/00 20060101AFI20201221BHJP

   C22C 38/14 20060101ALI20201221BHJP

   C21D 8/06 20060101ALI20201221BHJP

【ＦＩ】

   C22C38/00 301Y

   C22C38/14

   C21D8/06 A

【請求項の数】8

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2019-531080(P2019-531080)

(86)(22)【出願日】2017年11月23日

(65)【公表番号】特表2020-509169(P2020-509169A)

(43)【公表日】2020年3月26日

(86)【国際出願番号】KR2017013391

(87)【国際公開番号】WO2018110850

(87)【国際公開日】20180621

【審査請求日】2019年7月24日

(31)【優先権主張番号】10-2016-0169308

(32)【優先日】2016年12月13日

(33)【優先権主張国】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】592000691

【氏名又は名称】ポスコ

【氏名又は名称原語表記】ＰＯＳＣＯ

(74)【代理人】

【識別番号】110000051

【氏名又は名称】特許業務法人共生国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】イ，ヒョン ジク

(72)【発明者】

【氏名】パク，イン ギュ

【審査官】 太田 一平

(56)【参考文献】

【文献】 韓国公開特許第１０−２０１６−００５３７７６（ＫＲ，Ａ）

【文献】 特開２００１−１２３２２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 欧州特許出願公開第０２１９９４２２（ＥＰ，Ａ１）

【文献】 特開２００５−２８１８０７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ２２Ｃ ３８／００ − ３８／６０

Ｃ２１Ｄ ７／００ − ８／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

重量％で、Ｃ：０．０５％未満（０％を除く）、Ｓｉ：０．０５％以下（０％を除く）、Ｍｎ：３．０〜４．０％、Ｐ：０．０２０％以下、Ｓ：０．０２０％以下、Ｎｉ：１．０〜３．０％、Ｂ：０．００１０〜０．００３０％、Ｔｉ：０．０１０〜０．０３０％、Ｎ：０．００３０％未満、Ａｌ：０．０１０〜０．０５０％、残部がＦｅとその他の不可避不純物でなる組成で、
その微細組織が、３面積％以下（０面積％を含む）の島状マルテンサイト（ＭＡ）、２面積％以下（０面積％を含む）の初析フェライト、及び９５面積％以上（１００面積％を含む）のベイニティックフェライトであることを特徴とする高強度線材。

【請求項2】

下記関係式１を満たすことを特徴とする請求項１に記載の高強度線材。
［関係式１］

【数1】

【請求項3】

下記関係式２を満たすことを特徴とする請求項１に記載の高強度線材。
［関係式２］

【数2】

【請求項4】

前記島状マルテンサイトの結晶粒度は、５μｍ以下（０μｍを除く）であることを特徴とする請求項１に記載の高強度線材。

【請求項5】

前記Ｎｉの含有量は、１．２〜２．８重量％であることを特徴とする請求項１に記載の高強度線材。

【請求項6】

請求項１に記載の線材の製造方法であって、
重量％で、Ｃ：０．０５％未満（０％を除く）、Ｓｉ：０．０５％以下（０％を除く）、Ｍｎ：３．０〜４．０％、Ｐ：０．０２０％以下、Ｓ：０．０２０％以下、Ｎｉ：１．０〜３．０％、Ｂ：０．００１０〜０．００３０％、Ｔｉ：０．０１０〜０．０３０％、Ｎ：０．００３０％未満、Ａｌ：０．０１０〜０．０５０％、残部がＦｅとその他の不可避不純物でなる組成の鋼材を再加熱する段階と、
前記再加熱された鋼材を熱間圧延して線材を得る段階と、
前記線材をＢｓ℃から（Ｂｓ＋５０）℃まで１０〜２０℃／秒の速度で１次冷却する段階と、
前記１次冷却された線材を（Ｂｆ−５０）℃からＢｆ℃まで２〜５℃／秒の速度で２次冷却する段階と、
前記２次冷却された線材を空冷する段階と、
を行うことを特徴とする高強度線材の製造方法。
（但し、Ｂｓは６００〜６５０℃であり、Ｂｆは３５０〜４００℃である。）

