JP7678375B1 - ステンレス鋼材 - Google Patents

Abstract

【課題】１１０ｋｓｉ以上の高強度と、優れた耐ＳＳＣ性と、極低温環境における優れた低温靭性とを有するステンレス鋼材を提供する。
【解決手段】本開示によるステンレス鋼材は、明細書に記載の化学組成を有し、降伏強度が７５８ＭＰａ以上であり、ミクロ組織が、体積率で０～２０％のフェライト、０～１５％の残留オーステナイト、及び、残部がマルテンサイトからなり、元素の含有量と、降伏強度とが、式（１）を満たし、元素の含有量が式（２）を満たす。
０．１５≦（Ｓｎ＋Ａｓ＋Ｓｂ）／｛（Ｃｕ＋Ｎｉ）／ＹＳ｝≦１．００ （１）
（Ｎｉ＋２Ｃｏ）／Ｓｎ≧９００ （２）
ここで、式（１）及び（２）中の元素記号には、対応する元素の含有量が単位：質量％で代入される。対応する元素が含有されていない場合、その元素記号には「０」が代入される。また、式（１）中のＹＳには、降伏強度が単位：ＭＰａで代入される。
【選択図】なし

Description

本開示はステンレス鋼材に関する。

油井やガス井（以下、油井及びガス井を総称して「油井」という）の中には、腐食性物質を多く含有する環境がある。腐食性物質はたとえば、硫化水素（Ｈ_２Ｓ）ガス及び炭酸（ＣＯ_２）ガス等の腐食性ガスである。ここで、本明細書において、硫化水素及び炭酸ガスを含有する環境を「サワー環境」という。サワー環境で使用される油井用鋼材は、耐硫化物応力割れ性（耐Ｓｕｌｆｉｄｅ Ｓｔｒｅｓｓ Ｃｒａｃｋｉｎｇ性：以下、耐ＳＳＣ性という）が要求される。

近年、油井の深井戸化により、油井用鋼材の高強度化が要求されている。具体的には、８０ｋｓｉ級（降伏強度が８０～９５ｋｓｉ未満、つまり、５５２～６５５ＭＰａ未満）や、９５ｋｓｉ級（降伏強度が９５～１１０ｋｓｉ未満、つまり、６５５～７５８ＭＰａ未満）の油井用鋼材が広く利用されてきている。最近ではさらに、１１０ｋｓｉ以上（降伏強度が７５８ＭＰａ以上）の油井用鋼材が求められ始めている。つまり、近年、１１０ｋｓｉ以上の高強度と優れた耐ＳＳＣ性とを両立する油井用鋼材が求められてきている。

これまでに、高強度と優れた耐ＳＳＣ性とを有するステンレス鋼材が、特開２００５－３３６５９９号公報（特許文献１）、及び、特開２０１５－１１０８２２号公報（特許文献２）に提案されている。

特許文献１に開示されるステンレス鋼材は、ラインパイプ用高強度ステンレス鋼管であって、質量％で、Ｃ：０．００１～０．０１５％、Ｓｉ：０．０１～０．５％、Ｍｎ：０．１～１．８％、Ｐ：０．０３％以下、Ｓ：０．００５％以下、Ｃｒ：１５～１８％、Ｎｉ：０．５～５．５％未満、Ｍｏ：０．５～３．５％、Ｖ：０．０２～０．２％、Ｎ：０．００１～０．０１５％、Ｏ：０．００６％以下、及び、残部がＦｅ及び不純物であって、式（Ｃｒ＋０．６５Ｎｉ＋０．６Ｍｏ＋０．５５Ｃｕ－２０Ｃ≧１８．５）、式（Ｃｒ＋Ｍｏ＋０．３Ｓｉ－４３．５Ｃ－０．４Ｍｎ－Ｎｉ－０．３Ｃｕ－９Ｎ≧１１．５）、及び、式（Ｃ＋Ｎ≦０．０２５）を満たす。このステンレス鋼材は、降伏強度が４１３ＭＰａ以上の高強度と、優れた耐硫化物応力腐食割れ性を有する、と特許文献１には開示されている。

特許文献２に開示されるステンレス鋼材は、油井用高強度ステンレス継目無鋼管であって、質量％で、Ｃ：０．０５％以下、Ｓｉ：０．５％以下、Ｍｎ：０．１５～１．０％、Ｐ：０．０３０％以下、Ｓ：０．００５％以下、Ｃｒ：１５．５～１７．５％、Ｎｉ：３．０～６．０％、Ｍｏ：１．５～５．０％、Ｃｕ：４．０％以下、Ｗ：０．１～２．５％、Ｎ：０．１５％以下、及び、残部がＦｅ及び不純物であって、式（－５．９×（７．８２＋２７Ｃ－０．９１Ｓｉ＋０．２１Ｍｎ－０．９Ｃｒ＋Ｎｉ－１．１Ｍｏ＋０．２Ｃｕ＋１１Ｎ）≧１３．０）、式（Ｃｕ＋Ｍｏ＋０．５Ｗ≧５．８）、及び、式（Ｃｕ＋Ｍｏ＋Ｗ＋Ｃｒ＋２Ｎｉ≦３４．５）を満たす。このステンレス鋼材は、降伏強度が７５８ＭＰａ以上の高強度と、優れた耐硫化物応力腐食割れ性を有する、と特許文献２には開示されている。

特開２００５－３３６５９９号公報 特開２０１５－１１０８２２号公報

ところで、近年、地上での二酸化炭素（ＣＯ_２）の濃度上昇が世界的に問題となっている。そのため、ＣＯ_２の排出を抑制する取り組みが進められてきている。このようなＣＯ_２の排出を抑制する取り組みの中で、特に、ＣＣＵＳが注目されてきている。ＣＣＵＳは、Ｃａｒｂｏｎ ｄｉｏｘｉｄｅ Ｃａｐｔｕｒｅ，Ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｓｔｏｒａｇｅの略称である。すなわち、ＣＣＵＳは、ＣＯ_２の回収、利用、及び、貯留の３つの技術を含む。このうち、ＣＯ_２を貯留する技術として、発電所や工場等の産業施設から排出されたＣＯ_２を回収し、枯渇油井にＣＯ_２を圧入して貯留する技術が注目されてきている。

ここで、ＣＯ_２の貯留時には、鋼材に極低温環境での靭性が求められる場合がある。具体的に、貯留するＣＯ_２ガスの圧力変化が起こると、Ｊｏｕｌｅ－Ｔｈｏｍｓｏｎ効果によって、貯留される気体の温度が低下する場合がある。この場合、鋼材には、通常の温度をはるかに下回る、－８０℃という極低温環境での靭性が要求される場合がある。すなわち、油井管用途に加えて、ＣＣＵＳ用途への適用が想定されたステンレス鋼材には、高強度と優れた耐ＳＳＣ性とだけでなく、－８０℃以下という極低温環境における低温靱性も求められる。

上記特許文献１及び２は、鋼材の降伏強度を高め、耐ＳＳＣ性を高める技術を提案する。しかしながら、上記特許文献１及び２に提案される技術以外の他の技術によって、降伏強度を高めつつ、優れた耐ＳＳＣ性を有するステンレス鋼材が得られてもよい。また、特許文献１及び２では、－８０℃以下という極低温環境における低温靱性に関する検討がされていない。

本開示の目的は、１１０ｋｓｉ以上の高強度と、優れた耐ＳＳＣ性と、極低温環境における優れた低温靭性とを有するステンレス鋼材を提供することである。

本開示によるステンレス鋼材は、
質量％で、
Ｃ：０．０５０％以下、
Ｓｉ：１．００％以下、
Ｍｎ：１．００％以下、
Ｐ：０．０５０％以下、
Ｓ：０．００５０％以下、
Ｃｒ：１３．５０～１６．５０％未満、
Ｍｏ：０．５０～５．００％、
Ｎｉ：１．００～７．００％、
Ｃｕ：０．０１～３．００％、
Ｃｏ：０．１０～１．５０％、
Ｓｎ：０．０００５～０．０１００％、
ｓｏｌ．Ａｌ：０．００５～０．０５０％、
Ｎ：０．１５０％以下、
Ｏ：０．００５０％以下、
Ｗ：０～１．６０％、
Ａｓ：０～０．０１００％、
Ｓｂ：０～０．０１００％、
Ｃａ：０～０．００５０％、
Ｍｇ：０～０．００５０％、
Ｂ：０～０．００５０％、
希土類元素：０～０．１００％
Ｖ：０～０．５０％、
Ｔｉ：０～０．３００％、
Ｎｂ：０～０．３００％、
Ｚｒ：０～０．２００％、
Ｚｎ：０～０．０１００％、
Ｐｂ：０～０．０１００％、及び、
残部：Ｆｅ及び不純物からなり、
降伏強度が、７５８ＭＰａ以上であり、
ミクロ組織が、体積率で０～２０％のフェライト、０～１５％の残留オーステナイト、及び、残部がマルテンサイトからなり、
前記元素の含有量と、前記降伏強度とが、式（１）を満たし、
前記元素の含有量が式（２）を満たす。
０．１５≦（Ｓｎ＋Ａｓ＋Ｓｂ）／｛（Ｃｕ＋Ｎｉ）／ＹＳ｝≦１．００ （１）
（Ｎｉ＋２Ｃｏ）／Ｓｎ≧９００ （２）
ここで、式（１）及び（２）中の元素記号には、対応する元素の含有量が単位：質量％で代入される。対応する元素が含有されていない場合、その元素記号には「０」が代入される。また、式（１）中のＹＳには、降伏強度が単位：ＭＰａで代入される。

本開示によるステンレス鋼材は、１１０ｋｓｉ以上の高強度と、優れた耐ＳＳＣ性と、極低温環境における優れた低温靭性とを有する。

まず本発明者らは、１１０ｋｓｉ以上の高強度と、優れた耐ＳＳＣ性と、極低温環境における優れた低温靭性とを有するステンレス鋼材について、化学組成の観点から検討した。具体的に、これまで着目されてこなかったスズ（Ｓｎ）、ヒ素（Ａｓ）及びアンチモン（Ｓｂ）が、耐ＳＳＣ性を高める可能性があることを、本発明者らは見出した。本発明者らのさらなる詳細な検討の結果、特にＳｎが耐ＳＳＣ性を顕著に高め、Ａｓ及びＳｂは、Ｓｎが耐ＳＳＣ性を高める効果を補助する可能性があることが明らかになった。

