(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】P2024137052
(43)【公開日】2024-10-04
(54)【発明の名称】鋼材
(51)【国際特許分類】
C22C 38/00 20060101AFI20240927BHJP
C22C 38/54 20060101ALI20240927BHJP
C21D 8/10 20060101ALN20240927BHJP
C21D 9/08 20060101ALN20240927BHJP
【ＦＩ】
C22C38/00 301F
C22C38/54
C21D8/10 C
C21D9/08 E
【審査請求】未請求
【請求項の数】4
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023048406
(22)【出願日】2023-03-24
(71)【出願人】
【識別番号】000006655
【氏名又は名称】日本製鉄株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001553
【氏名又は名称】アセンド弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】高梨 美咲
(72)【発明者】
【氏名】富尾 悠索
【テーマコード（参考）】
4K032
4K042
【Ｆターム（参考）】
4K032AA01
4K032AA02
4K032AA05
4K032AA08
4K032AA09
4K032AA11
4K032AA12
4K032AA14
4K032AA16
4K032AA19
4K032AA20
4K032AA21
4K032AA22
4K032AA23
4K032AA26
4K032AA27
4K032AA29
4K032AA31
4K032AA35
4K032AA36
4K032AA37
4K032AA40
4K032BA01
4K032BA02
4K032BA03
4K032CA02
4K032CA03
4K032CF03
4K042AA06
4K042BA01
4K042CA02
4K042CA03
4K042CA04
4K042CA05
4K042CA06
4K042CA08
4K042CA09
4K042CA10
4K042CA12
4K042CA13
4K042CA14
4K042DA01
4K042DA02
4K042DB07
4K042DC02
4K042DC03
4K042DD03
4K042DD04
4K042DE02
4K042DE05
4K042DE06
(57)【要約】
【課題】高強度を有し、かつ、耐水素脆性に優れた鋼材を提供する。
【解決手段】本開示による鋼材は、質量％で、Ｃ：０．１５～０．５０％、Ｓｉ：０．０５～０．５０％、Ｍｎ：０．０１～１．００％、Ｐ：０．０３００％以下、Ｓ：０．０１００％以下、Ｃｒ：０．２０～１．２０％、Ｍｏ：０．４０～１．５０％、Ｔｉ：０．００１０～０．０３００％、Ｖ：０．０１～０．５０％、Ｎｂ：０．００５０～０．１０００％、Ａｌ：０．００５０～０．１０００％、Ｂ：０．０００１～０．００５０％、Ｎ：０．０１００％以下、及び、Ｏ：０．００５０％以下、を含有し、残部はＦｅ及び不純物からなり、マルテンサイト及びベイナイトの総面積率が９０％以上であり、旧オーステナイト粒の結晶粒径が１５．０μｍ以下であり、粒界でのＭｏ偏析量［Ｍｏ］ＳＥＧ及びＭｎ偏析量［Ｍｎ］ＳＥＧが次式を満たす。
［Ｍｏ］ＳＥＧ－［Ｍｎ］ＳＥＧ＞８．００
【選択図】図１
【解決手段】本開示による鋼材は、質量％で、Ｃ：０．１５～０．５０％、Ｓｉ：０．０５～０．５０％、Ｍｎ：０．０１～１．００％、Ｐ：０．０３００％以下、Ｓ：０．０１００％以下、Ｃｒ：０．２０～１．２０％、Ｍｏ：０．４０～１．５０％、Ｔｉ：０．００１０～０．０３００％、Ｖ：０．０１～０．５０％、Ｎｂ：０．００５０～０．１０００％、Ａｌ：０．００５０～０．１０００％、Ｂ：０．０００１～０．００５０％、Ｎ：０．０１００％以下、及び、Ｏ：０．００５０％以下、を含有し、残部はＦｅ及び不純物からなり、マルテンサイト及びベイナイトの総面積率が９０％以上であり、旧オーステナイト粒の結晶粒径が１５．０μｍ以下であり、粒界でのＭｏ偏析量［Ｍｏ］ＳＥＧ及びＭｎ偏析量［Ｍｎ］ＳＥＧが次式を満たす。
［Ｍｏ］ＳＥＧ－［Ｍｎ］ＳＥＧ＞８．００
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
鋼材であって、
化学組成が、質量％で、
Ｃ：０．１５～０．５０％、
Ｓｉ：０．０５～０．５０％、
Ｍｎ：０．０１～１．００％、
Ｐ：０．０３００％以下、
Ｓ：０．０１００％以下、
Ｃｒ：０．２０～１．２０％、
Ｍｏ：０．４０～１．５０％、
Ｔｉ：０．００１０～０．０３００％、
Ｖ：０．０１～０．５０％、
Ｎｂ：０．００５０～０．１０００％、
Ａｌ：０．００５０～０．１０００％、
Ｂ：０．０００１～０．００５０％、
Ｎ：０．０１００％以下、
Ｏ：０．００５０％以下、
Ｗ：０～２．００％、
Ｃｏ：０～０．２０％、
Ｃｕ：０～０．５０％、
Ｎｉ：０～０．５０％、
Ｓｎ：０～０．５０％、
Ｍｇ：０～０．０１００％、
Ｃａ：０～０．０１００％、
希土類元素：０～０．０１００％、及び、
残部がＦｅ及び不純物からなり、
マルテンサイト及びベイナイトの総面積率が９０％以上であり、
降伏強度が７５８～９６５ＭＰａ未満であり、
旧オーステナイト粒の結晶粒径が１５．０μｍ以下であり、
旧オーステナイト粒の結晶粒界を中心とし前記結晶粒界と直交する１０ｎｍの線分ＳＬの一方の端点をＥ１、他方の端点をＥ２と定義し、
前記線分ＳＬの前記端点Ｅ１から前記端点Ｅ２まで０．２ｎｍピッチで配置される各測定点で、エネルギー分散型Ｘ線分光法による元素分析により、前記線分ＳＬ上の前記各測定点でのＭｏ含有量（質量％）及びＭｎ含有量（質量％）を求め、
前記線分ＳＬにおいて、
前記線分ＳＬでのＭｏ含有量が最大の測定点をＭｏピーク測定点と定義し、
前記Ｍｏピーク測定点を中心とした２．０ｎｍ幅の領域を、Ｍｏ偏析領域と定義し、
前記端点Ｅ１と前記Ｍｏ偏析領域との間の領域を、第１Ｍｏ粒内領域と定義し、
前記端点Ｅ２と前記Ｍｏ偏析領域との間の領域を、第２Ｍｏ粒内領域と定義し、
前記第１Ｍｏ粒内領域内の全ての前記測定点でのＭｏ含有量の算術平均値を、［Ｍｏ］ＢＭ１（質量％）と定義し、
前記第２Ｍｏ粒内領域内の全ての前記測定点でのＭｏ含有量の算術平均値を、［Ｍｏ］ＢＭ２（質量％）と定義し、
前記線分ＳＬにおいて、
前記線分ＳＬでのＭｎ含有量が最大の測定点をＭｎピーク測定点と定義し、
前記Ｍｎピーク測定点を中心とした２．０ｎｍ幅の領域を、Ｍｎ偏析領域と定義し、
前記端点Ｅ１と前記Ｍｎ偏析領域との間の領域を、第１Ｍｎ粒内領域と定義し、
前記端点Ｅ２と前記Ｍｎ偏析領域との間の領域を、第２Ｍｎ粒内領域と定義し、
前記第１Ｍｎ粒内領域内の全ての前記測定点でのＭｎ含有量の算術平均値を、［Ｍｎ］ＢＭ１（質量％）と定義し、
前記第２Ｍｎ粒内領域内の全ての前記測定点でのＭｎ含有量の算術平均値を、［Ｍｎ］ＢＭ２（質量％）と定義したとき、
式（１）で定義されるＭｏ偏析量［Ｍｏ］ＳＥＧと、式（２）で定義されるＭｎ偏析量［Ｍｎ］ＳＥＧとが、式（３）を満たす、
鋼材。
［Ｍｏ］ＳＥＧ＝｛（前記線分ＳＬ上の全ての前記測定点でのＭｏ含有量の総和×０．２）－［Ｍｏ］ＢＭ１×（前記端点Ｅ１と前記Ｍｏピーク測定点との間の距離）－［Ｍｏ］ＢＭ２×（前記端点Ｅ２と前記Ｍｏピーク測定点との間の距離）｝／０．８＋（［Ｍｏ］ＢＭ１＋［Ｍｏ］ＢＭ２）／２ （１）
［Ｍｎ］ＳＥＧ＝｛（前記線分ＳＬ上の全ての前記測定点でのＭｎ含有量の総和×０．２）－［Ｍｎ］ＢＭ１×（前記端点Ｅ１と前記Ｍｎピーク測定点との間の距離）－［Ｍｎ］ＢＭ２×（前記端点Ｅ２と前記Ｍｎピーク測定点との間の距離）｝／０．８＋（［Ｍｎ］ＢＭ１＋［Ｍｎ］ＢＭ２）／２ （２）
［Ｍｏ］ＳＥＧ－［Ｍｎ］ＳＥＧ＞８．００ （３）
化学組成が、質量％で、
Ｃ：０．１５～０．５０％、
Ｓｉ：０．０５～０．５０％、
Ｍｎ：０．０１～１．００％、
Ｐ：０．０３００％以下、
Ｓ：０．０１００％以下、
Ｃｒ：０．２０～１．２０％、
Ｍｏ：０．４０～１．５０％、
Ｔｉ：０．００１０～０．０３００％、
Ｖ：０．０１～０．５０％、
Ｎｂ：０．００５０～０．１０００％、
Ａｌ：０．００５０～０．１０００％、
Ｂ：０．０００１～０．００５０％、
Ｎ：０．０１００％以下、
Ｏ：０．００５０％以下、
Ｗ：０～２．００％、
Ｃｏ：０～０．２０％、
Ｃｕ：０～０．５０％、
Ｎｉ：０～０．５０％、
Ｓｎ：０～０．５０％、
Ｍｇ：０～０．０１００％、
Ｃａ：０～０．０１００％、
希土類元素：０～０．０１００％、及び、
残部がＦｅ及び不純物からなり、
マルテンサイト及びベイナイトの総面積率が９０％以上であり、
降伏強度が７５８～９６５ＭＰａ未満であり、
旧オーステナイト粒の結晶粒径が１５．０μｍ以下であり、
旧オーステナイト粒の結晶粒界を中心とし前記結晶粒界と直交する１０ｎｍの線分ＳＬの一方の端点をＥ１、他方の端点をＥ２と定義し、
前記線分ＳＬの前記端点Ｅ１から前記端点Ｅ２まで０．２ｎｍピッチで配置される各測定点で、エネルギー分散型Ｘ線分光法による元素分析により、前記線分ＳＬ上の前記各測定点でのＭｏ含有量（質量％）及びＭｎ含有量（質量％）を求め、
前記線分ＳＬにおいて、
前記線分ＳＬでのＭｏ含有量が最大の測定点をＭｏピーク測定点と定義し、
前記Ｍｏピーク測定点を中心とした２．０ｎｍ幅の領域を、Ｍｏ偏析領域と定義し、
前記端点Ｅ１と前記Ｍｏ偏析領域との間の領域を、第１Ｍｏ粒内領域と定義し、
前記端点Ｅ２と前記Ｍｏ偏析領域との間の領域を、第２Ｍｏ粒内領域と定義し、
前記第１Ｍｏ粒内領域内の全ての前記測定点でのＭｏ含有量の算術平均値を、［Ｍｏ］ＢＭ１（質量％）と定義し、
前記第２Ｍｏ粒内領域内の全ての前記測定点でのＭｏ含有量の算術平均値を、［Ｍｏ］ＢＭ２（質量％）と定義し、
前記線分ＳＬにおいて、
前記線分ＳＬでのＭｎ含有量が最大の測定点をＭｎピーク測定点と定義し、
前記Ｍｎピーク測定点を中心とした２．０ｎｍ幅の領域を、Ｍｎ偏析領域と定義し、
前記端点Ｅ１と前記Ｍｎ偏析領域との間の領域を、第１Ｍｎ粒内領域と定義し、
前記端点Ｅ２と前記Ｍｎ偏析領域との間の領域を、第２Ｍｎ粒内領域と定義し、
前記第１Ｍｎ粒内領域内の全ての前記測定点でのＭｎ含有量の算術平均値を、［Ｍｎ］ＢＭ１（質量％）と定義し、
前記第２Ｍｎ粒内領域内の全ての前記測定点でのＭｎ含有量の算術平均値を、［Ｍｎ］ＢＭ２（質量％）と定義したとき、
式（１）で定義されるＭｏ偏析量［Ｍｏ］ＳＥＧと、式（２）で定義されるＭｎ偏析量［Ｍｎ］ＳＥＧとが、式（３）を満たす、
鋼材。
［Ｍｏ］ＳＥＧ＝｛（前記線分ＳＬ上の全ての前記測定点でのＭｏ含有量の総和×０．２）－［Ｍｏ］ＢＭ１×（前記端点Ｅ１と前記Ｍｏピーク測定点との間の距離）－［Ｍｏ］ＢＭ２×（前記端点Ｅ２と前記Ｍｏピーク測定点との間の距離）｝／０．８＋（［Ｍｏ］ＢＭ１＋［Ｍｏ］ＢＭ２）／２ （１）
［Ｍｎ］ＳＥＧ＝｛（前記線分ＳＬ上の全ての前記測定点でのＭｎ含有量の総和×０．２）－［Ｍｎ］ＢＭ１×（前記端点Ｅ１と前記Ｍｎピーク測定点との間の距離）－［Ｍｎ］ＢＭ２×（前記端点Ｅ２と前記Ｍｎピーク測定点との間の距離）｝／０．８＋（［Ｍｎ］ＢＭ１＋［Ｍｎ］ＢＭ２）／２ （２）
［Ｍｏ］ＳＥＧ－［Ｍｎ］ＳＥＧ＞８．００ （３）
【請求項2】
請求項１に記載の鋼材であって、
前記化学組成は、
Ｗ：０．０１～２．００％、
Ｃｏ：０．０１～０．２０％、
Ｃｕ：０．０１～０．５０％、
Ｎｉ：０．０１～０．５０％、
Ｓｎ：０．０１～０．５０％、
Ｍｇ：０．０００１～０．０１００％、
Ｃａ：０．０００１～０．０１００％、及び、
希土類元素：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、
鋼材。
前記化学組成は、
Ｗ：０．０１～２．００％、
Ｃｏ：０．０１～０．２０％、
Ｃｕ：０．０１～０．５０％、
Ｎｉ：０．０１～０．５０％、
Ｓｎ：０．０１～０．５０％、
Ｍｇ：０．０００１～０．０１００％、
Ｃａ：０．０００１～０．０１００％、及び、
希土類元素：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、
鋼材。
【請求項3】
請求項１又は請求項２に記載の鋼材であって、
前記鋼材は、油井用鋼管、ラインパイプ用鋼管、及び、高圧水素蓄圧器用鋼管のいずれかである、
鋼材。
前記鋼材は、油井用鋼管、ラインパイプ用鋼管、及び、高圧水素蓄圧器用鋼管のいずれかである、
鋼材。
【請求項4】
請求項１又は請求項２に記載の鋼材であって、
前記鋼材は、油井用継目無鋼管、ラインパイプ用継目無鋼管、及び、高圧水素蓄圧器用継目無鋼管のいずれかである、
鋼材。
前記鋼材は、油井用継目無鋼管、ラインパイプ用継目無鋼管、及び、高圧水素蓄圧器用継目無鋼管のいずれかである、
鋼材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は鋼材に関し、さらに詳しくは、サワー環境で使用される鋼材に関する。
【背景技術】
【0002】
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。腐食性物質は例えば、硫化水素等の腐食性ガス等である。本明細書において、硫化水素を含有する環境を「サワー環境」という。サワー環境の温度は、井戸の深さにもよるが、常温～２００℃程度である。
【0003】
このようなサワー環境で使用される鋼材として、例えば、油井管として適用される、油井用鋼管や、ラインパイプとして適用される、ラインパイプ用鋼管等がある。このようなサワー環境で使用される鋼材では、高い強度が求められる。
【0004】
サワー環境で使用される鋼材ではさらに、腐食性物質との接触により、電気化学反応が起こり、鋼材表面に水素が発生する。この水素に起因して、鋼材に、硫化物応力腐食割れ（ＳＳＣ）に代表される水素脆化割れが発生しやすい。したがって、サワー環境で使用される鋼材では、高い強度とともに、優れた耐水素脆性が求められる。
【0005】
サワー環境で使用される鋼材において耐水素脆性を高める技術が、特開２０１１－２４６７９８号公報（特許文献１）、及び、特開２０１５－３８２４７号公報（特許文献２）に開示されている。
【0006】
特許文献１では、低合金鋼からなる油井用鋼管において、所定量の固溶Ｍｏを確保し、旧オーステナイト粒を微細化し、Ｍ２Ｃ型析出物を分散させる。これにより、耐ＳＳＣ性を高めている。特許文献１ではさらに、旧オーステナイト粒界にＭｏ偏析領域を形成することにより、耐水素脆性をさらに高めている。
【0007】
特許文献２では、低合金鋼からなる油井用鋼管において、Ｍｏ偏析領域をなるべく抑制することにより、耐水素脆性を高めている。
【0008】
さらに最近では、水素を燃料として走行する燃料電池自動車の開発、及び、燃料電池自動車に水素を供給する水素ステーションの実用化が進められている。水素ステーションに設置される高圧水素蓄圧器には、高圧の水素ガスが貯蔵される。また、燃料電池自動車として、高圧水素蓄圧器を搭載した自動車の開発も進められている。このような高圧水素蓄圧器に利用される鋼材も、高い強度とともに、優れた耐水素脆性が求められる。
【0009】
高圧水素蓄圧器用途の鋼材において耐水素脆性を高める技術は、特開２００９－７４１２２号公報（特許文献３）に提案されている。特許文献３では、低合金鋼からなる鋼材において、Ｖ含有量及びＭｏ含有量を従来よりも高めることにより、旧オーステナイト粒界の炭化物の形態を改善し、耐水素脆性を高めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0010】
【特許文献1】特開２０１１－２４６７９８号公報
【特許文献2】特開２０１５－３８２４７号公報
【特許文献3】特開２００９－７４１２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
しかしながら、上述の特許文献１～特許文献３に記載された手段以外の他の手段により、高強度を有し、十分な耐水素脆性が得られてもよい。
【0012】
本開示の目的は、高強度を有し、かつ、耐水素脆性に優れた鋼材を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0013】
本開示の鋼材は、次の構成を有する。
【0014】
鋼材であって、
化学組成が、質量％で、
Ｃ：０．１５～０．５０％、
Ｓｉ：０．０５～０．５０％、
Ｍｎ：０．０１～１．００％、
Ｐ：０．０３００％以下、
Ｓ：０．０１００％以下、
Ｃｒ：０．２０～１．２０％、
Ｍｏ：０．４０～１．５０％、
Ｔｉ：０．００１０～０．０３００％、
Ｖ：０．０１～０．５０％、
Ｎｂ：０．００５０～０．１０００％、
Ａｌ：０．００５０～０．１０００％、
Ｂ：０．０００１～０．００５０％、
Ｎ：０．０１００％以下、
Ｏ：０．００５０％以下、
Ｗ：０～２．００％、
Ｃｏ：０～０．２０％、
Ｃｕ：０～０．５０％、
Ｎｉ：０～０．５０％、
Ｓｎ：０～０．５０％、
Ｍｇ：０～０．０１００％、
Ｃａ：０～０．０１００％、
希土類元素：０～０．０１００％、及び、
残部がＦｅ及び不純物からなり、
マルテンサイト及びベイナイトの総面積率が９０％以上であり、
降伏強度が７５８～９６５ＭＰａ未満であり、
旧オーステナイト粒の結晶粒径が１５．０μｍ以下であり、
旧オーステナイト粒の結晶粒界を中心とし前記結晶粒界と直交する１０ｎｍの線分ＳＬの一方の端点をＥ１、他方の端点をＥ２と定義し、
前記線分ＳＬの前記端点Ｅ１から前記端点Ｅ２まで０．２ｎｍピッチで配置される各測定点で、エネルギー分散型Ｘ線分光法による元素分析により、前記線分ＳＬ上の前記各測定点でのＭｏ含有量（質量％）及びＭｎ含有量（質量％）を求め、
前記線分ＳＬにおいて、
前記線分ＳＬでのＭｏ含有量が最大の測定点をＭｏピーク測定点と定義し、
前記Ｍｏピーク測定点を中心とした２．０ｎｍ幅の領域を、Ｍｏ偏析領域と定義し、
前記端点Ｅ１と前記Ｍｏ偏析領域との間の領域を、第１Ｍｏ粒内領域と定義し、
前記端点Ｅ２と前記Ｍｏ偏析領域との間の領域を、第２Ｍｏ粒内領域と定義し、
前記第１Ｍｏ粒内領域内の全ての前記測定点でのＭｏ含有量の算術平均値を、［Ｍｏ］ＢＭ１（質量％）と定義し、
前記第２Ｍｏ粒内領域内の全ての前記測定点でのＭｏ含有量の算術平均値を、［Ｍｏ］ＢＭ２（質量％）と定義し、
前記線分ＳＬにおいて、
前記線分ＳＬでのＭｎ含有量が最大の測定点をＭｎピーク測定点と定義し、
前記Ｍｎピーク測定点を中心とした２．０ｎｍ幅の領域を、Ｍｎ偏析領域と定義し、
前記端点Ｅ１と前記Ｍｎ偏析領域との間の領域を、第１Ｍｎ粒内領域と定義し、
前記端点Ｅ２と前記Ｍｎ偏析領域との間の領域を、第２Ｍｎ粒内領域と定義し、
前記第１Ｍｎ粒内領域内の全ての前記測定点でのＭｎ含有量の算術平均値を、［Ｍｎ］ＢＭ１（質量％）と定義し、
前記第２Ｍｎ粒内領域内の全ての前記測定点でのＭｎ含有量の算術平均値を、［Ｍｎ］ＢＭ２（質量％）と定義したとき、
式（１）で定義されるＭｏ偏析量［Ｍｏ］ＳＥＧと、式（２）で定義されるＭｎ偏析量［Ｍｎ］ＳＥＧとが、式（３）を満たす、
