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特開2022-182696プレストレストコンクリート用緊張材用のオーステナイト－フェライト二相ステンレス鋼線材、オーステナイト－フェライト二相ステンレス鋼線及びプレストレストコンクリート用緊張材
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022182696
(43)【公開日】2022-12-08
(54)【発明の名称】プレストレストコンクリート用緊張材用のオーステナイト－フェライト二相ステンレス鋼線材、オーステナイト－フェライト二相ステンレス鋼線及びプレストレストコンクリート用緊張材
(51)【国際特許分類】
C22C 38/00 20060101AFI20221201BHJP
C21D 8/08 20060101ALI20221201BHJP
C22C 38/58 20060101ALI20221201BHJP
C21D 7/10 20060101ALI20221201BHJP
【ＦＩ】
C22C38/00 302H
C21D8/08 B
C22C38/58
C21D7/10 E
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021090396
(22)【出願日】2021-05-28
(71)【出願人】
【識別番号】503378420
【氏名又は名称】日鉄ステンレス株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】507349237
【氏名又は名称】鈴木住電ステンレス株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】000252056
【氏名又は名称】日鉄ＳＧワイヤ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100106909
【弁理士】
【氏名又は名称】棚井 澄雄
(74)【代理人】
【識別番号】100175802
【弁理士】
【氏名又は名称】寺本 光生
(74)【代理人】
【識別番号】100134359
【弁理士】
【氏名又は名称】勝俣 智夫
(74)【代理人】
【識別番号】100188592
【弁理士】
【氏名又は名称】山口 洋
(72)【発明者】
【氏名】田所 裕
(72)【発明者】
【氏名】天藤 雅之
(72)【発明者】
【氏名】関 勇太
(72)【発明者】
【氏名】森石 慶久
(72)【発明者】
【氏名】川名 章文
【テーマコード（参考）】
4K032
【Ｆターム（参考）】
4K032AA01
4K032AA02
4K032AA03
4K032AA04
4K032AA08
4K032AA09
4K032AA13
4K032AA14
4K032AA15
4K032AA16
4K032AA17
4K032AA19
4K032AA20
4K032AA21
4K032AA22
4K032AA24
4K032AA27
4K032AA28
4K032AA29
4K032AA30
4K032AA31
4K032AA32
4K032AA33
4K032AA35
4K032AA36
4K032AA37
4K032AA38
4K032AA39
4K032AA40
4K032BA02
4K032CA02
4K032CA03
4K032CB02
4K032CC04
4K032CD06
4K032CF03
4K032CG02
4K032CH04
4K032CJ06
(57)【要約】
【課題】高強度で伸び率が高く、耐応力腐食割れ性に優れ、プレストレストコンクリートの緊張材として使用可能な、オーステナイト－フェライト二相ステンレス鋼線を提供する。
【課題手段】オーステナイト相およびフェライト相を有する二相ステンレス鋼からなるオーステナイト－フェライト二相ステンレス鋼線であって、Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｐ、Ｓ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎ、Ｃｕ、を含有し、残部：Ｆｅおよび不純物、であり、下記（３）式で表されるＭｄ３０値が－３００℃以上０℃以下の範囲であり、引張強さが１５００ＭＰａ以上であり、伸び率が１．６％以上である、プレストレストコンクリート用緊張材用のオーステナイト－フェライト二相ステンレス鋼線を採用する。
Ｍｄ３０（℃）＝５５１－４６２（Ｃ＋Ｎ）－９．２Ｓｉ－８．１Ｍｎ－１３．７Ｃｒ－２９（Ｎｉ＋Ｃｕ）－１８．５Ｍｏ－６８Ｎｂ … （３）
【選択図】なし
【課題手段】オーステナイト相およびフェライト相を有する二相ステンレス鋼からなるオーステナイト－フェライト二相ステンレス鋼線であって、Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｐ、Ｓ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎ、Ｃｕ、を含有し、残部：Ｆｅおよび不純物、であり、下記（３）式で表されるＭｄ３０値が－３００℃以上０℃以下の範囲であり、引張強さが１５００ＭＰａ以上であり、伸び率が１．６％以上である、プレストレストコンクリート用緊張材用のオーステナイト－フェライト二相ステンレス鋼線を採用する。
Ｍｄ３０（℃）＝５５１－４６２（Ｃ＋Ｎ）－９．２Ｓｉ－８．１Ｍｎ－１３．７Ｃｒ－２９（Ｎｉ＋Ｃｕ）－１８．５Ｍｏ－６８Ｎｂ … （３）
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
オーステナイト相およびフェライト相を有するオーステナイト－フェライト二相ステンレス鋼線材であって、
質量％で、
Ｃ：０．０６％以下、
Ｓｉ：２．５％以下、
Ｍｎ：５．５％以下、
Ｐ：０．０４０％以下、
Ｓ：０．０３０％以下、
Ｎｉ：１．５％超８．５％以下、
Ｃｒ：１９．０％以上２９．０％以下、
Ｍｏ：０．６０％超７．０％以下、
Ｎ：０．０６％以上０．４０％以下、
Ｃｕ：０．０５％以上２．０％以下、
Ａｌ：０～０．３％、
Ｎｂ：０～１．０％
Ｔｉ：０～１．０％、
Ｃｏ：０～１．０％、
Ｃａ：０～０．００５０％、
Ｍｇ：０～０．００５０％、
Ｂ：０～０．００４０％、
Ｖ：０～１．０％、
Ｚｒ：０～０．０２％、
Ｔａ：０～０．０７％、
Ｗ：０～１．０％、
Ｓｎ：０～１．０％、
ＲＥＭ：０～０．０５０％、
残部：Ｆｅおよび不純物、であり、
下記（１）式で表されるＭｄ３０値が－３００℃以上０℃以下の範囲であり、
金属組織における前記フェライト相の割合が体積分率で３５．０％～６５．０％である、プレストレストコンクリート用緊張材用のオーステナイト－フェライト二相ステンレス鋼線材。
Ｍｄ３０（℃）＝５５１－４６２（Ｃ＋Ｎ）－９．２Ｓｉ－８．１Ｍｎ－１３．７Ｃｒ－２９（Ｎｉ＋Ｃｕ）－１８．５Ｍｏ－６８Ｎｂ … （１）
ただし、（１）式における元素記号は各元素の含有量（質量％）であり、含有しない元素は０質量％を代入する。
質量％で、
Ｃ：０．０６％以下、
Ｓｉ：２．５％以下、
Ｍｎ：５．５％以下、
Ｐ：０．０４０％以下、
Ｓ：０．０３０％以下、
Ｎｉ：１．５％超８．５％以下、
Ｃｒ：１９．０％以上２９．０％以下、
Ｍｏ：０．６０％超７．０％以下、
Ｎ：０．０６％以上０．４０％以下、
Ｃｕ：０．０５％以上２．０％以下、
Ａｌ：０～０．３％、
Ｎｂ：０～１．０％
Ｔｉ：０～１．０％、
Ｃｏ：０～１．０％、
Ｃａ：０～０．００５０％、
Ｍｇ：０～０．００５０％、
Ｂ：０～０．００４０％、
Ｖ：０～１．０％、
Ｚｒ：０～０．０２％、
Ｔａ：０～０．０７％、
Ｗ：０～１．０％、
Ｓｎ：０～１．０％、
ＲＥＭ：０～０．０５０％、
残部：Ｆｅおよび不純物、であり、
下記（１）式で表されるＭｄ３０値が－３００℃以上０℃以下の範囲であり、
金属組織における前記フェライト相の割合が体積分率で３５．０％～６５．０％である、プレストレストコンクリート用緊張材用のオーステナイト－フェライト二相ステンレス鋼線材。
Ｍｄ３０（℃）＝５５１－４６２（Ｃ＋Ｎ）－９．２Ｓｉ－８．１Ｍｎ－１３．７Ｃｒ－２９（Ｎｉ＋Ｃｕ）－１８．５Ｍｏ－６８Ｎｂ … （１）
ただし、（１）式における元素記号は各元素の含有量（質量％）であり、含有しない元素は０質量％を代入する。
【請求項2】
オーステナイト相およびフェライト相を有するオーステナイト－フェライト二相ステンレス鋼線材であって、
質量％で、
Ｃ：０．０６％以下、
Ｓｉ：１．０％以下、
Ｍｎ：５．５％以下、
Ｐ：０．０４０％以下、
Ｓ：０．０３０％以下、
Ｎｉ：１．５％超８．５％以下、
Ｃｒ：２０．０％以上２８．０％以下、
Ｍｏ：０．６０％超６．５％以下、
Ｎ：０．０６％以上０．４０％以下、
Ｃｕ：０．０５％以上２．０％以下、を含有し、
更に、
Ａｌ：０．０１～０．１％、
Ｎｂ：０．０１～１．０％、
Ｔｉ：０．０１～１．０％、
Ｃｏ：０．０２～１．０％、
Ｃａ：０．０００５～０．００５０％、
Ｍｇ：０．０００５～０．００５０％、
Ｂ：０．０００１～０．００３０％、
Ｖ：０．０３～１．０％、
Ｚｒ：０．００３～０．０２％、
Ｔａ：０．０１～０．０７％、
Ｗ：０．０５～１．０％、
Ｓｎ：０．００５～１．０％、
ＲＥＭ：０．００５～０．０５０％、から選択される１種または２種以上を含有し、残部：Ｆｅおよび不純物、であり、
下記（２）式で表されるＭｄ３０値が－３００℃以上０℃以下の範囲であり、
金属組織における前記フェライト相の割合が体積分率で３５．０％～６５．０％である、プレストレストコンクリート用緊張材用のオーステナイト－フェライト二相ステンレス鋼線材。
Ｍｄ３０（℃）＝５５１－４６２（Ｃ＋Ｎ）－９．２Ｓｉ－８．１Ｍｎ－１３．７Ｃｒ－２９（Ｎｉ＋Ｃｕ）－１８．５Ｍｏ－６８Ｎｂ … （２）
ただし、（２）式における元素記号は各元素の含有量（質量％）であり、含有しない元素は０質量％を代入する。
質量％で、
Ｃ：０．０６％以下、
Ｓｉ：１．０％以下、
Ｍｎ：５．５％以下、