そこで本発明者らは、ステンレス鋼材の耐ＳＳＣ性を十分に高められるＳｎ、Ａｓ及びＳｂ含有量について、詳細に検討した。その結果、本発明者らは、質量％で、Ｃ：０．０５０％以下、Ｓｉ：１．００％以下、Ｍｎ：１．００％以下、Ｐ：０．０５０％以下、Ｓ：０．００５０％以下、Ｃｒ：１３．５０～１６．５０％未満、Ｍｏ：０．５０～５．００％、Ｎｉ：１．００～７．００％、Ｃｕ：０．０１～３．００％、Ｃｏ：０．１０～１．５０％、Ｓｎ：０．０００５～０．０１００％、ｓｏｌ．Ａｌ：０．００５～０．０５０％、Ｎ：０．１５０％以下、Ｏ：０．００５０％以下、Ｗ：０～１．６０％、Ａｓ：０～０．０１００％、Ｓｂ：０～０．０１００％、Ｃａ：０～０．００５０％、Ｍｇ：０～０．００５０％、Ｂ：０～０．００５０％、希土類元素：０～０．１００％、Ｖ：０～０．５０％、Ｔｉ：０～０．３００％、Ｎｂ：０～０．３００％、Ｚｒ：０～０．２００％、Ｚｎ：０～０．０１００％、Ｐｂ：０～０．０１００％、及び、残部：Ｆｅ及び不純物からなるステンレス鋼材であれば、１１０ｋｓｉ以上の高強度と、優れた耐ＳＳＣ性と、極低温環境における優れた低温靭性とを有する可能性があると考えた。

ここで、上述の化学組成を有するステンレス鋼材のミクロ組織は、フェライトと、残留オーステナイトと、残部がマルテンサイトとからなる。本発明者らは、上述の化学組成を有するステンレス鋼材では、体積率で０～２０％のフェライト、０～１５％の残留オーステナイト、及び、残部がマルテンサイトからなるミクロ組織であれば、１１０ｋｓｉ以上の高強度と、優れた耐ＳＳＣ性と、極低温環境における優れた低温靭性とを、安定して高められることを知見した。すなわち、本実施形態によるステンレス鋼材では、ミクロ組織が、体積率で０～２０％のフェライト、０～１５％の残留オーステナイト、及び、残部がマルテンサイトからなる。なお、本明細書において「フェライト、残留オーステナイト、及び、マルテンサイトからなる」とは、フェライト、残留オーステナイト、及び、マルテンサイト以外の相が、無視できるほど少ないことを意味する。

本発明者らはさらに、上述の化学組成及びミクロ組織を有し、降伏強度が７５８ＭＰａ以上のステンレス鋼材について、降伏強度を維持しつつ耐ＳＳＣ性を高める手法を詳細に検討した。本発明者らによる詳細な検討の結果、上述の化学組成及びミクロ組織を有し、降伏強度が７５８ＭＰａ以上のステンレス鋼材では、元素の含有量と降伏強度とが式（１）を満たせば、鋼材の耐ＳＳＣ性を顕著に高められることが明らかになった。
０．１５≦（Ｓｎ＋Ａｓ＋Ｓｂ）／｛（Ｃｕ＋Ｎｉ）／ＹＳ｝≦１．００ （１）
ここで、式（１）中の元素記号には、対応する元素の含有量が単位：質量％で代入される。対応する元素が含有されていない場合、その元素記号には「０」が代入される。また、式（１）中のＹＳには、降伏強度が単位：ＭＰａで代入される。

Ｆｎ１＝（Ｓｎ＋Ａｓ＋Ｓｂ）／｛（Ｃｕ＋Ｎｉ）／ＹＳ｝と定義する。上述のとおり、Ａｓ及びＳｂは、Ｓｎが鋼材の耐ＳＳＣ性を高める効果を補助する。さらに、Ｓｎ、Ａｓ及びＳｂ含有量のＣｕ及びＮｉ含有量に対する比を、ある程度の範囲内にすることで、鋼材の耐ＳＳＣ性が顕著に高まる。一方、鋼材の降伏強度が高いほど、鋼材の耐ＳＳＣ性は低下しやすい。そこで、Ｆｎ１の分母をＣｕ及びＮｉ含有量の降伏強度に対する比とする。このように、降伏強度に応じて調整された、Ｓｎ、Ａｓ及びＳｂ含有量のＣｕ及びＮｉ含有量に対する比をＦｎ１と定義する。すなわち、Ｆｎ１は、降伏強度に応じて調整された、Ｓｎ、Ａｓ及びＳｂと、Ｃｕ及びＮｉとの相乗効果により、耐ＳＳＣ性を高める指標である。

以上の知見に基づく本発明者らの詳細な検討の結果、上述の化学組成及びミクロ組織を有するステンレス鋼材では、Ｆｎ１が０．１５～１．００であれば、７５８ＭＰａ以上の降伏強度と、優れた耐ＳＳＣ性とを両立できることが明らかになった。つまり、本実施形態によるステンレス鋼材は、上述の化学組成と、７５８ＭＰａ以上の降伏強度を有することを前提として、元素の含有量と降伏強度とが式（１）を満たす。その結果、本実施形態によるステンレス鋼材は、高強度と優れた耐ＳＳＣ性とを両立できる。

一方、上述の化学組成とミクロ組織と７５８ＭＰａ以上の降伏強度とを有し、Ｆｎ１が０．１５～１．００を満たすステンレス鋼材では、極低温環境における低温靭性が十分に得られない場合があった。そこで本発明者らは、降伏強度と耐ＳＳＣ性とを維持したまま、極低温環境における低温靭性を高める手法を検討した。その結果、上述の化学組成とミクロ組織と７５８ＭＰａ以上の降伏強度とを有し、Ｆｎ１が０．１５～１．００を満たすステンレス鋼材では、元素の含有量が式（２）を満たせば、強度と耐ＳＳＣ性とを維持したまま、極低温環境における低温靭性を高められることを見出した。
（Ｎｉ＋２Ｃｏ）／Ｓｎ≧９００ （２）
ここで、式（２）中の元素記号には、対応する元素の含有量が単位：質量％で代入される。

Ｆｎ２＝（Ｎｉ＋２Ｃｏ）／Ｓｎと定義する。Ｆｎ２は極低温環境における低温靭性の指標である。上述のとおり、Ｓｎは鋼材の耐ＳＳＣ性を顕著に高める効果を有する。一方、本発明者らによる検討の結果、Ｓｎは鋼材の低温靭性を低下させる可能性があることが明らかになった。特に、－８０℃という極低温環境では、Ｓｎが低温靭性に与える影響が顕在化しやすい。そこで、極低温環境における鋼材の低温靭性を高める効果を有するＮｉ及びＣｏを、Ｓｎ含有量に応じて調整する。その結果、ステンレス鋼材の強度と耐ＳＳＣ性とを維持したまま、極低温環境における低温靭性を高められる可能性がある。

具体的に、本実施形態によるステンレス鋼材では、上述の化学組成とミクロ組織と７５８ＭＰａ以上の降伏強度とを有し、Ｆｎ１が０．１５～１．００を満たし、さらに、Ｆｎ２を９００以上とする。その結果、本実施形態によるステンレス鋼材は、７５８ＭＰａ以上の降伏強度（１１０ｋｓｉ以上の高強度）と、優れた耐ＳＳＣ性と、極低温環境における優れた低温靭性と有する。

以上の知見に基づいて完成した本実施形態によるステンレス鋼材の要旨は、次のとおりである。

［１］
ステンレス鋼材であって、
質量％で、
Ｃ：０．０５０％以下、
Ｓｉ：１．００％以下、
Ｍｎ：１．００％以下、
Ｐ：０．０５０％以下、
Ｓ：０．００５０％以下、
Ｃｒ：１３．５０～１６．５０％未満、
Ｍｏ：０．５０～５．００％、
Ｎｉ：１．００～７．００％、
Ｃｕ：０．０１～３．００％、
Ｃｏ：０．１０～１．５０％、
Ｓｎ：０．０００５～０．０１００％、
ｓｏｌ．Ａｌ：０．００５～０．０５０％、
Ｎ：０．１５０％以下、
Ｏ：０．００５０％以下、
Ｗ：０～１．６０％、
Ａｓ：０～０．０１００％、
Ｓｂ：０～０．０１００％、
Ｃａ：０～０．００５０％、
Ｍｇ：０～０．００５０％、
Ｂ：０～０．００５０％、
希土類元素：０～０．１００％
Ｖ：０～０．５０％、
Ｔｉ：０～０．３００％、
Ｎｂ：０～０．３００％、
Ｚｒ：０～０．２００％、
Ｚｎ：０～０．０１００％、
Ｐｂ：０～０．０１００％、及び、
残部：Ｆｅ及び不純物からなり、
降伏強度が、７５８ＭＰａ以上であり、
ミクロ組織が、体積率で０～２０％のフェライト、０～１５％の残留オーステナイト、及び、残部がマルテンサイトからなり、
前記元素の含有量と、前記降伏強度とが、式（１）を満たし、
前記元素の含有量が式（２）を満たす、
ステンレス鋼材。
０．１５≦（Ｓｎ＋Ａｓ＋Ｓｂ）／｛（Ｃｕ＋Ｎｉ）／ＹＳ｝≦１．００ （１）
（Ｎｉ＋２Ｃｏ）／Ｓｎ≧９００ （２）
ここで、式（１）及び（２）中の元素記号には、対応する元素の含有量が単位：質量％で代入される。対応する元素が含有されていない場合、その元素記号には「０」が代入される。また、式（１）中のＹＳには、降伏強度が単位：ＭＰａで代入される。

［２］
［１］に記載のステンレス鋼材であって、
Ｗ：０．０１～１．６０％、
Ａｓ：０．０００１～０．０１００％、
Ｓｂ：０．０００１～０．０１００％、
Ｃａ：０．０００１～０．００５０％、
Ｍｇ：０．０００１～０．００５０％、
Ｂ：０．０００１～０．００５０％、
希土類元素：０．００１～０．１００％
Ｖ：０．０１～０．５０％、
Ｔｉ：０．００１～０．３００％、
Ｎｂ：０．００１～０．３００％、
Ｚｒ：０．００１～０．２００％、
Ｚｎ：０．０００１～０．０１００％、及び、
Ｐｂ：０．０００１～０．０１００％、からなる群から選択される１元素以上を含有する、
ステンレス鋼材。

なお、本実施形態によるステンレス鋼材の形状は特に限定されない。本実施形態によるステンレス鋼材は、鋼管であってもよく、丸鋼（中実材）であってもよく、鋼板であってもよい。なお、丸鋼とは、軸方向に垂直な断面が円形状の棒鋼を意味する。また、鋼管は継目無鋼管であってもよく、溶接鋼管であってもよい。

