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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-03-13
(45)【発行日】2023-03-22
(54)【発明の名称】二相ステンレス鋼管
(51)【国際特許分類】
C22C 38/00 20060101AFI20230314BHJP
C21C 7/00 20060101ALI20230314BHJP
C21D 8/10 20060101ALI20230314BHJP
C21D 9/08 20060101ALI20230314BHJP
C22C 30/04 20060101ALI20230314BHJP
C22C 38/60 20060101ALI20230314BHJP
【ＦＩ】
C22C38/00 302H
C21C7/00 B
C21D8/10 D
C21D9/08 E
C22C30/04
C22C38/60
【請求項の数】
3
(21)【出願番号】P 2023500319
(86)(22)【出願日】2022-09-29
(86)【国際出願番号】 JP2022036483
【審査請求日】2023-01-05
(31)【優先権主張番号】P 2021162901
(32)【優先日】2021-10-01
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【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】岡田 誠也
(72)【発明者】
【氏名】荒井 勇次
(72)【発明者】
【氏名】松尾 大輔
【審査官】河野 一夫
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１９－０７７９２５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－０７３７８９（ＪＰ，Ａ）
【文献】中国特許出願公開第１００９９９８０６（ＣＮ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｃ２２Ｃ ３８／００ － ３８／６０
Ｃ２２Ｃ ３０／０４
Ｃ２１Ｃ ７／００
Ｃ２１Ｄ ８／１０
Ｃ２１Ｄ ９／０８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
質量％で、Ｃ：０．０３０％以下、
Ｓｉ：１．００％以下、
Ｍｎ：０．１０～７．００％、
Ｐ：０．０４０％以下、
Ｓ：０．００５０％以下、
Ｃｒ：２０．０～３０．０％、
Ｎｉ：４．２～１０．０％、
Ｍｏ：０．５～５．０％、
Ｃｕ：０．５～６．０％、
Ｎ：０．３５０％未満、
Ｏ：０．０００５～０．０１００％、
Ｃａ：０．０００５～０．０１００％、
Ｖ：０～０．２００％、
Ｎｂ：０～０．１００％、
Ａｌ：０～０．１００％、
Ｔａ：０～０．１００％、
Ｔｉ：０～０．１００％、
Ｚｒ：０～０．１００％、
Ｈｆ：０～０．１００％、
Ｗ：０～０．２００％、
Ｃｏ：０～０．５００％、
Ｓｎ：０～０．１００％、
Ｓｂ：０～０．１００％、
Ｂ：０～０．１００％、
Ｍｇ：０～０．１０００％、
希土類元素：０～０．１００％、及び、
残部がＦｅ及び不純物からなり、
ミクロ組織が、体積率で３０～８０％のフェライト、及び、残部がオーステナイトからなり、
降伏強度が５５２ＭＰａ以上であり、
円相当径で２．０μｍ以上のＣａ酸化物の個数密度が５００個／１００ｍｍ2以上である、
二相ステンレス鋼管。
【請求項2】
請求項１に記載の二相ステンレス鋼管であって、Ｖ：０．００１～０．２００％、
Ｎｂ：０．００１～０．１００％、
Ａｌ：０．００１～０．１００％、
Ｔａ：０．００１～０．１００％、
Ｔｉ：０．００１～０．１００％、
Ｚｒ：０．００１～０．１００％、
Ｈｆ：０．００１～０．１００％、
Ｗ：０．００１～０．２００％、
Ｃｏ：０．００１～０．５００％、
Ｓｎ：０．００１～０．１００％、
Ｓｂ：０．００１～０．１００％、
Ｂ：０．００１～０．１００％、
Ｍｇ：０．０００１～０．１０００％、及び、
希土類元素：０．００１～０．１００％、からなる群から選択される１元素以上を含有する、
二相ステンレス鋼管。
【請求項3】
請求項１又は請求項２に記載の二相ステンレス鋼管であって、Ｃｕ：１．３～６．０％を含有し、
長径５０ｎｍ以下のＣｕ析出物の個数密度が４００個／μｍ3以上である、
二相ステンレス鋼管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は二相ステンレス鋼材に関し、さらに詳しくは、二相ステンレス鋼管に関する。
【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、単に「油井」という）は、腐食性を有する硫化水素ガス（Ｈ2Ｓ）や炭酸ガス（ＣＯ2）等を含有する腐食環境である。これまでに、このような腐食環境における鋼材の耐食性を向上するには、クロム（Ｃｒ）が有効であることが知られている。そのため、腐食環境である油井では、Ｃｒ含有量を高めた二相ステンレス鋼材が用いられる場合がある。
【0003】
近年さらに、海面下の深井戸についても、開発が活発になってきている。そのため、二相ステンレス鋼材の高強度化が求められてきている。特開平５－１３２７４１号公報（特許文献１）、特開平９－１９５００３号公報（特許文献２）、及び、特開２０１４－０４３６１６号公報（特許文献３）は、高強度を有する二相ステンレス鋼材を提案する。
【0004】
特許文献１に開示される鋼材は、二相ステンレス鋼であり、重量％で、Ｃ：０．０３％以下、Ｓｉ：１．０％以下、Ｍｎ：１．５％以下、Ｐ：０．０４０％以下、Ｓ：０．００８％以下、ｓｏｌ．Ａｌ：０．０４０％以下、Ｎｉ：５．０～９．０％、Ｃｒ：２３．０～２７．０％、Ｍｏ：２．０～４．０％、Ｗ：１．５超～５．０％、Ｎ：０．２４～０．３２％、残部がＦｅ及び不可避不純物からなる化学組成を有する。この二相ステンレス鋼はさらに、ＰＲＥＷ（＝Ｃｒ＋３．３（Ｍｏ＋０．５Ｗ）＋１６Ｎ）が４０以上である。この二相ステンレス鋼は、優れた耐食性と高強度とを発揮する、と特許文献１には記載されている。
【0005】
特許文献２に開示される鋼材は、二相ステンレス鋼であり、重量％で、Ｃ：０．１２％以下、Ｓｉ：１％以下、Ｍｎ：２％以下、Ｎｉ：３～１２％、Ｃｒ：２０～３５％、Ｍｏ：０．５～１０％、Ｗ：３超～８％、Ｃｏ：０．０１～２％、Ｃｕ：０．１～５％、Ｎ：０．０５～０．５％を含み、残部がＦｅ及び不可避不純物からなる化学組成を有する。この二相ステンレス鋼は、強度を低下させることなく、さらに優れた耐食性を備える、と特許文献２には記載されている。
【0006】
特許文献３に開示される鋼材は、二相ステンレス鋼であり、質量％で、Ｃ：０．０３％以下、Ｓｉ：０．３％以下、Ｍｎ：３．０％以下、Ｐ：０．０４０％以下、Ｓ：０．００８％以下、Ｃｕ：０．２～２．０％、Ｎｉ：５．０～６．５％、Ｃｒ：２３．０～２７．０％、Ｍｏ：２．５～３．５％、Ｗ：１．５～４．０％、Ｎ：０．２４～０．４０％、及び、Ａｌ：０．０３％以下を含有し、残部はＦｅ及び不純物からなる化学組成を有する。この二相ステンレス鋼はさらに、σ相感受性指数Ｘ（＝２．２Ｓｉ＋０．５Ｃｕ＋２．０Ｎｉ＋Ｃｒ＋４．２Ｍｏ＋０．２Ｗ）が５２．０以下であり、強度指数Ｙ（＝Ｃｒ＋１．５Ｍｏ＋１０Ｎ＋３．５Ｗ）が４０．５以上であり、耐孔食性指数ＰＲＥＷ（＝Ｃｒ＋３．３（Ｍｏ＋０．５Ｗ）＋１６Ｎ）が４０以上である。この二相ステンレス鋼の組織は、圧延方向に平行な厚さ方向断面において、表層から１ｍｍ深さまでの厚さ方向に平行な直線を引いた時、該直線に交わるフェライト相とオーステナイト相との境界の数が１６０以上である。この二相ステンレス鋼は、耐食性を損なうことなく高強度化でき、高加工度の冷間加工を組み合わせることで優れた耐水素脆化特性を発揮する、と特許文献３には記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【文献】特開平５－１３２７４１号公報
【文献】特開平９－１９５００３号公報
【文献】特開２０１４－０４３６１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
ところで、油井用鋼管としての使用が想定された二相ステンレス鋼管は、切削加工が実施される場合がある。たとえば、二相ステンレス鋼管に切削加工を実施して、鋼管の寸法を整える場合がある。たとえばさらに、二相ステンレス鋼管に切削加工を実施して、鋼管同士を連結するためのねじ継手が管端部に形成される場合がある。そのため、二相ステンレス鋼管は、強度が高いだけではなく、被削性も優れている方が好ましい。しかしながら、上記特許文献１～３では、二相ステンレス鋼管の高強度と被削性との両立について、検討されていない。
【0009】
本開示の目的は、高い降伏強度と、優れた被削性とを有する二相ステンレス鋼管を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本開示による二相ステンレス鋼管は、
質量％で、
Ｃ：０．０３０％以下、
Ｓｉ：１．００％以下、
Ｍｎ：０．１０～７．００％、
Ｐ：０．０４０％以下、
Ｓ：０．００５０％以下、
Ｃｒ：２０．０～３０．０％、
Ｎｉ：４．２～１０．０％、
Ｍｏ：０．５～５．０％、
Ｃｕ：０．５～６．０％、
Ｎ：０．３５０％未満、
Ｏ：０．０００５～０．０１００％、
Ｃａ：０．０００５～０．０１００％、
Ｖ：０～０．２００％、
Ｎｂ：０～０．１００％、
Ａｌ：０～０．１００％、
Ｔａ：０～０．１００％、
Ｔｉ：０～０．１００％、
Ｚｒ：０～０．１００％、
Ｈｆ：０～０．１００％、
Ｗ：０～０．２００％、
Ｃｏ：０～０．５００％、
Ｓｎ：０～０．１００％、
Ｓｂ：０～０．１００％、
Ｂ：０～０．１００％、
Ｍｇ：０～０．１０００％、
希土類元素：０～０．１００％、及び、
残部がＦｅ及び不純物からなり、
ミクロ組織が、体積率で３０～８０％のフェライト、及び、残部がオーステナイトからなり、
降伏強度が５５２ＭＰａ以上であり、
円相当径で２．０μｍ以上のＣａ酸化物の個数密度が５００個／１００ｍｍ2以上である。
質量％で、
Ｃ：０．０３０％以下、
Ｓｉ：１．００％以下、
Ｍｎ：０．１０～７．００％、
Ｐ：０．０４０％以下、
Ｓ：０．００５０％以下、
Ｃｒ：２０．０～３０．０％、
Ｎｉ：４．２～１０．０％、
Ｍｏ：０．５～５．０％、
Ｃｕ：０．５～６．０％、
Ｎ：０．３５０％未満、
Ｏ：０．０００５～０．０１００％、
Ｃａ：０．０００５～０．０１００％、
Ｖ：０～０．２００％、
Ｎｂ：０～０．１００％、
Ａｌ：０～０．１００％、
Ｔａ：０～０．１００％、
Ｔｉ：０～０．１００％、
Ｚｒ：０～０．１００％、
Ｈｆ：０～０．１００％、
Ｗ：０～０．２００％、
Ｃｏ：０～０．５００％、
Ｓｎ：０～０．１００％、
Ｓｂ：０～０．１００％、
Ｂ：０～０．１００％、
Ｍｇ：０～０．１０００％、
希土類元素：０～０．１００％、及び、
残部がＦｅ及び不純物からなり、
ミクロ組織が、体積率で３０～８０％のフェライト、及び、残部がオーステナイトからなり、
降伏強度が５５２ＭＰａ以上であり、
円相当径で２．０μｍ以上のＣａ酸化物の個数密度が５００個／１００ｍｍ2以上である。
【発明の効果】
【0011】
本開示による二相ステンレス鋼管は、高い降伏強度と、優れた被削性とを有する。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【発明を実施するための形態】
【0013】
まず、本発明者らは、高い降伏強度と、優れた被削性とを両立できる二相ステンレス鋼管について、化学組成の観点から検討した。その結果、本発明者らは、質量％で、Ｃ：０．０３０％以下、Ｓｉ：１．００％以下、Ｍｎ：０．１０～７．００％、Ｐ：０．０４０％以下、Ｓ：０．００５０％以下、Ｃｒ：２０．０～３０．０％、Ｎｉ：４．２～１０．０％、Ｍｏ：０．５～５．０％、Ｃｕ：０．５～６．０％、Ｎ：０．３５０％未満、Ｏ：０．０００５～０．０１００％、Ｃａ：０．０００５～０．０１００％、Ｖ：０～０．２００％、Ｎｂ：０～０．１００％、Ａｌ：０～０．１００％、Ｔａ：０～０．１００％、Ｔｉ：０～０．１００％、Ｚｒ：０～０．１００％、Ｈｆ：０～０．１００％、Ｗ：０～０．２００％、Ｃｏ：０～０．５００％、Ｓｎ：０～０．１００％、Ｓｂ：０～０．１００％、Ｂ：０～０．１００％、Ｍｇ：０～０．１０００％、希土類元素：０～０．１００％、及び、残部がＦｅ及び不純物からなる化学組成を有する二相ステンレス鋼管であれば、５５２ＭＰａ以上の高い降伏強度と、優れた被削性とを両立できる可能性があると考えた。
【0014】
ここで、上述の化学組成を有する二相ステンレス鋼管のミクロ組織は、フェライト及びオーステナイトからなる。具体的に、上述の化学組成を有する二相ステンレス鋼管のミクロ組織は、体積率で３０～８０％のフェライト、及び、残部がオーステナイトからなる。本明細書において「フェライト及びオーステナイトからなる」とは、フェライト及びオーステナイト以外の相が、無視できるほど少ないことを意味する。
【0015】
次に本発明者らは、上述の化学組成と、上述のミクロ組織とを有する二相ステンレス鋼管について、高い降伏強度と優れた被削性とを両立する手段について、詳細に検討した。鋼材の強度を高めれば、鋼材の被削性は低下しやすい傾向がある。つまり、上述の化学組成とミクロ組織とを有する二相ステンレス鋼管は、降伏強度を５５２ＭＰａ以上にまで高めた結果、被削性が低下する懸念がある。なお、本明細書において「鋼材の被削性が高い」とは、鋼材を加工する切削工具が摩耗しにくいことを意味する。すなわち、鋼管の被削性が低下すれば、切削加工時に用いる切削工具が摩耗しやすくなり、工具寿命が低下する。この場合、切削加工に用いる切削工具の交換頻度が高まり、生産性が低下する。そこで本発明者らは、上述の化学組成と上述のミクロ組織とを有する二相ステンレス鋼管において、降伏強度を５５２ＭＰａ以上に維持したまま、被削性を高める手段を種々検討した。
【0016】
上述の化学組成と上述のミクロ組織とを有する二相ステンレス鋼管において、カルシウム（Ｃａ）と酸素（Ｏ）とを主体とするＣａ酸化物を多数形成できれば、５５２ＭＰａ以上の高い降伏強度を維持したまま、被削性を高められることを、本発明者らは知見した。ここで、本明細書において「Ｃａ酸化物」とは、粒子の含有元素のうち、酸素（Ｏ）、窒素（Ｎ）及び硫黄（Ｓ）の合計含有量を１００質量％とした場合、Ｏ含有量が５０質量％以上であり、かつ、粒子の含有元素のうち、Ｏ、Ｎ及びＳを除く元素の合計含有量を１００質量％とした場合、Ｃａ含有量が５０質量％以上である粒子として定義される。
【0017】
この知見に基づいて、本発明者らは、上述の化学組成と上述のミクロ組織とを有する二相ステンレス鋼管において、５５２ＭＰａ以上の高い降伏強度を維持したまま、被削性を高められるＣａ酸化物の大きさと個数密度とについて、詳細に検討した。その結果、上述の化学組成とミクロ組織とを有する二相ステンレス鋼管では、円相当径が２．０μｍ以上のＣａ酸化物の個数密度が５００個／１００ｍｍ2以上であれば、５５２ＭＰａ以上の降伏強度と、優れた被削性とを両立できることが、本発明者らの詳細な検討により明らかになった。この点について、図面を用いて具体的に説明する。
【0018】
