特許 6831489 鉄合金、鉄合金線、及び鉄合金撚線

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6831489

(24)【登録日】2021年2月1日

(45)【発行日】2021年2月17日

(54)【発明の名称】鉄合金、鉄合金線、及び鉄合金撚線

(51)【国際特許分類】

   C22C 38/00 20060101AFI20210208BHJP

   C22C 38/58 20060101ALI20210208BHJP

   C21D 8/06 20060101ALN20210208BHJP

   B22D 11/00 20060101ALN20210208BHJP

   B22D 11/22 20060101ALN20210208BHJP

   B22D 27/04 20060101ALN20210208BHJP

【ＦＩ】

   C22C38/00 302R

   C22C38/58

   !C21D8/06 B

   !B22D11/00 A

   !B22D11/22 B

   !B22D27/04 G

【請求項の数】13

【全頁数】31

(21)【出願番号】特願2020-133707(P2020-133707)

(22)【出願日】2020年8月6日

【審査請求日】2020年8月6日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000002130

【氏名又は名称】住友電気工業株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000180070

【氏名又は名称】山陽特殊製鋼株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100100147

【弁理士】

【氏名又は名称】山野 宏

(74)【代理人】

【識別番号】100111567

【弁理士】

【氏名又は名称】坂本 寛

(72)【発明者】

【氏名】草刈 美里

(72)【発明者】

【氏名】久保 範明

(72)【発明者】

【氏名】西川 太一郎

(72)【発明者】

【氏名】桑原 鉄也

(72)【発明者】

【氏名】細田 孝

(72)【発明者】

【氏名】舘 幸生

【審査官】 鈴木 葉子

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０７−２２８９４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０２４４８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２５６３９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２６６０２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−１６６３９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１８−０３５４３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−１６６３９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０６２２９２５５（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】 中国特許出願公開第１７４２１０７（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ２２Ｃ ３８／００−３８／６０

Ｃ２１Ｄ ８／００− ８／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

質量％で、
Ｃを０．１０％以上０．４％以下、
Ｓｉを０．２％以上２．０％以下、
Ｍｎを０．０５％以上２．０％以下、
Ｎｉを２５％以上４２％以下、
Ｃｒを０．１％以上３．０％以下、
Ｖを０．２％以上３．０％以下、
Ｃａ，Ｔｉ，Ａｌ，及びＭｇからなる群より選択される１種以上の元素を合計で０％以上０．１％以下、
Ｚｒ，Ｈｆ，Ｍｏ，Ｃｕ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｗ，及びＢからなる群より選択される１種以上の元素を合計で０％以上０．１％以下、
Ｃｏを０％以上５％以下含み、残部がＦｅ及び不可避不純物からなる組成と、
酸化物が母相に分散された組織とを備え、
断面において、２ｍｍ×２０ｍｍの領域に含まれる前記酸化物の最大径が１５０μｍ未満である、
鉄合金。

【請求項2】

前記断面において、２ｍｍ×３ｍｍの領域に含まれる前記酸化物の個数が５００個以下である、請求項１に記載の鉄合金。

【請求項3】

前記組成における酸素の含有量は、０．００３質量％以下である、請求項１又は請求項２に記載の鉄合金。

【請求項4】

室温での引張強さσ_ＲＴに対する３００℃での引張強さσ_３００の比σ_３００／σ_ＲＴが０．８以上である、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の鉄合金。

【請求項5】

直径の１００倍の長さを有する線状の試験片を１０本とり、片端固定された各試験片を６０ｒｐｍの回転速度で捻回して、各試験片が破断するまでの回数の平均値が３０回以上である、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の鉄合金。

【請求項6】

室温での引張強さσ_ＲＴが１２５０ＭＰａ以上である、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の鉄合金。

【請求項7】

３０℃から２３０℃における平均線膨張係数が４ｐｐｍ／℃以下である、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の鉄合金。

【請求項8】

室温での破断伸びが０．８％以上である、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の鉄合金。

【請求項9】

室温での加工硬化指数が０．７以上である、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の鉄合金。

【請求項10】

請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の鉄合金から構成される、
鉄合金線。

【請求項11】

前記鉄合金から構成される線材と、更に、前記線材の外周を覆う被覆層とを備え、
前記被覆層は、Ａｌ又はＺｎを含む、請求項１０に記載の鉄合金線。

【請求項12】

線径が２ｍｍ以上５ｍｍ以下である、請求項１０又は請求項１１に記載の鉄合金線。

【請求項13】

複数の素線が撚り合わされてなる鉄合金撚線であって、
前記複数の素線のうち、少なくとも一つの素線は、請求項１０から請求項１２のいずれか１項に記載の鉄合金線である、
鉄合金撚線。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、鉄合金、鉄合金線、及び鉄合金撚線に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１，２に記載されるように、従来、所定量のニッケルを含む鋼線が架空送電線の芯線に利用されている。上記芯線の外周には、架空送電線の導体部を構成するアルミニウム線が配置される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００２−２５６３９５号公報

【特許文献2】国際公開第２０１８／１９３８１０号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

高温強度に優れる鉄合金が望まれている。
上述の架空送電線の芯線には、架空送電線の重量及び張力に耐えるために、室温での強度に優れることが望まれる。また、上記芯線には、通電時の温度上昇に伴って熱膨張した架空送電線が垂れ下がることを低減するために、使用時の温度範囲において熱膨張係数が低いことが望まれる。上述の特許文献１，２は、鋼の組成を調整することで、これらの要求に対応している。

【0005】

昨今、送電容量が増大傾向にある。送電容量が増大すれば、架空送電線のジュール熱も大きくなる。その結果、架空送電線の温度が２００℃以上、更には２３０℃程度と高くなり得る。通電時の温度上昇に伴って熱膨張したアルミニウム線は、芯線を構成する鋼線より伸びる。ここで、架空送電線の両端部はそれぞれ、端子に固定されている。上述のようにアルミニウム線が伸びることによって、芯線には、各端子側に向かって引っ張られる力が作用すると考えられる。この引張力が大きければ、上記芯線が破断することが考えられる。従って、室温での強度に加えて、２００℃以上といった高温でも破断し難い鉄合金、即ち高温強度に優れる鉄合金が望まれる。

【0006】

更に、上記芯線は、代表的には、複数の鋼線が撚り合わされてなる撚線である。各鋼線は、製造過程において撚り合わせ時に捻じられる。この捻回によって各鋼線が破断し難いこと、即ち捻回特性に優れる鉄合金が望ましい。

【0007】

そこで、本開示は、高温強度に優れる鉄合金を提供することを目的の一つとする。また、本開示は、高温強度に優れる鉄合金線、及び鉄合金撚線を提供することを他の目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本開示の鉄合金は、
質量％で、
Ｃを０．１％以上０．４％以下、
Ｓｉを０．２％以上２．０％以下、
Ｍｎを０．０５％以上２．０％以下、
Ｎｉを２５％以上４２％以下、
Ｃｒを０．１％以上３．０％以下、
Ｖを０．２％以上３．０％以下、
Ｃａ，Ｔｉ，Ａｌ，及びＭｇからなる群より選択される１種以上の元素を合計で０％以上０．１％以下、
Ｚｒ，Ｈｆ，Ｍｏ，Ｃｕ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｗ，及びＢからなる群より選択される１種以上の元素を合計で０％以上０．１％以下、
Ｃｏを０％以上５％以下含み、残部がＦｅ及び不可避不純物からなる組成と、
酸化物が母相に分散された組織とを備え、
断面において、２ｍｍ×２０ｍｍの領域に含まれる前記酸化物の最大径が１５０μｍ未満である。

【0009】

本開示の鉄合金線は、
本開示の鉄合金から構成される。

【0010】

本開示の鉄合金撚線は、
複数の素線が撚り合わされてなる鉄合金撚線であって、
前記複数の素線のうち、少なくとも一つの素線は、本開示の鉄合金線である。

【発明の効果】

【0011】

本開示の鉄合金、本開示の鉄合金線、及び本開示の撚線は、高温強度に優れる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】図１は、実施形態の鉄合金を模式的に拡大して示す断面図である。

【図2】図２は、実施形態の鉄合金線及び実施形態の鉄合金撚線を備える架空送電線の斜視図である。

【図3】図３は、ストークスの式について、介在物の粒子の粒径と、上記粒子の浮上速度との関係を概念的に示すグラフである。

【図4A】図４Ａは、連続鋳造時の冷却速度が速い場合について、鋳型内の状態を説明する図である。

【図4B】図４Ｂは、連続鋳造時の冷却速度が遅い場合について、鋳型内の状態を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

［本開示の実施形態の説明］
特許文献２に記載されるように、酸素の含有量を調整することで、酸化物に起因する延性の低下を抑制することができる。しかし、後述する試験例に示すように、酸素の含有量を調整するだけでは、鉄合金の高温強度の向上が難しい。本発明者らは、酸化物の大きさを制御することで、鉄合金の高温強度を向上できる、との知見を得た。また、本発明者らは、酸化物の大きさが制御された鉄合金は捻回特性にも優れる、との知見を得た。更に、本発明者らは、特定の条件で合金溶湯を凝固させることで、酸化物の大きさを制御できる、との知見を得た。本開示の鉄合金は、これらの知見に基づくものである。最初に本開示の実施態様を列記して説明する。

【0014】

（１）本開示の一態様に係る鉄合金は、
質量％で、
Ｃを０．１％以上０．４％以下、
Ｓｉを０．２％以上２．０％以下、
Ｍｎを０．０５％以上２．０％以下、
Ｎｉを２５％以上４２％以下、
Ｃｒを０．１％以上３．０％以下、
Ｖを０．２％以上３．０％以下、
Ｃａ，Ｔｉ，Ａｌ，及びＭｇからなる群より選択される１種以上の元素を合計で０％以上０．１％以下、
Ｚｒ，Ｈｆ，Ｍｏ，Ｃｕ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｗ，及びＢからなる群より選択される１種以上の元素を合計で０％以上０．１％以下、
Ｃｏを０％以上５％以下含み、残部がＦｅ及び不可避不純物からなる組成と、
酸化物が母相に分散された組織とを備え、
断面において、２ｍｍ×２０ｍｍの領域に含まれる前記酸化物の最大径が１５０μｍ未満である。