Ｐ：０．０４０％以下、
Ｓ：０．０３０％以下、
Ｎｉ：１．５％超８．５％以下、
Ｃｒ：２０．０％以上２８．０％以下、
Ｍｏ：０．６０％超６．５％以下、
Ｎ：０．０６％以上０．４０％以下、
Ｃｕ：０．０５％以上２．０％以下、を含有し、
更に、
Ａｌ：０．０１～０．１％、
Ｎｂ：０．０１～１．０％、
Ｔｉ：０．０１～１．０％、
Ｃｏ：０．０２～１．０％、
Ｃａ：０．０００５～０．００５０％、
Ｍｇ：０．０００５～０．００５０％、
Ｂ：０．０００１～０．００３０％、
Ｖ：０．０３～１．０％、
Ｚｒ：０．００３～０．０２％、
Ｔａ：０．０１～０．０７％、
Ｗ：０．０５～１．０％、
Ｓｎ：０．００５～１．０％、
ＲＥＭ：０．００５～０．０５０％、から選択される１種または２種以上を含有し、残部：Ｆｅおよび不純物、であり、
下記（２）式で表されるＭｄ３０値が－３００℃以上０℃以下の範囲であり、
金属組織における前記フェライト相の割合が体積分率で３５．０％～６５．０％である、プレストレストコンクリート用緊張材用のオーステナイト－フェライト二相ステンレス鋼線材。
Ｍｄ３０（℃）＝５５１－４６２（Ｃ＋Ｎ）－９．２Ｓｉ－８．１Ｍｎ－１３．７Ｃｒ－２９（Ｎｉ＋Ｃｕ）－１８．５Ｍｏ－６８Ｎｂ … （２）
ただし、（２）式における元素記号は各元素の含有量（質量％）であり、含有しない元素は０質量％を代入する。
【請求項3】
オーステナイト相およびフェライト相を有する二相ステンレス鋼からなるオーステナイト－フェライト二相ステンレス鋼線であって、
Ｃ：０．０６％以下、
Ｓｉ：２．５％以下、
Ｍｎ：５．５％以下、
Ｐ：０．０４０％以下、
Ｓ：０．０３０％以下、
Ｎｉ：１．５％超８．５％以下、
Ｃｒ：１９．０％以上２９．０％以下、
Ｍｏ：０．６０％超７．０％以下、
Ｎ：０．０６％以上０．４０％以下、
Ｃｕ：０．０５％以上２．０％以下、
Ａｌ：０～０．３％、
Ｎｂ：０～１．０％
Ｔｉ：０～１．０％、
Ｃｏ：０～１．０％、
Ｃａ：０～０．００５０％、
Ｍｇ：０～０．００５０％、
Ｂ：０～０．００４０％、
Ｖ：０～１．０％、
Ｚｒ：０～０．０２％、
Ｔａ：０～０．０７％、
Ｗ：０～１．０％、
Ｓｎ：０～１．０％、
ＲＥＭ：０～０．０５０％、
残部：Ｆｅおよび不純物、であり、
下記（３）式で表されるＭｄ３０値が－３００℃以上０℃以下の範囲であり、
引張強さが１５００ＭＰａ以上であり、伸び率が１．６％以上である、プレストレストコンクリート用緊張材用のオーステナイト－フェライト二相ステンレス鋼線。
Ｍｄ３０（℃）＝５５１－４６２（Ｃ＋Ｎ）－９．２Ｓｉ－８．１Ｍｎ－１３．７Ｃｒ－２９（Ｎｉ＋Ｃｕ）－１８．５Ｍｏ－６８Ｎｂ … （３）
ただし、（３）式における元素記号は各元素の含有量（質量％）であり、含有しない元素は０質量％を代入する。
Ｃ：０．０６％以下、
Ｓｉ：２．５％以下、
Ｍｎ：５．５％以下、
Ｐ：０．０４０％以下、
Ｓ：０．０３０％以下、
Ｎｉ：１．５％超８．５％以下、
Ｃｒ：１９．０％以上２９．０％以下、
Ｍｏ：０．６０％超７．０％以下、
Ｎ：０．０６％以上０．４０％以下、
Ｃｕ：０．０５％以上２．０％以下、
Ａｌ：０～０．３％、
Ｎｂ：０～１．０％
Ｔｉ：０～１．０％、
Ｃｏ：０～１．０％、
Ｃａ：０～０．００５０％、
Ｍｇ：０～０．００５０％、
Ｂ：０～０．００４０％、
Ｖ：０～１．０％、
Ｚｒ：０～０．０２％、
Ｔａ：０～０．０７％、
Ｗ：０～１．０％、
Ｓｎ：０～１．０％、
ＲＥＭ：０～０．０５０％、
残部：Ｆｅおよび不純物、であり、
下記（３）式で表されるＭｄ３０値が－３００℃以上０℃以下の範囲であり、
引張強さが１５００ＭＰａ以上であり、伸び率が１．６％以上である、プレストレストコンクリート用緊張材用のオーステナイト－フェライト二相ステンレス鋼線。
Ｍｄ３０（℃）＝５５１－４６２（Ｃ＋Ｎ）－９．２Ｓｉ－８．１Ｍｎ－１３．７Ｃｒ－２９（Ｎｉ＋Ｃｕ）－１８．５Ｍｏ－６８Ｎｂ … （３）
ただし、（３）式における元素記号は各元素の含有量（質量％）であり、含有しない元素は０質量％を代入する。
【請求項4】
オーステナイト相およびフェライト相を有する二相ステンレス鋼からなるオーステナイト－フェライト二相ステンレス鋼線であって、
Ｃ：０．０６％以下、
Ｓｉ：１．０％以下、
Ｍｎ：５．５％以下、
Ｐ：０．０４０％以下、
Ｓ：０．０３０％以下、
Ｎｉ：１．５％超８．５％以下、
Ｃｒ：２０．０％以上２８．０％以下、
Ｍｏ：０．６０％超６．５％以下、
Ｎ：０．０６％以上０．４０％以下、
Ｃｕ：０．０５％以上２．０％以下、を含有し、
更に、
Ａｌ：０．０１～０．１％、
Ｎｂ：０．０１～１．０％、
Ｔｉ：０．０１～１．０％、
Ｃｏ：０．０２～１．０％、
Ｃａ：０．０００５～０．００５０％、
Ｍｇ：０．０００５～０．００５０％、
Ｂ：０．０００１～０．００３０％、
Ｖ：０．０３～１．０％、
Ｚｒ：０．００３～０．０２％、
Ｔａ：０．０１～０．０７％、
Ｗ：０．０５～１．０％、
Ｓｎ：０．００５～１．０％、
ＲＥＭ：０．００５～０．０５０％、から選択される１種または２種以上を含有し、
残部：Ｆｅおよび不純物であり、
下記（４）式で表されるＭｄ３０値が－３００℃以上０℃以下の範囲であり、
引張強さが１５００ＭＰａ以上であり、伸び率が１．６％以上である、プレストレストコンクリート用緊張材用のオーステナイト－フェライト二相ステンレス鋼線。
Ｍｄ３０（℃）＝５５１－４６２（Ｃ＋Ｎ）－９．２Ｓｉ－８．１Ｍｎ－１３．７Ｃｒ－２９（Ｎｉ＋Ｃｕ）－１８．５Ｍｏ－６８Ｎｂ … （４）
ただし、（４）式における元素記号は各元素の含有量（質量％）であり、含有しない元素は０質量％を代入する。
Ｃ：０．０６％以下、
Ｓｉ：１．０％以下、
Ｍｎ：５．５％以下、
Ｐ：０．０４０％以下、
Ｓ：０．０３０％以下、
Ｎｉ：１．５％超８．５％以下、
Ｃｒ：２０．０％以上２８．０％以下、
Ｍｏ：０．６０％超６．５％以下、
Ｎ：０．０６％以上０．４０％以下、
Ｃｕ：０．０５％以上２．０％以下、を含有し、
更に、
Ａｌ：０．０１～０．１％、
Ｎｂ：０．０１～１．０％、
Ｔｉ：０．０１～１．０％、
Ｃｏ：０．０２～１．０％、
Ｃａ：０．０００５～０．００５０％、
Ｍｇ：０．０００５～０．００５０％、
Ｂ：０．０００１～０．００３０％、
Ｖ：０．０３～１．０％、
Ｚｒ：０．００３～０．０２％、
Ｔａ：０．０１～０．０７％、
Ｗ：０．０５～１．０％、
Ｓｎ：０．００５～１．０％、
ＲＥＭ：０．００５～０．０５０％、から選択される１種または２種以上を含有し、
残部：Ｆｅおよび不純物であり、
下記（４）式で表されるＭｄ３０値が－３００℃以上０℃以下の範囲であり、
引張強さが１５００ＭＰａ以上であり、伸び率が１．６％以上である、プレストレストコンクリート用緊張材用のオーステナイト－フェライト二相ステンレス鋼線。
Ｍｄ３０（℃）＝５５１－４６２（Ｃ＋Ｎ）－９．２Ｓｉ－８．１Ｍｎ－１３．７Ｃｒ－２９（Ｎｉ＋Ｃｕ）－１８．５Ｍｏ－６８Ｎｂ … （４）
ただし、（４）式における元素記号は各元素の含有量（質量％）であり、含有しない元素は０質量％を代入する。
【請求項5】
伸線方向に平行断面のγ相またはα相の横／縦比が４５以下であり、鋼線表面粗さＲａが０．５μｍ～２．０μｍであり、鋼線径２．５ｍｍ～１９ｍｍである、請求項３または請求項４に記載のプレストレストコンクリート用緊張材用のオーステナイト－フェライト二相ステンレス鋼線。
【請求項6】
請求項３乃至請求項５の何れか一項に記載のプレストレストコンクリート用緊張材用のオーステナイト－フェライト二相ステンレス鋼線からなる、プレストレストコンクリート用緊張材。
【請求項7】
請求項３乃至請求項５の何れか一項に記載のプレストレストコンクリート用緊張材用のオーステナイト－フェライト二相ステンレス鋼線の撚り線からなる、プレストレストコンクリート用緊張材。
【請求項8】
撚りピッチが撚り線径ｄの１４倍以上２０倍以下である、請求項７に記載のプレストレストコンクリート用緊張材。
【請求項9】
請求項３乃至請求項５の何れか一項に記載のプレストレストコンクリート用緊張材用のオーステナイト－フェライト二相ステンレス鋼線からなる撚り線を２００℃～６５０℃で５～１２０分の熱処理を行う、プレストレストコンクリート用緊張材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、プレストレストコンクリート用緊張材用のオーステナイト－フェライト二相ステンレス鋼線材、オーステナイト－フェライト二相ステンレス鋼線及びプレストレストコンクリート用緊張材に関する。
【背景技術】
【0002】
コンクリートには、引張力に弱く圧縮力に強いという特性がある。このため、荷重が作用する前にコンクリートに圧縮力がかかった状態（プレストレス）とし、荷重を受けた時にコンクリートに引張応力が発生しないようにするプレストレストコンクリートが用いられている。プレストレストコンクリートの緊張材にはＰＣ鋼線またはＰＣ鋼撚り線が用いられている。
【0003】
ＰＣ鋼線またはＰＣ鋼撚り線は、経済的に安価で、高強度かつ高伸び値の得られるピアノ線等の高炭素硬鋼線が多く用いられる。しかし、コンクリートの中性化や、道路凍結防止剤等に含まれる塩化物イオンがコンクリート構造物内部へ侵入する等により、鋼線が腐食し、コンクリート構造物の寿命を大きく損なうことがある。
【0004】
そのため、高炭素硬鋼線に樹脂被覆を施した被覆鋼線や、被覆を行わないステンレス鋼線が提唱され、実際に使用されているが、前者の被覆鋼線では、工事施工時の被覆損傷等により、所定の耐食性能を得られないことがある。また、後者のステンレス鋼線については、緊張材という性格上、常時相当な引張応力が付加されることから、ＳＵＳ３０４等のオーステナイト系ステンレス鋼では応力腐食割れによる破断懸念がある。
【0005】
そこで、近年では、耐応力腐食割れ特性に優れた二相ステンレス鋼が提唱されている。下記特許文献１、２には、二相ステンレス鋼の一例が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】国際公開第２０１５／１９０４２２号