図１は、本実施例における、円相当径が２．０μｍ以上のＣａ酸化物（粗大Ｃａ酸化物）の個数密度（個／１００ｍｍ2）と、鋼材の被削性の指標である工具寿命（相対値）との関係を示す図である。図１は、後述する実施例のうち、上述の化学組成と、体積率で３０～８０％のフェライト、及び、残部がオーステナイトからなるミクロ組織と、５５２ＭＰａ以上の降伏強度とを有する二相ステンレス鋼管について、粗大Ｃａ酸化物の個数密度（個／１００ｍｍ2）と、鋼材の被削性の指標である工具寿命（相対値）とを用いて作成した。なお、粗大Ｃａ酸化物の個数密度と、工具寿命とは、いずれも後述する方法で求めた。
【0019】
図１を参照して、上述の化学組成と、上述のミクロ組織と、５５２ＭＰａ以上の降伏強度とを有する二相ステンレス鋼管では、粗大Ｃａ酸化物の個数密度が５００個／１００ｍｍ2以上であれば、工具寿命が０．７０以上になり、優れた被削性を示すことが明らかになった。一方、上述の二相ステンレス鋼管では、粗大Ｃａ酸化物の個数密度が５００個／１００ｍｍ2未満であれば、工具寿命が０．７０未満になり、優れた被削性を示さない。すなわち、上述の化学組成と、上述のミクロ組織とを有する二相ステンレス鋼管では、粗大Ｃａ酸化物の個数密度を５００個／１００ｍｍ2以上とすれば、５５２ＭＰａ以上の降伏強度と、優れた被削性とを両立できることが明らかになった。
【0020】
以上より、本実施形態による二相ステンレス鋼管は、上述の化学組成を有し、体積率で３０～８０％のフェライト、及び、残部がオーステナイトからなるミクロ組織を有し、かつ、円相当径が２．０μｍ以上のＣａ酸化物を５００個／１００ｍｍ2以上とする。その結果、本実施形態による二相ステンレス鋼管は、５５２ＭＰａ以上の降伏強度と、優れた被削性とを両立することができる。
【0021】
以上の知見に基づいて完成した本実施形態による二相ステンレス鋼管の要旨は、次のとおりである。
【0022】
［１］
質量％で、
Ｃ：０．０３０％以下、
Ｓｉ：１．００％以下、
Ｍｎ：０．１０～７．００％、
Ｐ：０．０４０％以下、
Ｓ：０．００５０％以下、
Ｃｒ：２０．０～３０．０％、
Ｎｉ：４．２～１０．０％、
Ｍｏ：０．５～５．０％、
Ｃｕ：０．５～６．０％、
Ｎ：０．３５０％未満、
Ｏ：０．０００５～０．０１００％、
Ｃａ：０．０００５～０．０１００％、
Ｖ：０～０．２００％、
Ｎｂ：０～０．１００％、
Ａｌ：０～０．１００％、
Ｔａ：０～０．１００％、
Ｔｉ：０～０．１００％、
Ｚｒ：０～０．１００％、
Ｈｆ：０～０．１００％、
Ｗ：０～０．２００％、
Ｃｏ：０～０．５００％、
Ｓｎ：０～０．１００％、
Ｓｂ：０～０．１００％、
Ｂ：０～０．１００％、
Ｍｇ：０～０．１０００％、
希土類元素：０～０．１００％、及び、
残部がＦｅ及び不純物からなり、
ミクロ組織が、体積率で３０～８０％のフェライト、及び、残部がオーステナイトからなり、
降伏強度が５５２ＭＰａ以上であり、
円相当径で２．０μｍ以上のＣａ酸化物の個数密度が５００個／１００ｍｍ2以上である、
二相ステンレス鋼管。
質量％で、
Ｃ：０．０３０％以下、
Ｓｉ：１．００％以下、
Ｍｎ：０．１０～７．００％、
Ｐ：０．０４０％以下、
Ｓ：０．００５０％以下、
Ｃｒ：２０．０～３０．０％、
Ｎｉ：４．２～１０．０％、
Ｍｏ：０．５～５．０％、
Ｃｕ：０．５～６．０％、
Ｎ：０．３５０％未満、
Ｏ：０．０００５～０．０１００％、
Ｃａ：０．０００５～０．０１００％、
Ｖ：０～０．２００％、
Ｎｂ：０～０．１００％、
Ａｌ：０～０．１００％、
Ｔａ：０～０．１００％、
Ｔｉ：０～０．１００％、
Ｚｒ：０～０．１００％、
Ｈｆ：０～０．１００％、
Ｗ：０～０．２００％、
Ｃｏ：０～０．５００％、
Ｓｎ：０～０．１００％、
Ｓｂ：０～０．１００％、
Ｂ：０～０．１００％、
Ｍｇ：０～０．１０００％、
希土類元素：０～０．１００％、及び、
残部がＦｅ及び不純物からなり、
ミクロ組織が、体積率で３０～８０％のフェライト、及び、残部がオーステナイトからなり、
降伏強度が５５２ＭＰａ以上であり、
円相当径で２．０μｍ以上のＣａ酸化物の個数密度が５００個／１００ｍｍ2以上である、
二相ステンレス鋼管。
【0023】
［２］
［１］に記載の二相ステンレス鋼管であって、
Ｖ：０．００１～０．２００％、
Ｎｂ：０．００１～０．１００％、
Ａｌ：０．００１～０．１００％、
Ｔａ：０．００１～０．１００％、
Ｔｉ：０．００１～０．１００％、
Ｚｒ：０．００１～０．１００％、
Ｈｆ：０．００１～０．１００％、
Ｗ：０．００１～０．２００％、
Ｃｏ：０．００１～０．５００％、
Ｓｎ：０．００１～０．１００％、
Ｓｂ：０．００１～０．１００％、
Ｂ：０．００１～０．１００％、
Ｍｇ：０．０００１～０．１０００％、及び、
希土類元素：０．００１～０．１００％、からなる群から選択される１元素以上を含有する、
二相ステンレス鋼管。
［１］に記載の二相ステンレス鋼管であって、
Ｖ：０．００１～０．２００％、
Ｎｂ：０．００１～０．１００％、
Ａｌ：０．００１～０．１００％、
Ｔａ：０．００１～０．１００％、
Ｔｉ：０．００１～０．１００％、
Ｚｒ：０．００１～０．１００％、
Ｈｆ：０．００１～０．１００％、
Ｗ：０．００１～０．２００％、
Ｃｏ：０．００１～０．５００％、
Ｓｎ：０．００１～０．１００％、
Ｓｂ：０．００１～０．１００％、
Ｂ：０．００１～０．１００％、
Ｍｇ：０．０００１～０．１０００％、及び、
希土類元素：０．００１～０．１００％、からなる群から選択される１元素以上を含有する、
二相ステンレス鋼管。
【0024】
［３］
［１］又は［２］に記載の二相ステンレス鋼管であって、
Ｃｕ：１．３～６．０％を含有し、
長径５０ｎｍ以下のＣｕ析出物の個数密度が４００個／μｍ3以上である、
二相ステンレス鋼管。
［１］又は［２］に記載の二相ステンレス鋼管であって、
Ｃｕ：１．３～６．０％を含有し、
長径５０ｎｍ以下のＣｕ析出物の個数密度が４００個／μｍ3以上である、
二相ステンレス鋼管。
【0025】
［４］
［１］～［３］のいずれか１項に記載の二相ステンレス鋼管であって、
Ｖ：０．００１～０．２００％、
Ｎｂ：０．００１～０．１００％、
Ａｌ：０．００１～０．１００％、
Ｔａ：０．００１～０．１００％、
Ｔｉ：０．００１～０．１００％、
Ｚｒ：０．００１～０．１００％、
Ｈｆ：０．００１～０．１００％、及び、
Ｗ：０．００１～０．２００％、からなる群から選択される１元素以上を含有する、
二相ステンレス鋼管。
［１］～［３］のいずれか１項に記載の二相ステンレス鋼管であって、
Ｖ：０．００１～０．２００％、
Ｎｂ：０．００１～０．１００％、
Ａｌ：０．００１～０．１００％、
Ｔａ：０．００１～０．１００％、
Ｔｉ：０．００１～０．１００％、
Ｚｒ：０．００１～０．１００％、
Ｈｆ：０．００１～０．１００％、及び、
Ｗ：０．００１～０．２００％、からなる群から選択される１元素以上を含有する、
二相ステンレス鋼管。
【0026】
［５］
［１］～［４］のいずれか１項に記載の二相ステンレス鋼管であって、
Ｃｏ：０．００１～０．５００％、
Ｓｎ：０．００１～０．１００％、及び、
Ｓｂ：０．００１～０．１００％、からなる群から選択される１元素以上を含有する、
二相ステンレス鋼管。
［１］～［４］のいずれか１項に記載の二相ステンレス鋼管であって、
Ｃｏ：０．００１～０．５００％、
Ｓｎ：０．００１～０．１００％、及び、
Ｓｂ：０．００１～０．１００％、からなる群から選択される１元素以上を含有する、
二相ステンレス鋼管。
【0027】
［６］
［１］～［５］のいずれか１項に記載の二相ステンレス鋼管であって、
Ｂ：０．００１～０．１００％、
Ｍｇ：０．０００１～０．１０００％、及び、
希土類元素：０．００１～０．１００％、からなる群から選択される１元素以上を含有する、
二相ステンレス鋼管。
［１］～［５］のいずれか１項に記載の二相ステンレス鋼管であって、
Ｂ：０．００１～０．１００％、
Ｍｇ：０．０００１～０．１０００％、及び、
希土類元素：０．００１～０．１００％、からなる群から選択される１元素以上を含有する、
二相ステンレス鋼管。
【0028】
以下、本実施形態による二相ステンレス鋼管について詳述する。なお、元素に関する「％」は、特に断りがない限り、質量％を意味する。
【0029】
［化学組成］
本実施形態による二相ステンレス鋼管の化学組成は、次の元素を含有する。
本実施形態による二相ステンレス鋼管の化学組成は、次の元素を含有する。
【0030】
Ｃ：０．０３０％以下
炭素（Ｃ）は、不可避に含有される。すなわち、Ｃ含有量の下限は０％超である。Ｃは結晶粒界にＣｒ炭化物を形成し、粒界での腐食感受性を高める。そのため、Ｃ含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材の耐食性が低下する。したがって、Ｃ含有量は０．０３０％以下である。Ｃ含有量の好ましい上限は０．０２８％であり、さらに好ましくは０．０２５％である。Ｃ含有量はなるべく低い方が好ましい。ただし、Ｃ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、Ｃ含有量の好ましい下限は０．００１％であり、さらに好ましくは０．００２％である。
炭素（Ｃ）は、不可避に含有される。すなわち、Ｃ含有量の下限は０％超である。Ｃは結晶粒界にＣｒ炭化物を形成し、粒界での腐食感受性を高める。そのため、Ｃ含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材の耐食性が低下する。したがって、Ｃ含有量は０．０３０％以下である。Ｃ含有量の好ましい上限は０．０２８％であり、さらに好ましくは０．０２５％である。Ｃ含有量はなるべく低い方が好ましい。ただし、Ｃ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、Ｃ含有量の好ましい下限は０．００１％であり、さらに好ましくは０．００２％である。
【0031】
Ｓｉ：１．００％以下
ケイ素（Ｓｉ）は、不可避に含有される。すなわち、Ｓｉ含有量の下限は０％超である。Ｓｉは、鋼を脱酸する。Ｓｉ含有量が低すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、上記効果が十分に得られない。一方、Ｓｉ含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材の靭性及び熱間加工性が低下する。したがって、Ｓｉ含有量は１．００％以下である。Ｓｉ含有量の好ましい下限は０．１２％であり、さらに好ましくは０．１５％である。Ｓｉ含有量の好ましい上限は０．９０％であり、さらに好ましくは０．８０％である。
ケイ素（Ｓｉ）は、不可避に含有される。すなわち、Ｓｉ含有量の下限は０％超である。Ｓｉは、鋼を脱酸する。Ｓｉ含有量が低すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、上記効果が十分に得られない。一方、Ｓｉ含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材の靭性及び熱間加工性が低下する。したがって、Ｓｉ含有量は１．００％以下である。Ｓｉ含有量の好ましい下限は０．１２％であり、さらに好ましくは０．１５％である。Ｓｉ含有量の好ましい上限は０．９０％であり、さらに好ましくは０．８０％である。
【0032】
Ｍｎ：０．１０～７．００％
マンガン（Ｍｎ）は、鋼を脱酸し、鋼を脱硫する。Ｍｎはさらに、鋼材の熱間加工性を高める。Ｍｎ含有量が低すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、上記効果が十分に得られない。一方、Ｍｎ含有量が高すぎれば、Ｍｎは、Ｐ及びＳ等の不純物とともに、粒界に偏析する。この場合、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材の耐食性が低下する。したがって、Ｍｎ含有量は０．１０～７．００％である。Ｍｎ含有量の好ましい下限は０．３０％であり、さらに好ましくは０．５０％であり、さらに好ましくは０．７０％であり、さらに好ましくは０．９０％であり、さらに好ましくは１．００％であり、さらに好ましくは１．３０％であり、さらに好ましくは１．５５％であり、さらに好ましくは１．６０％である。Ｍｎ含有量の好ましい上限は６．５０％であり、さらに好ましくは６．２０％である。
マンガン（Ｍｎ）は、鋼を脱酸し、鋼を脱硫する。Ｍｎはさらに、鋼材の熱間加工性を高める。Ｍｎ含有量が低すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、上記効果が十分に得られない。一方、Ｍｎ含有量が高すぎれば、Ｍｎは、Ｐ及びＳ等の不純物とともに、粒界に偏析する。この場合、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材の耐食性が低下する。したがって、Ｍｎ含有量は０．１０～７．００％である。Ｍｎ含有量の好ましい下限は０．３０％であり、さらに好ましくは０．５０％であり、さらに好ましくは０．７０％であり、さらに好ましくは０．９０％であり、さらに好ましくは１．００％であり、さらに好ましくは１．３０％であり、さらに好ましくは１．５５％であり、さらに好ましくは１．６０％である。Ｍｎ含有量の好ましい上限は６．５０％であり、さらに好ましくは６．２０％である。
【0033】
Ｐ：０．０４０％以下
燐（Ｐ）は、不可避に含有される不純物である。すなわち、Ｐ含有量の下限は０％超である。Ｐ含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、Ｐが粒界に偏析して、鋼材の靭性が低下する。したがって、Ｐ含有量は０．０４０％以下である。Ｐ含有量の好ましい上限は０．０３５％であり、さらに好ましくは０．０３０％である。Ｐ含有量はなるべく低い方が好ましい。ただし、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０．００１％であり、さらに好ましくは０．００３％である。
燐（Ｐ）は、不可避に含有される不純物である。すなわち、Ｐ含有量の下限は０％超である。Ｐ含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、Ｐが粒界に偏析して、鋼材の靭性が低下する。したがって、Ｐ含有量は０．０４０％以下である。Ｐ含有量の好ましい上限は０．０３５％であり、さらに好ましくは０．０３０％である。Ｐ含有量はなるべく低い方が好ましい。ただし、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０．００１％であり、さらに好ましくは０．００３％である。
【0034】
Ｓ：０．００５０％以下
硫黄（Ｓ）は、不可避に含有される不純物である。すなわち、Ｓ含有量の下限は０％超である。Ｓ含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、Ｓが粒界に偏析して、鋼材の靭性及び熱間加工性が低下する。したがって、Ｓ含有量は０．００５０％以下である。Ｓ含有量の好ましい上限は０．００４０％であり、さらに好ましくは０．００３０％である。Ｓ含有量はなるべく低い方が好ましい。ただし、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％である。