【0015】

本開示の鉄合金は酸化物を含む。但し、酸化物の最大径が１５０μｍ未満であることで、上述の高温時に引張力が本開示の鉄合金に加えられた場合に、上記酸化物が割れの起点になり難い。上記酸化物に起因する割れの伝搬も生じ難い。これらの理由により、本開示の鉄合金は、高温強度に優れる。

【0016】

また、上述の撚り合わせ等による捻回が本開示の鉄合金に加えられた場合に、上記酸化物が割れの起点になり難い。上記酸化物に起因する割れの伝搬も生じ難い。これらの理由により、本開示の鉄合金は、捻回特性にも優れる。

【0017】

本開示の鉄合金は、上述の特定の組成を備えることで、室温での強度に優れる。室温での引張強さが高い鋼線は、温度上昇に伴って引張強さがある程度低下しても、ある程度高い引張強さを有し易いと考えられる。これらのことからも、本開示の鉄合金は、高温強度に優れる。

【0018】

本開示の鉄合金は、以下に説明するように、上述の特定の組成を備えることからも捻回特性に優れる。室温での引張強さが高い鋼線は、靭性が低くなり易い。靭性が低いことに起因して、捻じられると、鋼線が破断し易い、即ち捻回特性が低下し易いと考えられる。これに対し、上述の特定の組成を備える鉄合金では、靭性が低いことに起因する捻回特性の低下が小さいと考えられる。

【0019】

更に、本開示の鉄合金は、上述の特定の組成を備えることで、室温だけでなく上述の高温になっても線膨張係数が小さい。そのため、上述の高温時の熱膨張量が少なくなり易い。このように高温強度、捻回特性、及び室温での強度に優れる上に、線膨張係数が小さい本開示の鉄合金は、これらの特性が望まれる用途の素材、例えば架空送電線の芯線の素材に適する。本開示の鉄合金が架空送電線の芯線に利用された場合には、上述の高温時の熱膨張量が少ないことで、架空送電線の垂れ下がり量を小さくすることができる。

【0020】

本開示の鉄合金は、鋳造工程を含む製造方法によって製造することが挙げられる。特に、この製造方法は、液相から固相に変化する温度域における冷却速度を比較的遅くする、という特定の条件で鋳造を行う。ここで、量産の観点から、従来の製造方法では、溶湯温度から室温までの温度域において冷却速度を速くすることが一般的である。しかし、後述する試験例に示すように、鋳造工程において、液相から固相に変化する温度域での冷却速度が速いと、具体的には１０℃／ｍｉｎを超えると、酸化物の最大径が１５０μｍを超える。これに対し、後述する試験例に示すように、上記の特定の条件で鋳造を行うと、酸化物の最大径が１５０μｍ未満である。従って、上記の特定の条件は、高温強度の向上が望まれる用途の鉄合金、例えば上述のように送電容量の更なる増大に伴ってジュール熱が増大し得る架空送電線の芯線用の鉄合金の製造に好ましい条件といえる。

【0021】

（２）本開示の鉄合金の一例として、
前記断面において、２ｍｍ×３ｍｍの領域に含まれる前記酸化物の個数が５００個以下である形態が挙げられる。

【0022】

割れの起点になり得る酸化物が少ない上に、酸化物による割れの伝搬が抑制されることで、上記形態は、高温強度及び捻回特性により優れる。

【0023】

（３）本開示の鉄合金の一例として、
前記組成における酸素の含有量は、０．００３質量％以下である形態が挙げられる。

【0024】

割れの起点になり得る酸化物が少ないことで、上記形態は、高温強度及び捻回特性により優れる。

【0025】

（４）本開示の鉄合金の一例として、
室温での引張強さσ_ＲＴに対する３００℃での引張強さσ_３００の比σ_３００／σ_ＲＴが０．８以上である形態が挙げられる。

【0026】

上記形態は、高温強度に優れる。

【0027】

（５）本開示の鉄合金の一例として、
直径の１００倍の長さを有する線状の試験片を１０本とり、片端固定された各試験片を６０ｒｐｍの回転速度で捻回して、各試験片が破断するまでの回数の平均値が３０回以上である形態が挙げられる。

【0028】

上記形態は、捻回特性に優れる。

【0029】

（６）本開示の鉄合金の一例として、
室温での引張強さσ_ＲＴが１２５０ＭＰａ以上である形態が挙げられる。

【0030】

上記形態は、室温での強度に優れる。

【0031】

（７）本開示の鉄合金の一例として、
３０℃から２３０℃における平均線膨張係数が４ｐｐｍ／℃以下である形態が挙げられる。

【0032】

上記形態では、室温から２００℃以上といった高温までの範囲において熱膨張量が少ない。

【0033】

（８）本開示の鉄合金の一例として、
室温での破断伸びが０．８％以上である形態が挙げられる。

【0034】

上記形態は、伸びに優れることで、撚り合わせ等で捻じられたり、曲げや振動等を受けたりしても破断し難い。

【0035】

（９）本開示の鉄合金の一例として、
室温での加工硬化指数が０．７以上である形態が挙げられる。

【0036】

上記形態は、耐衝撃性に優れるため、衝撃を受けても破断し難い。

【0037】

（１０）本開示の一態様に係る鉄合金線は、
上記（１）から（９）のいずれか一つの鉄合金から構成される。

【0038】

本開示の鉄合金線は、本開示の鉄合金から構成されることで、高温強度に優れる。また、本開示の鉄合金線は、本開示の鉄合金から構成されることで、捻回特性に優れる。

【0039】

（１１）本開示の鉄合金線の一例として、
前記鉄合金から構成される線材と、更に、前記線材の外周を覆う被覆層とを備え、
前記被覆層は、Ａｌ又はＺｎを含む形態が挙げられる。

【0040】

上記形態は、本開示の鉄合金から構成される線材を主体とすることで、高温強度及び捻回特性に優れる上に、被覆層によって、後述するように異種金属の接触に起因する腐食を低減できる。

【0041】

（１２）本開示の鉄合金線の一例として、
線径が２ｍｍ以上５ｍｍ以下である形態が挙げられる。

【0042】

上記形態は、例えば架空送電線の芯線部を構成する素線に利用できる。

【0043】

（１３）本開示の一態様に係る鉄合金撚線は、
複数の素線が撚り合わされてなる鉄合金撚線であって、
前記複数の素線のうち、少なくとも一つの素線は、上記（１０）から（１２）のいずれか一つの鉄合金線である。

【0044】

本開示の鉄合金撚線は、本開示の鉄合金線から構成される素線を備えることで、高温強度に優れる。また、本開示の鉄合金撚線は、本開示の鉄合金線から構成される素線を備えることで、捻回特性に優れる。このような本開示の鉄合金撚線は、架空送電線の芯線に適する。

【0045】

［本開示の実施形態の詳細］
以下、図面を参照して、本開示の実施形態を具体的に説明する。図中、同一符号は同一名称物を意味する。

【0046】

［鉄合金］
図１を参照して、実施形態の鉄合金を説明する。
実施形態の鉄合金１は、以下の第一群の元素を後述する特定の範囲で含み、残部がＦｅ及び不可避不純物からなる組成を備える。上記組成は、以下の第二群及び以下の第三群からなる群より選択される1種以上の元素を後述する特定の範囲で含んでもよい。又は、上記組成は、第二群及び第三群からなる群の元素を含まなくてもよい。
第一群を構成する元素は、Ｃ（炭素），Ｓｉ（ケイ素），Ｍｎ（マンガン），Ｎｉ（ニッケル），Ｃｒ（クロム），Ｖ（バナジウム）である。
第二群を構成する元素は、Ｃａ（カルシウム），Ｔｉ（チタン），Ａｌ（アルミニウム），Ｍｇ（マグネシウム）である。
第三群を構成する元素は、Ｚｒ（ジルコニウム），Ｈｆ（ハフニウム），Ｍｏ（モリブデン），Ｃｕ（銅），Ｎｂ（ニオブ），Ｔａ（タンタル），Ｗ（タングステン），Ｂ（ホウ素）である。
その他、上記組成は、Ｃｏ（コバルト）を含んでもよい。

【0047】

また、実施形態の鉄合金１は、酸化物１２が母相１０に分散された組織を備える。鉄合金１の断面において、２ｍｍ×２０ｍｍの領域に含まれる酸化物１２の最大径Ｄが１５０μｍ未満である。ここでの酸化物１２の最大径Ｄは、上記領域に含まれる各酸化物１２について求めた直径のうち、最大値である。各酸化物１２の直径は、各酸化物１２の断面積と同じ面積を有する円の直径とする。最大径Ｄの測定方法の詳細は後述する。
以下、鉄合金１の組成、組織、特性を順に説明する。なお、図１は、図２に示す実施形態の鉄合金１から構成される鉄合金線２をＩ−Ｉ切断線で切断した断面を示す。図１の断面は、上記鉄合金線２を鉄合金線２の軸方向に平行な平面で切断した断面の一例である。

【0048】

（組成）
以下の説明では、各元素の含有量は、鉄合金１を１００質量％とするときの質量割合であり、質量％で示す。また、以下の説明では、単に強度という場合、主として、室温での強度を意味する。ここでの強度は、主として、引張強さによって示される機械的特性である。

【0049】

実施形態の鉄合金１は、Ｆｅをベースとし、後述するようにＮｉを比較的多く含むＦｅ−Ｎｉ合金である。Ｆｅ−Ｎｉ合金の線膨張係数はＮｉを含まない場合より低い。このようなＦｅ−Ｎｉ合金が更に上述の第一群の元素等を含むことで、基本的には、鉄合金１の強度が向上する。第一群の元素等の含有量の増加に伴い、鉄合金１の線膨張係数が増加する傾向にある。