鋼材。
［Ｍｏ］ＳＥＧ＝｛（前記線分ＳＬ上の全ての前記測定点でのＭｏ含有量の総和×０．２）－［Ｍｏ］ＢＭ１×（前記端点Ｅ１と前記Ｍｏピーク測定点との間の距離）－［Ｍｏ］ＢＭ２×（前記端点Ｅ２と前記Ｍｏピーク測定点との間の距離）｝／０．８＋（［Ｍｏ］ＢＭ１＋［Ｍｏ］ＢＭ２）／２ （１）
［Ｍｎ］ＳＥＧ＝｛（前記線分ＳＬ上の全ての前記測定点でのＭｎ含有量の総和×０．２）－［Ｍｎ］ＢＭ１×（前記端点Ｅ１と前記Ｍｎピーク測定点との間の距離）－［Ｍｎ］ＢＭ２×（前記端点Ｅ２と前記Ｍｎピーク測定点との間の距離）｝／０．８＋（［Ｍｎ］ＢＭ１＋［Ｍｎ］ＢＭ２）／２ （２）
［Ｍｏ］ＳＥＧ－［Ｍｎ］ＳＥＧ＞８．００ （３）
化学組成が、質量％で、
Ｃ：０．１５～０．５０％、
Ｓｉ：０．０５～０．５０％、
Ｍｎ：０．０１～１．００％、
Ｐ：０．０３００％以下、
Ｓ：０．０１００％以下、
Ｃｒ：０．２０～１．２０％、
Ｍｏ：０．４０～１．５０％、
Ｔｉ：０．００１０～０．０３００％、
Ｖ：０．０１～０．５０％、
Ｎｂ：０．００５０～０．１０００％、
Ａｌ：０．００５０～０．１０００％、
Ｂ：０．０００１～０．００５０％、
Ｎ：０．０１００％以下、
Ｏ：０．００５０％以下、
Ｗ：０～２．００％、
Ｃｏ：０～０．２０％、
Ｃｕ：０～０．５０％、
Ｎｉ：０～０．５０％、
Ｓｎ：０～０．５０％、
Ｍｇ：０～０．０１００％、
Ｃａ：０～０．０１００％、
希土類元素：０～０．０１００％、及び、
残部がＦｅ及び不純物からなり、
マルテンサイト及びベイナイトの総面積率が９０％以上であり、
降伏強度が７５８～９６５ＭＰａ未満であり、
旧オーステナイト粒の結晶粒径が１５．０μｍ以下であり、
旧オーステナイト粒の結晶粒界を中心とし前記結晶粒界と直交する１０ｎｍの線分ＳＬの一方の端点をＥ１、他方の端点をＥ２と定義し、
前記線分ＳＬの前記端点Ｅ１から前記端点Ｅ２まで０．２ｎｍピッチで配置される各測定点で、エネルギー分散型Ｘ線分光法による元素分析により、前記線分ＳＬ上の前記各測定点でのＭｏ含有量（質量％）及びＭｎ含有量（質量％）を求め、
前記線分ＳＬにおいて、
前記線分ＳＬでのＭｏ含有量が最大の測定点をＭｏピーク測定点と定義し、
前記Ｍｏピーク測定点を中心とした２．０ｎｍ幅の領域を、Ｍｏ偏析領域と定義し、
前記端点Ｅ１と前記Ｍｏ偏析領域との間の領域を、第１Ｍｏ粒内領域と定義し、
前記端点Ｅ２と前記Ｍｏ偏析領域との間の領域を、第２Ｍｏ粒内領域と定義し、
前記第１Ｍｏ粒内領域内の全ての前記測定点でのＭｏ含有量の算術平均値を、［Ｍｏ］ＢＭ１（質量％）と定義し、
前記第２Ｍｏ粒内領域内の全ての前記測定点でのＭｏ含有量の算術平均値を、［Ｍｏ］ＢＭ２（質量％）と定義し、
前記線分ＳＬにおいて、
前記線分ＳＬでのＭｎ含有量が最大の測定点をＭｎピーク測定点と定義し、
前記Ｍｎピーク測定点を中心とした２．０ｎｍ幅の領域を、Ｍｎ偏析領域と定義し、
前記端点Ｅ１と前記Ｍｎ偏析領域との間の領域を、第１Ｍｎ粒内領域と定義し、
前記端点Ｅ２と前記Ｍｎ偏析領域との間の領域を、第２Ｍｎ粒内領域と定義し、
前記第１Ｍｎ粒内領域内の全ての前記測定点でのＭｎ含有量の算術平均値を、［Ｍｎ］ＢＭ１（質量％）と定義し、
前記第２Ｍｎ粒内領域内の全ての前記測定点でのＭｎ含有量の算術平均値を、［Ｍｎ］ＢＭ２（質量％）と定義したとき、
式（１）で定義されるＭｏ偏析量［Ｍｏ］ＳＥＧと、式（２）で定義されるＭｎ偏析量［Ｍｎ］ＳＥＧとが、式（３）を満たす、
鋼材。
［Ｍｏ］ＳＥＧ＝｛（前記線分ＳＬ上の全ての前記測定点でのＭｏ含有量の総和×０．２）－［Ｍｏ］ＢＭ１×（前記端点Ｅ１と前記Ｍｏピーク測定点との間の距離）－［Ｍｏ］ＢＭ２×（前記端点Ｅ２と前記Ｍｏピーク測定点との間の距離）｝／０．８＋（［Ｍｏ］ＢＭ１＋［Ｍｏ］ＢＭ２）／２ （１）
［Ｍｎ］ＳＥＧ＝｛（前記線分ＳＬ上の全ての前記測定点でのＭｎ含有量の総和×０．２）－［Ｍｎ］ＢＭ１×（前記端点Ｅ１と前記Ｍｎピーク測定点との間の距離）－［Ｍｎ］ＢＭ２×（前記端点Ｅ２と前記Ｍｎピーク測定点との間の距離）｝／０．８＋（［Ｍｎ］ＢＭ１＋［Ｍｎ］ＢＭ２）／２ （２）
［Ｍｏ］ＳＥＧ－［Ｍｎ］ＳＥＧ＞８．００ （３）
【発明の効果】
【0015】
本開示による鋼材は、高強度を有し、かつ、耐水素脆性に優れる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【発明を実施するための形態】
【0017】
本発明者らは、高強度を有し、かつ、耐水素脆性に優れた鋼材について、初めに、化学組成の観点から検討した。その結果、質量％で、Ｃ：０．１５～０．５０％、Ｓｉ：０．０５～０．５０％、Ｍｎ：０．０１～１．００％、Ｐ：０．０３００％以下、Ｓ：０．０１００％以下、Ｃｒ：０．２０～１．２０％、Ｍｏ：０．４０～１．５０％、Ｔｉ：０．００１０～０．０３００％、Ｖ：０．０１～０．５０％、Ｎｂ：０．００５０～０．１０００％、Ａｌ：０．００５０～０．１０００％、Ｂ：０．０００１～０．００５０％、Ｎ：０．０１００％以下、Ｏ：０．００５０％以下、Ｗ：０～２．００％、Ｃｏ：０～０．２０％、Ｃｕ：０～０．５０％、Ｎｉ：０～０．５０％、Ｓｎ：０～０．５０％、Ｍｇ：０～０．０１００％、Ｃａ：０～０．０１００％、希土類元素：０～０．０１００％、及び、残部がＦｅ及び不純物からなる化学組成であれば、高強度と、耐水素脆性とを両立できる可能性があると考えた。
【0018】
本発明者らはさらに、鋼材のミクロ組織を検討した。その結果、上述の化学組成を有し、マルテンサイト及びベイナイトの総面積率が９０％以上であれば、７５８～９６５ＭＰａ未満（１１０ｋｓｉ級～１２５ｋｓｉ級）の高強度が得られることを見出した。
【0019】
そこで、本発明者らは、上述の化学組成を有し、かつ、マルテンサイト及びベイナイトの総面積率が９０％以上の鋼材の耐水素脆性を高める手段について、さらに検討を行った。ここで、本発明者らは、水素脆化のメカニズムについて検証した。その結果、鋼材において、旧オーステナイト粒を微細化して粒界面積を増やし、かつ、結晶粒界を強化することにより、耐水素脆性が高められると考えた。検証の結果、本発明者らは、旧オーステナイト粒の結晶粒径が１５．０μｍ以下であれば、十分な粒界面積を確保できると考えた。
【0020】
そこで、本発明者は、結晶粒界の強化手段について、さらに検討を行った。本発明者らは初めに、鋼材中のＭｏ偏析量に注目した。そして、結晶粒界でのＭｏ偏析量を高めることで、結晶粒界が強化されることを見出した。
【0021】
しかしながら、結晶粒界においてＭｏ偏析量を高めただけでは、十分な耐水素脆性が得られない場合があった。そこで、本発明者らはさらに、結晶粒界の強化機構について、検討を行った。その結果、次の知見が得られた。
【0022】
上述の化学組成中の元素のうち、結晶粒界でのＭｏ偏析量が高ければ、結晶粒界が強化される。つまり、Ｍｏは結晶粒界を強化する元素である。一方、結晶粒界でのＭｎ偏析量が高ければ、結晶粒界が脆化する。つまり、Ｍｎは結晶粒界を脆化する元素である。
【0023】
したがって、結晶粒界でのＭｏ偏析量が多い場合であっても、結晶粒界でのＭｎ偏析量も多ければ、Ｍｏ偏析量による結晶粒界強化作用が、Ｍｎ偏析量による結晶粒界脆化作用に相殺されてしまう。
【0024】
以上を考慮して、本発明者らは、結晶粒界でのＭｏ偏析量が、結晶粒界でのＭｎ偏析量に対して多ければ、結晶粒界が強化され、その結果、十分な耐水素脆性が得られると考えた。そして、本発明者らは、この技術思想に基づいて、結晶粒界でのＭｏ偏析量［Ｍｏ］ＳＥＧ（質量％）と、結晶粒界でのＭｎ偏析量［Ｍｎ］ＳＥＧ（質量％）との関係を調査及び検討した。その結果、後述の式（１）で定義される結晶粒界でのＭｏ偏析量［Ｍｏ］ＳＥＧと、後述の式（２）で定義される結晶粒界でのＭｎ偏析量［Ｍｎ］ＳＥＧとが、式（３）を満たせば、十分な耐水素脆性が得られることを本発明者らは見出した。
［Ｍｏ］ＳＥＧ－［Ｍｎ］ＳＥＧ＞８．００ （３）
［Ｍｏ］ＳＥＧ－［Ｍｎ］ＳＥＧ＞８．００ （３）
【0025】
Ｆｎ１を次のとおり定義する。
Ｆｎ１＝［Ｍｏ］ＳＥＧ－［Ｍｎ］ＳＥＧ
図１は、Ｆｎ１と耐水素脆性の指標である相対破断応力比との関係を示す図である。相対破断応力比が高いほど、耐水素脆性に優れる。なお、図１は、後述の実施例の結果に基づいて作成した。
Ｆｎ１＝［Ｍｏ］ＳＥＧ－［Ｍｎ］ＳＥＧ
図１は、Ｆｎ１と耐水素脆性の指標である相対破断応力比との関係を示す図である。相対破断応力比が高いほど、耐水素脆性に優れる。なお、図１は、後述の実施例の結果に基づいて作成した。
【0026】
図１を参照して、上述の化学組成を有し、降伏強度が７５８～９６５ＭＰａ未満の鋼材において、Ｆｎ１が８．００を超えれば、相対破断応力比が０．８０以上であり、優れた耐水素脆性が得られている。一方、Ｆｎ１が８．００以下であれば、相対破断応力比が０．８０未満となり、耐水素脆性が顕著に低下している。
【0027】
したがって、結晶粒界でのＭｏ偏析量［Ｍｏ］ＳＥＧと、結晶粒界でのＭｎ偏析量［Ｍｎ］ＳＥＧとが式（３）を満たせば、十分な耐水素脆性が得られる。
【0028】
以上の知見に基づいて完成した本実施形態による鋼材は、次の構成を有する。
【0029】
［１］
鋼材であって、
化学組成が、質量％で、
Ｃ：０．１５～０．５０％、
Ｓｉ：０．０５～０．５０％、
Ｍｎ：０．０１～１．００％、
Ｐ：０．０３００％以下、
Ｓ：０．０１００％以下、
Ｃｒ：０．２０～１．２０％、
Ｍｏ：０．４０～１．５０％、
Ｔｉ：０．００１０～０．０３００％、
Ｖ：０．０１～０．５０％、
Ｎｂ：０．００５０～０．１０００％、
Ａｌ：０．００５０～０．１０００％、
Ｂ：０．０００１～０．００５０％、
Ｎ：０．０１００％以下、
Ｏ：０．００５０％以下、
Ｗ：０～２．００％、
Ｃｏ：０～０．２０％、
Ｃｕ：０～０．５０％、
Ｎｉ：０～０．５０％、
Ｓｎ：０～０．５０％、
Ｍｇ：０～０．０１００％、
Ｃａ：０～０．０１００％、
希土類元素：０～０．０１００％、及び、
残部がＦｅ及び不純物からなり、
マルテンサイト及びベイナイトの総面積率が９０％以上であり、
降伏強度が７５８～９６５ＭＰａ未満であり、
旧オーステナイト粒の結晶粒径が１５．０μｍ以下であり、
旧オーステナイト粒の結晶粒界を中心とし前記結晶粒界と直交する１０ｎｍの線分ＳＬの一方の端点をＥ１、他方の端点をＥ２と定義し、
前記線分ＳＬの前記端点Ｅ１から前記端点Ｅ２まで０．２ｎｍピッチで配置される各測定点で、エネルギー分散型Ｘ線分光法による元素分析により、前記線分ＳＬ上の前記各測定点でのＭｏ含有量（質量％）及びＭｎ含有量（質量％）を求め、
前記線分ＳＬにおいて、
前記線分ＳＬでのＭｏ含有量が最大の測定点をＭｏピーク測定点と定義し、
前記Ｍｏピーク測定点を中心とした２．０ｎｍ幅の領域を、Ｍｏ偏析領域と定義し、
前記端点Ｅ１と前記Ｍｏ偏析領域との間の領域を、第１Ｍｏ粒内領域と定義し、
前記端点Ｅ２と前記Ｍｏ偏析領域との間の領域を、第２Ｍｏ粒内領域と定義し、
前記第１Ｍｏ粒内領域内の全ての前記測定点でのＭｏ含有量の算術平均値を、［Ｍｏ］ＢＭ１（質量％）と定義し、
前記第２Ｍｏ粒内領域内の全ての前記測定点でのＭｏ含有量の算術平均値を、［Ｍｏ］ＢＭ２（質量％）と定義し、
前記線分ＳＬにおいて、
前記線分ＳＬでのＭｎ含有量が最大の測定点をＭｎピーク測定点と定義し、
前記Ｍｎピーク測定点を中心とした２．０ｎｍ幅の領域を、Ｍｎ偏析領域と定義し、
前記端点Ｅ１と前記Ｍｎ偏析領域との間の領域を、第１Ｍｎ粒内領域と定義し、
前記端点Ｅ２と前記Ｍｎ偏析領域との間の領域を、第２Ｍｎ粒内領域と定義し、
前記第１Ｍｎ粒内領域内の全ての前記測定点でのＭｎ含有量の算術平均値を、［Ｍｎ］ＢＭ１（質量％）と定義し、
前記第２Ｍｎ粒内領域内の全ての前記測定点でのＭｎ含有量の算術平均値を、［Ｍｎ］ＢＭ２（質量％）と定義したとき、
式（１）で定義されるＭｏ偏析量［Ｍｏ］ＳＥＧと、式（２）で定義されるＭｎ偏析量［Ｍｎ］ＳＥＧとが、式（３）を満たす、
鋼材。
［Ｍｏ］ＳＥＧ＝｛（前記線分ＳＬ上の全ての前記測定点でのＭｏ含有量の総和×０．２）－［Ｍｏ］ＢＭ１×（前記端点Ｅ１と前記Ｍｏピーク測定点との間の距離）－［Ｍｏ］ＢＭ２×（前記端点Ｅ２と前記Ｍｏピーク測定点との間の距離）｝／０．８＋（［Ｍｏ］ＢＭ１＋［Ｍｏ］ＢＭ２）／２ （１）
［Ｍｎ］ＳＥＧ＝｛（前記線分ＳＬ上の全ての前記測定点でのＭｎ含有量の総和×０．２）－［Ｍｎ］ＢＭ１×（前記端点Ｅ１と前記Ｍｎピーク測定点との間の距離）－［Ｍｎ］ＢＭ２×（前記端点Ｅ２と前記Ｍｎピーク測定点との間の距離）｝／０．８＋（［Ｍｎ］ＢＭ１＋［Ｍｎ］ＢＭ２）／２ （２）
［Ｍｏ］ＳＥＧ－［Ｍｎ］ＳＥＧ＞８．００ （３）
鋼材であって、
化学組成が、質量％で、
Ｃ：０．１５～０．５０％、
Ｓｉ：０．０５～０．５０％、
Ｍｎ：０．０１～１．００％、
Ｐ：０．０３００％以下、
Ｓ：０．０１００％以下、
Ｃｒ：０．２０～１．２０％、
Ｍｏ：０．４０～１．５０％、
Ｔｉ：０．００１０～０．０３００％、
Ｖ：０．０１～０．５０％、
Ｎｂ：０．００５０～０．１０００％、
Ａｌ：０．００５０～０．１０００％、
Ｂ：０．０００１～０．００５０％、
Ｎ：０．０１００％以下、
Ｏ：０．００５０％以下、
Ｗ：０～２．００％、
Ｃｏ：０～０．２０％、
Ｃｕ：０～０．５０％、
Ｎｉ：０～０．５０％、
Ｓｎ：０～０．５０％、
Ｍｇ：０～０．０１００％、
Ｃａ：０～０．０１００％、
希土類元素：０～０．０１００％、及び、
残部がＦｅ及び不純物からなり、
マルテンサイト及びベイナイトの総面積率が９０％以上であり、
降伏強度が７５８～９６５ＭＰａ未満であり、
旧オーステナイト粒の結晶粒径が１５．０μｍ以下であり、
旧オーステナイト粒の結晶粒界を中心とし前記結晶粒界と直交する１０ｎｍの線分ＳＬの一方の端点をＥ１、他方の端点をＥ２と定義し、
前記線分ＳＬの前記端点Ｅ１から前記端点Ｅ２まで０．２ｎｍピッチで配置される各測定点で、エネルギー分散型Ｘ線分光法による元素分析により、前記線分ＳＬ上の前記各測定点でのＭｏ含有量（質量％）及びＭｎ含有量（質量％）を求め、
前記線分ＳＬにおいて、
前記線分ＳＬでのＭｏ含有量が最大の測定点をＭｏピーク測定点と定義し、
前記Ｍｏピーク測定点を中心とした２．０ｎｍ幅の領域を、Ｍｏ偏析領域と定義し、
前記端点Ｅ１と前記Ｍｏ偏析領域との間の領域を、第１Ｍｏ粒内領域と定義し、
前記端点Ｅ２と前記Ｍｏ偏析領域との間の領域を、第２Ｍｏ粒内領域と定義し、
前記第１Ｍｏ粒内領域内の全ての前記測定点でのＭｏ含有量の算術平均値を、［Ｍｏ］ＢＭ１（質量％）と定義し、
前記第２Ｍｏ粒内領域内の全ての前記測定点でのＭｏ含有量の算術平均値を、［Ｍｏ］ＢＭ２（質量％）と定義し、
前記線分ＳＬにおいて、
前記線分ＳＬでのＭｎ含有量が最大の測定点をＭｎピーク測定点と定義し、
前記Ｍｎピーク測定点を中心とした２．０ｎｍ幅の領域を、Ｍｎ偏析領域と定義し、
前記端点Ｅ１と前記Ｍｎ偏析領域との間の領域を、第１Ｍｎ粒内領域と定義し、
前記端点Ｅ２と前記Ｍｎ偏析領域との間の領域を、第２Ｍｎ粒内領域と定義し、
前記第１Ｍｎ粒内領域内の全ての前記測定点でのＭｎ含有量の算術平均値を、［Ｍｎ］ＢＭ１（質量％）と定義し、
前記第２Ｍｎ粒内領域内の全ての前記測定点でのＭｎ含有量の算術平均値を、［Ｍｎ］ＢＭ２（質量％）と定義したとき、
式（１）で定義されるＭｏ偏析量［Ｍｏ］ＳＥＧと、式（２）で定義されるＭｎ偏析量［Ｍｎ］ＳＥＧとが、式（３）を満たす、
鋼材。
［Ｍｏ］ＳＥＧ＝｛（前記線分ＳＬ上の全ての前記測定点でのＭｏ含有量の総和×０．２）－［Ｍｏ］ＢＭ１×（前記端点Ｅ１と前記Ｍｏピーク測定点との間の距離）－［Ｍｏ］ＢＭ２×（前記端点Ｅ２と前記Ｍｏピーク測定点との間の距離）｝／０．８＋（［Ｍｏ］ＢＭ１＋［Ｍｏ］ＢＭ２）／２ （１）
［Ｍｎ］ＳＥＧ＝｛（前記線分ＳＬ上の全ての前記測定点でのＭｎ含有量の総和×０．２）－［Ｍｎ］ＢＭ１×（前記端点Ｅ１と前記Ｍｎピーク測定点との間の距離）－［Ｍｎ］ＢＭ２×（前記端点Ｅ２と前記Ｍｎピーク測定点との間の距離）｝／０．８＋（［Ｍｎ］ＢＭ１＋［Ｍｎ］ＢＭ２）／２ （２）
［Ｍｏ］ＳＥＧ－［Ｍｎ］ＳＥＧ＞８．００ （３）
【0030】
［２］
［１］に記載の鋼材であって、
前記化学組成は、
Ｗ：０．０１～２．００％、
Ｃｏ：０．０１～０．２０％、
Ｃｕ：０．０１～０．５０％、
Ｎｉ：０．０１～０．５０％、
Ｓｎ：０．０１～０．５０％、
Ｍｇ：０．０００１～０．０１００％、
Ｃａ：０．０００１～０．０１００％、及び、
希土類元素：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、
鋼材。
［１］に記載の鋼材であって、
前記化学組成は、
Ｗ：０．０１～２．００％、
Ｃｏ：０．０１～０．２０％、
Ｃｕ：０．０１～０．５０％、
Ｎｉ：０．０１～０．５０％、
Ｓｎ：０．０１～０．５０％、
Ｍｇ：０．０００１～０．０１００％、
Ｃａ：０．０００１～０．０１００％、及び、
希土類元素：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、
鋼材。
【0031】
［３］
［１］又は［２］に記載の鋼材であって、
前記鋼材は、油井用鋼管、ラインパイプ用鋼管、及び、高圧水素蓄圧器用鋼管のいずれかである、
鋼材。
［１］又は［２］に記載の鋼材であって、
前記鋼材は、油井用鋼管、ラインパイプ用鋼管、及び、高圧水素蓄圧器用鋼管のいずれかである、
鋼材。
【0032】
［４］
［１］又は［２］に記載の鋼材であって、
前記鋼材は、油井用継目無鋼管、ラインパイプ用継目無鋼管、及び、高圧水素蓄圧器用継目無鋼管のいずれかである、
鋼材。
［１］又は［２］に記載の鋼材であって、
前記鋼材は、油井用継目無鋼管、ラインパイプ用継目無鋼管、及び、高圧水素蓄圧器用継目無鋼管のいずれかである、
鋼材。
【0033】
本明細書において、「油井用鋼管」は、油井管として利用される鋼管を意味する。油井管とは、油井又はガス井の掘削、原油又は天然ガスの採取等に用いられるケーシング、チュービング、ドリルパイプの総称を意味する。「油井用継目無鋼管」は、油井用鋼管が継目無鋼管（ｓｅａｍｌｅｓｓ ｐｉｐｅ）であることを意味する。
【0034】
本明細書において、「ラインパイプ用鋼管」は、油井又はガス井から採取された生産流体（原油又は天然ガス）を輸送するパイプラインを構成するラインパイプ用途の鋼管を意味する。パイプラインは例えば、油井又はガス井から生産流体を輸送するフローライン、フローラインで輸送された生産流体を集合して一次処理施設まで輸送するギャザリングライン、脱水等の一次処理を実施した生産流体を市場近郊まで輸送するトランクライン、及び、消費者まで輸送するディストリビューションライン等である。「ラインパイプ用継目無鋼管」は、ラインパイプ用鋼管が継目無鋼管であることを意味する。
【0035】
本明細書において、「高圧水素蓄圧器用鋼管」は、ＩＳＯ１１４３９、ＡＮＳＩ／ＮＧＶ、高圧ガス保安法、容器保安規則例示基準等で規格化されており、高圧の水素ガスが貯蔵される高圧水素蓄圧容器用途の鋼管を意味する。高圧水素蓄圧器は例えば、水素ステーションに設置されたり、燃料電池自動車に搭載されたりする。「高圧水素蓄圧器用継目無鋼管」は、高圧水素蓄圧器用鋼管が継目無鋼管であることを意味する。