【特許文献2】特許第６１４１８２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
特許文献１に記載された高強度複相ステンレス鋼線は、ばね用部品として好適な剛性率と捻り加工性に優れた鋼線とされており、剛性率を確保するためにＭｄ３０値が－１５～４５の範囲にされている。このようなＭｄ３０値を有するステンレス鋼に対して、冷間伸線を施すと、加工誘起マルテンサイト相が多量に生成して鋼が硬化し、延性が低下して伸びが大幅に不足することになる。伸びが不足した鋼線をプレストレストコンクリートの緊張材に適用すると、プレストレストコンクリートに荷重が加わった際に緊張材が破断するおそれがある。このように、特許文献１に記載の高強度複相ステンレス鋼線は、プレストレストコンクリート用緊張材として使用することは適切ではない。
【0008】
また、特許文献２に記載されたフェライト・オーステナイト系ステンレス鋼においては、オーステナイト相の安定化のためＮｉを０．８％以上含有し、一方でコスト削減のためにＮｉ量を１．５％以下にしているが、Ｎｉが１．５％以下の二相ステンレス鋼をＰＣ鋼線に適用すると、コンクリートの中性化または塩化物イオンのコンクリートへの侵入により、応力腐食割れが発生するおそれがある。
【0009】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、高強度で伸び率が高く、かつ、耐応力腐食割れ性に優れ、プレストレストコンクリートの緊張材の素材となる、オーステナイト－フェライト二相ステンレス鋼線材を提供することを課題とする。また、本発明は、高強度で伸び率が高く、かつ、耐応力腐食割れ性に優れ、プレストレストコンクリートの緊張材として使用可能な、オーステナイト－フェライト二相ステンレス鋼線を提供することを課題とする。更に、本発明は、高強度で伸び率が高く、耐応力腐食割れ性に優れたプレストレストコンクリート用緊張材を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明の要旨は以下の通りである。
［１］ オーステナイト相およびフェライト相を有するオーステナイト－フェライト二相ステンレス鋼線材であって、
質量％で、
Ｃ：０．０６％以下、
Ｓｉ：２．５％以下、
Ｍｎ：５．５％以下、
Ｐ：０．０４０％以下、
Ｓ：０．０３０％以下、
Ｎｉ：１．５％超８．５％以下、
Ｃｒ：１９．０％以上２９．０％以下、
Ｍｏ：０．６０％超７．０％以下、
Ｎ：０．０６％以上０．４０％以下、
Ｃｕ：０．０５％以上２．０％以下、
Ａｌ：０～０．３％、
Ｎｂ：０～１．０％
Ｔｉ：０～１．０％、
Ｃｏ：０～１．０％、
Ｃａ：０～０．００５０％、
Ｍｇ：０～０．００５０％、
Ｂ：０～０．００４０％、
Ｖ：０～１．０％、
Ｚｒ：０～０．０２％、
Ｔａ：０～０．０７％、
Ｗ：０～１．０％、
Ｓｎ：０～１．０％、
ＲＥＭ：０～０．０５０％、
残部：Ｆｅおよび不純物、であり、
下記（１）式で表されるＭｄ３０値が－３００℃以上０℃以下の範囲であり、
金属組織における前記フェライト相の割合が体積分率で３５．０％～６５．０％である、プレストレストコンクリート用緊張材用のオーステナイト－フェライト二相ステンレス鋼線材。
Ｍｄ３０（℃）＝５５１－４６２（Ｃ＋Ｎ）－９．２Ｓｉ－８．１Ｍｎ－１３．７Ｃｒ－２９（Ｎｉ＋Ｃｕ）－１８．５Ｍｏ－６８Ｎｂ … （１）
ただし、（１）式における元素記号は各元素の含有量（質量％）であり、含有しない元素は０質量％を代入する。
［２］ オーステナイト相およびフェライト相を有するオーステナイト－フェライト二相ステンレス鋼線材であって、
質量％で、
Ｃ：０．０６％以下、
Ｓｉ：１．０％以下、
Ｍｎ：５．５％以下、
Ｐ：０．０４０％以下、
Ｓ：０．０３０％以下、
Ｎｉ：１．５％超８．５％以下、
Ｃｒ：２０．０％以上２８．０％以下、
Ｍｏ：０．６０％超６．５％以下、
Ｎ：０．０６％以上０．４０％以下、
Ｃｕ：０．０５％以上２．０％以下、を含有し、
更に、
Ａｌ：０．０１～０．１％、
Ｎｂ：０．０１～１．０％、
Ｔｉ：０．０１～１．０％、
Ｃｏ：０．０２～１．０％、
Ｃａ：０．０００５～０．００５０％、
Ｍｇ：０．０００５～０．００５０％、
Ｂ：０．０００１～０．００３０％、
Ｖ：０．０３～１．０％、
Ｚｒ：０．００３～０．０２％、
Ｔａ：０．０１～０．０７％、
Ｗ：０．０５～１．０％、
Ｓｎ：０．００５～１．０％、
ＲＥＭ：０．００５～０．０５０％、から選択される１種または２種以上を含有し、残部：Ｆｅおよび不純物、であり、
下記（２）式で表されるＭｄ３０値が－３００℃以上０℃以下の範囲であり、
金属組織における前記フェライト相の割合が体積分率で３５．０％～６５．０％である、プレストレストコンクリート用緊張材用のオーステナイト－フェライト二相ステンレス鋼線材。
Ｍｄ３０（℃）＝５５１－４６２（Ｃ＋Ｎ）－９．２Ｓｉ－８．１Ｍｎ－１３．７Ｃｒ－２９（Ｎｉ＋Ｃｕ）－１８．５Ｍｏ－６８Ｎｂ … （２）
ただし、（２）式における元素記号は各元素の含有量（質量％）であり、含有しない元素は０質量％を代入する。
［３］ オーステナイト相およびフェライト相を有する二相ステンレス鋼からなるオーステナイト－フェライト二相ステンレス鋼線であって、
Ｃ：０．０６％以下、
Ｓｉ：２．５％以下、
Ｍｎ：５．５％以下、
Ｐ：０．０４０％以下、
Ｓ：０．０３０％以下、
Ｎｉ：１．５％超８．５％以下、
Ｃｒ：１９．０％以上２９．０％以下、
Ｍｏ：０．６０％超７．０％以下、
Ｎ：０．０６％以上０．４０％以下、
Ｃｕ：０．０５％以上２．０％以下、
Ａｌ：０～０．３％、
Ｎｂ：０～１．０％
Ｔｉ：０～１．０％、
Ｃｏ：０～１．０％、
Ｃａ：０～０．００５０％、
Ｍｇ：０～０．００５０％、
Ｂ：０～０．００４０％、
Ｖ：０～１．０％、
Ｚｒ：０～０．０２％、
Ｔａ：０～０．０７％、
Ｗ：０～１．０％、
Ｓｎ：０～１．０％、
ＲＥＭ：０～０．０５０％、
残部：Ｆｅおよび不純物、であり、
下記（３）式で表されるＭｄ３０値が－３００℃以上０℃以下の範囲であり、
引張強さが１５００ＭＰａ以上であり、伸び率が１．６％以上である、プレストレストコンクリート用緊張材用のオーステナイト－フェライト二相ステンレス鋼線。
Ｍｄ３０（℃）＝５５１－４６２（Ｃ＋Ｎ）－９．２Ｓｉ－８．１Ｍｎ－１３．７Ｃｒ－２９（Ｎｉ＋Ｃｕ）－１８．５Ｍｏ－６８Ｎｂ … （３）
ただし、（３）式における元素記号は各元素の含有量（質量％）であり、含有しない元素は０質量％を代入する。
［４］ オーステナイト相およびフェライト相を有する二相ステンレス鋼からなるオーステナイト－フェライト二相ステンレス鋼線であって、
Ｃ：０．０６％以下、
Ｓｉ：１．０％以下、
Ｍｎ：５．５％以下、
Ｐ：０．０４０％以下、
Ｓ：０．０３０％以下、
Ｎｉ：１．５％超８．５％以下、
Ｃｒ：２０．０％以上２８．０％以下、
Ｍｏ：０．６０％超６．５％以下、
Ｎ：０．０６％以上０．４０％以下、
Ｃｕ：０．０５％以上２．０％以下、を含有し、
更に、
Ａｌ：０．０１～０．１％、
Ｎｂ：０．０１～１．０％、
Ｔｉ：０．０１～１．０％、
Ｃｏ：０．０２～１．０％、
Ｃａ：０．０００５～０．００５０％、
Ｍｇ：０．０００５～０．００５０％、
Ｂ：０．０００１～０．００３０％、
Ｖ：０．０３～１．０％、
Ｚｒ：０．００３～０．０２％、
Ｔａ：０．０１～０．０７％、
Ｗ：０．０５～１．０％、
Ｓｎ：０．００５～１．０％、
ＲＥＭ：０．００５～０．０５０％、から選択される１種または２種以上を含有し、
残部：Ｆｅおよび不純物であり、
下記（４）式で表されるＭｄ３０値が－３００℃以上０℃以下の範囲であり、
引張強さが１５００ＭＰａ以上であり、伸び率が１．６％以上である、プレストレストコンクリート用緊張材用のオーステナイト－フェライト二相ステンレス鋼線。
Ｍｄ３０（℃）＝５５１－４６２（Ｃ＋Ｎ）－９．２Ｓｉ－８．１Ｍｎ－１３．７Ｃｒ－２９（Ｎｉ＋Ｃｕ）－１８．５Ｍｏ－６８Ｎｂ … （４）
ただし、（４）式における元素記号は各元素の含有量（質量％）であり、含有しない元素は０質量％を代入する。
［５］ 伸線方向に平行断面のγ相またはα相の横／縦比が４５以下であり、鋼線表面粗さＲａが０．５μｍ～２．０μｍであり、鋼線径２．５ｍｍ～１９ｍｍである、［３］または［４］に記載のプレストレストコンクリート用緊張材用のオーステナイト－フェライト二相ステンレス鋼線。
［６］ ［３］乃至［５］の何れか一項に記載のプレストレストコンクリート用緊張材用のオーステナイト－フェライト二相ステンレス鋼線からなる、プレストレストコンクリート用緊張材。
［７］ ［３］乃至［５］の何れか一項に記載のプレストレストコンクリート用緊張材用のオーステナイト－フェライト二相ステンレス鋼線の撚り線からなる、プレストレストコンクリート用緊張材。
［８］ 撚りピッチが撚り線径ｄの１４倍以上２０倍以下である、［７］に記載のプレストレストコンクリート用緊張材。
［９］ ［３］乃至［５］の何れか一項に記載のプレストレストコンクリート用緊張材用のオーステナイト－フェライト二相ステンレス鋼線からなる撚り線を２００℃～６５０℃で５～１２０分の熱処理を行う、プレストレストコンクリート用緊張材の製造方法。
［１］ オーステナイト相およびフェライト相を有するオーステナイト－フェライト二相ステンレス鋼線材であって、
質量％で、
Ｃ：０．０６％以下、
Ｓｉ：２．５％以下、
Ｍｎ：５．５％以下、
Ｐ：０．０４０％以下、
Ｓ：０．０３０％以下、
Ｎｉ：１．５％超８．５％以下、
Ｃｒ：１９．０％以上２９．０％以下、
Ｍｏ：０．６０％超７．０％以下、
Ｎ：０．０６％以上０．４０％以下、
Ｃｕ：０．０５％以上２．０％以下、
Ａｌ：０～０．３％、
Ｎｂ：０～１．０％
Ｔｉ：０～１．０％、
Ｃｏ：０～１．０％、
Ｃａ：０～０．００５０％、
Ｍｇ：０～０．００５０％、
Ｂ：０～０．００４０％、
Ｖ：０～１．０％、
Ｚｒ：０～０．０２％、
Ｔａ：０～０．０７％、
Ｗ：０～１．０％、
Ｓｎ：０～１．０％、
ＲＥＭ：０～０．０５０％、
