(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】2023-12-19
(45)【発行日】2023-12-27
(54)【発明の名称】サワー環境での使用に適した鋼材
(51)【国際特許分類】
C22C 38/00 20060101AFI20231220BHJP
C22C 38/54 20060101ALI20231220BHJP
C21D 8/10 20060101ALN20231220BHJP
C21D 8/02 20060101ALN20231220BHJP
C21C 7/10 20060101ALN20231220BHJP
【ＦＩ】
C22C38/00 301F
C22C38/54
C22C38/00 301Z
C21D8/10 C
C21D8/02 C
C21C7/10 A
【請求項の数】
3
(21)【出願番号】P 2023532799
(86)(22)【出願日】2023-02-16
(86)【国際出願番号】 JP2023005359
【審査請求日】2023-05-30
(31)【優先権主張番号】P 2022022696
(32)【優先日】2022-02-17
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(31)【優先権主張番号】P 2022168936
(32)【優先日】2022-10-21
(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】神谷 裕紀
(72)【発明者】
【氏名】荒井 勇次
(72)【発明者】
【氏名】川▲崎▼ 陣
(72)【発明者】
【氏名】近藤 桂一
【審査官】鈴木 葉子
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０２１／０３９４３１（ＷＯ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１８／０７４１０９（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２００８－２５４０５１（ＪＰ，Ａ）
【文献】中国特許出願公開第１０６３９９８６２（ＣＮ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｃ２２Ｃ ３８／００ー３８／６０
Ｃ２１Ｃ ７／００－ ７／１０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
鋼材であって、質量％で、
Ｃ：０．１５～０．４５％、
Ｓｉ：０．０５～１．００％、
Ｍｎ：０．０５～０．３０％、
Ｐ：０．０３０％以下、
Ｓ：０．００５０％以下、
Ａｌ：０．００５～０．１００％、
Ｃｒ：０．３０～１．１０％、
Ｍｏ：０．４０～２．００％、
Ｔｉ：０．００２～０．０２０％、
Ｎｂ：０．００２～０．１００％、
Ｂ：０．０００５～０．００４０％、
Ｎ：０．０１００％以下、
Ｏ：０．００４０％未満、
Ｖ：０～０．３０％、
Ｃｕ：０～０．５０％、
Ｎｉ：０～０．５０％、
Ｗ：０～１．５０％、
Ｃａ：０～０．０１００％、
Ｍｇ：０～０．０１００％、
Ｚｒ：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、
降伏強度が８６２ＭＰａ以上であり、
ミクロ組織が、焼戻しマルテンサイト及び焼戻しベイナイトの体積率の合計が９０％以上であり、
前記鋼材中において、
質量％で、Ｓｉ含有量が２０％以上であり、Ｏ含有量が１０％以上であり、長径が５．０μｍ以上のＳｉ酸化物の個数密度が、５個／１００ｍｍ２以下であり、
前記降伏強度が９３１ＭＰａ以上の場合、前記Ｓｉ酸化物の個数密度が、５個／２００ｍｍ２以下である、
鋼材。
【請求項2】
請求項１に記載の鋼材であって、Ｖ：０．０１～０．３０％、
Ｃｕ：０．０１～０．５０％、
Ｎｉ：０．０１～０．５０％、
Ｗ：０．０１～１．５０％、
Ｃａ：０．０００１～０．０１００％、
Ｍｇ：０．０００１～０．０１００％、
Ｚｒ：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、サワー環境での使用に適した鋼材に関する。
【背景技術】
【0002】
油井及びガス井（以下、油井及びガス井を総称して、単に「油井」という）の深井戸化により、油井用鋼管に代表される油井用の鋼材の高強度化が要求されている。具体的には、８０ｋｓｉ級（降伏強度が８０～９５ｋｓｉ未満、つまり、５５２～６５５ＭＰａ未満）や、９５ｋｓｉ級（降伏強度が９５～１１０ｋｓｉ未満、つまり、６５５～７５８ＭＰａ未満）の油井用鋼管が広く利用されており、最近ではさらに、１１０ｋｓｉ以上（降伏強度が７５８ＭＰａ以上）の油井用鋼管が求められ始めている。
【0003】
さらに、深井戸の多くは、腐食性を有する硫化水素を含有するサワー環境である。本明細書において、サワー環境とは、硫化水素を含み、酸性化した環境を意味する。なお、サワー環境では、二酸化炭素を含む場合もある。このようなサワー環境で使用される油井用鋼管は、高強度だけでなく、耐硫化物応力割れ性（耐Ｓｕｌｆｉｄｅ Ｓｔｒｅｓｓ Ｃｒａｃｋｉｎｇ性：以下、耐ＳＳＣ性という）も要求される。このように、高強度であり、優れた耐ＳＳＣ性を有する、鋼材が求められ始めている。
【0004】
油井用鋼管に代表される鋼材の耐ＳＳＣ性を高める技術が、特開２０００－２９７３４４号公報（特許文献１）、特開２００１－２７１１３４号公報（特許文献２）、及び、国際公開第２００８／１２３４２２号（特許文献３）に提案されている。
【0005】
特許文献１に開示されている油井用鋼は、質量％で、Ｃ：０．１５～０．３％、Ｃｒ：０．２～１．５％、Ｍｏ：０．１～１％、Ｖ：０．０５～０．３％、Ｎｂ：０．００３～０．１％を含有する。この油井用鋼は、析出している炭化物の総量が１．５～４質量％であり、炭化物の総量に占めるＭＣ型炭化物の割合が５～４５質量％であり、Ｍ23Ｃ6型炭化物の割合が製品の、肉厚をｔ（ｍｍ）とした時（２００／ｔ）質量％以下である。この油井用鋼は耐ＳＳＣ性に優れる、と特許文献１には記載されている。
【0006】
特許文献２に開示されている低合金鋼材は、質量％で、Ｃ：０．２～０．３５％、Ｓｉ：０．０５～０．５％、Ｍｎ：０．１～１％、Ｐ：０．０２５％以下、Ｓ：０．０１％以下、Ｃｒ：０．１～１．２％、Ｍｏ：０．１～１％、Ｂ：０．０００１～０．００５％、Ａｌ：０．００５～０．１％、Ｎ：０．０１％以下、Ｖ：０．０５～０．５％、Ｎｉ：０．１％以下、Ｗ：１．０％以下、Ｏ：０．０１％以下を含有し、残部Ｆｅ及び不純物からなり、式（０．０３≦Ｍｏ×Ｖ≦０．３）、及び、式（０．５×Ｍｏ－Ｖ＋ＧＳ／１０≧１）を満たし、降伏強度が１０６０ＭＰａ以上である。なお、式中のＧＳとは、旧オーステナイト粒のＡＳＴＭ粒度番号を意味する。この低合金鋼材は耐ＳＳＣ性に優れる、と特許文献２には記載されている。
【0007】
特許文献３に開示されている低合金鋼は、質量％で、Ｃ：０．１０～０．２０％、Ｓｉ：０．０５～１．０％、Ｍｎ：０．０５～１．５％、Ｃｒ：１．０～２．０％、Ｍｏ：０．０５～２．０％、Ａｌ：０．１０％以下、及び、Ｔｉ：０．００２～０．０５％を含有し、かつ、Ｃｅｑ（＝Ｃ＋（Ｍｎ／６）＋（Ｃｒ＋Ｍｏ＋Ｖ）／５）が０．６５以上であり、残部がＦｅ及び不純物からなり、不純物中、Ｐ：０．０２５％以下、Ｓ：０．０１０％以下、Ｎ：０．００７％以下、Ｂ：０．０００３％未満である。この低合金鋼は、粒径が１μｍ以上のＭ23Ｃ6型析出物が０．１個／ｍｍ2以下である。この低合金鋼は耐ＳＳＣ性が向上されている、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】
【0008】
【文献】特開２０００－２９７３４４号公報
【文献】特開２００１－２７１１３４号公報
【文献】国際公開第２００８／１２３４２２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
上述のとおり、近年、油井環境の過酷化に伴い、優れた耐ＳＳＣ性を有する鋼材が要求されつつある。具体的に、高強度と、優れた耐ＳＳＣ性とを両立する鋼材が要求されつつある。そのため、上記特許文献１～３に開示された技術以外の他の技術によって、高強度と優れた耐ＳＳＣ性とを両立する鋼材（たとえば油井用鋼材）が得られてもよい。
【0010】
本開示の目的は、高強度と、サワー環境における優れた耐ＳＳＣ性とを有する、鋼材を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本開示による鋼材は、
質量％で、
Ｃ：０．１５～０．４５％、
Ｓｉ：０．０５～１．００％、
Ｍｎ：０．０５～０．３０％、
Ｐ：０．０３０％以下、
Ｓ：０．００５０％以下、
Ａｌ：０．００５～０．１００％、
Ｃｒ：０．３０～１．１０％、
Ｍｏ：０．４０～２．００％、
Ｔｉ：０．００２～０．０２０％、
Ｎｂ：０．００２～０．１００％、
Ｂ：０．０００５～０．００４０％、
Ｎ：０．０１００％以下、
Ｏ：０．００４０％未満、
Ｖ：０～０．３０％、
Ｃｕ：０～０．５０％、
Ｎｉ：０～０．５０％、
Ｗ：０～１．５０％、
Ｃａ：０～０．０１００％、
Ｍｇ：０～０．０１００％、
Ｚｒ：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、
降伏強度が８６２ＭＰａ以上であり、
前記鋼材中において、
質量％で、Ｓｉ含有量が２０％以上であり、Ｏ含有量が１０％以上であり、長径が５．０μｍ以上のＳｉ酸化物の個数密度が、５個／１００ｍｍ2以下であり、
前記降伏強度が９３１ＭＰａ以上の場合、前記Ｓｉ酸化物の個数密度が、５個／２００ｍｍ2以下である。
質量％で、
Ｃ：０．１５～０．４５％、
Ｓｉ：０．０５～１．００％、
Ｍｎ：０．０５～０．３０％、
Ｐ：０．０３０％以下、
Ｓ：０．００５０％以下、
Ａｌ：０．００５～０．１００％、
Ｃｒ：０．３０～１．１０％、
Ｍｏ：０．４０～２．００％、
Ｔｉ：０．００２～０．０２０％、
Ｎｂ：０．００２～０．１００％、
Ｂ：０．０００５～０．００４０％、
Ｎ：０．０１００％以下、
Ｏ：０．００４０％未満、
Ｖ：０～０．３０％、
Ｃｕ：０～０．５０％、
Ｎｉ：０～０．５０％、
Ｗ：０～１．５０％、
Ｃａ：０～０．０１００％、
Ｍｇ：０～０．０１００％、
Ｚｒ：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、
降伏強度が８６２ＭＰａ以上であり、
前記鋼材中において、
質量％で、Ｓｉ含有量が２０％以上であり、Ｏ含有量が１０％以上であり、長径が５．０μｍ以上のＳｉ酸化物の個数密度が、５個／１００ｍｍ2以下であり、
前記降伏強度が９３１ＭＰａ以上の場合、前記Ｓｉ酸化物の個数密度が、５個／２００ｍｍ2以下である。
【発明の効果】
【0012】
本開示による鋼材は、高強度と、サワー環境における優れた耐ＳＳＣ性とを有する。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【発明を実施するための形態】
【0014】
まず本発明者らは、高強度として１２５ｋｓｉ（８６２ＭＰａ）以上の降伏強度を有する鋼材を得ることを検討した。つまり本発明者らは、サワー環境での使用が想定された鋼材において、１２５ｋｓｉ以上の降伏強度と、サワー環境において優れた耐ＳＳＣ性とを得る方法について、調査及び検討を行った。その結果、本発明者らは、次の知見を得た。
【0015】
初めに本発明者らは、化学組成に着目して、１２５ｋｓｉ以上の降伏強度と、サワー環境において優れた耐ＳＳＣ性とを有する鋼材を得ることを検討した。その結果、マンガン（Ｍｎ）含有量を０．３０％以下にまで低減することで、鋼材の強度を維持しつつ、鋼材の耐ＳＳＣ性を高められる可能性があると考えた。Ｍｎは、鋼材中の硫黄（Ｓ）と結合して、Ｍｎ硫化物を形成する。Ｍｎ硫化物は圧延により延伸しやすく、長径が長い介在物になりやすい。さらに、長径の長いＭｎ硫化物は、サワー環境において破壊の起点となりやすい。そのため、Ｍｎ含有量を０．３０％以下にまで低減することで、Ｍｎ硫化物の形成を抑制し、鋼材の耐ＳＳＣ性を高められる可能性がある。
【0016】
つまり、本発明者らは、質量％で、Ｃ：０．１５～０．４５％、Ｓｉ：０．０５～１．００％、Ｍｎ：０．０５～０．３０％、Ｐ：０．０３０％以下、Ｓ：０．００５０％以下、Ａｌ：０．００５～０．１００％、Ｃｒ：０．３０～１．１０％、Ｍｏ：０．４０～２．００％、Ｔｉ：０．００２～０．０２０％、Ｎｂ：０．００２～０．１００％、Ｂ：０．０００５～０．００４０％、Ｎ：０．０１００％以下、Ｏ：０．００４０％未満、Ｖ：０～０．３０％、Ｃｕ：０～０．５０％、Ｎｉ：０～０．５０％、Ｗ：０～１．５０％、Ｃａ：０～０．０１００％、Ｍｇ：０～０．０１００％、Ｚｒ：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鋼材であれば、１２５ｋｓｉ以上の降伏強度を有し、さらにサワー環境において優れた耐ＳＳＣ性を得られる可能性があると考えた。
【0017】
一方、上述の化学組成を有する鋼材であっても、１２５ｋｓｉ以上の降伏強度を有する場合、サワー環境において優れた耐ＳＳＣ性を得られない場合があった。そこで本発明者らは、上述の化学組成を有し、１２５ｋｓｉ以上の降伏強度を有する鋼材について、耐ＳＳＣ性が低下する要因について、詳細に検討した。その結果、上述の化学組成を有する鋼材では、鋼材中に粗大なＳｉ酸化物が含まれる懸念があることが明らかになった。鋼材中に粗大なＳｉ酸化物が含まれれば、鋼材の耐ＳＳＣ性が低下する可能性がある。
【0018】
本明細書において、質量％で、Ｓｉ含有量が２０％以上であり、Ｏ含有量が１０％以上であり、長径が５．０μｍ以上のＳｉ酸化物を、「粗大Ｓｉ酸化物」ともいう。本発明者らはさらに、上述の化学組成を有する鋼材について、降伏強度ごとに、耐ＳＳＣ性が低下する要因について、詳細に検討した。その結果、本発明者らは次の知見を得た。