【0036】
以下、本実施形態の鋼材について詳述する。元素に関する「％」は、特に断りがない限り、質量％を意味する。
【0037】
［本実施形態の鋼材の特徴］
本実施形態の鋼材は、次の特徴１～特徴５を満たす。
（特徴１）
化学組成が、質量％で、Ｃ：０．１５～０．５０％、Ｓｉ：０．０５～０．５０％、Ｍｎ：０．０１～１．００％、Ｐ：０．０３００％以下、Ｓ：０．０１００％以下、Ｃｒ：０．２０～１．２０％、Ｍｏ：０．４０～１．５０％、Ｔｉ：０．００１０～０．０３００％、Ｖ：０．０１～０．５０％、Ｎｂ：０．００５０～０．１０００％、Ａｌ：０．００５０～０．１０００％、Ｂ：０．０００１～０．００５０％、Ｎ：０．０１００％以下、Ｏ：０．００５０％以下、Ｗ：０～２．００％、Ｃｏ：０～０．２０％、Ｃｕ：０～０．５０％、Ｎｉ：０～０．５０％、Ｓｎ：０～０．５０％、Ｍｇ：０～０．０１００％、Ｃａ：０～０．０１００％、希土類元素：０～０．０１００％、及び、残部がＦｅ及び不純物からなる。
（特徴２）
マルテンサイト及びベイナイトの総面積率が９０％以上である。
（特徴３）
降伏強度が７５８～９６５ＭＰａ未満である。
（特徴４）
旧オーステナイトの結晶粒径が１５．０μｍ以下である。
（特徴５）
旧オーステナイト粒の結晶粒界を中心とし結晶粒界と直交する１０ｎｍの線分ＳＬの一方の端点をＥ１、他方の端点をＥ２と定義し、
線分ＳＬの端点Ｅ１から端点Ｅ２まで０．２ｎｍピッチで配置される各測定点で、エネルギー分散型Ｘ線分光法による元素分析により、線分ＳＬ上の各測定点でのＭｏ含有量（質量％）及びＭｎ含有量（質量％）を求め、
線分ＳＬにおいて、
線分ＳＬでのＭｏ含有量が最大の測定点をＭｏピーク測定点と定義し、
Ｍｏピーク測定点を中心とした２．０ｎｍ幅の領域を、Ｍｏ偏析領域と定義し、
端点Ｅ１とＭｏ偏析領域との間の領域を、第１Ｍｏ粒内領域と定義し、
端点Ｅ２とＭｏ偏析領域との間の領域を、第２Ｍｏ粒内領域と定義し、
第１Ｍｏ粒内領域内の全ての測定点でのＭｏ含有量の算術平均値を、［Ｍｏ］ＢＭ１（質量％）と定義し、
第２Ｍｏ粒内領域内の全ての測定点でのＭｏ含有量の算術平均値を、［Ｍｏ］ＢＭ２（質量％）と定義し、
線分ＳＬにおいて、
線分ＳＬでのＭｎ含有量が最大の測定点をＭｎピーク測定点と定義し、
Ｍｎピーク測定点を中心とした２．０ｎｍ幅の領域を、Ｍｎ偏析領域と定義し、
端点Ｅ１とＭｎ偏析領域との間の領域を、第１Ｍｎ粒内領域と定義し、
端点Ｅ２とＭｎ偏析領域との間の領域を、第２Ｍｎ粒内領域と定義し、
第１Ｍｎ粒内領域内の全ての測定点でのＭｎ含有量の算術平均値を、［Ｍｎ］ＢＭ１（質量％）と定義し、
第２Ｍｎ粒内領域内の全ての測定点でのＭｎ含有量の算術平均値を、［Ｍｎ］ＢＭ２（質量％）と定義したとき、
式（１）で定義されるＭｏ偏析量［Ｍｏ］ＳＥＧと、式（２）で定義されるＭｎ偏析量［Ｍｎ］ＳＥＧとが、式（３）を満たす。
［Ｍｏ］ＳＥＧ＝｛（線分ＳＬ上の全ての測定点でのＭｏ含有量の総和×０．２）－［Ｍｏ］ＢＭ１×（端点Ｅ１とＭｏピーク測定点との間の距離）－［Ｍｏ］ＢＭ２×（端点Ｅ２とＭｏピーク測定点との間の距離）｝／０．８＋（［Ｍｏ］ＢＭ１＋［Ｍｏ］ＢＭ２）／２ （１）
［Ｍｎ］ＳＥＧ＝｛（線分ＳＬ上の全ての測定点でのＭｎ含有量の総和×０．２）－［Ｍｎ］ＢＭ１×（端点Ｅ１とＭｎピーク測定点との間の距離）－［Ｍｎ］ＢＭ２×（端点Ｅ２とＭｎピーク測定点との間の距離）｝／０．８＋（［Ｍｎ］ＢＭ１＋［Ｍｎ］ＢＭ２）／２ （２）
［Ｍｏ］ＳＥＧ－［Ｍｎ］ＳＥＧ＞８．００ （３）
以下、特徴１～特徴５について説明する。
本実施形態の鋼材は、次の特徴１～特徴５を満たす。
（特徴１）
化学組成が、質量％で、Ｃ：０．１５～０．５０％、Ｓｉ：０．０５～０．５０％、Ｍｎ：０．０１～１．００％、Ｐ：０．０３００％以下、Ｓ：０．０１００％以下、Ｃｒ：０．２０～１．２０％、Ｍｏ：０．４０～１．５０％、Ｔｉ：０．００１０～０．０３００％、Ｖ：０．０１～０．５０％、Ｎｂ：０．００５０～０．１０００％、Ａｌ：０．００５０～０．１０００％、Ｂ：０．０００１～０．００５０％、Ｎ：０．０１００％以下、Ｏ：０．００５０％以下、Ｗ：０～２．００％、Ｃｏ：０～０．２０％、Ｃｕ：０～０．５０％、Ｎｉ：０～０．５０％、Ｓｎ：０～０．５０％、Ｍｇ：０～０．０１００％、Ｃａ：０～０．０１００％、希土類元素：０～０．０１００％、及び、残部がＦｅ及び不純物からなる。
（特徴２）
マルテンサイト及びベイナイトの総面積率が９０％以上である。
（特徴３）
降伏強度が７５８～９６５ＭＰａ未満である。
（特徴４）
旧オーステナイトの結晶粒径が１５．０μｍ以下である。
（特徴５）
旧オーステナイト粒の結晶粒界を中心とし結晶粒界と直交する１０ｎｍの線分ＳＬの一方の端点をＥ１、他方の端点をＥ２と定義し、
線分ＳＬの端点Ｅ１から端点Ｅ２まで０．２ｎｍピッチで配置される各測定点で、エネルギー分散型Ｘ線分光法による元素分析により、線分ＳＬ上の各測定点でのＭｏ含有量（質量％）及びＭｎ含有量（質量％）を求め、
線分ＳＬにおいて、
線分ＳＬでのＭｏ含有量が最大の測定点をＭｏピーク測定点と定義し、
Ｍｏピーク測定点を中心とした２．０ｎｍ幅の領域を、Ｍｏ偏析領域と定義し、
端点Ｅ１とＭｏ偏析領域との間の領域を、第１Ｍｏ粒内領域と定義し、
端点Ｅ２とＭｏ偏析領域との間の領域を、第２Ｍｏ粒内領域と定義し、
第１Ｍｏ粒内領域内の全ての測定点でのＭｏ含有量の算術平均値を、［Ｍｏ］ＢＭ１（質量％）と定義し、
第２Ｍｏ粒内領域内の全ての測定点でのＭｏ含有量の算術平均値を、［Ｍｏ］ＢＭ２（質量％）と定義し、
線分ＳＬにおいて、
線分ＳＬでのＭｎ含有量が最大の測定点をＭｎピーク測定点と定義し、
Ｍｎピーク測定点を中心とした２．０ｎｍ幅の領域を、Ｍｎ偏析領域と定義し、
端点Ｅ１とＭｎ偏析領域との間の領域を、第１Ｍｎ粒内領域と定義し、
端点Ｅ２とＭｎ偏析領域との間の領域を、第２Ｍｎ粒内領域と定義し、
第１Ｍｎ粒内領域内の全ての測定点でのＭｎ含有量の算術平均値を、［Ｍｎ］ＢＭ１（質量％）と定義し、
第２Ｍｎ粒内領域内の全ての測定点でのＭｎ含有量の算術平均値を、［Ｍｎ］ＢＭ２（質量％）と定義したとき、
式（１）で定義されるＭｏ偏析量［Ｍｏ］ＳＥＧと、式（２）で定義されるＭｎ偏析量［Ｍｎ］ＳＥＧとが、式（３）を満たす。
［Ｍｏ］ＳＥＧ＝｛（線分ＳＬ上の全ての測定点でのＭｏ含有量の総和×０．２）－［Ｍｏ］ＢＭ１×（端点Ｅ１とＭｏピーク測定点との間の距離）－［Ｍｏ］ＢＭ２×（端点Ｅ２とＭｏピーク測定点との間の距離）｝／０．８＋（［Ｍｏ］ＢＭ１＋［Ｍｏ］ＢＭ２）／２ （１）
［Ｍｎ］ＳＥＧ＝｛（線分ＳＬ上の全ての測定点でのＭｎ含有量の総和×０．２）－［Ｍｎ］ＢＭ１×（端点Ｅ１とＭｎピーク測定点との間の距離）－［Ｍｎ］ＢＭ２×（端点Ｅ２とＭｎピーク測定点との間の距離）｝／０．８＋（［Ｍｎ］ＢＭ１＋［Ｍｎ］ＢＭ２）／２ （２）
［Ｍｏ］ＳＥＧ－［Ｍｎ］ＳＥＧ＞８．００ （３）
以下、特徴１～特徴５について説明する。
【0038】
［（特徴１）化学組成について］
本実施形態の鋼材の化学組成は、次の元素を含有する。
本実施形態の鋼材の化学組成は、次の元素を含有する。
【0039】
Ｃ：０．１５～０．５０％
炭素（Ｃ）は、焼入れ性を高め、鋼材の強度を高める。Ｃはさらに、炭化物又は炭窒化物を形成し、鋼材の強度を高める。Ｃ含有量が０．１５％未満であれば、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、Ｃ含有量が０．５０％を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材中の炭化物が過剰に多くなる。この場合、鋼材の耐水素脆性が低下する。
したがって、Ｃ含有量は０．１５～０．５０％である。
Ｃ含有量の好ましい下限は０．１７％であり、さらに好ましくは０．１９％であり、さらに好ましくは０．２１％であり、さらに好ましくは０．２３％であり、さらに好ましくは０．２５％である。
Ｃ含有量の好ましい上限は０．４５％であり、さらに好ましくは０．４０％であり、さらに好ましくは０．３５％であり、さらに好ましくは０．３２％である。
炭素（Ｃ）は、焼入れ性を高め、鋼材の強度を高める。Ｃはさらに、炭化物又は炭窒化物を形成し、鋼材の強度を高める。Ｃ含有量が０．１５％未満であれば、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、Ｃ含有量が０．５０％を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材中の炭化物が過剰に多くなる。この場合、鋼材の耐水素脆性が低下する。
したがって、Ｃ含有量は０．１５～０．５０％である。
Ｃ含有量の好ましい下限は０．１７％であり、さらに好ましくは０．１９％であり、さらに好ましくは０．２１％であり、さらに好ましくは０．２３％であり、さらに好ましくは０．２５％である。
Ｃ含有量の好ましい上限は０．４５％であり、さらに好ましくは０．４０％であり、さらに好ましくは０．３５％であり、さらに好ましくは０．３２％である。
【0040】
Ｓｉ：０．０５～０．５０％
シリコン（Ｓｉ）は鋼を脱酸して、鋼材中の介在物を低減する。その結果、鋼材の耐水素脆性が高まる。Ｓｉ含有量が０．０５％未満であれば、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、Ｓｉ含有量が０．５０％を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材の耐水素脆性が低下する。
したがって、Ｓｉ含有量は０．０５～０．５０％である。
Ｓｉ含有量の好ましい下限は０．０７％であり、さらに好ましくは０．０９％であり、さらに好ましくは０．１１％であり、さらに好ましくは０．１３％である。
Ｓｉ含有量の好ましい上限は０．４５％であり、さらに好ましくは０．４３％であり、さらに好ましくは０．４１％であり、さらに好ましくは０．３８％である。
シリコン（Ｓｉ）は鋼を脱酸して、鋼材中の介在物を低減する。その結果、鋼材の耐水素脆性が高まる。Ｓｉ含有量が０．０５％未満であれば、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、Ｓｉ含有量が０．５０％を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材の耐水素脆性が低下する。
したがって、Ｓｉ含有量は０．０５～０．５０％である。
Ｓｉ含有量の好ましい下限は０．０７％であり、さらに好ましくは０．０９％であり、さらに好ましくは０．１１％であり、さらに好ましくは０．１３％である。
Ｓｉ含有量の好ましい上限は０．４５％であり、さらに好ましくは０．４３％であり、さらに好ましくは０．４１％であり、さらに好ましくは０．３８％である。
【0041】
Ｍｎ：０．０１～１．００％
マンガン（Ｍｎ）は鋼を脱酸する。Ｍｎはさらに、焼入れ性を高めて鋼材の強度を高める。Ｍｎ含有量が０．０１％未満であれば、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、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、粗大な硫化物系介在物が生成して、鋼材の耐水素脆性が低下する。
したがって、Ｍｎ含有量は０．０１～１．００％である。
Ｍｎ含有量の好ましい下限は０．０５％であり、さらに好ましくは０．１０％であり、さら好ましくは０．１５％であり、さらに好ましくは０．２０％である。
Ｍｎ含有量の好ましい上限は０．９５％であり、さらに好ましくは０．９０％であり、さらに好ましくは０．８０％であり、さらに好ましくは０．７０％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％であり、さらに好ましくは０．３０％である。
マンガン（Ｍｎ）は鋼を脱酸する。Ｍｎはさらに、焼入れ性を高めて鋼材の強度を高める。Ｍｎ含有量が０．０１％未満であれば、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、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、粗大な硫化物系介在物が生成して、鋼材の耐水素脆性が低下する。
したがって、Ｍｎ含有量は０．０１～１．００％である。
Ｍｎ含有量の好ましい下限は０．０５％であり、さらに好ましくは０．１０％であり、さら好ましくは０．１５％であり、さらに好ましくは０．２０％である。
Ｍｎ含有量の好ましい上限は０．９５％であり、さらに好ましくは０．９０％であり、さらに好ましくは０．８０％であり、さらに好ましくは０．７０％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％であり、さらに好ましくは０．３０％である。
【0042】
Ｐ：０．０３００％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含有量が０．０３００％を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、Ｐが粒界に偏析する。そのため、鋼材の耐水素脆性が低下する。
したがって、Ｐ含有量は０．０３００％以下である。
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、製造コストを大幅に高める。したがって、工業生産を考慮した場合、Ｐ含有量の好ましい下限は０．０００１％であり、さらに好ましくは０．０００５％であり、さらに好ましくは０．００１０％である。
Ｐ含有量の好ましい上限は０．０２５０％であり、さらに好ましくは０．０２３０％であり、さらに好ましくは０．０２１０％であり、さらに好ましくは０．０２００％であり、さらに好ましくは０．０１９０％であり、さらに好ましくは０．０１８０％である。
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含有量が０．０３００％を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、Ｐが粒界に偏析する。そのため、鋼材の耐水素脆性が低下する。
したがって、Ｐ含有量は０．０３００％以下である。
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、製造コストを大幅に高める。したがって、工業生産を考慮した場合、Ｐ含有量の好ましい下限は０．０００１％であり、さらに好ましくは０．０００５％であり、さらに好ましくは０．００１０％である。
Ｐ含有量の好ましい上限は０．０２５０％であり、さらに好ましくは０．０２３０％であり、さらに好ましくは０．０２１０％であり、さらに好ましくは０．０２００％であり、さらに好ましくは０．０１９０％であり、さらに好ましくは０．０１８０％である。
【0043】
Ｓ：０．０１００％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含有量が０．０１００％を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、Ｓが粒界に偏析する。そのため、鋼材の耐水素脆性が低下する。
したがって、Ｓ含有量は０．０１００％以下である。
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、製造コストを大幅に高める。したがって、工業生産を考慮した場合、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０．０００５％である。
Ｓ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０．００７０％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％であり、さらに好ましくは０．００３０％であり、さらに好ましくは０．００２０％である。
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含有量が０．０１００％を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、Ｓが粒界に偏析する。そのため、鋼材の耐水素脆性が低下する。
したがって、Ｓ含有量は０．０１００％以下である。
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、製造コストを大幅に高める。したがって、工業生産を考慮した場合、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０．０００５％である。
Ｓ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０．００７０％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％であり、さらに好ましくは０．００３０％であり、さらに好ましくは０．００２０％である。
【0044】
Ｃｒ：０．２０～１．２０％
クロム（Ｃｒ）は、鋼材の焼入れ性を高める。Ｃｒはさらに、鋼材の焼戻し軟化抵抗を高め、高温焼戻しを可能にする。その結果、鋼材の耐水素脆性が高まる。Ｃｒ含有量が０．２０％未満であれば、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１．２０％を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材の耐水素脆性が低下する。
したがって、Ｃｒ含有量は０．２０～１．２０％である。
Ｃｒ含有量の好ましい下限は０．２５％であり、さらに好ましくは０．３０％であり、さらに好ましくは０．３５％である。
Ｃｒ含有量の好ましい上限は１．１０％であり、さらに好ましくは１．０５％であり、さらに好ましくは１．００％であり、さらに好ましくは０．９５％である。
クロム（Ｃｒ）は、鋼材の焼入れ性を高める。Ｃｒはさらに、鋼材の焼戻し軟化抵抗を高め、高温焼戻しを可能にする。その結果、鋼材の耐水素脆性が高まる。Ｃｒ含有量が０．２０％未満であれば、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１．２０％を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材の耐水素脆性が低下する。
したがって、Ｃｒ含有量は０．２０～１．２０％である。
Ｃｒ含有量の好ましい下限は０．２５％であり、さらに好ましくは０．３０％であり、さらに好ましくは０．３５％である。
Ｃｒ含有量の好ましい上限は１．１０％であり、さらに好ましくは１．０５％であり、さらに好ましくは１．００％であり、さらに好ましくは０．９５％である。
【0045】
Ｍｏ：０．４０～１．５０％