【0050】

〈第一群〉
《Ｃ》
Ｃの含有量は、０．１％以上０．４％以下である。
Ｃの含有量が０．１％以上であれば、固溶による強化効果と、炭化物の析出に伴う析出硬化による強化効果とから、鉄合金１の強度が高められる。Ｃの含有量が０．１％超、０．１３％以上、０．１５％以上、０．１８％以上であれば、強度が向上し易い。

【0051】

Ｃの含有量が０．４％以下であれば、強度の向上に起因する延性の低下が小さくなり易い。高い伸びを有し易いため、鉄合金１は捻回特性に優れる。また、Ｃの含有量が０．４％以下であれば、Ｃの含有に伴う線膨張係数の増大が小さくなり易い。そのため、２００℃以上といった高温時の熱膨張量が少なくなり易い。Ｃの含有量が０．３８％以下、０．３６％以下であれば、これらの効果が得られ易い。

【0052】

Ｃの含有量が０．１５％以上０．３５％以下であれば、特に強化効果と、良好な捻回特性の保持及び線膨張係数の増大抑制という効果とがバランスよく得られ易い。

【0053】

《Ｓｉ》
Ｓｉの含有量は、０．２％以上２．０％以下である。
Ｓｉの含有量が０．２％以上であれば、固溶による強化効果から、鉄合金１の強度が高められる。Ｓｉの含有量が０．３％以上、０．４％以上であれば、強度が向上し易い。Ｓｉの含有量が０．５％以上であれば、固溶による強化に加えて、Ｓｉを含む化合物等の析出による強化効果が得られる。

【0054】

Ｓｉの含有量が２．０％以下であれば、Ｓｉの含有に伴う線膨張係数の増大が小さくなり易い。Ｓｉの含有量が１．８％以下、１．６％以下、更には１．５％以下であれば、線膨張係数の増大がより抑制される。

【0055】

Ｓｉの含有量が０．３％以上１．５％以下であれば、強化効果と、線膨張係数の増大抑制という効果とがバランスよく得られ易い。

【0056】

《Ｍｎ》
Ｍｎの含有量は、０．０５％以上２．０％以下である。
Ｍｎの含有量が０．０５％以上であれば、脱酸剤としての効果と、固溶による強化効果とが良好に得られる。Ｍｎの含有量が０．１％以上、０．１３％以上であれば、これらの効果がより得られ易い。

【0057】

Ｍｎの含有量が２．０％以下であれば、Ｍｎの含有に伴う線膨張係数の増大が小さくなり易い。Ｍｎの含有量が１．８％以下、１．５％以下、１．２％以下、更には１．０％以下、０．８％以下であれば、線膨張係数の増大がより抑制される。

【0058】

Ｍｎの含有量が０．０５％以上１．２％以下であれば、脱酸効果及び強化効果と、線膨張係数の増大抑制という効果とがバランスよく得られ易い。

【0059】

《Ｎｉ》
Ｎｉの含有量は、２５％以上４２％以下である。
Ｎｉの含有量が２５％以上４２％以下であれば、鉄合金１の線膨張係数が小さくなり易い。Ｎｉの含有量が２８％以上４１％以下、３０％以上４０％以下、更には３３％以上４０％以下であれば、線膨張係数がより小さくなり易い。

【0060】

《Ｃｒ》
Ｃｒの含有量は、０．１％以上３．０％以下である。
Ｃｒの含有量が０．１％以上であれば、固溶による強化効果から、室温での強度の向上に加えて、高温強度の向上も期待できる。Ｃｒの含有量が０．２％以上、０．３％以上、更には０．５％以上であれば、室温での強度及び高温強度が高くなり易い。Ｃｒの含有量がある程度多い場合、Ｃｒの一部は炭化物となって析出する。この炭化物の析出硬化による強化効果が得られる。

【0061】

Ｃｒの含有量が３．０％以下であれば、粗大な炭化物が形成され難い。そのため、粗大な炭化物に起因する強度の低下及び延性の低下が低減される。このような鉄合金１は、強度に優れる上に、高い伸びを有し易いため、捻回特性にも優れる。また、Ｃｒの含有量が３．０％以下であれば、Ｃｒの含有に伴う線膨張係数の増大が小さくなり易い。上述のようにＣｒが炭化物として析出すれば、Ｃｒの含有に伴う線膨張係数の増大がより小さくなり易い。Ｃｒの含有量が２．８％以下、２．６％以下、２．０％以下、更には１．８％以下、１．６％以下であれば、これらの効果がより得られ易い。

【0062】

Ｃｒの含有量が０．５％以上２．０％以下であれば、強化効果と、良好な捻回特性の保持及び線膨張係数の増大抑制という効果とがバランスよく得られ易い。

【0063】

《Ｖ》
Ｖの含有量は、０．２％以上３．０％以下である。
Ｖの含有量が０．２％以上であれば、炭化物の析出に伴う析出硬化による強化効果から、鉄合金１の強度が高められる。Ｖの含有量が０．３％以上、０．４％以上、更には０．５％以上あれば、強度が向上し易い。

【0064】

Ｖの含有量が３．０％以下であれば、Ｖの含有に伴う線膨張係数の増大が小さくなり易い。上述のようにＶが炭化物として析出することからも、Ｖの含有に伴う線膨張係数の増大が小さくなり易い。また、Ｖの含有量が３．０％以下であれば、Ｃが多い場合でも、粗大な炭化物が形成され難い。この点から、上述の理由により、鉄合金１は、強度、伸び、捻回特性にも優れる。Ｖの含有量が２．８％以下、２．６％以下、更には２．０％以下であれば、これらの効果がより得られ易い。

【0065】

Ｖの含有量が０．５％以上２．０％以下であれば、強化効果と、線膨張係数の増大抑制及び良好な捻回特性の保持という効果とがバランスよく得られ易い。

【0066】

《Ｖ／Ｃ》
実施形態の鉄合金１において、Ｃの含有量に対するＶの含有量の比（Ｖ／Ｃ）が２以上９以下であることが挙げられる。比（Ｖ／Ｃ）が２以上９以下であれば、Ｖが炭化物として析出し易い。そのため、炭化物の析出に伴う析出硬化による強化効果が良好に得られ易い。また、Ｖを含む炭化物の析出によって、Ｃの含有及びＶの含有に起因する線膨張係数の増大が小さくなり易い。更に、比（Ｖ／Ｃ）が９以下であれば、粗大な炭化物が形成され難い。この点から、上述の理由により、鉄合金１は、強度、伸び、捻回特性にも優れる。比（Ｖ／Ｃ）が２．５以上８．５以下、２．７以上８以下、更には３以上５以下であれば、これらの効果がより得られ易い。

【0067】

《Ｃｒ／Ｃ》
実施形態の鉄合金１において、Ｃの含有量に対するＣｒの含有量の比（Ｃｒ／Ｃ）が０．３以上１０以下であることが挙げられる。比（Ｃｒ／Ｃ）が０．３以上１０以下であれば、Ｃｒが炭化物として析出し易い。そのため、Ｃｒの含有に起因する線膨張係数の増大が小さくなり易い。また、析出硬化による強度の向上が期待できる。また、比（Ｃｒ／Ｃ）が１０以下であれば、粗大な炭化物が形成され難い。この点から、上述の理由により、鉄合金１は、強度、伸び、捻回特性にも優れる。比（Ｃｒ／Ｃ）が０．５以上１０以下、２以上１０以下、更には２以上７．５以下であれば、これらの効果がより得られ易い。

【0068】

《Ｖ＋Ｃｒ》
実施形態の鉄合金１において、Ｖの含有量とＣｒの含有量との合計量（Ｖ＋Ｃｒ）が０．５％以上５％以下であることが挙げられる。合計量（Ｖ＋Ｃｒ）が０．５％以上５％以下であれば、Ｖを含む炭化物に基づく析出硬化による強化効果又はＶの含有による強化効果と、Ｃｒを含む炭化物に基づく析出硬化による強化効果又はＣｒの含有による強化効果とが良好に得られ易い。この点から、鉄合金１は強度に優れる。また、炭化物の析出によって、上述のように線膨張係数の増大が小さくなり易い上に、Ｖ，Ｃｒが固溶している場合に比較して、靭性の低下が低減される。更に、合計量（Ｖ＋Ｃｒ）が５％以下であれば、粗大な炭化物が形成され難い。この点から、上述の理由により、鉄合金１は、強度、伸び、捻回特性にも優れる。合計量（Ｖ＋Ｃｒ）が０．８％以上５％以下、１％以上５％以下、更には１％以上４％以下であれば、これらの効果がより得られ易い。

【0069】

《（Ｖ＋Ｃｒ）／Ｃ》
実施形態の鉄合金１において、Ｃの含有量に対するＶの含有量とＣｒの含有量との合計量（Ｖ＋Ｃｒ）の比（（Ｖ＋Ｃｒ）／Ｃ）が４以上１５以下であることが挙げられる。比（（Ｖ＋Ｃｒ）／Ｃ）が４以上１５以下であれば、比（Ｖ／Ｃ）及び比（Ｃｒ／Ｃ）の項で説明した効果が良好に得られる。比（（Ｖ＋Ｃｒ）／Ｃ）が４．２以上１４．８以下、４．５以上１４．５以下、更には５以上１２以下であれば、強化効果、線膨張係数の増大抑制、良好な捻回特性の保持等の効果がより得られ易い。

【0070】

〈第二群〉
実施形態の鉄合金１において、Ｃａ，Ｔｉ，Ａｌ，及びＭｇからなる第二群より選択される１種以上の元素の含有量は、合計で０％以上０．１％以下である。第二群の元素は、代表的には、脱酸剤として添加される。第二群の含有量が合計で０．１％以下であれば、第二群の元素を含む酸化物１２が少なくなり易い。この点から、酸化物１２に起因する強度の低下、高温強度の低下、及び捻回特性の低下が低減され易い。第二群の含有量が合計で０％超０．０８％以下、０．０１％以上０．０６％以下であれば、酸化物１２を低減しつつ、脱酸効果が得られ易い。

