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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-07-04
(45)【発行日】2023-07-12
(54)【発明の名称】合金材および油井用継目無管
(51)【国際特許分類】
C22C 30/02 20060101AFI20230705BHJP
C22C 19/05 20060101ALI20230705BHJP
C21D 8/02 20060101ALN20230705BHJP
C21D 8/10 20060101ALN20230705BHJP
C22F 1/00 20060101ALN20230705BHJP
C22F 1/10 20060101ALN20230705BHJP
C21D 9/08 20060101ALN20230705BHJP
【ＦＩ】
C22C30/02
C22C19/05 E
C21D8/02 D
C21D8/10 D
C22F1/00 683
C22F1/00 684C
C22F1/00 685Z
C22F1/00 682
C22F1/00 691B
C22F1/00 691C
C22F1/00 694A
C22F1/00 692A
C22F1/00 612
C22F1/00 604
C22F1/00 626
C22F1/00 623
C22F1/00 630A
C22F1/00 640A
C22F1/00 640D
C22F1/00 640E
C22F1/00 640F
C22F1/00 650A
C22F1/00 641B
C22F1/10 H
C21D9/08 E
【請求項の数】
6
(21)【出願番号】P 2021551460
(86)(22)【出願日】2020-10-01
(86)【国際出願番号】 JP2020037453
(87)【国際公開番号】W WO2021070735
(87)【国際公開日】2021-04-15
【審査請求日】2022-02-10
(31)【優先権主張番号】P 2019186480
(32)【優先日】2019-10-10
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(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】110002044
【氏名又は名称】弁理士法人ブライタス
(72)【発明者】
【氏名】高部 秀樹
(72)【発明者】
【氏名】富尾 悠索
(72)【発明者】
【氏名】相良 雅之
【審査官】櫻井 雄介
(56)【参考文献】
【文献】特開昭５８－０１１７３６（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１０／１１３８４３（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２００９－０８４６６８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭６１－０４１７４６（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１８／２２５８６９（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開平１１－２４６９２２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭５７－１３１３４０（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２００９／１５０９８９（ＷＯ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１５／０７２４５８（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｃ２２Ｃ ３８／００－３８／６０
Ｃ２２Ｃ ３０／０２
Ｃ２２Ｃ １９／０５
Ｃ２１Ｄ ８／０２
Ｃ２１Ｄ ８／１０
Ｃ２２Ｆ １／００
Ｃ２２Ｆ １／１０
Ｃ２１Ｄ ９／０８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
化学組成が、質量％で、Ｃ：０．０３０％以下、
Ｓｉ：０．０１～１．０％、
Ｍｎ：０．０１～２．０％、
Ｐ：０．０３０％以下、
Ｓ：０．００５０％以下、
Ｃｒ：２８．０～４０．０％、
Ｎｉ：３２．０～５５．０％、
ｓоｌ．Ａｌ：０．０１０～０．３０％、
Ｎ：０．３０％を超えて、かつ、下記（ｉ）式で定義されるＮｍａｘ以下、
Ｏ：０．０１０％以下、
Ｍｏ：０～６．０％、
Ｗ：０～１２．０％、
Ｃａ：０～０．０１０％、
Ｍｇ：０～０．０１０％、
Ｖ：０～０．５０％、
Ｔｉ：０～０．５０％、
Ｎｂ：０～０．５０％、
Ｃｏ：０～２．０％、
Ｃｕ：０～２．０％、
ＲＥＭ：０～０．１０％、
残部：Ｆｅおよび不純物であり、
下記（ii）式で定義されるＦｎ１が２．９～６．０であり、
降伏応力が０．２％耐力で１１０３ＭＰａ以上である、
合金材。
Ｎｍａｘ＝０．０００２１４×Ｎｉ２－０．０３０１２×Ｎｉ＋０．００２１５×Ｃｒ２－０．０８５６７×Ｃｒ＋１．９２７ ・・・（ｉ）
Ｆｎ１＝Ｍｏ＋（１／２）Ｗ ・・・（ii）
但し、上記式中の元素記号は、合金中に含まれる各元素の含有量（質量％）を表し、含有されない場合は０を代入するものとする。
【請求項2】
前記化学組成が、質量％で、Ｖ：０．０１～０．５０％、
Ｔｉ：０．０１～０．５０％、および
Ｎｂ：０．０１～０．５０％、
から選択される１種以上を含有する、
請求項１に記載の合金材。
【請求項3】
前記化学組成が、質量％で、Ｃｏ：０．１～２．０％、
Ｃｕ：０．１～２．０％、および
ＲＥＭ：０．０００５～０．１０％、
から選択される１種以上を含有する、
請求項１または請求項２に記載の合金材。
【請求項4】
圧延方向および厚さ方向に平行な断面におけるオーステナイト粒の結晶粒度番号が、１．０以上である、請求項１から請求項３までのいずれかに記載の合金材。
【請求項5】
油井用継目無管として用いられる、請求項１から請求項４までのいずれかに記載の合金材。
【請求項6】
請求項５に記載の合金材を用いた、油井用継目無管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、合金材および油井用継目無管に関する。