モリブデン（Ｍｏ）は、鋼材の焼入れ性を高める。Ｍｏはさらに、鋼材の焼戻し軟化抵抗を高め、高温焼戻しを可能にする。その結果、鋼材の耐水素脆性が高まる。Ｍｏ含有量が０．４０％未満であれば、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１．５０％を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、上記効果が飽和する。
したがって、Ｍｏ含有量は０．４０～１．５０％である。
Ｍｏ含有量の好ましい下限は０．４５％であり、さらに好ましくは０．５０％であり、さらに好ましくは０．５５％である。
Ｍｏ含有量の好ましい上限は１．４８％であり、さらに好ましくは１．４６％であり、さらに好ましくは１．４０％であり、さらに好ましくは１．３５％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％であり、さらに好ましくは１．２０％であり、さらに好ましくは１．１５％である。
モリブデン（Ｍｏ）は、鋼材の焼入れ性を高める。Ｍｏはさらに、鋼材の焼戻し軟化抵抗を高め、高温焼戻しを可能にする。その結果、鋼材の耐水素脆性が高まる。Ｍｏ含有量が０．４０％未満であれば、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１．５０％を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、上記効果が飽和する。
したがって、Ｍｏ含有量は０．４０～１．５０％である。
Ｍｏ含有量の好ましい下限は０．４５％であり、さらに好ましくは０．５０％であり、さらに好ましくは０．５５％である。
Ｍｏ含有量の好ましい上限は１．４８％であり、さらに好ましくは１．４６％であり、さらに好ましくは１．４０％であり、さらに好ましくは１．３５％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％であり、さらに好ましくは１．２０％であり、さらに好ましくは１．１５％である。
【0046】
Ｔｉ：０．００１０～０．０３００％
チタン（Ｔｉ）は、Ｔｉ窒化物等の微細な析出物を形成し、結晶粒を微細化する。その結果、鋼材の耐水素脆性が高まる。Ｔｉ含有量が０．００１０％未満であれば、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、Ｔｉ含有量が０．０３００％を超えれば、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Ｔｉ窒化物が生成する。粗大なＴｉ窒化物は割れの起点になる。その結果、鋼材の耐水素脆性が低下する。
したがって、Ｔｉ含有量は０．００１０～０．０３００％である。
Ｔｉ含有量の好ましい下限は０．００１５％であり、さらに好ましくは０．００２０％であり、さらに好ましくは０．００２５％であり、さらに好ましくは０．００３０％であり、さらに好ましくは０．００４０％である。
Ｔｉ含有量の好ましい上限は０．０２５０％であり、さらに好ましくは０．０２００％であり、さらに好ましくは０．０１５０％であり、さらに好ましくは０．０１２０％であり、さらに好ましくは０．０１００％である。
チタン（Ｔｉ）は、Ｔｉ窒化物等の微細な析出物を形成し、結晶粒を微細化する。その結果、鋼材の耐水素脆性が高まる。Ｔｉ含有量が０．００１０％未満であれば、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、Ｔｉ含有量が０．０３００％を超えれば、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Ｔｉ窒化物が生成する。粗大なＴｉ窒化物は割れの起点になる。その結果、鋼材の耐水素脆性が低下する。
したがって、Ｔｉ含有量は０．００１０～０．０３００％である。
Ｔｉ含有量の好ましい下限は０．００１５％であり、さらに好ましくは０．００２０％であり、さらに好ましくは０．００２５％であり、さらに好ましくは０．００３０％であり、さらに好ましくは０．００４０％である。
Ｔｉ含有量の好ましい上限は０．０２５０％であり、さらに好ましくは０．０２００％であり、さらに好ましくは０．０１５０％であり、さらに好ましくは０．０１２０％であり、さらに好ましくは０．０１００％である。
【0047】
Ｖ：０．０１～０．５０％
バナジウム（Ｖ）は、炭化物を形成し、炭化物のピンニング効果により、鋼材の結晶粒を微細化する。そのため、鋼材の耐水素脆性が高まる。Ｖはさらに、焼戻し時に微細な炭化物を形成して鋼材の焼戻し軟化抵抗を高め、鋼材の強度を高める。Ｖ含有量が０．０１％未満であれば、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、Ｖ含有量が０．５０％を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、炭窒化物等が過剰に生成する。そのため、鋼材の耐水素脆性が低下する。
したがって、Ｖ含有量は０．０１～０．５０％である。
Ｖ含有量の好ましい下限は０．０２％であり、さらに好ましくは０．０５％であり、さらに好ましくは０．０７％であり、さらに好ましくは０．１０％である。
Ｖ含有量の好ましい上限は０．４５％であり、さらに好ましくは０．４０％であり、さらに好ましくは０．３５％であり、さらに好ましくは０．３０％であり、さらに好ましくは０．２５％であり、さらに好ましくは０．２０％である。
バナジウム（Ｖ）は、炭化物を形成し、炭化物のピンニング効果により、鋼材の結晶粒を微細化する。そのため、鋼材の耐水素脆性が高まる。Ｖはさらに、焼戻し時に微細な炭化物を形成して鋼材の焼戻し軟化抵抗を高め、鋼材の強度を高める。Ｖ含有量が０．０１％未満であれば、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、Ｖ含有量が０．５０％を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、炭窒化物等が過剰に生成する。そのため、鋼材の耐水素脆性が低下する。
したがって、Ｖ含有量は０．０１～０．５０％である。
Ｖ含有量の好ましい下限は０．０２％であり、さらに好ましくは０．０５％であり、さらに好ましくは０．０７％であり、さらに好ましくは０．１０％である。
Ｖ含有量の好ましい上限は０．４５％であり、さらに好ましくは０．４０％であり、さらに好ましくは０．３５％であり、さらに好ましくは０．３０％であり、さらに好ましくは０．２５％であり、さらに好ましくは０．２０％である。
【0048】
Ｎｂ：０．００５０～０．１０００％
ニオブ（Ｎｂ）は、炭化物、窒化物又は炭窒化物（以下、「炭窒化物等」という）を形成し、炭窒化物等のピンニング効果により、鋼材の結晶粒を微細化する。そのため、鋼材の耐水素脆性が高まる。Ｎｂはさらに、焼戻し時に微細な炭化物を形成して、鋼材の焼戻し軟化抵抗を高める。そのため、鋼材の強度が高まる。Ｎｂ含有量が０．００５０％未満であれば、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、Ｎｂ含有量が０．１０００％を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、炭窒化物等が過剰に多く生成する。そのため、鋼材の耐水素脆性が低下する。
したがって、Ｎｂ含有量は０．００５０～０．１０００％である。
Ｎｂ含有量の好ましい下限は０．０１００％であり、さらに好ましくは０．０１５０％であり、さらに好ましくは０．０２００％である。
Ｎｂ含有量の好ましい上限は０．０８００％であり、さらに好ましくは０．０７５０％であり、さらに好ましくは０．０７００％であり、さらに好ましくは０．０６５０％であり、さらに好ましくは０．０６００％である。
ニオブ（Ｎｂ）は、炭化物、窒化物又は炭窒化物（以下、「炭窒化物等」という）を形成し、炭窒化物等のピンニング効果により、鋼材の結晶粒を微細化する。そのため、鋼材の耐水素脆性が高まる。Ｎｂはさらに、焼戻し時に微細な炭化物を形成して、鋼材の焼戻し軟化抵抗を高める。そのため、鋼材の強度が高まる。Ｎｂ含有量が０．００５０％未満であれば、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、Ｎｂ含有量が０．１０００％を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、炭窒化物等が過剰に多く生成する。そのため、鋼材の耐水素脆性が低下する。
したがって、Ｎｂ含有量は０．００５０～０．１０００％である。
Ｎｂ含有量の好ましい下限は０．０１００％であり、さらに好ましくは０．０１５０％であり、さらに好ましくは０．０２００％である。
Ｎｂ含有量の好ましい上限は０．０８００％であり、さらに好ましくは０．０７５０％であり、さらに好ましくは０．０７００％であり、さらに好ましくは０．０６５０％であり、さらに好ましくは０．０６００％である。
【0049】
Ａｌ：０．００５０～０．１０００％
アルミニウム（Ａｌ）は、鋼を脱酸する。Ａｌはさらに、Ｎと結合してＡｌ窒化物を形成する。Ａｌ窒化物は、ピンニング効果により結晶粒の粗大化を抑制する。その結果、鋼材の耐水素脆性が高まる。Ａｌ含有量が０．００５０％未満であれば、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０．１０００％を超えれば、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、鋼材の耐水素脆性が低下する。
したがって、Ａｌ含有量は０．００５０～０．１０００％である。
Ａｌ含有量の好ましい下限は０．００８０％であり、さらに好ましくは０．０１００％であり、さらに好ましくは０．０１２０％である。
Ａｌ含有量の好ましい上限は０．０８００％であり、さらに好ましくは０．０６００％であり、さらに好ましくは０．０４００％であり、さらに好ましくは０．０３００％であり、さらに好ましくは０．０２００％である。
本明細書にいう「Ａｌ」含有量は「酸可溶Ａｌ」、つまり、「ｓｏｌ．Ａｌ」の含有量を意味する。
アルミニウム（Ａｌ）は、鋼を脱酸する。Ａｌはさらに、Ｎと結合してＡｌ窒化物を形成する。Ａｌ窒化物は、ピンニング効果により結晶粒の粗大化を抑制する。その結果、鋼材の耐水素脆性が高まる。Ａｌ含有量が０．００５０％未満であれば、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０．１０００％を超えれば、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、鋼材の耐水素脆性が低下する。
したがって、Ａｌ含有量は０．００５０～０．１０００％である。
Ａｌ含有量の好ましい下限は０．００８０％であり、さらに好ましくは０．０１００％であり、さらに好ましくは０．０１２０％である。
Ａｌ含有量の好ましい上限は０．０８００％であり、さらに好ましくは０．０６００％であり、さらに好ましくは０．０４００％であり、さらに好ましくは０．０３００％であり、さらに好ましくは０．０２００％である。
本明細書にいう「Ａｌ」含有量は「酸可溶Ａｌ」、つまり、「ｓｏｌ．Ａｌ」の含有量を意味する。
【0050】
Ｂ：０．０００１～０．００５０％
ボロン（Ｂ）は、鋼材の焼入れ性を高めて、鋼材の強度を高める。Ｂはさらに、Ｐの粒界偏析を抑制して、鋼材の耐水素脆性を高める。Ｂ含有量が０．０００１％未満であれば、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、Ｂ含有量が０．００５０％を超えれば、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Ｂ窒化物が生成する。粗大なＢ窒化物は割れの起点になる。そのため、鋼材の耐水素脆性が低下する。
したがって、Ｂ含有量は０．０００１～０．００５０％である。
Ｂ含有量の好ましい下限は０．０００３％であり、さらに好ましくは０．０００５％であり、さらに好ましくは０．０００７％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０．００３５％であり、さらに好ましくは０．００３０％であり、さらに好ましくは０．００２８％であり、さらに好ましくは０．００２６％である。
ボロン（Ｂ）は、鋼材の焼入れ性を高めて、鋼材の強度を高める。Ｂはさらに、Ｐの粒界偏析を抑制して、鋼材の耐水素脆性を高める。Ｂ含有量が０．０００１％未満であれば、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、Ｂ含有量が０．００５０％を超えれば、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Ｂ窒化物が生成する。粗大なＢ窒化物は割れの起点になる。そのため、鋼材の耐水素脆性が低下する。
したがって、Ｂ含有量は０．０００１～０．００５０％である。
Ｂ含有量の好ましい下限は０．０００３％であり、さらに好ましくは０．０００５％であり、さらに好ましくは０．０００７％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０．００３５％であり、さらに好ましくは０．００３０％であり、さらに好ましくは０．００２８％であり、さらに好ましくは０．００２６％である。
【0051】
Ｎ：０．０１００％以下
窒素（Ｎ）は不可避に含有される。すなわち、Ｎ含有量の下限は０％超である。ＮはＴｉと結合して窒化物を形成し、ピンニング効果により、鋼材の結晶粒を微細化する。その結果、鋼材の強度が高まる。
しかしながら、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、粗大な窒化物が形成され、鋼材の耐水素脆性が低下する。
したがって、Ｎ含有量は０．０１００％以下である。
Ｎ含有量の好ましい下限は、０．０００１％であり、さらに好ましくは０．０００５％であり、さらに好ましくは０．００１０％である。
Ｎ含有量の好ましい上限は０．００８０％であり、さらに好ましくは０．００７０％であり、さらに好ましくは０．００６０％である。
窒素（Ｎ）は不可避に含有される。すなわち、Ｎ含有量の下限は０％超である。ＮはＴｉと結合して窒化物を形成し、ピンニング効果により、鋼材の結晶粒を微細化する。その結果、鋼材の強度が高まる。
しかしながら、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、粗大な窒化物が形成され、鋼材の耐水素脆性が低下する。
したがって、Ｎ含有量は０．０１００％以下である。
Ｎ含有量の好ましい下限は、０．０００１％であり、さらに好ましくは０．０００５％であり、さらに好ましくは０．００１０％である。
Ｎ含有量の好ましい上限は０．００８０％であり、さらに好ましくは０．００７０％であり、さらに好ましくは０．００６０％である。
【0052】
Ｏ：０．００５０％以下
酸素（Ｏ）は不可避に含有される不純物である。すなわち、Ｏ含有量の下限は０％超である。
Ｏ含有量が０．００５０％を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、粗大な酸化物が形成し、鋼材の耐水素脆性が低下する。
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、工業生産を考慮した場合、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０．０００５％であり、さらに好ましくは０．００１０％である。
Ｏ含有量の好ましい上限は０．００４５％であり、さらに好ましくは０．００４０％であり、さらに好ましくは０．００３５％である。
酸素（Ｏ）は不可避に含有される不純物である。すなわち、Ｏ含有量の下限は０％超である。
Ｏ含有量が０．００５０％を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、粗大な酸化物が形成し、鋼材の耐水素脆性が低下する。
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、工業生産を考慮した場合、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０．０００５％であり、さらに好ましくは０．００１０％である。
Ｏ含有量の好ましい上限は０．００４５％であり、さらに好ましくは０．００４０％であり、さらに好ましくは０．００３５％である。
【0053】
本実施形態による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、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、意図的に含有されるものではなく、本実施形態による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。
【0054】
［任意元素（Ｏｐｔｉｏｎａｌ Ｅｌｅｍｅｎｔｓ）］
本実施形態の鋼材の化学組成はさらに、
Ｆｅの一部に代えて、
Ｗ：０～２．００％、
Ｃｏ：０～０．２０％
Ｃｕ：０～０．５０％、
Ｎｉ：０～０．５０％、
Ｓｎ：０～０．５０％、
Ｍｇ：０～０．０１００％、
Ｃａ：０～０．０１００％、及び、
希土類元素（ＲＥＭ）：０～０．０１００％、
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。
本実施形態の鋼材の化学組成はさらに、
Ｆｅの一部に代えて、
Ｗ：０～２．００％、
Ｃｏ：０～０．２０％
Ｃｕ：０～０．５０％、
Ｎｉ：０～０．５０％、
Ｓｎ：０～０．５０％、
Ｍｇ：０～０．０１００％、
Ｃａ：０～０．０１００％、及び、
希土類元素（ＲＥＭ）：０～０．０１００％、
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。
【0055】
［第１群：Ｗ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｎｉ及びＳｎについて］
本実施形態による鋼材の化学組成はさらに、Ｆｅの一部に代えて、Ｗ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｎｉ及びＳｎ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、含有されなくてもよい。含有される場合、Ｗ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｎｉ及びＳｎはいずれも、鋼材の耐水素脆性を高める。
本実施形態による鋼材の化学組成はさらに、Ｆｅの一部に代えて、Ｗ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｎｉ及びＳｎ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、含有されなくてもよい。含有される場合、Ｗ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｎｉ及びＳｎはいずれも、鋼材の耐水素脆性を高める。