【0071】

〈第三群〉
実施形態の鉄合金１において、Ｚｒ，Ｈｆ，Ｍｏ，Ｃｕ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｗ，及びＢからなる第三群より選択される１種以上の元素の含有量は、合計で０％以上０．１％以下である。第三群の元素は、強化効果を有する。第三群の含有量が合計で０．１％以下であれば、延性の低下が小さくなり易い。高い伸びを有し易いため、鉄合金１は、捻回特性にも優れる。また、第三群の含有量が合計で０．１％以下であれば、第三群の元素の含有に起因する線膨張係数の増大が小さくなり易い。第三群の含有量が合計で０％超０．０９％以下、０．０１％以上０．０８％以下であれば、強化効果と、良好な捻回特性の保持及び線膨張係数の増大抑制という効果とがバランスよく得られ易い。

【0072】

〈Ｃｏ〉
実施形態の鉄合金１は、Ｃｏを含んでもよい。Ｃｏの含有量は、例えば０％以上５％以下が挙げられる。Ｃｏの含有量は４％以下、３％以下、更には２％以下、１％以下でもよい。Ｃｏを０％超５％以下の範囲で含む場合には、Ｎｉと同様に、鉄合金１の線膨張係数が小さくなり易い。

【0073】

〈不可避不純物〉
ここでの不可避不純物は、上述の第一群の元素、第二群の元素、第三群の元素、及びＣｏ以外の元素である。不可避不純物としては、例えばＯ（酸素）が挙げられる。

【0074】

〈Ｏ〉
実施形態の鉄合金１に含まれるＯは、代表的には酸化物１２として存在する。酸化物１２の詳細は後述する。Ｏの含有量は、例えば０．００３％以下が挙げられる。Ｏの含有量が０．００３％以下であれば、鉄合金１に含まれる酸化物１２の総量が少なくなり易い。この点から、酸化物１２に起因する強度の低下、高温強度の低下、及び捻回特性の低下が低減され易い。Ｏの含有量が少ないほど、酸化物１２の総量が少なくなることから、Ｏの含有量は、０．００２％以下、更に０．００１％以下でもよい。なお、実施形態の鉄合金１は酸化物１２を含むため、Ｏの含有量は０％超である。

【0075】

（組織）
実施形態の鉄合金１は、母相１０中に酸化物１２を含む。母相１０は、主として、上述の特定の組成を備える鋼から構成される。酸化物１２は、酸素と、酸素以外の元素との化合物である。上記の酸素以外の元素は、上述の組成の項で説明した元素、例えば脱酸効果を有する元素が挙げられる。以下の説明では、鉄合金１の断面における「２ｍｍ×２０ｍｍの領域」を第一観察領域と呼ぶ。

【0076】

〈酸化物〉
《最大径Ｄ》
実施形態の鉄合金１では、第一観察領域における酸化物１２の最大径Ｄが１５０μｍ未満である。ここで、第一観察領域は、鉄合金１の任意の断面からとる。そのため、実施形態の鉄合金１では、鉄合金１の任意の位置に存在する酸化物１２の最大径Ｄが１５０μｍ未満である。最大径Ｄが１５０μｍ未満であれば、２００℃以上といった高温時に引張力が鉄合金１に加えられた場合に、酸化物１２が割れの起点になり難い。この点から、鉄合金１は、高温強度に優れる。また、最大径Ｄが１５０μｍ未満であれば、撚り合わせ等による捻回が鉄合金１に加えられた場合に、酸化物１２が割れの起点になり難い。この点から、鉄合金１は、捻回特性に優れる。最大径Ｄが１４０μｍ以下、１２０μｍ以下、更には１００μｍ以下、９０μｍ以下、７０μｍ以下、更には３０μｍ以下であれば、酸化物１２が割れの起点になり難く好ましい。

【0077】

最大径Ｄは小さいほど好ましい。但し、最大径Ｄが５μｍ以上、更には１０μｍ以上であれば、鉄合金１の製造が行い易い。

【0078】

最大径Ｄが５μｍ以上１５０μｍ未満、更には１０μｍ以上１００μｍ以下であれば、鉄合金１は、高温強度及び捻回特性に優れつつ、製造性にも優れる。

【0079】

《個数密度》
鉄合金１中の酸化物１２は、最大径Ｄが小さいことに加えて、少ないことが好ましい。定量的には、鉄合金１の断面において、２ｍｍ×３ｍｍの領域に含まれる酸化物１２の個数が５００個以下であることが挙げられる。以下の説明では、鉄合金１の断面における「２ｍｍ×３ｍｍの領域」を第二観察領域と呼ぶ。また、第二観察領域に含まれる酸化物１２の個数を個数密度と呼ぶ。個数密度の測定方法の詳細は後述する。

【0080】

個数密度が５００個以下であれば、割れの起点になり得る酸化物１２が少ない。また、複数の酸化物１２によって、割れが伝搬されることが抑制される。このような鉄合金１は、酸化物１２に起因する割れが生じ難い。この点から、鉄合金１は、高温強度及び捻回特性により優れる。個数密度が４００個以下、３００個以下、更には２００個以下、１５０個以下であれば、酸化物１２に起因する割れがより生じ難い。

【0081】

個数密度は少ないほど好ましい。但し、個数密度が５個以上、１０個以上、更には１５個以上であれば、鉄合金１の製造が行い易い。

【0082】

個数密度が５個以上５００個以下、更には１０個以上２００個以下であれば、鉄合金１は、割れの伝搬が抑制され易いことで高温強度及び捻回特性により優れつつ、製造性にも優れる。

【0083】

〈測定方法〉
《最大径Ｄ》
酸化物１２の最大径Ｄは、以下のように測定する。
（１）鉄合金１から任意の断面をとる。断面は、２ｍｍ×２０ｍｍの第一観察領域を採取可能なようにとる。例えば、鉄合金１が線材である場合、線材の軸方向に平行な平面で、線材を切断した断面、いわゆる縦断面をとることが挙げられる。例えば、鉄合金１が板材である場合、板材の表面に平行な平面で板材を切断した断面をとることが挙げられる。

【0084】

（２）第一観察領域を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察する。観察倍率は２００倍とする。
第一観察領域に存在する酸化物１２を抽出する。抽出した各酸化物１２の断面積を求める。各酸化物１２の断面積と同じ面積を有する円の直径を各酸化物１２の直径とする。酸化物１２の直径のうち、最大値を酸化物１２の最大径Ｄとする。ここでは、複数の断面をとり、各断面から第一観察領域を採取する。各第一観察領域について酸化物１２の最大径Ｄを求める。求めた複数の最大径Ｄの平均を鉄合金１における酸化物１２の最大径Ｄとする。

【0085】

なお、上述の直径が１μｍ以上の酸化物１２を最大径Ｄの評価に利用する。即ち、第一観察領域に存在する全ての酸化物１２のうち、上記直径が１μｍ未満の酸化物１２は、最大径Ｄの評価に利用しない。この理由は、上記直径１μｍ未満の酸化物１２は、割れの起点になり難いと考えられるからである。

【0086】

《個数密度》
酸化物１２の個数密度は、以下のように測定する。
上述の第一観察領域から、２ｍｍ×３ｍｍの第二観察領域をとる。第二観察領域に存在する酸化物１２の総数を求める。求めた酸化物１２の総数を個数密度とする。ここでは、複数の第一観察領域からそれぞれ、第二観察領域をとる。各第二観察領域について酸化物１２の個数密度を求める。求めた複数の個数密度の平均を鉄合金１における個数密度とする。酸化物１２の総数の評価も、最大径Ｄの評価と同様に、上記直径が１μｍ以上の酸化物１２を利用し、上記直径が１μｍ未満の酸化物１２を利用しない。

【0087】

酸化物１２の抽出、酸化物１２の直径及び最大径Ｄの算出、酸化物１２の数の計測等は、市販の画像処理装置、ソフトウェア等を用いると容易に行える。

【0088】

（特性）
〈室温での特性〉
ここでの室温は、２０℃±１５℃である。この温度範囲、即ち５℃以上３５℃以下の温度範囲では、以下の特性は実質的に変化しない。例えば、５℃での引張強さと３５℃での引張強さとは実質的に同じである。
《引張強さ》
実施形態の鉄合金１は、上述の特定の組成を備えることで、室温での強度に優れる。定量的には、室温での引張強さσ_ＲＴが１２５０ＭＰａ以上であることが挙げられる。引張強さσ_ＲＴが１２５０ＭＰａ以上であれば、鉄合金１は強度に優れる。例えば、鉄合金１が架空送電線５の芯線部５０（図２）を構成する場合、この芯線部５０は、架空送電線５の重量及び張力に耐える。また、引張強さσ_ＲＴが高い鉄合金１は、温度上昇に伴って引張強さがある程度低下しても、ある程度高い引張強さを有し易い。例えば、鉄合金１が上記芯線部５０を構成する場合、この芯線部５０は、２００℃以上といった高温になっても高い引張強さを有し易い。これらの点から、鉄合金１は、上記芯線部５０の素材に好適である。引張強さσ_ＲＴが１３００ＭＰａ以上、１３５０ＭＰａ以上であれば、鉄合金１は、強度により優れる。

【0089】

室温での引張強さσ_ＲＴは、例えば１２５０ＭＰａ以上１７００ＭＰａ以下、１３００ＭＰａ以上１６００ＭＰａ以下であれば、鉄合金１は、強度に優れつつ、高い伸びを有し易いことで、捻回特性にも優れる。

【0090】

《破断伸び》
実施形態の鉄合金１において、室温での破断伸びが０．８％以上であることが挙げられる。室温での破断伸びが０．８％以上であれば、鉄合金１は伸びに優れる。例えば、鉄合金１が鉄合金撚線３の素線３０（図２）を構成する場合、各素線３０は、製造過程において撚り合わせ時に捻じられても破断し難い。また、例えば、鉄合金１が架空送電線５の芯線部５０を構成する場合、架線後に強風、積雪、振動等を受けても破断し難い。この点から、鉄合金１は、上記芯線部５０等に利用される鉄合金撚線の素線３０の素材に好適である。室温での破断伸びが０．９％以上、１．０％以上であれば、鉄合金１は、伸びにより優れる。