【背景技術】
【0002】
油田および天然ガス田（以下、「油田」という。）の開発は、年々大深度化が急速に進んでおり、油田の開発に使用される油井管には、高い地層圧力に加え、生産流体の温度および圧力に耐える強度が求められる。
【0003】
さらに、油井管には高強度が要求されるだけでなく、原油および天然ガスに含まれる、硫化水素（Ｈ２Ｓ）、二酸化炭素（ＣＯ２）および塩化物イオン（Ｃｌ－）などの腐食性ガスに対する耐腐食性、特に耐応力腐食割れ性に優れることが要求される。
【0004】
このような課題に対し、強度および耐応力腐食割れ性に優れた油井管用合金が開発されてきた。例えば、特許文献１および２には、０．２％耐力が１０５５ＭＰａで、１５０℃の腐食環境において良好な耐応力腐食割れ性を有する合金が開示されている。特許文献３には、０．２％耐力が９３９ＭＰａで、１５０℃の腐食環境において良好な耐応力腐食割れ性を有する合金が開示されている。
【0005】
特許文献４には、０．２％耐力が８６１～９６４ＭＰａで、１８０℃の腐食環境において、良好な耐応力腐食割れ性を有する高Ｃｒ－高Ｎｉ合金が開示されている。特許文献５には、０．２％耐力が１１７６ＭＰａで、１７７℃の腐食環境において、良好な耐応力腐食割れ性を有するＣｒ－Ｎｉ合金材が開示されている。特許文献６には、硫化水素が存在する環境において高い耐腐食割れ性を有するオーステナイト合金が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【文献】特開昭５７－２０３７３５号公報
【文献】特開昭５７－２０７１４９号公報
【文献】特開昭５８－２１０１５５号公報
【文献】特開平１１－３０２８０１号公報
【文献】特開２００９－８４６６８号公報
【文献】特開昭６３－２７４７４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
近年、地層温度２００℃以上かつ地層圧力１３７ＭＰａ以上という超高温高圧における油田開発が始まっている。このような油田の開発に使用される油井管は、従来よりもさらに高い圧力および高温に耐える必要がある。また、超高圧環境においては、腐食性ガスの分圧も高くなるため、腐食環境は従来よりもさらに厳しくなる。
【0008】
このような背景から、０．２％耐力が１１０３ＭＰａ（１６０ｋｓｉ）以上の強度を備え、２００℃以上の腐食環境において耐応力腐食割れ性に優れた油井管の要望が高くなっている。しかしながら、特許文献１～６に記載の合金では、２００℃以上の腐食環境における耐応力腐食割れ性および強度については十分な検討がなされておらず、改善の余地が残されている。
【0009】
本発明は、上記の問題を解決し、０．２％耐力が１１０３ＭＰａ以上であり、２００℃以上の腐食性ガスに対して優れた耐応力腐食割れ性を有する合金材および油井用継目無管の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、下記の合金材および油井用継目無管を要旨とする。
【0011】
（１）化学組成が、質量％で、
Ｃ：０．０３０％以下、
Ｓｉ：０．０１～１．０％、
Ｍｎ：０．０１～２．０％、
Ｐ：０．０３０％以下、
Ｓ：０．００５０％以下、
Ｃｒ：２８．０～４０．０％、
Ｎｉ：３２．０～５５．０％、
ｓоｌ．Ａｌ：０．０１０～０．３０％、
Ｎ：０．３０％を超えて、かつ、下記（ｉ）式で定義されるＮｍａｘ以下、
Ｏ：０．０１０％以下、
Ｍｏ：０～６．０％、
Ｗ：０～１２．０％、
Ｃａ：０～０．０１０％、
Ｍｇ：０～０．０１０％、
Ｖ：０～０．５０％、
Ｔｉ：０～０．５０％、
Ｎｂ：０～０．５０％、
Ｃｏ：０～２．０％、
Ｃｕ：０～２．０％、
ＲＥＭ：０～０．１０％、
残部：Ｆｅおよび不純物であり、
下記（ii）式で定義されるＦｎ１が１．０～６．０であり、
降伏応力が０．２％耐力で１１０３ＭＰａ以上である、
合金材。
Ｎｍａｘ＝０．０００２１４×Ｎｉ２－０．０３０１２×Ｎｉ＋０．００２１５×Ｃｒ２－０．０８５６７×Ｃｒ＋１．９２７ ・・・（ｉ）
Ｆｎ１＝Ｍｏ＋（１／２）Ｗ ・・・（ii）
但し、上記式中の元素記号は、合金中に含まれる各元素の含有量（質量％）を表し、含有されない場合は０を代入するものとする。
Ｃ：０．０３０％以下、
Ｓｉ：０．０１～１．０％、
Ｍｎ：０．０１～２．０％、
Ｐ：０．０３０％以下、
Ｓ：０．００５０％以下、
Ｃｒ：２８．０～４０．０％、
Ｎｉ：３２．０～５５．０％、
ｓоｌ．Ａｌ：０．０１０～０．３０％、
Ｎ：０．３０％を超えて、かつ、下記（ｉ）式で定義されるＮｍａｘ以下、
Ｏ：０．０１０％以下、
Ｍｏ：０～６．０％、
Ｗ：０～１２．０％、
Ｃａ：０～０．０１０％、
Ｍｇ：０～０．０１０％、
Ｖ：０～０．５０％、
Ｔｉ：０～０．５０％、
Ｎｂ：０～０．５０％、
Ｃｏ：０～２．０％、
Ｃｕ：０～２．０％、
ＲＥＭ：０～０．１０％、
残部：Ｆｅおよび不純物であり、
下記（ii）式で定義されるＦｎ１が１．０～６．０であり、
降伏応力が０．２％耐力で１１０３ＭＰａ以上である、
合金材。
Ｎｍａｘ＝０．０００２１４×Ｎｉ２－０．０３０１２×Ｎｉ＋０．００２１５×Ｃｒ２－０．０８５６７×Ｃｒ＋１．９２７ ・・・（ｉ）
Ｆｎ１＝Ｍｏ＋（１／２）Ｗ ・・・（ii）
但し、上記式中の元素記号は、合金中に含まれる各元素の含有量（質量％）を表し、含有されない場合は０を代入するものとする。
【0012】
（２）前記化学組成が、質量％で、
Ｖ：０．０１～０．５０％、
Ｔｉ：０．０１～０．５０％、および
Ｎｂ：０．０１～０．５０％、
から選択される１種以上を含有する、
上記（１）に記載の合金材。
Ｖ：０．０１～０．５０％、
Ｔｉ：０．０１～０．５０％、および
Ｎｂ：０．０１～０．５０％、
から選択される１種以上を含有する、
上記（１）に記載の合金材。
【0013】
（３）前記化学組成が、質量％で、
Ｃｏ：０．１～２．０％、
Ｃｕ：０．１～２．０％、および
ＲＥＭ：０．０００５～０．１０％、
から選択される１種以上を含有する、
上記（１）または（２）に記載の合金材。
Ｃｏ：０．１～２．０％、
Ｃｕ：０．１～２．０％、および
ＲＥＭ：０．０００５～０．１０％、
から選択される１種以上を含有する、
上記（１）または（２）に記載の合金材。
【0014】
（４）圧延方向および厚さ方向に平行な断面におけるオーステナイト粒の結晶粒度番号が、１．０以上である、