以下、本実施形態によるステンレス鋼材について詳述する。なお、以下の説明では、ステンレス鋼材を、単に「鋼材」ともいう。

［化学組成］
本実施形態によるステンレス鋼材の化学組成は、次の元素を含有する。元素に関する「％」は、特に断りがない限り、質量％を意味する。

Ｃ：０．０５０％以下
炭素（Ｃ）は不可避に含有される。つまり、Ｃ含有量の下限は０％超である。Ｃは炭化物を形成して、腐食感受性を高める。そのため、Ｃ含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材の耐ＳＳＣ性が低下する。Ｃ含有量が高すぎればさらに、鋼材の低温靭性が低下する場合がある。したがって、Ｃ含有量は０．０５０％以下である。Ｃ含有量の好ましい上限は０．０４９％であり、さらに好ましくは０．０４７％であり、さらに好ましくは０．０４５％である。Ｃ含有量はなるべく低い方が好ましい。しかしながら、Ｃ含有量の極端な低減は、製造コストを高める。したがって、工業生産を考慮すれば、Ｃ含有量の好ましい下限は０．００１％であり、さらに好ましくは０．００３％であり、さらに好ましくは０．００５％である。

Ｓｉ：１．００％以下
ケイ素（Ｓｉ）は不可避に含有される。つまり、Ｓｉ含有量の下限は０％超である。Ｓｉは、鋼を脱酸する。一方、Ｓｉ含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材の熱間加工性が低下する。したがって、Ｓｉ含有量は１．００％以下である。上記効果を有効に得るためのＳｉ含有量の好ましい下限は０．０１％であり、さらに好ましくは０．０５％であり、さらに好ましくは０．１０％であり、さらに好ましくは０．１５％である。Ｓｉ含有量の好ましい上限は０．８０％であり、さらに好ましくは０．６０％であり、さらに好ましくは０．５０％であり、さらに好ましくは０．４５％である。

Ｍｎ：１．００％以下
マンガン（Ｍｎ）は不可避に含有される。つまり、Ｍｎ含有量の下限は０％超である。Ｍｎは、鋼材の焼入れ性を高めて、鋼材の強度を高める。一方、ＭｎはＰ及びＳ等の不純物元素と共に粒界に偏析する場合がある。そのため、Ｍｎ含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材の耐ＳＳＣ性及び低温靭性が低下する。したがって、Ｍｎ含有量は１．００％以下である。上記効果を有効に得るためのＭｎ含有量の好ましい下限は０．０１％であり、さらに好ましくは０．０３％であり、さらに好ましくは０．０５％であり、さらに好ましくは０．１０％であり、さらに好ましくは０．１５％である。Ｍｎ含有量の好ましい上限は０．８０％であり、さらに好ましくは０．６０％であり、さらに好ましくは０．５０％であり、さらに好ましくは０．４５％である。

Ｐ：０．０５０％以下
燐（Ｐ）は、不可避に含有される不純物である。つまり、Ｐ含有量の下限は０％超である。Ｐは、結晶粒界に偏析して、ＳＳＣを発生しやすくする。そのため、Ｐ含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材の耐ＳＳＣ性が顕著に低下する。したがって、Ｐ含有量は０．０５０％以下である。Ｐ含有量の好ましい上限は０．０４０％であり、さらに好ましくは０．０３０％であり、さらに好ましくは０．０２５％である。Ｐ含有量はなるべく低い方が好ましい。しかしながら、Ｐ含有量の極端な低減は、製造コストを高める。したがって、工業生産を考慮すれば、Ｐ含有量の好ましい下限は０．００１％であり、さらに好ましくは０．００２％であり、さらに好ましくは０．００３％である。

Ｓ：０．００５０％以下
硫黄（Ｓ）は、不可避に含有される不純物である。つまり、Ｓ含有量の下限は０％超である。Ｓは、Ｐと同様に結晶粒界に偏析し、ＳＳＣを発生しやすくする。そのため、Ｓ含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材の耐ＳＳＣ性が顕著に低下する。したがって、Ｓ含有量は０．００５０％以下である。Ｓ含有量の好ましい上限は０．００４０％であり、さらに好ましくは０．００３０％であり、さらに好ましくは０．００２５％であり、さらに好ましくは０．００２０％である。Ｓ含有量はなるべく低い方が好ましい。しかしながら、Ｓ含有量の極端な低減は、製造コストを高める。したがって、工業生産を考慮すれば、Ｓ含有量の好ましい下限は０．０００１％であり、さらに好ましくは０．０００２％であり、さらに好ましくは０．０００３％である。

Ｃｒ：１３．５０～１６．５０％未満
クロム（Ｃｒ）は、鋼材の表面に不働態皮膜を形成して、鋼材の耐ＳＳＣ性を高める。Ｃｒ含有量が低すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、上記効果が十分に得られない。一方、Ｃｒ含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材中に金属間化合物やＣｒ炭窒化物が生成しやすくなる。その結果、鋼材の耐ＳＳＣ性及び低温靭性が低下する。したがって、Ｃｒ含有量は１３．５０～１６．５０％未満である。Ｃｒ含有量の好ましい下限は１３．８０％であり、さらに好ましくは１４．００％超であり、さらに好ましくは１４．０５％であり、さらに好ましくは１４．１０％である。Ｃｒ含有量の好ましい上限は１６．４９％であり、さらに好ましくは１６．４５％であり、さらに好ましくは１６．４０％であり、さらに好ましくは１６．２５％である。

Ｍｏ：０．５０～５．００％
モリブデン（Ｍｏ）は、Ｍｏ硫化物を形成して、鋼材の耐ＳＳＣ性を高める。Ｍｏはさらに、鋼材中に固溶して、鋼材の強度を高める。Ｍｏ含有量が低すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、上記効果が十分に得られない。一方、Ｍｏ含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、オーステナイトが安定化しにくくなる。その結果、フェライトの体積率が高くなりすぎ、鋼材の耐ＳＳＣ性及び低温靭性が低下する場合がある。したがって、Ｍｏ含有量は０．５０～５．００％である。Ｍｏ含有量の好ましい下限は０．５５％であり、さらに好ましくは０．６０％であり、さらに好ましくは０．６５％である。Ｍｏ含有量の好ましい上限は４．９０％であり、さらに好ましくは４．８０％であり、さらに好ましくは４．７０％である。

Ｎｉ：１．００～７．００％
ニッケル（Ｎｉ）は、Ｓｎ、Ａｓ及びＳｂとの相乗効果により、鋼材の耐ＳＳＣ性を高める。Ｎｉはさらに、Ｓｎによって低下した鋼材の低温靭性を高める。Ｎｉ含有量が低すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、上記効果が十分に得られない。一方、Ｎｉ含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材中の水素拡散係数が低下して、鋼材の耐ＳＳＣ性が低下する場合がある。したがって、Ｎｉ含有量は１．００～７．００％である。Ｎｉ含有量の好ましい下限は１．０３％であり、さらに好ましくは１．０５％であり、さらに好ましくは１．１０％である。Ｎｉ含有量の好ましい上限は６．９５％であり、さらに好ましくは６．９０％である。

Ｃｕ：０．０１～３．００％
銅（Ｃｕ）は、Ｓｎ、Ａｓ及びＳｂとの相乗効果により、鋼材の耐ＳＳＣ性を高める。Ｃｕ含有量が低すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、上記効果が十分に得られない。一方、Ｃｕ含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材の低温靭性が低下する。したがって、Ｃｕ含有量は０．０１～３．００％である。Ｃｕ含有量の好ましい下限は０．０１％であり、さらに好ましくは０．０２％であり、さらに好ましくは０．０３％である。Ｃｕ含有量の好ましい上限は２．９５％であり、さらに好ましくは２．９０％であり、さらに好ましくは２．８５％である。

Ｃｏ：０．１０～１．５０％
コバルト（Ｃｏ）は、Ｓｎによって低下した鋼材の低温靭性を高める。Ｃｏ含有量が低すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、上記効果が十分に得られない。一方、Ｃｏ含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、かえって鋼材の低温靭性が低下する。したがって、Ｃｏ含有量は０．１０～１．５０％である。Ｃｏ含有量の好ましい下限は０．１２％であり、さらに好ましくは０．１５％である。Ｃｏ含有量の好ましい上限は１．４０％であり、さらに好ましくは１．３０％であり、さらに好ましくは１．２５％である。

Ｓｎ：０．０００５～０．０１００％
スズ（Ｓｎ）は、鋼材の耐ＳＳＣ性を高める。Ｓｎ含有量が低すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、上記効果が十分に得られない。一方、Ｓｎ含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材の低温靭性が低下する。したがって、Ｓｎ含有量は０．０００５～０．０１００％である。Ｓｎ含有量の好ましい下限は０．０００６％であり、さらに好ましくは０．０００８％であり、さらに好ましくは０．００１０％である。Ｓｎ含有量の好ましい上限は０．００９８％であり、さらに好ましくは０．００９５％であり、さらに好ましくは０．００９０％である。

ｓｏｌ．Ａｌ：０．００５～０．０５０％
アルミニウム（Ａｌ）は、鋼を脱酸する。Ａｌ含有量が低すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、上記効果が十分に得られない。一方、Ａｌ含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、粗大な酸化物が生成して、鋼材の耐ＳＳＣ性及び低温靭性が低下する。したがって、Ａｌ含有量は０．００５～０．０５０％である。Ａｌ含有量の好ましい下限は０．００７％であり、さらに好ましくは０．０１０％である。Ａｌ含有量の好ましい上限は０．０４８％であり、さらに好ましくは０．０４５％である。本明細書でいうＡｌ含有量は、ｓｏｌ．Ａｌ（酸可溶Ａｌ）の含有量を意味する。

Ｎ：０．１５０％以下
窒素（Ｎ）は不可避に含有される。つまり、Ｎ含有量の下限は０％超である。ＮはＴｉとＴｉ窒化物を形成し、結晶粒の粗大化を抑制する。その結果、鋼材の降伏強度を高める。一方、Ｎ含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、粗大な窒化物が生成して、鋼材の耐ＳＳＣ性及び低温靭性が低下する。したがって、Ｎ含有量は０．１５０％以下である。上記効果を有効に得るためのＮ含有量の好ましい下限は０．００１％であり、さらに好ましくは０．００３％であり、さらに好ましくは０．００５％である。Ｎ含有量の好ましい上限は０．１４８％であり、さらに好ましくは０．１４５％であり、さらに好ましくは０．１４０％である。