残部：Ｆｅおよび不純物、であり、
下記（１）式で表されるＭｄ３０値が－３００℃以上０℃以下の範囲であり、
金属組織における前記フェライト相の割合が体積分率で３５．０％～６５．０％である、プレストレストコンクリート用緊張材用のオーステナイト－フェライト二相ステンレス鋼線材。
Ｍｄ３０（℃）＝５５１－４６２（Ｃ＋Ｎ）－９．２Ｓｉ－８．１Ｍｎ－１３．７Ｃｒ－２９（Ｎｉ＋Ｃｕ）－１８．５Ｍｏ－６８Ｎｂ … （１）
ただし、（１）式における元素記号は各元素の含有量（質量％）であり、含有しない元素は０質量％を代入する。
［２］ オーステナイト相およびフェライト相を有するオーステナイト－フェライト二相ステンレス鋼線材であって、
質量％で、
Ｃ：０．０６％以下、
Ｓｉ：１．０％以下、
Ｍｎ：５．５％以下、
Ｐ：０．０４０％以下、
Ｓ：０．０３０％以下、
Ｎｉ：１．５％超８．５％以下、
Ｃｒ：２０．０％以上２８．０％以下、
Ｍｏ：０．６０％超６．５％以下、
Ｎ：０．０６％以上０．４０％以下、
Ｃｕ：０．０５％以上２．０％以下、を含有し、
更に、
Ａｌ：０．０１～０．１％、
Ｎｂ：０．０１～１．０％、
Ｔｉ：０．０１～１．０％、
Ｃｏ：０．０２～１．０％、
Ｃａ：０．０００５～０．００５０％、
Ｍｇ：０．０００５～０．００５０％、
Ｂ：０．０００１～０．００３０％、
Ｖ：０．０３～１．０％、
Ｚｒ：０．００３～０．０２％、
Ｔａ：０．０１～０．０７％、
Ｗ：０．０５～１．０％、
Ｓｎ：０．００５～１．０％、
ＲＥＭ：０．００５～０．０５０％、から選択される１種または２種以上を含有し、残部：Ｆｅおよび不純物、であり、
下記（２）式で表されるＭｄ３０値が－３００℃以上０℃以下の範囲であり、
金属組織における前記フェライト相の割合が体積分率で３５．０％～６５．０％である、プレストレストコンクリート用緊張材用のオーステナイト－フェライト二相ステンレス鋼線材。
Ｍｄ３０（℃）＝５５１－４６２（Ｃ＋Ｎ）－９．２Ｓｉ－８．１Ｍｎ－１３．７Ｃｒ－２９（Ｎｉ＋Ｃｕ）－１８．５Ｍｏ－６８Ｎｂ … （２）
ただし、（２）式における元素記号は各元素の含有量（質量％）であり、含有しない元素は０質量％を代入する。
［３］ オーステナイト相およびフェライト相を有する二相ステンレス鋼からなるオーステナイト－フェライト二相ステンレス鋼線であって、
Ｃ：０．０６％以下、
Ｓｉ：２．５％以下、
Ｍｎ：５．５％以下、
Ｐ：０．０４０％以下、
Ｓ：０．０３０％以下、
Ｎｉ：１．５％超８．５％以下、
Ｃｒ：１９．０％以上２９．０％以下、
Ｍｏ：０．６０％超７．０％以下、
Ｎ：０．０６％以上０．４０％以下、
Ｃｕ：０．０５％以上２．０％以下、
Ａｌ：０～０．３％、
Ｎｂ：０～１．０％
Ｔｉ：０～１．０％、
Ｃｏ：０～１．０％、
Ｃａ：０～０．００５０％、
Ｍｇ：０～０．００５０％、
Ｂ：０～０．００４０％、
Ｖ：０～１．０％、
Ｚｒ：０～０．０２％、
Ｔａ：０～０．０７％、
Ｗ：０～１．０％、
Ｓｎ：０～１．０％、
ＲＥＭ：０～０．０５０％、
残部：Ｆｅおよび不純物、であり、
下記（３）式で表されるＭｄ３０値が－３００℃以上０℃以下の範囲であり、
引張強さが１５００ＭＰａ以上であり、伸び率が１．６％以上である、プレストレストコンクリート用緊張材用のオーステナイト－フェライト二相ステンレス鋼線。
Ｍｄ３０（℃）＝５５１－４６２（Ｃ＋Ｎ）－９．２Ｓｉ－８．１Ｍｎ－１３．７Ｃｒ－２９（Ｎｉ＋Ｃｕ）－１８．５Ｍｏ－６８Ｎｂ … （３）
ただし、（３）式における元素記号は各元素の含有量（質量％）であり、含有しない元素は０質量％を代入する。
［４］ オーステナイト相およびフェライト相を有する二相ステンレス鋼からなるオーステナイト－フェライト二相ステンレス鋼線であって、
Ｃ：０．０６％以下、
Ｓｉ：１．０％以下、
Ｍｎ：５．５％以下、
Ｐ：０．０４０％以下、
Ｓ：０．０３０％以下、
Ｎｉ：１．５％超８．５％以下、
Ｃｒ：２０．０％以上２８．０％以下、
Ｍｏ：０．６０％超６．５％以下、
Ｎ：０．０６％以上０．４０％以下、
Ｃｕ：０．０５％以上２．０％以下、を含有し、
更に、
Ａｌ：０．０１～０．１％、
Ｎｂ：０．０１～１．０％、
Ｔｉ：０．０１～１．０％、
Ｃｏ：０．０２～１．０％、
Ｃａ：０．０００５～０．００５０％、
Ｍｇ：０．０００５～０．００５０％、
Ｂ：０．０００１～０．００３０％、
Ｖ：０．０３～１．０％、
Ｚｒ：０．００３～０．０２％、
Ｔａ：０．０１～０．０７％、
Ｗ：０．０５～１．０％、
Ｓｎ：０．００５～１．０％、
ＲＥＭ：０．００５～０．０５０％、から選択される１種または２種以上を含有し、
残部：Ｆｅおよび不純物であり、
下記（４）式で表されるＭｄ３０値が－３００℃以上０℃以下の範囲であり、
引張強さが１５００ＭＰａ以上であり、伸び率が１．６％以上である、プレストレストコンクリート用緊張材用のオーステナイト－フェライト二相ステンレス鋼線。
Ｍｄ３０（℃）＝５５１－４６２（Ｃ＋Ｎ）－９．２Ｓｉ－８．１Ｍｎ－１３．７Ｃｒ－２９（Ｎｉ＋Ｃｕ）－１８．５Ｍｏ－６８Ｎｂ … （４）
ただし、（４）式における元素記号は各元素の含有量（質量％）であり、含有しない元素は０質量％を代入する。
［５］ 伸線方向に平行断面のγ相またはα相の横／縦比が４５以下であり、鋼線表面粗さＲａが０．５μｍ～２．０μｍであり、鋼線径２．５ｍｍ～１９ｍｍである、［３］または［４］に記載のプレストレストコンクリート用緊張材用のオーステナイト－フェライト二相ステンレス鋼線。
［６］ ［３］乃至［５］の何れか一項に記載のプレストレストコンクリート用緊張材用のオーステナイト－フェライト二相ステンレス鋼線からなる、プレストレストコンクリート用緊張材。
［７］ ［３］乃至［５］の何れか一項に記載のプレストレストコンクリート用緊張材用のオーステナイト－フェライト二相ステンレス鋼線の撚り線からなる、プレストレストコンクリート用緊張材。
［８］ 撚りピッチが撚り線径ｄの１４倍以上２０倍以下である、［７］に記載のプレストレストコンクリート用緊張材。
［９］ ［３］乃至［５］の何れか一項に記載のプレストレストコンクリート用緊張材用のオーステナイト－フェライト二相ステンレス鋼線からなる撚り線を２００℃～６５０℃で５～１２０分の熱処理を行う、プレストレストコンクリート用緊張材の製造方法。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、高強度で伸び率が高く、かつ、耐応力腐食割れ性に優れ、プレストレストコンクリートの緊張材の素材となる、オーステナイト－フェライト二相ステンレス鋼線材を提供できる。また、本発明によれば、高強度で伸び率が高く、かつ、耐応力腐食割れ性に優れ、プレストレストコンクリートの緊張材として使用可能な、オーステナイト－フェライト二相ステンレス鋼線を提供できる。更に、本発明によれば、高強度で伸び率が高く、耐応力腐食割れ性に優れたプレストレストコンクリート用緊張材を提供できる。
【発明を実施するための形態】
【0012】
本発明の実施形態であるプレストレストコンクリート用緊張材用のオーステナイト－フェライト二相ステンレス鋼線材（以下、二相ステンレス鋼線材という）は、オーステナイト相およびフェライト相を有し、質量％で、Ｃ：０．０６％以下、Ｓｉ：２．５％以下、Ｍｎ：５．５％以下、Ｐ：０．０４０％以下、Ｓ：０．０３０％以下、Ｎｉ：１．５％超８．５％以下、Ｃｒ：１９．０％以上２９．０％以下、Ｍｏ：０．６０％超７．０％以下、Ｎ：０．０６％以上０．４０％以下、Ｃｕ：０．０５％以上２．０％以下、Ａｌ：０～０．３％、Ｎｂ：０～１．０％、Ｔｉ：０～１．０％、Ｃｏ：０～１．０％、Ｃａ：０～０．００５０％、Ｍｇ：０～０．００５０％、Ｂ：０～０．００４０％、Ｖ：０～１．０％、Ｚｒ：０～０．０２％、Ｔａ：０～０．０７％、Ｗ：０～１．０％、Ｓｎ：０～１．０％、ＲＥＭ：０～０．０５０％、残部：Ｆｅおよび不純物、であり、下記（１）式で表されるＭｄ３０値が－３００℃以上０℃以下の範囲であり、金属組織におけるフェライト相の割合が体積分率で３５．０％～６５．０％である、二相ステンレス鋼線材である。
次に、本発明の実施形態であるプレストレストコンクリート用緊張材用の二相ステンレス鋼線（以下、二相ステンレス鋼線という）は、オーステナイト相およびフェライト相を有し、Ｃ：０．０６％以下、Ｓｉ：２．５％以下、Ｍｎ：５．５％以下、Ｐ：０．０４０％以下、Ｓ：０．０３０％以下、Ｎｉ：１．５％超８．５％以下、Ｃｒ：１９．０％以上２９．０％以下、Ｍｏ：０．６０％超７．０％以下、Ｎ：０．０６％以上０．４０％以下、Ｃｕ：０．０５％以上２．０％以下、Ａｌ：０～０．３％、Ｎｂ：０～１．０％、Ｔｉ：０～１．０％、Ｃｏ：０～１．０％、Ｃａ：０～０．００５０％、Ｍｇ：０～０．００５０％、Ｂ：０～０．００４０％、Ｖ：０～１．０％、Ｚｒ：０～０．０２％、Ｔａ：０～０．０７％、Ｗ：０～１．０％、Ｓｎ：０～１．０％、ＲＥＭ：０～０．０５０％、残部：Ｆｅおよび不純物、であり、下記（１）式で表されるＭｄ３０値が－３００℃以上０℃以下の範囲であり、引張強さが１５００ＭＰａ以上であり、伸び率が１．６％以上である、二相ステンレス鋼線である。
次に、本発明の実施形態であるプレストレストコンクリート用緊張材用の二相ステンレス鋼線（以下、二相ステンレス鋼線という）は、オーステナイト相およびフェライト相を有し、Ｃ：０．０６％以下、Ｓｉ：２．５％以下、Ｍｎ：５．５％以下、Ｐ：０．０４０％以下、Ｓ：０．０３０％以下、Ｎｉ：１．５％超８．５％以下、Ｃｒ：１９．０％以上２９．０％以下、Ｍｏ：０．６０％超７．０％以下、Ｎ：０．０６％以上０．４０％以下、Ｃｕ：０．０５％以上２．０％以下、Ａｌ：０～０．３％、Ｎｂ：０～１．０％、Ｔｉ：０～１．０％、Ｃｏ：０～１．０％、Ｃａ：０～０．００５０％、Ｍｇ：０～０．００５０％、Ｂ：０～０．００４０％、Ｖ：０～１．０％、Ｚｒ：０～０．０２％、Ｔａ：０～０．０７％、Ｗ：０～１．０％、Ｓｎ：０～１．０％、ＲＥＭ：０～０．０５０％、残部：Ｆｅおよび不純物、であり、下記（１）式で表されるＭｄ３０値が－３００℃以上０℃以下の範囲であり、引張強さが１５００ＭＰａ以上であり、伸び率が１．６％以上である、二相ステンレス鋼線である。