上記（１）から（３）までのいずれかに記載の合金材。
上記（１）から（３）までのいずれかに記載の合金材。
【0015】
（５）油井用継目無管として用いられる、
上記（１）から（４）までのいずれかに記載の合金材。
上記（１）から（４）までのいずれかに記載の合金材。
【0016】
（６）上記（５）に記載の合金材を用いた、油井用継目無管。
【発明の効果】
【0017】
本発明によれば、強度および高温での耐応力腐食割れ性に優れた合金材および油井用継目無管を提供することが可能となる。
【発明を実施するための形態】
【0018】
一般的に、合金の強度を確保すると耐応力腐食割れ性は低下する。そこで、本発明者らは、強度と耐応力腐食割れ性との両方に優れた合金を得るために、化学組成を種々に調整した合金材を用いて、強度および耐応力腐食割れ性向上のための基礎的な調査を実施した。
【0019】
その結果、合金材の降伏応力を向上させるためには、まず、合金中のＮ含有量を０．３０％超とし、マトリックスに固溶した状態でのＮ含有量（以下、「固溶Ｎ量」という。）を増加させることが、有力な手段であることを明らかにした。
【0020】
一方、単純にＮ含有量を増加させて高強度化すると、Ｃｒが窒化物として析出し、Ｃｒ含有量が減少してしまう。合金中のＮｉおよびＣｒの含有量は、高温での耐応力腐食割れ性に大きな影響を及ぼすため、Ｃｒが減少すると、安定して良好な耐応力腐食割れ性を得ることができない。そのため、Ｎ含有量を、０．０００２１４×Ｎｉ２－０．０３０１２×Ｎｉ＋０．００２１５×Ｃｒ２－０．０８５６７×Ｃｒ＋１．９２７で算出されるＮｍａｘ以下とする必要があることを見出した。
【0021】
さらに、耐応力腐食割れ性を改善する効果を有するＭｏおよびＷを、Ｆｎ１＝Ｍｏ＋（１／２）Ｗの値が１．０～６．０となる範囲で添加することで、本発明の対象とする腐食環境において所望の耐応力腐食割れ性を確保できることが分かった。
【0022】
本発明は、上記知見に基づいてなされたものである。以下、本発明の各要件について詳しく説明する。
【0023】
（Ａ）化学組成
各元素の限定理由は下記のとおりである。なお、以下の説明において含有量についての「％」は、「質量％」を意味する。
各元素の限定理由は下記のとおりである。なお、以下の説明において含有量についての「％」は、「質量％」を意味する。
【0024】
Ｃ：０．０３０％以下
Ｃは、不純物として含有され、Ｍ２３Ｃ６型炭化物（「Ｍ」は、Ｃｒ、Ｍｏおよび／またはＦｅなどの元素を指す）の析出により、粒界破壊を伴う応力腐食割れが生じやすくなる。そのため、Ｃ含有量は０．０３０％以下とする。Ｃ含有量は０．０２０％以下であるのが好ましく、０．０１５％以下であるのがより好ましい。なお、Ｃ含有量は可能な限り低減することが好ましく、つまり含有量が０％でもよいが、極度の低減は製造コストの増大を招く。そのため、Ｃ含有量は０．０００５％以上であるのが好ましく、０．００１０％以上であるのがより好ましい。
Ｃは、不純物として含有され、Ｍ２３Ｃ６型炭化物（「Ｍ」は、Ｃｒ、Ｍｏおよび／またはＦｅなどの元素を指す）の析出により、粒界破壊を伴う応力腐食割れが生じやすくなる。そのため、Ｃ含有量は０．０３０％以下とする。Ｃ含有量は０．０２０％以下であるのが好ましく、０．０１５％以下であるのがより好ましい。なお、Ｃ含有量は可能な限り低減することが好ましく、つまり含有量が０％でもよいが、極度の低減は製造コストの増大を招く。そのため、Ｃ含有量は０．０００５％以上であるのが好ましく、０．００１０％以上であるのがより好ましい。
【0025】
Ｓｉ：０．０１～１．０％
Ｓｉは、脱酸のために必要な元素である。しかしながら、Ｓｉが過剰に含有された場合、熱間加工性が低下する傾向が見られる。そのため、Ｓｉ含有量は０．０１～１．０％とする。Ｓｉ含有量は０．０５％以上であるのが好ましく、０．１０％以上であるのがより好ましい。また、Ｓｉ含有量は０．８０％以下であるのが好ましく、０．５０％以下であるのがより好ましい。
Ｓｉは、脱酸のために必要な元素である。しかしながら、Ｓｉが過剰に含有された場合、熱間加工性が低下する傾向が見られる。そのため、Ｓｉ含有量は０．０１～１．０％とする。Ｓｉ含有量は０．０５％以上であるのが好ましく、０．１０％以上であるのがより好ましい。また、Ｓｉ含有量は０．８０％以下であるのが好ましく、０．５０％以下であるのがより好ましい。
【0026】
Ｍｎ：０．０１～２．０％
Ｍｎは、脱酸および／または脱硫剤として必要な元素であるが、その含有量が０．０１％未満では効果が十分に発揮されない。しかしながら、Ｍｎが過剰に含有された場合、熱間加工性が低下する。そのため、Ｍｎ含有量は０．０１～２．０％とする。Ｍｎ含有量は０．１０％以上であるのが好ましく、０．２０％以上であるのがより好ましい。また、Ｍｎ含有量は１．５％以下であるのが好ましく、１．０％以下であるのがより好ましい。
Ｍｎは、脱酸および／または脱硫剤として必要な元素であるが、その含有量が０．０１％未満では効果が十分に発揮されない。しかしながら、Ｍｎが過剰に含有された場合、熱間加工性が低下する。そのため、Ｍｎ含有量は０．０１～２．０％とする。Ｍｎ含有量は０．１０％以上であるのが好ましく、０．２０％以上であるのがより好ましい。また、Ｍｎ含有量は１．５％以下であるのが好ましく、１．０％以下であるのがより好ましい。
【0027】
Ｐ：０．０３０％以下
Ｐは、合金中に含まれる不純物であり、熱間加工性および耐応力腐食割れ性を著しく低下させる。そのため、Ｐ含有量は０．０３０％以下とする。Ｐ含有量は０．０２５％以下であるのが好ましく、０．０２０％以下であるのがより好ましい。
Ｐは、合金中に含まれる不純物であり、熱間加工性および耐応力腐食割れ性を著しく低下させる。そのため、Ｐ含有量は０．０３０％以下とする。Ｐ含有量は０．０２５％以下であるのが好ましく、０．０２０％以下であるのがより好ましい。
【0028】
Ｓ：０．００５０％以下
Ｓは、Ｐと同様に、熱間加工性を著しく低下させる不純物である。そのため、Ｓ含有量は０．００５０％以下とする。Ｓ含有量は０．００３０％以下であるのが好ましく、０．００１０％以下であるのがより好ましく、０．０００５％以下であるのがさらに好ましい。
Ｓは、Ｐと同様に、熱間加工性を著しく低下させる不純物である。そのため、Ｓ含有量は０．００５０％以下とする。Ｓ含有量は０．００３０％以下であるのが好ましく、０．００１０％以下であるのがより好ましく、０．０００５％以下であるのがさらに好ましい。
