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WO2026013963A1 - Martensitic stainless steel material - Google Patents

Martensitic stainless steel material

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Publication number
WO2026013963A1
WO2026013963A1 PCT/JP2025/003830 JP2025003830W WO2026013963A1 WO 2026013963 A1 WO2026013963 A1 WO 2026013963A1 JP 2025003830 W JP2025003830 W JP 2025003830W WO 2026013963 A1 WO2026013963 A1 WO 2026013963A1
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WO
WIPO (PCT)
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inclusions
content
steel material
martensitic stainless
stainless steel
Prior art date
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Pending
Application number
PCT/JP2025/003830
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French (fr)
Japanese (ja)
Inventor
誠也 岡田
桂一 近藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
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Publication of WO2026013963A1 publication Critical patent/WO2026013963A1/en
Pending legal-status Critical Current
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Abstract

Provided is a martensitic stainless steel material having excellent SSC resistance. A martensitic stainless steel material according to the present disclosure has the chemical composition described in the specification. In the steel material, the number density ND1 of fine and low S inclusions, which contain S and have an Fn1 defined by equation (1) of at least 5.0 and an equivalent circle diameter of 2.0-10.0 μm, is at least 3.0/mm2, the number density ND2 of coarse and low S inclusions, which contain S and have an Fn1 of at least 5.0 and an equivalent circle diameter of greater than 10.0 μm, is at least 2.0/mm2, and the number density ND3 of high S inclusions, which contain S and have an Fn1 of less than 5.0 and an equivalent circle diameter of at least 2.0 μm, is 2.0/mm2 or less. (1): Fn1=(Mg+Al+Ca+Ti+V+Mn)/S, where the element symbols in equation (1) are substituted with the contents of the corresponding elements in the inclusions in mass%.

Description

マルテンサイト系ステンレス鋼材Martensitic stainless steel

 本開示は鋼材に関し、さらに詳しくは、マルテンサイト系ステンレス鋼材に関する。 This disclosure relates to steel materials, and more specifically to martensitic stainless steel materials.

 油井やガス井(以下、油井及びガス井を総称して「油井」という)の中には、腐食性物質を多く含有する場合がある。腐食性物質は例えば、硫化水素及び炭酸ガス等の腐食性ガスである。本明細書において、硫化水素及び炭酸ガスを含有する環境を「サワー環境」という。サワー環境で使用される鋼材では、鋼材表面が腐食性物質と接触して、電気化学反応が起こり、鋼材表面に水素が発生する。この水素に起因して、鋼材に硫化物応力腐食割れ(SSC:Sulfide Stress Cracking)が発生しやすい。したがって、サワー環境で使用される鋼材では、優れた耐SSC性が求められる。 Oil wells and gas wells (hereinafter, oil wells and gas wells are collectively referred to as "oil wells") may contain large amounts of corrosive substances. Examples of corrosive substances are corrosive gases such as hydrogen sulfide and carbon dioxide. In this specification, an environment containing hydrogen sulfide and carbon dioxide is referred to as a "sour environment." When steel is used in a sour environment, an electrochemical reaction occurs when the steel surface comes into contact with the corrosive substance, generating hydrogen on the steel surface. This hydrogen makes the steel susceptible to sulfide stress corrosion cracking (SSC). Therefore, steel used in a sour environment requires excellent SSC resistance.

 鋼の耐炭酸ガス腐食性の向上にはクロム(Cr)が有効であることが知られている。そのため、炭酸ガスを多く含む環境の油井では、炭酸ガスの分圧や温度に応じて、API L80 13Cr鋼材(通常の13Cr鋼材)や、C含有量を低減したスーパー13Cr鋼材等に代表される、13質量%程度のCrを含有するマルテンサイト系ステンレス鋼材が使用される。13Cr鋼材やスーパー13Cr鋼材は、主として、HS分圧が0.03bar以下のサワー環境の油井で使用されている。 It is known that chromium (Cr) is effective in improving the carbon dioxide corrosion resistance of steel. Therefore, in oil wells in environments containing a large amount of carbon dioxide, martensitic stainless steels containing about 13 mass% Cr, such as API L80 13Cr steel (normal 13Cr steel) or Super 13Cr steel with a reduced C content, are used depending on the partial pressure and temperature of the carbon dioxide. 13Cr steel and Super 13Cr steel are mainly used in oil wells in sour environments where the H2S partial pressure is 0.03 bar or less.

 特開2000-192196号公報(特許文献1)及び特開2012-136742号公報(特許文献2)は、耐SSC性に優れた鋼材を提案する。 Japanese Patent Publication No. 2000-192196 (Patent Document 1) and Japanese Patent Publication No. 2012-136742 (Patent Document 2) propose steel materials with excellent SSC resistance.

 特許文献1のマルテンサイト系ステンレス鋼材は、重量%で、C:0.001~0.05%、Si:0.05~1%、Mn:0.05~2%、P:0.025%以下、S:0.01%以下、Cr:9~14%、Mo:3.1~7%、Ni:1~8%、Co:0.5~7%、sol.Al:0.001~0.1%、N:0.05%以下、O(酸素):0.01%以下、Cu:0~5%、W:0~5%を含有し、残部がFe及び不可避不純物からなる。Moを含有した場合、Ms点が低下する。そこで、Moとともに、Coを含有することにより、Ms点の低下を抑えてミクロ組織をマルテンサイト単相組織とする。これにより、耐SSC性を高めることができる、と特許文献1には記載されている。 The martensitic stainless steel material in Patent Document 1 contains, by weight, the following: C: 0.001-0.05%, Si: 0.05-1%, Mn: 0.05-2%, P: 0.025% or less, S: 0.01% or less, Cr: 9-14%, Mo: 3.1-7%, Ni: 1-8%, Co: 0.5-7%, sol. Al: 0.001-0.1%, N: 0.05% or less, O (oxygen): 0.01% or less, Cu: 0-5%, W: 0-5%, with the balance consisting of Fe and unavoidable impurities. The inclusion of Mo lowers the Ms point. Therefore, by including Co along with Mo, the decrease in Ms point is suppressed and the microstructure becomes a martensitic single-phase structure. Patent Document 1 states that this improves SSC resistance.

 特許文献2のマルテンサイト系ステンレス鋼材は、質量%で、C:0.01%以下、Si:0.5%以下、Mn:0.1~2.0%、P:0.03%以下、S:0.005%以下、Cr:14.0~15.5%、Ni:5.5~7.0%、Mo:2.0~3.5%、Cu:0.3~3.5%、V:0.20%以下、Al:0.05%以下、N:0.06%以下を含み、残部Fe及び不可避的不純物からなる。この文献のマルテンサイト系ステンレス鋼材では、C含有量を0.01%以下とし、Cr、Ni及びMoを適正範囲に調整し、さらに、適正量のCu及びV又は適正量のWを含有させる。これにより、優れた耐SSC性が得られる、と特許文献2には記載されている。 The martensitic stainless steel material in Patent Document 2 contains, by mass%, C: 0.01% or less, Si: 0.5% or less, Mn: 0.1-2.0%, P: 0.03% or less, S: 0.005% or less, Cr: 14.0-15.5%, Ni: 5.5-7.0%, Mo: 2.0-3.5%, Cu: 0.3-3.5%, V: 0.20% or less, Al: 0.05% or less, N: 0.06% or less, with the balance being Fe and unavoidable impurities. In the martensitic stainless steel material in this document, the C content is set to 0.01% or less, and Cr, Ni, and Mo are adjusted to appropriate ranges. Furthermore, appropriate amounts of Cu and V or appropriate amounts of W are also included. Patent Document 2 states that this results in excellent SSC resistance.

特開2000-192196号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-192196 特開2012-136742号公報JP 2012-136742 A

 上述の特許文献1及び2では、化学組成中の元素含有量を調整することにより、サワー環境における耐SSC性を高める手段を提案している。しかしながら、上述の特許文献に提案された手段以外の他の手段により、サワー環境における鋼材の耐SSC性を高めてもよい。 Patent Documents 1 and 2 mentioned above propose a means of improving SSC resistance in sour environments by adjusting the element content in the chemical composition. However, the SSC resistance of steel materials in sour environments may also be improved by means other than those proposed in the above patent documents.

 本開示の目的は、優れた耐SSC性を有するマルテンサイト系ステンレス鋼材を提供することである。 The purpose of this disclosure is to provide a martensitic stainless steel material with excellent SSC resistance.

 本開示のマルテンサイト系ステンレス鋼材は、化学組成が、質量%で、C:0.030%以下、Si:0.10~1.00%、Mn:0.10~2.00%、P:0.040%以下、S:0.0050%以下、Cr:10.0~14.0%、Ni:5.00~7.50%、Mo:1.50~3.50%、Cu:0.01~2.50%、Ti:0.02~0.40%、V:0.01~0.50%、Co:0.01~0.50%、Al:0.010~0.100%、Ca:0.0001~0.0040%、N:0.001~0.020%、O:0.010%以下、W:0~1.50%、Sn:0~0.010%、Nb:0~0.50%、B:0~0.0100%、Mg:0~0.0100%、希土類元素:0~0.100%、及び、残部がFe及び不純物からなる。マルテンサイト系ステンレス鋼材中において、Sを含有し、式(1)で定義されるFn1が5.0以上であり、円相当径が2.0~10.0μmの介在物である微細低S介在物の個数密度ND1が3.0個/mm以上であり、Sを含有し、Fn1が5.0以上であり、円相当径が10.0μm超の介在物である粗大低S介在物の個数密度ND2が2.0個/mm以下であり、Sを含有し、Fn1が5.0未満であり、円相当径が2.0μm以上の介在物である高S介在物の個数密度ND3が2.0個/mm以下である。
 Fn1=(Mg+Al+Ca+Ti+V+Mn)/S (1)
 ここで、式(1)中の元素記号には、対応する介在物中の元素の含有量が質量%で代入される。元素が含有されていない場合、対応する元素記号には「0」が代入される。
The martensitic stainless steel material of the present disclosure has a chemical composition, in mass%, of C: 0.030% or less, Si: 0.10 to 1.00%, Mn: 0.10 to 2.00%, P: 0.040% or less, S: 0.0050% or less, Cr: 10.0 to 14.0%, Ni: 5.00 to 7.50%, Mo: 1.50 to 3.50%, Cu: 0.01 to 2.50%, Ti: 0.02 to 0.40%, V: 0.01 to 0.050%, and 0.50%, Co: 0.01 to 0.50%, Al: 0.010 to 0.100%, Ca: 0.0001 to 0.0040%, N: 0.001 to 0.020%, O: 0.010% or less, W: 0 to 1.50%, Sn: 0 to 0.010%, Nb: 0 to 0.50%, B: 0 to 0.0100%, Mg: 0 to 0.0100%, rare earth elements: 0 to 0.100%, and the balance being Fe and impurities. In a martensitic stainless steel material, the number density ND1 of fine low-S inclusions, which contain S and have an Fn1 defined by formula (1) of 5.0 or more and an equivalent circle diameter of 2.0 to 10.0 μm, is 3.0 pieces/ mm2 or more, the number density ND2 of coarse low-S inclusions, which contain S and have an Fn1 of 5.0 or more and an equivalent circle diameter of more than 10.0 μm, is 2.0 pieces/ mm2 or less, and the number density ND3 of high-S inclusions, which contain S and have an Fn1 of less than 5.0 and an equivalent circle diameter of 2.0 μm or more, is 2.0 pieces/ mm2 or less.
Fn1=(Mg+Al+Ca+Ti+V+Mn)/S (1)
Here, the element symbols in formula (1) are substituted with the content of the corresponding element in the inclusion in mass %. When an element is not contained, "0" is substituted for the corresponding element symbol.

 本開示のマルテンサイト系ステンレス鋼材は、優れた耐SSC性を有する。 The martensitic stainless steel material disclosed herein has excellent SSC resistance.

図1は、連続鋳造におけるモールド内の溶鋼と浸漬ノズルとの位置関係を説明するための模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram for explaining the positional relationship between molten steel in a mold and a submerged entry nozzle in continuous casting.

 本発明者らは、優れた耐SSC性を有するマルテンサイト系ステンレス鋼材について、検討を行った。 The inventors conducted research into martensitic stainless steel materials with excellent SSC resistance.

 本発明者らは初めに、優れた耐SSC性を有するマルテンサイト系ステンレス鋼材について、化学組成の観点から検討を行った。その結果、質量%で、C:0.030%以下、Si:0.10~1.00%、Mn:0.10~2.00%、P:0.040%以下、S:0.0050%以下、Cr:10.0~14.0%、Ni:5.00~7.50%、Mo:1.50~3.50%、Cu:0.01~2.50%、Ti:0.02~0.40%、V:0.01~0.50%、Co:0.01~0.50%、Al:0.010~0.100%、Ca:0.0001~0.0040%、N:0.001~0.020%、O:0.010%以下、W:0~1.50%、Sn:0~0.010%、Nb:0~0.50%、B:0~0.0100%、Mg:0~0.0100%、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マルテンサイト系ステンレス鋼材であれば、優れた耐SSC性が得られる可能性があると本発明者らは考えた。 The inventors first investigated martensitic stainless steel materials with excellent SSC resistance from the perspective of chemical composition. As a result, the following composition was found to be desirable: C: 0.030% or less, Si: 0.10-1.00%, Mn: 0.10-2.00%, P: 0.040% or less, S: 0.0050% or less, Cr: 10.0-14.0%, Ni: 5.00-7.50%, Mo: 1.50-3.50%, Cu: 0.01-2.50%, Ti: 0.02-0.40%, V: 0.01-0.50%, Co: 0.01-0.50%, Al: 0.010-0.100%, Ca: The inventors believed that a martensitic stainless steel material with a chemical composition consisting of 0.0001-0.0040%, N: 0.001-0.020%, O: 0.010% or less, W: 0-1.50%, Sn: 0-0.010%, Nb: 0-0.50%, B: 0-0.0100%, Mg: 0-0.0100%, rare earth elements: 0-0.100%, and the balance being Fe and impurities, could potentially achieve excellent SSC resistance.

 本発明者らはさらに、ミクロ組織の観点から、優れた耐SSC性が得られる手段について、さらに検討を行った。 The inventors further investigated means for achieving excellent SSC resistance from the perspective of microstructure.