Ｏ：０．００５０％以下
酸素（Ｏ）は、不可避に含有される不純物である。つまり、Ｏ含有量の下限は０％超である。Ｏは、酸化物を形成して、鋼材の耐ＳＳＣ性及び低温靭性を低下させる。そのため、Ｏ含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材の耐ＳＳＣ性及び低温靭性が低下する。したがって、Ｏ含有量は０．００５０％以下である。Ｏ含有量の好ましい上限は０．００４８％であり、さらに好ましくは０．００４５％であり、さらに好ましくは０．００４０％である。Ｏ含有量はなるべく低い方が好ましい。しかしながら、Ｏ含有量の極端な低減は、製造コストを高める。したがって、工業生産を考慮すれば、Ｏ含有量の好ましい下限は０．０００１％であり、さらに好ましくは０．０００３％であり、さらに好ましくは０．０００５％である。

本実施形態によるステンレス鋼材の化学組成の残部は、Ｆｅ及び不純物からなる。ここで、化学組成における不純物とは、ステンレス鋼材を工業的に製造する際に、原料としての鉱石、スクラップ、又は製造環境などから混入されるものであって、本実施形態によるステンレス鋼材に悪影響を与えない範囲で許容されるものを意味する。

［任意元素］
本実施形態によるステンレス鋼材の化学組成はさらに、Ｆｅの一部に代えて、Ｗを含有してもよい。

Ｗ：０～１．６０％
タングステン（Ｗ）は任意元素であり、含有されなくてもよい。すなわち、Ｗ含有量は０％であってもよい。含有される場合、Ｗは鋼材の耐ＳＳＣ性を高める。Ｗが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。しかしながら、Ｗ含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、フェライトの体積率が高くなりすぎ、鋼材の耐ＳＳＣ性及び低温靭性が低下する場合がある。したがって、Ｗ含有量は０～１．６０％である。Ｗ含有量の好ましい下限は０％超であり、さらに好ましくは０．０１％であり、さらに好ましくは０．０２％であり、さらに好ましくは０．０３％である。Ｗ含有量の好ましい上限は１．５８％であり、さらに好ましくは１．５５％であり、さらに好ましくは１．５３％である。

本実施形態によるステンレス鋼材の化学組成はさらに、Ｆｅの一部に代えて、Ａｓ及びＳｂからなる群から選択される１元素以上を含有してもよい。これらの元素はいずれも、Ｓｎが鋼材の耐ＳＳＣ性を高める効果を補助する。

Ａｓ：０～０．０１００％
ヒ素（Ａｓ）は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Ａｓ含有量は０％であってもよい。含有される場合、Ａｓは、Ｓｎが鋼材の耐ＳＳＣ性を高める効果を補助する。Ａｓが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。一方、Ａｓ含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、Ａｓが粒界に偏析して、鋼材の耐ＳＳＣ性が低下する。したがって、Ａｓ含有量は０～０．０１００％である。Ａｓ含有量の好ましい下限は０％超であり、さらに好ましくは０．０００１％であり、さらに好ましくは０．０００３％であり、さらに好ましくは０．０００５％である。Ａｓ含有量の好ましい上限は０．００８０％であり、さらに好ましくは０．００６０％であり、さらに好ましくは０．００５０％である。

Ｓｂ：０～０．０１００％
アンチモン（Ｓｂ）は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Ｓｂ含有量は０％であってもよい。含有される場合、Ｓｂは、Ｓｎが鋼材の耐ＳＳＣ性を高める効果を補助する。Ｓｂが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。一方、Ｓｂ含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、Ｓｂが粒界に偏析して、鋼材の耐ＳＳＣ性が低下する。したがって、Ｓｂ含有量は０～０．０１００％である。Ｓｂ含有量の好ましい下限は０．０００１％であり、さらに好ましくは０．０００３％であり、さらに好ましくは０．０００５％である。Ｓｂ含有量の好ましい上限は０．００８０％であり、さらに好ましくは０．００６０％であり、さらに好ましくは０．００５０％である。

本実施形態によるステンレス鋼材の化学組成はさらに、Ｆｅの一部に代えて、Ｃａ、Ｍｇ、Ｂ、及び、希土類元素からなる群から選択される１元素以上を含有してもよい。これらの元素はいずれも任意元素であり、鋼材の熱間加工性を高める。

Ｃａ：０～０．００５０％
カルシウム（Ｃａ）は任意元素であり、含有されなくてもよい。すなわち、Ｃａ含有量は０％であってもよい。含有される場合、Ｃａは鋼材中のＳを硫化物として固定することで無害化し、鋼材の熱間加工性を高める。Ｃａが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。しかしながら、Ｃａ含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材中の酸化物が粗大化して、鋼材の耐ＳＳＣ性及び低温靭性が低下する。したがって、Ｃａ含有量は０～０．００５０％である。Ｃａ含有量の好ましい下限は０％超であり、さらに好ましくは０．０００１％であり、さらに好ましくは０．０００５％であり、さらに好ましくは０．０００８％であり、さらに好ましくは０．００１０％である。Ｃａ含有量の好ましい上限は０．００４８％であり、さらに好ましくは０．００４５％である。

Ｍｇ：０～０．００５０％
マグネシウム（Ｍｇ）は任意元素であり、含有されなくてもよい。すなわち、Ｍｇ含有量は０％であってもよい。含有される場合、Ｍｇは鋼材中のＳを硫化物として固定することで無害化し、鋼材の熱間加工性を高める。Ｍｇが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。しかしながら、Ｍｇ含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材中の酸化物が粗大化して、鋼材の耐ＳＳＣ性及び低温靭性が低下する。したがって、Ｍｇ含有量は０～０．００５０％である。Ｍｇ含有量の好ましい下限は０％超であり、さらに好ましくは０．０００１％であり、さらに好ましくは０．０００２％である。Ｍｇ含有量の好ましい上限は０．００４８％であり、さらに好ましくは０．００４５％である。

Ｂ：０～０．００５０％
ホウ素（Ｂ）は任意元素であり、含有されなくてもよい。すなわち、Ｂ含有量は０％であってもよい。含有される場合、Ｂは鋼材中のＳを硫化物として固定することで無害化し、鋼材の熱間加工性を高める。Ｂが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。しかしながら、Ｂ含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、ボロン窒化物（ＢＮ）が形成され、鋼材の低温靭性が低下する。したがって、Ｂ含有量は０～０．００５０％である。Ｂ含有量の好ましい下限は０％超であり、さらに好ましくは０．０００１％であり、さらに好ましくは０．０００３％である。Ｂ含有量の好ましい上限は０．００４０％であり、さらに好ましくは０．００３０％であり、さらに好ましくは０．００２５％である。

希土類元素：０～０．１００％
希土類元素（ＲＥＭ）は任意元素であり、含有されなくてもよい。すなわち、ＲＥＭ含有量は０％であってもよい。含有される場合、ＲＥＭは鋼材中のＳを硫化物として固定することで無害化し、鋼材の熱間加工性を高める。ＲＥＭが少しでも含有されれば上記効果がある程度得られる。しかしながら、ＲＥＭ含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材中の酸化物が粗大化して、鋼材の耐ＳＳＣ性及び低温靭性が低下する。したがって、ＲＥＭ含有量は０～０．１００％である。ＲＥＭ含有量の好ましい下限は０％超であり、さらに好ましくは０．００１％であり、さらに好ましくは０．００２％である。ＲＥＭ含有量の好ましい上限は０．０９５％であり、さらに好ましくは０．０９０％であり、さらに好ましくは０．０８５％である。

なお、本明細書におけるＲＥＭとは、原子番号２１番のスカンジウム（Ｓｃ）、原子番号３９番のイットリウム（Ｙ）、及び、ランタノイドである原子番号５７番のランタン（Ｌａ）～原子番号７１番のルテチウム（Ｌｕ）からなる群から選択される１元素以上を意味する。また、本明細書におけるＲＥＭ含有量とは、これらの元素の合計含有量を意味する。

本実施形態によるステンレス鋼材の化学組成はさらに、Ｆｅの一部に代えて、Ｖ、Ｔｉ、Ｎｂ、及び、Ｚｒからなる群から選択される１元素以上を含有してもよい。これらの元素はいずれも任意元素であり、鋼材の強度を高める。

Ｖ：０～０．５０％
バナジウム（Ｖ）は任意元素であり、含有されなくてもよい。すなわち、Ｖ含有量は０％であってもよい。含有される場合、Ｖは炭窒化物を形成し、鋼材の強度を高める。Ｖが少しでも含有されれば上記効果がある程度得られる。しかしながら、Ｖ含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材の強度が高くなりすぎ、鋼材の低温靭性が低下する。したがって、Ｖ含有量は０～０．５０％である。Ｖ含有量の好ましい下限は０％超であり、さらに好ましくは０．０１％であり、さらに好ましくは０．０３％であり、さらに好ましくは０．０５％である。Ｖ含有量の好ましい上限は０．４８％であり、さらに好ましくは０．４５％であり、さらに好ましくは０．４０％である。

Ｔｉ：０～０．３００％
チタン（Ｔｉ）は任意元素であり、含有されなくてもよい。すなわち、Ｔｉ含有量は０％であってもよい。含有される場合、Ｔｉは炭窒化物を形成し、鋼材の強度を高める。Ｔｉが少しでも含有されれば上記効果がある程度得られる。しかしながら、Ｔｉ含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材の強度が高くなりすぎ、鋼材の低温靭性が低下する。したがって、Ｔｉ含有量は０～０．３００％である。Ｔｉ含有量の好ましい下限は０％超であり、さらに好ましくは０．００１％であり、さらに好ましくは０．００２％であり、さらに好ましくは０．００３％である。Ｔｉ含有量の好ましい上限は０．２５０％であり、さらに好ましくは０．２００％であり、さらに好ましくは０．１５０％であり、さらに好ましくは０．１００％であり、さらに好ましくは０．０８０％である。

Ｎｂ：０～０．３００％
ニオブ（Ｎｂ）は任意元素であり、含有されなくてもよい。すなわち、Ｎｂ含有量は０％であってもよい。含有される場合、Ｎｂは炭窒化物を形成し、鋼材の強度を高める。Ｎｂが少しでも含有されれば上記効果がある程度得られる。しかしながら、Ｎｂ含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材の強度が高くなりすぎ、鋼材の低温靭性が低下する。したがって、Ｎｂ含有量は０～０．３００％である。Ｎｂ含有量の好ましい下限は０％超であり、さらに好ましくは０．００１％であり、さらに好ましくは０．００２％であり、さらに好ましくは０．００３％であり、さらに好ましくは０．００５％であり、さらに好ましくは０．０１０％である。Ｎｂ含有量の好ましい上限は０．２８０％であり、さらに好ましくは０．２４０％であり、さらに好ましくは０．２００％であり、さらに好ましくは０．１８０％である。