【0019】
具体的に、上述の化学組成を有する鋼材では、降伏強度が１３５ｋｓｉ未満（９３１ＭＰａ未満）の場合、粗大Ｓｉ酸化物の個数密度を５個／１００ｍｍ2以下とすることで、１２５ｋｓｉ以上の高い降伏強度と、優れた耐ＳＳＣ性とを両立できることが明らかになった。この点について、図面を用いて具体的に説明する。
【0020】
図１は、本実施例のうち、降伏強度が１２５～１３５ｋｓｉ未満の鋼材における、粗大Ｓｉ酸化物（長径が５．０μｍ以上のＳｉ酸化物）の個数密度（個／１００ｍｍ2）と、耐ＳＳＣ性試験におけるＳＳＣ発生本数（本）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、１２５～１３５ｋｓｉ未満の降伏強度とを有する鋼材について、後述する方法で求めた粗大Ｓｉ酸化物の個数密度と、後述する方法で実施した耐ＳＳＣ性試験の結果、ＳＳＣが発生した本数とを用いて作成した。
【0021】
図１を参照して、上述の化学組成と、１２５～１３５ｋｓｉ未満の降伏強度とを有する鋼材では、粗大Ｓｉ酸化物の個数密度が５個／１００ｍｍ2以下であれば、耐ＳＳＣ性試験においてＳＳＣが発生せず、優れた耐ＳＳＣ性が得られることが確認できる。したがって、本実施形態では、上述の化学組成と、１２５～１３５ｋｓｉ未満の降伏強度とを有し、さらに、粗大Ｓｉ酸化物の個数密度を５個／１００ｍｍ2以下とする。その結果、１２５ｋｓｉ以上の降伏強度と、優れた耐ＳＳＣ性とを両立することができる。
【0022】
一方、降伏強度が１２５ｋｓｉ以上の鋼材のうち、１３５ｋｓｉ以上（９３１ＭＰａ以上）の鋼材では、粗大Ｓｉ酸化物の個数密度が５個／１００ｍｍ2以下であっても、サワー環境において優れた耐ＳＳＣ性を得られない場合があった。本発明者らのさらなる詳細な検討の結果、降伏強度が１３５ｋｓｉ以上の鋼材では、粗大Ｓｉ酸化物の個数密度をさらに低減し、５個／２００ｍｍ2以下とすることで、高い降伏強度と、優れた耐ＳＳＣ性とを両立できることが明らかになった。この点について、図面を用いて具体的に説明する。
【0023】
図２は、本実施例のうち、降伏強度が１３５ｋｓｉ以上の鋼材における、粗大Ｓｉ酸化物（長径が５．０μｍ以上のＳｉ酸化物）の個数密度（個／２００ｍｍ2）と、耐ＳＳＣ性試験におけるＳＳＣ発生本数（本）との関係を示す図である。図２は、後述する実施例のうち、上述の化学組成と、１３５ｋｓｉ以上の降伏強度とを有する鋼材について、後述する方法で求めた粗大Ｓｉ酸化物の個数密度と、後述する方法で実施した耐ＳＳＣ性試験の結果、ＳＳＣが発生した本数とを用いて作成した。
【0024】
図２を参照して、上述の化学組成と、１３５ｋｓｉ以上の降伏強度とを有する鋼材では、粗大Ｓｉ酸化物の個数密度が５個／２００ｍｍ2以下であれば、耐ＳＳＣ性試験においてＳＳＣが発生せず、優れた耐ＳＳＣ性が得られることが確認できる。したがって、本実施形態では、上述の化学組成と、１３５ｋｓｉ以上の降伏強度とを有し、さらに、粗大Ｓｉ酸化物の個数密度を５個／２００ｍｍ2以下とする。その結果、１３５ｋｓｉ以上の降伏強度と、優れた耐ＳＳＣ性とを両立することができる。
【0025】
粗大Ｓｉ酸化物の個数密度を低減することによって、鋼材の耐ＳＳＣ性が高められる理由について、詳細は明らかになっていない。しかしながら、本発明者らは次のように推察している。上述の化学組成を有する鋼材を製造する場合、製鋼工程において、主としてアルミニウム（Ａｌ）による脱酸が実施される。そのため、上述の化学組成を有する鋼材では、Ａｌ2Ｏ3に代表されるＡｌ酸化物について検討されてきたものの、Ｓｉ酸化物には着目されてこなかった。しかしながら、数の少ないＳｉ酸化物、特に長径が５．０μｍ以上の粗大Ｓｉ酸化物は、Ａｌ酸化物よりも鋼材の耐ＳＳＣ性を低下させやすい可能性がある。そのため、粗大Ｓｉ酸化物の個数密度を５個／１００ｍｍ2以下、さらには５個／２００ｍｍ2以下にまで低下することで、鋼材の耐ＳＳＣ性を高められるのではないか、と本発明者らは推察している。
【0026】
なお、本発明者らの推察とは異なるメカニズムによって、鋼材の耐ＳＳＣ性が高まっている可能性はあり得る。上述の化学組成を有し、粗大Ｓｉ酸化物の個数密度が５個／１００ｍｍ2以下である結果、１２５～１３５ｋｓｉ未満の降伏強度と、優れた耐ＳＳＣ性とを両立できる点は、後述する実施例によって証明されている。さらに、上述の化学組成を有し、粗大Ｓｉ酸化物の個数密度が５個／２００ｍｍ2以下である結果、１３５ｋｓｉ以上の降伏強度と、優れた耐ＳＳＣ性とを両立できる点は、後述する実施例によって証明されている。したがって、本実施形態による鋼材は、上述の化学組成と、８６２ＭＰａ以上の降伏強度とを有し、鋼材中の粗大Ｓｉ酸化物の個数密度が５個／１００ｍｍ2以下であり、降伏強度が９３１ＭＰａ以上の場合、鋼材中の粗大Ｓｉ酸化物の個数密度が５個／２００ｍｍ2以下である。その結果、本実施形態による鋼材は、１２５ｋｓｉ以上の降伏強度と、優れた耐ＳＳＣ性とを両立することができる。
【0027】
以上の知見に基づいて完成した本実施形態による鋼材の要旨は、次のとおりである。
【0028】
［１］
鋼材であって、
質量％で、
Ｃ：０．１５～０．４５％、
Ｓｉ：０．０５～１．００％、
Ｍｎ：０．０５～０．３０％、
Ｐ：０．０３０％以下、
Ｓ：０．００５０％以下、
Ａｌ：０．００５～０．１００％、
Ｃｒ：０．３０～１．１０％、
Ｍｏ：０．４０～２．００％、
Ｔｉ：０．００２～０．０２０％、
Ｎｂ：０．００２～０．１００％、
Ｂ：０．０００５～０．００４０％、
Ｎ：０．０１００％以下、
Ｏ：０．００４０％未満、
Ｖ：０～０．３０％、
Ｃｕ：０～０．５０％、
Ｎｉ：０～０．５０％、
Ｗ：０～１．５０％、
Ｃａ：０～０．０１００％、
Ｍｇ：０～０．０１００％、
Ｚｒ：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、
降伏強度が８６２ＭＰａ以上であり、
前記鋼材中において、
質量％で、Ｓｉ含有量が２０％以上であり、Ｏ含有量が１０％以上であり、長径が５．０μｍ以上のＳｉ酸化物の個数密度が、５個／１００ｍｍ2以下であり、
前記降伏強度が９３１ＭＰａ以上の場合、前記Ｓｉ酸化物の個数密度が、５個／２００ｍｍ2以下である、
鋼材。
鋼材であって、
質量％で、
Ｃ：０．１５～０．４５％、
Ｓｉ：０．０５～１．００％、
Ｍｎ：０．０５～０．３０％、
Ｐ：０．０３０％以下、
Ｓ：０．００５０％以下、
Ａｌ：０．００５～０．１００％、
Ｃｒ：０．３０～１．１０％、
Ｍｏ：０．４０～２．００％、
Ｔｉ：０．００２～０．０２０％、
Ｎｂ：０．００２～０．１００％、
Ｂ：０．０００５～０．００４０％、
Ｎ：０．０１００％以下、
Ｏ：０．００４０％未満、
Ｖ：０～０．３０％、
Ｃｕ：０～０．５０％、
Ｎｉ：０～０．５０％、
Ｗ：０～１．５０％、
Ｃａ：０～０．０１００％、
Ｍｇ：０～０．０１００％、
Ｚｒ：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、
降伏強度が８６２ＭＰａ以上であり、
前記鋼材中において、
質量％で、Ｓｉ含有量が２０％以上であり、Ｏ含有量が１０％以上であり、長径が５．０μｍ以上のＳｉ酸化物の個数密度が、５個／１００ｍｍ2以下であり、
前記降伏強度が９３１ＭＰａ以上の場合、前記Ｓｉ酸化物の個数密度が、５個／２００ｍｍ2以下である、
鋼材。
【0029】
［２］
［１］に記載の鋼材であって、
Ｖ：０．０１～０．３０％、
Ｃｕ：０．０１～０．５０％、
Ｎｉ：０．０１～０．５０％、
Ｗ：０．０１～１．５０％、
Ｃａ：０．０００１～０．０１００％、
Ｍｇ：０．０００１～０．０１００％、
Ｚｒ：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、
Ｖ：０．０１～０．３０％、
Ｃｕ：０．０１～０．５０％、
Ｎｉ：０．０１～０．５０％、
Ｗ：０．０１～１．５０％、
Ｃａ：０．０００１～０．０１００％、
Ｍｇ：０．０００１～０．０１００％、
Ｚｒ：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。
【0030】
［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である、
鋼材。
【0031】
本明細書において、油井用鋼管は、油井管であってもよい。油井用鋼管は、継目無鋼管であってもよく、溶接鋼管であってもよい。油井管は、たとえば、ケーシングやチュービング用途で用いられる鋼管である。
【0032】
本実施形態による油井用鋼管は、好ましくは継目無鋼管である。本実施形態による油井用鋼管が継目無鋼管であれば、肉厚が１５ｍｍ以上であっても、１２５ｋｓｉ以上の降伏強度と、サワー環境における優れた耐ＳＳＣ性とを有する。
【0033】
本実施形態による鋼材の形状は特に限定されない。すなわち、本実施形態による鋼材は鋼管であってもよく、丸鋼（中実材）であってもよく、鋼板であってもよい。なお、丸鋼とは、軸方向に垂直な断面が円形状の棒鋼を意味する。また、鋼管は継目無鋼管であってもよく、溶接鋼管であってもよい。
【0034】
以下、本実施形態による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。
【0035】
［化学組成］
本実施形態による鋼材の化学組成は、次の元素を含有する。
本実施形態による鋼材の化学組成は、次の元素を含有する。
【0036】
Ｃ：０．１５～０．４５％
炭素（Ｃ）は鋼材の焼入れ性を高め、鋼材の強度を高める。Ｃはさらに、製造工程中の焼戻しにおいて、炭化物の球状化を促進し、鋼材の耐ＳＳＣ性を高める。炭化物が分散されればさらに、鋼材の強度が高まる。Ｃ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、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、炭化物が多くなりすぎ、鋼材の靭性が低下する。Ｃ含有量が高すぎればさらに、製造工程中の焼入れにおいて、焼割れが発生しやすくなる場合がある。したがって、Ｃ含有量は０．１５～０．４５％である。Ｃ含有量の好ましい下限は０．１８％であり、さらに好ましくは０．２０％であり、さらに好ましくは０．２２％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０．４０％であり、さらに好ましくは０．３８％であり、さらに好ましくは０．３５％である。
炭素（Ｃ）は鋼材の焼入れ性を高め、鋼材の強度を高める。Ｃはさらに、製造工程中の焼戻しにおいて、炭化物の球状化を促進し、鋼材の耐ＳＳＣ性を高める。炭化物が分散されればさらに、鋼材の強度が高まる。Ｃ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、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、炭化物が多くなりすぎ、鋼材の靭性が低下する。Ｃ含有量が高すぎればさらに、製造工程中の焼入れにおいて、焼割れが発生しやすくなる場合がある。したがって、Ｃ含有量は０．１５～０．４５％である。Ｃ含有量の好ましい下限は０．１８％であり、さらに好ましくは０．２０％であり、さらに好ましくは０．２２％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０．４０％であり、さらに好ましくは０．３８％であり、さらに好ましくは０．３５％である。
【0037】
Ｓｉ：０．０５～１．００％
ケイ素（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、鋼材の耐ＳＳＣ性が低下する。したがって、Ｓｉ含有量は０．０５～１．００％である。好ましいＳｉ含有量の下限は０．１０％であり、さらに好ましくは０．１５％であり、さらに好ましくは０．２０％である。Ｓｉ含有量の好ましい上限は０．８５％であり、さらに好ましくは０．７５％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０．４０％である。
ケイ素（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、鋼材の耐ＳＳＣ性が低下する。したがって、Ｓｉ含有量は０．０５～１．００％である。好ましいＳｉ含有量の下限は０．１０％であり、さらに好ましくは０．１５％であり、さらに好ましくは０．２０％である。Ｓｉ含有量の好ましい上限は０．８５％であり、さらに好ましくは０．７５％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０．４０％である。
【0038】
Ｍｎ：０．０５～０．３０％
マンガン（Ｍｎ）は鋼を脱酸する。Ｍｎはさらに、鋼材の焼入れ性を高める。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、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ＳＳＣ性が低下する。したがって、Ｍｎ含有量は０．０５～０．３０％である。Ｍｎ含有量の好ましい下限は０．０６％であり、さらに好ましくは０．０８％であり、さらに好ましくは０．１０％である。Ｍｎ含有量の好ましい上限は０．２８％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。