【請求項7】

前記鋼材の再加熱時における再加熱温度は、９５０〜１０５０℃であることを特徴とする請求項６に記載の高強度線材の製造方法。

【請求項8】

前記熱間圧延時における仕上げ熱間圧延温度は、７５０〜８５０℃であることを特徴とする請求項６に記載の高強度線材の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、衝撃靭性に優れた高強度線材及びその製造方法に関し、より詳細には、多様な外部負荷環境に露出する産業機械や自動車などの素材として好適に用いることができる衝撃靭性に優れた高強度線材及びその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

最近、環境汚染の主要原因の一つとして指摘されている二酸化炭素の排出を減らすことが世界的な課題となってその対策に多大な努力が払われている。その一環として、自動車の排気ガスを規制する動きが活発であり、この対策として、自動車メーカーでは、燃費向上を通じてこの問題を解決しようとしている。ところが、燃費向上のためには自動車の軽量化と高性能化が要求される。これに伴い、自動車用素材や部品に対しても高強度を有する必要性が増大しつつある。また、外部衝撃に対する安定性のニーズも高まっているため、衝撃靭性も素材や部品の重要な物性として認識されている。

【0003】

フェライトまたはパーライト組織の線材は、優れた強度及び衝撃靭性を実現するに限界がある。これら組織を有する素材は、通常、衝撃靭性は高いものの、強度は比較的低い特徴を有し、強度を高めるために冷間伸線を行うと、高強度を得ることはできるが、衝撃靭性は強度上昇に比例して急激に低下するという欠点がある。

【0004】

したがって、一般に、高強度であるとともに優れた衝撃靭性を実現するためには、ベイナイト組織または焼戻しマルテンサイト組織を用いる。ベイナイト組織は、熱間圧延した鋼材を用いて恒温変態熱処理を介して得ることができ、焼戻しマルテンサイト組織は、焼入れ及び焼戻し熱処理を介して得ることができる。しかし、通常の熱間圧延や連続冷却工程だけでは、かかる組織を安定的に得ることができないため、熱間圧延された鋼材を用いて上記のような追加の熱処理工程を行わなければならない。

【0005】

、この追加の熱処理を行わないで高強度及び優れた衝撃靭性が達成されれば、素材から部品生産に至るまでの工程が一部が省略できるか、または単純になって、生産性を向上させ、製造コストを下げることができるという利点が出てくる。

【0006】

しかし、追加の熱処理工程を行うことなく熱間圧延及び連続冷却工程を用いて、ベイナイトまたはマルテンサイト組織を安定的に得ることができる線材は、未だ開発されておらず、結果として線材のさらなる開発の必要性が浮上している。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明のいくつかの目的の一つは、追加の熱処理を行わなくても、衝撃靭性に優れた高強度線材及びこれを製造する方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一側面は、重量％で、Ｃ：０．０５％未満（０％を除く）、Ｓｉ：０．０５％以下（０％を除く）、Ｍｎ：３．０〜４．０％、Ｐ：０．０２０％以下、Ｓ：０．０２０％以下、Ｎｉ：１．０〜３．０％、Ｂ：０．００１０〜０．００３０％、Ｔｉ：０．０１０〜０．０３０％、Ｎ：０．００３０％未満、Ａｌ：０．０１０〜０．０５０％、残部がＦｅとその他不可避不純物からなる組成で、その微細組織が、３面積％以下（０面積％を含む）の島状マルテンサイト（ＭＡ）、２面積％以下（０面積％を含む）の初析フェライト、及び９５面積％以上（１００面積％を含む）のベイニティックフェライトでなる高強度線材を提供する。