【0013】
Ｍｄ３０（℃）＝５５１－４６２（Ｃ＋Ｎ）－９．２Ｓｉ－８．１Ｍｎ－１３．７Ｃｒ－２９（Ｎｉ＋Ｃｕ）－１８．５Ｍｏ－６８Ｎｂ … （１）
ただし、（１）式における元素記号は各元素の含有量（質量％）であり、含有しない元素は０質量％を代入する。
ただし、（１）式における元素記号は各元素の含有量（質量％）であり、含有しない元素は０質量％を代入する。
【0014】
以下に、先ず、二相ステンレス鋼線材及び二相ステンレス鋼線の成分組成の限定理由について説明する。なお、以下の説明における（％）は、特に説明がない限り、質量％である。
【0015】
Ｃ：０．０６％以下
Ｃは、伸線加工後に高強度を得るために、０．０１％以上含有することが好ましい。しかしながら、Ｃが０．０６％を超えると、伸びが低下するため、Ｃ量は０．０６％以下とし、好ましくは０．０２％以下とする。また、Ｃ量が０．０１％未満になると、強度が不足するおそれがある。以上から、Ｃ量は０．０６％以下が好ましく、０．０１％以上０．０６％以下がより好ましく、０．０１％以上０．０２％以下が更に好ましい。
Ｃは、伸線加工後に高強度を得るために、０．０１％以上含有することが好ましい。しかしながら、Ｃが０．０６％を超えると、伸びが低下するため、Ｃ量は０．０６％以下とし、好ましくは０．０２％以下とする。また、Ｃ量が０．０１％未満になると、強度が不足するおそれがある。以上から、Ｃ量は０．０６％以下が好ましく、０．０１％以上０．０６％以下がより好ましく、０．０１％以上０．０２％以下が更に好ましい。
【0016】
Ｓｉ：２．５％以下
Ｓｉは、脱酸を行い、脱酸生成物を少なくして強度特性を確保するために０．０５％以上含有することが好ましい。より好ましくは、Ｓｉ量を０．２％以上とする。しかしながら、Ｓｉが、２．５％を超えると、その効果は飽和するばかりか、伸線加工性と捻り加工性が悪くなる。従って、Ｓｉ量は２．５％以下が好ましく、０．１０％以下でもよく、０．０５％以上１．０％以下がより好ましい。
Ｓｉは、脱酸を行い、脱酸生成物を少なくして強度特性を確保するために０．０５％以上含有することが好ましい。より好ましくは、Ｓｉ量を０．２％以上とする。しかしながら、Ｓｉが、２．５％を超えると、その効果は飽和するばかりか、伸線加工性と捻り加工性が悪くなる。従って、Ｓｉ量は２．５％以下が好ましく、０．１０％以下でもよく、０．０５％以上１．０％以下がより好ましい。
【0017】
Ｍｎ：５．５％以下
Ｍｎは、高価なＮｉの代替元素として有効である。また、Ｍｎは、捻り加工性を高める効果を有する。これらの効果を享受するため、Ｍｎ量は０．１％以上含有することが好ましい。Ｍｎ量は好ましくは１．０％以上である。しかしながら、Ｍｎが５．５％を超えると、捻り加工性を劣化させる。従って、Ｍｎは０．１％以上が好ましく、１．０％以上がより好ましい。また、Ｍｎは５．５％以下が好ましい。
Ｍｎは、高価なＮｉの代替元素として有効である。また、Ｍｎは、捻り加工性を高める効果を有する。これらの効果を享受するため、Ｍｎ量は０．１％以上含有することが好ましい。Ｍｎ量は好ましくは１．０％以上である。しかしながら、Ｍｎが５．５％を超えると、捻り加工性を劣化させる。従って、Ｍｎは０．１％以上が好ましく、１．０％以上がより好ましい。また、Ｍｎは５．５％以下が好ましい。
【0018】
Ｐ：０．０４０％以下
Ｐは、鋼板中に不可避的に含有される元素であるが、熱間加工性を劣化させるため、Ｐ含有量は０．０４０％以下とする。Ｐ含有量は、好ましくは、０．０３０％以下である。さらに好ましくは０．０２０％以下である。Ｐは少ないほど好ましいため下限は特に限定しないが、コストの観点から、Ｐ含有量は０．０００１％以上としてもよい。
Ｐは、鋼板中に不可避的に含有される元素であるが、熱間加工性を劣化させるため、Ｐ含有量は０．０４０％以下とする。Ｐ含有量は、好ましくは、０．０３０％以下である。さらに好ましくは０．０２０％以下である。Ｐは少ないほど好ましいため下限は特に限定しないが、コストの観点から、Ｐ含有量は０．０００１％以上としてもよい。
【0019】
Ｓ：０．０３０％以下
ＳはＰと同様に鋼中に不可避的に含有される元素であるが、熱間加工性、靭性、耐食性を劣化させる。そのため、Ｓ含有量は０．０３０％以下とする。好ましくは０．０１０％以下である。さらに好ましくは０．００５％以下である。Ｓは少ないほど好ましいためＳ含有量の下限は特に限定しないが、コストの観点から、Ｓ含有量は０．０００１％以上としてもよい。
ＳはＰと同様に鋼中に不可避的に含有される元素であるが、熱間加工性、靭性、耐食性を劣化させる。そのため、Ｓ含有量は０．０３０％以下とする。好ましくは０．０１０％以下である。さらに好ましくは０．００５％以下である。Ｓは少ないほど好ましいためＳ含有量の下限は特に限定しないが、コストの観点から、Ｓ含有量は０．０００１％以上としてもよい。
【0020】
Ｎｉ：１．５％超８．５％以下
Ｎｉは、耐応力腐食割れ性と捻り加工性を確保するため、１．５％超含有する。好ましくは、Ｎｉ量を２．０％以上とする。しかしながら、８．５％超のＮｉを含有すると、Ｍｄ３０値が低くなり、強度が低下する。そのため、Ｎｉ量の上限を８．５％以下にする。Ｎｉ量は、好ましくは、８．０％以下である。
Ｎｉは、耐応力腐食割れ性と捻り加工性を確保するため、１．５％超含有する。好ましくは、Ｎｉ量を２．０％以上とする。しかしながら、８．５％超のＮｉを含有すると、Ｍｄ３０値が低くなり、強度が低下する。そのため、Ｎｉ量の上限を８．５％以下にする。Ｎｉ量は、好ましくは、８．０％以下である。
【0021】
Ｃｒ：１９．０％以上２９．０％以下
Ｃｒは、耐食性を確保するため、１９．０％以上を含有する。しかしながら、Ｃｒが２９．０％を超えると、Ｍｄ３０値が低くなり、強度が低下する。そのため、Ｃｒ量を２９．０％以下にする。Ｃｒ量は好ましくは２８．０％以下または２４．０％以下である。Ｃｒ量は２０．０％以上でもよい。
Ｃｒは、耐食性を確保するため、１９．０％以上を含有する。しかしながら、Ｃｒが２９．０％を超えると、Ｍｄ３０値が低くなり、強度が低下する。そのため、Ｃｒ量を２９．０％以下にする。Ｃｒ量は好ましくは２８．０％以下または２４．０％以下である。Ｃｒ量は２０．０％以上でもよい。
【0022】
Ｍｏ：０．６０％超７．０％以下
Ｍｏは、耐食性を向上させる効果を有するため、０．６％超含有させることが好ましい。しかしながら、Ｍｏが７．０％を超えると、その効果は飽和するばかりか、Ｍｄ３０値が低くなり、強度が低下するおそれがある。そのため、Ｍｏ量は７．０％以下が好ましい。Ｍｏ量はより好ましくは６．５％以下または５．０％以下である。
Ｍｏは、耐食性を向上させる効果を有するため、０．６％超含有させることが好ましい。しかしながら、Ｍｏが７．０％を超えると、その効果は飽和するばかりか、Ｍｄ３０値が低くなり、強度が低下するおそれがある。そのため、Ｍｏ量は７．０％以下が好ましい。Ｍｏ量はより好ましくは６．５％以下または５．０％以下である。
【0023】
Ｎ：０．０６％以上０．４０％以下
Ｎは、強度を確保するために、０．０６％以上含有する。より好ましくはＮ量を０．１０％以上とする。しかしながら、Ｎが０．４０％を超えると、Ｍｄ３０値が低くなり、強度が低下するおそれがあるばかりか、製鋼プロセスで窒素のブローホールが生成して製造性を大幅に劣化させる。そのため、Ｎ量を０．４０％以下とする。Ｎ量は、より好ましくは０．３５％以下である。
Ｎは、強度を確保するために、０．０６％以上含有する。より好ましくはＮ量を０．１０％以上とする。しかしながら、Ｎが０．４０％を超えると、Ｍｄ３０値が低くなり、強度が低下するおそれがあるばかりか、製鋼プロセスで窒素のブローホールが生成して製造性を大幅に劣化させる。そのため、Ｎ量を０．４０％以下とする。Ｎ量は、より好ましくは０．３５％以下である。
【0024】
Ｃｕ：０．０５％以上２．０％以下
Ｃｕは、微細Ｃｕ析出物として強度や伸びの向上に寄与させることができるため、０．０５％以上含有させることが好ましい。しかしながら、Ｃｕが２．０％を超えて含有すると、Ｍｄ３０値が低くなり、強度が低下するおそれがある。そのため、Ｃｕ量を２．０％以下とする。Ｃｕ量は、より好ましくは１．５％以下である。
Ｃｕは、微細Ｃｕ析出物として強度や伸びの向上に寄与させることができるため、０．０５％以上含有させることが好ましい。しかしながら、Ｃｕが２．０％を超えて含有すると、Ｍｄ３０値が低くなり、強度が低下するおそれがある。そのため、Ｃｕ量を２．０％以下とする。Ｃｕ量は、より好ましくは１．５％以下である。
【0025】
また、本実施形態では、Ａｌ：０．３％以下、Ｎｂ：１．０％以下、Ｔｉ：１．０％以下、Ｃｏ：１．０％以下、Ｃａ：０．００５０％以下、Ｍｇ：０．００５０％以下、Ｂ：０．００４０％以下、Ｖ：１．０％以下、Ｚｒ：０．０２％以下、Ｔａ：０．０７％以下、Ｗ：１．０％以下、Ｓｎ：１．０％以下、ＲＥＭ：０．０５０％以下、から選択される１種または２種以上を含有してもよい。これらの元素の下限は０％以上である。
【0026】
Ａｌ：０～０．３％
Ａｌは、鋼の脱酸のために用いられる元素である。このため、必要に応じてＡｌを含有させてもよい。しかしながら、Ａｌを、０．３％を超えて含有させると、鋼の靭性を阻害する。このため、Ａｌ含有量は０．３％以下とし、０．１％以下または０．０５％以下であるのが好ましい。一方、上記効果を得るためには、Ａｌ含有量は０．０１％以上であるのが好ましい。
Ａｌは、鋼の脱酸のために用いられる元素である。このため、必要に応じてＡｌを含有させてもよい。しかしながら、Ａｌを、０．３％を超えて含有させると、鋼の靭性を阻害する。このため、Ａｌ含有量は０．３％以下とし、０．１％以下または０．０５％以下であるのが好ましい。一方、上記効果を得るためには、Ａｌ含有量は０．０１％以上であるのが好ましい。
【0027】
Ｎｂ：０～１．０％