 本発明者らは初めに、サワー環境におけるマルテンサイト系ステンレス鋼材でのSSCの発生メカニズムについて検討した。その結果、次の事項が判明した。 The inventors first investigated the mechanism by which SSC occurs in martensitic stainless steel materials in sour environments. As a result, the following was discovered:

 サワー環境では、マルテンサイト系ステンレス鋼材の表層に存在する介在物の一部が溶解して、鋼材表面に凹みが形成される場合がある。この凹みがサワー環境でのSSCの発生を助長すると考えられる。 In sour environments, some of the inclusions present on the surface of martensitic stainless steel materials may dissolve, forming dents on the steel surface. These dents are thought to promote the occurrence of SSC in sour environments.

 サワー環境では、マルテンサイト系ステンレス鋼材の表層の介在物のうち、特に、Mn硫化物又はCa硫化物に代表されるS含有量が高い介在物が優先して溶解しやすい。以降の説明では、S含有量が高い介在物を、「高S介在物」と称する。高S介在物の具体的な定義は後述する。 In a sour environment, among the inclusions in the surface layer of martensitic stainless steel materials, inclusions with a high S content, such as Mn sulfides or Ca sulfides, tend to dissolve preferentially. In the following explanation, inclusions with a high S content will be referred to as "high S inclusions." A specific definition of high S inclusions will be provided later.

 マルテンサイト系ステンレス鋼材の表層の高S介在物は、サワー環境で溶解して凹みを形成する。高S介在物から形成された凹みは、サワー環境においてSSCの発生を助長する。したがって、マルテンサイト系ステンレス鋼材中の高S介在物の個数密度を低減できれば、サワー環境において、SSCの発生を抑制できる。 High-S inclusions in the surface layer of martensitic stainless steel dissolve in a sour environment, forming pits. The pits formed by high-S inclusions promote the occurrence of SSC in a sour environment. Therefore, if the number density of high-S inclusions in martensitic stainless steel can be reduced, the occurrence of SSC in a sour environment can be suppressed.

 高S介在物の個数密度を低減するには、鋼材中のS含有量を極力低減することが有効である。そこで、本発明者らは、鋼材中のS含有量を極力低減することにより、耐SSC性を高めようと考えた。しかしながら、鋼材中のS含有量を低減することには限界があるだけでなく、S含有量の過度の低減は、製造コストを大幅に高めてしまう。 In order to reduce the number density of high-S inclusions, it is effective to reduce the S content in the steel as much as possible. Therefore, the inventors attempted to improve SSC resistance by reducing the S content in the steel as much as possible. However, not only is there a limit to how much S content can be reduced in steel, but excessive reduction of the S content significantly increases manufacturing costs.

 そこで、本発明者らは、S含有量を極力低減することにより高S介在物の個数密度を低減するのではなく、鋼材中のS含有量をある程度許容しつつ、他の手段により、高S介在物の個数密度を低減することを考えた。 Therefore, rather than reducing the number density of high-S inclusions by minimizing the S content, the inventors considered reducing the number density of high-S inclusions by other means while allowing a certain amount of S content in the steel.

 ここで、本発明者らは、従来とは異なる視点として、複合介在物に注目した。複合介在物とは、複数種類の介在物が凝集して一体として形成される介在物である。複数種類の介在物は例えば、Al及びMgOに代表される酸化物、MnS及びCaSに代表される硫化物、TiNに代表される窒化物等である。なお、TiNはVを固溶する場合もある。酸化物、硫化物及び窒化物以外の他の介在物が酸化物、硫化物、窒化物等と結合して、複合介在物を形成してもよい。 Here, the inventors have focused on composite inclusions, a viewpoint different from conventional ones. Composite inclusions are inclusions formed by the aggregation of multiple types of inclusions. Examples of multiple types of inclusions include oxides such as Al2O3 and MgO , sulfides such as MnS and CaS, and nitrides such as TiN. Note that TiN may also form a solid solution with V. Inclusions other than oxides, sulfides, and nitrides may combine with oxides, sulfides, nitrides, etc. to form composite inclusions.

 複合介在物中のS含有量は、高S介在物と比較して低くなる。そのため、サワー環境では、高S介在物と比較して、複合介在物は溶解しにくい。仮に、複合介在物が溶解しても、複合介在物のうちSが存在する部分が局所的に溶解する。そのため、形成される凹みは非常に小さい。このような非常に微小な凹みは容易に再不働態化するため、SSCの発生起点にはならない。したがって、複合介在物としてSを取り込めば、溶解しても凹みを微小に留めることができ、耐SSC性が高まる。さらに、複合介在物の個数密度を高めれば、Sが複合介在物に取り込まれる。そのため、高S介在物の生成に利用可能なS量が低減する。その結果、高S介在物の個数密度が低減する。 The S content in composite inclusions is lower than in high-S inclusions. Therefore, in a sour environment, composite inclusions are less likely to dissolve than high-S inclusions. Even if composite inclusions do dissolve, the parts of the composite inclusions containing S dissolve locally. As a result, the depressions that form are very small. These very tiny depressions are easily repassivated and do not become the starting point for SSC. Therefore, if S is incorporated into the composite inclusions, the depressions can be kept small even after dissolution, improving SSC resistance. Furthermore, if the number density of composite inclusions is increased, S will be incorporated into the composite inclusions. This reduces the amount of S available for generating high-S inclusions. As a result, the number density of high-S inclusions decreases.

 介在物において、式(1)で定義されるFn1が5.0以上であれば、介在物中のS含有量が十分に低い。このような介在物は複合介在物であると考えられる。以降の説明では、Sを含有し、Fn1が5.0以上である介在物を「低S介在物」と称する。
 Fn1=(Mg+Al+Ca+Ti+V+Mn)/S (1)
 ここで、式(1)中の元素記号には、対応する介在物中の元素の含有量が質量%で代入される。元素が含有されていない場合、対応する元素記号には「0」が代入される。
Inclusions have a sufficiently low S content when Fn1, as defined by formula (1), is 5.0 or more. Such inclusions are considered to be composite inclusions. In the following description, inclusions containing S and having an Fn1 of 5.0 or more will be referred to as "low-S inclusions."
Fn1=(Mg+Al+Ca+Ti+V+Mn)/S (1)
Here, the element symbols in formula (1) are substituted with the content of the corresponding element in the inclusion in mass %. When an element is not contained, "0" is substituted for the corresponding element symbol.

 以上のとおり、マルテンサイト系ステンレス鋼材において、低S介在物の個数密度を高めれば、溶解により生じる凹みを微小に留めることができ、耐SSC性が高まると考えられる。低S介在物の個数密度を高めればさらに、Sが低S介在物に取り込まれる。そのため、高S介在物の生成に利用可能なS量が低減する。その結果、高S介在物の個数密度が十分に低減でき、耐SSC性がさらに高まると考えられる。 As described above, it is believed that if the number density of low-S inclusions in martensitic stainless steel is increased, the depressions caused by dissolution can be kept to a minimum, improving SSC resistance. Increasing the number density of low-S inclusions also causes more S to be incorporated into the low-S inclusions. This reduces the amount of S available for forming high-S inclusions. As a result, the number density of high-S inclusions can be sufficiently reduced, further improving SSC resistance.

 上述の考察に基づいて、本発明者らは、マルテンサイト系ステンレス鋼材の低S介在物の個数密度を高めることを試みた。その結果、マルテンサイト系ステンレス鋼材において低S介在物の個数密度を高めれば、高S介在物の個数密度が十分に低減できることを見出した。 Based on the above considerations, the inventors attempted to increase the number density of low-S inclusions in martensitic stainless steel materials. As a result, they discovered that increasing the number density of low-S inclusions in martensitic stainless steel materials can sufficiently reduce the number density of high-S inclusions.

 しかしながら、低S介在物の個数密度を高めて、高S介在物の個数密度を低減した場合であっても、依然として、サワー環境において十分な耐SSC性が得られない場合があった。そこで、本発明者らはさらに検討を行った。その結果、次の事項が判明した。 However, even when the number density of low-S inclusions was increased and the number density of high-S inclusions was reduced, there were still cases where sufficient SSC resistance was not achieved in sour environments. Therefore, the inventors conducted further research, and as a result, the following was discovered.

 サワー環境では、低S介在物であっても、円相当径が10.0μm超の粗大な低S介在物は、溶解しやすい。そのため、円相当径が10.0μm以下の微細な低S介在物の個数密度を多くし、高S介在物の個数密度を低減しつつ、さらに、円相当径が10.0μm超の粗大低S介在物の個数密度を低減すれば、サワー環境でのマルテンサイト系ステンレス鋼材の耐SSC性を高めることができる。 In sour environments, even low-S inclusions, coarse low-S inclusions with an equivalent circle diameter of more than 10.0 μm, are easily dissolved. Therefore, by increasing the number density of fine low-S inclusions with an equivalent circle diameter of 10.0 μm or less and reducing the number density of high-S inclusions, while also reducing the number density of coarse low-S inclusions with an equivalent circle diameter of more than 10.0 μm, the SSC resistance of martensitic stainless steel materials in sour environments can be improved.

 以上の知見に基づいて、本発明者らはさらに検討を行った。その結果、上述の化学組成を有するマルテンサイト系ステンレス鋼材において、Sを含有し、式(1)で定義されるFn1が5.0以上であり、円相当径が2.0~10.0μmの介在物である微細低S介在物の個数密度ND1が3.0個/mm以上であり、Sを含有し、Fn1が5.0以上であり、円相当径が10.0μm超の介在物である粗大低S介在物の個数密度ND2が2.0個/mm以下であり、Sを含有し、Fn1が5.0未満であり、円相当径が2.0μm以上の介在物である高S介在物の個数密度ND3が2.0個/mm以下であれば、優れた耐SSC性が得られることを、本発明者らは見出した。 Based on the above findings, the present inventors conducted further studies and found that excellent SSC resistance can be obtained in a martensitic stainless steel material having the above-mentioned chemical composition if the number density ND1 of fine low-S inclusions, which contain S and have an Fn1 defined by formula (1) of 5.0 or more and have an equivalent circle diameter of 2.0 to 10.0 μm, is 3.0/ mm2 or more, the number density ND2 of coarse low-S inclusions, which contain S and have an Fn1 of 5.0 or more and have an equivalent circle diameter of more than 10.0 μm, is 2.0/ mm2 or less, and the number density ND3 of high-S inclusions, which contain S and have an Fn1 of less than 5.0 and have an equivalent circle diameter of 2.0 μm or more, is 2.0/ mm2 or less.

 以上の知見に基づいて完成した本実施形態のマルテンサイト系ステンレス鋼材は、次の構成を有する。 The martensitic stainless steel material of this embodiment, developed based on the above findings, has the following configuration.

 第1の構成のマルテンサイト系ステンレス鋼材は、化学組成が、質量%で、C:0.030%以下、Si:0.10~1.00%、Mn:0.10~2.00%、P:0.040%以下、S:0.0050%以下、Cr:10.0~14.0%、Ni:5.00~7.50%、Mo:1.50~3.50%、Cu:0.01~2.50%、Ti:0.02~0.40%、V:0.01~0.50%、Co:0.01~0.50%、Al:0.010~0.100%、Ca:0.0001~0.0040%、N:0.001~0.020%、O:0.010%以下、W:0~1.50%、Sn:0~0.010%、Nb:0~0.50%、B:0~0.0100%、Mg:0~0.0100%、希土類元素:0~0.100%、及び、残部がFe及び不純物からなる。マルテンサイト系ステンレス鋼材中において、Sを含有し、式(1)で定義されるFn1が5.0以上であり、円相当径が2.0~10.0μmの介在物である微細低S介在物の個数密度ND1が3.0個/mm以上である。さらに、Sを含有し、Fn1が5.0以上であり、円相当径が10.0μm超の介在物である粗大低S介在物の個数密度ND2が2.0個/mm以下である。さらに、Sを含有し、Fn1が5.0未満であり、円相当径が2.0μm以上の介在物である高S介在物の個数密度ND3が2.0個/mm以下である。
 Fn1=(Mg+Al+Ca+Ti+V+Mn)/S (1)
 ここで、式(1)中の元素記号には、対応する介在物中の元素の含有量が質量%で代入される。元素が含有されていない場合、対応する元素記号には「0」が代入される。
The martensitic stainless steel material of the first configuration has a chemical composition, in mass %, of C: 0.030% or less, Si: 0.10 to 1.00%, Mn: 0.10 to 2.00%, P: 0.040% or less, S: 0.0050% or less, Cr: 10.0 to 14.0%, Ni: 5.00 to 7.50%, Mo: 1.50 to 3.50%, Cu: 0.01 to 2.50%, Ti: 0.02 to 0.40%, V: 0.01 The martensitic stainless steel material contains S, has an Fn1 value defined by formula (1) of 5.0 or more, and has a number density ND1 of 3.0 pieces/ mm2 or more of fine low-S inclusions having an equivalent circle diameter of 2.0 to 10.0 μm. Furthermore, the number density ND2 of coarse low-S inclusions, which contain S, have an Fn1 of 5.0 or more, and are inclusions with an equivalent circle diameter of more than 10.0 μm, is 2.0 pieces/ mm2 or less. Furthermore, the number density ND3 of high-S inclusions, which contain S, have an Fn1 of less than 5.0, and are inclusions with an equivalent circle diameter of 2.0 μm or more, is 2.0 pieces/ mm2 or less.
Fn1=(Mg+Al+Ca+Ti+V+Mn)/S (1)
Here, the element symbols in formula (1) are substituted with the content of the corresponding element in the inclusion in mass %. When an element is not contained, "0" is substituted for the corresponding element symbol.

 第2の構成のマルテンサイト系ステンレス鋼材は、第1の構成のマルテンサイト系ステンレス鋼材であって、化学組成が、W:0.01~1.50%、Sn:0.001~0.010%、Nb:0.01~0.50%、B:0.0001~0.0100%、Mg:0.0001~0.0100%、及び、REM:0.001~0.100%、からなる群から選択される1種以上を含有する。 The martensitic stainless steel material of the second configuration is the martensitic stainless steel material of the first configuration, and has a chemical composition containing one or more elements selected from the group consisting of W: 0.01-1.50%, Sn: 0.001-0.010%, Nb: 0.01-0.50%, B: 0.0001-0.0100%, Mg: 0.0001-0.0100%, and REM: 0.001-0.100%.

 第3の構成のマルテンサイト系ステンレス鋼材は、第1又は第2の構成のマルテンサイト系ステンレス鋼材であって、鋼管である。 The martensitic stainless steel material of the third configuration is a martensitic stainless steel material of the first or second configuration, and is a steel pipe.