硫黄（Ｓ）は、不可避に含有される不純物である。すなわち、Ｓ含有量の下限は０％超である。Ｓ含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、Ｓが粒界に偏析して、鋼材の靭性及び熱間加工性が低下する。したがって、Ｓ含有量は０．００５０％以下である。Ｓ含有量の好ましい上限は０．００４０％であり、さらに好ましくは０．００３０％である。Ｓ含有量はなるべく低い方が好ましい。ただし、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％である。
【0035】
Ｃｒ：２０．０～３０．０％
クロム（Ｃｒ）は、鋼材の耐食性を高める。Ｃｒはさらに、鋼材中のフェライトの体積率を高める。Ｃｒ含有量が低すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、オーステナイトの体積率が高くなりすぎ、オーステナイト粒が粗大化する場合がある。この場合、鋼材の切削性が低下する。一方、Ｃｒ含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、フェライトの体積率が高くなりすぎる。したがって、Ｃｒ含有量は２０．０～３０．０％である。Ｃｒ含有量の好ましい下限は２１．０％であり、さらに好ましくは２１．５％であり、さらに好ましくは２２．０％である。Ｃｒ含有量の好ましい上限は２９．０％であり、さらに好ましくは２８．０％であり、さらに好ましくは２７．０％である。
クロム（Ｃｒ）は、鋼材の耐食性を高める。Ｃｒはさらに、鋼材中のフェライトの体積率を高める。Ｃｒ含有量が低すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、オーステナイトの体積率が高くなりすぎ、オーステナイト粒が粗大化する場合がある。この場合、鋼材の切削性が低下する。一方、Ｃｒ含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、フェライトの体積率が高くなりすぎる。したがって、Ｃｒ含有量は２０．０～３０．０％である。Ｃｒ含有量の好ましい下限は２１．０％であり、さらに好ましくは２１．５％であり、さらに好ましくは２２．０％である。Ｃｒ含有量の好ましい上限は２９．０％であり、さらに好ましくは２８．０％であり、さらに好ましくは２７．０％である。
【0036】
Ｎｉ：４．２～１０．０％
ニッケル（Ｎｉ）は、鋼材中のオーステナイトを安定化させる元素である。すなわち、Ｎｉは安定したフェライト及びオーステナイトの二相組織を得るために必要な元素である。Ｎｉはさらに、鋼材の耐食性を高める。Ｎｉ含有量が低すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、上記効果が十分に得られない。Ｎｉ含有量が低すぎればさらに、フェライトの体積率が高くなりすぎる。一方、Ｎｉ含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、オーステナイトの体積率が高くなりすぎ、オーステナイト粒が粗大化する場合がある。この場合、鋼材の切削性が低下する。したがって、Ｎｉ含有量は４．２～１０．０％である。Ｎｉ含有量の好ましい下限は４．３％であり、さらに好ましくは４．５％であり、さらに好ましくは５．０％である。Ｎｉ含有量の好ましい上限は９．０％であり、さらに好ましくは８．５％であり、さらに好ましくは８．０％であり、さらに好ましくは７．５％である。
ニッケル（Ｎｉ）は、鋼材中のオーステナイトを安定化させる元素である。すなわち、Ｎｉは安定したフェライト及びオーステナイトの二相組織を得るために必要な元素である。Ｎｉはさらに、鋼材の耐食性を高める。Ｎｉ含有量が低すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、上記効果が十分に得られない。Ｎｉ含有量が低すぎればさらに、フェライトの体積率が高くなりすぎる。一方、Ｎｉ含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、オーステナイトの体積率が高くなりすぎ、オーステナイト粒が粗大化する場合がある。この場合、鋼材の切削性が低下する。したがって、Ｎｉ含有量は４．２～１０．０％である。Ｎｉ含有量の好ましい下限は４．３％であり、さらに好ましくは４．５％であり、さらに好ましくは５．０％である。Ｎｉ含有量の好ましい上限は９．０％であり、さらに好ましくは８．５％であり、さらに好ましくは８．０％であり、さらに好ましくは７．５％である。
【0037】
Ｍｏ：０．５～５．０％
モリブデン（Ｍｏ）は、鋼材の耐食性を高める。Ｍｏ含有量が低すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、上記効果が十分に得られない。一方、Ｍｏ含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材の熱間加工性が低下する。したがって、Ｍｏ含有量は０．５～５．０％である。Ｍｏ含有量の好ましい下限は１．０％であり、さらに好ましくは１．２％であり、さらに好ましくは１．５％である。Ｍｏ含有量の好ましい上限は４．８％であり、さらに好ましくは４．６％であり、さらに好ましくは４．３％である。
モリブデン（Ｍｏ）は、鋼材の耐食性を高める。Ｍｏ含有量が低すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、上記効果が十分に得られない。一方、Ｍｏ含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材の熱間加工性が低下する。したがって、Ｍｏ含有量は０．５～５．０％である。Ｍｏ含有量の好ましい下限は１．０％であり、さらに好ましくは１．２％であり、さらに好ましくは１．５％である。Ｍｏ含有量の好ましい上限は４．８％であり、さらに好ましくは４．６％であり、さらに好ましくは４．３％である。
【0038】
Ｃｕ：０．５～６．０％
銅（Ｃｕ）は、鋼材の耐食性を高める。Ｃｕ含有量が低すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、上記効果が十分に得られない。一方、Ｃｕ含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材の熱間加工性が低下する。したがって、Ｃｕ含有量は０．５～６．０％である。Ｃｕはさらに、鋼材中に析出して、鋼材の被削性を高める。上記効果を有効に得るためのＣｕ含有量の好ましい下限は１．３％であり、さらに好ましくは１．５％であり、さらに好ましくは１．７％であり、さらに好ましくは２．０％である。Ｃｕ含有量の好ましい上限は５．５％であり、さらに好ましくは５．０％であり、さらに好ましくは４．０％である。
銅（Ｃｕ）は、鋼材の耐食性を高める。Ｃｕ含有量が低すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、上記効果が十分に得られない。一方、Ｃｕ含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材の熱間加工性が低下する。したがって、Ｃｕ含有量は０．５～６．０％である。Ｃｕはさらに、鋼材中に析出して、鋼材の被削性を高める。上記効果を有効に得るためのＣｕ含有量の好ましい下限は１．３％であり、さらに好ましくは１．５％であり、さらに好ましくは１．７％であり、さらに好ましくは２．０％である。Ｃｕ含有量の好ましい上限は５．５％であり、さらに好ましくは５．０％であり、さらに好ましくは４．０％である。
【0039】
Ｎ：０．３５０％未満
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、鋼材中のオーステナイトを安定化させる元素である。Ｎはさらに、鋼材の耐食性を高める。一方、Ｎ含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材の靭性及び熱間加工性が低下する。したがって、Ｎ含有量は０．３５０％未満である。Ｎ含有量の好ましい上限は、０．３３０％であり、さらに好ましくは０．３００％である。Ｎ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、Ｎ含有量の好ましい下限は０．００１％であり、さらに好ましくは０．００５％であり、さらに好ましくは０．０１０％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、鋼材中のオーステナイトを安定化させる元素である。Ｎはさらに、鋼材の耐食性を高める。一方、Ｎ含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材の靭性及び熱間加工性が低下する。したがって、Ｎ含有量は０．３５０％未満である。Ｎ含有量の好ましい上限は、０．３３０％であり、さらに好ましくは０．３００％である。Ｎ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、Ｎ含有量の好ましい下限は０．００１％であり、さらに好ましくは０．００５％であり、さらに好ましくは０．０１０％である。
【0040】
Ｏ：０．０００５～０．０１００％
酸素（Ｏ）は不可避に含有される不純物である。Ｏは、Ｃａと結合して、Ｃａ酸化物を形成し、鋼材の被削性を高める。Ｏ含有量が低すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、上記効果が十分に得られない。一方、Ｏ含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材中に酸化物が過剰に形成される。この場合、鋼材の靭性が低下する。したがって、Ｏ含有量は０．０００５～０．０１００％である。Ｏ含有量の好ましい下限は０．００１０％であり、さらに好ましくは０．００１５％である。Ｏ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％である。
酸素（Ｏ）は不可避に含有される不純物である。Ｏは、Ｃａと結合して、Ｃａ酸化物を形成し、鋼材の被削性を高める。Ｏ含有量が低すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、上記効果が十分に得られない。一方、Ｏ含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材中に酸化物が過剰に形成される。この場合、鋼材の靭性が低下する。したがって、Ｏ含有量は０．０００５～０．０１００％である。Ｏ含有量の好ましい下限は０．００１０％であり、さらに好ましくは０．００１５％である。Ｏ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％である。
【0041】
Ｃａ：０．０００５～０．０１００％
カルシウム（Ｃａ）は、鋼材中のＯと結合してＣａ酸化物を形成し、鋼材の被削性を高める。Ｃａ含有量が低すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、上記効果が十分に得られない。一方、Ｃａ含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材中の酸化物が過剰に粗大化する。粗大なＣａ酸化物が多量に形成されすぎれば、鋼材の靭性が低下する場合がある。したがって、Ｃａ含有量は０．０００５～０．０１００％である。Ｃａ含有量の好ましい下限は０．００１０％であり、さらに好ましくは０．００２０％である。Ｃａ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％である。
カルシウム（Ｃａ）は、鋼材中のＯと結合してＣａ酸化物を形成し、鋼材の被削性を高める。Ｃａ含有量が低すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、上記効果が十分に得られない。一方、Ｃａ含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材中の酸化物が過剰に粗大化する。粗大なＣａ酸化物が多量に形成されすぎれば、鋼材の靭性が低下する場合がある。したがって、Ｃａ含有量は０．０００５～０．０１００％である。Ｃａ含有量の好ましい下限は０．００１０％であり、さらに好ましくは０．００２０％である。Ｃａ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％である。
【0042】
本実施形態による二相ステンレス鋼管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、二相ステンレス鋼管を工業的に製造する際に、原料としての鉱石、スクラップ、又は製造環境などから混入されるものであって、本実施形態による二相ステンレス鋼管に悪影響を与えない範囲で許容されるものを意味する。
【0043】
［任意元素］
［第１群任意元素］
上述の二相ステンレス鋼管の化学組成はさらに、Ｆｅの一部に代えて、Ｖ、Ｎｂ、Ａｌ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、及び、Ｗ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、鋼材の強度を高める。
［第１群任意元素］
上述の二相ステンレス鋼管の化学組成はさらに、Ｆｅの一部に代えて、Ｖ、Ｎｂ、Ａｌ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、及び、Ｗ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、鋼材の強度を高める。
【0044】
Ｖ：０～０．２００％
バナジウム（Ｖ）は任意元素であり、含有されなくてもよい。すなわち、Ｖ含有量は０％であってもよい。含有される場合、Ｖは炭窒化物を形成し、鋼材の強度を高める。Ｖが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。しかしながら、Ｖ含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材の強度が高くなりすぎ、鋼材の靭性が低下する。したがって、Ｖ含有量は０～０．２００％である。Ｖ含有量の好ましい下限は０％超であり、さらに好ましくは０．００１％であり、さらに好ましくは０．００３％であり、さらに好ましくは０．００５％である。Ｖ含有量の好ましい上限は０．１８０％であり、さらに好ましくは０．１６０％である。
バナジウム（Ｖ）は任意元素であり、含有されなくてもよい。すなわち、Ｖ含有量は０％であってもよい。含有される場合、Ｖは炭窒化物を形成し、鋼材の強度を高める。Ｖが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。しかしながら、Ｖ含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材の強度が高くなりすぎ、鋼材の靭性が低下する。したがって、Ｖ含有量は０～０．２００％である。Ｖ含有量の好ましい下限は０％超であり、さらに好ましくは０．００１％であり、さらに好ましくは０．００３％であり、さらに好ましくは０．００５％である。Ｖ含有量の好ましい上限は０．１８０％であり、さらに好ましくは０．１６０％である。