【0056】
Ｗ：０～２．００％
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はサワー環境において、鋼材の表面の腐食被膜を形成する。これにより、鋼材の水素の侵入が抑制される。そのため、鋼材の耐水素脆性が高まる。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、粗大な炭化物が生成する。そのため、鋼材の耐水素脆性が低下する。
したがって、Ｗ含有量は０～２．００％である。
Ｗ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。
Ｗ含有量の好ましい上限は１．５０％であり、さらに好ましくは１．２０％であり、さらに好ましくは１．００％であり、さらに好ましくは０．９０％であり、さらに好ましくは０．８０％である。
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はサワー環境において、鋼材の表面の腐食被膜を形成する。これにより、鋼材の水素の侵入が抑制される。そのため、鋼材の耐水素脆性が高まる。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、粗大な炭化物が生成する。そのため、鋼材の耐水素脆性が低下する。
したがって、Ｗ含有量は０～２．００％である。
Ｗ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。
Ｗ含有量の好ましい上限は１．５０％であり、さらに好ましくは１．２０％であり、さらに好ましくは１．００％であり、さらに好ましくは０．９０％であり、さらに好ましくは０．８０％である。
【0057】
Ｃｏ：０～０．２０％
コバルト（Ｃｏ）は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Ｃｏ含有量は０％であってもよい。
含有される場合、Ｃｏは、鋼材の耐水素脆性を高める。Ｃｏはさらに、鋼材に固溶して鋼材の焼入れ性を高め、鋼材の強度を高める。Ｃｏ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、Ｃｏ含有量が０．２０％を超えれば、その効果は飽和する。
したがって、Ｃｏ含有量は０～０．２０％である。
Ｃｏ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。
Ｃｏ含有量の好ましい上限は０．１８％であり、さらに好ましくは０．１５％であり、さらに好ましくは０．１２％であり、さらに好ましくは０．１０％である。
コバルト（Ｃｏ）は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Ｃｏ含有量は０％であってもよい。
含有される場合、Ｃｏは、鋼材の耐水素脆性を高める。Ｃｏはさらに、鋼材に固溶して鋼材の焼入れ性を高め、鋼材の強度を高める。Ｃｏ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、Ｃｏ含有量が０．２０％を超えれば、その効果は飽和する。
したがって、Ｃｏ含有量は０～０．２０％である。
Ｃｏ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。
Ｃｏ含有量の好ましい上限は０．１８％であり、さらに好ましくは０．１５％であり、さらに好ましくは０．１２％であり、さらに好ましくは０．１０％である。
【0058】
Ｃｕ：０～０．５０％
銅（Ｃｕ）は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Ｃｕ含有量は０％であってもよい。
含有される場合、Ｃｕは、鋼材の耐水素脆性を高める。Ｃｕはさらに、鋼材に固溶して鋼材の焼入れ性を高め、鋼材の強度を高める。Ｃｕ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、Ｃｕ含有量が０．５０％を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、Ｃｕが鋼材中に析出する。この場合、鋼材の耐水素脆性が低下する。
したがって、Ｃｕ含有量は０～０．５０％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％であり、さらに好ましくは０．０５％であり、さらに好ましくは０．０７％である。
Ｃｕ含有量の好ましい上限は０．４８％であり、さらに好ましくは０．４６％であり、さらに好ましくは０．４４％である。
銅（Ｃｕ）は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Ｃｕ含有量は０％であってもよい。
含有される場合、Ｃｕは、鋼材の耐水素脆性を高める。Ｃｕはさらに、鋼材に固溶して鋼材の焼入れ性を高め、鋼材の強度を高める。Ｃｕ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、Ｃｕ含有量が０．５０％を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、Ｃｕが鋼材中に析出する。この場合、鋼材の耐水素脆性が低下する。
したがって、Ｃｕ含有量は０～０．５０％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％であり、さらに好ましくは０．０５％であり、さらに好ましくは０．０７％である。
Ｃｕ含有量の好ましい上限は０．４８％であり、さらに好ましくは０．４６％であり、さらに好ましくは０．４４％である。
【0059】
Ｎｉ：０～０．５０％
ニッケル（Ｎｉ）は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Ｎｉ含有量は０％であってもよい。
含有される場合、Ｎｉは、鋼材の耐水素脆性を高める。Ｎｉはさらに、鋼材に固溶して鋼材の焼入れ性を高め、鋼材の強度を高める。Ｎｉ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、Ｎｉ含有量が０．５０％を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、局部腐食が進行して、鋼材の耐水素脆性が低下する。
したがって、Ｎｉ含有量は０～０．５０％である。
Ｎｉ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％であり、さらに好ましくは０．０５％である。
Ｎｉ含有量の好ましい上限は０．４９％であり、さらに好ましくは０．４８％であり、さらに好ましくは０．４７％である。
ニッケル（Ｎｉ）は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Ｎｉ含有量は０％であってもよい。
含有される場合、Ｎｉは、鋼材の耐水素脆性を高める。Ｎｉはさらに、鋼材に固溶して鋼材の焼入れ性を高め、鋼材の強度を高める。Ｎｉ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、Ｎｉ含有量が０．５０％を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、局部腐食が進行して、鋼材の耐水素脆性が低下する。
したがって、Ｎｉ含有量は０～０．５０％である。
Ｎｉ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％であり、さらに好ましくは０．０５％である。
Ｎｉ含有量の好ましい上限は０．４９％であり、さらに好ましくは０．４８％であり、さらに好ましくは０．４７％である。
【0060】
Ｓｎ：０～０．５０％
すず（Ｓｎ）は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Ｓｎ含有量は０％であってもよい。
含有される場合、Ｓｎは、鋼材の耐水素脆性を高める。Ｓｎ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、Ｓｎ含有量が０．５０％を超えれば、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、Ｓｎ含有量は０～０．５０％である。
Ｓｎ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％であり、さらに好ましくは０．０５％である。
Ｓｎ含有量の好ましい上限は０．４９％であり、さらに好ましくは０．４８％であり、さらに好ましくは０．４７％である。
すず（Ｓｎ）は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Ｓｎ含有量は０％であってもよい。
含有される場合、Ｓｎは、鋼材の耐水素脆性を高める。Ｓｎ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、Ｓｎ含有量が０．５０％を超えれば、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、Ｓｎ含有量は０～０．５０％である。
Ｓｎ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％であり、さらに好ましくは０．０５％である。
Ｓｎ含有量の好ましい上限は０．４９％であり、さらに好ましくは０．４８％であり、さらに好ましくは０．４７％である。
【0061】
［第２群：Ｍｇ、Ｃａ及び希土類元素（ＲＥＭ）について］
本実施形態による鋼材の化学組成はさらに、Ｆｅの一部に代えて、Ｍｇ、Ｃａ及び希土類元素（ＲＥＭ）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、含有されなくてもよい。含有される場合、Ｍｇ、Ｃａ及び希土類元素（ＲＥＭ）は、鋼材の耐水素脆性を高める。
本実施形態による鋼材の化学組成はさらに、Ｆｅの一部に代えて、Ｍｇ、Ｃａ及び希土類元素（ＲＥＭ）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、含有されなくてもよい。含有される場合、Ｍｇ、Ｃａ及び希土類元素（ＲＥＭ）は、鋼材の耐水素脆性を高める。
【0062】
Ｍｇ：０～０．０１００％
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。つまり、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Ｍｎ硫化物を微細化して、鋼材の耐水素脆性を高める。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０．０１００％を超えれば、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する。そのため、鋼材の耐水素脆性が低下する。
したがって、Ｍｇ含有量は０～０．０１００％である。
Ｍｇ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０．０００６％であり、さらに好ましくは０．００１０％である。
Ｍｇ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０．００７０％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。
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。つまり、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Ｍｎ硫化物を微細化して、鋼材の耐水素脆性を高める。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０．０１００％を超えれば、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する。そのため、鋼材の耐水素脆性が低下する。
したがって、Ｍｇ含有量は０～０．０１００％である。
Ｍｇ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０．０００６％であり、さらに好ましくは０．００１０％である。
Ｍｇ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０．００７０％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。
【0063】
Ｃａ：０～０．０１００％
カルシウム（Ｃａ）は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、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Ｍｎ硫化物を微細化して、鋼材の耐水素脆性を高める。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０．０１００％を超えれば、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する。そのため、鋼材の耐水素脆性が低下する。
したがって、Ｃａ含有量は０～０．０１００％である。
Ｃａ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％であり、さらに好ましくは０．０００７％である。
Ｃａ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。
カルシウム（Ｃａ）は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、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Ｍｎ硫化物を微細化して、鋼材の耐水素脆性を高める。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０．０１００％を超えれば、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する。そのため、鋼材の耐水素脆性が低下する。
したがって、Ｃａ含有量は０～０．０１００％である。
Ｃａ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％であり、さらに好ましくは０．０００７％である。
Ｃａ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。
【0064】
希土類元素（ＲＥＭ）：０～０．０１００％
希土類元素（ＲＥＭ）は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、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Ｍｎ硫化物を微細化して、鋼材の耐水素脆性を高める。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０．０１００％を超えれば、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する。そのため、鋼材の耐水素脆性が低下する。
したがって、ＲＥＭ含有量は０～０．０１００％である。
ＲＥＭ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％であり、さらに好ましくは０．００１０％である。
ＲＥＭ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。
希土類元素（ＲＥＭ）は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、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Ｍｎ硫化物を微細化して、鋼材の耐水素脆性を高める。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０．０１００％を超えれば、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する。そのため、鋼材の耐水素脆性が低下する。
したがって、ＲＥＭ含有量は０～０．０１００％である。
ＲＥＭ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％であり、さらに好ましくは０．００１０％である。
ＲＥＭ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。
【0065】
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種以上の元素を意味する。また、本明細書におけるＲＥＭ含有量とは、これら元素の合計含有量を意味する。
【0066】
［（特徴２）マルテンサイト及びベイナイトの総面積率について］
本実施形態による鋼材のミクロ組織では、マルテンサイト及びベイナイトの総面積率が９０％以上である。ミクロ組織の残部は例えば、フェライト、及び／又は、パーライトである。特徴１を満たす鋼材の降伏強度が特徴３を満たし、さらに、当該鋼材が特徴４を満たす場合、当該鋼材のミクロ組織では、マルテンサイト及びベイナイトの総面積率が９０％以上である。つまり、本実施形態の鋼材のミクロ組織は、主としてマルテンサイトからなる。なお、ここでいうマルテンサイトは、焼戻しマルテンサイトも含む。また、ベイナイトは、焼戻しベイナイトも含む。
本実施形態による鋼材のミクロ組織では、マルテンサイト及びベイナイトの総面積率が９０％以上である。ミクロ組織の残部は例えば、フェライト、及び／又は、パーライトである。特徴１を満たす鋼材の降伏強度が特徴３を満たし、さらに、当該鋼材が特徴４を満たす場合、当該鋼材のミクロ組織では、マルテンサイト及びベイナイトの総面積率が９０％以上である。つまり、本実施形態の鋼材のミクロ組織は、主としてマルテンサイトからなる。なお、ここでいうマルテンサイトは、焼戻しマルテンサイトも含む。また、ベイナイトは、焼戻しベイナイトも含む。
【0067】
［マルテンサイト及びベイナイトの総面積率の測定方法］
本実施形態の鋼材のミクロ組織におけるマルテンサイト及びベイナイトの総面積率は、次の方法で求めることができる。
鋼材から、観察面を有する試験片を採取する。
鋼材が鋼板の場合、板幅中央部から、観察対象領域である板厚ｔ／４部を含み、圧延方向に平行な観察面を有する試験片を採取する。ここで、板厚ｔ／４部とは、鋼板の板厚をｔとした場合に、鋼板の表面からｔ／４深さ位置を意味する。
鋼材が鋼管の場合、観察対象領域である肉厚中央部を含み、管軸方向に平行な観察面を有する試験片を採取する。