【0009】

本発明の他の側面は、請求項１に記載の線材の製造方法であって、重量％で、Ｃ：０．０５％未満（０％を除く）、Ｓｉ：０．０５％以下（０％を除く）、Ｍｎ：３．０〜４．０％、Ｐ：０．０２０％以下、Ｓ：０．０２０％以下、Ｎｉ：１．０〜３．０％、Ｂ：０．００１０〜０．００３０％、Ｔｉ：０．０１０〜０．０３０％、Ｎ：０．００３０％未満、Ａｌ：０．０１０〜０．０５０％、残部がＦｅとその他の不可避不純物でなる組成の鋼材を再加熱する段階と、前記再加熱された鋼材を熱間圧延して線材を得る段階と、前記線材をＢｓ℃から（Ｂｓ＋５０）℃まで１０〜２０℃／秒の速度で１次冷却する段階と、前記１次冷却された線材を（Ｂｆ−５０）℃からＢｆ℃まで２〜５℃／秒の速度で２次冷却する段階と、前記２次冷却された線材を空冷する段階と、を行うことを特徴とする。（但し、Ｂｓは６００〜６５０℃であり、Ｂｆは３５０〜４００℃である。）

【発明の効果】

【0010】

本発明の効果の一つとして、本発明による線材は、強度及び衝撃靭性に優れている。これにより、多様な外部負荷環境に露出する産業機械や自動車などの素材として好適に用いることができる。

【0011】

また、本発明による線材は、追加の熱処理を行わなくても、優れた強度及び衝撃靭性を確保することができ、経済的な観点で有利であるという利点がある。

【0012】

本発明の長所及び効果は上述した内容に限定されず、本発明の具体的な実施形態を説明する過程でさらに容易に理解することができる。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明の一側面による衝撃靭性に優れた高強度線材について詳細に説明する。

【0014】

まず、本発明の高強度線材の合金成分及び好ましい含有量範囲について詳細に説明する。後述する各成分の含有量は、特に記載しない限り、すべて重量基準であることを予め明らかにしておく。

【0015】

Ｃ：０．０５％未満（０％を除く）
炭素は、鋼中に固溶されたり、又は炭化物或いはセメンタイトの形で存在したりして線材の強度上昇に寄与するが、本発明では、意図的に添加するものではなく、炭素を含有していなくとも物性確保の観点からは大きな支障とはならない。但し、製造上不可避的に混入する量を考慮して０％は除いている。
一方、炭素の含有量が増すほど延性及び衝撃靭性が低下するので、炭素の含有量を一定の範囲内に調整する必要がある。また、炭素の含有量が増すほど、ベイナイト変態時に島状マルテンサイト（ＭＡ）の形成が多くなり、衝撃靭性を阻害することがある。本発明では、これを考慮して、炭素の含有量を０．０５％未満に制御する。

【0016】

Ｓｉ：０．０５％以下（０％を除く）
ケイ素は、アルミニウムとともに脱酸元素であり、フェライトに固溶されて鋼材の固溶強化を通じて強度増加に対し非常に効果が大きい元素として知られているが、本発明では、意図的に添加するものではなく、ケイ素を含有していなくとも所定の物性を確保する観点から大きな支障とはならない。但し、製造上不可避的に混入する量を考慮して０％は除いている。
一方、ケイ素を含有すると強度が大幅に増加するが、延性及び衝撃靭性は急激に減少するため、十分な延性を必要とする冷間鍛造部品の場合、ケイ素の含有量は非常に限られる。また、ケイ素は、ベイナイト変態時にセメンタイトの析出を妨害して、オーステナイト相に炭素が濃化するようにするため、島状マルテンサイト（Ｍ／Ａ）が形成されることが容易になる。本発明では、優れた衝撃靭性を確保するために、ケイ素の含有量を０．０５％以下に制御する。