Ｎｂは、Ｔｉと同様に含有させることで、Ｃおよび／またはＳの耐食性への悪影響を抑制することができる。このため、必要に応じてＮｂを含有させてもよい。しかしながら、Ｎｂを過剰に含有させると、粗大な析出物により靱性低下を生じるため、Ｎｂ含有量は１．０％以下とし、０．８０％以下であるのが好ましい。一方、上記効果を得るためには、Ｎｂ含有量は０．０１％以上であるのが好ましく、０．０５％以上であるのがより好ましい。
Ｎｂは、Ｔｉと同様に含有させることで、Ｃおよび／またはＳの耐食性への悪影響を抑制することができる。このため、必要に応じてＮｂを含有させてもよい。しかしながら、Ｎｂを過剰に含有させると、粗大な析出物により靱性低下を生じるため、Ｎｂ含有量は１．０％以下とし、０．８０％以下であるのが好ましい。一方、上記効果を得るためには、Ｎｂ含有量は０．０１％以上であるのが好ましく、０．０５％以上であるのがより好ましい。
【0028】
Ｔｉ：０～１．０％
Ｔｉを含有させることで、Ｃおよび／またはＳの耐食性への悪影響を抑制することができる。このため、必要に応じてＴｉを含有させてもよい。しかしながら、Ｔｉを過剰に含有させると、粗大な析出物により靱性低下を生じるため、Ｔｉ含有量は１．０％以下とし、０．８０％以下であるのが好ましい。一方、上記効果を得るためには、Ｔｉ含有量は０．０１％以上であるのが好ましく、０．０５％以上であるのがより好ましい。
Ｔｉを含有させることで、Ｃおよび／またはＳの耐食性への悪影響を抑制することができる。このため、必要に応じてＴｉを含有させてもよい。しかしながら、Ｔｉを過剰に含有させると、粗大な析出物により靱性低下を生じるため、Ｔｉ含有量は１．０％以下とし、０．８０％以下であるのが好ましい。一方、上記効果を得るためには、Ｔｉ含有量は０．０１％以上であるのが好ましく、０．０５％以上であるのがより好ましい。
【0029】
Ｃｏ：０～１．０％
Ｃｏは、鋼の靭性と耐食性とを高めるために有効な元素である。このため、必要に応じてＣｏを含有させてもよい。しかしながら、Ｃｏを、１．０％を超えて含有させても効果が飽和し、製造コストが増加する。このため、Ｃｏ含有量は１．０％以下とし、０．５％以下であるのが好ましい。一方、上記効果を得るためには、Ｃｏ含有量は０．０２％以上であるのが好ましく、０．１％以上であるのがより好ましい。
Ｃｏは、鋼の靭性と耐食性とを高めるために有効な元素である。このため、必要に応じてＣｏを含有させてもよい。しかしながら、Ｃｏを、１．０％を超えて含有させても効果が飽和し、製造コストが増加する。このため、Ｃｏ含有量は１．０％以下とし、０．５％以下であるのが好ましい。一方、上記効果を得るためには、Ｃｏ含有量は０．０２％以上であるのが好ましく、０．１％以上であるのがより好ましい。
【0030】
Ｃａ：０～０．００５０％
Ｃａは、鋼の熱間加工性を改善する元素である。このため、必要に応じてＣａを含有させてもよい。しかしながら、Ｃａを過度に含有させると、却って熱間加工性を低下させる。このため、Ｃａ含有量は０．００５０％以下とし、０．００４０％以下であるのが好ましい。一方、上記効果を得るためには、Ｃａ含有量は、０．０００５％以上であるのが好ましく、０．００１％以上であるのがより好ましい。
Ｃａは、鋼の熱間加工性を改善する元素である。このため、必要に応じてＣａを含有させてもよい。しかしながら、Ｃａを過度に含有させると、却って熱間加工性を低下させる。このため、Ｃａ含有量は０．００５０％以下とし、０．００４０％以下であるのが好ましい。一方、上記効果を得るためには、Ｃａ含有量は、０．０００５％以上であるのが好ましく、０．００１％以上であるのがより好ましい。
【0031】
Ｍｇ：０～０．００５０％
Ｍｇは、Ｃａ同様、鋼の熱間加工性を改善する元素である。このため、必要に応じてＭｇを含有させてもよい。しかしながら、Ｍｇを過度に含有させると、却って熱間加工性を低下させる。このため、Ｍｇ含有量は０．００５０％以下とし、０．００４０％以下であるのが好ましい。一方、上記効果を得るためには、Ｍｇ含有量は、０．０００５％以上であるのが好ましく、０．００１％以上であるのがより好ましい。
Ｍｇは、Ｃａ同様、鋼の熱間加工性を改善する元素である。このため、必要に応じてＭｇを含有させてもよい。しかしながら、Ｍｇを過度に含有させると、却って熱間加工性を低下させる。このため、Ｍｇ含有量は０．００５０％以下とし、０．００４０％以下であるのが好ましい。一方、上記効果を得るためには、Ｍｇ含有量は、０．０００５％以上であるのが好ましく、０．００１％以上であるのがより好ましい。
【0032】
Ｂ：０～０．００４０％
Ｂは、鋼の熱間加工性を改善する元素である。このため、必要に応じてＢを含有させてもよい。しかしながら、Ｂを過度に含有させると、却って熱間加工性を低下させる。このため、Ｂ含有量は０．００４０％以下とし、０．００３０％以下または０．００２５％以下であるのがより好ましい。一方、上記効果を得るためには、Ｂ含有量は、０．０００１％以上であるのが好ましく、０．０００５％以上であるのがより好ましい。
Ｂは、鋼の熱間加工性を改善する元素である。このため、必要に応じてＢを含有させてもよい。しかしながら、Ｂを過度に含有させると、却って熱間加工性を低下させる。このため、Ｂ含有量は０．００４０％以下とし、０．００３０％以下または０．００２５％以下であるのがより好ましい。一方、上記効果を得るためには、Ｂ含有量は、０．０００１％以上であるのが好ましく、０．０００５％以上であるのがより好ましい。
【0033】
Ｖ：０～１．０％
Ｖは、Ｃｒ炭窒化物の生成を抑制して耐食性を向上させる効果を有する。このため、必要に応じてＶを含有させてもよい。しかしながら、Ｖを過度に含有させても、その効果は飽和し冷間鍛造割れが発生する場合がある。このため、Ｖ含有量は１．０％以下とし、０．８％以下であるのがより好ましい。一方、上記効果を得るためには、Ｖ含有量は０．０３％以上であるのが好ましく、０．１０％以上であるのがより好ましい。
Ｖは、Ｃｒ炭窒化物の生成を抑制して耐食性を向上させる効果を有する。このため、必要に応じてＶを含有させてもよい。しかしながら、Ｖを過度に含有させても、その効果は飽和し冷間鍛造割れが発生する場合がある。このため、Ｖ含有量は１．０％以下とし、０．８％以下であるのがより好ましい。一方、上記効果を得るためには、Ｖ含有量は０．０３％以上であるのが好ましく、０．１０％以上であるのがより好ましい。
【0034】
Ｚｒ：０～０．０２％
ＺｒはＣまたはＳによる耐食性低下を抑制する効果を有する。このため、必要に応じてＺｒを含有させてもよい。しかしながら、Ｚｒを過度に含有させても、靭性が低下する。このため、Ｚｒ含有量は０．０２％以下とし、０．０１５％以下であるのが好ましい。一方、上記効果を得るためには、Ｚｒ含有量は０．００３％以上であるのが好ましく、０．００５％以上であるのがより好ましい。
ＺｒはＣまたはＳによる耐食性低下を抑制する効果を有する。このため、必要に応じてＺｒを含有させてもよい。しかしながら、Ｚｒを過度に含有させても、靭性が低下する。このため、Ｚｒ含有量は０．０２％以下とし、０．０１５％以下であるのが好ましい。一方、上記効果を得るためには、Ｚｒ含有量は０．００３％以上であるのが好ましく、０．００５％以上であるのがより好ましい。
【0035】
Ｔａ：０～０．０７％
Ｔａは、Ｚｒと同様、Ｃおよび／またはＳによる耐食性低下を抑制する効果を有する。このため、必要に応じてＴａを含有させてもよい。しかしながら、Ｔａを過度に含有させても、靭性が低下する。このため、Ｔａ含有量は０．０７％以下とし、０．０５％以下であるのが好ましい。一方、上記効果を得るためには、Ｔａ含有量は０．０１％以上であるのが好ましく、０．０２％以上であるのがより好ましい。
Ｔａは、Ｚｒと同様、Ｃおよび／またはＳによる耐食性低下を抑制する効果を有する。このため、必要に応じてＴａを含有させてもよい。しかしながら、Ｔａを過度に含有させても、靭性が低下する。このため、Ｔａ含有量は０．０７％以下とし、０．０５％以下であるのが好ましい。一方、上記効果を得るためには、Ｔａ含有量は０．０１％以上であるのが好ましく、０．０２％以上であるのがより好ましい。
【0036】
Ｗ：０～１．０％
Ｗは耐食性を向上させる効果を有する。このため、必要に応じてＷを含有させてもよい。しかしながら、Ｗを過度に含有させると、製造コストを増加させるため、Ｗ含有量は１．０％以下とし、０．８％以下であるのが好ましい。一方、上記効果を得るためには、Ｗ含有量は０．０５％以上であるのが好ましく、０．１％以上であるのがより好ましい。
Ｗは耐食性を向上させる効果を有する。このため、必要に応じてＷを含有させてもよい。しかしながら、Ｗを過度に含有させると、製造コストを増加させるため、Ｗ含有量は１．０％以下とし、０．８％以下であるのが好ましい。一方、上記効果を得るためには、Ｗ含有量は０．０５％以上であるのが好ましく、０．１％以上であるのがより好ましい。
【0037】
Ｓｎ：０～１．０％
Ｓｎは耐酸性を向上させるのに有効である。このため、必要に応じてＳｎを含有させてもよい。しかしながら、Ｓｎを過度に含有させると、熱間加工性を低下させる。このため、Ｓｎ含有量は１．０％以下とし、０．８％以下であるのが好ましい。一方、上記効果を得るためには、Ｓｎ含有量は０．００５％以上であるのが好ましく、０．０１％以上であるのがより好ましい。
Ｓｎは耐酸性を向上させるのに有効である。このため、必要に応じてＳｎを含有させてもよい。しかしながら、Ｓｎを過度に含有させると、熱間加工性を低下させる。このため、Ｓｎ含有量は１．０％以下とし、０．８％以下であるのが好ましい。一方、上記効果を得るためには、Ｓｎ含有量は０．００５％以上であるのが好ましく、０．０１％以上であるのがより好ましい。
【0038】
ＲＥＭ：０～０．０５０％
ＲＥＭは、Ｃａ同様、鋼の熱間加工性を改善する元素である。このため、必要に応じてＲＥＭを含有させてもよい。しかしながら、ＲＥＭを過度に含有させると、却って熱間加工性を低下させる。このため、ＲＥＭ含有量は０．０５０％以下とし、０．０４０％以下であるのが好ましい。一方、上記効果を得るためには、ＲＥＭ含有量は、０．００５％以上であるのが好ましく、０．０１％以上であるのがより好ましい。