Ｚｒ：０～０．２００％
ジルコニウム（Ｚｒ）は任意元素であり、含有されなくてもよい。すなわち、Ｚｒ含有量は０％であってもよい。含有される場合、Ｚｒは炭窒化物を形成し、鋼材の強度を高める。Ｚｒが少しでも含有されれば上記効果がある程度得られる。しかしながら、Ｚｒ含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材の強度が高くなりすぎ、鋼材の低温靭性が低下する。したがって、Ｚｒ含有量は０～０．２００％である。Ｚｒ含有量の好ましい下限は０％超であり、さらに好ましくは０．００１％であり、さらに好ましくは０．００５％であり、さらに好ましくは０．０１０％であり、さらに好ましくは０．０１５％である。Ｚｒ含有量の好ましい上限は０．１８０％であり、さらに好ましくは０．１５０％であり、さらに好ましくは０．１００％であり、さらに好ましくは０．０５０％である。

本実施形態によるステンレス鋼材の化学組成はさらに、Ｆｅの一部に代えて、Ｚｎ及びＰｂからなる群から選択される１元素以上を含有してもよい。これらの元素はいずれも任意元素であり、鋼材の耐ＳＳＣ性を高める。

Ｚｎ：０～０．０１００％
亜鉛（Ｚｎ）は任意元素であり、含有されなくてもよい。すなわち、Ｚｎ含有量は０％であってもよい。含有される場合、Ｚｎは、鋼材の耐ＳＳＣ性を高める。Ｚｎが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。しかしながら、Ｚｎ含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材の耐ＳＳＣ性がかえって低下する場合がある。したがって、Ｚｎ含有量は０～０．０１００％である。Ｚｎ含有量の好ましい下限は０％超であり、さらに好ましくは０．０００１％であり、さらに好ましくは０．０００２％であり、さらに好ましくは０．０００３％である。Ｚｎ含有量の好ましい上限は０．００９０％であり、さらに好ましくは０．００８０％であり、さらに好ましくは０．００６０％であり、さらに好ましくは０．００５５％である。

Ｐｂ：０～０．０１００％
鉛（Ｐｂ）は任意元素であり、含有されなくてもよい。すなわち、Ｐｂ含有量は０％であってもよい。含有される場合、Ｐｂは、鋼材の耐ＳＳＣ性を高める。Ｐｂが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。しかしながら、Ｐｂ含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材の熱間加工性が低下する。したがって、Ｐｂ含有量は０～０．０１００％である。Ｐｂ含有量の好ましい下限は０％超であり、さらに好ましくは０．０００１％であり、さらに好ましくは０．０００２％であり、さらに好ましくは０．０００３％である。Ｐｂ含有量の好ましい上限は０．００８０％であり、さらに好ましくは０．００６０％であり、さらに好ましくは０．００５０％であり、さらに好ましくは０．００４０％である。

［降伏強度］
本実施形態によるステンレス鋼材の降伏強度ＹＳは７５８ＭＰａ以上（１１０ｋｓｉ以上）である。本実施形態によるステンレス鋼材の降伏強度ＹＳの上限は特に限定されないが、たとえば、１０６９ＭＰａ（１５５ｋｓｉ）である。つまり、本実施形態によるステンレス鋼材の降伏強度ＹＳは、７５８～１０６９ＭＰａであってもよい。降伏強度ＹＳの好ましい下限は７６０ＭＰａであり、さらに好ましくは７７０ＭＰａであり、さらに好ましくは７８０ＭＰａである。降伏強度ＹＳの上限は１０３４ＭＰａであってもよく、１０００ＭＰａであってもよい。

本実施形態において、ステンレス鋼材の降伏強度は、次の方法で求める。具体的に、ＡＳＴＭ Ｅ８／Ｅ８Ｍ（２０２２）に準拠した方法で引張試験を行う。本実施形態による鋼材から、試験片を作製する。鋼材が鋼板の場合、板厚中央部から引張試験片を作製する。この場合、引張試験片の長手方向は、鋼板の圧延方向と平行とする。鋼材が鋼管の場合、肉厚中央部から引張試験片として丸棒試験片、又は、円弧状試験片を作製する。この場合、丸棒試験片、又は、円弧状試験片の長手方向は、鋼管の管軸方向と平行とする。鋼材が丸鋼の場合、Ｒ／２位置から引張試験片を作製する。本明細書において、丸鋼のＲ／２位置とは、丸鋼の軸方向に垂直な断面において、半径Ｒの中央位置を意味する。この場合、引張試験片の長手方向は、丸鋼の軸方向と平行とする。

引張試験片は、たとえば、平行部の直径８．９ｍｍ、標点距離３５．６ｍｍの丸棒試験片である。鋼管から丸棒試験片を作製できない場合、円弧状試験片を作製する。円弧状試験片の大きさは、たとえば、厚さは全肉厚であって、幅２５．４ｍｍ、標点距離５０．８ｍｍである。作製された引張試験片を用いて、ＡＳＴＭ Ｅ８／Ｅ８Ｍ（２０２２）に準拠して、常温（２４±３℃）で引張試験を実施する。引張試験により得られた０．２％オフセット耐力（ＭＰａ）を降伏強度（ＭＰａ）と定義する。本実施形態において、降伏強度（ＭＰａ）は、得られた数値の小数第一位を四捨五入して求める。

［ミクロ組織］
本実施形態によるステンレス鋼材のミクロ組織は、体積率で０～２０％のフェライト、０～１５％の残留オーステナイト、及び、残部がマルテンサイトからなる。本明細書において、ミクロ組織が「フェライト、残留オーステナイト、及び、マルテンサイトからなる」とは、ミクロ組織中のフェライト、残留オーステナイト及びマルテンサイト以外の相が無視できるほど少ないことを意味する。たとえば、本実施形態によるステンレス鋼材の化学組成においては、析出物や介在物の体積率は、フェライト、残留オーステナイト、及び、マルテンサイトの体積率と比較して、無視できるほど小さい。すなわち、本実施形態によるステンレス鋼材のミクロ組織には、フェライト、残留オーステナイト、及び、マルテンサイト以外に、析出物や介在物等を微小量含んでもよい。

上述のとおり、本実施形態によるステンレス鋼材のミクロ組織において、フェライトの体積率は０～２０％である。つまり、フェライトはミクロ組織に含まれていなくてもよい。一方、フェライトの体積率が高すぎれば、鋼材の強度が低下する。したがって、本実施形態によるステンレス鋼材のミクロ組織において、フェライトの体積率は０～２０％である。フェライトの体積率の好ましい上限は１９％であり、さらに好ましくは１８％である。フェライトの体積率の下限は０％超であってもよく、１％であってもよく、２％であってもよい。

上述のとおり、本実施形態によるステンレス鋼材のミクロ組織において、残留オーステナイトの体積率は０～１５％である。つまり、残留オーステナイトはミクロ組織に含まれていなくてもよい。一方、残留オーステナイトの体積率が高すぎれば、鋼材の強度が低下する。したがって、本実施形態によるステンレス鋼材のミクロ組織において、残留オーステナイトの体積率は０～１５％である。残留オーステナイトの体積率の好ましい上限は１４％であり、さらに好ましくは１３％であり、さらに好ましくは１２％である。残留オーステナイトの体積率の下限は０％超であってもよく、１％であってもよく、２％であってもよい。

上述のとおり、本実施形態によるステンレス鋼材は、体積率で０～２０％のフェライト、０～１５％の残留オーステナイト、及び、残部がマルテンサイトからなるミクロ組織を有する。本明細書において「マルテンサイト」とは、フレッシュマルテンサイトだけでなく、焼戻しマルテンサイトも含む。また、マルテンサイトの体積率は、特に限定されないが、実質的に６５～１００％である。マルテンサイトの体積率の好ましい下限は７０％であり、さらに好ましくは７２％であり、さらに好ましくは７５％である。マルテンサイトの体積率の好ましい上限は１００％である。そのため、本実施形態によるステンレス鋼材は、マルテンサイトからなるミクロ組織を有していてもよい。つまり、本実施形態によるステンレス鋼材のミクロ組織は、マルテンサイト単相であってもよい。

本実施形態において、ミクロ組織の各相の体積率は、次の方法で求める。具体的に、鋼材のミクロ組織中の残留オーステナイトの体積率（％）と、フェライトの体積率（％）とを次の方法で求める。求めた残留オーステナイトの体積率とフェライトの体積率とを１００％から差し引いて、マルテンサイトの体積率（％）を求める。

［残留オーステナイトの体積率の測定方法］
鋼材のミクロ組織中の残留オーステナイトの体積率を、Ｘ線回折法により求める。具体的には、本実施形態による鋼材から、残留オーステナイトの体積率測定用の試験片を作製する。鋼材が鋼板の場合、板厚中央部から試験片を採取する。鋼材が鋼管の場合、肉厚中央部から試験片を採取する。鋼材が丸鋼の場合、Ｒ／２位置から試験片を採取する。試験片の大きさは特に限定されない。試験片はたとえば、１５ｍｍ×１５ｍｍ×厚さ２ｍｍである。鋼材が鋼板の場合、試験片の厚さ方向は、板厚方向である。鋼材が鋼管の場合、試験片の厚さ方向は、管径方向である。鋼材が丸鋼の場合、試験片の厚さ方向は、径方向である。作製した試験片を用いて、α相（マルテンサイト）の（１１０）面、α相の（２００）面、α相の（２１１）面、γ相（残留オーステナイト）の（１１１）面、γ相の（２００）面、及び、γ相の（２２０）面の各々のＸ線回折強度を測定し、各面の積分強度を算出する。

Ｘ線回折強度の測定において、Ｘ線回折装置のターゲットをＣｏとし（ＣｏＫα線）、出力を３０ｋＶ－１００ｍＡとする。測定角度（２θ）を４５～１０５°とする。算出後、α相の各面と、γ相の各面との組合せ（３×３＝９組）ごとに式（Ｉ）を用いて残留オーステナイトの体積率Ｖγ（％）を算出する。そして、９組の残留オーステナイトの体積率Ｖγ（％）の平均値を、残留オーステナイトの体積率（％）と定義する。
Ｖγ＝１００／｛１＋（Ｉα×Ｒγ）／（Ｉγ×Ｒα）｝ （Ｉ）
ここで、Ｉαはα相の積分強度である。Ｒαはα相の結晶学的理論計算値である。Ｉγはγ相の積分強度である。Ｒγはγ相の結晶学的理論計算値である。各面でのＲα及びＲγの値は、株式会社リガク製、商品名ＲＩＮＴ－ＴＴＲに付属の残留γ定量解析システムに組み込まれた値を使用することができる。なお、残留オーステナイトの体積率は、得られた数値の小数第一位を四捨五入して求める。