 以下、本実施形態のマルテンサイト系ステンレス鋼材について詳述する。 The martensitic stainless steel material of this embodiment is described in detail below.

 [本実施形態のマルテンサイト系ステンレス鋼材の特徴]
 本実施形態のマルテンサイト系ステンレス鋼材は、次の特徴1及び特徴2を満たす。
 (特徴1)
 化学組成が、質量%で、C:0.030%以下、Si:0.10~1.00%、Mn:0.10~2.00%、P:0.040%以下、S:0.0050%以下、Cr:10.0~14.0%、Ni:5.00~7.50%、Mo:1.50~3.50%、Cu:0.01~2.50%、Ti:0.02~0.40%、V:0.01~0.50%、Co:0.01~0.50%、Al:0.010~0.100%、Ca:0.0001~0.0040%、N:0.001~0.020%、O:0.010%以下、W:0~1.50%、Sn:0~0.010%、Nb:0~0.50%、B:0~0.0100%、Mg:0~0.0100%、希土類元素:0~0.100%、及び、残部がFe及び不純物からなる。
[Features of the martensitic stainless steel material according to this embodiment]
The martensitic stainless steel material of this embodiment satisfies the following features 1 and 2.
(Feature 1)
The chemical composition is, in mass%, C: 0.030% or less, Si: 0.10 to 1.00%, Mn: 0.10 to 2.00%, P: 0.040% or less, S: 0.0050% or less, Cr: 10.0 to 14.0%, Ni: 5.00 to 7.50%, Mo: 1.50 to 3.50%, Cu: 0.01 to 2.50%, Ti: 0.02 to 0.40%, V: 0.01 to 0.50%, Co: 0 .01 to 0.50%, Al: 0.010 to 0.100%, Ca: 0.0001 to 0.0040%, N: 0.001 to 0.020%, O: 0.010% or less, W: 0 to 1.50%, Sn: 0 to 0.010%, Nb: 0 to 0.50%, B: 0 to 0.0100%, Mg: 0 to 0.0100%, rare earth elements: 0 to 0.100%, and the balance being Fe and impurities.

 (特徴2)
 マルテンサイト系ステンレス鋼材中において、Sを含有し、式(1)で定義されるFn1が5.0以上であり、円相当径が2.0~10.0μmの介在物である微細低S介在物の個数密度ND1が3.0個/mm以上であり、Sを含有し、Fn1が5.0以上であり、円相当径が10.0μm超の介在物である粗大低S介在物の個数密度ND2が2.0個/mm以下であり、Sを含有し、Fn1が5.0未満であり、円相当径が2.0μm以上の介在物である高S介在物の個数密度ND3が2.0個/mm以下である。
 Fn1=(Mg+Al+Ca+Ti+V+Mn)/S (1)
 ここで、式(1)中の元素記号には、対応する介在物中の元素の含有量が質量%で代入される。元素が含有されていない場合、対応する元素記号には「0」が代入される。
 以下、特徴1及び特徴2について説明する。なお、以下では、マルテンサイト系ステンレス鋼材を単に「鋼材」ともいう。
(Feature 2)
In a martensitic stainless steel material, the number density ND1 of fine low-S inclusions, which contain S and have an Fn1 defined by formula (1) of 5.0 or more and an equivalent circle diameter of 2.0 to 10.0 μm, is 3.0 pieces/ mm2 or more, the number density ND2 of coarse low-S inclusions, which contain S and have an Fn1 of 5.0 or more and an equivalent circle diameter of more than 10.0 μm, is 2.0 pieces/ mm2 or less, and the number density ND3 of high-S inclusions, which contain S and have an Fn1 of less than 5.0 and an equivalent circle diameter of 2.0 μm or more, is 2.0 pieces/ mm2 or less.
Fn1=(Mg+Al+Ca+Ti+V+Mn)/S (1)
Here, the element symbols in formula (1) are substituted with the content of the corresponding element in the inclusion in mass %. When an element is not contained, "0" is substituted for the corresponding element symbol.
The following describes Feature 1 and Feature 2. Note that, hereinafter, the martensitic stainless steel material will also be simply referred to as "steel material."

 [(特徴1)化学組成について]
 本実施形態のマルテンサイト系ステンレス鋼材の化学組成は、次の元素を含有する。元素に関する「%」は、特に断りがない限り、質量%を意味する。
[(Feature 1) Chemical composition]
The chemical composition of the martensitic stainless steel material of this embodiment contains the following elements: "%" relating to elements means mass % unless otherwise specified.

 C:0.030%以下
 炭素(C)は不可避に含有される。つまり、C含有量は0%超である。Cは、鋼材の焼入れ性を高めて鋼材の強度を高める。しかしながら、C含有量が0.030%を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材の強度が高くなりすぎて鋼材の耐SSC性が低下する。
 したがって、C含有量は0.030%以下である。
 C含有量の好ましい下限は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%であり、さらに好ましくは0.007%である。
 C含有量の好ましい上限は0.027%であり、さらに好ましくは0.025%であり、さらに好ましくは0.020%である。
C: 0.030% or less Carbon (C) is inevitably contained. That is, the C content is more than 0%. C improves the hardenability of the steel material and increases the strength of the steel material. However, if the C content exceeds 0.030%, the strength of the steel material becomes too high, even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment, and the SSC resistance of the steel material decreases.
Therefore, the C content is 0.030% or less.
The lower limit of the C content is preferably 0.001%, more preferably 0.003%, even more preferably 0.005%, and still more preferably 0.007%.
The upper limit of the C content is preferably 0.027%, more preferably 0.025%, and even more preferably 0.020%.

 Si:0.10~1.00%
 シリコン(Si)は鋼を脱酸する。Si含有量が0.10%未満であれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、上記効果が十分に得られない。
 一方、Si含有量が1.00%を越えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材の熱間加工性が低下する。
 したがって、Si含有量は0.10~1.00%である。
 Si含有量の好ましい下限は0.11%であり、さらに好ましくは0.12%であり、さらに好ましくは0.15%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0.95%であり、さらに好ましくは0.90%であり、さらに好ましくは0.85%である。
Si: 0.10-1.00%
Silicon (Si) deoxidizes steel. If the Si content is less than 0.10%, the above effect cannot be sufficiently obtained even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment.
On the other hand, if the Si content exceeds 1.00%, the hot workability of the steel material will be reduced even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment.
Therefore, the Si content is 0.10 to 1.00%.
The lower limit of the Si content is preferably 0.11%, more preferably 0.12%, even more preferably 0.15%, and still more preferably 0.20%.
The upper limit of the Si content is preferably 0.95%, more preferably 0.90%, and even more preferably 0.85%.

 Mn:0.10~2.00%
 マンガン(Mn)は、鋼材の焼入れ性を高めて、鋼材の強度を高める。Mn含有量が0.10%未満であれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、上記効果が十分に得られない。
 一方、Mn含有量が過剰であれば、粗大なMn硫化物が多数生成する。この場合、サワー環境においてMn硫化物が溶解して凹みが形成される。この凹みがSSCの起点となり、SSCが発生する場合がある。Mn含有量が2.00%を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、上述の凹みが生成して耐SSC性が低下する。
 したがって、Mn含有量は0.10~2.00%である。
 Mn含有量の好ましい下限は0.15%であり、さらに好ましくは0.20%であり、さらに好ましくは0.30%である。
 Mn含有量の好ましい上限は1.90%であり、さらに好ましくは1.80%であり、さらに好ましくは1.70%である。
Mn: 0.10-2.00%
Manganese (Mn) improves the hardenability of steel and increases its strength. If the Mn content is less than 0.10%, the above effects cannot be sufficiently obtained even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment.
On the other hand, if the Mn content is excessive, a large number of coarse Mn sulfides are generated. In this case, the Mn sulfides dissolve in a sour environment, forming pits. These pits may become the starting points for SSC, causing SSC. If the Mn content exceeds 2.00%, the above-mentioned pits are generated, and SSC resistance decreases, even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment.
Therefore, the Mn content is 0.10 to 2.00%.
The lower limit of the Mn content is preferably 0.15%, more preferably 0.20%, and even more preferably 0.30%.
The upper limit of the Mn content is preferably 1.90%, more preferably 1.80%, and even more preferably 1.70%.

 P:0.040%以下
 りん(P)は、不可避に含有される。つまり、P含有量の下限は0%超である。Pは粒界に偏析する。そのため、P含有量が0.040%を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材の耐SSC性が低下する。
 したがって、P含有量は0.040%以下である。
 P含有量はなるべく低い方が好ましい。しかしながら、P含有量の過度の低減は、製造コストを高める。したがって、通常の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%であり、さらに好ましくは0.005%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%であり、さらに好ましくは0.025%である。
P: 0.040% or less Phosphorus (P) is inevitably contained. In other words, the lower limit of the P content is more than 0%. P segregates at grain boundaries. Therefore, if the P content exceeds 0.040%, the SSC resistance of the steel material decreases even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment.
Therefore, the P content is 0.040% or less.
The P content is preferably as low as possible. However, excessive reduction in the P content increases production costs. Therefore, in consideration of normal industrial production, the lower limit of the P content is preferably 0.001%, more preferably 0.003%, and even more preferably 0.005%.
The upper limit of the P content is preferably 0.035%, more preferably 0.030%, and even more preferably 0.025%.

 S:0.0050%以下
 硫黄(S)は、不可避に含有される。つまり、S含有量の下限は0%超である。Sは硫化物に代表される高S介在物を生成する。上述のとおり、高S介在物はサワー環境で溶解して凹みを形成する。高S介在物の凹みはSSCを発生させる。S含有量が0.0050%を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、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含有量の好ましい下限は0.0001%であり、さらに好ましくは0.0003%であり、さらに好ましくは0.0005%である。
 S含有量の好ましい上限は0.0048%であり、さらに好ましくは0.0045%であり、さらに好ましくは0.0040%であり、さらに好ましくは0.0035%である。
S: 0.0050% or less Sulfur (S) is inevitably contained. In other words, the lower limit of the S content is more than 0%. S generates high-S inclusions, typified by sulfides. As described above, high-S inclusions dissolve in a sour environment and form pits. The pits of high-S inclusions cause SSC. If the S content exceeds 0.0050%, the SSC resistance of the steel material decreases even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment.
Therefore, the S content is 0.0050% or less.
The lower limit of the S content is preferably 0.0001%, more preferably 0.0003%, and even more preferably 0.0005%.
The upper limit of the S content is preferably 0.0048%, more preferably 0.0045%, even more preferably 0.0040%, and still more preferably 0.0035%.

 Cr:10.0~14.0%
 クロム(Cr)は、鋼材の表面に不働態皮膜を形成して、鋼材の耐SSC性を高める。Cr含有量が10.0%未満であれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、上記効果が十分に得られない。
 一方、Cr含有量が14.0%を超えれば、鋼材中にδ(デルタ)フェライトが生成しやすくなる。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、鋼材の靭性が低下する。
 したがって、Cr含有量は10.0~14.0%である。
 Cr含有量の好ましい下限は10.2%であり、さらに好ましくは10.4%であり、さらに好ましくは10.6%である。
 Cr含有量の好ましい上限は13.8%であり、さらに好ましくは13.5%であり、さらに好ましくは13.2%であり、さらに好ましくは13.0%である。
Cr:10.0~14.0%
Chromium (Cr) forms a passive film on the surface of the steel material, thereby improving the SSC resistance of the steel material. If the Cr content is less than 10.0%, the above effect cannot be sufficiently obtained even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment.
On the other hand, if the Cr content exceeds 14.0%, δ (delta) ferrite is likely to form in the steel material, and in this case, the toughness of the steel material decreases even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment.
Therefore, the Cr content is 10.0 to 14.0%.
The lower limit of the Cr content is preferably 10.2%, more preferably 10.4%, and even more preferably 10.6%.
The upper limit of the Cr content is preferably 13.8%, more preferably 13.5%, even more preferably 13.2%, and still more preferably 13.0%.

 Ni:5.00~7.50%
 ニッケル(Ni)は、オーステナイト形成元素であり、焼入れ後の組織をマルテンサイト化する。これにより、鋼材の強度が高まる。Niはさらに、サワー環境において不働態皮膜上に硫化物を形成する。Ni硫化物は、塩化物イオン(Cl)及び硫化水素イオン(HS)が不働態皮膜に接触するのを抑制する。そのため、不働態皮膜が塩化物イオンや硫化水素イオンにより破壊されにくい。その結果、鋼材の耐SSC性が高まる。Ni含有量が5.00%未満であれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、上記効果が十分に得られない。
 一方、Ni含有量が7.50%を超えれば、鋼材中の水素拡散係数が低下する。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SSC性が低下する。
 したがって、Ni含有量は5.00~7.50%である。
 Ni含有量の好ましい下限は5.10%であり、さらに好ましくは5.20%であり、さらに好ましくは5.30%である。
 Ni含有量の好ましい上限は7.30%であり、さらに好ましくは7.20%であり、さらに好ましくは7.10%であり、さらに好ましくは6.90%である。
Ni: 5.00-7.50%
Nickel (Ni) is an austenite-forming element and transforms the structure after quenching into martensite, thereby increasing the strength of the steel material. Ni also forms sulfides on the passive film in sour environments. Ni sulfides prevent chloride ions (Cl ) and hydrogen sulfide ions (HS ) from coming into contact with the passive film. Therefore, the passive film is less likely to be destroyed by chloride ions and hydrogen sulfide ions. As a result, the SSC resistance of the steel material is improved. If the Ni content is less than 5.00%, the above effects cannot be sufficiently obtained even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment.
On the other hand, if the Ni content exceeds 7.50%, the hydrogen diffusion coefficient in the steel material decreases, and in this case, even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment, the SSC resistance of the steel material decreases.
Therefore, the Ni content is 5.00 to 7.50%.
The lower limit of the Ni content is preferably 5.10%, more preferably 5.20%, and even more preferably 5.30%.
The upper limit of the Ni content is preferably 7.30%, more preferably 7.20%, even more preferably 7.10%, and still more preferably 6.90%.