マンガン（Ｍｎ）は鋼を脱酸する。Ｍｎはさらに、鋼材の焼入れ性を高める。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、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ＳＳＣ性が低下する。したがって、Ｍｎ含有量は０．０５～０．３０％である。Ｍｎ含有量の好ましい下限は０．０６％であり、さらに好ましくは０．０８％であり、さらに好ましくは０．１０％である。Ｍｎ含有量の好ましい上限は０．２８％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。
【0039】
Ｐ：０．０３０％以下
燐（Ｐ）は不純物である。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、鋼材の耐ＳＳＣ性が低下する。したがって、Ｐ含有量は０．０３０％以下である。Ｐ含有量の好ましい上限は０．０２５％であり、さらに好ましくは０．０２０％であり、さらに好ましくは０．０１５％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０．００２％であり、さらに好ましくは０．００３％である。
燐（Ｐ）は不純物である。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、鋼材の耐ＳＳＣ性が低下する。したがって、Ｐ含有量は０．０３０％以下である。Ｐ含有量の好ましい上限は０．０２５％であり、さらに好ましくは０．０２０％であり、さらに好ましくは０．０１５％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０．００２％であり、さらに好ましくは０．００３％である。
【0040】
Ｓ：０．００５０％以下
硫黄（Ｓ）は不純物である。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、鋼材の耐ＳＳＣ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％であり、さらに好ましくは０．００２０％である。Ｓ含有量はなるべく低い方が好ましい。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％であり、さらに好ましくは０．０００３％である。
硫黄（Ｓ）は不純物である。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、鋼材の耐ＳＳＣ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％であり、さらに好ましくは０．００２０％である。Ｓ含有量はなるべく低い方が好ましい。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％であり、さらに好ましくは０．０００３％である。
【0041】
Ａｌ：０．００５～０．１００％
アルミニウム（Ａｌ）は鋼を脱酸する。Ａｌ含有量が低すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、上記効果が十分に得られず、鋼材の耐ＳＳＣ性が低下する。一方、Ａｌ含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、粗大な酸化物系介在物が生成して、鋼材の耐ＳＳＣ性が低下する。したがって、Ａｌ含有量は０．００５～０．１００％である。Ａｌ含有量の好ましい下限は０．０１０％であり、さらに好ましくは０．０１５％であり、さらに好ましくは０．０２０％である。Ａｌ含有量の好ましい上限は０．０８０％であり、さらに好ましくは０．０６０％であり、さらに好ましくは０．０４０％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ず、鋼材の耐ＳＳＣ性が低下する。一方、Ａｌ含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、粗大な酸化物系介在物が生成して、鋼材の耐ＳＳＣ性が低下する。したがって、Ａｌ含有量は０．００５～０．１００％である。Ａｌ含有量の好ましい下限は０．０１０％であり、さらに好ましくは０．０１５％であり、さらに好ましくは０．０２０％である。Ａｌ含有量の好ましい上限は０．０８０％であり、さらに好ましくは０．０６０％であり、さらに好ましくは０．０４０％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。
【0042】
Ｃｒ：０．３０～１．１０％
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ＳＳＣ性が高まる。Ｃｒ含有量が低すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、上記効果が十分に得られない。一方、Ｃｒ含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材の耐ＳＳＣ性が低下する。したがって、Ｃｒ含有量は０．３０～１．１０％である。Ｃｒ含有量の好ましい下限は０．３５％であり、さらに好ましくは０．４０％であり、さらに好ましくは０．５０％である。Ｃｒ含有量の好ましい上限は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。
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ＳＳＣ性が高まる。Ｃｒ含有量が低すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、上記効果が十分に得られない。一方、Ｃｒ含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材の耐ＳＳＣ性が低下する。したがって、Ｃｒ含有量は０．３０～１．１０％である。Ｃｒ含有量の好ましい下限は０．３５％であり、さらに好ましくは０．４０％であり、さらに好ましくは０．５０％である。Ｃｒ含有量の好ましい上限は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。
【0043】
Ｍｏ：０．４０～２．００％
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ＳＳＣ性が高まる。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、上記効果が飽和する。したがって、Ｍｏ含有量は０．４０～２．００％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０．６０％である。Ｍｏ含有量の好ましい上限は１．８０％であり、さらに好ましくは１．６０％であり、さらに好ましくは１．４０％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ＳＳＣ性が高まる。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、上記効果が飽和する。したがって、Ｍｏ含有量は０．４０～２．００％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０．６０％である。Ｍｏ含有量の好ましい上限は１．８０％であり、さらに好ましくは１．６０％であり、さらに好ましくは１．４０％である。
【0044】
Ｔｉ：０．００２～０．０２０％
チタン（Ｔｉ）はＮ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。Ｔｉ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、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、Ｔｉ窒化物が粗大化して、鋼材の耐ＳＳＣ性が低下する。したがって、Ｔｉ含有量は０．００２～０．０２０％である。Ｔｉ含有量の好ましい下限は０．００３％であり、さらに好ましくは０．００４％である。Ｔｉ含有量の好ましい上限は０．０１８％であり、さらに好ましくは０．０１５％であり、さらに好ましくは０．０１０％である。
チタン（Ｔｉ）はＮ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。Ｔｉ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、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、Ｔｉ窒化物が粗大化して、鋼材の耐ＳＳＣ性が低下する。したがって、Ｔｉ含有量は０．００２～０．０２０％である。Ｔｉ含有量の好ましい下限は０．００３％であり、さらに好ましくは０．００４％である。Ｔｉ含有量の好ましい上限は０．０１８％であり、さらに好ましくは０．０１５％であり、さらに好ましくは０．０１０％である。
【0045】
Ｎｂ：０．００２～０．１００％
ニオブ（Ｎｂ）はＣ及び／又はＮと結合して、炭化物、窒化物又は炭窒化物（以下、「炭窒化物等」という）を形成する。炭窒化物等はピンニング効果により、鋼材の結晶粒を微細化し、鋼材の低温靭性及び耐ＳＳＣ性を高める。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、鋼材の強度を高める。Ｎｂ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、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、炭窒化物等が過剰に生成して、鋼材の耐ＳＳＣ性が低下する。したがって、Ｎｂ含有量は０．００２～０．１００％である。Ｎｂ含有量の好ましい下限は０．００５％であり、さらに好ましくは０．０１０％であり、さらに好ましくは０．０１５％であり、さらに好ましくは０．０２０％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０．０６０％であり、さらに好ましくは０．０４０％である。
ニオブ（Ｎｂ）はＣ及び／又はＮと結合して、炭化物、窒化物又は炭窒化物（以下、「炭窒化物等」という）を形成する。炭窒化物等はピンニング効果により、鋼材の結晶粒を微細化し、鋼材の低温靭性及び耐ＳＳＣ性を高める。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、鋼材の強度を高める。Ｎｂ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、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、炭窒化物等が過剰に生成して、鋼材の耐ＳＳＣ性が低下する。したがって、Ｎｂ含有量は０．００２～０．１００％である。Ｎｂ含有量の好ましい下限は０．００５％であり、さらに好ましくは０．０１０％であり、さらに好ましくは０．０１５％であり、さらに好ましくは０．０２０％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０．０６０％であり、さらに好ましくは０．０４０％である。
【0046】
Ｂ：０．０００５～０．００４０％
ホウ素（Ｂ）は鋼に固溶して鋼材の焼入れ性を高め、鋼材の強度を高める。Ｂ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、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、粗大な窒化物が生成して、鋼材の耐ＳＳＣ性が低下する。したがって、Ｂ含有量は０．０００５～０．００４０％である。Ｂ含有量の好ましい下限は０．０００６％であり、さらに好ましくは０．０００８％である。Ｂ含有量の好ましい上限は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０．００２５％であり、さらに好ましくは０．００２０％である。
ホウ素（Ｂ）は鋼に固溶して鋼材の焼入れ性を高め、鋼材の強度を高める。Ｂ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、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、粗大な窒化物が生成して、鋼材の耐ＳＳＣ性が低下する。したがって、Ｂ含有量は０．０００５～０．００４０％である。Ｂ含有量の好ましい下限は０．０００６％であり、さらに好ましくは０．０００８％である。Ｂ含有量の好ましい上限は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０．００２５％であり、さらに好ましくは０．００２０％である。
【0047】
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ＳＳＣ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０．００４０％である。上記効果をより有効に得るためのＮ含有量の好ましい下限は０．０００５％であり、さらに好ましくは０．００１０％であり、さらに好ましくは０．００１５％であり、さらに好ましくは０．００２０％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ＳＳＣ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０．００４０％である。上記効果をより有効に得るためのＮ含有量の好ましい下限は０．０００５％であり、さらに好ましくは０．００１０％であり、さらに好ましくは０．００１５％であり、さらに好ましくは０．００２０％である。
【0048】
Ｏ：０．００４０％未満