【0017】

Ｍｎ：３．０〜４．０％
マンガンは、鋼材の強度を増加させ、硬化能を向上させることで、広い範囲の冷却速度でベイナイトまたはマルテンサイトのような低温組織の形成を容易にする。
マンガンの含有量が３．０％未満であると、硬化能が十分ではないため、熱間圧延後の連続冷却工程で低温組織を安定的に確保することが困難になる。これに対し、４．０％を超えると、硬化能が高くなりすぎて空冷時にもマルテンサイト組織を形成する可能性があるため好ましくない。

【0018】

Ｐ：０．０２０％以下
リンは、鋼中に必然的に含まれる不純物であって、結晶粒界に偏析されて鋼の靭性を低下させ、遅延破壊抵抗性を減少させるため、できる限り含まないことが好ましい。本発明では、リンの上限を０．０２０％に管理する。

【0019】

Ｓ：０．０２０％以下
硫黄は、鋼中に必然的に含まれる不純物であって、リンと同様に、結晶粒界に偏析されて靭性を低下させ、低融点硫化物を形成させて、熱間圧延を阻害するため、できる限り含まないことが好ましい。本発明では、硫黄の上限を０．０２０％に管理する。

【0020】

Ｎｉ：１．０〜３．０％
ニッケルは、マンガンとともに硬化能を高める元素として作用する。これにより、島状マルテンサイト（Ｍ／Ａ）の形成を減らすことができる。ニッケルの含有量が１．０％未満であると、硬化能が十分ではなく、島状マルテンサイト（Ｍ／Ａ）の形成を抑制する効果が僅かである。これに対し、３．０％を超えると、硬化能が高くなり過ぎてマルテンサイト組織を形成する可能性があるため好ましくない。より有利には、１．２〜２．８％とする。

【0021】

Ｂ：０．００１０〜０．００３０％
ホウ素は、硬化能を向上させる元素であり、オーステナイト結晶粒界に拡散して冷却時のフェライトの生成を抑制し、ベイナイトまたはマルテンサイトの形成を容易にする元素である。しかし、ホウ素の含有量が０．００１０％未満であると、その添加効果を期待することができず、０．００３０％を超えると、それ以上の効果上昇を期待することができない上、粒界にホウ素系窒化物が析出し、粒界強度が低下して熱間加工性を損なうことがある。

【0022】

Ｔｉ：０．０１０〜０．０３０％
チタンは、窒素との反応性が最も大きく、その結果、一番先に窒化物を形成する。チタンが加わることでＴｉＮが形成して鋼中窒素がほとんど無くなると、ＢＮの析出を防ぐことでホウ素が溶解（ｓｏｌｕｂｌｅ）された状態で存在するように助けて、硬化能向上の効果を得ることができる。しかし、チタンの含有量が０．０１０％未満であると、添加効果が不十分であり、０．０３０％を超えると、粗大な窒化物を形成して機械的物性を損なう可能性がある。

【0023】

Ｎ：０．００３０％未満
窒素は、ホウ素と溶解（ｓｏｌｕｂｌｅ）された状態に維持されていて、硬化能を向上させるためには、できる限り含まないことが好ましい。また、ベイナイト変態時に島状マルテンサイト（Ｍ／Ａ）を形成し難くするためにも制限する必要がある。本発明では、窒素の含有量を０．００３０％未満に制御する。

【0024】

Ａｌ：０．０１０〜０．０５０％
アルミニウムは、強力な脱酸元素であって、鋼中の酸素を除去して清浄度を高めるだけでなく、鋼中に固溶された窒素と結合してＡｌＮを形成することにより、衝撃靭性を向上させることができる。従って、本発明では、アルミニウムを積極的に添加する。但し、アルミニウムの含有量が０．０１０％未満であると、その添加効果を期待することが難しく、０．０５０％を超えると、アルミナ介在物が多量生成されて、機械的物性を大幅に損なうことがある。