 Mo:1.50~3.50%
 モリブデン(Mo)は、サワー環境において不働態皮膜上に硫化物を形成する。Mo硫化物は、塩化物イオン(Cl)や硫化水素イオン(HS)が不働態皮膜に接触するのを抑制し、不働態皮膜が塩化物イオンや硫化水素イオンにより破壊されるのを抑制する。そのため、鋼材の耐SSC性が高まる。Moはさらに、鋼材中に固溶して鋼材の強度を高める。Mo含有量が1.50%未満であれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、上記効果は十分に得られない。
 一方、Mo含有量が3.50%を超えれば、オーステナイトが安定化しにくくなる。その結果、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、マルテンサイトを主体とするミクロ組織が安定的に得られにくくなる。
 したがって、Mo含有量は1.50~3.50%である。
 Mo含有量の好ましい下限は1.55%であり、さらに好ましくは1.60%であり、さらに好ましくは1.80%である。
 Mo含有量の好ましい上限は3.45%であり、さらに好ましくは3.40%であり、さらに好ましくは3.30%であり、さらに好ましくは3.20%である。
Mo: 1.50-3.50%
Molybdenum (Mo) forms sulfides on the passive film in sour environments. Mo sulfides prevent chloride ions (Cl ) and hydrogen sulfide ions (HS ) from coming into contact with the passive film, preventing the passive film from being destroyed by chloride ions and hydrogen sulfide ions. This improves the SSC resistance of the steel. Mo also dissolves in the steel to increase its strength. If the Mo content is less than 1.50%, the above effects cannot be fully achieved, even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment.
On the other hand, if the Mo content exceeds 3.50%, it becomes difficult to stabilize austenite, and as a result, even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment, it becomes difficult to stably obtain a microstructure mainly composed of martensite.
Therefore, the Mo content is 1.50 to 3.50%.
The lower limit of the Mo content is preferably 1.55%, more preferably 1.60%, and even more preferably 1.80%.
The upper limit of the Mo content is preferably 3.45%, more preferably 3.40%, even more preferably 3.30%, and still more preferably 3.20%.

 Cu:0.01~2.50%
 銅(Cu)は、鋼材に固溶して鋼材の耐SSC性を高める。Cuはさらに、サワー環境において不働態皮膜上に硫化物を形成する。Cu硫化物は、塩化物イオン(Cl)や硫化水素イオン(HS)が不働態皮膜に接触するのを抑制し、不働態皮膜が塩化物イオンや硫化水素イオンにより破壊されるのを抑制する。そのため、鋼材の耐SSC性が高まる。Cu含有量が0.01%未満であれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、上記効果が十分に得られない。
 一方、Cu含有量が2.50%を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材の熱間加工性が低下する。
 したがって、Cu含有量は0.01~2.50%である。
 Cu含有量の好ましい下限は0.02%であり、さらに好ましくは0.05%であり、さらに好ましくは0.10%であり、さらに好ましくは0.50%である。
 Cu含有量の好ましい上限は2.00%であり、さらに好ましくは1.50%であり、さらに好ましくは1.35%である。
Cu: 0.01-2.50%
Copper (Cu) dissolves in steel to enhance the SSC resistance of the steel. Furthermore, Cu forms sulfides on the passive film in sour environments. Cu sulfides prevent chloride ions (Cl ) and hydrogen sulfide ions (HS ) from coming into contact with the passive film, thereby preventing the passive film from being destroyed by chloride ions and hydrogen sulfide ions. Therefore, the SSC resistance of the steel is enhanced. If the Cu content is less than 0.01%, the above-mentioned effects cannot be fully achieved, even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment.
On the other hand, if the Cu content exceeds 2.50%, the hot workability of the steel material will be reduced even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment.
Therefore, the Cu content is 0.01 to 2.50%.
The lower limit of the Cu content is preferably 0.02%, more preferably 0.05%, even more preferably 0.10%, and still more preferably 0.50%.
The upper limit of the Cu content is preferably 2.00%, more preferably 1.50%, and even more preferably 1.35%.

 Ti:0.02~0.40%
 チタン(Ti)は、C又はNと結合して、析出物を形成する。この場合、ピンニング効果により結晶粒の粗大化が抑制され、鋼材の強度が高まる。Ti含有量が0.02%未満であれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、上記効果が十分に得られない。
 一方、Ti含有量が0.40%を超えれば、δフェライトが生成しやすくなる。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、鋼材の靭性が低下する。
 したがって、Ti含有量は0.02~0.40%である。
 Ti含有量の好ましい下限は0.04%であり、さらに好ましくは0.06%であり、さらに好ましくは0.08%である。
 Ti含有量の好ましい上限は0.35%であり、さらに好ましくは0.30%であり、さらに好ましくは0.28%である。
Ti: 0.02-0.40%
Titanium (Ti) combines with C or N to form precipitates. In this case, the pinning effect suppresses grain coarsening, increasing the strength of the steel. If the Ti content is less than 0.02%, the above effects cannot be sufficiently obtained even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment.
On the other hand, if the Ti content exceeds 0.40%, δ-ferrite is likely to form, and in this case, the toughness of the steel material decreases even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment.
Therefore, the Ti content is 0.02 to 0.40%.
The lower limit of the Ti content is preferably 0.04%, more preferably 0.06%, and even more preferably 0.08%.
The upper limit of the Ti content is preferably 0.35%, more preferably 0.30%, and even more preferably 0.28%.

 V:0.01~0.50%
 バナジウム(V)は、鋼材の焼入れ性を高め、鋼材の強度を高める。V含有量が0.01%未満であれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、上記効果が十分に得られない。
 一方、V含有量が0.50%を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材の焼入れ性が過剰に高くなり、鋼材の耐SSC性が低下する。
 したがって、V含有量は0.01~0.50%である。
 V含有量の好ましい下限は0.02%であり、さらに好ましくは0.04%であり、さらに好ましくは0.06%である。
 V含有量の好ましい上限は0.48%であり、さらに好ましくは0.45%であり、さらに好ましくは0.40%である。
V:0.01~0.50%
Vanadium (V) improves the hardenability of steel and increases its strength. If the V content is less than 0.01%, the above effects cannot be sufficiently obtained even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment.
On the other hand, if the V content exceeds 0.50%, even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment, the hardenability of the steel material becomes excessively high, and the SSC resistance of the steel material decreases.
Therefore, the V content is 0.01 to 0.50%.
The lower limit of the V content is preferably 0.02%, more preferably 0.04%, and even more preferably 0.06%.
The upper limit of the V content is preferably 0.48%, more preferably 0.45%, and even more preferably 0.40%.

 Co:0.01~0.50%
 コバルト(Co)は、サワー環境において不働態皮膜上に硫化物を形成する。Co硫化物は、塩化物イオン(Cl)や硫化水素イオン(HS)が不働態皮膜に接触するのを抑制し、不働態皮膜が塩化物イオンや硫化水素イオンにより破壊されるのを抑制する。そのため、鋼材の耐SSC性が高まる。Coはさらに、鋼材の焼入性を高め、鋼材の安定した高強度を確保する。具体的には、Coは残留オーステナイトの生成を抑制し、鋼材の強度のばらつきを抑制する。Co含有量が0.01%未満であれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、上記効果が十分に得られない。
 一方、Co含有量が0.50%を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材の靭性が低下する。
 したがって、Co含有量は0.01~0.50%である。
 Co含有量の好ましい下限は0.02%であり、さらに好ましくは0.04%であり、さらに好ましくは0.06%である。
 Co含有量の好ましい上限は0.45%であり、さらに好ましくは0.40%であり、さらに好ましくは0.36%である。
Co:0.01~0.50%
Cobalt (Co) forms sulfides on the passive film in sour environments. Co sulfides prevent chloride ions (Cl ) and hydrogen sulfide ions (HS ) from coming into contact with the passive film, preventing the passive film from being destroyed by chloride ions and hydrogen sulfide ions. This improves the SSC resistance of the steel. Co also improves the hardenability of the steel, ensuring stable high strength. Specifically, Co suppresses the formation of retained austenite and reduces the variation in strength of the steel. If the Co content is less than 0.01%, the above effects cannot be fully achieved, even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment.
On the other hand, if the Co content exceeds 0.50%, the toughness of the steel material decreases even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment.
Therefore, the Co content is 0.01 to 0.50%.
The lower limit of the Co content is preferably 0.02%, more preferably 0.04%, and even more preferably 0.06%.
The upper limit of the Co content is preferably 0.45%, more preferably 0.40%, and even more preferably 0.36%.

 Al:0.010~0.100%
 アルミニウム(Al)は、鋼を脱酸する。Al含有量が0.010%未満であれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、上記効果が十分に得られない。
 一方、Al含有量が0.100%を超えれば、粗大な酸化物が生成する。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SSC性が低下する。
 したがって、Al含有量は0.010~0.100%である。
 Al含有量の好ましい下限は0.012%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0.095%であり、さらに好ましくは0.090%であり、さらに好ましくは0.085%である。
 なお、本明細書におけるAl含有量は、sol.Al(酸可溶Al)の含有量を意味する。
Al: 0.010-0.100%
Aluminum (Al) deoxidizes steel. If the Al content is less than 0.010%, the above effect cannot be sufficiently obtained even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment.
On the other hand, if the Al content exceeds 0.100%, coarse oxides are formed, and in this case, the SSC resistance of the steel material decreases even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment.
Therefore, the Al content is 0.010 to 0.100%.
The lower limit of the Al content is preferably 0.012%, more preferably 0.015%, and even more preferably 0.020%.
The upper limit of the Al content is preferably 0.095%, more preferably 0.090%, and even more preferably 0.085%.
The Al content in this specification means the content of sol. Al (acid-soluble Al).

 Ca:0.0001~0.0040%
 カルシウム(Ca)は、鋼材中のSと結合してCa硫化物を生成し、粗大なMn硫化物の生成を抑制する。この場合、鋼材の耐SSC性が高まる。Ca含有量が0.0001%未満であれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、上記効果が十分に得られない。
 一方、Ca含有量が0.0040%を超えれば、Ca硫化物が過剰に生成する。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SSC性が低下する。したがって、Ca含有量は0.0001~0.0040%である。
 Ca含有量の好ましい下限は0.0002%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。
 Ca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%である。
Ca: 0.0001-0.0040%
Calcium (Ca) combines with S in the steel material to form Ca sulfides, which suppress the formation of coarse Mn sulfides. In this case, the SSC resistance of the steel material is improved. If the Ca content is less than 0.0001%, the above effects cannot be sufficiently obtained even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment.
On the other hand, if the Ca content exceeds 0.0040%, Ca sulfides are formed in excess. In this case, even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment, the SSC resistance of the steel material decreases. Therefore, the Ca content is 0.0001 to 0.0040%.
The lower limit of the Ca content is preferably 0.0002%, more preferably 0.0005%, and still more preferably 0.0010%.
The upper limit of the Ca content is preferably 0.0035%, more preferably 0.0030%, and still more preferably 0.0025%.

 N:0.001~0.020%
 窒素(N)は、Tiと結合して微細なTi窒化物を形成する。微細なTiNはピンニング効果により結晶粒の粗大化を抑制する。その結果、鋼材の強度が高まる。N含有量が0.001%未満であれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、上記効果が十分に得られない。
 一方、N含有量が0.020%を超えれば、粗大な窒化物が形成する。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、鋼材の靭性が低下する。
 したがって、N含有量は0.001~0.020%である。
 N含有量の好ましい下限は0.002%であり、さらに好ましくは0.004%であり、さらに好ましくは0.006%である。
 N含有量の好ましい上限は0.019%であり、さらに好ましくは0.018%であり、さらに好ましくは0.017%である。
N: 0.001-0.020%
Nitrogen (N) combines with Ti to form fine Ti nitrides. The fine TiN has a pinning effect, which suppresses grain coarsening. As a result, the strength of the steel material is increased. If the N content is less than 0.001%, the above effects cannot be sufficiently obtained even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment.
On the other hand, if the N content exceeds 0.020%, coarse nitrides are formed, and in this case, the toughness of the steel material decreases even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment.
Therefore, the N content is 0.001 to 0.020%.
The lower limit of the N content is preferably 0.002%, more preferably 0.004%, and even more preferably 0.006%.
The upper limit of the N content is preferably 0.019%, more preferably 0.018%, and even more preferably 0.017%.

 O:0.010%以下
 酸素(O)は、不可避に含有される。つまり、O含有量の下限は0%超である。Oは、酸化物を形成して、鋼材の靭性を低下させる。O含有量が0.010%を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼材の靭性が顕著に低下する。
 したがって、O含有量は0.010%以下である。
 O含有量はなるべく低い方が好ましい。しかしながら、O含有量の過度の低減は、製造コストを高める。したがって、通常の工業生産を考慮した場合、O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。
 O含有量の好ましい上限は0.009%であり、さらに好ましくは0.008%であり、さらに好ましくは0.007%である。
O: 0.010% or less Oxygen (O) is inevitably contained. That is, the lower limit of the O content is more than 0%. O forms oxides and reduces the toughness of the steel material. If the O content exceeds 0.010%, the toughness of the steel material will be significantly reduced even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment.
Therefore, the O content is 0.010% or less.
The O content is preferably as low as possible. However, excessive reduction of the O content increases production costs. Therefore, in consideration of normal industrial production, the lower limit of the O content is preferably 0.001%, more preferably 0.002%, and even more preferably 0.003%.
The upper limit of the O content is preferably 0.009%, more preferably 0.008%, and even more preferably 0.007%.

 本実施形態によるマルテンサイト系ステンレス鋼材の化学組成の残部は、Fe及び不純物からなる。ここで、化学組成における不純物とは、マルテンサイト系ステンレス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、本実施形態によるマルテンサイト系ステンレス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。 The balance of the chemical composition of the martensitic stainless steel material according to this embodiment consists of Fe and impurities. Here, the term "impurities" in the chemical composition refers to substances that are mixed in from raw materials such as ore or scrap, or the manufacturing environment, when industrially manufacturing martensitic stainless steel material, and are acceptable within a range that does not adversely affect the martensitic stainless steel material according to this embodiment.

 [任意元素(Optional Elements)について]
 本実施形態のマルテンサイト系ステンレス鋼材の化学組成はさらに、Feの一部に代えて、W:0~1.50%、Sn:0~0.010%、Nb:0~0.50%、B:0~0.0100%、Mg:0~0.0100%、及び、希土類元素(REM):0~0.100%、からなる群から選択される1種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る。以下、これらの元素について説明する。
[Optional Elements]
The chemical composition of the martensitic stainless steel material of this embodiment may further contain, in place of a portion of Fe, one or more elements selected from the group consisting of W: 0-1.50%, Sn: 0-0.010%, Nb: 0-0.50%, B: 0-0.0100%, Mg: 0-0.0100%, and rare earth elements (REM): 0-0.100%. All of these elements are optional elements. These elements will be described below.