【0091】

室温での破断伸びは、例えば０．８％以上１０％以下、更には０．８％以上５％以下であれば、鉄合金１は、上述の高い強度を有しつつ、伸びにも優れる。

【0092】

《加工硬化指数》
実施形態の鉄合金１において、室温での加工硬化指数が０．７以上であることが挙げられる。ここでの加工硬化指数は、０．２％耐力を引張強さで除した値、即ち（０．２％耐力／引張強さ）である。引張強さ及び伸びが同じ鉄合金では、加工硬化指数が０．７以上である鉄合金は、加工硬化指数が０．７未満である鉄合金に比較して、引張試験時の応力−歪み曲線を示すグラフにおける以下の面積が大きい。上記面積は、応力−歪み曲線と、横軸と、縦軸に平行な直線であって鉄合金が破断する時の歪み値を通る直線とで囲まれる面積である。なお、上記グラフにおいて横軸は歪みを示し、縦軸は応力を示す。上記面積が大きい鉄合金１は、衝撃エネルギーを吸収する能力が高い、即ち耐衝撃性に優れるといえる。そのため、例えば、鉄合金１が架空送電線５の芯線部５０を構成する場合、突風等によって急な負荷が加えられる等の衝撃を架空送電線５が受けても、芯線部５０は破断し難い。また、引張強さが同じ鉄合金では、０．２％耐力が大きいほど、換言すれば加工硬化指数が大きいほど、芯線部５０と端子部との固着性に優れる傾向がある。これらの点から、鉄合金１は、架空送電線５の芯線部５０等に利用される鉄合金撚線３の素線３０の素材に好適である。加工硬化指数が０．８以上、０．９以上であれば、鉄合金１は、上述のように衝撃を受けても破断し難い。なお、ここでの加工硬化指数の最大値は１である。

【0093】

《捻回特性》
実施形態の鉄合金１では、上述のように酸化物１２の最大径Ｄが小さいことから、捻じられても、酸化物１２を起点とする割れが生じ難い。実施形態の鉄合金１は、上述の特定の組成を備えることからも、捻回によって破断し難い。定量的には、以下の平均回数が３０回以上であることが挙げられる。鉄合金１から、直径の１００倍の長さを有する線状の試験片を１０本とる。片端固定された各試験片を６０ｒｐｍの回転速度で捻回して、各試験片が破断するまでの回数を測定する。平均回数は、上記回数の平均値である。上記平均回数が３０回以上であれば、鉄合金１は捻回特性に優れるといえる。例えば、鉄合金１が鉄合金撚線３の素線３０を構成する場合、上述のように、各素線３０は撚り合わせ時の捻回によって破断し難い。また、上記の平均回数が３０回以上であれば、撚り合わせ条件の設定の自由度が高くなることで、鉄合金撚線３の製造が行い易い。これらの点から、鉄合金１は、架空送電線５の芯線部５０等に利用される鉄合金撚線３の素線３０の素材に好適である。上記平均回数が３５回以上、更には４０回以上であれば、鉄合金１は、捻回特性により優れる。

【0094】

線状の試験片における直径は、以下とする。
試験片を試験片の軸方向に直交する平面で切断した断面をとる。試験片の直径は、上記断面において試験片の断面積と同じ面積を有する円の直径とする。試験片が丸線であれば、試験片の直径は丸線の外径に相当する。

【0095】

線状の試験片は、試験片の直径の１００倍の長さを有するように採取する。例えば、鉄合金１が長い線材である場合、直径の１００倍の長さを有するように上記線材を切断すればよい。

【0096】

線状の試験片は、以下の垂直距離が１０ｍｍ以下とする。即ち、捻回特性の評価には、以下の垂直距離が１０ｍｍ以下である試験片を利用する。上述の所定の長さを有する試験片を水平台に載置する。この状態において、水平台の表面から上記試験片における最も高い箇所までの垂直距離を測定する。測定した垂直距離が１０ｍｍ以下である試験片を捻回特性の評価に利用する。

【0097】

ここで、例えば、鉄合金１が撚線を構成する素線である場合、上記素線には撚り癖がついていることが考えられる。また、例えば、鉄合金１が長い線材であって、コイル状に巻き取られている場合、上記線材が湾曲していることが考えられる。試験片が大きな撚り癖を有したり、大きく湾曲していたりする場合、即ち試験片が伸直性に劣る場合、試験片を適切に捻回させることが難しい。その結果、捻回特性が適切に評価されない。そのため、上述の所定の長さの試験片を採取した後、試験片の撚り癖、湾曲等を矯正してから、捻回特性の評価を行う。定量的には、上述の垂直距離が１０ｍｍ以下となるように、上記試験片を矯正するとよい。なお、上記垂直距離の測定は、撚り癖等の有無によらず行う。上記垂直距離が１０ｍｍ以下であれば、上記試験片を矯正しなくてもよい。但し、上記垂直距離がより小さくなるように、上記試験片を矯正することが好ましい。

【0098】

〈高温での特性〉
《高温強度》
実施形態の鉄合金１では、上述のように酸化物１２の最大径Ｄが小さいことから、２００℃以上という高温時でも、酸化物１２を起点とする割れが生じ難い。実施形態の鉄合金１は、上述の特定の組成を備えることからも、上記の高温時に高い引張強さを有し易い。定量的には、室温での引張強さσ_ＲＴに対する３００℃での引張強さσ_３００の比σ_３００／σ_ＲＴが０．８以上であることが挙げられる。以下、比σ_３００／σ_ＲＴを高温強度比と呼ぶことがある。高温強度比が０．８以上であれば、３００℃という高温時でも高い引張強さσ_３００を有するといえる。即ち、鉄合金１は高温強度に優れるといえる。高温強度比が０．８２以上、０．８５以上、更には０．９０以上であれば、鉄合金１は、高温強度により優れる。なお、高温強度比は１未満である。

【0099】

〈その他の特性〉
《線膨張係数》
実施形態の鉄合金１では、上述の特定の組成を備えることで、室温から２００℃以上といった高温までの範囲において、線膨張係数が小さい。定量的には、３０℃から２３０℃における平均線膨張係数が４ｐｐｍ／℃以下であることが挙げられる。上記平均線膨張係数が４ｐｐｍ／℃以下（４×１０^−６／℃以下）であれば、使用温度が２００℃程度となり得る場合でも、鉄合金１の熱膨張量が少ないといえる。上記平均線膨張係数が３．９ｐｐｍ／℃以下、３．８ｐｐｍ／℃以下、更には３．５ｐｐｍ／℃以下であれば、上述の高温時でも、鉄合金１の熱膨張量がより少ない。上記平均線膨張係数の測定方法は、後述する。

【0100】

上述の特定の組成を備える鉄合金１では、上記平均線膨張係数は、代表的には１．０ｐｐｍ／℃以上である。

【0101】

（用途）
実施形態の鉄合金１は、種々の鉄合金製品の素材に利用できる。鉄合金１の代表的な形態として、線材、板材が挙げられる。特に、鉄合金１は、高温強度に優れること、更には捻回特性に優れることが望まれる用途の素材に好適に利用できる。上記用途として、例えば、図２に示す架空送電線５の芯線部５０が挙げられる。

【0102】

［鉄合金線、鉄合金撚線］
図２を参照して、実施形態の鉄合金線、実施形態の鉄合金撚線を説明する。
実施形態の鉄合金線２は、代表的には、実施形態の鉄合金１から構成される線材である。実施形態の鉄合金線２は、上記線材に加えて、更に、被覆層２２を備えてもよい。図２は、被覆層２２を備える鉄合金線２を例示する。実施形態の鉄合金撚線３は、複数の素線３０が撚り合わされてなる。複数の素線３０のうち、少なくとも一つの素線３０が実施形態の鉄合金線２である。図２は、鉄合金撚線３を構成する全ての素線３０が実施形態の鉄合金線２である場合を例示する。

【0103】

鉄合金線２の断面形状、線径等の大きさは、用途等に応じて適宜選択できる。鉄合金撚線３における素線の数、よりピッチ等は、用途等に応じて適宜選択できる。断面形状は、例えば、円形、楕円、矩形等が挙げられる。線径は、例えば、２ｍｍ以上５ｍｍ以下が挙げられる。ここでの線径は、鉄合金線２を鉄合金線２の軸方向に直交する平面で切断した断面において、鉄合金線２の断面積と同じ面積を有する円の直径とする。線径が２ｍｍ以上５ｍｍ以下であれば、鉄合金線２は、架空送電線５の芯線部５０を構成する素線３０として好適に利用できる。線径は２．３ｍｍ以上４．５ｍｍ以下でもよい。なお、鉄合金線２が、後述する特定の条件の鋳造工程を経た鋳造材、又はこの鋳造材に圧延や加工度が小さい伸線等の塑性加工が施された加工材等である場合、鉄合金線２の線径は５ｍｍ超が挙げられる。上記特定の条件の鋳造工程を経ることで、上記のように線径が大きい場合でも、上記鋳造材、上記加工材から構成される鉄合金線２では、酸化物１２の最大径Ｄは１５０μｍ未満である。

【0104】

被覆層２２を備える場合、鉄合金線２は、実施形態の鉄合金１から構成される線材２０と、被覆層２２とを備える。被覆層２２は、線材２０の外周を覆う。被覆層２２は、Ａｌ又はＺｎ（亜鉛）を含むことが挙げられる。即ち、被覆層２２は、アルミニウム、又はアルミニウム合金、又は亜鉛、又は亜鉛合金から構成される。被覆層２２の厚さは適宜選択できる。上記厚さは、例えば０．５μｍ以上５００μｍ以下が挙げられる。図２は、説明の便宜上、被覆層２２を厚く示す。なお、被覆層２２を備える鉄合金線２では、鉄合金線２の線径は、線材２０の直径である。