【0029】
Ｃｒ：２８．０～４０．０％
Ｃｒは、固溶Ｎ量を増加させるとともに、耐応力腐食割れ性を著しく改善する元素であり、Ｃｒ含有量が２８．０％以下ではその効果が十分でない。しかしながら、Ｃｒが過剰に含有された場合、熱間加工性の低下を招くとともに、σ相に代表されるＴＣＰ相を生じやすくなり、耐応力腐食割れ性が低下する。そのため、Ｃｒ含有量を２８．０～４０．０％とする。Ｃｒ含有量は２９．０％以上であるのが好ましく、３０．０％以上であるのがより好ましい。また、Ｃｒ含有量は３８．０％以下であるのが好ましく、３５．０％以下であるのがより好ましい。
Ｃｒは、固溶Ｎ量を増加させるとともに、耐応力腐食割れ性を著しく改善する元素であり、Ｃｒ含有量が２８．０％以下ではその効果が十分でない。しかしながら、Ｃｒが過剰に含有された場合、熱間加工性の低下を招くとともに、σ相に代表されるＴＣＰ相を生じやすくなり、耐応力腐食割れ性が低下する。そのため、Ｃｒ含有量を２８．０～４０．０％とする。Ｃｒ含有量は２９．０％以上であるのが好ましく、３０．０％以上であるのがより好ましい。また、Ｃｒ含有量は３８．０％以下であるのが好ましく、３５．０％以下であるのがより好ましい。
【0030】
Ｎｉ：３２．０～５５．０％
Ｎｉは、オーステナイトを安定化させ、２００℃以上の高温で優れた耐応力腐食割れ性を得るために重要な元素である。しかしながら、Ｎｉが過剰に添加された場合、固溶Ｎ量が減少するとともに、コストの増加および耐水素割れ性の低下を招く。そのため、Ｎｉ含有量を３２．０～５５．０％とする。Ｎｉ含有量は３４．０％以上であるのが好ましく、３６．０％超であるのがより好ましく、３７．０％以上であるのがさらに好ましい。また、Ｎｉ含有量は５３．０％以下であるのが好ましく、５０．０％以下であるのがより好ましく、４５．０％以下であるのがさらに好ましい。
Ｎｉは、オーステナイトを安定化させ、２００℃以上の高温で優れた耐応力腐食割れ性を得るために重要な元素である。しかしながら、Ｎｉが過剰に添加された場合、固溶Ｎ量が減少するとともに、コストの増加および耐水素割れ性の低下を招く。そのため、Ｎｉ含有量を３２．０～５５．０％とする。Ｎｉ含有量は３４．０％以上であるのが好ましく、３６．０％超であるのがより好ましく、３７．０％以上であるのがさらに好ましい。また、Ｎｉ含有量は５３．０％以下であるのが好ましく、５０．０％以下であるのがより好ましく、４５．０％以下であるのがさらに好ましい。
【0031】
ｓоｌ．Ａｌ：０．０１０～０．３０％
Ａｌは、合金中のＯ（酸素）をＡｌ酸化物として固定することで、熱間加工性を改善するだけでなく、製品の耐衝撃特性および耐食性も改善する。しかしながら、ｓоｌ．Ａｌが過剰に含有された場合、却って熱間加工性を低下させる。そのため、Ａｌ含有量をｓоｌ．Ａｌで０．０１０～０．３０％とする。ｓоｌ．ＡｌでのＡｌ含有量は、０．０２０％以上であるのが好ましく、０．０５０％以上であるのがより好ましい。また、ｓоｌ．ＡｌでのＡｌ含有量は、０．２５％以下であるのが好ましく、０．２０％以下であるのがより好ましい。
Ａｌは、合金中のＯ（酸素）をＡｌ酸化物として固定することで、熱間加工性を改善するだけでなく、製品の耐衝撃特性および耐食性も改善する。しかしながら、ｓоｌ．Ａｌが過剰に含有された場合、却って熱間加工性を低下させる。そのため、Ａｌ含有量をｓоｌ．Ａｌで０．０１０～０．３０％とする。ｓоｌ．ＡｌでのＡｌ含有量は、０．０２０％以上であるのが好ましく、０．０５０％以上であるのがより好ましい。また、ｓоｌ．ＡｌでのＡｌ含有量は、０．２５％以下であるのが好ましく、０．２０％以下であるのがより好ましい。
【0032】
Ｎ：０．３０％を超えて、かつ、（ｉ）式で定義されるＮｍａｘ以下
Ｎは、合金材の強度を高める作用があるが、Ｎ含有量が０．３０％以下では所望の強度を確保できない。しかしながら、Ｎ含有量が過剰に含有された場合、多量のクロム窒化物の析出を引き起こし、耐応力腐食割れ性の悪化を招く。そのため、Ｎ含有量は０．３０％を超えて、かつ下記（ｉ）式で定義されるＮｍａｘ以下とする。Ｎ含有量は０．３１％以上であるのが好ましく、０．３２％以上であるのがより好ましく、０．３５％以上であるのがさらに好ましい。
Ｎｍａｘ＝０．０００２１４×Ｎｉ２－０．０３０１２×Ｎｉ＋０．００２１５×Ｃｒ２－０．０８５６７×Ｃｒ＋１．９２７ ・・・（ｉ）
但し、上記式中の元素記号は、合金中に含まれる各元素の含有量（質量％）を表す。
Ｎは、合金材の強度を高める作用があるが、Ｎ含有量が０．３０％以下では所望の強度を確保できない。しかしながら、Ｎ含有量が過剰に含有された場合、多量のクロム窒化物の析出を引き起こし、耐応力腐食割れ性の悪化を招く。そのため、Ｎ含有量は０．３０％を超えて、かつ下記（ｉ）式で定義されるＮｍａｘ以下とする。Ｎ含有量は０．３１％以上であるのが好ましく、０．３２％以上であるのがより好ましく、０．３５％以上であるのがさらに好ましい。
Ｎｍａｘ＝０．０００２１４×Ｎｉ２－０．０３０１２×Ｎｉ＋０．００２１５×Ｃｒ２－０．０８５６７×Ｃｒ＋１．９２７ ・・・（ｉ）
但し、上記式中の元素記号は、合金中に含まれる各元素の含有量（質量％）を表す。
【0033】
Ｏ：０．０１０％以下
Ｏは、合金中に含まれる不純物であり、耐応力腐食割れ性および熱間加工性を低下させる。そのため、Ｏ含有量は０．０１０％以下とする。Ｏ含有量は０．００８％以下であるのが好ましく、０．００５％以下であるのがより好ましい。
Ｏは、合金中に含まれる不純物であり、耐応力腐食割れ性および熱間加工性を低下させる。そのため、Ｏ含有量は０．０１０％以下とする。Ｏ含有量は０．００８％以下であるのが好ましく、０．００５％以下であるのがより好ましい。
【0034】
Ｍｏ：０～６．０％
Ｍｏは、合金表面上に形成される腐食保護皮膜の安定化に寄与し、２００℃を超える環境での耐応力腐食割れ性を改善する効果があるため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Ｍｏが過剰に含有された場合、熱間加工性および経済性を低下させるため、Ｍｏ含有量は６．０％以下とする。Ｍｏ含有量は５．５％以下であるのが好ましく、５．０％以下であるのがより好ましい。なお、上記効果を得たい場合には、Ｍｏ含有量は１．０％以上であるのが好ましく、２．０％以上であるのがより好ましく、３．０％以上であるのがさらに好ましい。