 [W及びSnについて]
 本実施形態によるマルテンサイト系ステンレス鋼材の化学組成はさらに、Feの一部に代えて、W及びSnからなる群から選択される1種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SSC性を高める。以下、各元素について説明する。
[Regarding W and Sn]
The chemical composition of the martensitic stainless steel material according to this embodiment may further contain one or more elements selected from the group consisting of W and Sn, instead of a portion of Fe. Both of these elements improve the SSC resistance of the steel material. Each element will be described below.

 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。つまり、W含有量は0%であってもよい。
 含有される場合、つまり、W含有量が0%超である場合、Wは不働態皮膜を安定化して、不働態皮膜が塩化物イオンや硫化水素イオンにより破壊されるのを抑制する。そのため、鋼材の耐SSC性が高まる。Wが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。
 しかしながら、W含有量が1.50%を超えれば、WはCと結合して、粗大な炭化物を形成する。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、鋼材の靱性が低下する。
 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0.01%であり、さらに好ましくは0.02%であり、さらに好ましくは0.10%である。
 W含有量の好ましい上限は1.40%であり、さらに好ましくは1.30%であり、さらに好ましくは1.20%である。
W: 0 to 1.50%
Tungsten (W) is an optional element and may not be contained, that is, the W content may be 0%.
When W is contained, that is, when the W content exceeds 0%, W stabilizes the passive film and prevents the passive film from being destroyed by chloride ions and hydrogen sulfide ions. This improves the SSC resistance of the steel. Even if even a small amount of W is contained, the above effect can be obtained to some extent.
However, if the W content exceeds 1.50%, W combines with C to form coarse carbides, which reduces the toughness of the steel material even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment.
Therefore, the W content is 0 to 1.50%.
The lower limit of the W content is preferably 0.01%, more preferably 0.02%, and even more preferably 0.10%.
The upper limit of the W content is preferably 1.40%, more preferably 1.30%, and even more preferably 1.20%.

 Sn:0~0.010%
 スズ(Sn)は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Sn含有量は0%であってもよい。
 含有される場合、つまり、Sn含有量が0%超である場合、Snは鋼材の耐SSC性を高める。Snが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。
 しかしながら、Sn含有量が0.010%を超えれば、Snが粒界に偏析する。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SSC性が低下する。
 したがって、Sn含有量は0~0.010%である。
 Sn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。
 Sn含有量の好ましい上限は0.009%であり、さらに好ましくは0.008%であり、さらに好ましくは0.007%である。
Sn: 0-0.010%
Tin (Sn) is an optional element and may not be contained, that is, the Sn content may be 0%.
When Sn is contained, that is, when the Sn content is more than 0%, Sn enhances the SSC resistance of the steel material. Even if even a small amount of Sn is contained, the above effect can be obtained to some extent.
However, if the Sn content exceeds 0.010%, Sn segregates at grain boundaries, and in this case, the SSC resistance of the steel material decreases even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment.
Therefore, the Sn content is 0 to 0.010%.
The lower limit of the Sn content is preferably 0.001%, more preferably 0.002%, and even more preferably 0.003%.
The upper limit of the Sn content is preferably 0.009%, more preferably 0.008%, and even more preferably 0.007%.

 [Nbについて]
 本実施形態によるマルテンサイト系ステンレス鋼材の化学組成はさらに、Feの一部に代えて、Nbを含有してもよい。
 Nb:0~0.50%
 ニオブ(Nb)は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Nb含有量は0%であってもよい。
 含有される場合、つまり、Nb含有量が0%超である場合、NbはC及び/又はNと結合して析出物を形成する。この場合、ピンニング効果により結晶粒の粗大化が抑制され、鋼材の強度が高まる。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0.50%を超えれば、析出物が過剰に生成する。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、鋼材の靭性が低下する。
 したがって、Nb含有量は0~0.50%である。
 Nb含有量の好ましい下限は0.01%であり、さらに好ましくは0.03%であり、さらに好ましくは0.08%である。
 Nb含有量の好ましい上限は0.48%であり、さらに好ましくは0.40%であり、さらに好ましくは0.20%である。
[Regarding Nb]
The chemical composition of the martensitic stainless steel material according to this embodiment may further contain Nb in place of a portion of Fe.
Nb: 0-0.50%
Niobium (Nb) is an optional element and may not be contained, that is, the Nb content may be 0%.
When Nb is contained, that is, when the Nb content exceeds 0%, Nb bonds with C and/or N to form precipitates. In this case, the pinning effect suppresses the coarsening of crystal grains, thereby increasing the strength of the steel. Even if even a small amount of Nb is contained, the above effects can be obtained to some extent.
However, if the Nb content exceeds 0.50%, excessive precipitates are formed, and in this case, the toughness of the steel material decreases even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment.
Therefore, the Nb content is 0 to 0.50%.
The lower limit of the Nb content is preferably 0.01%, more preferably 0.03%, and even more preferably 0.08%.
The upper limit of the Nb content is preferably 0.48%, more preferably 0.40%, and even more preferably 0.20%.

 [B、Mg及び希土類元素(REM)について]
 本実施形態によるマルテンサイト系ステンレス鋼材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種以上を含有してもよい。これらの元素はいずれも、鋼材の熱間加工性を高める。以下、各元素について説明する。
[Regarding B, Mg and rare earth elements (REM)]
The chemical composition of the martensitic stainless steel material according to this embodiment may further contain, in place of a portion of Fe, one or more elements selected from the group consisting of B, Mg, and rare earth elements (REM). All of these elements improve the hot workability of the steel material. Each element will be described below.

 B:0~0.0100%
 ボロン(B)は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、B含有量は0%であってもよい。
 含有される場合、つまり、B含有量が0%超である場合、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0.0100%を超えれば、粗大なB窒化物が生成する。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、鋼材の靭性が低下する。
 したがって、B含有量は0~0.0100%である。
 B含有量の好ましい下限は0.0001%であり、さらに好ましくは0.0003%であり、さらに好ましくは0.0005%である。
 B含有量の好ましい上限は0.0095%であり、さらに好ましくは0.0090%であり、さらに好ましくは0.0080%である。
B: 0-0.0100%
Boron (B) is an optional element and may not be contained, that is, the B content may be 0%.
When B is contained, that is, when the B content exceeds 0%, B suppresses the segregation of S to grain boundaries in the steel material and improves the hot workability of the steel material. Even if even a small amount of B is contained, the above effects can be obtained to some extent.
However, if the B content exceeds 0.0100%, coarse B nitrides are formed, and in this case, the toughness of the steel material decreases even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment.
Therefore, the B content is 0 to 0.0100%.
The lower limit of the B content is preferably 0.0001%, more preferably 0.0003%, and even more preferably 0.0005%.
The upper limit of the B content is preferably 0.0095%, more preferably 0.0090%, and even more preferably 0.0080%.

 Mg:0~0.0100%
 マグネシウム(Mg)は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Mg含有量は0%であってもよい。
 含有される場合、つまり、Mg含有量が0%超である場合、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0.0100%を超えれば、粗大な酸化物が生成する。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0.0001%であり、さらに好ましくは0.0003%であり、さらに好ましくは0.0005%である。
 Mg含有量の好ましい上限は0.0095%であり、さらに好ましくは0.0091%であり、さらに好ましくは0.0085%である。
Mg: 0-0.0100%
Magnesium (Mg) is an optional element and may not be contained, that is, the Mg content may be 0%.
When Mg is contained, that is, when the Mg content exceeds 0%, Mg fixes S in the steel material as sulfides, rendering it harmless and improving the hot workability of the steel material. Even if even a small amount of Mg is contained, the above effect can be obtained to some extent.
However, if the Mg content exceeds 0.0100%, coarse oxides are formed, and in this case, the SSC resistance of the steel material decreases even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment.
Therefore, the Mg content is 0 to 0.0100%.
The lower limit of the Mg content is preferably 0.0001%, more preferably 0.0003%, and even more preferably 0.0005%.
The upper limit of the Mg content is preferably 0.0095%, more preferably 0.0091%, and even more preferably 0.0085%.

 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。つまり、REM含有量は0%であってもよい。
 含有される場合、つまり、REM含有量が0%超である場合、REM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。REMが少しでも含有されれば上記効果がある程度得られる。
 しかしながら、REM含有量が0.100%を超えれば、粗大な酸化物が生成する。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SSC性が低下する。
 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0.001%であり、さらに好ましくは0.003%である。
 REM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。
Rare earth elements: 0-0.100%
Rare earth elements (REM) are optional elements and may not be contained, i.e., the REM content may be 0%.
When REM is contained, that is, when the REM content is more than 0%, REM fixes the S in the steel as sulfides, rendering it harmless and improving the hot workability of the steel. Even if even a small amount of REM is contained, the above effect can be obtained to some extent.
However, if the REM content exceeds 0.100%, coarse oxides are formed, and in this case, the SSC resistance of the steel material decreases even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment.
Therefore, the REM content is 0 to 0.100%.
The lower limit of the REM content is preferably 0.001%, and more preferably 0.003%.
The upper limit of the REM content is preferably 0.095%, and more preferably 0.090%.

 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。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である。 In this specification, REM refers to one or more elements selected from the group consisting of scandium (Sc), atomic number 21; yttrium (Y), atomic number 39; and the lanthanides lanthanum (La), atomic number 57, to lutetium (Lu), atomic number 71. Furthermore, the REM content in this specification refers to the total content of these elements.

 [(特徴2)微細低S介在物、粗大低S介在物、及び、高S介在物の個数密度について]
 本実施形態のマルテンサイト系ステンレス鋼材中のSを含有する介在物について、Fn1を式(1)で定義する。
 Fn1=(Mg+Al+Ca+Ti+V+Mn)/S (1)
 ここで、式(1)中の元素記号には、対応する介在物中の元素の含有量が質量%で代入される。元素が含有されていない場合、対応する元素記号には「0」が代入される。Fn1は得られた値の小数第二位を四捨五入した小数第一位の値とする。
[(Feature 2) Number density of fine low-S inclusions, coarse low-S inclusions, and high-S inclusions]
For inclusions containing S in the martensitic stainless steel material of this embodiment, Fn1 is defined by formula (1).
Fn1=(Mg+Al+Ca+Ti+V+Mn)/S (1)
Here, the element symbols in formula (1) are substituted with the content of the corresponding element in the inclusion in mass %. If an element is not contained, "0" is substituted for the corresponding element symbol. Fn1 is the value obtained by rounding the obtained value to one decimal place.

 さらに、マルテンサイト系ステンレス鋼材中の介在物を、次のとおり定義する。
 (A)Sを含有し、Fn1が5.0以上であり、円相当径が2.0~10.0μmの介在物を、「微細低S介在物」と定義する。
 (B)Sを含有し、Fn1が5.0以上であり、円相当径が10.0μm超の介在物を、「粗大低S介在物」と定義する。
 (C)Sを含有し、Fn1が5.0未満であり、円相当径が2.0μm以上の介在物を、「高S介在物」と定義する。
Furthermore, inclusions in martensitic stainless steel materials are defined as follows.
(A) Inclusions containing S, having an Fn1 of 5.0 or more, and an equivalent circle diameter of 2.0 to 10.0 μm are defined as "fine low-S inclusions."
(B) Inclusions containing S, having an Fn1 of 5.0 or more, and an equivalent circle diameter of more than 10.0 μm are defined as "coarse low-S inclusions."
(C) Inclusions containing S, having an Fn1 of less than 5.0, and an equivalent circle diameter of 2.0 μm or more are defined as "high S inclusions."

 このとき、マルテンサイト系ステンレス鋼材中の微細低S介在物の個数密度ND1が3.0個/mm以上であり、粗大低S介在物の個数密度ND2が2.0個/mm以下であり、高S介在物の個数密度ND3が2.0個/mm以下である。 In this case, the number density ND1 of fine low-S inclusions in the martensitic stainless steel material is 3.0 pieces/ mm2 or more, the number density ND2 of coarse low-S inclusions is 2.0 pieces/ mm2 or less, and the number density ND3 of high-S inclusions is 2.0 pieces/ mm2 or less.

 なお、Sを含有し、円相当径が2.0μm未満の介在物では、溶解して凹みが形成された場合であっても、当該凹み部分は速やかに再不働態化する。そのため、特徴1の化学組成を有するマルテンサイト系ステンレス鋼材において、Sを含有し、円相当径が2.0μm未満の介在物は、耐SSC性に影響しない。 Furthermore, even if inclusions containing S and with an equivalent circle diameter of less than 2.0 μm dissolve and form dents, the dents will quickly re-passivate. Therefore, in martensitic stainless steel materials with the chemical composition of Feature 1, inclusions containing S and with an equivalent circle diameter of less than 2.0 μm do not affect SSC resistance.

 上述のとおり、本実施形態のマルテンサイト系ステンレス鋼材では、化学組成中のS含有量を極端に低減するのではなく、ある程度のS含有量を許容しつつ、複合介在物である微細低S介在物の個数密度ND1を多くすることにより、高S介在物の形成に利用可能なS含有量を低減させる。これにより、サワー環境で溶解しやすい高S介在物の個数密度ND3を低減することができる。 As described above, in the martensitic stainless steel material of this embodiment, rather than drastically reducing the S content in the chemical composition, a certain amount of S content is tolerated while increasing the number density ND1 of fine low-S inclusions, which are composite inclusions, thereby reducing the S content available for forming high-S inclusions. This makes it possible to reduce the number density ND3 of high-S inclusions, which are easily dissolved in sour environments.

 さらに、Fn1が5.0以上である低S介在物のうち、粗大低S介在物は、S含有量が少なくても粗大である。そのため、粗大低S介在物はサワー環境で溶解して粗大な凹みを形成しやすい。このような粗大な凹みは再不働態化しにくく、SSCの発生を助長する。そこで、微細低S介在物の個数密度ND1を多くして高S介在物の個数密度ND3を少なくしつつ、さらに、粗大低S介在物の個数密度ND2も少なくする。 Furthermore, among low-S inclusions with an Fn1 of 5.0 or more, coarse low-S inclusions are coarse even when the S content is low. Therefore, coarse low-S inclusions are likely to dissolve in a sour environment and form coarse pits. These coarse pits are difficult to repassivate, promoting the occurrence of SSC. Therefore, the number density ND1 of fine low-S inclusions is increased and the number density ND3 of high-S inclusions is reduced, while the number density ND2 of coarse low-S inclusions is also reduced.