【0045】
Ｎｂ：０～０．１００％
ニオブ（Ｎｂ）は任意元素であり、含有されなくてもよい。すなわち、Ｎｂ含有量は０％であってもよい。含有される場合、Ｎｂは炭窒化物を形成し、鋼材の強度を高める。Ｎｂが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。しかしながら、Ｎｂ含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材の強度が高くなりすぎ、鋼材の靭性が低下する。したがって、Ｎｂ含有量は０～０．１００％である。Ｎｂ含有量の好ましい下限は０％超であり、さらに好ましくは０．００１％であり、さらに好ましくは０．００２％である。Ｎｂ含有量の好ましい上限は０．０８０％であり、さらに好ましくは０．０７０％である。
ニオブ（Ｎｂ）は任意元素であり、含有されなくてもよい。すなわち、Ｎｂ含有量は０％であってもよい。含有される場合、Ｎｂは炭窒化物を形成し、鋼材の強度を高める。Ｎｂが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。しかしながら、Ｎｂ含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材の強度が高くなりすぎ、鋼材の靭性が低下する。したがって、Ｎｂ含有量は０～０．１００％である。Ｎｂ含有量の好ましい下限は０％超であり、さらに好ましくは０．００１％であり、さらに好ましくは０．００２％である。Ｎｂ含有量の好ましい上限は０．０８０％であり、さらに好ましくは０．０７０％である。
【0046】
Ａｌ：０～０．１００％
アルミニウム（Ａｌ）は任意元素であり、含有されなくてもよい。すなわち、Ａｌ含有量は０％であってもよい。含有される場合、Ａｌは窒化物を形成し、鋼材の強度を高める。Ａｌ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、Ａｌ含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、粗大なＡｌ2Ｏ3系介在物が形成する。粗大なＡｌ2Ｏ3系介在物は、鋼材の靭性を低下させる。したがって、Ａｌ含有量は０～０．１００％である。Ａｌ含有量の好ましい下限は０％超であり、さらに好ましくは０．００１％であり、さらに好ましくは０．００５％であり、さらに好ましくは０．０１０％である。Ａｌ含有量の好ましい上限は０．０９０％であり、さらに好ましくは０．０８５％である。なお、本明細書にいう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）は任意元素であり、含有されなくてもよい。すなわち、Ａｌ含有量は０％であってもよい。含有される場合、Ａｌは窒化物を形成し、鋼材の強度を高める。Ａｌ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、Ａｌ含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、粗大なＡｌ2Ｏ3系介在物が形成する。粗大なＡｌ2Ｏ3系介在物は、鋼材の靭性を低下させる。したがって、Ａｌ含有量は０～０．１００％である。Ａｌ含有量の好ましい下限は０％超であり、さらに好ましくは０．００１％であり、さらに好ましくは０．００５％であり、さらに好ましくは０．０１０％である。Ａｌ含有量の好ましい上限は０．０９０％であり、さらに好ましくは０．０８５％である。なお、本明細書にいうＡｌ含有量は、「酸可溶Ａｌ」、つまり、ｓｏｌ．Ａｌの含有量を意味する。
【0047】
Ｔａ：０～０．１００％
タンタル（Ｔａ）は任意元素であり、含有されなくてもよい。すなわち、Ｔａ含有量は０％であってもよい。含有される場合、Ｔａは炭窒化物を形成し、鋼材の強度を高める。Ｔａ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、Ｔａ含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材の強度が高くなりすぎ、鋼材の靭性が低下する。したがって、Ｔａ含有量は０～０．１００％である。Ｔａ含有量の好ましい下限は０％超であり、さらに好ましくは０．００１％であり、さらに好ましくは０．００２％である。Ｔａ含有量の好ましい上限は０．０９５％であり、さらに好ましくは０．０９０％である。
タンタル（Ｔａ）は任意元素であり、含有されなくてもよい。すなわち、Ｔａ含有量は０％であってもよい。含有される場合、Ｔａは炭窒化物を形成し、鋼材の強度を高める。Ｔａ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、Ｔａ含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材の強度が高くなりすぎ、鋼材の靭性が低下する。したがって、Ｔａ含有量は０～０．１００％である。Ｔａ含有量の好ましい下限は０％超であり、さらに好ましくは０．００１％であり、さらに好ましくは０．００２％である。Ｔａ含有量の好ましい上限は０．０９５％であり、さらに好ましくは０．０９０％である。
【0048】
Ｔｉ：０～０．１００％
チタン（Ｔｉ）は任意元素であり、含有されなくてもよい。すなわち、Ｔｉ含有量は０％であってもよい。含有される場合、Ｔｉは炭窒化物を形成し、鋼材の強度を高める。Ｔｉが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。しかしながら、Ｔｉ含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材の強度が高くなりすぎ、鋼材の靭性が低下する。したがって、Ｔｉ含有量は０～０．１００％である。Ｔｉ含有量の好ましい下限は０％超であり、さらに好ましくは０．００１％であり、さらに好ましくは０．００２％である。Ｔｉ含有量の好ましい上限は０．０８０％であり、さらに好ましくは０．０７０％である。
チタン（Ｔｉ）は任意元素であり、含有されなくてもよい。すなわち、Ｔｉ含有量は０％であってもよい。含有される場合、Ｔｉは炭窒化物を形成し、鋼材の強度を高める。Ｔｉが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。しかしながら、Ｔｉ含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材の強度が高くなりすぎ、鋼材の靭性が低下する。したがって、Ｔｉ含有量は０～０．１００％である。Ｔｉ含有量の好ましい下限は０％超であり、さらに好ましくは０．００１％であり、さらに好ましくは０．００２％である。Ｔｉ含有量の好ましい上限は０．０８０％であり、さらに好ましくは０．０７０％である。
【0049】
Ｚｒ：０～０．１００％
ジルコニウム（Ｚｒ）は任意元素であり、含有されなくてもよい。すなわち、Ｚｒ含有量は０％であってもよい。含有される場合、Ｚｒは炭窒化物を形成し、鋼材の強度を高める。Ｚｒが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。しかしながら、Ｚｒ含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材の強度が高くなりすぎ、鋼材の靭性が低下する。したがって、Ｚｒ含有量は０～０．１００％である。Ｚｒ含有量の好ましい下限は０％超であり、さらに好ましくは０．００１％であり、さらに好ましくは０．００２％である。Ｚｒ含有量の好ましい上限は０．０９０％であり、さらに好ましくは０．０８０％である。
ジルコニウム（Ｚｒ）は任意元素であり、含有されなくてもよい。すなわち、Ｚｒ含有量は０％であってもよい。含有される場合、Ｚｒは炭窒化物を形成し、鋼材の強度を高める。Ｚｒが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。しかしながら、Ｚｒ含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材の強度が高くなりすぎ、鋼材の靭性が低下する。したがって、Ｚｒ含有量は０～０．１００％である。Ｚｒ含有量の好ましい下限は０％超であり、さらに好ましくは０．００１％であり、さらに好ましくは０．００２％である。Ｚｒ含有量の好ましい上限は０．０９０％であり、さらに好ましくは０．０８０％である。
【0050】
Ｈｆ：０～０．１００％
ハフニウム（Ｈｆ）は任意元素であり、含有されなくてもよい。すなわち、Ｈｆ含有量は０％であってもよい。含有される場合、Ｈｆは炭窒化物を形成し、鋼材の強度を高める。Ｈｆ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、Ｈｆ含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材の強度が高くなりすぎ、鋼材の靭性が低下する。したがって、Ｈｆ含有量は０～０．１００％である。Ｈｆ含有量の好ましい下限は０％超であり、さらに好ましくは０．００１％であり、さらに好ましくは０．００２％である。Ｈｆ含有量の好ましい上限は０．０８０％であり、さらに好ましくは０．０７０％である。
ハフニウム（Ｈｆ）は任意元素であり、含有されなくてもよい。すなわち、Ｈｆ含有量は０％であってもよい。含有される場合、Ｈｆは炭窒化物を形成し、鋼材の強度を高める。Ｈｆ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、Ｈｆ含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材の強度が高くなりすぎ、鋼材の靭性が低下する。したがって、Ｈｆ含有量は０～０．１００％である。Ｈｆ含有量の好ましい下限は０％超であり、さらに好ましくは０．００１％であり、さらに好ましくは０．００２％である。Ｈｆ含有量の好ましい上限は０．０８０％であり、さらに好ましくは０．０７０％である。
【0051】
Ｗ：０～０．２００％
タングステン（Ｗ）は任意元素であり、含有されなくてもよい。すなわち、Ｗ含有量は０％であってもよい。含有される場合、Ｗは鋼に固溶し、鋼材の強度を高める。Ｗが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。しかしながら、Ｗ含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材の強度が高くなりすぎ、鋼材の靭性が低下する。したがって、Ｗ含有量は０～０．２００％である。Ｗ含有量の好ましい下限は０％超であり、さらに好ましくは０．００１％であり、さらに好ましくは０．００２％であり、さらに好ましくは０．００３％であり、さらに好ましくは０．００５％である。Ｗ含有量の好ましい上限は０．１９０％であり、さらに好ましくは０．１８０％であり、さらに好ましくは０．１５０％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は鋼に固溶し、鋼材の強度を高める。Ｗが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。しかしながら、Ｗ含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材の強度が高くなりすぎ、鋼材の靭性が低下する。したがって、Ｗ含有量は０～０．２００％である。Ｗ含有量の好ましい下限は０％超であり、さらに好ましくは０．００１％であり、さらに好ましくは０．００２％であり、さらに好ましくは０．００３％であり、さらに好ましくは０．００５％である。Ｗ含有量の好ましい上限は０．１９０％であり、さらに好ましくは０．１８０％であり、さらに好ましくは０．１５０％である。
【0052】
［第２群任意元素］
上述の二相ステンレス鋼管の化学組成はさらに、Ｆｅの一部に代えて、Ｃｏ、Ｓｎ、及び、Ｓｂからなる群から選択される１元素以上を含有してもよい。これらの元素はいずれも、鋼材の耐食性を高める。
上述の二相ステンレス鋼管の化学組成はさらに、Ｆｅの一部に代えて、Ｃｏ、Ｓｎ、及び、Ｓｂからなる群から選択される１元素以上を含有してもよい。これらの元素はいずれも、鋼材の耐食性を高める。
【0053】
Ｃｏ：０～０．５００％
コバルト（Ｃｏ）は任意元素であり、含有されなくてもよい。すなわち、Ｃｏ含有量は０％であってもよい。含有される場合、Ｃｏは鋼材の表面に被膜を形成して、鋼材の耐食性を高める。Ｃｏはさらに、鋼材の焼入性を高め、鋼材の強度を安定化する。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、製造コストが極端に高まる。したがって、Ｃｏ含有量は０～０．５００％である。Ｃｏ含有量の好ましい下限は０％超であり、さらに好ましくは０．００１％であり、さらに好ましくは０．００５％であり、さらに好ましくは０．０１０％である。Ｃｏ含有量の好ましい上限は０．４５０％であり、さらに好ましくは０．４３０％であり、さらに好ましくは０．４００％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。すなわち、Ｃｏ含有量は０％であってもよい。含有される場合、Ｃｏは鋼材の表面に被膜を形成して、鋼材の耐食性を高める。Ｃｏはさらに、鋼材の焼入性を高め、鋼材の強度を安定化する。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、製造コストが極端に高まる。したがって、Ｃｏ含有量は０～０．５００％である。Ｃｏ含有量の好ましい下限は０％超であり、さらに好ましくは０．００１％であり、さらに好ましくは０．００５％であり、さらに好ましくは０．０１０％である。Ｃｏ含有量の好ましい上限は０．４５０％であり、さらに好ましくは０．４３０％であり、さらに好ましくは０．４００％である。
【0054】
Ｓｎ：０～０．１００％
スズ（Ｓｎ）は任意元素であり、含有されなくてもよい。すなわち、Ｓｎ含有量は０％であってもよい。含有される場合、Ｓｎは鋼材の耐食性を高める。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、製造コストが極端に高まる。したがって、Ｓｎ含有量は０～０．１００％である。Ｓｎ含有量の好ましい下限は０％超であり、さらに好ましくは０．００１％であり、さらに好ましくは０．００２％であり、さらに好ましくは０．００３％である。Ｓｎ含有量の好ましい上限は０．０９０％であり、さらに好ましくは０．０８０％である。
スズ（Ｓｎ）は任意元素であり、含有されなくてもよい。すなわち、Ｓｎ含有量は０％であってもよい。含有される場合、Ｓｎは鋼材の耐食性を高める。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、製造コストが極端に高まる。したがって、Ｓｎ含有量は０～０．１００％である。Ｓｎ含有量の好ましい下限は０％超であり、さらに好ましくは０．００１％であり、さらに好ましくは０．００２％であり、さらに好ましくは０．００３％である。Ｓｎ含有量の好ましい上限は０．０９０％であり、さらに好ましくは０．０８０％である。
【0055】
Ｓｂ：０～０．１００％