Ｍｏは、合金表面上に形成される腐食保護皮膜の安定化に寄与し、２００℃を超える環境での耐応力腐食割れ性を改善する効果があるため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Ｍｏが過剰に含有された場合、熱間加工性および経済性を低下させるため、Ｍｏ含有量は６．０％以下とする。Ｍｏ含有量は５．５％以下であるのが好ましく、５．０％以下であるのがより好ましい。なお、上記効果を得たい場合には、Ｍｏ含有量は１．０％以上であるのが好ましく、２．０％以上であるのがより好ましく、３．０％以上であるのがさらに好ましい。
【0035】
Ｗ：０～１２．０％
Ｗは、Ｍｏと同様に、合金表面上に形成される腐食保護皮膜の安定性に寄与し、２００℃を超える環境での耐応力腐食割れ性を改善する効果があるため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Ｗが過剰に含有された場合、熱間加工性および経済性を低下させるため、Ｗ含有量は１２．０％以下とする。Ｗ含有量は１１．０％以下であるのが好ましく、１０．０％以下であるのがより好ましい。なお、上記効果を得たい場合には、Ｗ含有量は１．０％以上であるのが好ましく、２．０％以上であるのがより好ましく、４．０％以上であるのがさらに好ましい。
Ｗは、Ｍｏと同様に、合金表面上に形成される腐食保護皮膜の安定性に寄与し、２００℃を超える環境での耐応力腐食割れ性を改善する効果があるため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Ｗが過剰に含有された場合、熱間加工性および経済性を低下させるため、Ｗ含有量は１２．０％以下とする。Ｗ含有量は１１．０％以下であるのが好ましく、１０．０％以下であるのがより好ましい。なお、上記効果を得たい場合には、Ｗ含有量は１．０％以上であるのが好ましく、２．０％以上であるのがより好ましく、４．０％以上であるのがさらに好ましい。
【0036】
Ｆｎ１：１．０～６．０
上述のように、ＭｏおよびＷは耐応力腐食割れ性に影響を及ぼす。下記（ii）式で定義されるＦｎ１が１．０未満では、本発明の対象とする腐食環境において、所望の耐応力腐食割れ性を確保することができない。また、ＭｏおよびＷを、Ｆｎ１が６．０を超えて含有させると、経済性を低下させる。そのため、Ｆｎ１は１．０～６．０とする。Ｆｎ１は２．０以上であるのが好ましく、３．０以上であるのがより好ましい。また、Ｆｎ１は５．５以下であるのが好ましく、５．０以下であるのがより好ましい。
Ｆｎ１＝Ｍｏ＋（１／２）Ｗ ・・・（ii）
但し、上記式中の元素記号は、合金中に含まれる各元素の含有量（質量％）を表し、含有されない場合は０を代入するものとする。
上述のように、ＭｏおよびＷは耐応力腐食割れ性に影響を及ぼす。下記（ii）式で定義されるＦｎ１が１．０未満では、本発明の対象とする腐食環境において、所望の耐応力腐食割れ性を確保することができない。また、ＭｏおよびＷを、Ｆｎ１が６．０を超えて含有させると、経済性を低下させる。そのため、Ｆｎ１は１．０～６．０とする。Ｆｎ１は２．０以上であるのが好ましく、３．０以上であるのがより好ましい。また、Ｆｎ１は５．５以下であるのが好ましく、５．０以下であるのがより好ましい。
Ｆｎ１＝Ｍｏ＋（１／２）Ｗ ・・・（ii）
但し、上記式中の元素記号は、合金中に含まれる各元素の含有量（質量％）を表し、含有されない場合は０を代入するものとする。
【0037】
なお、ＭｏとＷは複合して含有させる必要はない。Ｍｏを単独で含有させる場合には、Ｍｏ含有量は１．０～６．０％であればよく、Ｗを単独で含有させる場合には、Ｗ含有量が２．０～１２．０％であればよい。
【0038】
Ｃａ：０～０．０１０％
Ｃａは、低温域での熱間加工性を改善する作用を有するため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Ｃａが過剰に含有された場合、介在物量が増加し、却って熱間加工性を低下させる。そのため、Ｃａ含有量は０．０１０％以下とする。Ｃａ含有量は０．００８％以下であるのが好ましく、０．００５％以下であるのがより好ましい。なお、上記効果を得たい場合には、Ｃａ含有量は０．０００３％以上であるのが好ましく、０．０００５％以上であるのがより好ましい。
Ｃａは、低温域での熱間加工性を改善する作用を有するため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Ｃａが過剰に含有された場合、介在物量が増加し、却って熱間加工性を低下させる。そのため、Ｃａ含有量は０．０１０％以下とする。Ｃａ含有量は０．００８％以下であるのが好ましく、０．００５％以下であるのがより好ましい。なお、上記効果を得たい場合には、Ｃａ含有量は０．０００３％以上であるのが好ましく、０．０００５％以上であるのがより好ましい。
【0039】
Ｍｇ：０～０．０１０％
Ｍｇは、Ｃａと同様に、低温域での熱間加工性を改善する作用を有するため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Ｍｇが過剰に含有された場合、介在物量が増加し、却って熱間加工性を低下させる。そのため、Ｍｇ含有量は０．０１０％以下とする。Ｍｇ含有量は０．００８％以下であるのが好ましく、０．００５％以下であるのがより好ましい。なお、上記効果を得たい場合には、Ｍｇ含有量は０．０００３％以上であるのが好ましく、０．０００５％以上であるのがより好ましい。
Ｍｇは、Ｃａと同様に、低温域での熱間加工性を改善する作用を有するため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Ｍｇが過剰に含有された場合、介在物量が増加し、却って熱間加工性を低下させる。そのため、Ｍｇ含有量は０．０１０％以下とする。Ｍｇ含有量は０．００８％以下であるのが好ましく、０．００５％以下であるのがより好ましい。なお、上記効果を得たい場合には、Ｍｇ含有量は０．０００３％以上であるのが好ましく、０．０００５％以上であるのがより好ましい。
【0040】
本発明の合金の化学組成において、上記の元素に加えて、さらにＶ、ＴｉおよびＮｂから選択される１種以上を、以下に示す範囲において含有させてもよい。その理由について説明する。
【0041】
Ｖ：０～０．５０％
Ｔｉ：０～０．５０％
Ｎｂ：０～０．５０％