 [微細低S介在物の個数密度ND1について]
 微細低S介在物の個数密度ND1が3.0個/mm未満であれば、鋼材中の微細低S介在物の量が不十分である。この場合、鋼材中において、高S介在物の形成に利用可能なS含有量が多く存在するため、高S介在物の個数密度ND3が2.0個/mmを超える。その結果、サワー環境での十分な耐SSC性が得られない。
 したがって、微細低S介在物の個数密度ND1は3.0個/mm以上とする。
 個数密度ND1の好ましい下限は3.5個/mmであり、さらに好ましくは4.0個/mmであり、さらに好ましくは4.5個/mmである。
 個数密度ND1の上限は特に限定されない。しかしながら、特徴1を満たすマルテンサイト系ステンレス鋼材において、個数密度ND1の上限は例えば45.0個/mmであり、例えば40.0個/mmである。
[Regarding the number density ND1 of fine low-S inclusions]
If the number density ND1 of the fine low-S inclusions is less than 3.0 pieces/ mm2 , the amount of fine low-S inclusions in the steel material is insufficient. In this case, the steel material contains a large amount of S that can be used to form high-S inclusions, so the number density ND3 of the high-S inclusions exceeds 2.0 pieces/ mm2 . As a result, sufficient SSC resistance in a sour environment cannot be obtained.
Therefore, the number density ND1 of fine low-S inclusions is set to 3.0 pieces/ mm2 or more.
The preferred lower limit of the number density ND1 is 3.5 pieces/mm 2 , more preferably 4.0 pieces/mm 2 , and even more preferably 4.5 pieces/mm 2 .
However, in a martensitic stainless steel material that satisfies Feature 1, the upper limit of the number density ND1 is, for example, 45.0 pieces/mm 2 , for example, 40.0 pieces/mm 2 .

 [粗大低S介在物の個数密度ND2について]
 粗大低S介在物の個数密度ND2が2.0個/mmを超えれば、粗大低S介在物が過剰に生成している。この場合、サワー環境において、粗大低S介在物が溶解して粗大な凹みが形成されやすい。粗大な凹みはSSCの発生を助長しやすい。
 したがって、粗大低S介在物の個数密度ND2は2.0個/mm以下とする。
 個数密度ND2の好ましい上限は1.9個/mmであり、さらに好ましくは1.8個/mmであり、さらに好ましくは1.7個/mmである。
 個数密度ND2はなるべく少ない方が好ましい。つまり、個数密度ND2は0個/mmであるのが好ましい。しかしながら、個数密度ND2を過度に低減すれば、製造コストが高くなる場合がある。したがって、個数密度ND2の好ましい下限は0.1個/mmであり、さらに好ましくは0.2個/mmであり、さらに好ましくは0.3個/mmである。
[Number density ND2 of coarse low-S inclusions]
If the number density ND2 of the coarse low-S inclusions exceeds 2.0 pieces/ mm2 , excessive coarse low-S inclusions are formed. In this case, the coarse low-S inclusions are likely to dissolve in a sour environment, forming coarse pits. These coarse pits are likely to promote the occurrence of SSC.
Therefore, the number density ND2 of coarse low-S inclusions is set to 2.0 pieces/ mm2 or less.
The upper limit of the number density ND2 is preferably 1.9 pieces/mm 2 , more preferably 1.8 pieces/mm 2 , and even more preferably 1.7 pieces/mm 2 .
It is preferable that the number density ND2 be as low as possible. In other words, the number density ND2 is preferably 0 pieces/ mm2 . However, if the number density ND2 is reduced too much, the manufacturing cost may increase. Therefore, the preferred lower limit of the number density ND2 is 0.1 pieces/ mm2 , more preferably 0.2 pieces/ mm2 , and even more preferably 0.3 pieces/ mm2 .

 [高S介在物の個数密度ND3について]
 上述のとおり、高S介在物は、サイズが小さくてもサワー環境において容易に溶解して凹みを形成しやすい。高S介在物から形成された凹みは、小さいサイズであってもSSCの発生を助長しやすい。そのため、高S介在物の個数密度ND3が2.0個/mmを超えれば、サワー環境において十分な耐SSC性が得られない。
 したがって、高S介在物の個数密度ND3は2.0個/mm以下とする。
 個数密度ND3の好ましい上限は1.9個/mmであり、さらに好ましくは1.8個/mmであり、さらに好ましくは1.7個/mmである。
 個数密度ND3はなるべく少ない方が好ましい。つまり、個数密度ND3は0個/mmであるのが好ましい。しかしながら、個数密度ND3を過度に低減すれば、製造コストが高くなる場合がある。したがって、個数密度ND3の好ましい下限は0.1個/mmであり、さらに好ましくは0.2個/mmであり、さらに好ましくは0.3個/mmである。
[Regarding the number density ND3 of high-S inclusions]
As described above, high-S inclusions, even if small in size, are likely to dissolve and form pits in a sour environment. Pits formed by high-S inclusions, even if small in size, are likely to promote the occurrence of SSC. Therefore, if the number density ND3 of high-S inclusions exceeds 2.0 pieces/ mm2 , sufficient SSC resistance cannot be obtained in a sour environment.
Therefore, the number density ND3 of high-S inclusions is set to 2.0 pieces/ mm2 or less.
The upper limit of the number density ND3 is preferably 1.9 pieces/mm 2 , more preferably 1.8 pieces/mm 2 , and even more preferably 1.7 pieces/mm 2 .
It is preferable that the number density ND3 be as low as possible. In other words, the number density ND3 is preferably 0 pieces/ mm2 . However, if the number density ND3 is reduced too much, the manufacturing cost may increase. Therefore, the preferred lower limit of the number density ND3 is 0.1 pieces/ mm2 , more preferably 0.2 pieces/ mm2 , and even more preferably 0.3 pieces/ mm2 .

 [微細低S介在物の個数密度ND1、粗大低S介在物の個数密度ND2及び高S介在物の個数密度ND3の測定方法]
 本実施形態において、マルテンサイト系ステンレス鋼材中の微細低S介在物の個数密度ND1(個/mm)、粗大低S介在物の個数密度ND2(個/mm)及び高S介在物の個数密度ND3(個/mm)の測定方法は、次の方法で求めることができる。
[Method for measuring the number density ND1 of fine low-S inclusions, the number density ND2 of coarse low-S inclusions, and the number density ND3 of high-S inclusions]
In this embodiment, the number density ND1 (pieces/ mm2 ) of fine low-S inclusions, the number density ND2 (pieces/ mm2 ) of coarse low-S inclusions, and the number density ND3 (pieces/ mm2 ) of high-S inclusions in the martensitic stainless steel material can be measured by the following method.

 マルテンサイト系ステンレス鋼材から、試験片を採取する。
 鋼材が鋼管である場合、管軸方向及び肉厚方向(管径方向)を含む観察面を有する試験片を、肉厚中央部から採取する。
 鋼材が鋼板である場合、圧延方向及び板厚方向を含む観察面を有する試験片を、板厚中央部から採取する。
 鋼材が丸鋼の場合、軸方向及び径方向を含む観察面を有する試験片を、丸鋼の軸方向に垂直な断面におけるR/2部から作製する。なお、本明細書において、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。R/2部とは、丸鋼の軸方向に垂直な断面において、半径Rの中央位置を意味する。
A test piece is taken from the martensitic stainless steel material.
When the steel material is a steel pipe, a test piece having an observation surface including the pipe axial direction and the wall thickness direction (pipe radial direction) is taken from the center of the wall thickness.
When the steel material is a steel plate, a test piece having an observation surface including the rolling direction and the plate thickness direction is taken from the center of the plate thickness.
When the steel material is a round bar, a test piece having an observation surface including the axial and radial directions is prepared from the R/2 portion of the cross section perpendicular to the axial direction of the round bar. In this specification, the term "round bar" refers to a steel bar having a circular cross section perpendicular to the axial direction. The R/2 portion refers to the center position of the radius R in the cross section perpendicular to the axial direction of the round bar.

 採取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から観察視野を選択する。このとき、観察視野を3視野以上とし、観察視野の面積の合計を500mmとする。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、800倍の倍率で、各観察視野の反射電子像を得る。得られた反射電子像を観察して、コントラストから粒子を特定する。特定された粒子の観察視野における位置座標を全て記録する。 The observation surface of the collected test piece is mirror-polished. An observation field is selected from the mirror-polished observation surface. At this time, three or more observation fields are selected, with a total area of 500 mm2 . A backscattered electron image of each observation field is obtained at 800x magnification using a scanning electron microscope equipped with a composition analysis function (SEM-EDS device). The obtained backscattered electron image is observed, and particles are identified from the contrast. The position coordinates of all identified particles in the observation field are recorded.

 特定された粒子の位置座標に基づいて、当該粒子に対して、元素濃度分析(EDS分析)を実施する。具体的には、位置座標に基づいて、特定された粒子を電子線で走査して、粒子の元素濃度を分析する。このとき、粒子の一部にのみを電子線で走査するのではなく、粒子全体を電子線で走査する。これにより、粒子全体での元素濃度を分析できる。EDS分析では、加速電圧を20kVとし、対象元素をN、O、Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl、K、Ca、Ti、V、Mn、Cu、Zr及びNbとして定量する。 Based on the position coordinates of the identified particles, elemental concentration analysis (EDS analysis) is performed on the particles. Specifically, the identified particles are scanned with an electron beam based on the position coordinates to analyze the elemental concentration of the particles. In this case, rather than scanning only a portion of the particle with the electron beam, the entire particle is scanned with the electron beam. This allows the elemental concentration of the entire particle to be analyzed. In EDS analysis, the acceleration voltage is set to 20 kV, and the target elements are quantified as N, O, Na, Mg, Al, Si, P, S, Cl, K, Ca, Ti, V, Mn, Cu, Zr, and Nb.

 特定された粒子のうち、N、O、Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl、K、Ca、Ti、V、Mn、Cu、Zr及びNbの合計含有量を100.0質量%とした場合に、Cl含有量が10.0%超の粒子、K含有量が10.0%超の粒子、Na含有量が20.0%超の粒子、Ca含有量が75.0%超の粒子、及び、O含有量が70.0%超の粒子は、鏡面研磨時に付着したごみや研磨材等である。そこで、これらの粒子は介在物ではないと判断して、対象から除外する。
 さらに、特定された粒子のうち、N、O、Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl、K、Ca、Ti、V、Mn、Cu、Zr及びNbの合計含有量を100.0質量%とした場合に、S含有量が1.0%未満の粒子は、Sを含有する介在物ではなく、酸化物又は窒化物である。そこで、S含有量が1.0%未満の粒子も対象から除外する。
 つまり、特定された粒子のうち、N、O、Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl、K、Ca、Ti、V、Mn、Cu、Zr及びNbの合計含有量を100.0質量%とした場合に、Cl含有量が10.0%超の粒子、K含有量が10.0%超の粒子、Na含有量が20.0%超の粒子、Ca含有量が75.0%超の粒子、O含有量が70.0%超の粒子、及び、S含有量が1.0%未満の粒子以外の粒子を、Sを含有する介在物と認定する。
Of the identified particles, when the total content of N, O, Na, Mg, Al, Si, P, S, Cl, K, Ca, Ti, V, Mn, Cu, Zr, and Nb is taken as 100.0 mass%, particles with a Cl content of more than 10.0%, particles with a K content of more than 10.0%, particles with a Na content of more than 20.0%, particles with a Ca content of more than 75.0%, and particles with an O content of more than 70.0% are dust, abrasives, etc. that adhered during mirror polishing. Therefore, these particles are determined not to be inclusions and are excluded from the target.
Furthermore, among the identified particles, when the total content of N, O, Na, Mg, Al, Si, P, S, Cl, K, Ca, Ti, V, Mn, Cu, Zr, and Nb is taken as 100.0 mass%, particles with an S content of less than 1.0% are not inclusions containing S but oxides or nitrides, so particles with an S content of less than 1.0% are also excluded from the scope of the present invention.
In other words, among the identified particles, when the total content of N, O, Na, Mg, Al, Si, P, S, Cl, K, Ca, Ti, V, Mn, Cu, Zr, and Nb is taken as 100.0 mass%, particles other than particles with a Cl content of more than 10.0%, particles with a K content of more than 10.0%, particles with a Na content of more than 20.0%, particles with a Ca content of more than 75.0%, particles with an O content of more than 70.0%, and particles with an S content of less than 1.0% are recognized as inclusions containing S.

 Sを含有する介在物と認定された粒子について、円相当径(μm)を求める。円相当径とは、粒子の面積と同じ面積の円の直径(μm)を意味する。円相当径は、得られた値の小数第二位を四捨五入した小数第一位の値とする。 For particles identified as inclusions containing S, the equivalent circle diameter (μm) is determined. The equivalent circle diameter refers to the diameter (μm) of a circle with the same area as the particle. The equivalent circle diameter is the value obtained by rounding off the first decimal place to the nearest tenth.