アンチモン（Ｓｂ）は任意元素であり、含有されなくてもよい。すなわち、Ｓｂ含有量は０％であってもよい。含有される場合、Ｓｂは鋼材の耐食性を高める。Ｓｂが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。しかしながら、Ｓｂ含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、製造コストが極端に高まる。したがって、Ｓｂ含有量は０～０．１００％である。Ｓｂ含有量の好ましい下限は０％超であり、さらに好ましくは０．００１％であり、さらに好ましくは０．００２％であり、さらに好ましくは０．００３％である。Ｓｂ含有量の好ましい上限は０．０８０％であり、さらに好ましくは０．０７０％である。
アンチモン（Ｓｂ）は任意元素であり、含有されなくてもよい。すなわち、Ｓｂ含有量は０％であってもよい。含有される場合、Ｓｂは鋼材の耐食性を高める。Ｓｂが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。しかしながら、Ｓｂ含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、製造コストが極端に高まる。したがって、Ｓｂ含有量は０～０．１００％である。Ｓｂ含有量の好ましい下限は０％超であり、さらに好ましくは０．００１％であり、さらに好ましくは０．００２％であり、さらに好ましくは０．００３％である。Ｓｂ含有量の好ましい上限は０．０８０％であり、さらに好ましくは０．０７０％である。
【0056】
［第３群任意元素］
上述の二相ステンレス鋼管の化学組成はさらに、Ｆｅの一部に代えて、Ｂ、Ｍｇ、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、鋼材中のＳを硫化物として固定し、鋼材の熱間加工性を高める。
上述の二相ステンレス鋼管の化学組成はさらに、Ｆｅの一部に代えて、Ｂ、Ｍｇ、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、鋼材中のＳを硫化物として固定し、鋼材の熱間加工性を高める。
【0057】
Ｂ：０～０．１００％
ホウ素（Ｂ）は任意元素であり、含有されなくてもよい。すなわち、Ｂ含有量は０％であってもよい。含有される場合、Ｂは鋼材中のＳの粒界への偏析を抑制し、鋼材の熱間加工性を高める。Ｂが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。しかしながら、Ｂ含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、ボロン窒化物（ＢＮ）が生成し、鋼材の靭性を低下させる。したがって、Ｂ含有量は０～０．１００％である。Ｂ含有量の好ましい下限は０％超であり、さらに好ましくは０．００１％であり、さらに好ましくは０．００２％であり、さらに好ましくは０．００３％である。Ｂ含有量の好ましい上限は０．０９５％であり、さらに好ましくは０．０９０％であり、さらに好ましくは０．０８０％である。
ホウ素（Ｂ）は任意元素であり、含有されなくてもよい。すなわち、Ｂ含有量は０％であってもよい。含有される場合、Ｂは鋼材中のＳの粒界への偏析を抑制し、鋼材の熱間加工性を高める。Ｂが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。しかしながら、Ｂ含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、ボロン窒化物（ＢＮ）が生成し、鋼材の靭性を低下させる。したがって、Ｂ含有量は０～０．１００％である。Ｂ含有量の好ましい下限は０％超であり、さらに好ましくは０．００１％であり、さらに好ましくは０．００２％であり、さらに好ましくは０．００３％である。Ｂ含有量の好ましい上限は０．０９５％であり、さらに好ましくは０．０９０％であり、さらに好ましくは０．０８０％である。
【0058】
Ｍｇ：０～０．１０００％
マグネシウム（Ｍｇ）は任意元素であり、含有されなくてもよい。すなわち、Ｍｇ含有量は０％であってもよい。含有される場合、Ｍｇは鋼材中のＳを硫化物として固定することで無害化し、鋼材の熱間加工性を高める。Ｍｇが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。しかしながら、Ｍｇ含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材中の酸化物が粗大化する。粗大な酸化物は、鋼材の靭性を低下させる。したがって、Ｍｇ含有量は０～０．１０００％である。上記効果をより有効に得るための、Ｍｇ含有量の好ましい下限は０％超であり、さらに好ましくは０．０００１％であり、さらに好ましくは０．０００５％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０．０９００％であり、さらに好ましくは０．０８００％であり、さらに好ましくは０．０５００％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。すなわち、Ｍｇ含有量は０％であってもよい。含有される場合、Ｍｇは鋼材中のＳを硫化物として固定することで無害化し、鋼材の熱間加工性を高める。Ｍｇが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。しかしながら、Ｍｇ含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材中の酸化物が粗大化する。粗大な酸化物は、鋼材の靭性を低下させる。したがって、Ｍｇ含有量は０～０．１０００％である。上記効果をより有効に得るための、Ｍｇ含有量の好ましい下限は０％超であり、さらに好ましくは０．０００１％であり、さらに好ましくは０．０００５％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０．０９００％であり、さらに好ましくは０．０８００％であり、さらに好ましくは０．０５００％である。
【0059】
希土類元素：０～０．１００％
希土類元素（ＲＥＭ）は任意元素であり、含有されなくてもよい。すなわち、ＲＥＭ含有量は０％であってもよい。含有される場合、ＲＥＭは鋼材中のＳを硫化物として固定することでＳを無害化する。その結果、鋼材の熱間加工性が高まる。ＲＥＭが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。しかしながら、ＲＥＭ含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材中の酸化物が粗大化する。粗大な酸化物は、鋼材の靭性を低下させる。したがって、ＲＥＭ含有量は０～０．１００％である。ＲＥＭ含有量の好ましい下限は０％超であり、さらに好ましくは０．００１％であり、さらに好ましくは０．００５％であり、さらに好ましくは０．０１０％である。ＲＥＭ含有量の好ましい上限は０．０９０％であり、さらに好ましくは０．０８０％であり、さらに好ましくは０．０６０％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。すなわち、ＲＥＭ含有量は０％であってもよい。含有される場合、ＲＥＭは鋼材中のＳを硫化物として固定することでＳを無害化する。その結果、鋼材の熱間加工性が高まる。ＲＥＭが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。しかしながら、ＲＥＭ含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材中の酸化物が粗大化する。粗大な酸化物は、鋼材の靭性を低下させる。したがって、ＲＥＭ含有量は０～０．１００％である。ＲＥＭ含有量の好ましい下限は０％超であり、さらに好ましくは０．００１％であり、さらに好ましくは０．００５％であり、さらに好ましくは０．０１０％である。ＲＥＭ含有量の好ましい上限は０．０９０％であり、さらに好ましくは０．０８０％であり、さらに好ましくは０．０６０％である。
【0060】
なお、本明細書におけるＲＥＭとは、原子番号２１番のスカンジウム（Ｓｃ）、原子番号３９番のイットリウム（Ｙ）、及び、ランタノイドである原子番号５７番のランタン（Ｌａ）～原子番号７１番のルテチウム（Ｌｕ）からなる群から選択される１元素以上を意味する。本明細書におけるＲＥＭ含有量とは、これらの元素の合計含有量である。
【0061】
［ミクロ組織］
本実施形態による二相ステンレス鋼管のミクロ組織は、体積率で３０～８０％のフェライト、及び、残部がオーステナイトからなる。本明細書において、ミクロ組織が「フェライト及びオーステナイトからなる」とは、ミクロ組織においてフェライト及びオーステナイト以外の相が無視できるほど少ないことを意味する。たとえば、本実施形態による二相ステンレス鋼管のミクロ組織において、析出物や介在物の体積率は、フェライト及びオーステナイトの体積率と比較して、無視できるほど低い。
本実施形態による二相ステンレス鋼管のミクロ組織は、体積率で３０～８０％のフェライト、及び、残部がオーステナイトからなる。本明細書において、ミクロ組織が「フェライト及びオーステナイトからなる」とは、ミクロ組織においてフェライト及びオーステナイト以外の相が無視できるほど少ないことを意味する。たとえば、本実施形態による二相ステンレス鋼管のミクロ組織において、析出物や介在物の体積率は、フェライト及びオーステナイトの体積率と比較して、無視できるほど低い。
【0062】
フェライトの体積率が低すぎれば、オーステナイトが粗大化する場合がある。この場合、二相ステンレス鋼管の切削性が低下する。一方、フェライトの体積率が高すぎれば、二相ステンレス鋼管において、所望の機械的特性が得られない場合がある。したがって、本実施形態による二相ステンレス鋼管のミクロ組織において、フェライトの体積率は３０～８０％である。フェライトの体積率の好ましい下限は３２％であり、より好ましくは３５％である。フェライトの体積率の好ましい上限は７５％であり、より好ましくは７０％である。
【0063】
本実施形態において、二相ステンレス鋼管のフェライトの体積率は、ＡＳＴＭ Ｅ５６２（２０１９）に準拠した方法で求めることができる。本実施形態による二相ステンレス鋼管の肉厚中央部から、管軸方向５ｍｍ、管径方向５ｍｍの観察面を有する試験片を作製する。なお、上記観察面が得られれば、試験片の大きさは特に限定されない。作製した試験片の観察面を鏡面研磨する。鏡面研磨された観察面を７％水酸化カリウム腐食液中で電解腐食して、組織現出を行う。組織が現出された観察面を、光学顕微鏡を用いて１０視野観察する。視野面積は特に限定されないが、たとえば、０．２５ｍｍ2（倍率４００倍）である。各視野において、コントラストからフェライトを特定する。特定したフェライトの面積率をＡＳＴＭ Ｅ５６２（２０１９）に準拠した点算法で測定する。本実施形態では、得られたフェライトの面積率の１０視野における算術平均値を、フェライトの体積率（％）と定義する。本実施形態において、フェライトの体積率（％）は、得られた数値の小数第一位を四捨五入して求める。
【0064】
［降伏強度］
本実施形態による二相ステンレス鋼管は、５５２ＭＰａ以上の降伏強度を有する。本実施形態による二相ステンレス鋼管は、上述の化学組成と、体積率で３０～８０％のフェライト及び残部がオーステナイトからなるミクロ組織とを有し、かつ、円相当径で２．０μｍ以上のＣａ酸化物の個数密度が５００個／１００ｍｍ2以上である。その結果、本実施形態による二相ステンレス鋼管は、降伏強度が５５２ＭＰａ以上であっても、優れた被削性を有する。本実施形態による二相ステンレス鋼管の降伏強度の好ましい下限は５６６ＭＰａであり、より好ましくは５７９ＭＰａであり、さらに好ましくは５８６ＭＰａである。本実施形態による二相ステンレス鋼管の降伏強度の上限は特に限定されないが、たとえば、８６２ＭＰａである。
本実施形態による二相ステンレス鋼管は、５５２ＭＰａ以上の降伏強度を有する。本実施形態による二相ステンレス鋼管は、上述の化学組成と、体積率で３０～８０％のフェライト及び残部がオーステナイトからなるミクロ組織とを有し、かつ、円相当径で２．０μｍ以上のＣａ酸化物の個数密度が５００個／１００ｍｍ2以上である。その結果、本実施形態による二相ステンレス鋼管は、降伏強度が５５２ＭＰａ以上であっても、優れた被削性を有する。本実施形態による二相ステンレス鋼管の降伏強度の好ましい下限は５６６ＭＰａであり、より好ましくは５７９ＭＰａであり、さらに好ましくは５８６ＭＰａである。本実施形態による二相ステンレス鋼管の降伏強度の上限は特に限定されないが、たとえば、８６２ＭＰａである。
【0065】
本実施形態による二相ステンレス鋼管において、降伏強度は次の方法で求めることができる。本実施形態による二相ステンレス鋼管から、ＡＳＴＭ Ｅ８／Ｅ８Ｍ（２０２１）に準拠して、引張試験片を作製する。具体的には、鋼管の肉厚中央部から、丸棒試験片を作製する。丸棒試験片の大きさは、たとえば、平行部の直径８．９ｍｍ、標点距離３５．６ｍｍである。鋼管から丸棒試験片を作製できない場合、円弧状試験片を作製する。円弧状試験片の大きさは、たとえば、厚さは全肉厚であって、幅２５．４ｍｍ、標点距離５０．８ｍｍである。なお、引張試験片の軸方向は、鋼管の圧延（管軸）方向と平行である。引張試験片を用いて、ＡＳＴＭ Ｅ８／Ｅ８Ｍ（２０２１）に準拠して、常温（２４±３℃）で引張試験を実施して、得られた０．２％オフセット耐力（ＭＰａ）を降伏強度（ＭＰａ）と定義する。本実施形態において、降伏強度（ＭＰａ）は、得られた数値の小数第一位を四捨五入して求める。
【0066】
［Ｃａ酸化物］
本実施形態による二相ステンレス鋼管は、円相当径で２．０μｍ以上のＣａ酸化物の個数密度が５００個／１００ｍｍ2以上である。本明細書では、二相ステンレス鋼管中に含まれる粒子の含有元素のうち、Ｏ、Ｎ及びＳの合計含有量を１００質量％とした場合、Ｏ含有量が５０質量％以上であり、かつ、粒子の含有元素のうち、Ｏ、Ｎ及びＳを除く元素の合計含有量を１００質量％とした場合、Ｃａ含有量が５０質量％以上である粒子を、「Ｃａ酸化物」と定義する。本明細書ではさらに、円相当径が２．０μｍ以上のＣａ酸化物を、「粗大Ｃａ酸化物」ともいう。
本実施形態による二相ステンレス鋼管は、円相当径で２．０μｍ以上のＣａ酸化物の個数密度が５００個／１００ｍｍ2以上である。本明細書では、二相ステンレス鋼管中に含まれる粒子の含有元素のうち、Ｏ、Ｎ及びＳの合計含有量を１００質量％とした場合、Ｏ含有量が５０質量％以上であり、かつ、粒子の含有元素のうち、Ｏ、Ｎ及びＳを除く元素の合計含有量を１００質量％とした場合、Ｃａ含有量が５０質量％以上である粒子を、「Ｃａ酸化物」と定義する。本明細書ではさらに、円相当径が２．０μｍ以上のＣａ酸化物を、「粗大Ｃａ酸化物」ともいう。
【0067】
上述のとおり、強度を高めた二相ステンレス鋼管では、被削性が低下しやすい。そのため、上述の化学組成と上述のミクロ組織とを有し、５５２ＭＰａ以上にまで降伏強度を高めた二相ステンレス鋼管では、被削性が低下して、切削加工時の工具摩耗が増加しやすい。そこで本実施形態による二相ステンレス鋼管は、粗大Ｃａ酸化物を５００個／１００ｍｍ2以上含有する。その結果、本実施形態による二相ステンレス鋼管は、５５２ＭＰａ以上の降伏強度を維持しながら、優れた被削性を有する。
【0068】