【0025】

上記組成以外の残りの成分は鉄（Ｆｅ）である。但し、通常の製造工程では原料又は周囲環境から意図しない不純物が不可避に混入するため、これを排除することはできない。これらの不純物は、当該技術分野における通常の知識を有する技術者であれば容易に理解されるものであるため、本明細書ではそのすべての内容について特に記載しない。

【0026】

一方、上記のような成分範囲を有する鋼材の合金設計時に、Ｃ、Ｓｉ、Ｎｉの含有量は、下記関係式１を満たすように制御することが好ましい。
［関係式１］

【数1】

【0027】

本発明において、炭素は、セメンタイトや島状マルテンサイト（Ｍ／Ａ）を形成して衝撃靭性を低下させる可能性があり、ケイ素は、鋼中に固溶されるか、または島状マルテンサイト（Ｍ／Ａ）を形成して衝撃靭性を低下させる可能性がある。一方、ニッケルは、硬化能を高めることで、島状マルテンサイト（Ｍ／Ａ）の形成を抑制することができる。本発明者らは、上記の点に着目して研究及び実験を重ねた結果、上記炭素、ケイ素、及びニッケルの含有量を上記関係式１を満たすようにすると、優れた強度と衝撃靭性を有するベイニティックフェライト組織の線材が得られることを確認した。

【0028】

また、上記の成分範囲を有する鋼材の合金設計時に、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｎ、Ｂの含有量は、下記関係式２を満たすように制御することが好ましい。下記関係式２のより好ましい範囲は１０．０以上、さらに好ましい範囲は１２．０以上である。
［関係式２］

【数2】

【0029】

本発明において、マンガンは、硬化能を高めることで、冷却速度が比較的低い場合でも、ベイニティックフェライトが生成し易くする。そして、チタンは、窒素と結合して窒化物を形成し、ホウ素が鋼中に十分に固溶されるようにすることにより、フェライトの生成を抑制し、ベイニティックフェライトが生成し易くする。本発明の発明者らは、上記の点に着目して研究及び実験を重ねた結果、上記マンガン、チタン、ホウ素、及び窒素の含有量が上記関係式２を満たすと、優れた強度と衝撃靭性を有するベイニティックフェライト組織の線材が得られることを確認した。

【0030】

以下、本発明の衝撃靭性に優れた高強度線材の微細組織について詳細に説明する。

【0031】

本発明の線材は、その微細組織として、３面積％以下（０面積％を含む）の島状マルテンサイト（ＭＡ）、２面積％以下（０面積％を含む）の初析フェライト、及び９５面積％以上（１００面積％を含む）のベイニティックフェライトを含むことができる。すなわち、本発明の線材は、ベイニティックフェライトを主組織とし、第２相として島状マルテンサイト（ＭＡ）と初析フェライトを含むことができるが、これらの面積率はそれぞれ３％及び２％以下に限定される。ベイナイトは、炭素の含有量や形態（ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ）に応じて様々な用語で呼ばれるが、通常、中炭素範囲（約０．２〜０．４５重量％）以上では上部／下部ベイナイト（ｕｐｐｅｒ／ｌｏｗｅｒ ｂａｉｎｉｔｅ）と呼ばれ、０．２％以下の低炭素範囲では温度領域に応じてベイニティック（ｂａｉｎｉｔｉｃ）フェライト、針状（ａｃｉｃｕｌａｒ）フェライト、グラニュラー（ｇｒａｎｕｌａｒ）フェライトなどと呼ばれる。本発明の線材の場合、これらのうちベイニティックフェライト組織を有している。

【0032】

本発明の線材では、上記のようにベイニティックフェライトを主組織とすることにより、優れた強度と衝撃靭性をともに達成できる。ベイニティックフェライトではなく、通常のフェライトが主組織である場合には、衝撃靭性の観点では有利なことがあるが、強度の低下を防ぐことができないため好ましくない。