 各粒子のEDS分析結果及び円相当径に基づいて、微細低S介在物、粗大低S介在物、及び、高S介在物を次のとおり特定する。
 (A)微細低S介在物
 N、O、Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl、K、Ca、Ti、V、Mn、Cu、Zr及びNbの合計含有量を100.0質量%とした場合の質量%でのMg含有量、Al含有量、Ca含有量、Ti含有量、V含有量、Mn含有量及びS含有量に基づいて、式(1)で定義されるFn1が5.0以上であり、かつ、円相当径が2.0~10.0μmの粒子を、「微細低S介在物」と特定する。
 Fn1=(Mg+Al+Ca+Ti+V+Mn)/S (1)
 ここで、式(1)中の元素記号には、対応する粒子(介在物)中の元素の含有量が質量%で代入される。元素が含有されていない場合、対応する元素記号には「0」が代入される。
 (B)粗大低S介在物
 N、O、Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl、K、Ca、Ti、V、Mn、Cu、Zr及びNbの合計含有量を100.0質量%とした場合の質量%でのMg含有量、Al含有量、Ca含有量、Ti含有量、V含有量、Mn含有量及びS含有量に基づいて、式(1)で定義されるFn1が5.0以上であり、かつ、円相当径が10.0μm超の粒子を、「粗大低S介在物」と特定する。
 (C)高S介在物
 N、O、Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl、K、Ca、Ti、V、Mn、Cu、Zr及びNbの合計含有量を100.0質量%とした場合の質量%でのMg含有量、Al含有量、Ca含有量、Ti含有量、V含有量、Mn含有量及びS含有量に基づいて、式(1)で定義されるFn1が5.0未満であり、かつ、円相当径が2.0μm以上の粒子を、「高S介在物」と特定する。
Based on the EDS analysis results and the equivalent circle diameter of each particle, fine low-S inclusions, coarse low-S inclusions, and high-S inclusions are identified as follows:
(A) Fine low-S inclusions Particles having an Fn1 defined by formula (1) of 5.0 or more and an equivalent circle diameter of 2.0 to 10.0 μm based on the Mg content, Al content, Ca content, Ti content, V content, Mn content and S content in mass%, where the total content of N, O, Na, Mg, Al, Si, P, S, Cl, K, Ca, Ti, V, Mn, Cu, Zr and Nb is taken as 100.0 mass%, are specified as "fine low-S inclusions."
Fn1=(Mg+Al+Ca+Ti+V+Mn)/S (1)
Here, the element symbol in formula (1) is substituted with the content of the element in the corresponding particle (inclusion) in mass %. When an element is not contained, "0" is substituted for the corresponding element symbol.
(B) Coarse Low-S Inclusions Particles having an Fn1 defined by formula (1) of 5.0 or more and an equivalent circle diameter of more than 10.0 μm based on the Mg content, Al content, Ca content, Ti content, V content, Mn content, and S content in mass%, where the total content of N, O, Na, Mg, Al, Si, P, S, Cl, K, Ca, Ti, V, Mn, Cu, Zr, and Nb is taken as 100.0 mass%, are specified as "coarse low-S inclusions."
(C) High-Sulfur Inclusions Particles having an Fn1 defined by formula (1) of less than 5.0 and an equivalent circle diameter of 2.0 μm or more based on the Mg content, Al content, Ca content, Ti content, V content, Mn content, and S content in mass% when the total content of N, O, Na, Mg, Al, Si, P, S, Cl, K, Ca, Ti, V, Mn, Cu, Zr, and Nb is taken as 100.0 mass% are specified as "high-Sulfur inclusions."

 上述の方法で特定された微細低S介在物、粗大低S介在物、及び、高S介在物を、各視野で計数する。 The fine low-S inclusions, coarse low-S inclusions, and high-S inclusions identified using the method described above are counted in each field of view.

 計数された微細低S介在物の全ての観察視野での合計個数と、全ての観察視野の合計面積とに基づいて、特定介在物の微細低S介在物の個数密度ND1(個/mm)を求める。
 計数された粗大低S介在物の全ての観察視野での合計個数と、全ての観察視野の合計面積とに基づいて、特定介在物の粗大低S介在物の個数密度ND2(個/mm)を求める。
 計数された高S介在物の全ての観察視野での総個数と、全ての観察視野の合計面積とに基づいて、特定介在物の高S介在物の個数密度ND3(個/mm)を求める。
The number density ND1 (pieces/mm 2 ) of the fine low S inclusions of the specific inclusion is calculated based on the total number of the counted fine low S inclusions in all the observation fields and the total area of all the observation fields.
The number density ND2 (pieces/mm 2 ) of the coarse low-S inclusions of the specific inclusions is calculated based on the total number of the coarse low-S inclusions counted in all the observation fields and the total area of all the observation fields.
The number density ND3 (numbers/mm 2 ) of the high S inclusions of the specific inclusion is calculated based on the total number of the high S inclusions counted in all the observation fields and the total area of all the observation fields.

 なお、微細低S介在物の個数密度ND1(個/mm)、粗大低S介在物の個数密度ND2(個/mm)、及び、高S介在物の個数密度ND3(個/mm)は、得られた数値の小数第2位を四捨五入した小数第一位の値とする。
 また、SEM-EDS装置として例えば、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。
The number density ND1 (pieces/ mm2 ) of fine low S inclusions, the number density ND2 (pieces/ mm2 ) of coarse low S inclusions, and the number density ND3 (pieces/ mm2 ) of high S inclusions are calculated by rounding the obtained values to one decimal place.
Furthermore, as the SEM-EDS device, for example, an automatic analyzer manufactured by FEI (ASPEX) under the trade name Metals Quality Analyzer can be used.

 [本実施形態のマルテンサイト系ステンレス鋼材の効果]
 本実施形態のマルテンサイト系ステンレス鋼材は、特徴1及び特徴2を満たす。そのため、サワー環境において優れた耐SSC性が得られる。
[Effects of the martensitic stainless steel material according to this embodiment]
The martensitic stainless steel material of this embodiment satisfies Features 1 and 2. Therefore, excellent SSC resistance can be obtained in a sour environment.

 [耐SSC性の評価方法]
 本実施形態のマルテンサイト系ステンレス鋼材の耐SSC性評価試験は、NACE TM0177-2016 Method Aに準拠した方法で、次のとおり実施する。
[Method for evaluating SSC resistance]
The SSC resistance evaluation test of the martensitic stainless steel material of this embodiment is carried out as follows in accordance with NACE TM0177-2016 Method A.

 本実施形態による鋼材から、丸棒試験片を採取する。鋼材が鋼管である場合、肉厚中央部から丸棒試験片を採取する。丸棒試験片の軸方向は、鋼管の管軸方向と平行とする。
 鋼材が鋼板である場合、板厚中央部から丸棒試験片を採取する。丸棒試験片の軸方向は、鋼板の圧延方向と平行とする。
 鋼材が丸鋼である場合、R/2部から丸棒試験片を採取する。丸棒試験片の軸方向は、丸鋼の軸方向と平行とする。
 丸棒試験片は、例えば、平行部の直径が6.35mmであり、平行部の長さが25.4mmである。
A round bar test piece is taken from the steel material according to this embodiment. When the steel material is a steel pipe, the round bar test piece is taken from the center of the wall thickness. The axial direction of the round bar test piece is parallel to the axial direction of the steel pipe.
When the steel material is a steel plate, a round bar test piece is taken from the center of the plate thickness, with the axial direction of the round bar test piece parallel to the rolling direction of the steel plate.
When the steel material is a round bar, a round bar test piece is taken from the R/2 portion, with the axial direction of the round bar test piece parallel to the axial direction of the round bar.
The round bar test piece has, for example, a parallel part having a diameter of 6.35 mm and a length of 25.4 mm.

 試験溶液は、pHが3.0である0.17質量%塩化ナトリウム水溶液とする。試験溶液は、0.17質量%の塩化ナトリウムと0.41g/Lの酢酸ナトリウムとを含有する水溶液に酢酸を添加してpHを3.0に調整する。丸棒試験片に対して、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、応力を負荷され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、0.04barのHSガス及び0.96barのCOガスを試験浴に吹き込み、試験浴にHSガスを飽和させる。HSガスが飽和した試験浴を、24℃で720時間保持する。720時間保持後の試験片に対して、拡大率が10倍のルーペで試験片の平行部の表面を観察して、割れの有無を確認する。ルーペ観察で割れが疑われる箇所がある場合、割れが疑われる箇所の断面を100倍の光学顕微鏡で観察して、割れの有無を確認する。 The test solution is a 0.17% by mass sodium chloride aqueous solution with a pH of 3.0. The test solution is an aqueous solution containing 0.17% by mass sodium chloride and 0.41 g/L sodium acetate, with acetic acid added to adjust the pH to 3.0. A stress equivalent to 90% of the actual yield stress is applied to the round bar test specimen. The test solution at 24°C is poured into a test vessel so that the stressed round bar test specimen is immersed, forming a test bath. After degassing the test bath, 0.04 bar of H2S gas and 0.96 bar of CO2 gas are blown into the test bath to saturate the test bath with H2S gas. The H2S -saturated test bath is maintained at 24°C for 720 hours. After 720 hours, the surface of the parallel portion of the test specimen is observed with a 10x magnification loupe to check for cracks. If a location is suspected of having a crack when observed with a magnifying glass, the cross section of the location is observed with an optical microscope at 100x magnification to confirm the presence or absence of a crack.

 本実施形態において、優れた耐SSC性を有するとは、上述の耐SSC性評価試験において、720時間経過後に、割れが確認されないことを意味する。本明細書において、「割れが確認されない」とは、試験後の試験片を10倍のルーペ及び100倍の光学顕微鏡で観察した場合に、割れが確認されないことを意味する。 In this embodiment, having excellent SSC resistance means that no cracks are observed after 720 hours in the above-mentioned SSC resistance evaluation test. In this specification, "no cracks are observed" means that no cracks are observed when the test specimen after the test is observed with a 10x magnification loupe and a 100x optical microscope.

 [ミクロ組織(Microstructure)について]
 本実施形態のマルテンサイト系ステンレス鋼材のミクロ組織は、マルテンサイトを主体とする。本明細書において、マルテンサイトとは、フレッシュマルテンサイトだけでなく、焼戻しマルテンサイトも含む。また、本明細書において、マルテンサイトを主体とするとは、ミクロ組織において、マルテンサイトの体積率が80%以上であることを意味する。ミクロ組織の残部は、残留オーステナイトである。つまり、本実施形態の鋼材において、残留オーステナイトの体積率は0~20%である。残留オーステナイトの体積率はなるべく低い方が好ましい。本実施形態の鋼材のミクロ組織中のマルテンサイトの体積率の好ましい下限は85%であり、さらに好ましくは90%である。さらに好ましくは、鋼材のミクロ組織は、マルテンサイト単相である。
[Regarding Microstructure]
The microstructure of the martensitic stainless steel material of this embodiment is mainly composed of martensite. In this specification, martensite includes not only fresh martensite but also tempered martensite. Also, in this specification, "mainly composed of martensite" means that the volume fraction of martensite in the microstructure is 80% or more. The remainder of the microstructure is retained austenite. In other words, in the steel material of this embodiment, the volume fraction of retained austenite is 0 to 20%. It is preferable that the volume fraction of retained austenite is as low as possible. A preferred lower limit of the volume fraction of martensite in the microstructure of the steel material of this embodiment is 85%, and more preferably 90%. More preferably, the microstructure of the steel material is a single martensite phase.

 ミクロ組織において、少量の残留オーステナイトは、著しい強度の低下を招かず、かつ、鋼材の靭性を顕著に高める。しかしながら、残留オーステナイトの体積率が高すぎれば、鋼材の強度が顕著に低下する。したがって、上述のとおり、本実施形態のマルテンサイト系ステンレス鋼材のミクロ組織において、残留オーステナイトの体積率は0~20%である。強度確保の観点から、残留オーステナイトの体積率の好ましい上限は15%であり、さらに好ましくは、10%である。上述のとおり、本実施形態の鋼材のミクロ組織は、マルテンサイト単相でもよい。したがって、残留オーステナイトの体積率は0%であってもよい。一方、少しでも残留オーステナイトが存在する場合、残留オーステナイトの体積率は0超~20%であり、さらに好ましくは0超~15%であり、さらに好ましくは、0超~10%である。 In the microstructure, a small amount of retained austenite does not significantly reduce strength, and significantly increases the toughness of the steel. However, if the volume fraction of retained austenite is too high, the strength of the steel will significantly decrease. Therefore, as described above, in the microstructure of the martensitic stainless steel material of this embodiment, the volume fraction of retained austenite is 0 to 20%. From the perspective of ensuring strength, the preferred upper limit of the volume fraction of retained austenite is 15%, and more preferably 10%. As described above, the microstructure of the steel material of this embodiment may be a single martensite phase. Therefore, the volume fraction of retained austenite may be 0%. On the other hand, if even a small amount of retained austenite is present, the volume fraction of retained austenite is greater than 0 to 20%, more preferably greater than 0 to 15%, and even more preferably greater than 0 to 10%.

 [マルテンサイトの体積率の測定方法]
 本実施形態のマルテンサイト系ステンレス鋼材のミクロ組織におけるマルテンサイトの体積率(vol.%)は、以下に示す方法で求めた残留オーステナイトの体積率(vol.%)を、100%から差し引いて求める。
[Method for measuring martensite volume fraction]
The volume fraction (vol. %) of martensite in the microstructure of the martensitic stainless steel material of this embodiment is determined by subtracting the volume fraction (vol. %) of retained austenite, determined by the method described below, from 100%.