Ｖ、ＴｉおよびＮｂは、結晶粒を微細化して延性を向上させる作用を有するため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、いずれの含有量も０．５０％を超えると、介在物が多量に生じ、却って延性を低下させる場合がある。そのため、Ｖ、ＴｉおよびＮｂの含有量は０．５０％以下とする。これらの元素の含有量は、いずれも０．３０％以下であるのが好ましく、０．１０％以下であるのがより好ましい。なお、上記効果を得たい場合には、これらの元素の含有量は０．００５％以上であるのが好ましく、０．０１％以上であるのがより好ましく、０．０２％以上であるのがさらに好ましい。
Ｔｉ：０～０．５０％
Ｎｂ：０～０．５０％
Ｖ、ＴｉおよびＮｂは、結晶粒を微細化して延性を向上させる作用を有するため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、いずれの含有量も０．５０％を超えると、介在物が多量に生じ、却って延性を低下させる場合がある。そのため、Ｖ、ＴｉおよびＮｂの含有量は０．５０％以下とする。これらの元素の含有量は、いずれも０．３０％以下であるのが好ましく、０．１０％以下であるのがより好ましい。なお、上記効果を得たい場合には、これらの元素の含有量は０．００５％以上であるのが好ましく、０．０１％以上であるのがより好ましく、０．０２％以上であるのがさらに好ましい。
【0042】
上記のＶ、ＴｉおよびＮｂは、そのうちのいずれか１種のみ、または、２種以上を複合的に含有させることができる。これらの元素を複合して含有させる場合の合計量は、０．５％以下であることが好ましい。
【0043】
本発明の合金の化学組成において、上記の元素に加えて、さらにＣｏ、ＣｕおよびＲＥＭから選択される１種以上を、以下に示す範囲において含有させてもよい。各元素の限定理由について説明する。
【0044】
Ｃｏ：０～２．０％
Ｃｏは、オーステナイト相の安定化に寄与し、高温での耐応力腐食割れ性を向上させる作用を有するため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Ｃｏが過剰に含有された場合、合金価格の上昇を招き、経済性を著しく損なう。そのため、Ｃｏ含有量は２．０％以下とする。Ｃｏ含有量は１．８％以下であるのが好ましく、１．５％以下であるのがより好ましい。なお、上記効果を得たい場合には、Ｃｏ含有量は０．１％以上であるのが好ましく、０．３％以上であるのがより好ましい。
Ｃｏは、オーステナイト相の安定化に寄与し、高温での耐応力腐食割れ性を向上させる作用を有するため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Ｃｏが過剰に含有された場合、合金価格の上昇を招き、経済性を著しく損なう。そのため、Ｃｏ含有量は２．０％以下とする。Ｃｏ含有量は１．８％以下であるのが好ましく、１．５％以下であるのがより好ましい。なお、上記効果を得たい場合には、Ｃｏ含有量は０．１％以上であるのが好ましく、０．３％以上であるのがより好ましい。
【0045】
Ｃｕ：０～２．０％
Ｃｕは、合金材表面に形成される不動態皮膜の安定性に効果があり、耐孔食性および耐全面腐食性を向上させる作用を有するため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Ｃｕが過剰に含有された場合、熱間加工性が低下する。そのため、Ｃｕ含有量は２．０％以下とする。Ｃｕ含有量は１．８％以下であるのが好ましく、１．５％以下であるのがより好ましい。なお、上記効果を得たい場合には、Ｃｕ含有量は０．１％以上であるのが好ましく、０．２％以上であるのがより好ましく、０．４％以上であるのがさらに好ましい。
Ｃｕは、合金材表面に形成される不動態皮膜の安定性に効果があり、耐孔食性および耐全面腐食性を向上させる作用を有するため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Ｃｕが過剰に含有された場合、熱間加工性が低下する。そのため、Ｃｕ含有量は２．０％以下とする。Ｃｕ含有量は１．８％以下であるのが好ましく、１．５％以下であるのがより好ましい。なお、上記効果を得たい場合には、Ｃｕ含有量は０．１％以上であるのが好ましく、０．２％以上であるのがより好ましく、０．４％以上であるのがさらに好ましい。
【0046】
ＲＥＭ：０～０．１０％
ＲＥＭは、合金材の耐応力腐食割れ性を向上させる作用があるため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、ＲＥＭが過剰に含有された場合、介在物量が増加し、却って熱間加工性を低下させる。そのため、ＲＥＭ含有量は０．１０％以下とする。ＲＥＭ含有量は０．０８％以下であるのが好ましく、０．０５％以下であるのがより好ましい。なお、上記効果を得たい場合には、ＲＥＭ含有量は０．０００５％以上であるのが好ましく、０．００１０％以上であるのがより好ましい。
ＲＥＭは、合金材の耐応力腐食割れ性を向上させる作用があるため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、ＲＥＭが過剰に含有された場合、介在物量が増加し、却って熱間加工性を低下させる。そのため、ＲＥＭ含有量は０．１０％以下とする。ＲＥＭ含有量は０．０８％以下であるのが好ましく、０．０５％以下であるのがより好ましい。なお、上記効果を得たい場合には、ＲＥＭ含有量は０．０００５％以上であるのが好ましく、０．００１０％以上であるのがより好ましい。
【0047】
なお、ＲＥＭは、Ｓｃ、Ｙおよびランタノイドの合計１７元素の総称であり、ＲＥＭ含有量は、ＲＥＭのうち１種以上の元素の合計含有量を指す。また、ＲＥＭについては一般的にミッシュメタルに含有される。このため、例えば、ミッシュメタルの形で添加して、ＲＥＭ含有量が上記の範囲となるように調整してもよい。
【0048】
本発明の合金の化学組成において、残部はＦｅおよび不純物である。ここで不純物とは、合金を工業的に製造する際に、鉱石、スクラップ等の原料その他の要因により混入する成分であって、本発明に係る合金に悪影響を与えない範囲で許容されるものを意味する。
【0049】
（Ｂ）オーステナイト粒の結晶粒度番号