【0033】

島状マルテンサイトの面積分率は高いほど、線材の強度の観点では有利であることがあるが、衝撃靭性を損なうことがある。これを考慮すると、島状マルテンサイトの面積率はできる限り低く管理することが好ましく、上述のように、本発明では３％以下に管理する。

【0034】

初析フェライトは、主に旧オーステナイト結晶粒界に沿って形成されて衝撃靭性を大きく低下させる。したがって、初析フェライトの面積率も、できる限り低く管理することが好ましく、上述のように、本発明では２％以下に管理する。

【0035】

一例によると、島状マルテンサイトの結晶粒度は５μｍ以下（０μｍを除く）である。結晶粒度が５μｍを超えると、ベイニティックフェライト域との接点が大きくなって衝撃靭性を悪くすることがある。ここで、結晶粒度とは、線材の一断面を観察して検出した粒子の円相当直径（ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ｃｉｒｃｕｌａｒ ｄｉａｍｅｔｅｒ）を意味している。

【0036】

以上で説明した本発明の高強度線材は、種々の方法で製造することができ、その製造方法は特に制限されない。但し、好ましい一例として、以下のような方法により製造することができる。

【0037】

以下、本発明の他の側面による衝撃靭性に優れた高強度線材の製造方法について詳細に説明する。

【0038】

まず、上述した成分系を有する鋼材を設けた後、これを再加熱する。ここで、上記鋼材の形態は特に限定されないが、一般に、ブルーム（ｂｌｏｏｍ）やビレット（ｂｉｌｌｅｔ）の形である。

【0039】

このとき、再加熱温度は９５０〜１０５０℃の範囲にするのが好ましい。これは、比較的低い温度で鋼材を再加熱することで、結晶粒粗大化を防止するためである。

【0040】

次に、再加熱された鋼材を仕上げ熱間圧延して線材を得る。
このとき、仕上げ熱間圧延温度は７５０〜８５０℃の範囲とするのが好ましい。これは、十分な低温圧延を介してオーステナイト結晶粒を微細化させ、相変態後に、最終的に微細なベイナイト組織を得ることで、衝撃靭性を向上させるためである。

【0041】

次に、線材をＢｓ℃から（Ｂｓ＋５０）℃まで１０〜２０℃／秒の速度で１次冷却する。ここで、Ｂｓは、連続冷却曲線上においてベイナイト相変態が始まる温度であって、本発明では、ベイナイト相変態寸前まで比較的速い速度で線材を冷却することにより、オーステナイト結晶粒界に沿って初析フェライトが形成されるのを積極的に抑制している。
本発明において、Ｂｓは６００〜６５０℃の温度範囲であるのが好ましい。

【0042】

次に、１次冷却された線材を、（Ｂｆ−５０）℃からＢｆ℃まで２〜５℃／秒の速度で２次冷却してから空冷する。ここで、Ｂｆは、連続冷却曲線上においてベイナイト相変態が終了する温度である。２次冷却終了温度がＢｆ℃を超えると、十分な量のベイニティックフェライト組織を確保するのが難しくなり、Ｂｆ−５０℃未満であると、鋼材が十分に冷えて取り扱いは容易であるが、生産性の低下を招くことがある。

【0043】

また、２次冷却速度が２℃／秒未満であると、初析フェライトが多く形成する可能性があり、５℃／秒を超えると、鋼中にマルテンサイトが形成されて、強度及び衝撃靭性を損なうことがある。

【実施例】

【0044】

以下、実施例を通じて本発明をより詳細に説明する。しかし、かかる実施例の記載は、本発明の実施を例示するためのものであって、かかる実施例の記載によって本発明が制限されるものではない。本発明の権利範囲は、特許請求の範囲に記載された事項とそれから合理的に類推される事項によって決定されるためである。