酸素（Ｏ）は不純物である。すなわち、Ｏ含有量の下限は０％超である。Ｏ含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、粗大な酸化物が形成し、鋼材の耐ＳＳＣ性が低下する。したがって、Ｏ含有量は０．００４０％未満である。Ｏ含有量の好ましい上限は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０．００２５％であり、さらに好ましくは０．００２０％である。Ｏ含有量はなるべく低い方が好ましい。ただし、Ｏ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、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０．０００２％であり、さらに好ましくは０．０００３％である。
酸素（Ｏ）は不純物である。すなわち、Ｏ含有量の下限は０％超である。Ｏ含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、粗大な酸化物が形成し、鋼材の耐ＳＳＣ性が低下する。したがって、Ｏ含有量は０．００４０％未満である。Ｏ含有量の好ましい上限は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０．００２５％であり、さらに好ましくは０．００２０％である。Ｏ含有量はなるべく低い方が好ましい。ただし、Ｏ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、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０．０００２％であり、さらに好ましくは０．０００３％である。
【0049】
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、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、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。
【0050】
［任意元素］
上述の鋼材の化学組成はさらに、Ｆｅの一部に代えて、Ｖを含有してもよい。
上述の鋼材の化学組成はさらに、Ｆｅの一部に代えて、Ｖを含有してもよい。
【0051】
Ｖ：０～０．３０％
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は炭窒化物等を形成する。炭窒化物等はピンニング効果により、鋼材の結晶粒を微細化し、鋼材の耐ＳＳＣ性を高める。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、炭窒化物等が過剰に生成して、鋼材の耐ＳＳＣ性が低下する。したがって、Ｖ含有量は０～０．３０％である。Ｖ含有量の好ましい下限は０％超であり、さらに好ましくは０．０１％であり、さらに好ましくは０．０２％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％である。Ｖ含有量の好ましい上限は０．２５％であり、さらに好ましくは０．２０％であり、さらに好ましくは０．１５％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は炭窒化物等を形成する。炭窒化物等はピンニング効果により、鋼材の結晶粒を微細化し、鋼材の耐ＳＳＣ性を高める。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、炭窒化物等が過剰に生成して、鋼材の耐ＳＳＣ性が低下する。したがって、Ｖ含有量は０～０．３０％である。Ｖ含有量の好ましい下限は０％超であり、さらに好ましくは０．０１％であり、さらに好ましくは０．０２％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％である。Ｖ含有量の好ましい上限は０．２５％であり、さらに好ましくは０．２０％であり、さらに好ましくは０．１５％である。
【0052】
上述の鋼材の化学組成はさらに、Ｆｅの一部に代えて、Ｃｕ、及び、Ｎｉからなる群から選択される１元素以上を含有してもよい。これらの元素はいずれも任意元素であり、鋼材の焼入れ性を高める。
【0053】
Ｃｕ：０～０．５０％
銅（Ｃｕ）は任意元素であり、含有されなくてもよい。すなわち、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、鋼材の焼入れ性が高くなりすぎ、鋼材の耐ＳＳＣ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％超であり、さらに好ましくは０．０１％であり、さらに好ましくは０．０２％であり、さらに好ましくは０．０５％である。Ｃｕ含有量の好ましい上限は０．３５％であり、さらに好ましくは０．２５％であり、さらに好ましくは０．１５％であり、さらに好ましくは０．１０％である。
銅（Ｃｕ）は任意元素であり、含有されなくてもよい。すなわち、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、鋼材の焼入れ性が高くなりすぎ、鋼材の耐ＳＳＣ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％超であり、さらに好ましくは０．０１％であり、さらに好ましくは０．０２％であり、さらに好ましくは０．０５％である。Ｃｕ含有量の好ましい上限は０．３５％であり、さらに好ましくは０．２５％であり、さらに好ましくは０．１５％であり、さらに好ましくは０．１０％である。
【0054】
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。すなわち、Ｎｉ含有量は０％であってもよい。含有される場合、Ｎｉは鋼材の焼入れ性を高め、鋼材の強度を高める。Ｎｉはさらに、鋼に固溶して、鋼材の低温靭性を高める。Ｎｉが少しでも含有されれば、これらの効果がある程度得られる。しかしながら、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、局部的な腐食が促進され、鋼材の耐ＳＳＣ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％超であり、さらに好ましくは０．０１％であり、さらに好ましくは０．０２％である。Ｎｉ含有量の好ましい上限は０．３０％であり、さらに好ましくは０．２０％であり、さらに好ましくは０．１０％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。すなわち、Ｎｉ含有量は０％であってもよい。含有される場合、Ｎｉは鋼材の焼入れ性を高め、鋼材の強度を高める。Ｎｉはさらに、鋼に固溶して、鋼材の低温靭性を高める。Ｎｉが少しでも含有されれば、これらの効果がある程度得られる。しかしながら、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、局部的な腐食が促進され、鋼材の耐ＳＳＣ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％超であり、さらに好ましくは０．０１％であり、さらに好ましくは０．０２％である。Ｎｉ含有量の好ましい上限は０．３０％であり、さらに好ましくは０．２０％であり、さらに好ましくは０．１０％である。
【0055】
上述の鋼材の化学組成はさらに、Ｆｅの一部に代えて、Ｗを含有してもよい。
【0056】
Ｗ：０～１．５０％
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、保護性の腐食被膜を形成し、鋼材への水素の侵入を抑制する。これにより、鋼材の耐ＳＳＣ性を高める。Ｗが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。しかしながら、Ｗ含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材中に粗大な炭化物が生成して、鋼材の低温靭性及び耐ＳＳＣ性が低下する。したがって、Ｗ含有量は０～１．５０％である。Ｗ含有量の好ましい下限は０％超であり、さらに好ましくは０．０１％であり、さらに好ましくは０．０３％であり、さらに好ましくは０．０５％である。Ｗ含有量の好ましい上限は１．３０％であり、さらに好ましくは１．１０％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、保護性の腐食被膜を形成し、鋼材への水素の侵入を抑制する。これにより、鋼材の耐ＳＳＣ性を高める。Ｗが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。しかしながら、Ｗ含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材中に粗大な炭化物が生成して、鋼材の低温靭性及び耐ＳＳＣ性が低下する。したがって、Ｗ含有量は０～１．５０％である。Ｗ含有量の好ましい下限は０％超であり、さらに好ましくは０．０１％であり、さらに好ましくは０．０３％であり、さらに好ましくは０．０５％である。Ｗ含有量の好ましい上限は１．３０％であり、さらに好ましくは１．１０％である。
【0057】
上述の鋼材の化学組成はさらに、Ｆｅの一部に代えて、Ｃａ、Ｍｇ、Ｚｒ、及び、希土類元素からなる群から選択される１元素以上を含有してもよい。これらの元素はいずれも任意元素であり、鋼材中のＳを硫化物として無害化する。その結果、これらの元素は鋼材の耐ＳＳＣ性を高める。
【0058】
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。すなわち、Ｃａ含有量は０％であってもよい。含有される場合、Ｃａは鋼材中のＳを硫化物として無害化し、鋼材の耐ＳＳＣ性を高める。Ｃａが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。しかしながら、Ｃａ含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材中の酸化物が粗大化して、鋼材の耐ＳＳＣ性が低下する。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％超であり、さらに好ましくは０．０００１％であり、さらに好ましくは０．０００３％であり、さらに好ましくは０．０００６％である。Ｃａ含有量の好ましい上限は０．００４０％であり、さらに好ましくは０．００２５％であり、さらに好ましくは０．００２０％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。すなわち、Ｃａ含有量は０％であってもよい。含有される場合、Ｃａは鋼材中のＳを硫化物として無害化し、鋼材の耐ＳＳＣ性を高める。Ｃａが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。しかしながら、Ｃａ含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材中の酸化物が粗大化して、鋼材の耐ＳＳＣ性が低下する。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％超であり、さらに好ましくは０．０００１％であり、さらに好ましくは０．０００３％であり、さらに好ましくは０．０００６％である。Ｃａ含有量の好ましい上限は０．００４０％であり、さらに好ましくは０．００２５％であり、さらに好ましくは０．００２０％である。
【0059】
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。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を硫化物として無害化し、鋼材の耐ＳＳＣ性を高める。Ｍｇが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。しかしながら、Ｍｇ含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材中の酸化物が粗大化して、鋼材の耐ＳＳＣ性が低下する。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％超であり、さらに好ましくは０．０００１％であり、さらに好ましくは０．０００３％であり、さらに好ましくは０．０００６％である。Ｍｇ含有量の好ましい上限は０．００４０％であり、さらに好ましくは０．００２５％であり、さらに好ましくは０．００２０％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を硫化物として無害化し、鋼材の耐ＳＳＣ性を高める。Ｍｇが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。しかしながら、Ｍｇ含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材中の酸化物が粗大化して、鋼材の耐ＳＳＣ性が低下する。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％超であり、さらに好ましくは０．０００１％であり、さらに好ましくは０．０００３％であり、さらに好ましくは０．０００６％である。Ｍｇ含有量の好ましい上限は０．００４０％であり、さらに好ましくは０．００２５％であり、さらに好ましくは０．００２０％である。
【0060】
Ｚｒ：０～０．０１００％