［フェライトの体積率の測定方法］
鋼材のミクロ組織中のフェライトの体積率を、点算法により求める。具体的には、本実施形態による鋼材から、フェライトの体積率測定用の試験片を作製する。鋼材が鋼板の場合、板厚中央部から試験片を採取する。鋼材が鋼管の場合、肉厚中央部から試験片を採取する。鋼材が丸鋼の場合、Ｒ／２位置から試験片を採取する。なお、試験片の大きさは特に限定されない。また、鋼材が鋼板の場合、試験片の観察面は、鋼板の圧延方向と平行な面とする。鋼材が鋼管の場合、試験片の観察面は、鋼管の管軸方向と平行な面とする。鋼材が丸鋼の場合、試験片の観察面は、丸鋼の軸方向と平行な面とする。観察面を機械研磨した後、観察面を電解エッチングして組織現出を行う。電解エッチングは、電解液：王水（塩酸：硝酸＝３：１で混合した溶液）とグリセリンとの混合液、電流密度：１Ａ／ｃｍ^２、電解時間：１分間として実施する。

電解エッチングされた観察面を、光学顕微鏡を用いて３０視野観察する。観察視野は、２５０μｍ×２５０μｍの長方形とする。なお、観察倍率は４００倍である。各観察視野において、フェライトと、その他の相（残留オーステナイトやマルテンサイト）とは、当業者であればコントラストから区別することができる。そのため、各観察視野におけるフェライトを、コントラストに基づいて特定する。特定されたフェライトの面積率を、ＪＩＳ Ｇ ０５５５（２０２０）に準拠した点算法によって求める。

具体的には、観察視野について、観察視野の上端から下端までの縦線を、等間隔に２０本引く。すなわち、２０本の縦線により、観察視野は左右方向に２１個の領域に分割される。観察視野についてさらに、観察視野の左端から右端までの横線を、等間隔に２０本引く。すなわち、２０本の横線により、観察視野は上下方向に２１個の領域に分割される。このとき、縦線と横線との交点を格子点という。すなわち、観察視野には４００個の格子点が、等間隔に配置される。ＪＩＳ Ｇ ０５５５（２０２０）に準拠して、観察視野において、フェライトと重なる格子点を計数する。３０視野にて得られたフェライトと重なる格子点の数を、格子点の総数（４００×３０＝１２０００）で除し、フェライト面積率と定義する。本実施形態では、以上の方法で求めたフェライトの面積率を、フェライトの体積率（％）とする。なお、フェライトの体積率は、得られた数値の小数第一位を四捨五入して求める。

上述のＸ線回折法で得られた残留オーステナイトの体積率（％）と、上述の点算法で得られたフェライトの体積率（％）とを用いて、鋼材のミクロ組織のマルテンサイトの体積率（％）を次の式により求める。
マルテンサイトの体積率（％）＝１００－｛残留オーステナイトの体積率（％）＋フェライトの体積率（％）｝

［式（１）］
本実施形態によるステンレス鋼材は、上述の化学組成、及び、７５８ＭＰａ以上の降伏強度の範囲内において、元素の含有量と、降伏強度ＹＳとが、式（１）を満たす。その結果、本実施形態によるステンレス鋼材は、本実施形態の他の構成を満たすことを条件に、７５８ＭＰａ以上の降伏強度と、優れた耐ＳＳＣ性と、極低温環境における優れた低温靭性とを有する。
０．１５≦（Ｓｎ＋Ａｓ＋Ｓｂ）／｛（Ｃｕ＋Ｎｉ）／ＹＳ｝≦１．００ （１）
ここで、式（１）中の元素記号には、対応する元素の含有量が単位：質量％で代入される。対応する元素が含有されていない場合、その元素記号には「０」が代入される。また、式（１）中のＹＳには、降伏強度が単位：ＭＰａで代入される。

Ｆｎ１（＝（Ｓｎ＋Ａｓ＋Ｓｂ）／｛（Ｃｕ＋Ｎｉ）／ＹＳ｝）は、降伏強度に応じて調整された、Ｓｎ、Ａｓ及びＳｂと、Ｃｕ及びＮｉとの相乗効果により、耐ＳＳＣ性を高める指標である。上述の化学組成及びミクロ組織を有し、降伏強度ＹＳが７５８ＭＰａ以上であることを前提に、Ｆｎ１が０．１５～１．００であれば、鋼材は安定して優れた耐ＳＳＣ性を有する。したがって、本実施形態において、Ｆｎ１は０．１５～１．００とする。Ｆｎ１の好ましい下限は０．１６であり、さらに好ましくは０．１７である。Ｆｎ１の好ましい上限は０．９９であり、さらに好ましくは０．９８である。本実施形態において、Ｆｎ１は、得られた数値の小数第三位を四捨五入して求める。

［式（２）］
本実施形態によるステンレス鋼材は、上述の化学組成の範囲内において、元素の含有量が、式（２）を満たす。その結果、本実施形態によるステンレス鋼材は、本実施形態の他の構成を満たすことを条件に、７５８ＭＰａ以上の降伏強度と、優れた耐ＳＳＣ性と、極低温環境における優れた低温靭性とを有する。
（Ｎｉ＋２Ｃｏ）／Ｓｎ≧９００ （２）
ここで、式（２）中の元素記号には、対応する元素の含有量が単位：質量％で代入される。

Ｆｎ２（＝（Ｎｉ＋２Ｃｏ）／Ｓｎ）は、極低温環境における低温靭性の指標である。上述の化学組成とミクロ組織と７５８ＭＰａ以上の降伏強度ＹＳとを有し、Ｆｎ１が０．１５～１．００を満たすことを前提に、Ｆｎ２が９００以上であれば、極低温環境であっても、鋼材は安定して優れた低温靭性を有する。したがって、本実施形態において、Ｆｎ２は９００以上とする。Ｆｎ２の好ましい下限は９０１であり、さらに好ましくは９０５であり、さらに好ましくは９１０である。Ｆｎ２の上限は特に限定されないが、実質的に２２０００である。Ｆｎ２の上限は２００００であってもよく、１９０００であってもよく、１７０００であってもよく、１５０００であってもよい。本実施形態において、Ｆｎ２は、得られた数値の小数第一位を四捨五入して求める。

［耐ＳＳＣ性］
本実施形態によるステンレス鋼材は、上述の化学組成とミクロ組織と７５８ＭＰａ以上の降伏強度とを有し、Ｆｎ１が０．１５～１．００を満たし、Ｆｎ２が９００以上を満たす。その結果、本実施形態によるステンレス鋼材は、高強度と優れた耐ＳＳＣ性と極低温環境における優れた低温靭性とを有する。本実施形態において、優れた耐ＳＳＣ性とは、次の方法で定義される。

具体的に、ＮＡＣＥ ＴＭ０１７７－２０１６ Ｍｅｔｈｏｄ Ａに準拠した方法で、耐ＳＳＣ性試験を実施する。本実施形態によるステンレス鋼材から、丸棒試験片を作製する。鋼材が鋼板の場合、板厚中央部から丸棒試験片を作製する。この場合、丸棒試験片の軸方向は、鋼板の圧延方向に平行な方向とする。鋼材が鋼管の場合、肉厚中央部から丸棒試験片を作製する。この場合、丸棒試験片の軸方向は、鋼管の管軸方向に平行な方向とする。鋼材が丸鋼である場合、Ｒ／２位置から丸棒試験片を作製する。この場合、丸棒試験片の軸方向は、丸鋼の軸方向に平行な方向とする。丸棒試験片の大きさは、たとえば、径６．３５ｍｍ、平行部の長さ２５．４ｍｍである。

試験溶液は、酢酸でｐＨ２．７に調整した、０．１７質量％塩化ナトリウム水溶液を用いる。作製された丸棒試験片に対し、実降伏応力の９０％に相当する応力を負荷する。試験容器に２４℃の試験溶液を、応力を付加した丸棒試験片が浸漬するように注入し、試験浴とする。試験浴を脱気した後、０．０３ａｔｍのＨ_２Ｓガスと０．９７ａｔｍのＣＯ_２ガスとの混合ガスを試験浴に吹き込み、試験浴に飽和させる。混合ガスを飽和させた試験浴を、２４℃で７２０時間、保持する。本実施形態による鋼材は、上記条件で実施した耐ＳＳＣ性試験において、７２０時間経過後に、割れが確認されない。なお、本明細書において、「割れが確認されない」とは、試験後の試験片を肉眼によって観察した場合、割れが確認されないことを意味する。

［低温靭性］
本実施形態によるステンレス鋼材は、上述の化学組成とミクロ組織と７５８ＭＰａ以上の降伏強度とを有し、Ｆｎ１が０．１５～１．００を満たし、Ｆｎ２が９００以上を満たす。その結果、本実施形態によるステンレス鋼材は、高強度と優れた耐ＳＳＣ性と極低温環境における優れた低温靭性とを有する。本実施形態において、極低温環境における優れた低温靭性とは、次の方法で定義される。

具体的に、本実施形態によるステンレス鋼材から、ＡＰＩ ５ＣＴ（２０１９）に準拠して、フルサイズ又はサブサイズのＶノッチ試験片を作製する。ここで、鋼材が鋼板の場合、鋼板の圧延方向を「Ｌ方向」（Ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ）と定義し、鋼板の板幅方向を「Ｔ方向」（Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ）と定義する。鋼材が鋼管の場合、鋼管の管径方向を「Ｃ方向」と定義し、鋼管の管軸方向を「Ｌ方向」と定義し、Ｃ方向とＬ方向とに垂直な方向を「Ｔ方向」と定義する。鋼材が丸鋼の場合、丸鋼の断面径方向を「Ｃ方向」と定義し、丸鋼の軸方向を「Ｌ方向」と定義し、Ｃ方向とＬ方向とに垂直な方向を「Ｔ方向」と定義する。

作製されたＶノッチ試験片に対して、ＪＩＳ Ｚ ２２４２（２０１８）に準拠したシャルピー衝撃試験を実施して、－８０℃での吸収エネルギー（Ｊ）を求める。なお、サブサイズのＶノッチ試験片を用いた場合、得られた吸収エネルギーをＡＰＩ ５ＣＴ（２０１９）に記載された低減率（Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｆａｃｔｏｒ）で除して、フルサイズのＶノッチ試験片での吸収エネルギーに換算する。本実施形態において、－８０℃における吸収エネルギー（Ｊ）は、得られた数値の小数第一位を四捨五入して求める。