鋼材が丸鋼（断面円形の棒鋼）である場合、観察対象領域であるＲ／２部を含み、圧延方向に平行な観察面を有する試験片を採取する。ここで、Ｒ／２部とは、丸鋼の軸方向に垂直な断面における、半径の中心位置を意味する。
試験片のサイズは特に限定されない。試験片のサイズは例えば、圧延方向の長さ１０ｍｍ×幅方向５ｍｍ×厚さ方向１０ｍｍである。鋼材が鋼板の場合、厚さ方向は板厚方向に相当し、幅方向は板幅方向に相当する。鋼材が鋼管の場合、圧延方向は管軸方向に相当し、厚さ方向は肉厚方向に相当し、幅方向は、管軸方向及び肉厚方向に垂直な方向（周方向）に相当する。鋼材が丸鋼である場合、圧延方向は軸方向に相当し、厚さ方向は径方向に相当し、幅方向は圧延方向及び径方向に垂直な方向（周方向）に相当する。圧延方向と厚さ方向とを含む表面（試験片サイズが上述の場合は１０ｍｍ×１０ｍｍの表面）を、観察面とする。
本実施形態の鋼材のミクロ組織におけるマルテンサイト及びベイナイトの総面積率は、次の方法で求めることができる。
鋼材から、観察面を有する試験片を採取する。
鋼材が鋼板の場合、板幅中央部から、観察対象領域である板厚ｔ／４部を含み、圧延方向に平行な観察面を有する試験片を採取する。ここで、板厚ｔ／４部とは、鋼板の板厚をｔとした場合に、鋼板の表面からｔ／４深さ位置を意味する。
鋼材が鋼管の場合、観察対象領域である肉厚中央部を含み、管軸方向に平行な観察面を有する試験片を採取する。
鋼材が丸鋼（断面円形の棒鋼）である場合、観察対象領域であるＲ／２部を含み、圧延方向に平行な観察面を有する試験片を採取する。ここで、Ｒ／２部とは、丸鋼の軸方向に垂直な断面における、半径の中心位置を意味する。
試験片のサイズは特に限定されない。試験片のサイズは例えば、圧延方向の長さ１０ｍｍ×幅方向５ｍｍ×厚さ方向１０ｍｍである。鋼材が鋼板の場合、厚さ方向は板厚方向に相当し、幅方向は板幅方向に相当する。鋼材が鋼管の場合、圧延方向は管軸方向に相当し、厚さ方向は肉厚方向に相当し、幅方向は、管軸方向及び肉厚方向に垂直な方向（周方向）に相当する。鋼材が丸鋼である場合、圧延方向は軸方向に相当し、厚さ方向は径方向に相当し、幅方向は圧延方向及び径方向に垂直な方向（周方向）に相当する。圧延方向と厚さ方向とを含む表面（試験片サイズが上述の場合は１０ｍｍ×１０ｍｍの表面）を、観察面とする。
【0068】
試験片の観察面を鏡面に研磨した後、ナイタール腐食液に１０秒程度浸漬して、エッチングによる組織現出を行う。エッチングした観察面の観察対象領域内の任意の１０視野を、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ：Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）を用いて、二次電子像にて観察する。鋼材が鋼板の場合、観察対象領域は板厚ｔ／４部である。鋼材が鋼管である場合、観察対象領域は肉厚中央部である。鋼材が丸鋼である場合、観察対象領域はＲ／２部である。観察対象領域内の１０個の各視野面積は、例えば、４００μｍ２（倍率５０００倍）である。
【0069】
各視野において、マルテンサイト及びベイナイトを特定する。各視野において、マルテンサイト及びベイナイトと、その他の組織（フェライト、パーライト等）とは、形態から区別できる。具体的には、ラメラ組織を有する組織はパーライトと特定できる。ラスやレンズを含む織相は、マルテンサイト及びベイナイトと特定できる。粒内に下部組織がない組織はフェライトと特定できる。
【0070】
特定したマルテンサイト及びベイナイトの総面積率を求める。総面積率を求める方法は特に限定されず、周知の方法でよい。例えば、画像解析によって、マルテンサイト及びベイナイトの総面積率を求めることができる。本実施形態では、全ての視野（１０視野）で求めた、マルテンサイト及びベイナイトの総面積率の算術平均値を、マルテンサイト及びベイナイトの総面積率（％）と定義する。
【0071】
［（特徴３）降伏強度について］
本実施形態による鋼材の降伏強度は７５８～９６５ＭＰａ未満である。本明細書でいう降伏強度は、引張試験で得られた０．２％耐力を意味する。本実施形態による鋼材は、特徴１、２、４及び５を満たすことにより、降伏強度が７５８～９６５ＭＰａ未満（つまり、７５８ＭＰａ以上、９６５ＭＰａ未満）であっても、優れた耐水素脆性を有する。
本実施形態による鋼材の降伏強度は７５８～９６５ＭＰａ未満である。本明細書でいう降伏強度は、引張試験で得られた０．２％耐力を意味する。本実施形態による鋼材は、特徴１、２、４及び５を満たすことにより、降伏強度が７５８～９６５ＭＰａ未満（つまり、７５８ＭＰａ以上、９６５ＭＰａ未満）であっても、優れた耐水素脆性を有する。
【0072】
［降伏強度の測定方法］
本実施形態による鋼材の降伏強度は、次の方法で求めることができる。
ＪＩＳ Ｚ２２４１：２０１１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、丸棒試験片を作製する。
鋼材が鋼板である場合、板幅中央部かつ板厚中央部から丸棒試験片を作製する。鋼材が鋼管である場合、肉厚中央部から丸棒試験片を作製する。鋼材が断面円形の棒鋼である場合、Ｒ／２位置から丸棒試験片を作製する。丸棒試験片の大きさは、例えば、平行部直径６．０ｍｍ、平行部長さ４０ｍｍである。なお、丸棒試験片の軸方向は、鋼材の圧延方向と平行である。
本実施形態による鋼材の降伏強度は、次の方法で求めることができる。
ＪＩＳ Ｚ２２４１：２０１１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、丸棒試験片を作製する。
鋼材が鋼板である場合、板幅中央部かつ板厚中央部から丸棒試験片を作製する。鋼材が鋼管である場合、肉厚中央部から丸棒試験片を作製する。鋼材が断面円形の棒鋼である場合、Ｒ／２位置から丸棒試験片を作製する。丸棒試験片の大きさは、例えば、平行部直径６．０ｍｍ、平行部長さ４０ｍｍである。なお、丸棒試験片の軸方向は、鋼材の圧延方向と平行である。
【0073】
丸棒試験片を用いて、常温（２５℃）、大気中で引張試験を実施して、得られた０．２％耐力を降伏強度（ＭＰａ）と定義する。
【0074】
［（特徴４）旧オーステナイト粒の結晶粒径について］
本実施形態による鋼材において、旧オーステナイト粒の結晶粒径は１５．０μｍ以下である。本明細書において、旧オーステナイト粒の結晶粒径とは、ＪＩＳ Ｇ０５５１：２０２０に規定された平均切片法の測定法に準拠して求めた、旧オーステナイト粒の結晶粒径を意味する。
本実施形態による鋼材において、旧オーステナイト粒の結晶粒径は１５．０μｍ以下である。本明細書において、旧オーステナイト粒の結晶粒径とは、ＪＩＳ Ｇ０５５１：２０２０に規定された平均切片法の測定法に準拠して求めた、旧オーステナイト粒の結晶粒径を意味する。
【0075】
水素脆化は、粒界に水素が蓄積された場合に発生しやすい。特徴１～特徴３を満たす鋼材において、結晶粒が微細であれば、結晶粒界の面積が増大する。この場合、結晶粒界の単位面積当たりに蓄積される水素量は低減する。そのため、鋼材の耐水素脆性を高めることができる。鋼材の旧γ粒径が１５．０μｍ以下であれば、特徴１～特徴３及び特徴５を満たすことを前提として、高い強度と優れた耐水素脆性とを両立できる。
【0076】
本実施形態による鋼材の旧オーステナイト粒の結晶粒径の好ましい上限は１４．５μｍであり、より好ましくは１４．０μｍであり、さらに好ましくは１３．５μｍであり、さらに好ましくは１３．０μｍである。
本実施形態による鋼材の旧オーステナイト粒の結晶粒径の下限は、特に限定されない。本実施形態による鋼材の旧オーステナイト粒の結晶粒径の下限は、例えば、３．０μｍであり、例えば、３．５μｍであり、例えば、４．０μｍである。
本実施形態による鋼材の旧オーステナイト粒の結晶粒径の下限は、特に限定されない。本実施形態による鋼材の旧オーステナイト粒の結晶粒径の下限は、例えば、３．０μｍであり、例えば、３．５μｍであり、例えば、４．０μｍである。
【0077】
［旧オーステナイト粒の結晶粒径の測定方法］
本実施形態の鋼材の旧オーステナイト粒の結晶粒径は、次の方法で求めることができる。旧オーステナイト粒の結晶粒径は、ＪＩＳ Ｇ０５５１：２０２０に規定された平均切片法の測定法に準拠して求める。
本実施形態の鋼材の旧オーステナイト粒の結晶粒径は、次の方法で求めることができる。旧オーステナイト粒の結晶粒径は、ＪＩＳ Ｇ０５５１：２０２０に規定された平均切片法の測定法に準拠して求める。
【0078】
初めに、鋼材から、観察面を有する試験片を採取する。
鋼材が鋼板の場合、板幅中央部から、観察対象領域である板厚ｔ／４部を含み、圧延方向に平行な観察面を有する試験片を採取する。鋼材が鋼管の場合、観察対象領域である肉厚中央部を含み、管軸方向に平行な観察面を有する試験片を採取する。鋼材が丸鋼（断面円形の棒鋼）である場合、観察対象領域であるＲ／２部を含み、圧延方向に平行な観察面を有する試験片を採取する。試験片のサイズは特に限定されない。試験片のサイズは例えば、圧延方向の長さ１０ｍｍ×幅方向５ｍｍ×厚さ方向１０ｍｍとする。圧延方向と厚さ方向とを含む表面（試験片サイズが上述の場合は１０ｍｍ×１０ｍｍの表面）を、観察面とする。
鋼材が鋼板の場合、板幅中央部から、観察対象領域である板厚ｔ／４部を含み、圧延方向に平行な観察面を有する試験片を採取する。鋼材が鋼管の場合、観察対象領域である肉厚中央部を含み、管軸方向に平行な観察面を有する試験片を採取する。鋼材が丸鋼（断面円形の棒鋼）である場合、観察対象領域であるＲ／２部を含み、圧延方向に平行な観察面を有する試験片を採取する。試験片のサイズは特に限定されない。試験片のサイズは例えば、圧延方向の長さ１０ｍｍ×幅方向５ｍｍ×厚さ方向１０ｍｍとする。圧延方向と厚さ方向とを含む表面（試験片サイズが上述の場合は１０ｍｍ×１０ｍｍの表面）を、観察面とする。
【0079】
試験片の観察面を鏡面研磨する。鏡面研磨後、観察面をピクラール腐食液に１０秒程度浸漬して、エッチングにより旧γ粒界を現出させる。エッチングされた観察面の観察対象領域の任意の１０視野を、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ：Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）を用いて、二次電子像にて観察して、写真画像を生成する。観察倍率は、例えば、５００μｍ×５００μｍ（倍率２００倍）である。
【0080】
生成した写真画像を用いて、ＪＩＳ Ｇ０５５１：２０２０に規定された平均切片法の測定法に準拠して、結晶粒度番号を評価する。評価した結晶粒度番号から、各視野における旧オーステナイト粒の結晶粒径を求める。１０視野において求めた旧オーステナイト粒の結晶粒径の算術平均値を、旧オーステナイト粒の結晶粒径（旧γ粒径）（μｍ）と定義する。
【0081】
［（特徴５）Ｍｏ偏析量［Ｍｏ］ＳＥＧ及びＭｎ偏析量［Ｍｎ］ＳＥＧについて］
上述のとおり、Ｍｏが結晶粒界に偏析した場合、結晶粒界はＭｏにより強化される。一方、Ｍｎが結晶粒界に偏析した場合、結晶粒界はＭｎにより脆化する。したがって、鋼材の耐水素脆性を高める場合、結晶粒界でのＭｏ偏析量を高めつつ、さらに、結晶粒界でのＭｎ偏析量をなるべく低減することが有効である。
上述のとおり、Ｍｏが結晶粒界に偏析した場合、結晶粒界はＭｏにより強化される。一方、Ｍｎが結晶粒界に偏析した場合、結晶粒界はＭｎにより脆化する。したがって、鋼材の耐水素脆性を高める場合、結晶粒界でのＭｏ偏析量を高めつつ、さらに、結晶粒界でのＭｎ偏析量をなるべく低減することが有効である。
【0082】
本実施形態の鋼材では、旧オーステナイト粒の結晶粒界において、結晶粒界を強化するＭｏ偏析量をなるべく多くし、かつ、結晶粒界を脆化するＭｎ偏析量をなるべく低減することで、結晶粒界でのＭｏ偏析量とＭｎ偏析量との差分を大きくする。これにより、旧オーステナイト粒の結晶粒界を強化して、サワー環境での耐水素脆性を高める。
【0083】
具体的には、本実施形態の鋼材では、式（１）で定義されるＭｏ偏析量［Ｍｏ］ＳＥＧと、式（２）で定義されるＭｎ偏析量［Ｍｎ］ＳＥＧとが、式（３）を満たす。
［Ｍｏ］ＳＥＧ＝｛（線分ＳＬ上の全ての測定点でのＭｏ含有量の総和×０．２）－［Ｍｏ］ＢＭ１×（端点Ｅ１とＭｏピーク測定点との間の距離）－［Ｍｏ］ＢＭ２×（端点Ｅ２とＭｏピーク測定点との間の距離）｝／０．８＋（［Ｍｏ］ＢＭ１＋［Ｍｏ］ＢＭ２）／２ （１）
［Ｍｎ］ＳＥＧ＝｛（線分ＳＬ上の全ての測定点でのＭｎ含有量の総和×０．２）－［Ｍｎ］ＢＭ１×（端点Ｅ１とＭｎピーク測定点との間の距離）－［Ｍｎ］ＢＭ２×（端点Ｅ２とＭｎピーク測定点との間の距離）｝／０．８＋（［Ｍｎ］ＢＭ１＋［Ｍｎ］ＢＭ２）／２ （２）
［Ｍｏ］ＳＥＧ－［Ｍｎ］ＳＥＧ＞８．００ （３）
以下、Ｍｏ偏析量［Ｍｏ］ＳＥＧ、Ｍｎ偏析量［Ｍｎ］ＳＥＧの求め方、及び、（１）～式（３）について説明する。
［Ｍｏ］ＳＥＧ＝｛（線分ＳＬ上の全ての測定点でのＭｏ含有量の総和×０．２）－［Ｍｏ］ＢＭ１×（端点Ｅ１とＭｏピーク測定点との間の距離）－［Ｍｏ］ＢＭ２×（端点Ｅ２とＭｏピーク測定点との間の距離）｝／０．８＋（［Ｍｏ］ＢＭ１＋［Ｍｏ］ＢＭ２）／２ （１）
［Ｍｎ］ＳＥＧ＝｛（線分ＳＬ上の全ての測定点でのＭｎ含有量の総和×０．２）－［Ｍｎ］ＢＭ１×（端点Ｅ１とＭｎピーク測定点との間の距離）－［Ｍｎ］ＢＭ２×（端点Ｅ２とＭｎピーク測定点との間の距離）｝／０．８＋（［Ｍｎ］ＢＭ１＋［Ｍｎ］ＢＭ２）／２ （２）
［Ｍｏ］ＳＥＧ－［Ｍｎ］ＳＥＧ＞８．００ （３）
以下、Ｍｏ偏析量［Ｍｏ］ＳＥＧ、Ｍｎ偏析量［Ｍｎ］ＳＥＧの求め方、及び、（１）～式（３）について説明する。
【0084】
［Ｍｏ偏析量［Ｍｏ］ＳＥＧ、Ｍｎ偏析量［Ｍｎ］ＳＥＧの求め方］
本実施形態の鋼材における、Ｍｏ偏析量［Ｍｏ］ＳＥＧ、及び、Ｍｎ偏析量［Ｍｎ］ＳＥＧは、次の方法で求めることができる。
本実施形態の鋼材における、Ｍｏ偏析量［Ｍｏ］ＳＥＧ、及び、Ｍｎ偏析量［Ｍｎ］ＳＥＧは、次の方法で求めることができる。
【0085】
初めに、鋼材から試験片を採取する。
鋼材が鋼板の場合、板幅中央部から、特定位置である板厚ｔ／４部を含み、圧延方向及び板厚方向を含む観察面を有する試験片を採取する。鋼材が鋼管の場合、特定位置である肉厚中央部を含み、管軸方向及び肉厚方向を含む観察面を有する試験片を採取する。鋼材が丸鋼（断面円形の棒鋼）である場合、特定位置であるＲ／２部を含み、圧延方向及び径方向を含む観察面を有する試験片を採取する。試験片のサイズは特に限定されない。試験片のサイズは例えば、圧延方向の長さ１０ｍｍ×幅方向５ｍｍ×厚さ方向８ｍｍである。上述のとおり、圧延方向と厚さ方向とを含む表面（試験片サイズが上述の場合は１０ｍｍ×８ｍｍの表面）を、観察面とする。
鋼材が鋼板の場合、板幅中央部から、特定位置である板厚ｔ／４部を含み、圧延方向及び板厚方向を含む観察面を有する試験片を採取する。鋼材が鋼管の場合、特定位置である肉厚中央部を含み、管軸方向及び肉厚方向を含む観察面を有する試験片を採取する。鋼材が丸鋼（断面円形の棒鋼）である場合、特定位置であるＲ／２部を含み、圧延方向及び径方向を含む観察面を有する試験片を採取する。試験片のサイズは特に限定されない。試験片のサイズは例えば、圧延方向の長さ１０ｍｍ×幅方向５ｍｍ×厚さ方向８ｍｍである。上述のとおり、圧延方向と厚さ方向とを含む表面（試験片サイズが上述の場合は１０ｍｍ×８ｍｍの表面）を、観察面とする。
【0086】
観察面を機械的に研磨する。その後、コロイダルシリカ懸濁液で化学的に研磨する。図２は、研磨後の試験片の観察面の模式図である。図２中のＴ方向は厚さ方向であり、Ｌ方向は圧延方向である。鋼材が鋼板である場合、Ｔ方向は板厚方向、Ｌ方向は圧延方向である。鋼材が鋼管である場合、Ｔ方向は肉厚方向、Ｌ方向は管軸方向である。鋼材が丸鋼である場合、Ｔ方向は径方向であり、Ｌ方向は圧延方向である。
【0087】
図２を参照して、研磨後の試験片の観察面の観察対象領域１００を、２００倍の光学顕微鏡で観察して、光学顕微鏡像を得る。なお、観察対象領域１００は、特定位置を含む。鋼材が鋼板の場合、観察対象領域１００は、板幅中央部であって、板厚ｔ／４部を含む。鋼材が鋼管の場合、観察対象領域１００は、肉厚中央部を含む。鋼材が丸鋼である場合、観察対象領域は２／Ｒ部を含む。観察対象領域１００において、任意の１００μｍ×１００μｍの矩形状の測定領域１０を選択する。このとき、測定領域１０は、特定位置を含むように選択する。選択した測定領域１０の位置を特定できるように、測定領域の複数の角に印２０を付与する。印２０は例えば、マイクロビッカース硬さ試験機による圧痕でよい。
【0088】
選択した測定領域１０に対して、ＥＢＳＤ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｂａｃｋ Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ：電子線後方散乱回折法）解析を実施して、マルテンサイト相の結晶方位情報を得る。ＥＢＳＤ解析でのステップサイズを０．１μｍとする。得られた結晶方位情報と、Ｋｕｒｄｊｕｍｏｖ－Ｓａｃｈｓの関係とに基づいて、旧オーステナイト粒の結晶粒界を特定する。
【0089】
図３は、旧オーステナイト粒の結晶粒界が特定された測定領域１０の模式図である。図３を参照して、測定領域１０内で特定された結晶粒界のうち、隣り合う旧オーステナイト粒の結晶方位差が１８°以上となる結晶粒界ＧＢを選択する。そして、選択された結晶粒界ＧＢと直交する薄膜試料ＴＰを作成する。
【0090】
具体的には、図４に示すように、測定領域１０から、板状の薄膜試料ＴＰを、収束イオンビーム（ＦＩＢ：Ｆｏｃｕｓｅｄ Ｉｏｎ Ｂｅａｍ）加工により、採取する。薄膜試料ＴＰの上面は、測定領域１０の一部に相当する。薄膜試料ＴＰの上面は長方形状であり、上面の長辺が選択された結晶粒界ＧＢと直交するように、板状の薄膜試料ＴＰを採取する。ＦＩＢ加工装置として、例えば、株式会社日立ハイテクサイエンス製の商品名ＳＭＩ３０５０ＳＥを使用する。
【0091】
採取した薄膜試料ＴＰを図５に示す。薄膜試料ＴＰのうち、表面１０は測定領域１０の一部に相当する。表面３０は、表面１０と直交する表面である。表面１０（測定領域１０）で選択された結晶粒界ＧＢは、当然に、表面３０でも観察される。薄膜試料ＴＰの膜厚Ｔ１０は１００ｎｍとする。
【0092】
採取した薄膜試料ＴＰを用いて、透過電子顕微鏡（ＴＥＭ：Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）によるＴＥＭ観察を実施する。ＴＥＭ観察では、ＥＤＳ装置を備えた透過電子顕微鏡を用いる。例えば、ＴＥＭ観察には、日本電子株式会社製の球面収差補正装置付き透過電子顕微鏡（商品名：ＮＥＯＡＲＭ）及び透過電子顕微鏡に付属するＥＤＳ分析装置として、日本電子株式会社製のＥＤＳ分析装置（商品名：ＪＥＤ－２３００Ｔ）を使用する。
【0093】