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は鋼材中のＳを硫化物として無害化し、鋼材の耐ＳＳＣ性を高める。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、鋼材中の酸化物が粗大化して、鋼材の耐ＳＳＣ性が低下する。したがって、Ｚｒ含有量は０～０．０１００％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０．０００１％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％である。Ｚｒ含有量の好ましい上限は０．００４０％であり、さらに好ましくは０．００２５％であり、さらに好ましくは０．００２０％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は鋼材中のＳを硫化物として無害化し、鋼材の耐ＳＳＣ性を高める。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、鋼材中の酸化物が粗大化して、鋼材の耐ＳＳＣ性が低下する。したがって、Ｚｒ含有量は０～０．０１００％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０．０００１％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％である。Ｚｒ含有量の好ましい上限は０．００４０％であり、さらに好ましくは０．００２５％であり、さらに好ましくは０．００２０％である。
【0061】
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。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を硫化物として無害化し、鋼材の耐ＳＳＣ性を高める。ＲＥＭはさらに、鋼材中のＰと結合して、結晶粒界におけるＰの偏析を抑制する。そのため、Ｐの偏析に起因した鋼材の耐ＳＳＣ性の低下が抑制される。ＲＥＭが少しでも含有されれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、上記効果がある程度得られる。しかしながら、ＲＥＭ含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材中の酸化物が粗大化して、鋼材の耐ＳＳＣ性が低下する。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％超であり、さらに好ましくは０．０００１％であり、さらに好ましくは０．０００３％であり、さらに好ましくは０．０００６％である。ＲＥＭ含有量の好ましい上限は０．００４０％であり、さらに好ましくは０．００２５％であり、さらに好ましくは０．００２０％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を硫化物として無害化し、鋼材の耐ＳＳＣ性を高める。ＲＥＭはさらに、鋼材中のＰと結合して、結晶粒界におけるＰの偏析を抑制する。そのため、Ｐの偏析に起因した鋼材の耐ＳＳＣ性の低下が抑制される。ＲＥＭが少しでも含有されれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、上記効果がある程度得られる。しかしながら、ＲＥＭ含有量が高すぎれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材中の酸化物が粗大化して、鋼材の耐ＳＳＣ性が低下する。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％超であり、さらに好ましくは０．０００１％であり、さらに好ましくは０．０００３％であり、さらに好ましくは０．０００６％である。ＲＥＭ含有量の好ましい上限は０．００４０％であり、さらに好ましくは０．００２５％であり、さらに好ましくは０．００２０％である。
【0062】
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。
【0063】
［降伏強度］
本実施形態による鋼材の降伏強度は８６２ＭＰａ以上である。本明細書でいう降伏強度は、引張試験で得られた０．６５％伸び時の応力（０．６５％耐力）を意味する。本実施形態による鋼材は、上述の化学組成を有し、後述する粗大Ｓｉ酸化物の個数密度を満たすことで、降伏強度が８６２ＭＰａ以上であっても、サワー環境における優れた耐ＳＳＣ性を有する。なお、本実施形態において、鋼材の降伏強度の上限は特に限定されないが、たとえば、１０６９ＭＰａ（１５５ｋｓｉ）であり、好ましくは１０３４ＭＰａ（１５０ｋｓｉ）である。
本実施形態による鋼材の降伏強度は８６２ＭＰａ以上である。本明細書でいう降伏強度は、引張試験で得られた０．６５％伸び時の応力（０．６５％耐力）を意味する。本実施形態による鋼材は、上述の化学組成を有し、後述する粗大Ｓｉ酸化物の個数密度を満たすことで、降伏強度が８６２ＭＰａ以上であっても、サワー環境における優れた耐ＳＳＣ性を有する。なお、本実施形態において、鋼材の降伏強度の上限は特に限定されないが、たとえば、１０６９ＭＰａ（１５５ｋｓｉ）であり、好ましくは１０３４ＭＰａ（１５０ｋｓｉ）である。
【0064】
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。具体的に、ＡＳＴＭ Ｅ８／Ｅ８Ｍ（２０２１）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。鋼材が鋼板の場合、板厚中央部から丸棒試験片を作製する。この場合、丸棒試験片の軸方向は、鋼板の圧延方向に平行な方向とする。鋼材が鋼管の場合、肉厚中央部から丸棒試験片を作製する。この場合、丸棒試験片の軸方向は、鋼管の管軸方向に平行な方向とする。鋼材が丸鋼である場合、Ｒ／２位置から丸棒試験片を作製する。本明細書において、Ｒ／２位置とは、丸鋼の軸方向に垂直な断面における半径Ｒの中心位置を意味する。この場合、丸棒試験片の軸方向は、丸鋼の軸方向に平行な方向とする。丸棒試験片の大きさは、たとえば、平行部直径８．９ｍｍ、標点距離３５．６ｍｍである。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０．６５％伸び時の応力（０．６５％耐力）を降伏強度（ＭＰａ）と定義する。なお、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。
【0065】
［粗大Ｓｉ酸化物の個数密度］
上述のとおり、本明細書において、質量％で、Ｓｉ含有量が２０％以上であり、Ｏ含有量が１０％以上であり、長径が５．０μｍ以上のＳｉ酸化物を、「粗大Ｓｉ酸化物」ともいう。本実施形態による鋼材は、上述の化学組成と上述の降伏強度とを有し、さらに、鋼材中において、質量％で、Ｓｉ含有量が２０％以上であり、Ｏ含有量が１０％以上であり、長径が５．０μｍ以上のＳｉ酸化物（粗大Ｓｉ酸化物）の個数密度が、５個／１００ｍｍ2以下である。本実施形態による鋼材はさらに、降伏強度が９３１ＭＰａ以上の場合、粗大Ｓｉ酸化物の個数密度が、５個／２００ｍｍ2以下である。
上述のとおり、本明細書において、質量％で、Ｓｉ含有量が２０％以上であり、Ｏ含有量が１０％以上であり、長径が５．０μｍ以上のＳｉ酸化物を、「粗大Ｓｉ酸化物」ともいう。本実施形態による鋼材は、上述の化学組成と上述の降伏強度とを有し、さらに、鋼材中において、質量％で、Ｓｉ含有量が２０％以上であり、Ｏ含有量が１０％以上であり、長径が５．０μｍ以上のＳｉ酸化物（粗大Ｓｉ酸化物）の個数密度が、５個／１００ｍｍ2以下である。本実施形態による鋼材はさらに、降伏強度が９３１ＭＰａ以上の場合、粗大Ｓｉ酸化物の個数密度が、５個／２００ｍｍ2以下である。
【0066】
すなわち、本実施形態による鋼材では、降伏強度が８６２～９３１ＭＰａ未満の場合、粗大Ｓｉ酸化物の個数密度が、５個／１００ｍｍ2以下（つまり、１０個／２００ｍｍ2以下）であり、降伏強度が９３１ＭＰａ以上の場合、粗大Ｓｉ酸化物の個数密度が、５個／２００ｍｍ2以下である。その結果、本実施形態による鋼材は、１２５ｋｓｉ以上の降伏強度と、優れた耐ＳＳＣ性とを両立することができる。本実施形態による鋼材において、降伏強度が８６２～９３１ＭＰａ未満の場合、粗大Ｓｉ酸化物の個数密度の好ましい上限は、４個／１００ｍｍ2であり、さらに好ましくは３個／１００ｍｍ2である。本実施形態による鋼材において、降伏強度が９３１ＭＰａ以上の場合、粗大Ｓｉ酸化物の個数密度の好ましい上限は、４個／２００ｍｍ2であり、さらに好ましくは３個／２００ｍｍ2である。なお、本実施形態による鋼材において、粗大Ｓｉ酸化物の個数密度の下限は特に限定されず、０個／１００ｍｍ2、すなわち、０個／２００ｍｍ2であってもよい。
【0067】
本実施形態において、鋼材中の粗大Ｓｉ酸化物の個数密度は、次の方法で求めることができる。まず、本実施形態による鋼材から、圧延方向及び圧下方向を含む面を観察面とする試験片を作製する。具体的に、鋼材が鋼板の場合、板厚中央部から、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作製する。鋼材が鋼管の場合、肉厚中央部から、管軸方向と管径方向とを含む面を観察面とする試験片を作製する。鋼材が丸鋼である場合、Ｒ／２位置を中央に含み、軸方向と径方向とを含む面を観察面とする試験片を作製する。
【0068】
作製した試験片の観察面を鏡面に研磨した後、測定を行う。観察面の面積は限定されないが、たとえば、３００ｍｍ2（２０ｍｍ×１５ｍｍ）とする。観察面において、長径が５．０μｍ以上のＳｉ酸化物の個数を求める。具体的には、まず観察面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Ｎ、Ｏ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐ、Ｓ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｚｒ、Ｎｂとして定量する。各粒子のＥＤＳ分析結果に基づいて、質量％でＳｉ含有量が２０％以上であり、かつ、Ｏ含有量が１０％以上である場合、その粒子を「Ｓｉ酸化物」と特定する。
【0069】
観察面において特定されたＳｉ酸化物のうち、長径が５．０μｍ以上のＳｉ酸化物（粗大Ｓｉ酸化物）を特定し、粗大Ｓｉ酸化物の総個数を求める。なお、Ｓｉ酸化物の長径は、周知の方法で求めることができる。なお、本明細書において、Ｓｉ酸化物の長径とは、観察面において、Ｓｉ酸化物の外周の任意の２点を結ぶ線分のうち、最大の線分（μｍ）を意味する。粗大Ｓｉ酸化物の総個数と、観察面の総面積とに基づいて、粗大Ｓｉ酸化物の個数密度（個／１００ｍｍ2、又は、個／２００ｍｍ2）を求める。なお、本実施形態において粗大Ｓｉ酸化物の個数密度（個／１００ｍｍ2、又は、個／２００ｍｍ2）は、得られた数値の小数第一位を四捨五入して求める。また、粗大Ｓｉ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。
【0070】
［耐ＳＳＣ性］
本実施形態による鋼材の耐ＳＳＣ性は、ＮＡＣＥ ＴＭ０１７７－２０１６ Ｍｅｔｈｏｄ Ａに準拠した方法で実施する耐ＳＳＣ性試験によって評価できる。具体的に、次の方法で評価することができる。
本実施形態による鋼材の耐ＳＳＣ性は、ＮＡＣＥ ＴＭ０１７７－２０１６ Ｍｅｔｈｏｄ Ａに準拠した方法で実施する耐ＳＳＣ性試験によって評価できる。具体的に、次の方法で評価することができる。
【0071】
酢酸でｐＨ３．５に調整した、５．０質量％塩化ナトリウムと０．４質量％酢酸ナトリウムとの混合水溶液（ＮＡＣＥ ｓｏｌｕｔｉｏｎ Ｂ）を、試験溶液とする。本実施形態による鋼材から、丸棒試験片を作製する。鋼材が鋼板の場合、板厚中央部から丸棒試験片を作製する。この場合、丸棒試験片の軸方向は、鋼板の圧延方向に平行な方向とする。鋼材が鋼管の場合、肉厚中央部から丸棒試験片を作製する。この場合、丸棒試験片の軸方向は、鋼管の管軸方向に平行な方向とする。鋼材が丸鋼である場合、Ｒ／２位置から丸棒試験片を作製する。この場合、丸棒試験片の軸方向は、丸鋼の軸方向に平行な方向とする。丸棒試験片の大きさは、たとえば、径６．３５ｍｍ、平行部の長さ２５．４ｍｍである。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。
【0072】
［降伏強度が９３１ＭＰａ未満の場合］
鋼材の降伏強度が９３１ＭＰａ未満の場合、作製した丸棒試験片に対し、実降伏応力の９０％に相当する応力を負荷する。試験容器に２４℃の試験溶液を、応力を付加した丸棒試験片が浸漬するように注入し、試験浴とする。試験浴を脱気した後、０．１ａｔｍのＨ2Ｓガスと０．９ａｔｍのＣＯ2ガスとの混合ガスを試験浴に吹き込み、試験浴に飽和させる。混合ガスを飽和させた試験浴を、２４℃で１４４０時間、保持する。本実施形態による鋼材は、降伏強度が９３１ＭＰａ未満の場合、上記条件で実施した耐ＳＳＣ性試験において、１４４０時間経過後に、割れが確認されない。
鋼材の降伏強度が９３１ＭＰａ未満の場合、作製した丸棒試験片に対し、実降伏応力の９０％に相当する応力を負荷する。試験容器に２４℃の試験溶液を、応力を付加した丸棒試験片が浸漬するように注入し、試験浴とする。試験浴を脱気した後、０．１ａｔｍのＨ2Ｓガスと０．９ａｔｍのＣＯ2ガスとの混合ガスを試験浴に吹き込み、試験浴に飽和させる。混合ガスを飽和させた試験浴を、２４℃で１４４０時間、保持する。本実施形態による鋼材は、降伏強度が９３１ＭＰａ未満の場合、上記条件で実施した耐ＳＳＣ性試験において、１４４０時間経過後に、割れが確認されない。
【0073】
［降伏強度が９３１ＭＰａ以上の場合］