【0105】

図２は、芯線部５０と電線部５２とを備える架空送電線５を例示する。芯線部５０は、抗張材として利用される。電線部５２は送電路を構成する導体である。芯線部５０は、実施形態の鉄合金撚線３から構成される。電線部５２は、複数の素線５５を備える。複数の素線５５は、芯線部５０の外周に撚り合わされている。各素線５５は、アルミニウム又はアルミニウム合金から構成される線材である。このような架空送電線５は、いわゆる鋼芯アルミニウム撚線（ＡＣＳＲ）である。芯線部５０を構成する鉄合金線２が上述の被覆層２２を備える場合、被覆層２２によって、鋼を主体とする線材２０と、アルミニウムを主体とする素線５５とが接触することに起因する腐食、いわゆる異種金属の接触腐食が進行し難い。

【0106】

（主な作用・効果）
実施形態の鉄合金１、実施形態の鉄合金線２、実施形態の鉄合金撚線３は、高温強度に優れる。また、実施形態の鉄合金１、実施形態の鉄合金線２、実施形態の鉄合金撚線３は、捻回特性に優れる。これら効果を後述する試験例で具体的に説明する。

【0107】

また、実施形態の鉄合金１では線膨張係数が小さい。そのため、実施形態の鉄合金線２又は実施形態の鉄合金撚線３が架空送電線５の芯線部５０を構成する場合には、熱膨張に起因する架空送電線５の垂れ下がり量が低減される。

【0108】

［鉄合金の製造方法］
実施形態の鉄合金１は、例えば、以下の工程を備える鉄合金の製造方法によって製造することが挙げられる。
（第一工程）上述の組成を有する鉄合金から構成される鋳造材を製造する。
鋳造工程において、１４５０℃から１４００℃までの平均冷却速度が１０℃／ｍｉｎ以下である。
（第二工程）上記鋳造材に塑性加工を施して、所定の形状の加工材を製造する。
（第三工程）上記加工材に熱処理を施す。

【0109】

上記の鉄合金の製造方法は、以下の知見に基づくものである。
鉄合金は、一般に、鉄合金中に含まれる元素の酸化物を含む。上記酸化物は、例えば、酸化ケイ素（ＳｉＯ）、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）等が挙げられる。酸化物の最大径Ｄが１５０μｍ未満であれば、酸化物が割れの起点になり難い。酸化物の最大径Ｄが１５０μｍ未満になるためには、鋳造工程において、固相から液相に変化する温度域、具体的には１４５０℃から１４００℃までの温度域での冷却速度が比較的遅いことが好ましい。以下、ストークスの式及び図３を用いて、鋳造工程における冷却速度と、酸化物の大きさとの関係を説明する。

【0110】

（ストークスの式） Ｖ_ｓ＝｛Ｄ_ｐ^２（ρ_ｐ−ρ_ｆ）ｇ｝／１８η
Ｖ_ｓは、介在物の粒子の浮上速度（ｃｍ／ｓ）である。
Ｄ_ｐは、介在物の粒径（ｃｍ）である。
ρ_ｐは、介在物の密度（ｇ／ｃｍ^３）である。
ρ_ｆは、流体の密度（ｇ／ｃｍ^３）である。
ηは、流体の粘度（ｇ／（ｃｍ・ｓ））である。
ｇは、重力加速度（ｃｍ／ｓ^２）である。
図３は、介在物の粒子の粒径Ｄ_ｐと、上記粒子の浮上速度Ｖ_ｓとの関係を示すグラフである。上記グラフの横軸は粒径Ｄ_ｐである。上記グラフの縦軸は浮上速度Ｖ_ｓである。
ここでの介在物は、酸化物である。ここでの流体は、合金溶湯である溶鋼である。

【0111】

ストークスの式に示すように、酸化物の浮上速度Ｖ_ｓは、酸化物の粒径Ｄ_ｐの二乗に比例する。つまり、粒径Ｄ_ｐが大きいほど、酸化物は浮上し易いといえる。

【0112】

図３のグラフに、鋳造時の冷却速度Ｖ_ｃを設定する。ここで、冷却速度の単位は通常、℃／ｓであり、浮上速度の単位であるｃｍ／ｓとは異なる。そのため、ここでの冷却速度Ｖ_ｃは、温度の変化速度ではなく、液相から固相に変化する進行速度に対応するとみなす。冷却速度Ｖ_ｃに等しい浮上速度Ｖｓを有する粒子の粒径Ｄ_ｐをＤ_ｐ０とする。粒径Ｄ_ｐ０より大きい粒径Ｄ_ｐ２を有する粒子の浮上速度Ｖ_ｓ２は、冷却速度Ｖ_ｃより速い。そのため、上記大きい粒径Ｄ_ｐ２を有する粒子が液相中を浮上してから、溶鋼が固相になるといえる。結果として、上記粒径Ｄ_ｐ２を有する粒子は鋳造材中に残存しない。一方、粒径Ｄ_ｐ０より小さい粒径Ｄ_ｐ１を有する粒子の浮上速度Ｖ_ｓ１は、冷却速度Ｖ_ｃより遅い。そのため、上記粒径Ｄ_ｐ１を有する粒子が液相中を浮上する前に、溶鋼が固相になるといえる。結果として、上記粒径Ｄ_ｐ１を有する粒子は鋳造材中に残存する。冷却速度Ｖ_ｃが速いほど、粒径Ｄ_ｐ０が大きい。そのため、鋳造材中に残存する粒子の粒径Ｄ_ｐ１が大きくなり易いといえる。

【0113】

次に、図４Ａ，４Ｂを参照して、連続鋳造の鋳型内における酸化物の浮上状態を説明する。
図４Ａ，図４Ｂは、連続鋳造の鋳型周辺の概念図である。図４Ａ，図４Ｂの紙面上方から下方に向かって、溶鋼１００が鋳型６に連続的に供給される。溶鋼１００は鋳型６に接することで凝固する。即ち、溶鋼１００は、液相から固相に変化して、鋳造材１１０となる。鋳造材１１０は、図４Ａ，図４Ｂの紙面下方に向かって進行する。このように鋳型６の上方から溶鋼１００を供給して、鋳型６の下方から鋳造材１１０を引き出す連続鋳造法は、鋼の連続鋳造法として代表的な方法である。この連続鋳造法では、粒径Ｄ_ｐ０より大きい粒径Ｄ_ｐ２を有する酸化物１２は、鋳型６内の上方に位置する液相領域に浮上すると共に、液相領域に留まる。粒径Ｄ_ｐ０より小さい粒径Ｄ_ｐ１を有する酸化物１２は、鋳型６内の下方に位置する固相領域に含まれる。固相領域に含まれる酸化物１２は、鋳型６の下方から引き出される鋳造材１１０に含まれる。結果として、鋳造材１１０は、大きい粒径Ｄ_ｐ２を有する酸化物１２を実質的に含まず、小さい粒径Ｄ_ｐ１を有する酸化物１２を含む。

【0114】

図４Ａに示すように、冷却速度Ｖ_ｃが速い場合、上述のように粒径Ｄ_ｐ０が大きい。そのため、鋳型６内の固相領域は、大きな酸化物１２が含まれ易い。また、冷却速度Ｖ_ｃが速い場合、大きな酸化物１２が浮上するより速く、液相が固相に変化する。結果として、鋳造材１１０は、大きな酸化物１２を含み易い。

【0115】

図４Ｂに示すように、冷却速度Ｖ_ｃが遅い場合、上述のように粒径Ｄ_ｐ０が小さい。そのため、鋳型６内の固相領域は、小さな酸化物１２を含み易い。また、冷却速度Ｖ_ｃが遅い場合、液相が固相に変化するまでに要する時間が長い。そのため、大きな酸化物１２が液相領域に浮上し易い。結果として、鋳造材１１０は、大きな酸化物１２を含み難い。

【0116】

以上のことから、上記の鉄合金の製造方法は、鋳造時の冷却速度Ｖ_ｃを特定の範囲とすることで、酸化物の大きさを制御する。ここで、一般に、鋳造では、冷却速度が速いほど、鋳造材の製造速度が速くなることで、鋳造材が量産され易い。また、従来は、特定の温度域において、冷却速度を制御することに着目されていなかった。これに対し、上記の鉄合金の製造方法は、鋳造時において、合金溶湯が１４５０℃から１４００℃までに変化する温度域、即ち液相から固相に変化する温度域における冷却速度を比較的遅くすることで、酸化物の浮上分離を行う。その結果、大きな酸化物を含まず、小さな酸化物を含む鋳造材が製造される。
以下、各工程を説明する。

【0117】

（第一工程）
第一工程は、鋳造を行う。鋳造法は、例えば、連続鋳造法、インゴット鋳造法が挙げられる。鋳造工程では、１４５０℃から１４００℃までの平均冷却速度が１０℃／ｍｉｎ以下に調整される。上記平均冷却速度が１０℃／ｍｉｎ以下であれば、鋳造材中に含まれる酸化物の最大径Ｄが１５０μｍ未満になる。また、鋳造以降の製造過程において、酸化物の最大径Ｄが１５０μｍ以上に大きくならない。即ち、酸化物の最大径Ｄが１５０μｍ未満である鋳造材を用いれば、最終製品においても、酸化物の最大径Ｄは１５０μｍ未満である。上記平均冷却速度が８℃／ｍｉｎ以下、更には６℃／ｍｉｎ以下であれば、最大径Ｄがより小さくなり易い。

【0118】

連続鋳造法は、上述の代表的な鋼の連続鋳造法を利用できる。また、連続鋳造法は、上述の平均冷却速度を実現できれば、上記以外の方法、例えば双ロール法、双ベルト法等を利用してもよい。連続鋳造法を利用することで、酸化物の最大径Ｄが上述の所定の範囲に調整される上に、長尺な鉄合金１、例えば線材、板材が製造される。