本実施形態による二相ステンレス鋼管において、粗大Ｃａ酸化物の個数密度の好ましい下限は６００個／１００ｍｍ2であり、さらに好ましくは７００個／１００ｍｍ2であり、さらに好ましくは８００個／１００ｍｍ2である。本実施形態による二相ステンレス鋼管において、粗大Ｃａ酸化物の個数密度の上限は特に限定されないが、たとえば、３０００個／１００ｍｍ2である。
【0069】
本実施形態による二相ステンレス鋼管において、粗大Ｃａ酸化物の個数密度は、次の方法で求めることができる。具体的には、二相ステンレス鋼管の肉厚中央部から試験片を作製する。作製した試験片のうち、圧延（管軸）方向及び肉厚（管径）方向を含む面が観察面となるように、試験片を樹脂埋めする。樹脂埋めされた試験片の観察面を研磨する。研磨後の観察面のうち、任意の１０視野を観察する。各視野の面積は、たとえば、１００ｍｍ2（１０ｍｍ×１０ｍｍ）とする。
【0070】
各視野において、円相当径が２．０μｍ以上のＣａ酸化物の個数を求める。具体的には、まず各視野における粒子をコントラストから特定する。特定した各粒子について、元素濃度分析（ＥＤＳ分析）を実施する。ＥＤＳ分析では、加速電圧を２０ｋＶとし、対象元素をＯ、Ｎ、Ｓ、Ｃａ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｚｒ及び、Ｎｂとして定量する。各粒子のＥＤＳ分析結果に基づいて、Ｏ、Ｎ及びＳの合計含有量を１００質量％とした場合に、Ｏ含有量が５０質量％以上であり、かつ、Ｃａ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｚｒ及び、Ｎｂの合計含有量を１００質量％とした場合に、Ｃａ含有量が５０質量％以上である粒子を「Ｃａ酸化物」と特定する。
【0071】
１０視野で特定されたＣａ酸化物のうち、円相当径が２．０μｍ以上のＣａ酸化物（粗大Ｃａ酸化物）を特定し、粗大Ｃａ酸化物の総個数を求める。なお、Ｃａ酸化物の円相当径は、周知の方法で求めることができる。粗大Ｃａ酸化物の総個数と、１０視野の総面積とに基づいて、粗大Ｃａ酸化物の個数密度（個／１００ｍｍ2）を求める。本実施形態において、粗大Ｃａ酸化物の個数密度（個／１００ｍｍ2）は、得られた数値の小数第一位を四捨五入して求める。なお、粗大Ｃａ酸化物の個数密度の測定は、走査電子顕微鏡に組成分析機能を付与された装置（ＳＥＭ－ＥＤＳ装置）を用いて行うことができる。ＳＥＭ－ＥＤＳ装置としてたとえば、ＦＥＩ（ＡＳＰＥＸ）社製の介在物自動分析装置である商品名：Ｍｅｔａｌｓ Ｑｕａｌｉｔｙ Ａｎａｌｙｚｅｒを用いることができる。
【0072】
［Ｃｕ析出物］
好ましくは、本実施形態による二相ステンレス鋼管は、Ｃｕ含有量が１．３％以上であり、かつ、長径５０ｎｍ以下のＣｕ析出物の個数密度が４００個／μｍ3以上である。本明細書においてＣｕ析出物とは、Ｃｕ及び不純物からなる析出物を意味する。
好ましくは、本実施形態による二相ステンレス鋼管は、Ｃｕ含有量が１．３％以上であり、かつ、長径５０ｎｍ以下のＣｕ析出物の個数密度が４００個／μｍ3以上である。本明細書においてＣｕ析出物とは、Ｃｕ及び不純物からなる析出物を意味する。
【0073】
本明細書において、長径が５０ｎｍ以下のＣｕ析出物を「微細Ｃｕ析出物」ともいう。上述のとおり、本実施形態による二相ステンレス鋼管は、粗大Ｃａ酸化物を５００個／１００ｍｍ2以上含有し、鋼管の被削性を高める。本実施形態による二相系ステンレス鋼管がさらに、微細Ｃｕ析出物の個数密度が４００個／μｍ3以上であれば、本実施形態による二相ステンレス鋼管は、さらに優れた被削性を有する。
【0074】
したがって、本実施形態による二相ステンレス鋼管は、上述の化学組成と上述のミクロ組織とを有し、粗大Ｃａ酸化物を５００個／１００ｍｍ2以上含有し、さらに、化学組成中のＣｕ含有量を１．３％以上とし、微細Ｃｕ析出物の個数密度を４００個／μｍ3以上とするのが好ましい。本実施形態による二相ステンレス鋼管において、微細Ｃｕ析出物の個数密度のさらに好ましい下限は４５０個／μｍ3であり、さらに好ましくは５００個／μｍ3である。本実施形態による二相ステンレス鋼管において、微細Ｃｕ析出物の個数密度の上限は特に限定されないが、たとえば、３０００個／μｍ3であり、好ましくは２０００個／μｍ3である。
【0075】
本実施形態による二相ステンレス鋼管において、微細Ｃｕ析出物の個数密度は、次の方法で求めることができる。本実施形態による二相ステンレス鋼管から、微細Ｃｕ析出物観察用の薄膜試験片を作製する。具体的に、鋼管の肉厚中央部から薄膜試験片を作製する。なお、薄膜試験片は、Ｔｗｉｎ ｊｅｔ法を用いた電解研磨によって作製する。また、薄膜試験片の大きさは、後述する観察視野が得られれば、特に限定されない。
【0076】
得られた薄膜試験片の観察面のうち、オーステナイト相から任意の４視野を特定する。観察面中のオーステナイト相は、電子線回折による結晶構造の同定により、特定することができる。特定した４視野に対して、透過電子顕微鏡（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ：以下、「ＴＥＭ」ともいう）による組織観察を実施する。具体的には、任意の４視野を観察視野として特定する。各観察視野の面積は特に限定されないが、たとえば、８００ｎｍ×８００ｎｍとする。各観察視野に対する組織観察は、加速電圧を２００ｋＶとし、回折条件を析出物観察に適した条件で実施する。回折条件の析出物観察に適した条件とは、たとえば、０１１入射で回折ベクトルｇ＝１１－１である。さらに、適切な時間露光を行うことで、析出物を写真撮影する。生成した写真画像について、コントラストから析出物を特定する。特定した析出物のうち、長径が５０ｎｍ以下の析出物を、画像中のスケールバーと比較することで特定する。なお、観察視野において、長径が５０ｎｍ以下の析出物を特定することは、当業者であれば当然に可能である。なお、本明細書において長径とは、上記画像において、析出物の周縁上にある任意の２点を結ぶ線分のうち、最も長い線分の長さとして特定する。
【0077】
以上のとおり特定した、長径５０ｎｍ以下の析出物に対して、ＥＤＳによる元素分析を行う。なお、対象元素をＦｅ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｍｏ、及び、Ｓｉとして定量する。ここで、ＥＤＳでは、装置の特性上、一定の体積を有する範囲について元素分析が実施される。すなわち、観察面に析出物が存在する場合でも、析出物のみの元素分析を実施することはできず、母材も同時に元素分析が実施される。したがって、観察面にＣｕ析出物が存在する領域において、ＥＤＳによる元素分析を行った場合、Ｃｕ以外に母材由来の元素（Ｆｅ等）も同時に検出される。
【0078】
一方、本実施形態では、母材におけるＣｕ含有量は、上述のとおり、０．５～６．０％である。そのため、ＥＤＳによる元素分析において、Ｃｕ濃度が１５．０質量％以上の析出物であれば、Ｃｕ析出物であると判断できる。各観察視野において、長径５０ｎｍ以下の析出物であってＣｕ濃度が１５．０質量％以上の析出物（微細Ｃｕ析出物）の個数を計数する。さらに、各観察視野の面積と、観察領域の厚さとから、各観察領域の体積（μｍ3）を求める。なお、観察領域の厚さは、薄膜試験片に対する、電子エネルギー損失強度スペクトル（ＥＥＬＳ）の全積分強度と、ゼロロススペクトルの積分強度とから求めることができる。
【0079】
得られた各観察視野における、長径５０ｎｍ以下のＣｕ析出物の数（個）と、各観察視野の体積（μｍ3）とから、各観察視野における、微細Ｃｕ析出物の個数密度（個／μｍ3）を求める。４視野において得られた微細Ｃｕ析出物の個数密度の算術平均値を、微細Ｃｕ析出物の個数密度（個／μｍ3）とする。本実施形態において、微細Ｃｕ析出物の個数密度（個／μｍ3）は、得られた数値の小数第一位を四捨五入して求める。
【0080】
［被削性］
本実施形態による二相ステンレス鋼管は、上述の化学組成と、体積率で３０～８０％のフェライト及び残部がオーステナイトからなるミクロ組織とを有し、かつ、粗大Ｃａ酸化物の個数密度が５００個／１００ｍｍ2以上である。その結果、本実施形態による二相ステンレス鋼管は、降伏強度が５５２ＭＰａ以上であっても、優れた被削性を有する。本実施形態において、被削性は、以下の方法で評価できる。
本実施形態による二相ステンレス鋼管は、上述の化学組成と、体積率で３０～８０％のフェライト及び残部がオーステナイトからなるミクロ組織とを有し、かつ、粗大Ｃａ酸化物の個数密度が５００個／１００ｍｍ2以上である。その結果、本実施形態による二相ステンレス鋼管は、降伏強度が５５２ＭＰａ以上であっても、優れた被削性を有する。本実施形態において、被削性は、以下の方法で評価できる。
【0081】
本実施形態による二相ステンレス鋼管に対して、外周旋削加工を実施して、工具寿命を評価する。具体的には、ＪＩＳ Ｂ ４０５３（２０１３）に規定のＰ１０に相当する超硬合金を切削工具として用いる。切削速度を１００ｍ／分とし、送り速度を０．１５ｍｍ／ｒｅｖとし、切り込み量を０．７５ｍｍとし、潤滑剤を使用せずに外周旋削加工を実施する。
【0082】
鋼管の表面のうち、外周旋削加工が実施された面を、鋼管の仕上げ面とも称する。本実施形態では、工具が寿命を迎えると鋼管の仕上げ面の品位が低下することに着目し、鋼管の仕上げ面の品位を指標として、工具寿命を評価する。具体的に、鋼管の仕上げ面を目視で確認しながら、外周旋削加工を実施する。目視による確認の結果、鋼管の仕上げ面の品位の低下が確認された領域について、最大高さＲｚを測定する。具体的には、最大高さＲｚは、ＪＩＳ Ｂ ０６０１（２０１３）に準拠して、表面粗さ計を用いて測定する。最大高さＲｚの測定では、基準長さを２．５ｍｍ、評価長さを１２．５ｍｍとする。
【0083】
得られた最大高さＲｚが３０μｍを超えている場合、外周旋削加工を終了する。得られた最大高さＲｚが３０μｍ以下である場合、引き続き外周旋削加工を実施する。本実施形態では、新品の工具を用いて外周旋削加工を開始してから、鋼管の仕上げ面の最大高さＲｚが３０μｍを超えるまでに外周旋削加工した距離を、工具寿命と定義する。
【0084】
なお、外周旋削加工を実施すると、鋼管の仕上げ面には、Ｃａ硫化物に代表される介在物起因の疵が形成される場合がある。鋼管の仕上げ面に形成された疵が介在物起因であることは、当業者であれば目視で特定できる。本実施形態では、鋼管の仕上げ面の品位の評価において、介在物起因の疵は無視する。すなわち、最大高さＲｚを測定する場合も、介在物起因の疵が形成されていない領域において、最大高さＲｚを測定する。
【0085】
さらに、ＡＰＩ ５ＣＴのＬ８０に相当し、具体的には、Ｃ：０．２０～０．３０％、Ｓｉ：１．０％以下、Ｍｎ：２．０％以下、Ｐ：０．０３％以下、Ｓ：０．０３％以下、Ｃｒ：１．５％以下、及び、Ｍｏ：１．０％以下を含有する鋼管について、同様の外周旋削加工を実施した際の工具寿命を１．００として、工具寿命の相対値を求める。本実施形態において、工具寿命（相対値）は、得られた数値の小数第三位を四捨五入して求める。本実施形態による二相ステンレス鋼管は、上述の方法で求めた工具寿命（相対値）が０．７０以上であれば、優れた被削性を有すると評価する。
【0086】
本実施形態による二相ステンレス鋼管では、上述の化学組成と、体積率で３０～８０％のフェライト及び残部がオーステナイトからなるミクロ組織とを有し、粗大Ｃａ酸化物の個数密度が５００個／１００ｍｍ2以上であり、さらに、Ｃｕ含有量が１．３％以上であり、微細Ｃｕ析出物の個数密度が４００個／μｍ3以上であるのが好ましい。この場合、二相ステンレス鋼管は、降伏強度が５５２ＭＰａ以上であっても、さらに優れた被削性を有する。ここで、本実施形態において、上述の方法で求めた工具寿命（相対値）が０．８０以上であれば、さらに優れた被削性を有すると評価する。
【0087】
［形状及び用途］
本実施形態による二相ステンレス鋼管は、継目無鋼管であってもよく、溶接鋼管であってもよい。鋼管とは、たとえば、油井用鋼管である。油井用鋼管は、油井管用途の鋼管を意味する。油井管はたとえば、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。好ましくは、本実施形態による二相ステンレス鋼管は、油井用継目無鋼管である。
本実施形態による二相ステンレス鋼管は、継目無鋼管であってもよく、溶接鋼管であってもよい。鋼管とは、たとえば、油井用鋼管である。油井用鋼管は、油井管用途の鋼管を意味する。油井管はたとえば、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。好ましくは、本実施形態による二相ステンレス鋼管は、油井用継目無鋼管である。
【0088】
以上の説明のとおり、本実施形態による二相ステンレス鋼管では、上述の化学組成と体積率で３０～８０％のフェライト及び残部がオーステナイトからなるミクロ組織とを有し、かつ、粗大Ｃａ酸化物の個数密度が５００個／１００ｍｍ2以上である。その結果、本実施形態による二相ステンレス鋼管は、５５２ＭＰａ以上の降伏強度と、優れた被削性とを有する。
【0089】
［製造方法］
上述の構成を有する、本実施形態による二相ステンレス鋼管の製造方法の一例を説明する。以下に説明する製造方法は、二相ステンレス鋼管の製造方法の一例として、継目無鋼管の製造方法である。なお、上述のとおり、本実施形態による二相ステンレス鋼管は、継目無鋼管に限定されず、溶接鋼管であってもよい。ただし、以下に説明する製造方法は、本実施形態による二相ステンレス鋼管が継目無鋼管である場合、好適な製造方法である。要するに、本実施形態による二相ステンレス鋼管の製造方法は、以下に説明する製造方法に限定されない。
上述の構成を有する、本実施形態による二相ステンレス鋼管の製造方法の一例を説明する。以下に説明する製造方法は、二相ステンレス鋼管の製造方法の一例として、継目無鋼管の製造方法である。なお、上述のとおり、本実施形態による二相ステンレス鋼管は、継目無鋼管に限定されず、溶接鋼管であってもよい。ただし、以下に説明する製造方法は、本実施形態による二相ステンレス鋼管が継目無鋼管である場合、好適な製造方法である。要するに、本実施形態による二相ステンレス鋼管の製造方法は、以下に説明する製造方法に限定されない。
【0090】
本実施形態による二相ステンレス鋼管の製造方法の一例は、素材を準備する工程（製鋼工程）と、素材を熱間加工して素管を製造する工程（熱間加工工程）と、溶体化処理を実施する工程（溶体化処理工程）とを含む。以下、各製造工程について詳述する。
【0091】
［製鋼工程］
製鋼工程では、溶鋼を製造する工程（精錬工程）と、溶鋼を用いて鋳造法により素材を製造する工程（素材製造工程）とを含む。
製鋼工程では、溶鋼を製造する工程（精錬工程）と、溶鋼を用いて鋳造法により素材を製造する工程（素材製造工程）とを含む。
【0092】
［精錬工程］
精錬工程では初めに、Ｃｒを含有する溶鋼を取鍋に収納して、取鍋内の溶鋼に対して、大気圧下で脱炭処理を実施する。この工程を粗脱炭精錬工程という。粗脱炭精錬工程での脱炭処理により、スラグが生成する。粗脱炭精錬工程後の溶鋼の液面には、脱炭処理により生成したスラグが浮上している。粗脱炭精錬工程において、溶鋼中のＣｒが酸化してＣｒ2Ｏ3が生成する。Ｃｒ2Ｏ3はスラグ中に吸収される。そこで、取鍋に脱酸剤を添加して、スラグ中のＣｒ2Ｏ3を還元し、Ｃｒを溶鋼中に回収する。この工程をＣｒ還元処理工程という。粗脱炭精錬工程及びＣｒ還元処理工程はたとえば、電気炉法、転炉法、又は、ＡＯＤ（Ａｒｇｏｎ Ｏｘｙｇｅｎ Ｄｅｃａｒｂｕｒｉｚａｔｉｏｎ）法により実施する。Ｃｒ還元処理工程後、溶鋼からスラグを除滓する。この工程を除滓処理工程という。