ＲＥＭは、Ｃａ同様、鋼の熱間加工性を改善する元素である。このため、必要に応じてＲＥＭを含有させてもよい。しかしながら、ＲＥＭを過度に含有させると、却って熱間加工性を低下させる。このため、ＲＥＭ含有量は０．０５０％以下とし、０．０４０％以下であるのが好ましい。一方、上記効果を得るためには、ＲＥＭ含有量は、０．００５％以上であるのが好ましく、０．０１％以上であるのがより好ましい。
【0039】
ここで、ＲＥＭとは、ランタノイドの１５元素にＹおよびＳｃを合わせた１７元素の総称である。これらの１７元素のうちの１種以上を鋼に含有することができ、ＲＥＭ含有量は、これらの元素の合計含有量を意味する。
【0040】
本発明の化学組成において、残部はＦｅおよび不純物である。ここで「不純物」とは、鋼を工業的に製造する際に、鉱石、スクラップ等の原料、製造工程の種々の要因によって混入する成分であって、本発明に悪影響を与えない範囲で許容されるものを意味する。
【0041】
以上説明した各元素の他にも、本実施形態の効果を損なわない範囲で含有させることが出来る。その他の成分について本実施形態では特に規定するものではないが、一般的な不純物元素であるＺｎ、Ｂｉ、Ｐｂ、Ｓｅ、Ｓｂ、Ｈ、Ｇａ等は可能な限り低減することが好ましい。これらの元素は、本実施形態の課題を解決する限度において、その含有量（割合）が制御され、必要に応じて、Ｚｎ≦１００ｐｐｍ、Ｂｉ≦１００ｐｐｍ、Ｐｂ≦１００ｐｐｍ、Ｓｅ≦１００ｐｐｍ、Ｓｂ≦５００ｐｐｍ、Ｈ≦１００ｐｐｍ、Ｇａ≦５００ｐｐｍの１種以上を含有することを許容する。
【0042】
次に、Ｍｄ３０値について説明する。本実施形態に係る二相ステンレス鋼線材及び二相ステンレス鋼線では、Ｍｄ３０値を－３００℃以上０℃以下の範囲とする。
Ｍｄ３０値は、伸線後の加工誘起マルテンサイト量と成分の関係をそれぞれ調査して得られた指標であり、伸線加工後の二相ステンレス鋼線の強度と伸びのバランスを安定的に確保するために適正な範囲に制御する必要がある。Ｍｄ３０値は、下記（１）式より求められる値であり、この値が－３００℃未満の場合、オーステナイト相が安定して加工誘起マルテンサイト相が生成し難くなり、強度が劣位になる。一方、Ｍｄ３０値が０℃を超えると、オーステナイト相が不安定となり、伸線加工で加工誘起マルテンサイト相の生成量が増大し、伸びが劣化するとともにデラミネーションが発生しやすくなる。そのため、Ｍｄ３０値を－３００℃以上０℃以下に限定する。好ましくは、Ｍｄ３０値を－２００℃以上とし、０℃以下とする。
Ｍｄ３０値は、伸線後の加工誘起マルテンサイト量と成分の関係をそれぞれ調査して得られた指標であり、伸線加工後の二相ステンレス鋼線の強度と伸びのバランスを安定的に確保するために適正な範囲に制御する必要がある。Ｍｄ３０値は、下記（１）式より求められる値であり、この値が－３００℃未満の場合、オーステナイト相が安定して加工誘起マルテンサイト相が生成し難くなり、強度が劣位になる。一方、Ｍｄ３０値が０℃を超えると、オーステナイト相が不安定となり、伸線加工で加工誘起マルテンサイト相の生成量が増大し、伸びが劣化するとともにデラミネーションが発生しやすくなる。そのため、Ｍｄ３０値を－３００℃以上０℃以下に限定する。好ましくは、Ｍｄ３０値を－２００℃以上とし、０℃以下とする。
【0043】
Ｍｄ３０（℃）＝５５１－４６２（Ｃ＋Ｎ）－９．２Ｓｉ－８．１Ｍｎ－１３．７Ｃｒ－２９（Ｎｉ＋Ｃｕ）－１８．５Ｍｏ－６８Ｎｂ … （１）
ただし、（１）式における元素記号は各元素の含有量（質量％）であり、含有しない元素は０質量％を代入する。
ただし、（１）式における元素記号は各元素の含有量（質量％）であり、含有しない元素は０質量％を代入する。
【0044】
次に、本実施形態に係る二相ステンレス鋼線材及び二相ステンレス鋼線の金属組織について説明する。本実施形態に係る二相ステンレス鋼線材は、フェライト相及びオーステナイト相を有している。金属組織の残部は、不可避的析出相（不可避的に含まれる析出相）である。また、二相ステンレス鋼線材は、フェライト相、オーステナイト相を有しており、更に、加工誘起マルテンサイト相を含む。金属組織の残部は、不可避的析出相（不可避的に含まれる析出相）である。ステンレス鋼中には、含有元素の組み合わせによっては炭化物、硫化物及び窒化物などの析出物が析出したり、脱酸時に生成した酸化物が不可避的に残存したりする場合がある。これらが不可避的析出相となる。
【0045】
二相ステンレス鋼線材においては、金属組織におけるフェライト相の割合が体積分率で３５．０％～６５．０％である。フェライト相が３５．０％未満では、伸びが劣化するため、下限を３５．０％以上とする。フェライト相は、好ましくは、４０．０％以上である。一方、フェライト相が６５．０％を超えると、強度特性に劣るばかりか、熱間製造性を得られない。そのため、フェライト相の上限を６５．０％以下に限定する。フェライト相は、好ましくは６０．０％以下である。
【0046】
フェライト相の分率の測定方法は、磁気誘導法によって測定することが好ましい。より具体的には、ヘルムートフィッシャー社製のフェライトスコープＦＭＰ３０を用いて測定できる。
【0047】
二相ステンレス鋼線材を冷間で伸線加工することにより二相ステンレス鋼線を得るが、その際に、オーステナイト相の一部が、冷間加工によって、加工誘起マルテンサイト相へ変態する。加工誘起マルテンサイト相に変態させることで、加工後の二相ステンレス鋼線の強度を向上できる。ただし、加工誘起マルテンサイト量が増大すると伸びが低下し、プレストレストコンクリート用緊張材として使用できなくなることや、デラミネーション（長さ方向に沿った割れ）が発生して破断しやすくなるため、加工誘起マルテンサイトの生成量を制限する必要がある。本実施形態では、加工誘起マルテンサイトの生成量をプレストレストコンクリート用緊張材として適切な範囲にする必要があり、そのため、Ｍｄ３０値を－３００～０℃の範囲に制御する。好ましくは－３００～－２０℃の範囲である。
【0048】
本実施形態に係る二相ステンレス鋼線は、引張強さが１５００ＭＰａ以上であり、伸び率が１．６％以上であることが好ましい。引張強さが１５００ＭＰａ以上、かつ伸び率が１．６％以上であることにより、二相ステンレス鋼線をプレストレストコンクリートの緊張材として用いた場合に、コンクリート構造材に応力が加わったとしてもコンクリート構造材が破損するおそれがない。
【0049】
次に、二相ステンレス鋼線の長手方向断面の金属組織についてγ相（オーステナイト相）またはα相（フェライト相）の横／縦比が４５以下であることについて説明する。デラミネーションは、同一相内に割れが伝播する傾向が強いため、長手方向に伸びた相を小さくする必要がある。横／縦比が４５以下であれば割れが発生しても相の境界で割れが停止し破断に至らないが横／縦比が４５を超えると割れが止まらず破断に至る。したがってγ相（オーステナイト相）またはα相（フェライト相）の横／縦比を４５以下とする。望ましくは３５以下である。
【0050】
γ相またはα相の縦／横比は、二相ステンレス鋼線の長手方向に平行な断面を露出させ、顕微鏡観察により、γ相またはα相を特定する。本実施形態に係る二相ステンレス鋼線の場合、γ相またはα相の断面形状は、楕円に近い形状になっている。また、楕円の長径方向が鋼線の長手方向に概ね揃い、更に、楕円の短径方向が鋼線の径方向に概ね揃っている。そこで、楕円の長径をａとし、短径をｂとした場合に、横／縦比を、ａ／ｂとする。二相ステンレス鋼線の長手方向に平行な断面における観察視野を縦２００μｍ、横２５０μｍの範囲とし、観察視野に含まれるγ相またはα相についてそれぞれ縦／横比を測定し、その平均値とする。
【0051】
次に、二相ステンレス鋼線の表面粗さＲａを０．５μｍ～２．０μｍとする理由について説明する。表面粗さＲａを０．５μｍ～２．０μｍ表面粗さを規定することでコンクリートとの付着強度を確保し耐塩性（耐局部腐食性）も確保する。表面粗さＲａが０．５μｍ未満では、平滑すぎてコンクリートとの付着強度を確保できない。また、表面粗さＲａが２．０μｍを越えると、粗すぎて鋼線表面とコンクリートのあいだに空隙ができやすく、鋼線または撚り線との間にセメントが行きわたらず空隙となり、その空隙に塩分を含んだ水が溜り、鋼線表面に腐食が発生しやすくなる。以上より鋼線の表面粗さＲａを０．５μｍ～２．０μｍとする。望ましくは０．５μｍ～１．５μｍである。
【0052】
次に、二相ステンレス鋼線の鋼線径２．５ｍｍ～１９ｍｍとする理由について説明する。撚り線として使用する鋼線は各鋼線の強度と撚り線への加工しやすさが求められる。鋼線径が細過ぎると伸線の結果強度は大きくなるが、束ねる本数が多くなり撚り線への加工が難しくなる。また、鋼線径が太すぎると撚り線への加工の負荷が大きくなり、加工が難しくなる。したがって鋼線径を２．５ｍｍ～１９ｍｍとする。望ましくは、５ｍｍ～１６ｍｍである。
【0053】
次に、本実施形態に係る二相ステンレス鋼線材及び二相ステンレス鋼線の製造方法について説明するが、本実施形態の二相ステンレス鋼線材及び二相ステンレス鋼線の製造方法は、これに限るものではない。
【0054】
本実施形態では、所定の成分を有する鋼から二相ステンレス鋼線材を製造した後、最終伸線の直前に固溶化熱処理を行い、その後、最終伸線を行って二相ステンレス鋼線とする。最終伸線の直前に固溶化熱処理を行うことで、耐食性が向上する。より具体的には、以下に説明する工程を経るとよい。
【0055】
上記の化学成分の鋼を鋳造してビレットとする。次いで、加熱温度を１０００～１３００℃の範囲内として、ビレットを加熱する。なお、加熱する際のビレットの在炉時間（炉内でビレットを保持する時間）は、例えば２００分以下とすることができる。
【0056】