【0119】

鋳造材の断面積が例えば５０，０００ｍｍ^２以上５００，０００ｍｍ^２以下程度であると共に、鋳造材の断面形状が円形、矩形等の単純な形状であれば、上述の冷却速度の調整が行い易い。

【0120】

（第二工程）
第二工程は、上述の鋳造材に１種の塑性加工又は複数種の塑性加工を施すことで、加工材を製造する。多パスの塑性加工を行ってもよい。塑性加工の種類は、例えば、圧延、鍛造、伸線等が挙げられる。塑性加工は、熱間でも冷間でもよい。

【0121】

（第三工程）
第三工程は、上述の加工材に熱処理を施すことで、主として炭化物を析出させて、析出硬化による強化効果を得る。この目的から、熱処理は、時効処理を含む。時効処理の条件は、例えば、熱処理温度が４５０℃以上７５０℃以下の範囲から選択される温度であり、熱処理時間が３時間以上１５時間以下から選択される時間であることが挙げられる。熱処理温度が４５０℃以上であると共に熱処理時間が３時間以上であれば、炭化物が析出される。熱処理温度が７５０℃以下であると共に熱処理時間が１５時間以下であれば、炭化物が粗大になり難い。熱処理によって、加工材に導入された歪みを除去して、伸びを向上する効果も期待できる。

【0122】

熱処理は、時効処理に加えて、溶体化処理を含んでもよい。溶体化処理は、時効処理の前に行う。溶体化処理の条件は、例えば、熱処理温度が１２００℃であり、熱処理時間が３０分間であることが挙げられる。第二工程で熱間塑性加工を行った後、急冷を行う場合には、溶体化処理は省略できる。

【0123】

［鉄合金線の製造方法］
実施形態の鉄合金線２は、上述の鉄合金の製造方法によって製造することが挙げられる。この場合、第二工程の塑性加工は、伸線を含むとよい。又は、上述の鉄合金の製造方法の一例として、第三工程の後に、更に、伸線加工を行う第四工程を備えることが挙げられる。上記第四工程を備える製造方法は、線径が５ｍｍ以下である鉄合金線２を製造する場合に好適に利用できる。

【0124】

上述の鉄合金の製造方法の別例として、上述の第四工程で製造された伸線材の外周が金属部材で覆われた被覆中間材を製造する第五工程と、この被覆中間材に更に伸線加工を施す第六工程とを備えることが挙げられる。上記第五工程及び第六工程を備える製造方法は、被覆層２２を備える鉄合金線２の製造に好適に利用できる。被覆中間材は、例えば、以下のように製造することが挙げられる。伸線材の外周にメッキを施す。金属管に伸線材を挿入した後、伸線材及び金属管を締め付ける。コンフォーム押出によって伸線材の外周に金属材をクラッドする。

【0125】

第三工程以降の伸線加工における総減面率は、例えば３０％以上９９％以下が挙げられる。

【0126】

［鉄合金撚線の製造方法］
実施形態の鉄合金撚線３は、例えば、複数の鉄合金線２を撚り合わせることで製造することが挙げられる。

【0127】

［試験例１］
表１，表２に示す元素を含有する各試料の鋼線について、組織及び特性を表５，表６に示す。各試料の鋼線において、元素の含有量は、各種の成分分析法によって測定することができる。各試料の鋼線において、成分の残部はＦｅ及び不可避不純物である。各試料の鋼線における酸素の含有量は、０．００３質量％以下である。鋼線中の酸素の含有量は、例えば、不活性ガス融解−赤外線吸収法によって測定することが挙げられる。酸素の含有量の測定には、市販の装置が利用できる。

【0128】

【表1】

【0129】

【表2】

【0130】

試料Ｎｏ．２５及びＮｏ．２０１を除く各試料の鋼線は、連続鋳造を行う第一工程、熱間塑性加工及び冷間塑性加工を行う第二工程、熱処理を行う第三工程、冷間伸線加工を行う第四工程を経て製造される。表３，表４は、製造条件を示す。
試料Ｎｏ．２５及びＮｏ．２０１の鋼線の製造において、第一工程では連続鋳造ではなく、インゴット鋳造を利用する。試料Ｎｏ．２５及びＮｏ．２０１の鋼線の製造において、第二工程から第四工程は、その他の試料と同様に行う。

【0131】

【表3】

【0132】

【表4】

【0133】

表３，表４に示す冷却速度（℃／ｍｉｎ）は、連続鋳造工程又はインゴット鋳造工程において１４５０℃から１４００℃までの平均冷却速度である。ここでの連続鋳造法は、鋳型の上方から溶鋼を連続的に供給して、鋳型の下方から鋳造材を引き出す方法である。インゴット鋳造は、所定の形状及び大きさを有する鋳型に所定量の溶鋼を供給して、溶鋼を冷却することで鋳造材を製造する方法である。連続鋳造法、及びインゴット鋳造において、冷却速度は、冷却媒体の種類、冷却媒体の温度、鋳造材の引き出し速度等を調整することで変化させることが挙げられる。
試料Ｎｏ．２０１からＮｏ．２０３における上記冷却速度はいずれも、１５℃／ｍｉｎ以上である。

【0134】

第二工程は、断面積が２００，０００ｍｍ^２程度である連続鋳造材又はインゴット鋳造材に熱間塑性加工及び冷間塑性加工を施すことで、直径が８ｍｍであり、断面形状が円形である加工材を製造する。

【0135】

第三工程は、上記加工材に、表３，表４に示す熱処理条件において、表３，表４に示す温度（℃）で熱処理を施すことで、熱処理材を製造する。試料Ｎｏ．１０５，Ｎｏ．１０６以外の各試料における熱処理時間は、５時間である。試料Ｎｏ．１０５における熱処理時間は、２時間である。試料Ｎｏ．１０６における熱処理時間は、２０時間である。

【0136】

第四工程は、上記熱処理材に、表３，表４に示す評価線径（ｍｍ）を有する伸線材が得られるまで冷間伸線加工を施すことで、鋼線を製造する。以上の工程によって、各試料の鋼線が製造される。以下の試料以外の各試料における評価線径は、３．１ｍｍである。試料Ｎｏ．１における評価線径は、２．４ｍｍである。試料Ｎｏ．４における評価線径は、３．５ｍｍである。試料Ｎｏ．６，Ｎｏ．１１における評価線径は、３．８ｍｍである。試料Ｎｏ．１０７における評価線径は、６．８ｍｍである。

【0137】

（組織観察）
各試料の鋼線について、各鋼線の軸方向に平行な平面で切断した縦断面をとり、縦断面におけるＳＥＭの観察像を利用して、酸化物の最大径Ｄ及び個数密度を評価する。観察倍率は２００倍である。

【0138】

各試料の鋼線から３以上の縦断面をとる。各縦断面から、２ｍｍ×２０ｍｍの第一観察領域をとる。また、各第一観察領域から２ｍｍ×３ｍｍの第二観察領域をとる。上述のように、第一観察領域中に含まれる各酸化物の直径を求める。直径が１μｍ以上である酸化物を用いて、各第一観察領域における酸化物の最大径Ｄを求める。各試料の鋼線において、３以上の第一観察領域から求めた３以上の最大径Ｄの平均値を各試料の鋼線における酸化物の最大径Ｄとする。また、直径が１μｍ以上である酸化物を用いて、各第二観察領域における酸化物の個数密度を求める。各試料の鋼線において、３以上の第二観察領域から求めた３以上の個数密度の平均値を各試料の鋼線における酸化物の個数密度とする。

【0139】

（室温での機械的特性）
各試料の鋼線について、ＪＩＳ Ｚ ２２４１：２０１１に準拠して、室温で引張試験を行って、引張強さσ_ＲＴ、加工硬化指数、破断伸びを評価する。ここでの加工硬化指数は、各試料の鋼線から採った試験片の０．２％耐力を上記試験片の引張強さで除した値とする。

【0140】

（高温での機械的特性）
各試料の鋼線について、高温強度比を評価する。高温強度比は、室温での引張強さσ_ＲＴに対する３００℃での引張強さσ_３００の比σ_３００／σ_ＲＴである。３００℃での引張強さσ_３００は、３００℃で上述のように引張試験を行うことによって求める。

【0141】

（捻回特性）
各試料の鋼線について、市販の捻回試験機を用いて、室温で捻回試験を行って、捻回特性を評価する。各試料の鋼線から、表３，表４に示す評価線径の１００倍の長さ（１００Ｄ）を有する試験片を１０本とる。例えば、試料Ｎｏ.１では、各試験片は、２．４ｍｍ×１００＝２４０ｍｍの長さを有する線材である。各試験片の両端部のうち、一方の端部を固定し、他方の端部を捻回試験機に接続する。即ち、各試験片を片端固定する。片端固定された各試験片を捻回する。捻回は、捻回試験機によって、６０ｒｐｍの回転速度で行う。各試験片が破断するまでの回数を測定する。各試料において、１０本の試験片の回数を平均する。この平均値を各試料の平均回数とする。試料Ｎｏ.２４の鋼線及び試料Ｎｏ．２０１の鋼線については、回転速度を３０ｒｐｍとした場合についても、平均回数を評価する。

【0142】

（線膨張係数）
各試料の鋼線について、線膨張係数（ｐｐｍ／℃）を評価する。ここでは、各試料の鋼線から試験片をとり、各試験片について、３０℃での長さＬ_３０と、２３０℃での長さＬ_２３０とを測定する。（２３０℃での長さＬ_２３０−３０℃での長さＬ_３０）÷（２３０℃−３０℃）÷（３０℃での長さＬ_３０）を求める。求めた値を３０℃から２３０℃における平均線膨張係数とする。表５，表６に示す線膨張係数は、上記平均線膨張係数である。