【0045】

下記表１の合金組成を有する溶鋼を鋳造し、これを１０００℃で再加熱した後、直径１５ｍｍで線材圧延（仕上げ熱間圧延温度：７５０℃）した。その後、下記表２の条件で１次及び２次冷却し、Ｂｆ温度以下である３５０℃以下の温度から空冷して線材を製造した。一方、ベイナイト相変態終了温度であるＢｆは、膨張計（Ｄｉｌａｔｏｍｅｔｅｒ）を用いて測定したところ、化学組成に応じて多少異っているが、おおよそ３５０〜４００℃の範囲であった。

【0046】

このようにして製造された線材について、微細組織の分析結果と、引張強度及び衝撃靭性の測定結果を表２に示した。上記線材の微細組織のうち島状マルテンサイト（ＭＡ）の面積分率及び結晶粒度は画像分析器（Ｉｍａｇｅ Ａｎａｌｙｚｅｒ）を用いて測定した。

【0047】

常温引張試験は、クロスヘッド速度（ｃｒｏｓｓｈｅａｄ ｓｐｅｅｄ）を降伏点までは０．９ｍｍ／分、それ以降は、６ｍｍ／分の速度で行って測定した。また、衝撃試験は、試験片に衝撃を与えるストライカー（ｓｔｒｉｋｅｒ）のエッジ（ｅｄｇｅ）部の曲率が２ｍｍであり、試験容量が５００Ｊである衝撃試験機を用いることで常温で行って測定した。

【0048】

【表1】

【0049】

【表2】

【0050】

上記表１及び２に示すように、本発明で提案する合金組成及び工程条件をすべて満たす試験片１から５では、引張強度が６００ＭＰａ以上であるだけでなく、衝撃靭性が２００Ｊ以上と非常に優れた結果を示した。

【0051】

これに対し、試験片６では、ニッケルの含有量が本発明の提案範囲に達していないため、ＭＡ相が多く形成され、衝撃靭性が劣っていた。
試験片７では、炭素の含有量が本発明の提案範囲を超えたため、引張強度には優れるが、衝撃靭性は劣っていた。これは、炭素がＭＡ相に固溶されて、安定したＭＡ相が形成されたためである。
試験片８では、ケイ素の含有量が本発明の提案範囲を超えた場合であって、ケイ素も、炭素と同様に、その添加量が多くなるにつれて、基地における固溶量が増加し、結果として固溶強化の効果を示すようになり、ＭＡ相も増加させるため、引張強度には優れるが、衝撃靭性は劣っていた。
試験片９では、マンガンとホウ素の含有量が本発明の提案範囲に達していないため、鋼材の硬化能が低く、その結果、本発明が提案する冷却条件を満たしても、フェライト及びベイニティックフェライト組織が混在して引張強度が劣っていた。
試験片１０では、合金組成が本発明の提案範囲を満たしているが、成分関係式（関係式１）、及び製造工程における２次冷却速度が本発明の提案範囲を超えたことから、島状マルテンサイト及びマルテンサイトが形成されて引張強度には優れるものの、衝撃靭性が劣っていた。
試験片１１では、合金組成が本発明の提案範囲を満たしているが、２次冷却速度が本発明の提案範囲に達していないため、フェライトが形成されて引張強度が劣っていた。
試験片１２では、チタンの含有量が本発明の提案範囲に達していない場合であって、溶質（ｓｏｌｕｔｅ）のホウ素の量が減少するため、硬化能が減少し、冷却速度も低いと、初析フェライトの析出量が多くなり、引張強度が低下した。
試験片１３及び１４はそれぞれ、マンガン及びニッケルの含有量が本発明の提案範囲を超えた場合であって、硬化能も比較的大きくなり過ぎたため、本発明が提示した冷却速度で冷却してもマルテンサイトが生成して強度が増加したのに対し、衝撃靭性が劣っていた。

【0052】

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されず、特許請求の範囲に記載された本発明の技術的思想から外れない範囲内で多様な修正及び変形が可能であるということは、当技術分野の通常の知識を有する者には明らかである。