図６に示すとおり、ＴＥＭ観察では初めに、薄膜試料ＴＰの表面３０に電子線ＥＢが入射するように、薄膜試料ＴＰを配置する。そして、表面１０の旧オーステナイト粒界ＧＢが、電子線ＥＢの入射方向と平行になるように、薄膜試料ＴＰを傾斜する。その後、電子線ＥＢの入射方向から見て、表面３０の旧オーステナイト粒界ＧＢを中心とし、旧オーステナイト粒界ＧＢに直交する全長１０ｎｍの線分ＳＬを特定する。ここで、線分ＳＬの一方の端点を端点Ｅ１と定義し、電子線ＥＢの入射方向から見て、他方の端点を端点Ｅ２と定義する。端点Ｅ１と端点Ｅ２との間の距離を１０ｎｍとする。
【0094】
続いて、線分ＳＬの端点Ｅ１から端点Ｅ２まで０．２ｎｍピッチで配置される各測定点で、エネルギー分散型Ｘ線分光法（ＥＤＳ法）による元素分析を実施する。線分ＳＬ上の各測定点でのＭｏ含有量（質量％）及びＭｎ含有量（質量％）を求める。
【0095】
図７は、ＥＤＳ法での元素分析時（ＴＥＭ観察時）の電子線ＥＢの照射方向と、薄膜試料ＴＰの表面１０の結晶粒界ＧＢと、元素濃度プロファイルとの関係を示す模式図である。図７（Ａ）に示すように、電子線ＥＢが、薄膜試料ＴＰの表面１０の結晶粒界ＧＢと平行でない場合、ＥＤＳ法の元素分析により得られる線分ＳＬ上での元素濃度プロファイルＰＲのピークがブロードになる。一方、図７（Ｂ）に示すように、電子線ＥＢが、薄膜試料ＴＰの表面１０の結晶粒界ＧＢと平行である場合、線分ＳＬ上での元素濃度プロファイルＰＲのピークがシャープになる。そのため、ＥＤＳ法による元素分析を実施する場合、電子線ＥＢが薄膜試料ＴＰの表面１０の結晶粒界ＧＢと平行になるように、薄膜試料ＴＰを傾斜させる。
【0096】
ＥＤＳ法による元素分析により線分ＳＬ上の各測定点でのＭｏ含有量（質量％）及びＭｎ含有量（質量％）を求めた後、次の方法で、Ｍｏ偏析量［Ｍｏ］ＳＥＧ及びＭｎ偏析量［Ｍｎ］ＳＥＧを求める。
【0097】
［Ｍｏ偏析量［Ｍｏ］ＳＥＧの求め方］
図８は、線分ＳＬ上のＭｏ含有量の一例である。図８を参照して、それぞれ、次のとおり定義する。
・線分ＳＬでのＭｏ含有量が最大の測定点をＭｏピーク測定点Ｐと定義する。
・Ｍｏピーク測定点Ｐを中心とした２．０ｎｍ幅の領域を、Ｍｏ偏析領域ＧＢ０と定義する。
・線分ＳＬの端点Ｅ１とＭｏ偏析領域ＧＢ０との間の領域を、第１Ｍｏ粒内領域ＢＭ１と定義する。
・線分ＳＬの端点Ｅ２とＭｏ偏析領域ＧＢ０との間の領域を、第２Ｍｏ粒内領域ＢＭ２と定義する。
・第１Ｍｏ粒内領域ＢＭ１内の全ての測定点でのＭｏ含有量の算術平均値を、［Ｍｏ］ＢＭ１（質量％）と定義する。
・第２Ｍｏ粒内領域ＢＭ２内の全ての測定点でのＭｏ含有量の算術平均値を、［Ｍｏ］ＢＭ２（質量％）と定義する。
図８は、線分ＳＬ上のＭｏ含有量の一例である。図８を参照して、それぞれ、次のとおり定義する。
・線分ＳＬでのＭｏ含有量が最大の測定点をＭｏピーク測定点Ｐと定義する。
・Ｍｏピーク測定点Ｐを中心とした２．０ｎｍ幅の領域を、Ｍｏ偏析領域ＧＢ０と定義する。
・線分ＳＬの端点Ｅ１とＭｏ偏析領域ＧＢ０との間の領域を、第１Ｍｏ粒内領域ＢＭ１と定義する。
・線分ＳＬの端点Ｅ２とＭｏ偏析領域ＧＢ０との間の領域を、第２Ｍｏ粒内領域ＢＭ２と定義する。
・第１Ｍｏ粒内領域ＢＭ１内の全ての測定点でのＭｏ含有量の算術平均値を、［Ｍｏ］ＢＭ１（質量％）と定義する。
・第２Ｍｏ粒内領域ＢＭ２内の全ての測定点でのＭｏ含有量の算術平均値を、［Ｍｏ］ＢＭ２（質量％）と定義する。
【0098】
図８を参照して、第１Ｍｏ粒内領域ＢＭ１での［Ｍｏ］ＢＭ１（質量％）と、第２Ｍｏ粒内領域ＢＭ２での［Ｍｏ］ＢＭ２（質量％）とを、旧オーステナイト粒界ＧＢを挟んで隣り合う旧オーステナイト粒の粒内でのＭｏ含有量とみなす。［Ｍｏ］ＢＭ１（質量）と［Ｍｏ］ＢＭ２（質量％）とは同程度である場合もあるし、図８のように、異なる濃度となっている場合もある。そのため、第１Ｍｏ粒内領域ＢＭ１と、第２Ｍｏ粒内領域ＢＭ２とのそれぞれで、旧オーステナイト粒の粒内の平均のＭｏ含有量（［Ｍｏ］ＢＭ１、［Ｍｏ］ＢＭ２）を求める。
【0099】
線分ＳＬ上の各測定点でのＭｏ含有量、［Ｍｏ］ＢＭ１、［Ｍｏ］ＢＭ２を用いて、線分ＳＬでのＭｏ偏析量［Ｍｏ］ＳＥＧを、式（１）で定義する。
［Ｍｏ］ＳＥＧ＝｛（線分ＳＬ上の全ての測定点でのＭｏ含有量の総和×０．２）－［Ｍｏ］ＢＭ１×（端点Ｅ１とＭｏピーク測定点との間の距離）－［Ｍｏ］ＢＭ２×（端点Ｅ２とＭｏピーク測定点との間の距離）｝／０．８＋（［Ｍｏ］ＢＭ１＋［Ｍｏ］ＢＭ２）／２ （１）
［Ｍｏ］ＳＥＧ＝｛（線分ＳＬ上の全ての測定点でのＭｏ含有量の総和×０．２）－［Ｍｏ］ＢＭ１×（端点Ｅ１とＭｏピーク測定点との間の距離）－［Ｍｏ］ＢＭ２×（端点Ｅ２とＭｏピーク測定点との間の距離）｝／０．８＋（［Ｍｏ］ＢＭ１＋［Ｍｏ］ＢＭ２）／２ （１）
【0100】
ここで、式（１）を次のとおり分ける。
Ａ＝（線分ＳＬ上の全ての測定点でのＭｏ含有量の総和×０．２）
Ｂ＝［Ｍｏ］ＢＭ１×（端点Ｅ１とＭｏピーク測定点との間の距離）
Ｃ＝［Ｍｏ］ＢＭ２×（端点Ｅ２とＭｏピーク測定点との間の距離）
Ｄ＝（［Ｍｏ］ＢＭ１＋［Ｍｏ］ＢＭ２）／２
Ａ＝（線分ＳＬ上の全ての測定点でのＭｏ含有量の総和×０．２）
Ｂ＝［Ｍｏ］ＢＭ１×（端点Ｅ１とＭｏピーク測定点との間の距離）
Ｃ＝［Ｍｏ］ＢＭ２×（端点Ｅ２とＭｏピーク測定点との間の距離）
Ｄ＝（［Ｍｏ］ＢＭ１＋［Ｍｏ］ＢＭ２）／２
【0101】
Ａは、図８におけるＭｏ含有量分布の総面積、つまり、線分ＳＬでのＭｏ含有量の総量に対応する。なお、Ａ内の「０．２」は測定点のピッチである０．２ｎｍを意味する。
Ｂは、線分ＳＬのうち、端点Ｅ１とピーク測定点Ｐとの間の領域ＢＭ１０でのＭｏ含有量の総量に対応する。領域ＢＭ１０での平均のＭｏ含有量として、［Ｍｏ］ＢＭ１（質量％）を利用する。領域ＢＭ１０は、Ｍｏピーク測定点を理想の結晶粒界と仮定した場合の、旧オーステナイト粒の理想の粒内領域に相当する。
Ｃは、線分ＳＬのうち、端点Ｅ２とピーク測定点Ｐとの間の領域ＢＭ２０でのＭｏ含有量の総量に対応する。領域ＢＭ２０での平均のＭｏ含有量として、［Ｍｏ］ＢＭ２（質量％）を利用する。領域ＢＭ２０は、Ｍｏピーク測定点を理想の結晶粒界と仮定した場合の、旧オーステナイト粒の理想の粒内領域に相当する。
したがって、式（１）のうち、（Ａ－Ｂ－Ｃ）は、図９に示すとおり、線分ＳＬ上のＭｏ含有量の総量から、理想の結晶粒界ＧＢを挟んで隣り合う理想の粒内領域ＢＭ１０及びＢＭ２０でのＭｏ含有量の総量を差し引いた値であって、図９中のＭｏ偏析領域ＧＢ０でのＭｏ含有量の差分量ΔＭｏに対応する。
Ｂは、線分ＳＬのうち、端点Ｅ１とピーク測定点Ｐとの間の領域ＢＭ１０でのＭｏ含有量の総量に対応する。領域ＢＭ１０での平均のＭｏ含有量として、［Ｍｏ］ＢＭ１（質量％）を利用する。領域ＢＭ１０は、Ｍｏピーク測定点を理想の結晶粒界と仮定した場合の、旧オーステナイト粒の理想の粒内領域に相当する。
Ｃは、線分ＳＬのうち、端点Ｅ２とピーク測定点Ｐとの間の領域ＢＭ２０でのＭｏ含有量の総量に対応する。領域ＢＭ２０での平均のＭｏ含有量として、［Ｍｏ］ＢＭ２（質量％）を利用する。領域ＢＭ２０は、Ｍｏピーク測定点を理想の結晶粒界と仮定した場合の、旧オーステナイト粒の理想の粒内領域に相当する。
したがって、式（１）のうち、（Ａ－Ｂ－Ｃ）は、図９に示すとおり、線分ＳＬ上のＭｏ含有量の総量から、理想の結晶粒界ＧＢを挟んで隣り合う理想の粒内領域ＢＭ１０及びＢＭ２０でのＭｏ含有量の総量を差し引いた値であって、図９中のＭｏ偏析領域ＧＢ０でのＭｏ含有量の差分量ΔＭｏに対応する。
【0102】
ところで、上述のとおり、理想的には、線分ＳＬ上に直交する結晶粒界ＧＢは、線分ＳＬ上において、Ｍｏ偏析領域ＧＢ０のような広い範囲（線）として存在するのではなく、Ｍｏピーク測定点Ｐを中心とした非常に狭い範囲で存在する。そこで、本明細書では、線分ＳＬにおいて、ピーク測定点Ｐを中心とした０．８ｎｍ幅の領域を、結晶粒界ＧＢの領域と仮定する。
【0103】
以上のとおり、線分ＳＬにおいて、理想の結晶粒界ＧＢが、Ｍｏピーク測定点Ｐを中心とした０．８ｎｍ幅の領域に位置し、それ以外の領域では、上述のとおり、理想の粒内領域ＢＭ１０、ＢＭ２０が存在すると仮定する。この場合、線分ＳＬ上での理想的なＭｏ含有量の分布は、理想の結晶粒界ＧＢでＭｏ含有量が最大値となり、理想の粒内領域ＢＭ１０、ＢＭ２０では、Ｍｏ含有量が平均Ｍｏ含有量で一定となると仮定する。上述のＤは、理想粒内領域での平均Ｍｏ含有量に対応する。
以上の前提の下、ΔＭｏ（＝Ａ－Ｂ－Ｃ）を０．８で除した値に、理想の粒内領域ＢＭ１０及びＢＭ２０でのＭｏ含有量の平均値Ｄを加算した値、すなわち、式（１）を、結晶粒界ＧＢでのＭｏ含有量（質量％）とみなす。
以上の前提の下、ΔＭｏ（＝Ａ－Ｂ－Ｃ）を０．８で除した値に、理想の粒内領域ＢＭ１０及びＢＭ２０でのＭｏ含有量の平均値Ｄを加算した値、すなわち、式（１）を、結晶粒界ＧＢでのＭｏ含有量（質量％）とみなす。
【0104】
以上の方法で求めた、式（１）で定義されるＭｏ偏析量［Ｍｏ］ＳＥＧは、結晶粒界ＧＢでのＭｏ含有量の指標である。
【0105】
［Ｍｎ偏析量［Ｍｎ］ＳＥＧの求め方］
Ｍｎ偏析量［Ｍｎ］ＳＥＧも、上述の［Ｍｏ偏析量［Ｍｏ］ＳＥＧの求め方］と同様に求める。具体的には、線分ＳＬにおいて、線分ＳＬでのＭｎ含有量が最大の測定点をＭｎピーク測定点Ｐと定義する。Ｍｎピーク測定点Ｐを中心とした２．０ｎｍ幅の領域を、Ｍｎ偏析領域ＧＢ０と定義する。線分ＳＬにおいて、端点Ｅ１とＭｎ偏析領域ＧＢ０との間の領域を、第１Ｍｎ粒内領域ＢＭ１と定義する。端点Ｅ２とＭｎ偏析領域ＧＢ０との間の領域を、第２Ｍｎ粒内領域ＢＭ２と定義する。第１Ｍｎ粒内領域ＢＭ１内の全ての測定点でのＭｎ含有量の算術平均値を、［Ｍｎ］ＢＭ１（質量％）と定義する。第２Ｍｎ粒内領域ＢＭ２内の全ての測定点でのＭｎ含有量の算術平均値を、［Ｍｎ］ＢＭ２（質量％）と定義する。
以上の定義の下、式（２）に基づいて、Ｍｎ偏析量［Ｍｎ］ＳＥＧを定義する。
［Ｍｎ］ＳＥＧ＝｛（線分ＳＬ上の全ての測定点でのＭｎ含有量の総和×０．２）－［Ｍｎ］ＢＭ１×（端点Ｅ１とＭｎピーク測定点との間の距離）－［Ｍｎ］ＢＭ２×（端点Ｅ２とＭｎピーク測定点との間の距離）｝／０．８＋（［Ｍｎ］ＢＭ１＋［Ｍｎ］ＢＭ２）／２ （２）
Ｍｎ偏析量［Ｍｎ］ＳＥＧも、上述の［Ｍｏ偏析量［Ｍｏ］ＳＥＧの求め方］と同様に求める。具体的には、線分ＳＬにおいて、線分ＳＬでのＭｎ含有量が最大の測定点をＭｎピーク測定点Ｐと定義する。Ｍｎピーク測定点Ｐを中心とした２．０ｎｍ幅の領域を、Ｍｎ偏析領域ＧＢ０と定義する。線分ＳＬにおいて、端点Ｅ１とＭｎ偏析領域ＧＢ０との間の領域を、第１Ｍｎ粒内領域ＢＭ１と定義する。端点Ｅ２とＭｎ偏析領域ＧＢ０との間の領域を、第２Ｍｎ粒内領域ＢＭ２と定義する。第１Ｍｎ粒内領域ＢＭ１内の全ての測定点でのＭｎ含有量の算術平均値を、［Ｍｎ］ＢＭ１（質量％）と定義する。第２Ｍｎ粒内領域ＢＭ２内の全ての測定点でのＭｎ含有量の算術平均値を、［Ｍｎ］ＢＭ２（質量％）と定義する。
以上の定義の下、式（２）に基づいて、Ｍｎ偏析量［Ｍｎ］ＳＥＧを定義する。
［Ｍｎ］ＳＥＧ＝｛（線分ＳＬ上の全ての測定点でのＭｎ含有量の総和×０．２）－［Ｍｎ］ＢＭ１×（端点Ｅ１とＭｎピーク測定点との間の距離）－［Ｍｎ］ＢＭ２×（端点Ｅ２とＭｎピーク測定点との間の距離）｝／０．８＋（［Ｍｎ］ＢＭ１＋［Ｍｎ］ＢＭ２）／２ （２）
【0106】
［式（３）について］
本実施形態の鋼材では、以上の方法で得られたＭｏ偏析量［Ｍｏ］ＳＥＧ及びＭｎ偏析量［Ｍｎ］ＳＥＧが式（３）を満たす。
［Ｍｏ］ＳＥＧ－［Ｍｎ］ＳＥＧ＞８．００ （３）
本実施形態の鋼材では、以上の方法で得られたＭｏ偏析量［Ｍｏ］ＳＥＧ及びＭｎ偏析量［Ｍｎ］ＳＥＧが式（３）を満たす。
［Ｍｏ］ＳＥＧ－［Ｍｎ］ＳＥＧ＞８．００ （３）
【0107】
Ｆｎ１＝［Ｍｏ］ＳＥＧ－［Ｍｎ］ＳＥＧと定義する。Ｆｎ１が８．００を超えれば、特徴１～特徴４を満たすことを前提として、サワー環境において、優れた耐水素脆性が得られる。
【0108】
Ｆｎ１の好ましい下限は、８．１０であり、さらに好ましくは８．２０であり、さらに好ましくは８．３０であり、さらに好ましくは８．５０であり、さらに好ましくは９．００であり、さらに好ましくは９．５０であり、さらに好ましくは１０．００であり、さらに好ましくは１０．５０であり、さらに好ましくは１１．００である。
Ｆｎ１の上限は特に限定されない。しかしながら、特徴１の化学組成を考慮すれば、Ｆｎ１の上限は例えば１６．００であり、例えば１５．５０であり、例えば、１５．００である。
Ｆｎ１の上限は特に限定されない。しかしながら、特徴１の化学組成を考慮すれば、Ｆｎ１の上限は例えば１６．００であり、例えば１５．５０であり、例えば、１５．００である。
【0109】
［鋼材の形状］
本実施形態の鋼材の形状は特に限定されない。本実施形態の鋼材は、鋼管であってもよいし、鋼板であってもよいし、丸鋼（棒鋼）であってもよい。
本実施形態の鋼材の形状は特に限定されない。本実施形態の鋼材は、鋼管であってもよいし、鋼板であってもよいし、丸鋼（棒鋼）であってもよい。
【0110】
好ましくは、本実施形態の鋼材は、油井用鋼管、ラインパイプ用鋼管、及び、高圧水素蓄圧器用鋼管のいずれかである。油井用鋼管は、油井管用途の鋼管を意味する。油井管は例えば、油井又はガス井の掘削、原油又は天然ガスの採取等に用いられるケーシング、チュービング、ドリルパイプ等である。ラインパイプ用鋼管は、油井又はガス井から採取された生産流体（原油又は天然ガス）を輸送するパイプラインを構成するラインパイプ用途の鋼管を意味する。パイプラインは例えば、油井又はガス井から生産流体を輸送するフローライン、フローラインで輸送された生産流体を集合して一次処理施設まで輸送するギャザリングライン、脱水等の一次処理を実施した生産流体を市場近郊まで輸送するトランクライン、及び、消費者まで輸送するディストリビューションライン等である。高圧水素蓄圧器用鋼管は、ＩＳＯ１１４３９、ＡＮＳＩ／ＮＧＶ、高圧ガス保安法、容器保安規則例示基準等で規格化されており、高圧の水素ガスが貯蔵される高圧水素蓄圧容器用途の鋼管を意味する。高圧水素蓄圧器は例えば、水素ステーションに設置されたり、燃料電池自動車に搭載されたりする。
【0111】
さらに好ましくは、本実施形態の鋼材は、油井用継目無鋼管、ラインパイプ用継目無鋼管、及び、高圧水素蓄圧器用継目無鋼管のいずれかである。油井用継目無鋼管は、油井用鋼管が継目無鋼管であることを意味する。ラインパイプ用継目無鋼管は、ラインパイプ用鋼管が継目無鋼管であることを意味する。高圧水素蓄圧器用継目無鋼管は、高圧水素蓄圧器用鋼管が継目無鋼管であることを意味する。
【0112】
［製造方法］
本実施形態の鋼材の製造方法の一例を説明する。なお、以下に説明する製造方法は一例であって、本実施形態の鋼材の製造方法はこれに限定されない。つまり、上述の構成を有する本実施形態の鋼材が製造できれば、以下に説明する製造方法に限定されない。ただし、以下に説明する製造方法は、本実施形態の鋼材を製造する好適な製造方法である。
本実施形態の鋼材の製造方法の一例を説明する。なお、以下に説明する製造方法は一例であって、本実施形態の鋼材の製造方法はこれに限定されない。つまり、上述の構成を有する本実施形態の鋼材が製造できれば、以下に説明する製造方法に限定されない。ただし、以下に説明する製造方法は、本実施形態の鋼材を製造する好適な製造方法である。
【0113】
本実施形態の鋼材の製造方法の一例は、次の工程を含む。
（工程１）素材準備工程
（工程２）熱間加工工程
（工程３）焼入れ及び焼戻し工程
本製造方法は、工程３の焼入れ及び焼戻し工程において、次の条件を満たす。
（条件１）焼戻し工程中の冷却において、６４０～５００℃での平均冷却速度ＣＲ１を３０～１００℃／分とする。
以下、各工程について説明する。
（工程１）素材準備工程
（工程２）熱間加工工程
（工程３）焼入れ及び焼戻し工程
本製造方法は、工程３の焼入れ及び焼戻し工程において、次の条件を満たす。
（条件１）焼戻し工程中の冷却において、６４０～５００℃での平均冷却速度ＣＲ１を３０～１００℃／分とする。
以下、各工程について説明する。
【0114】
［（工程１）素材準備工程］
素材準備工程では、初めに、特徴１を満たす上記化学組成を有する溶鋼を周知の精錬方法により製造する。製造された溶鋼を用いて連続鋳造法により鋳片を製造する。ここで、鋳片とは、スラブ、ブルーム、又はビレットである。鋳片に代えて、上記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熱間圧延して、ビレットを製造してもよい。以上の製造工程により、素材（スラブ、ブルーム、又は、ビレット）を製造する。
素材準備工程では、初めに、特徴１を満たす上記化学組成を有する溶鋼を周知の精錬方法により製造する。製造された溶鋼を用いて連続鋳造法により鋳片を製造する。ここで、鋳片とは、スラブ、ブルーム、又はビレットである。鋳片に代えて、上記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熱間圧延して、ビレットを製造してもよい。以上の製造工程により、素材（スラブ、ブルーム、又は、ビレット）を製造する。
【0115】
［（工程２）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する。
最終製品が鋼管である場合、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、例えば、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、素管（継目無鋼管）を製造する。例えば、熱間加工としてマンネスマン法を実施し、素管を製造する。この場合、穿孔機によりビレットを穿孔圧延する。穿孔圧延後のビレットに対して、マンドレルミルを用いた延伸圧延を実施する。さらに、必要に応じて、延伸圧延後のビレットに対して、レデューサ又はサイジングミルを用いた定径圧延を実施する。以上の工程により、素管を製造する。
熱間加工工程では、準備された素材を熱間加工する。
最終製品が鋼管である場合、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、例えば、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、素管（継目無鋼管）を製造する。例えば、熱間加工としてマンネスマン法を実施し、素管を製造する。この場合、穿孔機によりビレットを穿孔圧延する。穿孔圧延後のビレットに対して、マンドレルミルを用いた延伸圧延を実施する。さらに、必要に応じて、延伸圧延後のビレットに対して、レデューサ又はサイジングミルを用いた定径圧延を実施する。以上の工程により、素管を製造する。
【0116】
マンネスマン法以外の他の熱間加工方法により、ビレットから素管を製造してもよい。例えば、カップリングのように短尺の厚肉鋼材である場合、エルハルト法等の鍛造により素管を製造してもよいし、熱間押出法により素管を製造してもよい。
【0117】
最終製品が鋼板である場合、例えば、一対のロール群を含む１又は複数の圧延機を用いて、素材（スラブ）に対して熱間圧延を実施して、鋼板を製造する。熱間圧延前の加熱温度は特に限定されないが、例えば、１１００～１３００℃である。