精錬工程では初めに、Ｃｒを含有する溶鋼を取鍋に収納して、取鍋内の溶鋼に対して、大気圧下で脱炭処理を実施する。この工程を粗脱炭精錬工程という。粗脱炭精錬工程での脱炭処理により、スラグが生成する。粗脱炭精錬工程後の溶鋼の液面には、脱炭処理により生成したスラグが浮上している。粗脱炭精錬工程において、溶鋼中のＣｒが酸化してＣｒ2Ｏ3が生成する。Ｃｒ2Ｏ3はスラグ中に吸収される。そこで、取鍋に脱酸剤を添加して、スラグ中のＣｒ2Ｏ3を還元し、Ｃｒを溶鋼中に回収する。この工程をＣｒ還元処理工程という。粗脱炭精錬工程及びＣｒ還元処理工程はたとえば、電気炉法、転炉法、又は、ＡＯＤ（Ａｒｇｏｎ Ｏｘｙｇｅｎ Ｄｅｃａｒｂｕｒｉｚａｔｉｏｎ）法により実施する。Ｃｒ還元処理工程後、溶鋼からスラグを除滓する。この工程を除滓処理工程という。
【0093】
Ｃｒ含有鋼の場合、ＣｒによりＣ活量が低下するため、脱炭反応が抑制されてしまう。そこで、除滓処理工程後の溶鋼に対してさらに、仕上げの脱炭処理を実施する。この工程を仕上げ脱炭精錬工程という。仕上げ脱炭精錬工程では、減圧下において脱炭処理を実施する。減圧下で脱炭処理を実施すれば、雰囲気中のＣＯガス分圧（ＰCO）が低くなり、溶鋼中のＣｒの酸化が抑制される。そのため、減圧下で脱炭処理を実施すれば、Ｃｒの酸化を抑制しつつ、溶鋼中のＣ濃度をさらに下げることができる。仕上げ脱炭精錬工程後、溶鋼に脱酸剤を添加して、スラグ中のＣｒ2Ｏ3を還元するＣｒ還元処理を再び実施する。この工程をＣｒ還元処理工程という。仕上げ脱炭精錬工程、及び、仕上げ脱炭精錬工程後のＣｒ還元処理工程はたとえば、ＶＯＤ（Ｖａｃｕｕｍ Ｏｘｙｇｅｎ Ｄｅｃａｒｂｕｒｉｚａｔｉｏｎ）法により実施してもよく、ＲＨ（Ｒｕｈｒｓｔａｈｌ－Ｈｅｒａｅｕｓ）法により実施してもよい。
【0094】
Ｃｒ還元処理工程後、取鍋中の溶鋼に対して最終の成分調整と素材製造工程前の溶鋼の温度調整とを実施する。この工程を成分調整工程という。成分調整工程はたとえば、ＬＴ（Ｌａｄｌｅ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ）により実施する。成分調整工程の後半で、溶鋼中にＣａを添加する。ここで、Ｃａを添加してから溶鋼内にＣａが均一に分散するまでの時間を「均一混合時間」τと定義する。均一混合時間τは次の式（Ａ）により求めることができる。
τ＝８００×ε-0.4 （Ａ）
ここで、εはＬＴにおける溶鋼の撹拌動力密度であり、式（Ｂ）により定義される。
ε＝２８．５（Ｑ／Ｗ）×Ｔ×ｌｏｇ（１＋Ｈ／１．４８） （Ｂ）
ここで、Ｑは上吹きガス流量（Ｎｍ3／ｍｉｎ）である。Ｗは溶鋼質量（ｔ）である。Ｔは溶鋼温度（Ｋ）である。Ｈは取鍋内の溶鋼の深さ（鋼浴深さ）（ｍ）である。
τ＝８００×ε-0.4 （Ａ）
ここで、εはＬＴにおける溶鋼の撹拌動力密度であり、式（Ｂ）により定義される。
ε＝２８．５（Ｑ／Ｗ）×Ｔ×ｌｏｇ（１＋Ｈ／１．４８） （Ｂ）
ここで、Ｑは上吹きガス流量（Ｎｍ3／ｍｉｎ）である。Ｗは溶鋼質量（ｔ）である。Ｔは溶鋼温度（Ｋ）である。Ｈは取鍋内の溶鋼の深さ（鋼浴深さ）（ｍ）である。
【0095】
成分調整工程において、取鍋中の溶鋼温度を１５００～１７００℃に保持する。さらに、Ｃａを溶鋼内に投入し、均一混合時間が経過してからの保持時間を「保持時間ｔ」（秒）と定義する。この場合、本実施形態では、均一混合時間が経過してからの保持時間ｔを１００～１０００秒とする。
【0096】
保持時間ｔが短すぎれば、溶鋼においてＣａ酸化物が微細に分散する場合がある。この場合、円相当径で２．０μｍ以上の粗大Ｃａ酸化物が十分に得られない。一方、保持時間ｔが長すぎれば、溶鋼において介在物が浮上分離しすぎる場合がある。この場合、粗大Ｃａ酸化物の個数密度が低下する。したがって、本実施形態の成分調整工程では、保持時間ｔを１００～１０００秒とするのが好ましい。
【0097】
［素材製造工程］
上述の精錬工程により製造された溶鋼を用いて、素材を製造する。素材とは、鋳片又はインゴットである。具体的には、溶鋼を用いて連続鋳造法により鋳片を製造する。鋳片はスラブでもよいし、ブルームでもよいし、ビレットでもよい。又は、溶鋼を用いて造塊法によりインゴットとしてもよい。鋳片又はインゴットに対してさらに、分塊圧延等を実施して、ビレットを製造してもよい。以上の工程により、素材を製造する。
上述の精錬工程により製造された溶鋼を用いて、素材を製造する。素材とは、鋳片又はインゴットである。具体的には、溶鋼を用いて連続鋳造法により鋳片を製造する。鋳片はスラブでもよいし、ブルームでもよいし、ビレットでもよい。又は、溶鋼を用いて造塊法によりインゴットとしてもよい。鋳片又はインゴットに対してさらに、分塊圧延等を実施して、ビレットを製造してもよい。以上の工程により、素材を製造する。
【0098】
［熱間加工工程］
熱間加工工程では、準備された素材に対して熱間加工を実施して、素管を製造する。まず、素材を加熱炉で加熱する。加熱温度は特に限定されないが、たとえば、１０００～１３００℃である。加熱炉から抽出された素材に対して、熱間加工を実施する。本実施形態では、熱間加工とは、特に限定されない。熱間加工はたとえば、熱間圧延であってもよく、熱間押出であってもよい。熱間加工として熱間圧延を実施する場合、たとえば、マンネスマン法を実施して、素管を製造してもよい。マンネスマン法を実施する場合、穿孔機により素材（丸ビレット）を穿孔圧延する。穿孔圧延する場合、穿孔比は特に限定されないが、たとえば、１．０～４．０である。穿孔圧延された中空丸ビレットはさらに、マンドレルミル、レデューサ、サイジングミル等によって、熱間圧延が実施され、素管が製造される。
熱間加工工程では、準備された素材に対して熱間加工を実施して、素管を製造する。まず、素材を加熱炉で加熱する。加熱温度は特に限定されないが、たとえば、１０００～１３００℃である。加熱炉から抽出された素材に対して、熱間加工を実施する。本実施形態では、熱間加工とは、特に限定されない。熱間加工はたとえば、熱間圧延であってもよく、熱間押出であってもよい。熱間加工として熱間圧延を実施する場合、たとえば、マンネスマン法を実施して、素管を製造してもよい。マンネスマン法を実施する場合、穿孔機により素材（丸ビレット）を穿孔圧延する。穿孔圧延する場合、穿孔比は特に限定されないが、たとえば、１．０～４．０である。穿孔圧延された中空丸ビレットはさらに、マンドレルミル、レデューサ、サイジングミル等によって、熱間圧延が実施され、素管が製造される。
【0099】
熱間加工として熱間押出を実施する場合、たとえば、ユジーン・セジュルネ法、又は、エルハルトプッシュベンチ法を実施して、素管を製造してもよい。なお、熱間加工は１回のみ実施してもよく、複数回実施してもよい。たとえば、素材に対して上述の穿孔圧延を実施した後、上述の熱間押出を実施してもよい。たとえばさらに、素材に対して、上述の穿孔圧延を実施した後、延伸圧延を実施してもよい。すなわち、熱間加工工程では、周知の方法により熱間加工を実施して、素管を製造する。
【0100】
［溶体化処理工程］
溶体化処理工程では、上記熱間加工工程で製造された素管に対して、溶体化処理を実施する。溶体化処理の方法は、特に限定されず、周知の方法でよい。たとえば、素管を熱処理炉に装入し、所望の温度で保持した後、急冷する。なお、素管を熱処理炉に装入し、所望の温度で保持した後、急冷して溶体化処理を実施する場合、溶体化温度とは、溶体化処理を実施するための熱処理炉の温度（℃）を意味する。この場合さらに、溶体化時間とは、素管が溶体化温度で保持される時間を意味する。
溶体化処理工程では、上記熱間加工工程で製造された素管に対して、溶体化処理を実施する。溶体化処理の方法は、特に限定されず、周知の方法でよい。たとえば、素管を熱処理炉に装入し、所望の温度で保持した後、急冷する。なお、素管を熱処理炉に装入し、所望の温度で保持した後、急冷して溶体化処理を実施する場合、溶体化温度とは、溶体化処理を実施するための熱処理炉の温度（℃）を意味する。この場合さらに、溶体化時間とは、素管が溶体化温度で保持される時間を意味する。
【0101】
好ましくは、本実施形態の溶体化処理工程における溶体化温度を９００～１１００℃とする。溶体化温度が低すぎれば、溶体化処理後の素管に析出物（たとえば、金属間化合物であるσ相等）が残存する場合がある。この場合、製造された二相ステンレス鋼管の耐食性が低下する。溶体化温度が低すぎればさらに、溶体化処理後の素管のフェライト体積率が低くなりすぎる場合がある。この場合、オーステナイトが粗大化し、製造された二相ステンレス鋼管の切削性が低下する。一方、溶体化温度が高すぎれば、溶体化処理後の素管のフェライトの体積率が高くなりすぎる場合がある。この場合、製造された二相ステンレス鋼管において、所望の機械的特性が得られない場合がある。
【0102】
素管を熱処理炉に装入し、所望の温度で保持した後、急冷して溶体化処理を実施する場合、溶体化時間は特に限定されず、周知の条件で実施すればよい。溶体化時間は、たとえば、５～１８０分である。急冷方法は、たとえば、水冷である。
【0103】
［その他の工程］
本実施形態による製造方法では、上記以外の製造工程を含んでもよい。本実施形態では、好ましくは、溶体化処理工程の後の素管に対して、時効熱処理を実施する。時効熱処理とは、溶体化処理後の素管を所望の温度で保持することを意味する。時効熱処理を実施する場合、好ましい熱処理温度は３４０～６６０℃であり、好ましい保持時間は２０～８０分である。なお、本明細書において、熱処理温度とは、時効熱処理を実施するための熱処理炉の温度を意味する。本明細書においてさらに、保持時間とは、素管が熱処理温度で保持される時間を意味する。
本実施形態による製造方法では、上記以外の製造工程を含んでもよい。本実施形態では、好ましくは、溶体化処理工程の後の素管に対して、時効熱処理を実施する。時効熱処理とは、溶体化処理後の素管を所望の温度で保持することを意味する。時効熱処理を実施する場合、好ましい熱処理温度は３４０～６６０℃であり、好ましい保持時間は２０～８０分である。なお、本明細書において、熱処理温度とは、時効熱処理を実施するための熱処理炉の温度を意味する。本明細書においてさらに、保持時間とは、素管が熱処理温度で保持される時間を意味する。
【0104】
溶体化処理工程が実施されたＣｕ含有量が１．３％以上の素管に対して、熱処理温度３４０～６６０℃、保持時間２０～８０分とする時効熱処理が実施された場合、素管のミクロ組織において、微細なＣｕ析出物が分散して析出する。その結果、製造された二相ステンレス鋼管では、微細Ｃｕ析出物の個数密度が４００個／μｍ3以上となり、鋼管の被削性がさらに高まる。一方、時効熱処理の熱処理温度が高すぎれば、Ｃｕ析出物が粗大化する場合がある。時効熱処理の熱処理温度が低すぎれば、微細Ｃｕ析出物が十分に析出しない。また、時効熱処理の保持時間が短すぎれば、微細Ｃｕ析出物が十分に析出しない。時効熱処理の保持時間が長すぎれば、時効熱処理の効果が飽和する。
【0105】
時効熱処理を実施する場合、さらに好ましい熱処理温度の下限は３５０℃であり、さらに好ましくは３８０℃である。時効熱処理を実施する場合、さらに好ましい熱処理温度の上限は６５０℃であり、さらに好ましくは６３０℃である。時効熱処理を実施する場合、さらに好ましい保持時間の下限は２５分であり、さらに好ましくは３０分である。時効熱処理を実施する場合、さらに好ましい保持時間の上限は７０分であり、さらに好ましくは６０分である。
【0106】
また、溶体化処理工程の後に、酸洗処理を実施してもよい。この場合、酸洗処理は、周知の方法で実施されればよく、特に限定されない。酸洗処理を実施する場合、製造された二相ステンレス鋼管の表面に不動態被膜が形成され、二相ステンレス鋼管の耐食性がさらに高まる。
【0107】
以上の工程により、本実施形態による二相ステンレス鋼管を製造することができる。なお、上述のとおり、本実施形態による二相ステンレス鋼管の製造方法は、上述の製造方法に限定されない。具体的には、上述の化学組成と、体積率で３０～８０％のフェライト及び残部がオーステナイトからなるミクロ組織とを有し、粗大Ｃａ酸化物の個数密度が５００個／１００ｍｍ2以上である二相ステンレス鋼管が製造できれば、本実施形態による二相ステンレス鋼管の製造方法は、上述の製造方法に限定されない。以下、実施例によって、本実施形態による二相ステンレス鋼管をさらに具体的に説明する。
【実施例】
【0108】
表１に示す化学組成を有する溶鋼を製造した。なお、表１中の「－」は、該当する元素の含有量が不純物レベルであったことを意味する。たとえば、試験番号１のＶ含有量、Ｎｂ含有量、Ａｌ含有量、Ｂ含有量、Ｔａ含有量、Ｔｉ含有量、Ｚｒ含有量、Ｈｆ含有量、Ｗ含有量、ＲＥＭ含有量、Ｃｏ含有量、Ｓｎ含有量、及び、Ｓｂ含有量は、小数第四位を四捨五入して、０％であったことを意味する。たとえばさらに、試験番号１のＭｇ含有量は、小数第五位を四捨五入して、０％であったことを意味する。
【0109】
【表1】
【0110】
各試験番号の溶鋼は、次のとおりに製造した。Ｃｒを含有する溶鋼を取鍋に収納して、ＡＯＤ法により周知の粗脱炭精錬工程及びＣｒ還元処理工程を実施した。Ｃｒ還元処理工程後、溶鋼からスラグを除滓する除滓処理工程を実施した。さらに、ＶＯＤ法により、周知の仕上げ脱炭精錬工程及びＣｒ還元処理工程を実施した。
【0111】
ＶＯＤ法によるＣｒ還元処理工程後、ＬＴにより、取鍋中の溶鋼に対して最終の成分調整と素材製造工程前の溶鋼の温度調整とを実施した。溶鋼温度はいずれも１５００～１７００℃であった。さらに、溶鋼中にＣａを添加した。Ｃａを添加した後、均一混合時間経過後の保持時間ｔ（秒）を表２に示すとおり調整した。以上の工程により、表１に示す化学組成の溶鋼を製造した。
【0112】
【表2】
【0113】
各鋼記号の溶鋼を、５０ｋｇの真空溶解炉を用いて溶製し、造塊法により、各試験番号の鋼塊（インゴット）を製造した。得られたインゴットに対して、表２に示す熱間加工の加熱温度（℃）で加熱した後、熱間圧延を実施して、外径１７７．８ｍｍ、肉厚１２．６５ｍｍ素管（継目無鋼管）を製造した。
【0114】
熱間加工が実施された各試験番号の素管に対して、表２に記載の溶体化温度（℃）及び溶体化時間（分）にて、溶体化処理を実施した。溶体化処理が実施された各試験番号の素管に対して、表２に記載の熱処理温度（℃）及び保持時間（分）にて、時効熱処理を実施した。また、表２中熱処理温度及び保持時間欄の「－」とは、時効熱処理を実施しなかったことを意味する。
【0115】
以上の工程により、各試験番号の継目無鋼管を得た。得られた各試験番号の継目無鋼管に対して、引張試験と、ミクロ組織観察試験と、粗大Ｃａ酸化物個数密度測定試験と、微細Ｃｕ析出物個数密度測定試験と、被削性評価試験とを実施した。
【0116】
［引張試験］
各試験番号の継目無鋼管に対して、ＡＳＴＭ Ｅ８／Ｅ８Ｍ（２０２１）に準拠して、引張試験を実施した。具体的には、各試験番号の継目無鋼管の肉厚中央部から、丸棒引張試験片を作製した。丸棒引張試験片は、平行部直径８．９ｍｍ、平行部長さ３５．６ｍｍであった。丸棒引張試験片の長手方向は、継目無鋼管の圧延方向（管軸方向）と平行であった。各試験番号の丸棒引張試験片を用いて、常温（２５℃）、大気中にて引張試験を実施して、０．２％オフセット耐力（ＭＰａ）を求めた。求めた０．２％オフセット耐力を降伏強度（ＭＰａ）と定義した。得られた各試験番号の降伏強度（Ｙｉｅｌｄ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ）を、表２の「ＹＳ（ＭＰａ）」欄に示す。