鋼材の降伏強度が９３１ＭＰａ以上の場合、作製した丸棒試験片に対し、実降伏応力の９０％に相当する応力を負荷する。試験容器に２４℃の試験溶液を、応力を付加した丸棒試験片が浸漬するように注入し、試験浴とする。試験浴を脱気した後、０．０１ａｔｍのＨ2Ｓガスと０．９９ａｔｍのＣＯ2ガスとの混合ガスを試験浴に吹き込み、試験浴に飽和させる。混合ガスを飽和させた試験浴を、２４℃で１４４０時間、保持する。本実施形態による鋼材は、降伏強度が９３１ＭＰａ以上の場合、上記条件で実施した耐ＳＳＣ性試験において、１４４０時間経過後に、割れが確認されない。
鋼材の降伏強度が９３１ＭＰａ以上の場合、作製した丸棒試験片に対し、実降伏応力の９０％に相当する応力を負荷する。試験容器に２４℃の試験溶液を、応力を付加した丸棒試験片が浸漬するように注入し、試験浴とする。試験浴を脱気した後、０．０１ａｔｍのＨ2Ｓガスと０．９９ａｔｍのＣＯ2ガスとの混合ガスを試験浴に吹き込み、試験浴に飽和させる。混合ガスを飽和させた試験浴を、２４℃で１４４０時間、保持する。本実施形態による鋼材は、降伏強度が９３１ＭＰａ以上の場合、上記条件で実施した耐ＳＳＣ性試験において、１４４０時間経過後に、割れが確認されない。
【0074】
［ミクロ組織］
本実施形態による鋼材のミクロ組織は、焼戻しマルテンサイト及び焼戻しベイナイトの体積率の合計が９０％以上である。ミクロ組織の残部はたとえば、フェライト、又は、パーライトである。上述の化学組成を有する鋼材のミクロ組織が、焼戻しマルテンサイト及び焼戻しベイナイトの体積率の合計が９０％以上を含有すれば、本実施形態の他の構成を満たすことを条件に、サワー環境において優れた耐ＳＳＣ性を示す。すなわち、本実施形態では、鋼材が優れた耐ＳＳＣ性を有していれば、ミクロ組織は焼戻しマルテンサイト及び焼戻しベイナイトの体積率の合計が９０％以上であると判断する。
本実施形態による鋼材のミクロ組織は、焼戻しマルテンサイト及び焼戻しベイナイトの体積率の合計が９０％以上である。ミクロ組織の残部はたとえば、フェライト、又は、パーライトである。上述の化学組成を有する鋼材のミクロ組織が、焼戻しマルテンサイト及び焼戻しベイナイトの体積率の合計が９０％以上を含有すれば、本実施形態の他の構成を満たすことを条件に、サワー環境において優れた耐ＳＳＣ性を示す。すなわち、本実施形態では、鋼材が優れた耐ＳＳＣ性を有していれば、ミクロ組織は焼戻しマルテンサイト及び焼戻しベイナイトの体積率の合計が９０％以上であると判断する。
【0075】
なお、焼戻しマルテンサイト及び焼戻しベイナイトの体積率を観察により求める場合、以下の方法で求めることができる。まず、本実施形態による鋼材から、観察面を有する試験片を作製する。鋼材が鋼板の場合、板厚中央部から、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作製する。鋼材が鋼管の場合、肉厚中央部から、管軸方向と管径方向とを含む面を観察面とする試験片を作製する。鋼材が丸鋼である場合、Ｒ／２位置を中央に含み、軸方向と径方向とを含む面を観察面とする試験片を作製する。
【0076】
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を、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ：Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）を用いて、二次電子像にて１０視野観察する。視野面積は、たとえば、０．０１ｍｍ2（倍率１０００倍）である。各視野において、コントラストから焼戻しマルテンサイト及び焼戻しベイナイトを特定する。特定した焼戻しマルテンサイト及び焼戻しベイナイトの面積率を求める。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。たとえば、画像解析によって、焼戻しマルテンサイト及び焼戻しベイナイトの面積率を求めることができる。本実施形態では、全ての視野で求めた、焼戻しマルテンサイト及び焼戻しベイナイトの面積率の算術平均値を、焼戻しマルテンサイト及び焼戻しベイナイトの体積率と定義する。
【0077】
［鋼材の形状］
上述のとおり、本実施形態による鋼材の形状は特に限定されない。鋼材は、たとえば、鋼管、鋼板、及び、丸鋼である。鋼材が油井用鋼管である場合、好ましい肉厚は９～６０ｍｍである。より好ましくは、本実施形態による鋼材は、継目無鋼管である。本実施形態による鋼材が継目無鋼管である場合、肉厚が１５ｍｍ以上の厚肉の継目無鋼管であっても、１２５ｋｓｉ以上の降伏強度と、サワー環境における優れた耐ＳＳＣ性を有する。
上述のとおり、本実施形態による鋼材の形状は特に限定されない。鋼材は、たとえば、鋼管、鋼板、及び、丸鋼である。鋼材が油井用鋼管である場合、好ましい肉厚は９～６０ｍｍである。より好ましくは、本実施形態による鋼材は、継目無鋼管である。本実施形態による鋼材が継目無鋼管である場合、肉厚が１５ｍｍ以上の厚肉の継目無鋼管であっても、１２５ｋｓｉ以上の降伏強度と、サワー環境における優れた耐ＳＳＣ性を有する。
【0078】
［製造方法］
本実施形態による鋼材の製造方法を説明する。以下、本実施形態による鋼材の一例として、継目無鋼管の製造方法を説明する。継目無鋼管の製造方法は、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、素管に対して焼入れ及び焼戻しを実施して、継目無鋼管とする工程（焼入れ工程及び焼戻し工程）とを備える。なお、本実施形態による製造方法は、以下に説明する製造方法に限定されない。以下、各工程について詳述する。
本実施形態による鋼材の製造方法を説明する。以下、本実施形態による鋼材の一例として、継目無鋼管の製造方法を説明する。継目無鋼管の製造方法は、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、素管に対して焼入れ及び焼戻しを実施して、継目無鋼管とする工程（焼入れ工程及び焼戻し工程）とを備える。なお、本実施形態による製造方法は、以下に説明する製造方法に限定されない。以下、各工程について詳述する。
【0079】
［製鋼工程］
製鋼工程では、初めに、周知の方法で製造された溶銑に対して、転炉での精錬（一次精錬）を実施する。一次精錬された溶鋼に対して、二次精錬を実施する。二次精錬において、成分調整の合金元素の添加を実施して、上述の化学組成を満たす溶鋼を製造する。
製鋼工程では、初めに、周知の方法で製造された溶銑に対して、転炉での精錬（一次精錬）を実施する。一次精錬された溶鋼に対して、二次精錬を実施する。二次精錬において、成分調整の合金元素の添加を実施して、上述の化学組成を満たす溶鋼を製造する。
【0080】
二次精錬は、たとえば、ＲＨ（Ｒｕｈｒｓｔａｈｌ－Ｈａｕｓｅｎ）真空脱ガス処理を実施する。その後、合金成分の最終調整を行う。二次精錬では、複合精錬を実施してもよい。この場合、ＲＨ真空脱ガス処理の前にたとえば、ＬＦ（Ｌａｄｌｅ Ｆｕｒｎａｃｅ）、又は、ＶＡＤ（Ｖａｃｕｕｍ Ａｒｃ Ｄｅｇａｓｓｉｎｇ）を用いた精錬処理を実施する。
【0081】
二次精錬が実施された溶鋼を用いて、素材を製造する。具体的には、二次精錬が実施された溶鋼を用いて連続鋳造法により鋳片（スラブ、ブルーム、又は、ビレット）を製造する。連続鋳造法では、まず、取鍋からタンディッシュへ溶鋼を注湯する。このとき、取鍋のノズルを封止するため、ノズルには通常、詰め砂が封入されている。そのため、取鍋からタンディッシュへ、溶鋼と一緒に詰め砂が混入する場合がある。また、上述の化学組成を有する素材を製造する際、詰め砂としてＳｉ酸化物が用いられる場合がある。この場合、製造された素材には、Ｓｉ酸化物が導入される懸念がある。
【0082】
そこで、本実施形態では、取鍋のノズルに封入されるＳｉ酸化物がタンディッシュ内に導入されるのを防止するため、溶鋼と、Ｓｉ酸化物とを分離する。Ｓｉ酸化物を分離する方法は特に限定されないが、たとえば、次の方法を用いることができる。取鍋のノズルの下方であって、タンディッシュの開口部の上方に、傾斜をつけた金属板を配置する。取鍋のノズルを開放した際、まず、Ｓｉ酸化物がノズルから排出され、続いて溶鋼が排出される。ここで、Ｓｉ酸化物は溶鋼と比較して軽い。そのため、ノズルから排出されるＳｉ酸化物は、金属板の傾斜に沿って、タンディッシュの開口部の外へと誘導される。金属板の傾斜は、たとえば、底面の無い錐体状に加工した金属板を、取鍋のノズルの直下に頂点が来るように配置することによって設けられてもよく、他の方法によって設けられてもよい。また、金属板は１枚で用いてもよく、複数の金属板を重ねて用いてもよい。さらに、金属板の厚さは特に限定されないが、たとえば、１～１０ｍｍ程度である。
【0083】
ノズルからＳｉ酸化物が排出された後、溶鋼が排出される。このとき、ノズルから排出される溶鋼は、金属板とともに開口部を通ってタンディッシュへ導入される。すなわち、本実施形態において、金属板の一部又は全部はタンディッシュへ導入され、溶鋼に混入してもよい。そのため、本実施形態における金属板は、溶鋼に含まれる合金元素からなる金属板とするのが好ましい。溶鋼に含まれる合金元素からなる金属板として、たとえば、アルミニウム板を用いることができる。なお、本明細書において、アルミニウム板とは、アルミニウム及び残部不純物からなる金属板を意味する。
【0084】
好ましくは、ノズルからＳｉ酸化物が排出された後、溶鋼が排出される前に、ノズルの下方から金属板を除去する。この場合、金属板に付着したＳｉ酸化物が溶鋼に混入するのを防ぐことができる。その結果、製造された鋼材において、粗大Ｓｉ酸化物の個数密度を５個／２００ｍｍ2以下にまで低減できる場合がある。したがって、本実施形態では、ノズルからＳｉ酸化物が排出された後、溶鋼が排出される前に、ノズルの下方から金属板を除去するのが好ましい。
【0085】
金属板をノズルの下方から除去する方法は特に限定されないが、たとえば、金属板の一部に孔を形成しておき、先端にフックが形成された棒を用いて除去してもよい。この場合、棒の先端のフックを金属板の孔に引っ掛け、棒を引っ張ることによって金属板を除去することができる。以上の方法により、Ｓｉ酸化物を溶鋼から分離して、溶鋼をタンディッシュへ導入することができる。なお、Ｓｉ酸化物を溶鋼から分離する方法は、上述の方法に限定されない。
【0086】
以上の方法により、溶鋼を鋳造して、素材を製造する。素材は、断面円形状のビレット（丸ビレット）が好ましい。素材を製造する方法は、特に限定されない。たとえば、連続鋳造法により、溶鋼を丸ビレットに鋳造してもよい。又は、溶鋼を鋳造して、断面矩形状のビレットを製造してもよく、ブルームを製造してもよい。これらの場合、分塊圧延を実施して、断面矩形状のビレット、又は、ブルームから、丸ビレットを製造するのが好ましい。
【0087】
［熱間加工工程］
熱間加工工程では、準備された素材を熱間加工して中間鋼材を製造する。鋼材が継目無鋼管である場合、中間鋼材は素管に相当する。始めに、ビレットを加熱炉で加熱する。加熱温度は特に限定されないが、たとえば、１１００～１３００℃である。加熱炉から抽出されたビレットに対して熱間加工を実施して、素管（継目無鋼管）を製造する。熱間加工の方法は、特に限定されず、周知の方法でよい。
熱間加工工程では、準備された素材を熱間加工して中間鋼材を製造する。鋼材が継目無鋼管である場合、中間鋼材は素管に相当する。始めに、ビレットを加熱炉で加熱する。加熱温度は特に限定されないが、たとえば、１１００～１３００℃である。加熱炉から抽出されたビレットに対して熱間加工を実施して、素管（継目無鋼管）を製造する。熱間加工の方法は、特に限定されず、周知の方法でよい。
【0088】
たとえば、熱間加工としてマンネスマン法を実施して、素管を製造してもよい。この場合、穿孔機により丸ビレットを穿孔圧延する。穿孔圧延する場合、穿孔比は特に限定されないが、たとえば、１．０～４．０である。穿孔圧延された丸ビレットをさらに、マンドレルミル、レデューサー、サイジングミル等により熱間圧延して素管にする。熱間加工工程での累積の減面率はたとえば、２０～７０％である。
【0089】
他の熱間加工方法を実施して、ビレットから素管を製造してもよい。たとえば、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。以上の工程により素管が製造される。素管の肉厚は特に限定されないが、たとえば、９～６０ｍｍである。
【0090】
熱間加工により製造された素管は空冷されてもよい（Ａｓ－Ｒｏｌｌｅｄ）。熱間加工により製造された素管は、常温まで冷却せずに、熱間加工後に直接焼入れを実施してもよく、熱間加工後に補熱（再加熱）した後、焼入れを実施してもよい。
【0091】
熱間加工後に直接焼入れ、又は、補熱した後焼入れを実施する場合、焼入れ途中に冷却の停止、又は、緩冷却を実施してもよい。この場合、素管に焼割れが発生するのを抑制できる。熱間加工後に直接焼入れ、又は、補熱した後焼入れを実施する場合さらに、焼入れ後であって次工程の熱処理前に、応力除去焼鈍（ＳＲ）を実施してもよい。この場合、素管の残留応力が除去される。
【0092】
鋼材が丸鋼の場合、初めに、素材を加熱炉で加熱する。加熱温度は特に限定されないが、たとえば、１１００～１３００℃である。加熱炉から抽出された素材に対して熱間加工を実施して、軸方向に垂直な断面が円形の中間鋼材を製造する。熱間加工はたとえば、分塊圧延機による分塊圧延、又は、連続圧延機による熱間圧延である。連続圧延機は、上下方向に並んで配置された一対の孔型ロールを有する水平スタンドと、水平方向に並んで配置された一対の孔型ロールを有する垂直スタンドとが交互に配列されている。
【0093】
鋼材が鋼板の場合、初めに、素材を加熱炉で加熱する。加熱温度は特に限定されないが、たとえば、１１００～１３００℃である。加熱炉から抽出された素材に対して、分塊圧延機、及び、連続圧延機を用いて熱間圧延を実施して、鋼板形状の中間鋼材を製造する。
【0094】
以上のとおり、熱間加工工程では、準備された素材を熱間加工して、中間鋼材を製造する。以下、焼入れ工程について詳述する。