【0118】
最終製品が棒鋼である場合、例えば、素材（ブルーム）に対して、分塊圧延機を用いた分塊圧延及び／又は連続圧延機を用いた熱間圧延を実施する。つまり、素材に対して分塊圧延を実施して棒鋼としてもよいし、素材に対して分塊圧延を実施せず、連続圧延機を用いた熱間圧延を実施して棒鋼としてもよいし、素材に対して分塊圧延機を用いた分塊圧延及び連続圧延機を用いた熱間圧延を実施して、棒鋼としてもよい。連続圧延機は複数の圧延スタンドが一列に並んでおり、各スタンドは一対の圧延ロールを含む。分塊圧延を実施する場合、分塊圧延前の加熱温度は特に限定されないが、例えば、１１００～１３００℃である。連続圧延機を用いた熱間圧延を実施する場合、熱間圧延前の加熱温度は特に限定されないが、例えば、１１００～１３００℃である。
【0119】
［（工程３）焼入れ及び焼戻し工程］
焼入れ及び焼戻し工程では、熱間加工工程後の鋼材に対して、焼入れ工程及び焼戻し工程を実施する。
焼入れ及び焼戻し工程では、熱間加工工程後の鋼材に対して、焼入れ工程及び焼戻し工程を実施する。
【0120】
［焼入れ工程］
焼入れ工程では、熱間加工工程で製造された鋼材に対して、焼入れを実施する。焼入れは周知の方法で実施する。具体的には、熱間加工後の鋼材を熱処理炉に装入し、焼入れ温度で保持する。焼入れ温度はＡＣ３変態点以上であり、例えば、９００～１０００℃である。鋼材を焼入れ温度で保持した後、急冷（焼入れ）する。
焼入れ工程では、熱間加工工程で製造された鋼材に対して、焼入れを実施する。焼入れは周知の方法で実施する。具体的には、熱間加工後の鋼材を熱処理炉に装入し、焼入れ温度で保持する。焼入れ温度はＡＣ３変態点以上であり、例えば、９００～１０００℃である。鋼材を焼入れ温度で保持した後、急冷（焼入れ）する。
【0121】
焼入れ温度での保持時間は特に限定されないが、例えば、１０～６０分である。焼入れ方法は例えば、水冷である。焼入れ方法は特に制限されない。鋼材が鋼管である場合、水槽又は油槽に浸漬して素管を急冷してもよいし、鋼管の外面及び／又は内面に対して冷却水を注いだり、冷却水をノズルから噴射したりして、鋼管を急冷してもよい。
【0122】
なお、熱間加工後、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）を実施してもよいし、熱間加工後の鋼材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。
【0123】
［焼戻し工程］
焼戻し工程では、焼入れ工程後の鋼材に対して、焼戻しを実施する。焼戻し工程では、鋼材の降伏強度を７５８～９６５ＭＰａ未満に調整する。
焼戻し工程では、焼入れ工程後の鋼材に対して、焼戻しを実施する。焼戻し工程では、鋼材の降伏強度を７５８～９６５ＭＰａ未満に調整する。
【0124】
焼戻し温度は例えば、６５０～ＡＣ１変態点である。焼戻し温度での保持時間は特に限定されないが、例えば、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、特徴１を満たす上述の化学組成の鋼材の降伏強度を調整する。
【0125】
上記に説明する焼戻し温度は熱処理炉での炉温（℃）を意味し、焼戻し温度での保持時間は在炉時間（熱処理炉に装入してから抽出されるまでの時間）を意味する。
【0126】
［条件１について］
焼戻し工程では、上述の焼戻し温度で上述の保持時間が経過した後、鋼材を冷却する。この冷却は、次の条件を満たす。
（条件１）６４０～５００℃での平均冷却速度ＣＲ１を３０～１００℃／分とする。
６４０～５００℃は、Ｍｎの拡散が促進される温度域である。平均冷却速度ＣＲ１が３０℃／分未満であれば、Ｍｎの拡散が促進され、その結果、粒界にＭｎが蓄積される。そのため、Ｍｎ偏析量［Ｍｎ］ＳＥＧが増加する。そのため、Ｆｎ１が８．００以下となる。一方、平均冷却速度ＣＲ１が１００℃／分を超えれば、Ｍｏ偏析量［Ｍｏ］ＳＥＧが低減する。そのため、Ｆｎ１が８．００以下となる。
平均冷却速度ＣＲ１が３０～１００℃／分であれば、Ｍｏ偏析量［Ｍｏ］ＳＥＧ及びＭｎ偏析量［Ｍｎ］ＳＥＧが適切な範囲となり、Ｆｎ１が８．００を超える。
焼戻し工程では、上述の焼戻し温度で上述の保持時間が経過した後、鋼材を冷却する。この冷却は、次の条件を満たす。
（条件１）６４０～５００℃での平均冷却速度ＣＲ１を３０～１００℃／分とする。
６４０～５００℃は、Ｍｎの拡散が促進される温度域である。平均冷却速度ＣＲ１が３０℃／分未満であれば、Ｍｎの拡散が促進され、その結果、粒界にＭｎが蓄積される。そのため、Ｍｎ偏析量［Ｍｎ］ＳＥＧが増加する。そのため、Ｆｎ１が８．００以下となる。一方、平均冷却速度ＣＲ１が１００℃／分を超えれば、Ｍｏ偏析量［Ｍｏ］ＳＥＧが低減する。そのため、Ｆｎ１が８．００以下となる。
平均冷却速度ＣＲ１が３０～１００℃／分であれば、Ｍｏ偏析量［Ｍｏ］ＳＥＧ及びＭｎ偏析量［Ｍｎ］ＳＥＧが適切な範囲となり、Ｆｎ１が８．００を超える。
【0127】
平均冷却速度ＣＲ１は、次の方法で決定される。鋼材温度が６４０℃から５００℃になるまでの時間を測定する。得られた時間に基づいて、平均冷却速度ＣＲ１を求める。
【0128】
焼入れ工程及び焼戻し工程は１回ずつ実施してもよいし、複数回実施してもよい。例えば、焼入れ工程及び焼戻し工程を実施した後、再び焼入れ工程及び焼戻し工程を実施してもよい。焼入れ工程及び焼戻し工程を複数回実施する場合、最後に実施する焼戻し工程において、条件１を満たすように実施すればよい。
【0129】
以上の製造工程を実施することにより、特徴１～特徴５を満たす鋼材を製造できる。
【実施例0130】
実施例により本実施形態の鋼材の効果をさらに具体的に説明する。以下の実施例での条件は、本実施形態の鋼材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る。したがって、本実施形態の鋼材はこの一条件例に限定されない。
【0131】
表１－１及び表１－２に示す化学組成を有する、鋼材（鋼板）を製造した。
【0132】
【表1-1】
【0133】
【表1-2】
【0134】
表１－２中の「－」は、対応する元素の含有量が、不純物レベル以下であることを示す。
【0135】
各試験番号の鋼材を次の方法で製造した。表１－１及び表１－２に記載の化学組成を有するインゴットを鋳造法により製造した。インゴットに対して熱間鍛造を実施して、厚さ５０ｍｍのブロック材を製造した。
【0136】
ブロック材に対して、熱間加工工程を実施した。具体的には、ブロック材を１２５０℃に加熱した。加熱後のブロック材に対して熱間圧延を実施して、厚さ１５ｍｍの鋼材（鋼板）を製造した。製造された鋼材を常温まで放冷した。
【0137】
常温まで放冷した鋼材に対して、焼入れ及び焼戻し工程を実施した。具体的には、鋼材に対して、表２に示す焼入れ温度（℃）、焼入れ温度での保持時間（分）で焼入れを実施した。保持時間経過後の鋼材を水冷により焼入れした。
焼入れ後の鋼材に対して、焼戻しを実施した。焼戻し温度（℃）、焼戻し温度での保持時間（分）、及び、冷却時における６４０～５００℃の温度範囲での平均冷却速度ＣＲ１は、表２に示すとおりであった。表２中の「焼戻し工程」欄の「ＣＲ１（℃／分）」において「３０－１００」の表記は、平均冷却速度ＣＲ１が３０～１００℃／分の範囲内であったことを意味する。
焼入れ後の鋼材に対して、焼戻しを実施した。焼戻し温度（℃）、焼戻し温度での保持時間（分）、及び、冷却時における６４０～５００℃の温度範囲での平均冷却速度ＣＲ１は、表２に示すとおりであった。表２中の「焼戻し工程」欄の「ＣＲ１（℃／分）」において「３０－１００」の表記は、平均冷却速度ＣＲ１が３０～１００℃／分の範囲内であったことを意味する。
【0138】
【表2】
【0139】
以上の製造工程により、各試験番号の鋼材（鋼板）を製造した。
【0140】
［評価試験］
製造された鋼材を用いて、次の評価試験を実施した。
（試験１）マルテンサイト及びベイナイトの総面積率測定試験
（試験２）降伏強度測定試験
（試験３）旧オーステナイト粒の結晶粒径測定試験
（試験４）Ｍｏ偏析量［Ｍｏ］ＳＥＧ、Ｍｎ偏析量［Ｍｎ］ＳＥＧ測定試験
（試験５）耐水素脆性評価試験
以下、各評価試験について説明する。
製造された鋼材を用いて、次の評価試験を実施した。
（試験１）マルテンサイト及びベイナイトの総面積率測定試験
（試験２）降伏強度測定試験
（試験３）旧オーステナイト粒の結晶粒径測定試験
（試験４）Ｍｏ偏析量［Ｍｏ］ＳＥＧ、Ｍｎ偏析量［Ｍｎ］ＳＥＧ測定試験
（試験５）耐水素脆性評価試験
以下、各評価試験について説明する。
【0141】
［（試験１）マルテンサイト及びベイナイトの総面積率測定試験］
各試験番号の鋼材の板幅中央部から、観察対象領域である板厚ｔ／４部を含み、圧延方向と板厚方向とを含む面を観察面とする試験片を採取した。試験片のサイズは、圧延方向の長さ１０ｍｍ、板幅方向の長さ５ｍｍ、板厚方向の長さ１０ｍｍであった。圧延方向の長さ１０ｍｍ×板厚方向の長さ１０ｍｍを、観察面とした。採取した試験片に対して、上述の［マルテンサイト及びベイナイトの総面積率の測定方法］に準拠した方法を実施して、マルテンサイト面積率（％）を求めた。なお、視野面積は４００μｍ２とした。得られたマルテンサイト及びベイナイトの総面積率（％）を、表２中の「Ｍ＋Ｂ総面積率（％）」欄に示す。
各試験番号の鋼材の板幅中央部から、観察対象領域である板厚ｔ／４部を含み、圧延方向と板厚方向とを含む面を観察面とする試験片を採取した。試験片のサイズは、圧延方向の長さ１０ｍｍ、板幅方向の長さ５ｍｍ、板厚方向の長さ１０ｍｍであった。圧延方向の長さ１０ｍｍ×板厚方向の長さ１０ｍｍを、観察面とした。採取した試験片に対して、上述の［マルテンサイト及びベイナイトの総面積率の測定方法］に準拠した方法を実施して、マルテンサイト面積率（％）を求めた。なお、視野面積は４００μｍ２とした。得られたマルテンサイト及びベイナイトの総面積率（％）を、表２中の「Ｍ＋Ｂ総面積率（％）」欄に示す。
【0142】
［（試験２）降伏強度測定試験］
各試験番号の鋼材の板厚中央部から、丸棒試験片を採取した。丸棒試験片の平行部直径は６．０ｍｍであり、平行部長さは４０ｍｍであった。丸棒試験片の軸方向は、鋼材の圧延方向と同じであった。丸棒試験片を用いて、上述の［降伏強度の測定方法］に準拠して、降伏強度（ＭＰａ）を求めた。得られた降伏強度を、表２中の「降伏強度（ＭＰａ）」欄に示す。
各試験番号の鋼材の板厚中央部から、丸棒試験片を採取した。丸棒試験片の平行部直径は６．０ｍｍであり、平行部長さは４０ｍｍであった。丸棒試験片の軸方向は、鋼材の圧延方向と同じであった。丸棒試験片を用いて、上述の［降伏強度の測定方法］に準拠して、降伏強度（ＭＰａ）を求めた。得られた降伏強度を、表２中の「降伏強度（ＭＰａ）」欄に示す。
【0143】
［（試験３）旧オーステナイト粒の結晶粒径測定試験］
各試験番号の鋼材の板幅中央部から、観察対象領域である板厚ｔ／４部を含み、圧延方向と板厚方向とを含む面を観察面とする試験片を採取した。試験片のサイズは、圧延方向の長さ１０ｍｍ、板幅方向の長さ５ｍｍ、板厚方向の長さ１０ｍｍであった。圧延方向の長さ１０ｍｍ×板厚方向の長さ１０ｍｍを、観察面とした。採取した試験片に対して、上述の［旧オーステナイト粒の結晶粒径の測定方法］に準拠して、旧γ粒径（μｍ）を求めた。このとき、視野面積を５００μｍ×５００μｍ（倍率２００倍）とした。得られた旧γ粒径を、表２中の「旧γ粒径（μｍ）」欄に示す。
各試験番号の鋼材の板幅中央部から、観察対象領域である板厚ｔ／４部を含み、圧延方向と板厚方向とを含む面を観察面とする試験片を採取した。試験片のサイズは、圧延方向の長さ１０ｍｍ、板幅方向の長さ５ｍｍ、板厚方向の長さ１０ｍｍであった。圧延方向の長さ１０ｍｍ×板厚方向の長さ１０ｍｍを、観察面とした。採取した試験片に対して、上述の［旧オーステナイト粒の結晶粒径の測定方法］に準拠して、旧γ粒径（μｍ）を求めた。このとき、視野面積を５００μｍ×５００μｍ（倍率２００倍）とした。得られた旧γ粒径を、表２中の「旧γ粒径（μｍ）」欄に示す。
【0144】
［（試験４）Ｍｏ偏析量［Ｍｏ］ＳＥＧ、Ｍｎ偏析量［Ｍｎ］ＳＥＧ測定試験］
各試験番号の鋼材の板幅中央部から、観察対象領域である板厚ｔ／４部を含み、圧延方向と板厚方向とを含む面を観察面とする試験片を採取した。試験片のサイズは、圧延方向の長さ１０ｍｍ、板幅方向の長さ５ｍｍ、板厚方向の長さ８ｍｍであった。圧延方向の長さ１０ｍｍ×板厚方向の長さ８ｍｍを、観察面とした。得られた試験片を用いて、上述の［Ｍｏ偏析量［Ｍｏ］ＳＥＧ、Ｍｎ偏析量［Ｍｎ］ＳＥＧの求め方］に準拠して、Ｍｏ偏析量［Ｍｏ］ＳＥＧ（質量％）及びＭｎ偏析量［Ｍｎ］ＳＥＧ（質量％）を求めた。得られたＭｏ偏析量［Ｍｏ］ＳＥＧ及びＭｎ偏析量［Ｍｎ］ＳＥＧに基づいて、Ｆｎ１を求めた。得られたＭｏ偏析量［Ｍｏ］ＳＥＧ、Ｍｎ偏析量［Ｍｎ］ＳＥＧ、及び、Ｆｎ１を表２に示す。
各試験番号の鋼材の板幅中央部から、観察対象領域である板厚ｔ／４部を含み、圧延方向と板厚方向とを含む面を観察面とする試験片を採取した。試験片のサイズは、圧延方向の長さ１０ｍｍ、板幅方向の長さ５ｍｍ、板厚方向の長さ８ｍｍであった。圧延方向の長さ１０ｍｍ×板厚方向の長さ８ｍｍを、観察面とした。得られた試験片を用いて、上述の［Ｍｏ偏析量［Ｍｏ］ＳＥＧ、Ｍｎ偏析量［Ｍｎ］ＳＥＧの求め方］に準拠して、Ｍｏ偏析量［Ｍｏ］ＳＥＧ（質量％）及びＭｎ偏析量［Ｍｎ］ＳＥＧ（質量％）を求めた。得られたＭｏ偏析量［Ｍｏ］ＳＥＧ及びＭｎ偏析量［Ｍｎ］ＳＥＧに基づいて、Ｆｎ１を求めた。得られたＭｏ偏析量［Ｍｏ］ＳＥＧ、Ｍｎ偏析量［Ｍｎ］ＳＥＧ、及び、Ｆｎ１を表２に示す。
【0145】
［（試験５）耐水素脆性評価試験］
各試験番号の鋼材の耐水素脆性を、次の方法で評価した。
各試験番号の鋼材の耐水素脆性を、次の方法で評価した。
【0146】
初めに、各試験番号の鋼材の板幅中央部かつ板厚ｔ／４部から、環状切欠き付き丸棒試験片を２つ切り出した。各試験片の平行部の外径は４．０ｍｍであり、平行部の長さは２５ｍｍであり、平行部の長手方向中央位置には、環状ノッチを形成した。切欠き形状では、切欠きの深さが０．３ｍｍ、切欠き角度が６０°であり、切欠き底の曲率半径が０．１２５ｍｍであった。
【0147】
サワー環境での使用を想定して、陰極水素チャージ法により、２つの環状切欠き付き丸棒試験片のうちの一方に対して、水素をチャージした。具体的には、常温の陰極水素チャージ溶液を準備した。陰極水素チャージ溶液は、常温の５質量％の塩化ナトリウム水溶液、３０ｇ／ＬのＮＨ４ＳＣＮ、及び、酢酸緩衝液を含有する水溶液とし、酢酸緩衝液により、試験前のｐＨをｐＨ３．５に調整した。
【0148】
陰極水素チャージ溶液中に環状切欠き丸棒試験片を浸漬した状態で、電位を－１．５Ｖ、チャージ時間を２４時間として、環状切欠き付き丸棒試験片に水素をチャージした。つまり、水素をチャージすることにより、サワー環境を模擬した。水素がチャージされた環状切欠き付き丸棒試験片の表面に、各試験番号で同じ条件で亜鉛めっき被膜を形成し、環状切欠き付き丸棒試験片内の水素が外部に漏れないようにした。なお、もう１つの環状切欠き付き丸棒試験片については、水素をチャージしなかった。
【0149】
亜鉛めっき被膜が形成された環状切欠き付き丸棒試験片に対して、低歪速度試験機（ＳＳＲＴ）を用いて、常温、大気中において、４．２×１０－６／秒のひずみ速度で引張試験を実施し、破断応力ＢＳ１（ＭＰａ）を求めた。得られた破断応力を、表２中の「水素チャージ破断応力（ＭＰａ）」欄に示す。
【0150】
さらに、各試験番号の水素をチャージしなかった環状切欠き付き丸棒試験片に対して、低歪速度試験機（ＳＳＲＴ）を用いて、常温、大気中において、４．２×１０－６／秒のひずみ速度で引張試験を実施し、破断応力ＢＳ０（ＭＰａ）を求めた。得られた破断応力を、表２中の「水素未チャージ破断応力（ＭＰａ）」欄に示す。
【0151】
求めた破断応力ＢＳ０、ＢＳ１を用いて、次式により、相対破断応力比（％）を求めた。
相対破断応力比＝ＢＳ１／ＢＳ０
相対破断応力比が０．８０以上である場合、耐水素脆性に優れると判断した。得られた相対破断応力比を、表２中の「相対破断応力比」欄に示す。
相対破断応力比＝ＢＳ１／ＢＳ０
相対破断応力比が０．８０以上である場合、耐水素脆性に優れると判断した。得られた相対破断応力比を、表２中の「相対破断応力比」欄に示す。
【0152】
［評価結果］
表１－１、表１－２及び表２を参照して、試験番号１～５８では、鋼材が、特徴１～特徴５を満たした。そのため、降伏強度が７５８～９６５ＭＰａの高強度であっても、相対破断応力比が０．８０以上と高く、優れた耐水素脆性が得られた。
表１－１、表１－２及び表２を参照して、試験番号１～５８では、鋼材が、特徴１～特徴５を満たした。そのため、降伏強度が７５８～９６５ＭＰａの高強度であっても、相対破断応力比が０．８０以上と高く、優れた耐水素脆性が得られた。
【0153】
一方、試験番号５９及び６０では、６４０～５００℃での平均冷却速度ＣＲ１が３０℃／分未満であった。そのため、Ｆｎ１が８．００以下となった。その結果、相対破断応力比が０．８０未満となり、十分な耐水素脆性が得られなかった。
【0154】
試験番号６１及び６２では、６４０～５００℃での平均冷却速度ＣＲ１が１００℃／分を超えた。そのため、Ｆｎ１が８．００以下となった。その結果、相対破断応力比が０．８０未満となり、十分な耐水素脆性が得られなかった。
【0155】
試験番号６３では、Ｃ含有量が高すぎた。そのため、相対破断応力比が０．８０未満となり、十分な耐水素脆性が得られなかった。
【0156】
試験番号６４では、Ｃ含有量が低すぎた。そのため、降伏強度が７５８ＭＰａ未満であった。
【0157】
試験番号６５では、Ｓｉ含有量が高すぎた。そのため、相対破断応力比が０．８０未満となり、十分な耐水素脆性が得られなかった。
【0158】
試験番号６６では、Ｓｉ含有量が低すぎた。そのため、相対破断応力比が０．８０未満となり、十分な耐水素脆性が得られなかった。
【0159】
試験番号６７では、Ｍｎ含有量が高すぎた。そのため、相対破断応力比が０．８０未満となり、十分な耐水素脆性が得られなかった。
【0160】
試験番号６８では、Ｓ含有量が高すぎた。そのため、相対破断応力比が０．８０未満となり、十分な耐水素脆性が得られなかった。
【0161】
試験番号６９では、Ｃｒ含有量が高すぎた。そのため、相対破断応力比が０．８０未満となり、十分な耐水素脆性が得られなかった。
【0162】
試験番号７０では、Ｃｒ含有量が低すぎた。そのため、相対破断応力比が０．８０未満となり、十分な耐水素脆性が得られなかった。
【0163】
試験番号７１では、Ｍｏ含有量が低すぎた。そのため、相対破断応力比が０．８０未満となり、十分な耐水素脆性が得られなかった。
【0164】
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。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】