オーステナイト粒の結晶粒度番号は、本発明に係る合金材の降伏応力に影響する。本発明の合金材は、例えば、後述のとおり、熱間圧延、溶体化熱処理、および冷間加工を実施することにより製造することができる。本発明で規定する降伏応力をより確実に満足するためには、冷間加工により加工方向に延伸したオーステナイト粒の結晶粒度番号が、合金材の圧延方向および厚さ方向に平行な断面（以下、「Ｌ断面」という。）において、１．０以上であることが好ましい。Ｌ断面における結晶粒度番号は、１．５以上であるのがより好ましく、２．０以上であるのがさらに好ましい。
オーステナイト粒の結晶粒度番号は、本発明に係る合金材の降伏応力に影響する。本発明の合金材は、例えば、後述のとおり、熱間圧延、溶体化熱処理、および冷間加工を実施することにより製造することができる。本発明で規定する降伏応力をより確実に満足するためには、冷間加工により加工方向に延伸したオーステナイト粒の結晶粒度番号が、合金材の圧延方向および厚さ方向に平行な断面（以下、「Ｌ断面」という。）において、１．０以上であることが好ましい。Ｌ断面における結晶粒度番号は、１．５以上であるのがより好ましく、２．０以上であるのがさらに好ましい。
【0050】
本発明において、オーステナイト粒の結晶粒度番号は、ＡＳＴＭ Ｅ１１２－１３ Planimetric procedureに準拠して求める。具体的には、まず、合金材からＬ断面を観察できるように、試料を切り出す。当該観察面を鏡面研磨し、１０％しゅう酸で電解エッチングした後、光学顕微鏡を用いて１００～５００倍の倍率で観察し、顕微鏡の視野中に結晶粒が５０個含まれるように倍率を決定する。
【0051】
そして、視野中に結晶粒の全体が含まれている結晶粒の数、視野中に結晶粒の一部が含まれている結晶粒の数、および顕微鏡の倍率により決定されるＡＳＴＭ Ｅ１１２－１３に記載された数値を、下記（iii）式に代入することで、ＮＡ（単位面積ｍｍ２当たりの結晶粒の数）を算出する。さらに、ＡＳＴＭ Ｅ１１２－１３に記載された関係により、ＮＡから結晶粒度番号を決定する。
ＮＡ＝ｆ（Ｎｔоｔａｌ＋（Ｎｉｎｔｅｒｃｅｐｔｅｄ／２）） ・・・（iii）
但し、上記（iii）式中の各記号の意味は以下のとおりである。
Ｎｔоｔａｌ：視野中に結晶粒の全体が含まれている結晶粒の数
Ｎｉｎｔｅｒｃｅｐｔｅｄ：視野中に結晶粒の一部が含まれている結晶粒の数
ｆ：顕微鏡の倍率により決定されるＡＳＴＭ Ｅ１１２－１３に記載された数値
ＮＡ＝ｆ（Ｎｔоｔａｌ＋（Ｎｉｎｔｅｒｃｅｐｔｅｄ／２）） ・・・（iii）
但し、上記（iii）式中の各記号の意味は以下のとおりである。
Ｎｔоｔａｌ：視野中に結晶粒の全体が含まれている結晶粒の数
Ｎｉｎｔｅｒｃｅｐｔｅｄ：視野中に結晶粒の一部が含まれている結晶粒の数
ｆ：顕微鏡の倍率により決定されるＡＳＴＭ Ｅ１１２－１３に記載された数値
【0052】
（Ｃ）降伏応力
本発明に係る合金材の降伏応力（０．２％耐力）は、１１０３ＭＰａ以上である。この強度であれば、高深度化および高温化する油井に対しても安定して用いることができる。なお、降伏応力は１２７５ＭＰａ以下であることが好ましい。
本発明に係る合金材の降伏応力（０．２％耐力）は、１１０３ＭＰａ以上である。この強度であれば、高深度化および高温化する油井に対しても安定して用いることができる。なお、降伏応力は１２７５ＭＰａ以下であることが好ましい。
【0053】
（Ｄ）用途
本発明に係る合金材は、高い強度と優れた耐応力腐食割れ性とを有するため、油井用継目無管として好適に用いることができる。なお、油井用管とは、例えば、ＪＩＳ Ｇ ０２０３：２００９の番号３５１４の「油井用鋼管（ｓｔｅｅｌ ｐｉｐｅ ｆｏｒ ｏｉｌ ｗｅｌｌ ｃａｓｉｎｇ， ｔｕｂｉｎｇ ａｎｄ ｄｒｉｌｌｉｎｇ）」の定義欄に記載されているように、油井またはガス井の掘削、原油また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である。そして、油井用継目無管とは、例えば、油井またはガス井の掘削、原油または天然ガスの採取等に用いることができる継目無管である。
本発明に係る合金材は、高い強度と優れた耐応力腐食割れ性とを有するため、油井用継目無管として好適に用いることができる。なお、油井用管とは、例えば、ＪＩＳ Ｇ ０２０３：２００９の番号３５１４の「油井用鋼管（ｓｔｅｅｌ ｐｉｐｅ ｆｏｒ ｏｉｌ ｗｅｌｌ ｃａｓｉｎｇ， ｔｕｂｉｎｇ ａｎｄ ｄｒｉｌｌｉｎｇ）」の定義欄に記載されているように、油井またはガス井の掘削、原油また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である。そして、油井用継目無管とは、例えば、油井またはガス井の掘削、原油または天然ガスの採取等に用いることができる継目無管である。
【0054】
（Ｅ）製造方法
本発明の合金材は、例えば、次のようにして製造することができる。
本発明の合金材は、例えば、次のようにして製造することができる。
【0055】
まず、電気炉、ＡＯＤ炉、またはＶＯＤ炉などを用いて溶製し、化学組成を調整する。化学組成を調整した溶湯は、次に、インゴットに鋳造して、その後の鍛造など熱間加工によって、スラブ、ブルーム、またはビレットなどのいわゆる「合金片」に加工してもよい。また、上記溶湯を連続鋳造して、直接、スラブ、ブルーム、またはビレットなどのいわゆる「合金片」にしてもよい。
【0056】
さらに、上記の「合金片」を素材として、板材または管材など所望の形状に熱間加工する。例えば、板材に加工する場合は、熱間圧延によってプレートまたはコイル状に熱間加工することができる。また、例えば、継目無管等の管材に加工する場合は、熱間押出製管法またはマンネスマン製管法によって管状に熱間加工することができる。
【0057】
次いで、板材の場合には、熱間圧延材に溶体化熱処理を施してから冷間圧延による冷間加工を施してもよい。また、管材の場合には、熱間加工された素管に溶体化熱処理を施してから冷間引抜またはピルガー圧延などの冷間圧延による冷間加工を施してもよい。なお、Ｌ断面におけるオーステナイト粒の結晶粒度番号を１．０以上とするためには、溶体化熱処理では、１０００～１２００℃の温度範囲において、１分以上保持することが好ましい。
【0058】
１回または複数回で行う上記の冷間加工は、合金の化学組成によっても異なるが、断面減少率で３１～５０％程度の加工とすればよい。同様に、合金の化学組成によっても異なるが、所定のサイズへの加工のために、冷間加工後に中間熱処理を行い、その後さらに１回または複数回で冷間加工する場合には、中間熱処理後の断面減少率で３１～５０％程度の加工とすればよい。