【0095】
［焼入れ工程］
焼入れ工程では、準備された中間鋼材（素管）に対して、焼入れを実施する。本明細書において、「焼入れ」とは、Ａ3点以上の中間鋼材を急冷することを意味する。好ましい焼入れ温度は８００～１０００℃である。焼入れ温度が高すぎれば、旧γ粒の結晶粒が粗大になり、鋼材の耐ＳＳＣ性が低下する場合がある。したがって、焼入れ温度は８００～１０００℃であるのが好ましい。
焼入れ工程では、準備された中間鋼材（素管）に対して、焼入れを実施する。本明細書において、「焼入れ」とは、Ａ3点以上の中間鋼材を急冷することを意味する。好ましい焼入れ温度は８００～１０００℃である。焼入れ温度が高すぎれば、旧γ粒の結晶粒が粗大になり、鋼材の耐ＳＳＣ性が低下する場合がある。したがって、焼入れ温度は８００～１０００℃であるのが好ましい。
【0096】
本明細書において、焼入れ温度とは、熱間加工後に直接焼入れを実施する場合、最終の熱間加工を実施する装置の出側に設置された温度計で測定された、中間鋼材の表面温度に相当する。焼入れ温度とはさらに、熱間加工後に補熱又は再加熱した後、焼入れを実施する場合、補熱又は再加熱を実施する炉の温度に相当する。
【0097】
焼入れ方法はたとえば、焼入れ開始温度から中間鋼材（素管）を連続的に冷却し、素管の表面温度を連続的に低下させる。連続冷却処理の方法は特に限定されず、周知の方法でよい。連続冷却処理の方法はたとえば、水槽に素管を浸漬して冷却する方法や、シャワー水冷又はミスト冷却により素管を加速冷却する方法である。
【0098】
焼入れ時の冷却速度が遅すぎれば、マルテンサイト及びベイナイト主体のミクロ組織とならず、本実施形態で規定する機械的特性（１２５ｋｓｉ以上の降伏強度）が得られない。この場合さらに、優れた低温靭性及び優れた耐ＳＳＣ性が得られない。
【0099】
したがって、上述のとおり、本実施形態による鋼材の製造方法では、焼入れ時に中間鋼材を急冷する。具体的には、焼入れ工程において、焼入れ時の中間鋼材（素管）の表面温度が８００～５００℃の範囲における平均冷却速度を、焼入れ時冷却速度ＣＲ800-500と定義する。より具体的には、焼入れ時冷却速度ＣＲ800-500は、焼入れされる中間鋼材の断面内で最も遅く冷却される部位（たとえば、両表面を強制冷却する場合、中間鋼材厚さの中心部）において測定された温度から決定される。
【0100】
好ましい焼入れ時冷却速度ＣＲ800-500は３００℃／分以上である。より好ましい焼入れ時冷却速度ＣＲ800-500の下限は４５０℃／分であり、さらに好ましくは６００℃／分である。焼入れ時冷却速度ＣＲ800-500の上限は特に規定しないが、たとえば、６００００℃／分である。
【0101】
好ましくは、素管に対してオーステナイト域での加熱を複数回実施した後、焼入れを実施する。この場合、焼入れ前のオーステナイト粒が微細化されるため、鋼材の耐ＳＳＣ性が高まる。複数回焼入れを実施することにより、オーステナイト域での加熱を複数回繰り返してもよいし、焼準及び焼入れを実施することにより、オーステナイト域での加熱を複数回繰り返してもよい。また、焼入れと後述する焼戻しとを組合せて、複数回実施してもよい。すなわち、複数回の焼入れ焼戻しを実施してもよい。この場合、鋼材の耐ＳＳＣ性がさらに高まる。以下、焼戻し工程について詳述する。
【0102】
［焼戻し工程］
焼戻し工程では、上述の焼入れが実施された素管に対して、焼戻しを実施する。本明細書において、「焼戻し」とは、焼入れ後の中間鋼材をＡc1点未満の温度で再加熱して、保持することを意味する。ここで、焼戻し温度とは、焼入れ後の中間鋼材を加熱して、保持する際の炉の温度に相当する。焼戻し時間とは、中間鋼材の温度が所定の焼戻し温度に到達してから、熱処理炉から抽出されるまでの時間を意味する。
焼戻し工程では、上述の焼入れが実施された素管に対して、焼戻しを実施する。本明細書において、「焼戻し」とは、焼入れ後の中間鋼材をＡc1点未満の温度で再加熱して、保持することを意味する。ここで、焼戻し温度とは、焼入れ後の中間鋼材を加熱して、保持する際の炉の温度に相当する。焼戻し時間とは、中間鋼材の温度が所定の焼戻し温度に到達してから、熱処理炉から抽出されるまでの時間を意味する。
【0103】
焼戻し温度は、継目無鋼管の化学組成、及び、得ようとする降伏強度に応じて適宜調整する。つまり、本実施形態の化学組成を有する素管に対して、焼戻し温度を調整して、継目無鋼管の降伏強度を８６２ＭＰａ以上に調整する。なお、当業者であれば、焼戻し温度を調整して、継目無鋼管の降伏強度を８６２ＭＰａ以上、及び、９３１ＭＰａ以上に調整することは、当然に可能である。具体的に、本実施形態による焼戻し工程において、好ましい焼戻し温度は６５０～６９０℃である。焼戻し温度のより好ましい下限は６５５℃である。焼戻し温度のより好ましい上限は６８５℃である。
【0104】
焼戻し時間が短すぎれば、焼戻しマルテンサイト及び焼戻しベイナイト主体のミクロ組織が得られない場合がある。一方、焼戻し時間が長すぎれば、上記効果は飽和する。したがって、本実施形態の焼戻し工程において、焼戻し時間は１０～９０分とするのが好ましい。焼戻し時間のより好ましい下限は１５分である。焼戻し時間のより好ましい上限は８０分である。
【0105】
以上の製造方法によって、本実施形態による鋼材を製造することができる。なお、上述の製造方法では、一例として継目無鋼管の製造方法を説明した。しかしながら、本実施形態による鋼材は、鋼板や他の形状であってもよい。鋼板や他の形状の製造方法も、上述の製造方法と同様に、たとえば、準備工程と、焼入れ工程と、焼戻し工程とを備える。さらに、上述の製造方法は一例であり、他の製造方法によって製造されてもよい。
【0106】
以下、実施例によって本発明をさらに具体的に説明する。
【実施例1】
【0107】
実施例１では、降伏強度が８６２～９３１ＭＰａ未満の鋼材について評価した。具体的に、まず、表１－１及び表１－２に示す化学組成を有する溶鋼を製造した。なお、表１－２中の「－」は、各元素の含有量が不純物レベルであることを意味する。具体的に、鋼ＡのＶ含有量、Ｃｕ含有量、Ｎｉ含有量、及び、Ｗ含有量は、小数第三位を四捨五入して、０％であったことを意味する。さらに、鋼ＡのＣａ含有量、Ｍｇ含有量、Ｚｒ含有量、及び、希土類元素（ＲＥＭ）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。
【0108】
【表1-1】
【0109】
【表1-2】
【0110】
上記溶鋼を用いて、連続鋳造法によって丸ビレットを製造した。連続鋳造法において、取鍋からタンディッシュへ溶鋼を導入する際、タンディッシュの開口部上方に、底面の無い錐体状に加工した金属板を、取鍋のノズルの直下に頂点が来るように配置した。タンディッシュの開口部上方に、上記形状の金属板を配置したか否かを、表２に示す。具体的に、タンディッシュの開口部上方に、上記形状の金属板を配置した場合、表２の「金属板」欄に「Ａ」と示す。タンディッシュの開口部上方に、上記形状の金属板を配置しなかった場合、表２の「金属板」欄に「Ｂ」と示す。なお、タンディッシュの開口部上方に配置した、上記形状の金属板は、アルミニウム板とした。具体的に、厚さ２ｍｍのアルミニウム板を３枚重ねて使用した。また、試験番号３、８～１０、及び、１２では、ノズルからＳｉ酸化物が排出された後、溶鋼が排出される前に、先端にフックの形成された棒を用いてノズルの下方から金属板を除去した。
【0111】
【表2】
【0112】
製造した試験番号１～１９の丸ビレットを１２５０℃で１時間保持した後、マンネスマン－マンドレル方式による熱間圧延を実施して、試験番号１～１９の素管（継目無鋼管）を製造した。さらに、得られた試験番号１～１９の素管に対して、焼入れを実施した。具体的には、試験番号１～１９の素管を、表２の「焼入れ」欄に記載の焼入れ温度（℃）で焼入れ時間（分）だけ保持した後、シャワー水冷による焼入れを実施した。なお、試験番号１～１９において、焼入れ時冷却速度ＣＲ800-500は、いずれも４８０～３００００℃／分の範囲内であった。ここで、表２に記載の焼入れ温度（℃）は、素管を加熱した熱処理炉の温度（℃）とした。さらに、表２に記載の焼入れ時間（分）は、素管を焼入れ温度で保持した時間（分）とした。
【0113】
得られた試験番号１～１９の素管に対して、焼戻しを実施した。具体的には、試験番号１～１９の素管を、表２の「焼戻し」欄に記載の焼戻し温度（℃）で焼戻し時間（分）だけ保持する焼戻しを実施した。ここで、表２に記載の焼戻し温度（℃）は、素管を加熱した焼戻し炉の温度（℃）とした。さらに、表２に記載の焼戻し時間（分）は、素管を焼戻し温度で保持した時間（分）とした。以上の製造工程により、試験番号１～１９の継目無鋼管を得た。
【0114】
［評価試験］
上記の焼戻し後の試験番号１～１９の継目無鋼管に対して、以下に説明する引張試験、粗大Ｓｉ酸化物の個数密度測定試験、及び、耐ＳＳＣ性試験を実施した。
上記の焼戻し後の試験番号１～１９の継目無鋼管に対して、以下に説明する引張試験、粗大Ｓｉ酸化物の個数密度測定試験、及び、耐ＳＳＣ性試験を実施した。
【0115】
［引張試験］
試験番号１～１９の継目無鋼管に対して、引張試験を実施して、降伏強度を求めた。引張試験はＡＳＴＭ Ｅ８／Ｅ８Ｍ（２０２１）に準拠して行った。試験番号１～１９の継目無鋼管の肉厚中央部から、平行部直径８．９ｍｍ、標点距離３５．６ｍｍの丸棒試験片を作製した。丸棒試験片の軸方向は、継目無鋼管の管軸方向と平行であった。作製した丸棒試験片を用いて、常温（２５℃）、大気中にて引張試験を実施して、試験番号１～１９の継目無鋼管の降伏強度（ＭＰａ）を得た。なお、本実施例では、引張試験で得られた０．６５％伸び時の応力（０．６５％耐力）を、降伏強度と定義した。試験番号１～１９について、得られた降伏強度（ＭＰａ）を「ＹＳ（ＭＰａ）」として表２に示す。
試験番号１～１９の継目無鋼管に対して、引張試験を実施して、降伏強度を求めた。引張試験はＡＳＴＭ Ｅ８／Ｅ８Ｍ（２０２１）に準拠して行った。試験番号１～１９の継目無鋼管の肉厚中央部から、平行部直径８．９ｍｍ、標点距離３５．６ｍｍの丸棒試験片を作製した。丸棒試験片の軸方向は、継目無鋼管の管軸方向と平行であった。作製した丸棒試験片を用いて、常温（２５℃）、大気中にて引張試験を実施して、試験番号１～１９の継目無鋼管の降伏強度（ＭＰａ）を得た。なお、本実施例では、引張試験で得られた０．６５％伸び時の応力（０．６５％耐力）を、降伏強度と定義した。試験番号１～１９について、得られた降伏強度（ＭＰａ）を「ＹＳ（ＭＰａ）」として表２に示す。
【0116】
［粗大Ｓｉ酸化物の個数密度測定試験］
試験番号１～１９の継目無鋼管に対して、粗大Ｓｉ酸化物の個数密度測定試験を実施して、長径５．０μｍ以上のＳｉ酸化物（粗大Ｓｉ酸化物）の個数密度を求めた。試験番号１～１９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Ｓｉ酸化物の個数密度を求めた。試験番号１～１９について、得られた粗大Ｓｉ酸化物の個数密度（個／１００ｍｍ2）を、表２の「粗大Ｓｉ酸化物（個／１００ｍｍ2）」欄に示す。
試験番号１～１９の継目無鋼管に対して、粗大Ｓｉ酸化物の個数密度測定試験を実施して、長径５．０μｍ以上のＳｉ酸化物（粗大Ｓｉ酸化物）の個数密度を求めた。試験番号１～１９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Ｓｉ酸化物の個数密度を求めた。試験番号１～１９について、得られた粗大Ｓｉ酸化物の個数密度（個／１００ｍｍ2）を、表２の「粗大Ｓｉ酸化物（個／１００ｍｍ2）」欄に示す。
【0117】
［耐ＳＳＣ性試験］
試験番号１～１９の継目無鋼管に対して、ＮＡＣＥ ＴＭ０１７７－２０１６ Ｍｅｔｈｏｄ Ａに準拠した方法で耐ＳＳＣ性試験を実施して、耐ＳＳＣ性を評価した。具体的には、試験番号１～１９の継目無鋼管の肉厚中央部から、径６．３５ｍｍ、平行部の長さ２５．４ｍｍの丸棒試験片を作製した。作製した試験片のうち３本に対して、耐ＳＳＣ性試験を実施した。なお、試験片の軸方向は、管軸方向に平行であった。
試験番号１～１９の継目無鋼管に対して、ＮＡＣＥ ＴＭ０１７７－２０１６ Ｍｅｔｈｏｄ Ａに準拠した方法で耐ＳＳＣ性試験を実施して、耐ＳＳＣ性を評価した。具体的には、試験番号１～１９の継目無鋼管の肉厚中央部から、径６．３５ｍｍ、平行部の長さ２５．４ｍｍの丸棒試験片を作製した。作製した試験片のうち３本に対して、耐ＳＳＣ性試験を実施した。なお、試験片の軸方向は、管軸方向に平行であった。
【0118】
試験番号１～１９の丸棒試験片の軸方向に引張応力を負荷した。このとき、与えられる応力が各鋼板の実降伏応力の９０％になるように調整した。試験溶液は、酢酸でｐＨ３．５に調整した、５．０質量％塩化ナトリウムと０．４質量％酢酸ナトリウムとの混合水溶液（ＮＡＣＥ ｓｏｌｕｔｉｏｎ Ｂ）を用いた。３つの試験容器に２４℃の試験溶液をそれぞれ注入し、試験浴とした。応力が付加された３本の丸棒試験片を、１本ずつ異なる試験容器の試験浴に浸漬した。各試験浴を脱気した後、０．１ａｔｍのＨ2Ｓガスと０．９ａｔｍのＣＯ2ガスとの混合ガスを試験浴に吹き込み、飽和させた。０．０１ａｔｍのＨ2Ｓガスと０．９９ａｔｍのＣＯ2ガスとの混合ガスが飽和した試験浴を、２４℃で１４４０時間保持した。
【0119】
１４４０時間保持後の試験番号１～１９の丸棒試験片に対して、硫化物応力割れ（ＳＳＣ）の発生の有無を観察した。具体的には、１４４０時間保持後の丸棒試験片を、肉眼で観察した。試験番号１～１９について、３本の丸棒試験片のうちＳＳＣが発生した本数を、表２の「ＳＳＣ発生本数（本）」欄に示す。
【0120】
［試験結果］