【0143】

【表5】

【0144】

【表6】

【0145】

以下、上述の（組成）の項で説明した特定の組成を有する試料Ｎｏ．１からＮｏ．２５の鋼線を特定試料群の鋼線と呼ぶ。
表５，表６に示すように、特定試料群の鋼線は、高温強度に優れることがわかる。定量的には、特定試料群の鋼線の高温強度比は、０．８以上であり、試料Ｎｏ．２０１からＮｏ．２０３の鋼線の高温強度比より高い。特定試料群のうち、多くの試料の高温強度比は、０．８２以上である。このような結果が得られた理由の一つとして、特定試料群の鋼線では、酸化物の最大径Ｄが１５０μｍ未満と小さいことで、高温時に酸化物が割れの起点になり難かったことが考えられる。特定試料群のうち、多くの試料において酸化物の最大径Ｄが１４５μｍ以下である。これに対し、試料Ｎｏ．２０１からＮｏ．２０３の鋼線では、酸化物の最大径Ｄが１５０μｍ以上、ここでは１７０μｍ以上である。試料Ｎｏ．２０２，Ｎｏ．２０３の鋼線では、酸化物の最大径Ｄが２４０μｍ以上であり、より大きい。このように最大径Ｄが大きいことで、試料Ｎｏ．２０１の鋼線では、同じ組成である試料Ｎｏ．２４及びＮｏ．２５に比較して、高温強度が低下している。試料Ｎｏ．２０２の鋼線では、同じ組成である試料Ｎｏ．３に比較して、高温強度が大きく低下している。試料Ｎｏ．２０３の鋼線では、同じ組成である試料Ｎｏ．２３に比較して、高温強度が大きく低下している。ここでは、試料Ｎｏ．２０２の鋼線の高温強度は、試料の中で最も低い。

【0146】

また、特定試料群の鋼線は、捻回特性にも優れることがわかる。定量的には特定試料群の鋼線では、捻回特性における平均回数が３０回以上であり、試料Ｎｏ．２０１，Ｎｏ．２０３の鋼線の上記平均回数より多い。例えば、同じ組成を有する試料Ｎｏ．２４及びＮｏ．２５の鋼線と試料Ｎｏ．２０１の鋼線とを比較されたい。また、同じ組成を有する試料Ｎｏ．２３の鋼線と試料Ｎｏ．２０３の鋼線とを比較されたい。更に、同じ組成を有する試料Ｎｏ．３の鋼線と試料Ｎｏ．２０２の鋼線とを比較すれば、試料Ｎｏ．３の鋼線では、捻回特性における平均回数が試料Ｎｏ．２０２より多い。

【0147】

以上のことから、特定試料群の鋼線は、高温強度及び捻回特性に優れるといえる。このような結果が得られた理由の一つとして、特定試料群の鋼線では、酸化物の最大径Ｄが１５０μｍ未満と小さいことで、高温時及び捻回時の双方において酸化物が割れの起点になり難かったことが考えられる。特定試料群の鋼線は、酸化物の個数密度が５００個以下、ここでは１５０個以下と少ないことで、酸化物によって割れが伝搬され難かったことからも、高温強度比及び上記平均回数が高くなり易いと考えられる。

【0148】

なお、回転速度が３０ｒｐｍである場合の捻回特性における平均回数は、試料Ｎｏ.２４の鋼線では１３５回であり、試料Ｎｏ．２０１の鋼線では６５回である。このことから、試料Ｎｏ.２４の鋼線は、試料Ｎｏ．２０１の鋼線に比較して、捻回時の回転速度が大きくなっても破断し難いといえる。例えば、特定試料群の鋼線を素線として撚線を製造する場合、撚り合わせ時の回転速度を速くすることができる。この点から、特性試料群の鋼線は、撚線の量産に寄与すると期待される。

【0149】

酸化物の最大径Ｄに関して、表３，表４に示すように、鋳造工程において上述の特定の温度域での冷却速度が遅いほど、酸化物の最大径Ｄが小さい傾向にあることがわかる。ここでは、上記冷却速度が１５℃／ｍｉｎ未満、特に１０℃／ｍｉｎ以下であれば、酸化物の最大径Ｄが１５０μｍ未満になるといえる。上記冷却速度が２０℃／ｍｉｎである試料Ｎｏ．２０２，Ｎｏ．２０３の鋼線における酸化物の最大径Ｄは、２４０μｍ以上であり、非常に大きい。これらのことから、酸化物の最大径Ｄを小さくするためには、鋳造工程において上記特定の温度域での冷却速度は１０℃／ｍｉｎ以下が好ましいといえる。

【0150】

更に、特定試料群について以下のことがわかる。
（１）室温での引張強さσ_ＲＴが１２５０ＭＰａ以上である。多くの試料の引張強さσ_ＲＴが１３００ＭＰａ以上である。引張強さσ_ＲＴが１３５０ＭＰａ以上、更には１４００ＭＰａ以上である試料も複数ある。このように室温での強度が高いことからも、特定試料群は、高温になっても高い引張強さを有し易いと考えられる。

【0151】

（２）室温での破断伸びが０．８％以上である。多くの試料の破断伸びが１．０％以上である。このように室温での伸びが高いことからも、特定試料群は、捻回特性に優れると考えられる。

【0152】

（３）室温での加工硬化指数が０．７以上、ここでは０．８５以上である。多くの試料の加工硬化指数が０．９以上である。このように加工硬化指数が高いことから、特定試料群は、耐衝撃性に優れる。

【0153】

（４）３０℃から２３０℃における平均線膨張係数が４ｐｐｍ／℃以下である。このように室温から２００℃以上といった高温までの範囲において線膨張係数が小さいことで、特定試料群は、高温でも熱膨張量が少ない。

【0154】

その他、この試験から以下のことがわかる。
試料Ｎｏ．１０２，試料Ｎｏ．１０３の鋼線は、上述の特定の組成を有していない。
Ｃ及び第二群の元素を多く含む試料Ｎｏ．１０２の鋼線は、特定試料群の鋼線に比較して、伸びが低く、捻回特性に劣る上に、平均線膨張係数が大きい。
Ｃが少ない試料Ｎｏ．１０３の鋼線は、強度が低い。

【0155】

試料Ｎｏ．１０１の鋼線は、特定試料群の鋼線に比較して、伸びが低く、捻回特性に劣る上に、平均線膨張係数が大きい。この理由の一つとして、試料Ｎｏ．１０１の鋼線では、比Ｖ／Ｃが２未満と小さいことで、Ｖを含む炭化物の析出が不十分であることが考えられる。また、試料Ｎｏ．１０１の鋼線は、比較的組成が近い試料Ｎｏ．１６に比較して、強度も低い。

【0156】

試料Ｎｏ．１０４の鋼線は、特定試料群の鋼線に比較して、平均線膨張係数が大きい。この理由の一つとして、試料Ｎｏ．１０４の鋼線では、比Ｖ／Ｃが１０超と大きいこと、及び比（（Ｖ＋Ｃｒ）／Ｃ）が１５超と大きいことが考えられる。

【0157】

試料Ｎｏ．１０５，Ｎｏ．１０６の鋼線は、特定試料群の鋼線に比較して、伸びが低く、捻回特性に劣る。例えば、試料Ｎｏ．１０５，Ｎｏ．１０６の鋼線では、同じ組成である試料Ｎｏ．２４と比較して、捻回特性が大きく低下している。この理由の一つとして、試料Ｎｏ．１０５の鋼線では、熱処理工程において、熱処理温度が低いこと及び熱処理時間が短いことで、炭化物が十分に析出していないことが考えられる。試料Ｎｏ．１０６の鋼線では、熱処理工程において、熱処理時間が長いことで、炭化物が粗大になったことが考えられる。

【0158】

試料Ｎｏ．１０７の鋼線は、特定試料群の鋼線に比較して、強度に劣る。この理由の一つとして、試料Ｎｏ．１０７の鋼線では、冷間伸線工程において、総減面率が小さいことで、加工硬化による強化効果が不足していることが考えられる。

【0159】

以上の説明から、上述の特定の組成を備える鉄合金であって、酸化物の最大径Ｄが１５０μｍ未満である鉄合金は、高温強度に優れることが示された。また、この鉄合金は、捻回特性にも優れることが示された。更に、この鉄合金は、室温での強度、伸びにも優れる上に、３０℃から２３０℃の範囲において線膨張係数が小さいことが示された。加えて、このような鉄合金は、鋳造工程において上述の特定の温度域における冷却速度を上述の特定の範囲に調整することで製造できることが示された。また、酸素の含有量が特定の範囲に制御されていても、上記冷却速度等の製造条件の相違によって、酸化物の最大径Ｄが異なることが示された。

【0160】

本発明は、これらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及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。例えば、試験例１に示す鉄合金の組成、製造条件を変更することができる。

【符号の説明】

【0161】

１ 鉄合金、１０ 母相、１２ 酸化物
２ 鉄合金線、２０ 線材、２２ 被覆層
３ 鉄合金撚線、３０ 素線
５ 架空送電線、５０ 芯線部、５２ 電線部、５５ 素線
６ 鋳型、１００ 溶鋼、１１０ 鋳造材

【要約】

【課題】高温強度に優れる鉄合金、鉄合金線、及び鉄合金撚線を提供する。
【解決手段】質量％で、Ｃを０．１％以上０．４％以下、Ｓｉを０．２％以上２．０％以下、Ｍｎを０．０５％以上２．０％以下、Ｎｉを２５％以上４２％以下、Ｃｒを０．１％以上３．０％以下、Ｖを０．２％以上３．０％以下、Ｃａ，Ｔｉ，Ａｌ，及びＭｇからなる群より選択される１種以上の元素を合計で０％以上０．１％以下、Ｚｒ，Ｈｆ，Ｍｏ，Ｃｕ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｗ，及びＢからなる群より選択される１種以上の元素を合計で０％以上０．１％以下、Ｃｏを０％以上５％以下含み、残部がＦｅ及び不可避不純物からなる組成と、酸化物が母相に分散された組織とを備え、断面において、２ｍｍ×２０ｍｍの領域に含まれる前記酸化物の最大径が１５０μｍ未満である、鉄合金。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】