本実施形態において、上記条件によって求められた－８０℃における吸収エネルギーが６０Ｊ以上の場合、極低温環境における優れた低温靭性を有すると評価する。なお、本明細書では、－８０℃における吸収エネルギーを、単に「吸収エネルギー」ともいう。

［ステンレス鋼材の形状］
上述のとおり、本実施形態によるステンレス鋼材の形状は、特に限定されない。好ましくは、本実施形態によるステンレス鋼材は、継目無鋼管である。本実施形態によるステンレス鋼材が継目無鋼管の場合、肉厚が５ｍｍ以上であっても、高強度と、優れた耐ＳＳＣ性と、極低温環境における優れた低温靭性とを有する。

［製造方法］
上述の構成を有する本実施形態によるステンレス鋼材の製造方法の一例を説明する。なお、本実施形態によるステンレス鋼材の製造方法は、以下に説明する製造方法に限定されない。本実施形態のステンレス鋼材の製造方法の一例は、中間鋼材を準備する工程（準備工程）と、中間鋼材に対して焼入れを実施する工程（焼入れ工程）と、焼戻しを実施する工程（焼戻し工程）とを含む。以下、各工程について詳述する。

［準備工程］
準備工程では、上述の化学組成を有する中間鋼材を準備する。中間鋼材が上記化学組成を有していれば、中間鋼材の製造方法は特に限定されない。ここでいう中間鋼材は、最終製品が鋼板又は溶接鋼管の場合は、板状の鋼材であり、最終製品が継目無鋼管の場合は素管であり、最終製品が丸鋼の場合は軸方向に垂直な断面が円形の鋼材である。

準備工程は、素材を準備する工程（素材準備工程）と、素材を熱間加工して中間鋼材を製造する工程（熱間加工工程）とを含んでもよい。以下、素材準備工程と、熱間加工工程を含む場合について、詳述する。

［素材準備工程］
素材準備工程では、上述の化学組成を有する溶鋼を用いて素材を製造する。素材の製造方法は特に限定されず、周知の方法でよい。具体的には、溶鋼を用いて連続鋳造法により鋳片（スラブ、ブルーム、又は、ビレット）を製造してもよい。溶鋼を用いて造塊法によりインゴットを製造してもよい。必要に応じて、スラブ、ブルーム又はインゴットを分塊圧延して、ビレットを製造してもよい。以上の工程により素材（スラブ、ブルーム、又は、ビレット）を製造する。

［熱間加工工程］
熱間加工工程では、準備された素材を熱間加工して中間鋼材を製造する。上述のとおり、鋼材が継目無鋼管の場合、中間鋼材は素管に相当する。始めに、ビレットを加熱炉で加熱する。加熱温度は特に限定されないが、たとえば、１１００～１３００℃である。加熱炉から抽出されたビレットに対して熱間加工を実施して、素管（継目無鋼管）を製造する。熱間加工の方法は、特に限定されず、周知の方法でよい。

たとえば、熱間加工としてマンネスマン法を実施して、素管を製造してもよい。この場合、穿孔機により丸ビレットを穿孔圧延する。穿孔圧延する場合、穿孔比は特に限定されないが、たとえば、１．０～４．０である。穿孔圧延された丸ビレットをさらに、マンドレルミル、レデューサー、サイジングミル等により熱間圧延して素管にする。熱間加工工程での累積の減面率はたとえば、２０～７０％である。他の熱間加工方法を実施して、ビレットから素管を製造してもよい。たとえば、鋼材がカップリングのように短尺の厚肉鋼管の場合、エルハルト法等の鍛造により素管を製造してもよい。以上の工程により素管が製造される。素管の肉厚は特に限定されないが、たとえば、９～６０ｍｍである。

鋼材が丸鋼の場合、初めに、素材を加熱炉で加熱する。加熱温度は特に限定されないが、たとえば、１１００～１３００℃である。加熱炉から抽出された素材に対して熱間加工を実施して、軸方向に垂直な断面が円形の中間鋼材を製造する。熱間加工はたとえば、分塊圧延機による分塊圧延、又は、連続圧延機による熱間圧延である。連続圧延機は、上下方向に並んで配置された一対の孔型ロールを有する水平スタンドと、水平方向に並んで配置された一対の孔型ロールを有する垂直スタンドとが交互に配列されている。鋼材が鋼板の場合、初めに、素材を加熱炉で加熱する。加熱温度は特に限定されないが、たとえば、１１００～１３００℃である。加熱炉から抽出された素材に対して、分塊圧延機、及び、連続圧延機を用いて熱間圧延を実施して、鋼板形状の中間鋼材を製造する。

熱間加工により製造された中間鋼材は、空冷されてもよい（Ａｓ－Ｒｏｌｌｅｄ）。熱間加工により製造された中間鋼材は、常温まで冷却せずに、熱間加工後に直接焼入れを実施してもよく、熱間加工後に補熱（再加熱）した後、焼入れを実施してもよい。熱間加工後に直接焼入れ、又は、補熱した後焼入れを実施する場合、焼入れ途中に冷却の停止、又は、緩冷却を実施してもよい。この場合、素管に焼割れが発生するのを抑制できる。熱間加工後に直接焼入れ、又は、補熱した後焼入れを実施する場合さらに、焼入れ後であって次工程の熱処理前に、応力除去焼鈍（ＳＲ）を実施してもよい。この場合、素管の残留応力が除去される。

以上のとおり、準備工程では中間鋼材を準備する。中間鋼材は、上述の好ましい工程により製造されてもよく、第三者により製造された中間鋼材、又は、後述の焼入れ工程及び焼戻し工程が実施される工場以外の他の工場、他の事業所にて製造された中間鋼材を準備してもよい。以下、熱処理工程について詳述する。

［焼入れ工程］
焼入れ工程では、熱間加工工程で製造された中間鋼材に対して、焼入れを実施する。焼入れは周知の方法で実施する。具体的に、熱間加工工程後の中間鋼材を熱処理炉に装入し、焼入れ温度で保持した後、急冷（焼入れ）してもよい。この場合、焼入れ工程にて中間鋼材を加熱するための熱処理炉の温度（℃）を、焼入れ温度ともいう。

焼入れ温度が低すぎれば、中間鋼材の加熱が不足して、製造されたステンレス鋼材において、上述のミクロ組織とならない場合がある。一方、焼入れ温度が高すぎれば、フェライトの体積率が高くなりすぎ、優れた低温靭性が得られない場合がある。したがって、本実施形態では、好ましい焼入れ温度は８５０～１１５０℃である。焼入れ温度での保持時間は特に限定されないが、たとえば、５～８０分である。

焼入れ工程における急冷方法は特に制限されないが、たとえば、水冷である。中間鋼材が素管の場合、たとえば、水槽又は油槽に浸漬して素管を急冷してもよく、シャワー冷却又はミスト冷却により、素管の外面及び／又は内面に対して冷却水を注いだり、噴射したりして、素管を急冷してもよい。

なお、熱間加工工程後、中間鋼材を常温まで冷却することなく、熱間加工直後に焼入れ（直接焼入れ）を実施してもよく、熱間加工後の素管の温度が低下する前に補熱炉に装入して焼入れ温度に保持した後、焼入れを実施してもよい。

［焼戻し工程］
焼入れ後の中間鋼材に対してさらに、焼戻し工程を実施する。焼戻し工程では、中間鋼材を熱処理炉に装入して、焼戻し温度で保持することで、鋼材の降伏強度を調整する。このとき、焼戻し工程にて中間鋼材を加熱するための熱処理炉の温度（℃）を、焼戻し温度ともいう。

焼戻し温度が低すぎれば、強度が高くなりすぎ、耐ＳＳＣ性及び低温靭性が低下する場合がある。一方、焼戻し温度が高すぎれば、所望の降伏強度が得られない場合がある。したがって、本実施形態では、好ましい焼戻し温度は５５０～７００℃である。焼戻し温度での保持時間は特に限定されないが、たとえば、１０～１８０分である。化学組成に応じて焼戻し温度を適宜調整することにより、鋼材の降伏強度を調整可能であることは当業者に周知である。そこで、鋼材の降伏強度が７５８ＭＰａ以上となるように焼戻し条件を調整する。

以上の工程により、本実施形態によるステンレス鋼材を製造することができる。なお、上述のとおり、本実施形態によるステンレス鋼材は、上述の製造方法に限定されない。以下、実施例によって本実施形態によるステンレス鋼材を、さらに具体的に説明する。

表１Ａ、表１Ｂ及び表１Ｃに示す化学組成を有する溶鋼を、５０ｋｇの真空溶解炉を用いて溶製し、造塊法により鋼塊（インゴット）を製造した。なお、表１Ｂ及び表１Ｃ中の「－」は、該当する元素の含有量が不純物レベルであったことを意味する。たとえば、試験番号１のＷ含有量及びＶ含有量は、小数第三位を四捨五入して、０％であったことを意味する。同様に、試験番号１のＲＥＭ含有量、Ｔｉ含有量、Ｎｂ含有量、及び、Ｚｒ含有量は、小数第四位を四捨五入して、０％であったことを意味する。同様に、試験番号１のＡｓ含有量、Ｓｂ含有量、Ｃａ含有量、Ｍｇ含有量、Ｂ含有量、Ｚｎ含有量、及び、Ｐｂ含有量は、小数第五位を四捨五入して、０％であったことを意味する。

各試験番号のインゴットを１２００～１２５０℃で２時間加熱した後、熱間加工を実施して、肉厚２５．４ｍｍ、外径１７７．８ｍｍの中間鋼材（素管）を製造した。各試験番号の中間鋼材に対して、焼入れ工程と、焼戻し工程とを実施した。具体的に、各試験番号の中間鋼材を９１０℃で１５分だけ保持した後、急冷する焼入れを実施した。その後、各試験番号の中間鋼材を５８０～６８０℃で３０～６０分保持する焼戻しを実施した。以上の製造工程により、各試験番号の継目無鋼管を製造した。

［評価試験］
得られた各試験番号の継目無鋼管に対して、引張試験と、ミクロ組織観察試験と、耐ＳＳＣ性試験と、シャルピー衝撃試験とを実施した。

［引張試験］
各試験番号の継目無鋼管に対して、ＡＳＴＭ Ｅ８／Ｅ８Ｍ（２０２２）に準拠して、引張試験を実施した。具体的には、各試験番号の継目無鋼管の肉厚中央部から、平行部径が８．９ｍｍ、標点距離が３５．６ｍｍの丸棒引張試験片を作製した。丸棒引張試験片の長手方向は、鋼板の圧延方向と平行であった。各試験番号の丸棒引張試験片を用いて、常温（２４±３℃）、大気中にて引張試験を実施して、０．２％オフセット耐力（ＭＰａ）を求めた。求めた０．２％オフセット耐力を降伏強度ＹＳ（ＭＰａ）と定義した。得られた各試験番号の降伏強度ＹＳを、表２の「ＹＳ（ＭＰａ）」欄に示す。