表１－１、表１－２、及び、表２を参照して、試験番号１～１２の継目無鋼管の化学組成は適切であり、製造方法も上述の好ましい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８６２～９３１ＭＰａ未満であり、粗大Ｓｉ酸化物の個数密度が５個／１００ｍｍ2以下であった。その結果、これらの継目無鋼管は、耐ＳＳＣ性試験において、ＳＳＣが発生しなかった。すなわち、試験番号１～１２の継目無鋼管は、８６２～９３１ＭＰａ未満の降伏強度と、優れた耐ＳＳＣ性とを有していた。
表１－１、表１－２、及び、表２を参照して、試験番号１～１２の継目無鋼管の化学組成は適切であり、製造方法も上述の好ましい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８６２～９３１ＭＰａ未満であり、粗大Ｓｉ酸化物の個数密度が５個／１００ｍｍ2以下であった。その結果、これらの継目無鋼管は、耐ＳＳＣ性試験において、ＳＳＣが発生しなかった。すなわち、試験番号１～１２の継目無鋼管は、８６２～９３１ＭＰａ未満の降伏強度と、優れた耐ＳＳＣ性とを有していた。
【0121】
一方、試験番号１３及び１４の継目無鋼管は、粗大Ｓｉ酸化物の個数密度が５個／１００ｍｍ2を超えた。その結果、耐ＳＳＣ性試験において、試験片にＳＳＣが発生した。すなわち、試験番号１３及び１４の継目無鋼管は、優れた耐ＳＳＣ性を有していなかった。
【0122】
試験番号１５の継目無鋼管は、Ｍｎ含有量が高すぎた。その結果、耐ＳＳＣ性試験において、試験片にＳＳＣが発生した。すなわち、試験番号１５の継目無鋼管は、優れた耐ＳＳＣ性を有していなかった。
【0123】
試験番号１６の継目無鋼管は、Ｍｏ含有量が低すぎた。その結果、耐ＳＳＣ性試験において、試験片にＳＳＣが発生した。すなわち、試験番号１６の継目無鋼管は、優れた耐ＳＳＣ性を有していなかった。
【0124】
試験番号１７の継目無鋼管は、Ｓ含有量が高すぎた。その結果、耐ＳＳＣ性試験において、試験片にＳＳＣが発生した。すなわち、試験番号１７の継目無鋼管は、優れた耐ＳＳＣ性を有していなかった。
【0125】
試験番号１８の継目無鋼管は、Ｐ含有量が高すぎた。その結果、耐ＳＳＣ性試験において、試験片にＳＳＣが発生した。すなわち、試験番号１８の継目無鋼管は、優れた耐ＳＳＣ性を有していなかった。
【0126】
試験番号１９の継目無鋼管は、Ｏ含有量が高すぎた。その結果、耐ＳＳＣ性試験において、試験片にＳＳＣが発生した。すなわち、試験番号１９の継目無鋼管は、優れた耐ＳＳＣ性を有していなかった。
【実施例2】
【0127】
実施例２では、降伏強度が９３１ＭＰａ以上の鋼材について評価した。具体的に、まず、表３－１及び表３－２に示す化学組成を有する溶鋼を製造した。なお、表３－２中の「－」は、各元素の含有量が不純物レベルであることを意味する。具体的に、鋼ＲのＣｕ含有量、Ｎｉ含有量、及び、Ｗ含有量は、小数第三位を四捨五入して、０％であったことを意味する。さらに、鋼ＲのＣａ含有量、Ｍｇ含有量、Ｚｒ含有量、及び、希土類元素（ＲＥＭ）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。
【0128】
【表3-1】
【0129】
【表3-2】
【0130】
上記溶鋼を用いて、連続鋳造法によって丸ビレットを製造した。連続鋳造法において、取鍋からタンディッシュへ溶鋼を導入する際、タンディッシュの開口部上方に、底面の無い錐体状に加工した金属板を、取鍋のノズルの直下に頂点が来るように配置した。タンディッシュの開口部上方に、上記形状の金属板を配置したか否かを、表４に示す。具体的に、タンディッシュの開口部上方に、上記形状の金属板を配置した場合、表４の「金属板」欄に「Ａ」と示す。タンディッシュの開口部上方に、上記形状の金属板を配置しなかった場合、表４の「金属板」欄に「Ｂ」と示す。なお、タンディッシュの開口部上方に配置した、上記形状の金属板は、アルミニウム板とした。具体的に、厚さ２ｍｍのアルミニウム板を３枚重ねて使用した。また、上記形状の金属板を配置した実施例では、ノズルからＳｉ酸化物が排出された後、溶鋼が排出される前に、先端にフックの形成された棒を用いてノズルの下方から金属板を除去した。
【0131】
【表4】
【0132】
製造した試験番号２０～４０の丸ビレットを１２５０℃で１時間保持した後、マンネスマン－マンドレル方式による熱間圧延を実施して、試験番号２０～４０の素管（継目無鋼管）を製造した。さらに、得られた試験番号２０～４０の素管に対して、焼入れを実施した。具体的には、試験番号２０～４０の素管を、表４の「焼入れ」欄に記載の焼入れ温度（℃）で焼入れ時間（分）だけ保持した後、シャワー水冷による焼入れを実施した。なお、試験番号２０～４０において、焼入れ時冷却速度ＣＲ800-500は、いずれも４８０～３００００℃／分の範囲内であった。ここで、表４に記載の焼入れ温度（℃）は、素管を加熱した熱処理炉の温度（℃）とした。さらに、表４に記載の焼入れ時間（分）は、素管を焼入れ温度で保持した時間（分）とした。
【0133】
さらに、試験番号２２の素管に対して、２回目の焼入れを実施した。具体的に、試験番号３の素管を９００℃の熱処理炉で１０分間保持した後、シャワー水冷による焼入れを実施した。なお、試験番号２２の素管に対して実施した２回目の焼入れについても、焼入れ時冷却速度ＣＲ800-500は、いずれも４８０～３００００℃／分の範囲内であった。
【0134】
得られた試験番号２０～４０の素管に対して、焼戻しを実施した。具体的には、試験番号２０～４０の素管を、表４の「焼戻し」欄に記載の焼戻し温度（℃）で焼戻し時間（分）だけ保持する焼戻しを実施した。ここで、表４に記載の焼戻し温度（℃）は、素管を加熱した焼戻し炉の温度（℃）とした。さらに、表４に記載の焼戻し時間（分）は、素管を焼戻し温度で保持した時間（分）とした。以上の製造工程により、試験番号２０～４０の継目無鋼管を得た。
【0135】
［評価試験］
上記の焼戻し後の試験番号２０～４０の継目無鋼管に対して、以下に説明する引張試験、粗大Ｓｉ酸化物の個数密度測定試験、及び、耐ＳＳＣ性試験を実施した。
上記の焼戻し後の試験番号２０～４０の継目無鋼管に対して、以下に説明する引張試験、粗大Ｓｉ酸化物の個数密度測定試験、及び、耐ＳＳＣ性試験を実施した。
【0136】
［引張試験］
試験番号２０～４０の継目無鋼管に対して、引張試験を実施して、降伏強度を求めた。引張試験はＡＳＴＭ Ｅ８／Ｅ８Ｍ（２０２１）に準拠して行った。試験番号２０～４０の継目無鋼管の肉厚中央部から、平行部直径８．９ｍｍ、標点距離３５．６ｍｍの丸棒試験片を作製した。丸棒試験片の軸方向は、継目無鋼管の管軸方向と平行であった。作製した丸棒試験片を用いて、常温（２５℃）、大気中にて引張試験を実施して、試験番号２０～４０の継目無鋼管の降伏強度（ＭＰａ）を得た。なお、本実施例では、引張試験で得られた０．６５％伸び時の応力（０．６５％耐力）を、降伏強度と定義した。試験番号２０～４０について、得られた降伏強度（ＭＰａ）を「ＹＳ（ＭＰａ）」として表４に示す。
試験番号２０～４０の継目無鋼管に対して、引張試験を実施して、降伏強度を求めた。引張試験はＡＳＴＭ Ｅ８／Ｅ８Ｍ（２０２１）に準拠して行った。試験番号２０～４０の継目無鋼管の肉厚中央部から、平行部直径８．９ｍｍ、標点距離３５．６ｍｍの丸棒試験片を作製した。丸棒試験片の軸方向は、継目無鋼管の管軸方向と平行であった。作製した丸棒試験片を用いて、常温（２５℃）、大気中にて引張試験を実施して、試験番号２０～４０の継目無鋼管の降伏強度（ＭＰａ）を得た。なお、本実施例では、引張試験で得られた０．６５％伸び時の応力（０．６５％耐力）を、降伏強度と定義した。試験番号２０～４０について、得られた降伏強度（ＭＰａ）を「ＹＳ（ＭＰａ）」として表４に示す。
【0137】
［粗大Ｓｉ酸化物の個数密度測定試験］
試験番号２０～４０の継目無鋼管に対して、粗大Ｓｉ酸化物の個数密度測定試験を実施して、長径５．０μｍ以上のＳｉ酸化物（粗大Ｓｉ酸化物）の個数密度を求めた。試験番号２０～４０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Ｓｉ酸化物の個数密度を求めた。試験番号２０～４０について、得られた粗大Ｓｉ酸化物の個数密度（個／２００ｍｍ2）を、表４の「粗大Ｓｉ酸化物（個／２００ｍｍ2）」欄に示す。
試験番号２０～４０の継目無鋼管に対して、粗大Ｓｉ酸化物の個数密度測定試験を実施して、長径５．０μｍ以上のＳｉ酸化物（粗大Ｓｉ酸化物）の個数密度を求めた。試験番号２０～４０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Ｓｉ酸化物の個数密度を求めた。試験番号２０～４０について、得られた粗大Ｓｉ酸化物の個数密度（個／２００ｍｍ2）を、表４の「粗大Ｓｉ酸化物（個／２００ｍｍ2）」欄に示す。
【0138】
［耐ＳＳＣ性試験］
試験番号２０～４０の継目無鋼管に対して、ＮＡＣＥ ＴＭ０１７７－２０１６ Ｍｅｔｈｏｄ Ａに準拠した方法で耐ＳＳＣ性試験を実施して、耐ＳＳＣ性を評価した。具体的には、試験番号２０～４０の継目無鋼管の肉厚中央部から、径６．３５ｍｍ、平行部の長さ２５．４ｍｍの丸棒試験片を作製した。作製した試験片のうち３本に対して、耐ＳＳＣ性試験を実施した。なお、試験片の軸方向は、管軸方向に平行であった。
試験番号２０～４０の継目無鋼管に対して、ＮＡＣＥ ＴＭ０１７７－２０１６ Ｍｅｔｈｏｄ Ａに準拠した方法で耐ＳＳＣ性試験を実施して、耐ＳＳＣ性を評価した。具体的には、試験番号２０～４０の継目無鋼管の肉厚中央部から、径６．３５ｍｍ、平行部の長さ２５．４ｍｍの丸棒試験片を作製した。作製した試験片のうち３本に対して、耐ＳＳＣ性試験を実施した。なお、試験片の軸方向は、管軸方向に平行であった。
【0139】
試験番号２０～４０の丸棒試験片の軸方向に引張応力を負荷した。このとき、与えられる応力が各鋼板の実降伏応力の９０％になるように調整した。試験溶液は、酢酸でｐＨ３．５に調整した、５．０質量％塩化ナトリウムと０．４質量％酢酸ナトリウムとの混合水溶液（ＮＡＣＥ ｓｏｌｕｔｉｏｎ Ｂ）を用いた。３つの試験容器に２４℃の試験溶液をそれぞれ注入し、試験浴とした。応力が付加された３本の丸棒試験片を、１本ずつ異なる試験容器の試験浴に浸漬した。各試験浴を脱気した後、０．０１ａｔｍのＨ2Ｓガスと０．９９ａｔｍのＣＯ2ガスとの混合ガスを試験浴に吹き込み、飽和させた。０．０１ａｔｍのＨ2Ｓガスと０．９９ａｔｍのＣＯ2ガスとの混合ガスが飽和した試験浴を、２４℃で１４４０時間保持した。
【0140】
１４４０時間保持後の試験番号２０～４０の丸棒試験片に対して、硫化物応力割れ（ＳＳＣ）の発生の有無を観察した。具体的には、１４４０時間保持後の丸棒試験片を、肉眼で観察した。試験番号２０～４０について、３本の丸棒試験片のうちＳＳＣが発生した本数を、表４の「ＳＳＣ発生本数（本）」欄に示す。
【0141】
［試験結果］
表３－１、表３－２、及び、表４を参照して、試験番号２０～３２の継目無鋼管の化学組成は適切であり、製造方法も上述の好ましい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９３１ＭＰａ以上であり、粗大Ｓｉ酸化物の個数密度が５個／２００ｍｍ2以下であった。その結果、これらの継目無鋼管は、耐ＳＳＣ性試験において、ＳＳＣが発生しなかった。すなわち、試験番号２０～３２の継目無鋼管は、９３１ＭＰａ以上の降伏強度と、優れた耐ＳＳＣ性とを有していた。
表３－１、表３－２、及び、表４を参照して、試験番号２０～３２の継目無鋼管の化学組成は適切であり、製造方法も上述の好ましい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９３１ＭＰａ以上であり、粗大Ｓｉ酸化物の個数密度が５個／２００ｍｍ2以下であった。その結果、これらの継目無鋼管は、耐ＳＳＣ性試験において、ＳＳＣが発生しなかった。すなわち、試験番号２０～３２の継目無鋼管は、９３１ＭＰａ以上の降伏強度と、優れた耐ＳＳＣ性とを有していた。
【0142】
一方、試験番号３３～３７の継目無鋼管は、粗大Ｓｉ酸化物の個数密度が５個／２００ｍｍ2を超えた。その結果、耐ＳＳＣ性試験において、試験片にＳＳＣが発生した。すなわち、試験番号３３～３７の継目無鋼管は、優れた耐ＳＳＣ性を有していなかった。
【0143】
試験番号３８の継目無鋼管は、Ｏ含有量が高すぎた。その結果、耐ＳＳＣ性試験において、試験片にＳＳＣが発生した。すなわち、試験番号３８の継目無鋼管は、優れた耐ＳＳＣ性を有していなかった。
【0144】
試験番号３９の継目無鋼管は、Ｍｏ含有量が低すぎた。その結果、耐ＳＳＣ性試験において、試験片にＳＳＣが発生した。すなわち、試験番号３９の継目無鋼管は、優れた耐ＳＳＣ性を有していなかった。
【0145】
試験番号４０の継目無鋼管は、Ｓ含有量が高すぎた。その結果、耐ＳＳＣ性試験において、試験片にＳＳＣが発生した。すなわち、試験番号４０の継目無鋼管は、優れた耐ＳＳＣ性を有していなかった。
【0146】
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。
【要約】
高強度と、サワー環境における優れた耐ＳＳＣ性とを有する、鋼材を提供する。本開示による鋼材は、質量％で、Ｃ：０．１５～０．４５％、Ｓｉ：０．０５～１．００％、Ｍｎ：０．０５～０．３０％、Ｐ：０．０３０％以下、Ｓ：０．００５０％以下、Ａｌ：０．００５～０．１００％、Ｃｒ：０．３０～１．１０％、Ｍｏ：０．４０～２．００％、Ｔｉ：０．００２～０．０２０％、Ｎｂ：０．００２～０．１００％、Ｂ：０．０００５～０．００４０％、Ｎ：０．０１００％以下、Ｏ：０．００４０％未満、及び、残部がＦｅ及び不純物からなり、降伏強度が８６２ＭＰａ以上である。鋼材中において、質量％で、Ｓｉ含有量が２０％以上であり、Ｏ含有量が１０％以上であり、長径が５．０μｍ以上のＳｉ酸化物の個数密度が、５個／１００ｍｍ2以下であり、降伏強度が９３１ＭＰａ以上の場合、Ｓｉ酸化物の個数密度が、５個／２００ｍｍ2以下である。
【図1】
【図2】