【0059】
以下、実施例によって本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【実施例】
【0060】
表１に示す化学組成を有する合金を真空高周波溶解炉にて溶解し、５０ｋｇのインゴットに鋳造した。表１における合金１～１８は、化学組成が本発明で規定する範囲内にある合金である。一方、合金１９～２８は、化学組成が本発明で規定する条件から外れた合金である。
【0061】
【表1】
【0062】
各インゴットは１２００℃で３時間の均熱処理を行った後、熱間鍛造して断面が５０ｍｍ×５０ｍｍの角材に加工した。このようにして得た角材を、さらに、１２００℃で１時間加熱した後、熱間圧延して厚さ１４．２ｍｍの板材に仕上げた。
【0063】
次いで、表２に記載の温度で溶体化熱処理を１５分間実施後、水冷処理を行った板材を用いて冷間加工し、厚さが８．４ｍｍの板材に仕上げた。
【0064】
【表2】
【0065】
得られた試験材を用いて、以下に示す各種の性能評価試験を行った。
【0066】
＜オーステナイト結晶粒度番号＞
オーステナイト結晶粒度番号の決定は、ＡＳＴＭ Ｅ１１２－１３に記載されているPlanimetric procedureに従って実施した。具体的には、上述のとおり、Ｌ断面について光学顕微鏡を用いて粒径に応じて１００倍から５００倍の倍率で観察して結晶粒の数を数え上げ、結晶粒度番号を決定した。
オーステナイト結晶粒度番号の決定は、ＡＳＴＭ Ｅ１１２－１３に記載されているPlanimetric procedureに従って実施した。具体的には、上述のとおり、Ｌ断面について光学顕微鏡を用いて粒径に応じて１００倍から５００倍の倍率で観察して結晶粒の数を数え上げ、結晶粒度番号を決定した。
【0067】
＜降伏応力＞
上記各板材の圧延方向から、平行部の直径が４ｍｍで標点距離が３４ｍｍの丸棒引張試験片を採取し、室温で引張試験を行い、降伏応力（０．２％耐力）を求めた。なお、試験時の引張速度は、４．９×１０－４／ｓのひずみ速度に対応する１．０ｍｍ／ｍｉｎとした。
上記各板材の圧延方向から、平行部の直径が４ｍｍで標点距離が３４ｍｍの丸棒引張試験片を採取し、室温で引張試験を行い、降伏応力（０．２％耐力）を求めた。なお、試験時の引張速度は、４．９×１０－４／ｓのひずみ速度に対応する１．０ｍｍ／ｍｉｎとした。
【0068】
＜耐応力腐食割れ性＞
上記各板材の圧延方向から、ＮＡＣＥ ＴＭ０１９８で規定された低ひずみ速度引張試験法に準拠して、平行部の直径が３．８１ｍｍで長さが２５．４ｍｍの低ひずみ速度引張試験片を採取した。そして、ＮＡＣＥ ＴＭ０１９８に則った低ひずみ速度引張試験を行って耐応力腐食割れ性を評価した。
上記各板材の圧延方向から、ＮＡＣＥ ＴＭ０１９８で規定された低ひずみ速度引張試験法に準拠して、平行部の直径が３．８１ｍｍで長さが２５．４ｍｍの低ひずみ速度引張試験片を採取した。そして、ＮＡＣＥ ＴＭ０１９８に則った低ひずみ速度引張試験を行って耐応力腐食割れ性を評価した。
【0069】
上記の低ひずみ速度引張試験における試験環境は、大気中および過酷油井環境を模擬した環境（Ｈ２Ｓ分圧：０．７ＭＰａ、ＣＯ２分圧：１．０ＭＰａ、２５％ＮａＣｌ、温度：２０４℃）の２条件とした。いずれの環境においても、引張試験でのひずみ速度は４．０×１０－６／ｓとした。
【0070】
また、耐応力腐食割れ性の評価は、具体的には、各板材から低ひずみ速度引張試験片を３本採取し、そのうち１本の試験片について、大気中での引張試験によって破断延性の値および破断絞りの値を求めた（以下、これらの値をそれぞれ、「破断延性の基準値」および「破断絞りの基準値」という。）。残りの２本の試験片については、上記の過酷油井環境を模擬した環境での引張試験によって破断延性の値および破断絞りの値を求めた（以下、各試験片でのこれらの値をそれぞれ、「破断延性の比較値」および「破断絞りの比較値」という。）。すなわち、本実施例では、各板材について、「破断延性の基準値」を１つ、「破断延性の比較値」を２つ、「破断絞りの基準値」を１つ、「破断絞りの比較値」を２つ求めた。
【0071】
そして、各板材について、「破断延性の基準値」と２つの「破断延性の比較値」との差をそれぞれ求めた（以下、それぞれの差を「破断延性の差」という。）。同様に、「破断絞りの基準値」と２つの「破断絞りの比較値」との差をそれぞれ求めた（以下、それぞれの差を「破断絞りの差」という。）。この調査では、「破断延性の差」の全てを「破断延性の基準値」の２０％以下とし、かつ「破断絞りの差」の全てを「破断絞りの基準値」の２０％以下とすることを、耐応力腐食割れ性の目標とした。そして、上記目標を達成できた場合を、耐応力腐食割れ性が良好であると判断した。
【0072】
表２に、上記の各調査結果を示す。「耐応力腐食割れ性」欄における「○」は、上記耐応力腐食割れ性の目標を達成したことを、一方、「×」は、耐応力腐食割れ性の目標を達成できなかったことを示す。
【0073】
表２から、本発明で規定する条件を満たす合金材は、オーステナイト粒が微細であり、降伏応力（０．２％耐力）が１１０３ＭＰａ以上の高強度で、温度が２００℃以上の高温、かつ硫化水素と二酸化炭素を含む環境での耐応力腐食割れ性にも優れることが明らかである。
【0074】
一方、本発明の規定範囲を外れた材料は、０．２％耐力が１１０３ＭＰａ未満であるか、耐応力腐食割れ性に劣る結果となった。合金１９および２０はＣｒが、合金２１および２２はＮｉが、合金２８はＦｎ１が本発明から外れているため耐応力腐食割れ性に劣る結果となった。
【0075】
合金２３はＯが、合金２４および２５はＮが本発明範囲を超えて添加されているため、耐応力腐食割れ性に劣る結果となった。また、合金２６はＮが本発明範囲よりも低く添加されているため、耐応力腐食割れ性は良好であるが降伏応力が１１０３ＭＰａ未満であった。また、合金２７は、溶体化温度が１２００℃を超えていたため、オーステナイト結晶粒度番号が１．０未満となった。さらに、Ｎが本発明範囲よりも低く添加されているため、降伏応力が１１０３ＭＰａ未満であった。
【産業上の利用可能性】
【0076】
本発明の合金材は、強度および高温における耐応力腐食割れ性に優れる。このため、本発明の合金材および油井用継目無管は、例えば、油井またはガス井の掘削、および原油または天然ガスの採取などに用いられるケーシング、チュービング、ドリルパイプなどに好適である。