表１Ａ～表１Ｃに記載の化学組成と、表２に記載の降伏強度ＹＳと、上述の定義とから、各試験番号の継目無鋼管について、Ｆｎ１（＝（Ｓｎ＋Ａｓ＋Ｓｂ）／｛（Ｃｕ＋Ｎｉ）／ＹＳ｝）を求めた。得られた各試験番号のＦｎ１を、表２に示す。さらに、表１Ａ～表１Ｃに記載の化学組成と、上述の定義とから、各試験番号の継目無鋼管について、Ｆｎ２（＝（Ｎｉ＋２Ｃｏ）／Ｓｎ）を求めた。得られた各試験番号のＦｎ２を、表２に示す。

［ミクロ組織観察試験］
各試験番号の継目無鋼管に対して、上述の方法でミクロ組織観察試験を実施した。具体的に、上述の方法で実施したＸ線回折法により残留オーステナイトの体積率（％）を求めた。さらに、上述の方法で実施した、ＪＩＳ Ｇ ０５５５（２０２０）に準拠した点算法によりフェライトの体積率（％）を求めた。得られた残留オーステナイトの体積率と、フェライトの体積率とから、マルテンサイトの体積率（％）を求めた。得られた各試験番号のフェライトの体積率を、表２の「フェライト（体積％）」欄に示す。得られた各試験番号の残留オーステナイトの体積率を、表２の「残留γ（体積％）」欄に示す。得られた各試験番号のマルテンサイトの体積率を、表２の「マルテンサイト（体積％）」欄に示す。

［耐ＳＳＣ性試験］
各試験番号の継目無鋼管に対して、上述の方法で、耐ＳＳＣ性試験を実施した。具体的に、上述の方法で作製された丸棒試験片３本に対して、ＮＡＣＥ ＴＭ０１７７－２０１６ Ｍｅｔｈｏｄ Ａに準拠した方法で耐ＳＳＣ性試験を実施した。なお、試験片の軸方向は、管軸方向に平行であった。各試験番号の丸棒試験片の軸方向に、実降伏応力の９０％に相当する引張応力を負荷した。試験溶液は、酢酸でｐＨ２．７に調整した、０．１７質量％塩化ナトリウム水溶液を用いた。

３つの試験容器に２４℃の試験溶液をそれぞれ注入し、試験浴とした。応力が付加された３本の丸棒試験片を、１本ずつ異なる試験容器の試験浴に浸漬した。各試験浴を脱気した後、０．０３ａｔｍのＨ_２Ｓガスと０．９７ａｔｍのＣＯ_２ガスとの混合ガスを試験浴に吹き込み、飽和させた。混合ガスが飽和した試験浴を、２４℃で７２０時間保持した。７２０時間保持後の各試験番号の丸棒試験片に対して、硫化物応力割れ（ＳＳＣ）の発生の有無を観察した。具体的には、７２０時間保持後の丸棒試験片を、肉眼で観察した。観察の結果、３本全ての試験片に割れが確認されなかったものを、「Ｅ」（Ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ）と判断した。一方、少なくとも１本の試験片に割れが確認されたものを、「ＮＡ」（Ｎｏｔ Ａｃｃｅｐｔａｂｌｅ）と判断した。各試験番号の評価結果を、表２の「耐ＳＳＣ性」欄に示す。

［シャルピー衝撃試験］
各試験番号の継目無鋼管に対して、ＪＩＳ Ｚ ２２４２（２０１８）に準拠して、シャルピー衝撃試験を実施した。具体的には、上述の方法で、ＡＰＩ ５ＣＴ（２０１９）に準拠して、フルサイズのＶノッチ試験片を作製した。作製されたＶノッチ試験片に対して、ＪＩＳ Ｚ ２２４２（２０１８）に準拠したシャルピー衝撃試験を実施して、－８０℃での吸収エネルギー（Ｊ）を求めた。得られた各試験番号の－８０℃における吸収エネルギーを、表２の「ｖＥ（－８０℃）（Ｊ）」欄に示す。

［評価結果］
表１Ａ、表１Ｂ、表１Ｃ、及び、表２を参照して、試験番号１～１７の継目無鋼管は、化学組成が適切であり、降伏強度が７５８ＭＰａ以上であり、体積率で０～２０％のフェライト、０～１５％の残留オーステナイト、及び、残部がマルテンサイトからなるミクロ組織を有していた。これらの継目無鋼管はさらに、Ｆｎ１が０．１５～１．００を満たし、Ｆｎ２が９００以上を満たしていた。その結果、これらの継目無鋼管は、耐ＳＳＣ性試験において、優れた耐ＳＳＣ性を有すると判断された。これらの継目無鋼管はさらに、シャルピー衝撃試験において、－８０℃における吸収エネルギーが６０Ｊ以上となり、極低温環境であっても優れた低温靭性を有すると判断された。

一方、試験番号１８は、Ｍｏ含有量が低すぎた。その結果、この継目無鋼管は、耐ＳＳＣ性試験において、優れた耐ＳＳＣ性を有さないと判断された。

試験番号１９は、Ｎｉ含有量が低すぎ、Ｆｎ２が低すぎた。その結果、この継目無鋼管は、－８０℃における吸収エネルギーが６０Ｊ未満となり、極低温環境における優れた低温靭性を有さないと判断された。

試験番号２０は、Ｎｉ含有量が低すぎ、Ｃｏ含有量が低すぎた。さらに、Ｆｎ２が低すぎた。その結果、この継目無鋼管は、ミクロ組織中のフェライトの体積率が２０％を超え、降伏強度が７５８ＭＰａ未満となった。その結果さらに、この継目無鋼管は、－８０℃における吸収エネルギーが６０Ｊ未満となり、極低温環境における優れた低温靭性を有さないと判断された。

試験番号２１は、Ｓｎ含有量が高すぎ、Ｆｎ２が低すぎた。その結果、この継目無鋼管は、－８０℃における吸収エネルギーが６０Ｊ未満となり、極低温環境における優れた低温靭性を有さないと判断された。

試験番号２２は、Ｓｎ含有量が低すぎ、Ｆｎ１が低すぎた。その結果、この継目無鋼管は、耐ＳＳＣ性試験において、優れた耐ＳＳＣ性を有さないと判断された。

試験番号２３は、Ｓｎ含有量が低すぎた。その結果、この継目無鋼管は、耐ＳＳＣ性試験において、優れた耐ＳＳＣ性を有さないと判断された。

試験番号２４～２６は、Ｆｎ１が高すぎた。その結果、これらの継目無鋼管は、耐ＳＳＣ性試験において、優れた耐ＳＳＣ性を有さないと判断された。

試験番号２７～２９は、Ｆｎ１が低すぎた。その結果、これらの継目無鋼管は、耐ＳＳＣ性試験において、優れた耐ＳＳＣ性を有さないと判断された。

試験番号３０～３２は、Ｆｎ２が低すぎた。その結果、これらの継目無鋼管は、－８０℃における吸収エネルギーが６０Ｊ未満となり、極低温環境における優れた低温靭性を有さないと判断された。

以上、本開示の実施の形態を説明した。しかしながら、上述した実施の形態は本開示を実施するための例示に過ぎない。したがって、本開示は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変更して実施することができる。

Claims (2)

1. ステンレス鋼材であって、
   質量％で、
   Ｃ：０．０５０％以下、
   Ｓｉ：１．００％以下、
   Ｍｎ：１．００％以下、
   Ｐ：０．０５０％以下、
   Ｓ：０．００５０％以下、
   Ｃｒ：１３．５０～１６．５０％未満、
   Ｍｏ：０．５０～５．００％、
   Ｎｉ：１．００～７．００％、
   Ｃｕ：０．０１～３．００％、
   Ｃｏ：０．１０～１．５０％、
   Ｓｎ：０．０００５～０．０１００％、
   ｓｏｌ．Ａｌ：０．００５～０．０５０％、
   Ｎ：０．１５０％以下、
   Ｏ：０．００５０％以下、
   Ｗ：０～１．６０％、
   Ａｓ：０～０．０１００％、
   Ｓｂ：０～０．０１００％、
   Ｃａ：０～０．００５０％、
   Ｍｇ：０～０．００５０％、
   Ｂ：０～０．００５０％、
   希土類元素：０～０．１００％
   Ｖ：０～０．５０％、
   Ｔｉ：０～０．３００％、
   Ｎｂ：０～０．３００％、
   Ｚｒ：０～０．２００％、
   Ｚｎ：０～０．０１００％、
   Ｐｂ：０～０．０１００％、及び、
   残部：Ｆｅ及び不純物からなり、
   降伏強度が、７５８ＭＰａ以上であり、
   ミクロ組織が、体積率で０～２０％のフェライト、０～１５％の残留オーステナイト、及び、残部がマルテンサイトからなり、
   前記元素の含有量と、前記降伏強度とが、式（１）を満たし、
   前記元素の含有量が式（２）を満たす、
   ステンレス鋼材。
   ０．１５≦（Ｓｎ＋Ａｓ＋Ｓｂ）／｛（Ｃｕ＋Ｎｉ）／ＹＳ｝≦１．００ （１）
   （Ｎｉ＋２Ｃｏ）／Ｓｎ≧９００ （２）
   ここで、式（１）及び（２）中の元素記号には、対応する元素の含有量が単位：質量％で代入される。対応する元素が含有されていない場合、その元素記号には「０」が代入される。また、式（１）中のＹＳには、降伏強度が単位：ＭＰａで代入される。
2. 請求項１に記載のステンレス鋼材であって、
   Ｗ：０．０１～１．６０％、
   Ａｓ：０．０００１～０．０１００％、
   Ｓｂ：０．０００１～０．０１００％、
   Ｃａ：０．０００１～０．００５０％、
   Ｍｇ：０．０００１～０．００５０％、
   Ｂ：０．０００１～０．００５０％、
   希土類元素：０．００１～０．１００％
   Ｖ：０．０１～０．５０％、
   Ｔｉ：０．００１～０．３００％、
   Ｎｂ：０．００１～０．３００％、
   Ｚｒ：０．００１～０．２００％、
   Ｚｎ：０．０００１～０．０１００％、及び、
   Ｐｂ：０．０００１～０．０１００％、からなる群から選択される１元素以上を含有する、
   ステンレス鋼材。