次に、加熱後のビレットに対して熱間線材圧延を施し、９２．０％以上の減面率で熱間加工する。熱間線材圧延後に水冷して熱間圧延線材とする。また、熱間線材圧延後に所定の熱処理温度に保持した後、水冷等により急冷する固溶化熱処理を行ってから、固溶化熱処理済みの熱間圧延線材としてもよい。このようにして、本実施形態の二相ステンレス鋼線材を製造する。固溶化熱処理時の熱処理温度が９５０℃未満では、伸びが低下するおそれがある。一方、過度に高温とした固溶化熱処理を行うと、強度が低下するおそれがある。そのため、固溶化熱処理を行う場合、熱処理温度を９５０～１１５０℃とすることが好ましい。
【0057】
次に、固溶化熱処理済みの熱間圧延線材を冷間で５０～９０％の減面率で伸線加工して本実施形態の二相ステンレス鋼線とする。
または、固溶化熱処理を行っていない熱間圧延線材を所定の線径まで伸線加工し、次いで、９５０～１１５０℃に保持した後、間接冷却等により急冷する固溶化熱処理（ストランド焼鈍、以下、ＢＡ熱処理ともいう）を施したのち５０～９０％の減面率で伸線を施すことで、本実施形態の二相ステンレス鋼線としてもよい。
更には、固溶化熱処理済みの熱間圧延線材を所定の線径まで伸線加工し、次いで、９５０～１１５０℃に保持した後、間接冷却等により急冷する固溶化熱処理（ＢＡ熱処理）を施したのち５０～９０％の減面率で伸線を施すことで、本実施形態の二相ステンレス鋼線としてもよい。
なお、伸線加工の減面率は、引張強度が１５００ＭＰａ以上、伸びが１．６％以上になるように、５０～９０％の範囲内で調整することが好ましい。
または、固溶化熱処理を行っていない熱間圧延線材を所定の線径まで伸線加工し、次いで、９５０～１１５０℃に保持した後、間接冷却等により急冷する固溶化熱処理（ストランド焼鈍、以下、ＢＡ熱処理ともいう）を施したのち５０～９０％の減面率で伸線を施すことで、本実施形態の二相ステンレス鋼線としてもよい。
更には、固溶化熱処理済みの熱間圧延線材を所定の線径まで伸線加工し、次いで、９５０～１１５０℃に保持した後、間接冷却等により急冷する固溶化熱処理（ＢＡ熱処理）を施したのち５０～９０％の減面率で伸線を施すことで、本実施形態の二相ステンレス鋼線としてもよい。
なお、伸線加工の減面率は、引張強度が１５００ＭＰａ以上、伸びが１．６％以上になるように、５０～９０％の範囲内で調整することが好ましい。
【0058】
固溶化熱処理済みの熱間圧延線材の伸線の減面率、または、所定の線径まで伸線加工し固溶化熱処理（ＢＡ熱処理）を実施後の伸線の減面率が５０％未満では、１５００ＭＰａ以上の引張強度を得ることができない。また、伸線の減面率が５０％未満では、伸線方向に平行断面のγ相またはα相の横/縦比が４５以下にすることはできない。以上の理由により、減面率を５０％以上とする。また、伸びを１．６％以上にするため、減面率９０％以下とする。減面率の好ましい範囲は８５％以下である。
【0059】
ＢＡ熱処理の温度（ＢＡ温度）が９５０℃未満では、伸線時の割れや伸びの低下が生じるおそれがある。このため、ＢＡ温度を９５０℃以上とし、好ましくは１０００℃以上とする。一方、ＢＡ温度が１１５０℃を超えると、結晶粒が発達し、粗大な結晶粒が残存し、鋼線の強度を劣化させる。このため、ＢＡ温度を１１５０℃以下とし、好ましくは１１００℃以下とする。また、ＢＡ熱処理の時間（ＢＡ時間）が５分より長くなると、クリープ変形するため、ＢＡ時間を５分以内とする。なおＢＡ時間の下限は特に限定しないが、０．６分以上とすることが好ましい。好ましいＢＡ時間の範囲を１分以上、３．５分以下とする。更に好ましくは３分以下とする。
【0060】
「間接冷却」の手段としては、例えば、水中に設置され内部が空洞（空気）とされたパイプ内で冷却する方法等が挙げられる。なお、間接冷却とは、冷却対象物（本実施形態では鋼線）に対して冷却材（冷却水等）を直接接触させて冷却するのではなく、間接的に冷却する方法のことである。
【0061】
以上説明した製法により、本実施形態に係る二相ステンレス鋼線を得ることができる。
【0062】
本実施形態の二相ステンレス鋼線材は、二相ステンレス鋼線またはプレストレストコンクリート用緊張材の素材として有用である。
【0063】
また、本実施形態の二相ステンレス鋼線は、そのまま、若しくは酸洗、若しくは表面に凸部若しくは凹部を設ける加工を施すことで、プレストレストコンクリート用緊張材とすることができる。
【0064】
また、２本以上の二相ステンレス鋼線が撚り合わされてなる撚り鋼線を、プレストレストコンクリート用緊張材とすることができる。この場合、撚りピッチを撚り線径ｄの１４倍以上２０倍以下とすることが好ましい。撚りピッチを規定することで、撚り線の強度（デラミネーションによる破断）とコンクリートとの付着性を確保することができる。撚りピッチが小さいほど付着性は大きくなるが、撚り線径ｄの１４倍未満であると飽和する。また撚りピッチを撚り線径ｄの２０倍を超えると撚り線とコンクリートの付着強度が小さくなり、構造物としての信頼性が損なわれる場合がある。以上より、２本以上の二相ステンレス鋼線が撚り合わされてなる撚り鋼線においては、撚りピッチを撚り線径ｄの１４倍以上２０倍以下としてもよく、１４倍以上１８倍以下としてもよい。
【0065】
また、撚り線の強度向上および撚り線の形状安定のために、撚り線加工後に２００℃～６５０℃で５分～１２０分間の加熱を行った後に空冷する熱処理を施してもよい。
【0066】
本実施形態のプレストレストコンクリート用緊張材は、プレストレストコンクリートの緊張材として用いることができる。プレストレストコンクリートは、緊張材に引張応力を印加して緊張させた状態でコンクリートを打設し、コンクリートの硬化後に緊張材の緊張を解除することで製造される。このため、緊張材には、引っ張り強度と伸びを両立することが望ましいところ、本実施形態の二相ステンレス鋼線は、引張強さが１５００ＭＰａ以上であり、伸び率が１．６％以上であるので、プレストレストコンクリートの緊張材として好適に用いることができる。
【実施例0067】
以下に本発明の実施例について説明するが、実施例での条件は、本発明の実施可能性及び効果を確認するために採用した一条件例であり、本発明は、以下の実施例で用いた条件に限定されるものではない。本発明は、本発明の要件を逸脱せず、本発明の目的を達成する限りにおいて、種々の条件を採用し得るものである。
【0068】
表１Ａ～表１Ｄに鋼１～６４の化学組成、Ｍｄ３０値、金属組織中のフェライト相の体積分率を示す。なお、表中の下線が付された数値は、本実施形態の範囲から外れているものを示す。
【0069】
【表1A】
【0070】
【表1B】
【0071】
【表1C】
【0072】
【表1D】
【0073】
これらの化学組成の鋼は、ステンレス鋼の安価な溶製プロセスであるＡＯＤ溶製を想定し、１００ｋｇの真空溶解炉にて溶解し、φ１８０ｍｍの鋳片に鋳造した。そしてその鋳片を１１００℃で２００分間加熱し、次いでφ５０ｍｍまで熱間の線材圧延（減面率：９２．２％）を行い、１０５０℃で熱間圧延を終了した。その直後に水冷し、固溶体化熱処理として１０５０℃で９０分間の熱処理を実施して水冷した。次いで酸洗を行い線材とした。
【0074】
その後、鋼種１～６４の線材に対して、伸線加工を施した。伸線後の鋼線に対してＢＡ熱処理（ＢＡ温度＝１０５０℃、ＢＡ時間＝２ｍｉｎ）を施した。その後、更に伸線を施して、ステンレス鋼線とした。このステンレス鋼線の単線からなるプレストレストコンクリート用緊張材を得た。また、一部のステンレス鋼線について、３本のステンレス鋼線を束ねて捻り加工を行うことにより、プレストレストコンクリート用緊張材を得た。このようにして、試験Ｎｏ．１～８９のプレストレストコンクリート用緊張材を得た。なお、表２Ａ～表２Ｃに示す加工度は、ＢＡ熱処理後の伸線加工における減面率である。
【0075】
試験Ｎｏ．１～８９のプレストレストコンクリート用緊張材に対して、孔食電位、応力腐食割れ感受性及びデラミネーションの評価を行った。結果を表２Ａ～表２Ｃに示す。また、引張強さ（Ｎ／ｍｍ２）、０．２％耐力（Ｎ／ｍｍ２）及び伸び（％）（機械的性質）についても評価した。応力腐食割れ感受性及び機械的性質については、応力腐食割れ感受性が不良の場合、または、機械的性質が本発明の範囲外の場合は、いずれか一方の評価のみを評価した。
【0076】
ただし、撚り線の応力腐食割れ感受性試験は、試験装置の制約上、評価が困難であるため、実施しなかった。なお、撚り線の応力腐食割れ感受性試験の結果は、単線の試験結果で代替が可能である。したがって、単線での試験結果が良好であったものは、撚り線でも応力腐食割れ感受性が良好と評価した。表２Ａ～表２Ｃには、結果を流用した旨を記載した。
【0077】
応力腐食割れ感受性の試験は、低ひずみ速度法（金属の腐食損傷と防食技術、小若正倫著、（株）アグネ、１９８３．８．２５発行p.３５～３６）に記載された方法に準拠して行った。具体的な試験条件は、以下に示すとおりである。
【0078】
試験片は、鋼線サンプルの溶液浸漬部分１００ｍｍ中、中央部に径の８０％になるまでＲ２ｍｍの切り欠きを入れた。その各試験片について、８０℃、３．５％ＮａＣｌ溶液中で、クロスヘッド速度１μｍ／ｍｉｎで破断するまで引張試験を実施した。下記式［１］で示す伸び低下率が１５％以下を応力腐食割れ感受性が低く良好と判定し、１５％超を応力腐食割れ感受性が高く不良と判定した。さらに、破断後の破断面を観察し、デラミネーションの発生あるいは発生無しを判定した。なお、表２Ａ～表２Ｃにおいて、「－」は評価しなかったことを示す。
【0079】
伸び低下率（％）＝（１－試験溶液中での伸び／大気中での伸び）×１００ …式［１］
【0080】
【表2A】
【0081】
【表2B】
【0082】
【表2C】
【0083】
表２Ａ～表２Ｃに示すように、化学成分が本発明の範囲内である鋼１～４２からなるＮｏ．１～５８の二相ステンレス鋼線は、何れも、耐応力腐食割れ性に優れており、デラミネーションの発生も無いことがわかる。また、引張強さは１５００ＭＰａ以上となり、伸びは１．６％以上であり、良好であった。
【0084】
一方、化学成分が本発明の範囲外である鋼４３～６４からなるＮｏ．５９～８９の二相ステンレス鋼線は、耐応力腐食割れ性、引張強さまたは伸びのいずれかが劣っており、一部においてデラミネーションも発生した。