各試験番号の継目無鋼管に対して、ＡＳＴＭ Ｅ８／Ｅ８Ｍ（２０２１）に準拠して、引張試験を実施した。具体的には、各試験番号の継目無鋼管の肉厚中央部から、丸棒引張試験片を作製した。丸棒引張試験片は、平行部直径８．９ｍｍ、平行部長さ３５．６ｍｍであった。丸棒引張試験片の長手方向は、継目無鋼管の圧延方向（管軸方向）と平行であった。各試験番号の丸棒引張試験片を用いて、常温（２５℃）、大気中にて引張試験を実施して、０．２％オフセット耐力（ＭＰａ）を求めた。求めた０．２％オフセット耐力を降伏強度（ＭＰａ）と定義した。得られた各試験番号の降伏強度（Ｙｉｅｌｄ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ）を、表２の「ＹＳ（ＭＰａ）」欄に示す。
【0117】
［ミクロ組織観察試験］
各試験番号の継目無鋼管に対して、ミクロ組織観察試験を実施して、フェライトの体積率を求めた。各試験番号の継目無鋼管について、上述のＡＳＴＭ Ｅ５６２（２０１９）に準拠した点算法により、フェライトの体積率（％）を求めた。得られた各試験番号のフェライトの体積率（％）を、表２の「フェライト（％）」欄に示す。
各試験番号の継目無鋼管に対して、ミクロ組織観察試験を実施して、フェライトの体積率を求めた。各試験番号の継目無鋼管について、上述のＡＳＴＭ Ｅ５６２（２０１９）に準拠した点算法により、フェライトの体積率（％）を求めた。得られた各試験番号のフェライトの体積率（％）を、表２の「フェライト（％）」欄に示す。
【0118】
［粗大Ｃａ酸化物個数密度測定試験］
各試験番号の継目無鋼管に対して、粗大Ｃａ酸化物個数密度測定試験を実施して、円相当径２．０μｍ以上のＣａ酸化物（粗大Ｃａ酸化物）の個数密度を求めた。各試験番号の継目無鋼管の肉厚中央部から作製した試験片を用いて、上述の方法で、粗大Ｃａ酸化物の個数密度を求めた。得られた各試験番号の粗大Ｃａ酸化物の個数密度（個／１００ｍｍ2）を、表２の「粗大Ｃａ酸化物（個／１００ｍｍ2）」欄に示す。
各試験番号の継目無鋼管に対して、粗大Ｃａ酸化物個数密度測定試験を実施して、円相当径２．０μｍ以上のＣａ酸化物（粗大Ｃａ酸化物）の個数密度を求めた。各試験番号の継目無鋼管の肉厚中央部から作製した試験片を用いて、上述の方法で、粗大Ｃａ酸化物の個数密度を求めた。得られた各試験番号の粗大Ｃａ酸化物の個数密度（個／１００ｍｍ2）を、表２の「粗大Ｃａ酸化物（個／１００ｍｍ2）」欄に示す。
【0119】
［微細Ｃｕ析出物個数密度測定試験］
各試験番号の継目無鋼管に対して、微細Ｃｕ析出物個数密度測定試験を実施して、長径が５０ｎｍ以下のＣｕ析出物（微細Ｃｕ析出物）の個数密度を求めた。各試験番号の継目無鋼管の肉厚中央部から作製した試験片を用いて、上述の方法で、微細Ｃｕ析出物の個数密度を求めた。得られた各試験番号の微細Ｃｕ析出物の個数密度（個／μｍ3）を、表２の「微細Ｃｕ析出物（個／μｍ3）」欄に示す。
各試験番号の継目無鋼管に対して、微細Ｃｕ析出物個数密度測定試験を実施して、長径が５０ｎｍ以下のＣｕ析出物（微細Ｃｕ析出物）の個数密度を求めた。各試験番号の継目無鋼管の肉厚中央部から作製した試験片を用いて、上述の方法で、微細Ｃｕ析出物の個数密度を求めた。得られた各試験番号の微細Ｃｕ析出物の個数密度（個／μｍ3）を、表２の「微細Ｃｕ析出物（個／μｍ3）」欄に示す。
【0120】
［被削性評価試験］
各試験番号の継目無鋼管に対して、上述の方法で外周旋削加工を実施して、被削性を評価した。本実施例では、被削性の評価指標として、工具寿命を用いた。具体的には、ＪＩＳ Ｂ ４０５３（２０１３）に規定のＰ１０に相当する超硬合金を切削工具として用いた。切削の条件は、切削速度：１００ｍ／分、送り速度：０．１５ｍｍ／ｒｅｖ、切り込み量：０．７５ｍｍ、及び、潤滑剤：不使用とした。上述の方法で、鋼管の仕上げ面を目視及びＪＩＳ Ｂ ０６０１（２０１３）に準拠した表面粗さ計による最大高さＲｚによって、各試験番号の鋼管の仕上げ面の品位を評価した。
各試験番号の継目無鋼管に対して、上述の方法で外周旋削加工を実施して、被削性を評価した。本実施例では、被削性の評価指標として、工具寿命を用いた。具体的には、ＪＩＳ Ｂ ４０５３（２０１３）に規定のＰ１０に相当する超硬合金を切削工具として用いた。切削の条件は、切削速度：１００ｍ／分、送り速度：０．１５ｍｍ／ｒｅｖ、切り込み量：０．７５ｍｍ、及び、潤滑剤：不使用とした。上述の方法で、鋼管の仕上げ面を目視及びＪＩＳ Ｂ ０６０１（２０１３）に準拠した表面粗さ計による最大高さＲｚによって、各試験番号の鋼管の仕上げ面の品位を評価した。
【0121】
上述のとおり、鋼管の仕上げ面の最大高さＲｚが３０μｍを超えていれば、外周旋削加工を終了した。本実施例では、新品の工具を用いて外周旋削加工を開始してから、鋼管の仕上げ面の最大高さＲｚが３０μｍを超えるまでに外周旋削加工した距離を、各試験番号の工具寿命と定義した。さらに、ＡＰＩ ５ＣＴのＬ８０に相当し、具体的には、Ｃ：０．２０～０．３０％、Ｓｉ：１．０％以下、Ｍｎ：２．０％以下、Ｐ：０．０３％以下、Ｓ：０．０３％以下、Ｃｒ：１．５％以下、及び、Ｍｏ：１．０％以下を含有する鋼管に対して同様の外周旋削加工を実施した際の工具寿命を１．００として、工具寿命（相対値）を求めた。得られた各試験番号の工具寿命（相対値）を、表２の「工具寿命（相対値）」欄に示す。
【0122】
［評価結果］
表１及び表２を参照して、試験番号１～２３の継目無鋼管は、化学組成が適切であり、製造方法も上述の好ましい製造方法の条件を満たしていた。その結果、これらの継目無鋼管は、降伏強度が５５２ＭＰａ以上であった。これらの継目無鋼管はさらに、ミクロ組織において、フェライトが３０～８０体積％であった。これらの継目無鋼管はさらに、粗大Ｃａ酸化物の個数密度が５００個／１００ｍｍ2以上であった。その結果、これらの継目無鋼管は、工具寿命（相対値）が０．７０以上であり、優れた被削性を有していた。すなわち、試験番号１～２３の継目無鋼管は、５５２ＭＰａ以上の降伏強度と、優れた被削性とを有していた。
表１及び表２を参照して、試験番号１～２３の継目無鋼管は、化学組成が適切であり、製造方法も上述の好ましい製造方法の条件を満たしていた。その結果、これらの継目無鋼管は、降伏強度が５５２ＭＰａ以上であった。これらの継目無鋼管はさらに、ミクロ組織において、フェライトが３０～８０体積％であった。これらの継目無鋼管はさらに、粗大Ｃａ酸化物の個数密度が５００個／１００ｍｍ2以上であった。その結果、これらの継目無鋼管は、工具寿命（相対値）が０．７０以上であり、優れた被削性を有していた。すなわち、試験番号１～２３の継目無鋼管は、５５２ＭＰａ以上の降伏強度と、優れた被削性とを有していた。
【0123】
試験番号２～２１の継目無鋼管はさらに、微細Ｃｕ析出物の個数密度が４００個／μｍ3以上であった。その結果、これらの継目無鋼管は、工具寿命（相対値）が０．８０以上であり、さらに優れた被削性を有していた。
【0124】
一方、試験番号２４の継目無鋼管は、Ｃｒ含有量が低すぎた。その結果、この継目無鋼管のフェライトの体積率は、３０体積％未満であった。その結果、この継目無鋼管は、工具寿命（相対値）が０．７０未満であり、優れた被削性を有していなかった。
【0125】
試験番号２５の継目無鋼管は、Ｃａ含有量が低すぎた。そのため、この継目無鋼管の粗大Ｃａ酸化物の個数密度は５００個／１００ｍｍ2未満であった。その結果、この継目無鋼管は、工具寿命（相対値）が０．７０未満であり、優れた被削性を有していなかった。
【0126】
試験番号２６の継目無鋼管は、保持時間ｔが短すぎた。そのため、この継目無鋼管の粗大Ｃａ酸化物の個数密度は５００個／１００ｍｍ2未満であった。その結果、この継目無鋼管は、工具寿命（相対値）が０．７０未満であり、優れた被削性を有していなかった。
【0127】
試験番号２７の継目無鋼管は、保持時間ｔが長すぎた。そのため、この継目無鋼管の粗大Ｃａ酸化物の個数密度は５００個／１００ｍｍ2未満であった。その結果、この継目無鋼管は、工具寿命（相対値）が０．７０未満であり、優れた被削性を有していなかった。
【0128】
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。
【0129】
なお、本実施形態による二相ステンレス鋼管の要旨は、以下のとおりに記載することもできる。
【0130】
［１］
質量％で、
Ｃ：０．０３０％以下、
Ｓｉ：１．００％以下、
Ｍｎ：０．１０～７．００％、
Ｐ：０．０４０％以下、
Ｓ：０．００５０％以下、
Ｃｒ：２０．０～３０．０％、
Ｎｉ：４．２～１０．０％、
Ｍｏ：０．５～５．０％、
Ｃｕ：０．５～６．０％、
Ｎ：０．３５０％未満、
Ｏ：０．０００５～０．０１００％、
Ｃａ：０．０００５～０．０１００％、及び、
残部がＦｅ及び不純物からなり、
ミクロ組織が、体積率で３０～８０％のフェライト、及び、残部がオーステナイトからなり、
降伏強度が５５２ＭＰａ以上であり、
円相当径で２．０μｍ以上のＣａ酸化物の個数密度が５００個／１００ｍｍ2以上である、
二相ステンレス鋼管。
質量％で、
Ｃ：０．０３０％以下、
Ｓｉ：１．００％以下、
Ｍｎ：０．１０～７．００％、
Ｐ：０．０４０％以下、
Ｓ：０．００５０％以下、
Ｃｒ：２０．０～３０．０％、
Ｎｉ：４．２～１０．０％、
Ｍｏ：０．５～５．０％、
Ｃｕ：０．５～６．０％、
Ｎ：０．３５０％未満、
Ｏ：０．０００５～０．０１００％、
Ｃａ：０．０００５～０．０１００％、及び、
残部がＦｅ及び不純物からなり、
ミクロ組織が、体積率で３０～８０％のフェライト、及び、残部がオーステナイトからなり、
降伏強度が５５２ＭＰａ以上であり、
円相当径で２．０μｍ以上のＣａ酸化物の個数密度が５００個／１００ｍｍ2以上である、
二相ステンレス鋼管。
【0131】
［２］
質量％で、
Ｃ：０．０３０％以下、
Ｓｉ：１．００％以下、
Ｍｎ：０．１０～７．００％、
Ｐ：０．０４０％以下、
Ｓ：０．００５０％以下、
Ｃｒ：２０．０～３０．０％、
Ｎｉ：４．２～１０．０％、
Ｍｏ：０．５～５．０％、
Ｃｕ：０．５～６．０％、
Ｎ：０．３５０％未満、
Ｏ：０．０００５～０．０１００％、
Ｃａ：０．０００５～０．０１００％、を含有し、さらに、
Ｖ：０．２００％以下、
Ｎｂ：０．１００％以下、
Ａｌ：０．１００％以下、
Ｔａ：０．１００％以下、
Ｔｉ：０．１００％以下、
Ｚｒ：０．１００％以下、
Ｈｆ：０．１００％以下、
Ｗ：０．２００％以下、
Ｃｏ：０．５００％以下、
Ｓｎ：０．１００％以下、
Ｓｂ：０．１００％以下、
Ｂ：０．１００％以下、
Ｍｇ：０．１０００％以下、及び、
希土類元素：０．１００％以下、からなる群から選択される１元素以上を含有し、
残部がＦｅ及び不純物からなり、
ミクロ組織が、体積率で３０～８０％のフェライト、及び、残部がオーステナイトからなり、
降伏強度が５５２ＭＰａ以上であり、
円相当径で２．０μｍ以上のＣａ酸化物の個数密度が５００個／１００ｍｍ2以上である、
二相ステンレス鋼管。
質量％で、
Ｃ：０．０３０％以下、
Ｓｉ：１．００％以下、
Ｍｎ：０．１０～７．００％、
Ｐ：０．０４０％以下、
Ｓ：０．００５０％以下、
Ｃｒ：２０．０～３０．０％、
Ｎｉ：４．２～１０．０％、
Ｍｏ：０．５～５．０％、
Ｃｕ：０．５～６．０％、
Ｎ：０．３５０％未満、
Ｏ：０．０００５～０．０１００％、
Ｃａ：０．０００５～０．０１００％、を含有し、さらに、
Ｖ：０．２００％以下、
Ｎｂ：０．１００％以下、
Ａｌ：０．１００％以下、
Ｔａ：０．１００％以下、
Ｔｉ：０．１００％以下、
Ｚｒ：０．１００％以下、
Ｈｆ：０．１００％以下、
Ｗ：０．２００％以下、
Ｃｏ：０．５００％以下、
Ｓｎ：０．１００％以下、
Ｓｂ：０．１００％以下、
Ｂ：０．１００％以下、
Ｍｇ：０．１０００％以下、及び、
希土類元素：０．１００％以下、からなる群から選択される１元素以上を含有し、
残部がＦｅ及び不純物からなり、
ミクロ組織が、体積率で３０～８０％のフェライト、及び、残部がオーステナイトからなり、
降伏強度が５５２ＭＰａ以上であり、
円相当径で２．０μｍ以上のＣａ酸化物の個数密度が５００個／１００ｍｍ2以上である、
二相ステンレス鋼管。
【0132】
［３］
［２］に記載の二相ステンレス鋼管であって、
Ｖ：０．２００％以下、
Ｎｂ：０．１００％以下、
Ａｌ：０．１００％以下、
Ｔａ：０．１００％以下、
Ｔｉ：０．１００％以下、
Ｚｒ：０．１００％以下、
Ｈｆ：０．１００％以下、及び、
Ｗ：０．２００％以下、からなる群から選択される１元素以上を含有する、
二相ステンレス鋼管。
［２］に記載の二相ステンレス鋼管であって、
Ｖ：０．２００％以下、
Ｎｂ：０．１００％以下、
Ａｌ：０．１００％以下、
Ｔａ：０．１００％以下、
Ｔｉ：０．１００％以下、
Ｚｒ：０．１００％以下、
Ｈｆ：０．１００％以下、及び、
Ｗ：０．２００％以下、からなる群から選択される１元素以上を含有する、
二相ステンレス鋼管。
【0133】
［４］
［２］又は［３］に記載の二相ステンレス鋼管であって、
Ｃｏ：０．５００％以下、
Ｓｎ：０．１００％以下、及び、
Ｓｂ：０．１００％以下、からなる群から選択される１元素以上を含有する、
二相ステンレス鋼管。
［２］又は［３］に記載の二相ステンレス鋼管であって、
Ｃｏ：０．５００％以下、
Ｓｎ：０．１００％以下、及び、
Ｓｂ：０．１００％以下、からなる群から選択される１元素以上を含有する、
二相ステンレス鋼管。
【0134】
［５］
［２］～［４］に記載の二相ステンレス鋼管であって、
Ｂ：０．１００％以下、
Ｍｇ：０．１０００％以下、及び、
希土類元素：０．１００％以下、からなる群から選択される１元素以上を含有する、
二相ステンレス鋼管。
［２］～［４］に記載の二相ステンレス鋼管であって、
Ｂ：０．１００％以下、
Ｍｇ：０．１０００％以下、及び、
希土類元素：０．１００％以下、からなる群から選択される１元素以上を含有する、
二相ステンレス鋼管。
【0135】
［６］
［１］～［５］のいずれか１項に記載の二相ステンレス鋼管であって、
Ｃｕ：１．３～６．０％を含有し、
長径５０ｎｍ以下のＣｕ析出物の個数密度が４００個／μｍ3以上である、
二相ステンレス鋼管。
［１］～［５］のいずれか１項に記載の二相ステンレス鋼管であって、
Ｃｕ：１．３～６．０％を含有し、
長径５０ｎｍ以下のＣｕ析出物の個数密度が４００個／μｍ3以上である、
二相ステンレス鋼管。
【要約】
高い降伏強度と、優れた被削性とを有する二相ステンレス鋼管を提供する。本開示による二相ステンレス鋼管は、質量％で、Ｃ：０．０３０％以下、Ｓｉ：１．００％以下、Ｍｎ：０．１０～７．００％、Ｐ：０．０４０％以下、Ｓ：０．００５０％以下、Ｃｒ：２０．０～３０．０％、Ｎｉ：４．２～１０．０％、Ｍｏ：０．５～５．０％、Ｃｕ：０．５～６．０％、Ｎ：０．３５０％未満、Ｏ：０．０００５～０．０１００％、Ｃａ：０．０００５～０．０１００％、及び、残部がＦｅ及び不純物からなる。ミクロ組織が、体積率で３０～８０％のフェライト、及び、残部がオーステナイトからなる。降伏強度が５５２ＭＰａ以上である。円相当径で２．０μｍ以上のＣａ酸化物の個数密度が５００個／１００ｍｍ2以上である。
【図1】