 残留オーステナイトの体積率は、X線回折法により求める。具体的には、鋼材から試験片を採取する。
 鋼材が鋼管である場合、肉厚中央部から試験片を採取する。鋼材が鋼板である場合、板厚中央部から試験片を採取する。鋼材が丸鋼である場合、R/2部から試験片を採取する。試験片の大きさは特に限定されない。試験片は例えば、15mm×15mm×厚さ2mmである。この場合、鋼材が鋼管である場合、試験片の厚さ方向は、管径方向である。鋼材が鋼板である場合、試験片の厚さ方向は、板厚方向である。鋼材が丸鋼である場合、試験片の厚さ方向は、径方向である。
 得られた試験片を用いて、α相の(200)面、α相の(211)面、γ相の(200)面、γ相の(220)面、γ相の(311)面の各々のX線回折強度を測定し、各面の積分強度を算出する。X線回折強度の測定において、X線回折装置のターゲットをMoとし(MoKα線)、出力を50kV-40mAとする。算出後、α相の各面と、γ相の各面との組合せ(2×3=6組)ごとに式(I)を用いて残留オーステナイトの体積率Vγ(%)を算出する。そして、6組の残留オーステナイトの体積率Vγの平均値を、残留オーステナイトの体積率(%)と定義する。
 Vγ=100/{1+(Iα×Rγ)/(Iγ×Rα)} (I)
 ここで、Iαはα相の積分強度である。Rαはα相の結晶学的理論計算値である。Iγはγ相の積分強度である。Rγはγ相の結晶学的理論計算値である。なお、本明細書において、α相の(200)面でのRαを15.9、α相の(211)面でのRαを29.2、γ相の(200)面でのRγを35.5、γ相の(220)面でのRγを20.8、γ相の(311)面でのRγを21.8とする。なお、残留オーステナイトの体積率は、得られた数値の小数第1位を四捨五入して求めた整数値である。
The volume fraction of retained austenite is determined by X-ray diffraction. Specifically, a test piece is taken from the steel material.
When the steel material is a steel pipe, the test piece is taken from the center of the wall thickness. When the steel material is a steel plate, the test piece is taken from the center of the plate thickness. When the steel material is a round bar, the test piece is taken from the R/2 part. The size of the test piece is not particularly limited. The test piece is, for example, 15 mm x 15 mm x 2 mm thick. In this case, when the steel material is a steel pipe, the thickness direction of the test piece is the pipe diameter direction. When the steel material is a steel plate, the thickness direction of the test piece is the plate thickness direction. When the steel material is a round bar, the thickness direction of the test piece is the diameter direction.
Using the obtained test specimen, the X-ray diffraction intensity of each of the (200) plane of the α phase, the (211) plane of the α phase, the (200) plane of the γ phase, the (220) plane of the γ phase, and the (311) plane of the γ phase is measured, and the integrated intensity of each plane is calculated. In measuring the X-ray diffraction intensity, the target of the X-ray diffractometer is Mo (MoKα radiation), and the output is 50 kV-40 mA. After calculation, the volume fraction Vγ (%) of retained austenite is calculated using formula (I) for each combination (2 × 3 = 6 pairs) of each plane of the α phase and each plane of the γ phase. Then, the average value of the volume fraction Vγ of the six pairs of retained austenite is defined as the volume fraction (%) of retained austenite.
Vγ=100/{1+(Iα×Rγ)/(Iγ×Rα)} (I)
Here, Iα is the integrated intensity of the α phase. Rα is the crystallographically calculated value of the α phase. Iγ is the integrated intensity of the γ phase. Rγ is the crystallographically calculated value of the γ phase. In this specification, Rα on the (200) plane of the α phase is 15.9, Rα on the (211) plane of the α phase is 29.2, Rγ on the (200) plane of the γ phase is 35.5, Rγ on the (220) plane of the γ phase is 20.8, and Rγ on the (311) plane of the γ phase is 21.8. The volume fraction of retained austenite is an integer value obtained by rounding the obtained numerical value to one decimal place.

 上述のX線回折法で得られた残留オーステナイトの体積率(%)を用いて、鋼材のミクロ組織のマルテンサイトの体積率(vol.%)を次の式により求める。
 マルテンサイトの体積率=100-残留オーステナイトの体積率(%)
Using the volume fraction (%) of retained austenite obtained by the above-mentioned X-ray diffraction method, the volume fraction (vol. %) of martensite in the microstructure of the steel material is calculated according to the following formula.
Volume fraction of martensite = 100 - volume fraction of retained austenite (%)

 [降伏強度]
 本実施形態によるマルテンサイト系ステンレス鋼材の降伏強度は、特に限定されない。本実施形態のマルテンサイト系ステンレス鋼材の好ましい降伏強度は758MPa以上(110ksi以上)である。降伏強度の上限は特に限定されないが、本実施形態のマルテンサイト系ステンレス鋼材の降伏強度の上限は例えば、862MPaである。
[Yield strength]
The yield strength of the martensitic stainless steel material according to this embodiment is not particularly limited. The preferred yield strength of the martensitic stainless steel material according to this embodiment is 758 MPa or more (110 ksi or more). The upper limit of the yield strength is not particularly limited, but the upper limit of the yield strength of the martensitic stainless steel material according to this embodiment is, for example, 862 MPa.

 [降伏強度の測定方法]
 本実施形態のマルテンサイト系ステンレス鋼材の降伏強度は、次の方法で求めることができる。
 ASTM E8/E8M(2022)に準拠した方法で引張試験を実施する。初めに、マルテンサイト系ステンレス鋼材から、引張試験片を採取する。
 マルテンサイト系ステンレス鋼材が鋼管である場合、肉厚中央部から丸棒状の引張試験片、又は、円弧状の引張試験片を採取する。この場合、引張試験片の長手方向は、鋼管の管軸方向と平行とする。マルテンサイト系ステンレス鋼材が鋼管であって、当該鋼管から丸棒試験片を採取できない場合、当該鋼管から円弧状の引張試験片を採取する。
 マルテンサイト系ステンレス鋼材が鋼板である場合、板厚中央部から丸棒状の引張試験片を採取する。この場合、引張試験片の長手方向は、鋼板の圧延方向と平行とする。
 マルテンサイト系ステンレス鋼材が丸鋼である場合、R/2部から丸棒状の引張試験片を採取する。この場合、引張試験片の長手方向は、丸鋼の軸方向と平行とする。
[Method for measuring yield strength]
The yield strength of the martensitic stainless steel material of this embodiment can be determined by the following method.
A tensile test is carried out in accordance with ASTM E8/E8M (2022). First, a tensile test piece is taken from the martensitic stainless steel material.
When the martensitic stainless steel material is a steel pipe, a round bar-shaped tensile test specimen or an arc-shaped tensile test specimen is taken from the center of the wall thickness. In this case, the longitudinal direction of the tensile test specimen is parallel to the axial direction of the steel pipe. When the martensitic stainless steel material is a steel pipe and a round bar test specimen cannot be taken from the steel pipe, an arc-shaped tensile test specimen is taken from the steel pipe.
When the martensitic stainless steel material is a steel plate, a round bar-shaped tensile test specimen is taken from the center of the plate thickness, with the longitudinal direction of the tensile test specimen parallel to the rolling direction of the steel plate.
When the martensitic stainless steel material is a round bar, a round bar-shaped tensile test specimen is taken from the R/2 portion, with the longitudinal direction of the tensile test specimen parallel to the axial direction of the round bar.

 丸棒状の引張試験片の大きさは例えば、平行部の直径が6mmであり、標点距離が30mmである。円弧状の引張試験片の大きさは例えば、厚さが全肉厚であり、幅が25.4mmであり、標点距離が50.8mmである。
 引張試験片を用いて、常温(24±3℃)、大気中で引張試験を実施する。本実施形態では、引張試験より得られた0.2%オフセット耐力を、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1位を四捨五入して求めた整数値である。
The size of the round bar-shaped tensile test specimen is, for example, 6 mm in diameter at the parallel part and 30 mm in gauge length, while the size of the arc-shaped tensile test specimen is, for example, the full thickness, 25.4 mm in width, and 50.8 mm in gauge length.
A tensile test is performed using a tensile test piece at room temperature (24±3°C) in the atmosphere. In this embodiment, the 0.2% offset yield strength obtained from the tensile test is defined as the yield strength (MPa). In this embodiment, the yield strength (MPa) is an integer value obtained by rounding the obtained value to one decimal place.

 [鋼材の形状及び用途]
 本実施形態のマルテンサイト系ステンレス鋼材の形状は特に限定されない。鋼材は例えば、鋼管、鋼板、又は丸棒(中実材)である。鋼管は継目無鋼管であってもよいし、溶接鋼管であってもよい。鋼管は例えば、油井管用鋼管である。油井管用鋼管は、油井管用途の鋼管を意味する。油井管は例えば、油井又はガス井の掘削、原油又は天然ガスの採取等に用いられるケーシング、チュービング、ドリルパイプ等である。好ましくは、本実施形態のマルテンサイト系ステンレス鋼材は、油井管用継目無鋼管である。
[Shapes and uses of steel materials]
The shape of the martensitic stainless steel material of this embodiment is not particularly limited. The steel material is, for example, a steel pipe, a steel plate, or a round bar (solid material). The steel pipe may be a seamless steel pipe or a welded steel pipe. The steel pipe is, for example, a steel pipe for oil country tubular goods. Steel pipe for oil country tubular goods refers to a steel pipe for oil country tubular goods applications. Oil country tubular goods are, for example, casings, tubing, drill pipes, etc. used for drilling oil wells or gas wells, extracting crude oil or natural gas, etc. Preferably, the martensitic stainless steel material of this embodiment is a seamless steel pipe for oil country tubular goods.

 [製造方法]
 上述の構成を有する本実施形態のマルテンサイト系ステンレス鋼材の製造方法の一例を説明する。なお、本実施形態のマルテンサイト系ステンレス鋼材の製造方法は、以下に説明する製造方法に限定されない。
 本実施形態のマルテンサイト系ステンレス鋼材の製造方法の一例は、次の工程を含む。
 (工程1)素材準備工程
 (工程2)熱間加工工程
 (工程3)熱処理工程
 以下、各製造工程について詳述する。
[Manufacturing method]
An example of a method for manufacturing the martensitic stainless steel material of this embodiment having the above-mentioned configuration will be described below. Note that the method for manufacturing the martensitic stainless steel material of this embodiment is not limited to the manufacturing method described below.
An example of a method for manufacturing a martensitic stainless steel material according to this embodiment includes the following steps.
(Step 1) Material preparation step (Step 2) Hot working step (Step 3) Heat treatment step Each manufacturing step will be described in detail below.

 [素材準備工程]
 素材準備工程では、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、特徴1の化学組成を満たす溶鋼を製造する。二次精錬では例えば、RH(Ruhrstahl-Hausen)真空脱ガス処理を実施し、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例えば、LF(Ladle Furnace)、又は、VAD(Vacuum Arc Degassing)を用いた精錬処理を実施する。
[Material preparation process]
In the material preparation process, molten pig iron produced by a known method is subjected to refining (primary refining) in a converter. Secondary refining is performed on the molten steel that has been primarily refined. In the secondary refining, alloy elements are added to adjust the composition to produce molten steel that satisfies the chemical composition of Feature 1. In the secondary refining, for example, RH (Ruhrstahl-Hausen) vacuum degassing treatment is performed, and then final adjustment of the alloy composition is performed. In the secondary refining, combined refining may be performed. In this case, prior to the RH vacuum degassing treatment, for example, a refining treatment using an LF (Ladle Furnace) or VAD (Vacuum Arc Degassing) is performed.

 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により鋳片(スラブ、ブルーム、又は、ビレット)を製造する。 Materials are manufactured using molten steel that has undergone secondary refinement. Specifically, cast pieces (slabs, blooms, or billets) are manufactured using continuous casting using molten steel that has undergone secondary refinement.

 連続鋳造では、まず、取鍋からタンディッシュへ溶鋼を注湯する。タンディッシュ内で一時的に貯留された溶鋼は浸漬ノズルを通ってモールドに導かれる。溶鋼はモールドで冷やされた外表面から徐々に凝固する。凝固した部分をモールドから下方に徐々に引き抜き、鋳片の外表面に冷却水を掛けながらさらに冷却して鋳片を凝固させる。以上の製造工程により、マルテンサイト系ステンレス鋼材の素材となる鋳片を製造する。 In continuous casting, molten steel is first poured from a ladle into a tundish. The molten steel, which is temporarily stored in the tundish, is then guided into the mold through an immersion nozzle. The molten steel gradually solidifies from the outer surface, which is cooled in the mold. The solidified portion is gradually pulled downward from the mold, and cooling water is sprayed onto the outer surface of the slab as it is further cooled, solidifying it. Through these manufacturing processes, slabs that will serve as the raw material for martensitic stainless steel are produced.

 素材準備工程ではさらに、ブルームを分塊圧延して、ビレットとしてもよい。この場合、例えば、ブルームを1150~1300℃に加熱する。加熱後のブルームに対して分塊圧延を実施して、ビレットとする。
 以上の工程により、マルテンサイト系ステンレス鋼材の素材(スラブ、ブルーム、又はビレット)を製造する。
In the material preparation step, the bloom may be further subjected to blooming to form a billet. In this case, the bloom is heated to, for example, 1150 to 1300° C. The heated bloom is then subjected to blooming to form a billet.
Through the above steps, a martensitic stainless steel material (slab, bloom, or billet) is produced.

 素材準備工程中の連続鋳造では、次の条件を満たす。
 (条件1)
 タンディッシュ内での溶鋼温度を1600~1500℃で5~100分保持する。
 (条件2)
 モールド内の溶鋼の液面から浸漬ノズルの外表面の吐出口の中心までの鉛直方向の距離Dを150~400mmとする。
 以下、条件1及び条件2について説明する。
In the continuous casting process during the material preparation process, the following conditions must be met:
(Condition 1)
The temperature of the molten steel in the tundish is maintained at 1600 to 1500°C for 5 to 100 minutes.
(Condition 2)
The vertical distance D from the surface of the molten steel in the mold to the center of the discharge port on the outer surface of the submerged nozzle is set to 150 to 400 mm.
Conditions 1 and 2 will be explained below.

 [条件1について]
 上述のとおり、微細低S介在物は、酸化物を核として、当該酸化物に硫化物及び窒化物が凝集して形成される。このような微細低S介在物を形成するには、タンディッシュにおいて溶鋼中の粗大な酸化物を浮上させて、モールド内に粗大な酸化物が流入するのを抑制することが有効である。
[Regarding Condition 1]
As described above, fine low-S inclusions are formed by the aggregation of sulfides and nitrides around oxides as nuclei. To form such fine low-S inclusions, it is effective to float coarse oxides in the molten steel in the tundish and prevent the coarse oxides from flowing into the mold.

 タンディッシュは、溶鋼温度を保持する加熱装置を備える。加熱装置は例えば、誘導加熱装置、又は、プラズマ加熱装置である。タンディッシュでは、溶鋼を1600~1500℃で保持時間t保持する。保持時間tが5分未満であれば、溶鋼中の粗大な酸化物が十分に浮上せず、粗大な酸化物が溶鋼中に残存したまま、モールド内に流入する。この場合、製造後のマルテンサイト系ステンレス鋼材において、粗大低S介在物の個数密度ND2が過剰になる。 The tundish is equipped with a heating device that maintains the temperature of the molten steel. The heating device is, for example, an induction heating device or a plasma heating device. In the tundish, the molten steel is held at 1600-1500°C for a holding time t. If the holding time t is less than 5 minutes, the coarse oxides in the molten steel will not rise sufficiently, and will remain in the molten steel as it flows into the mold. In this case, the number density ND2 of coarse low-S inclusions will be excessive in the martensitic stainless steel material after production.

 一方、保持時間tが100分を超えれば、溶鋼中の粗大な酸化物は十分に浮上するものの、微細な酸化物も粗大化してしまい、浮上する。そのため、浸漬ノズルからモールドに流入する溶鋼中において、微細低S介在物の核となる微細酸化物の量が不足する。そのため、製造後のマルテンサイト系ステンレス鋼材において、微細低S介在物の個数密度ND1が過度に少なくなり、高S介在物の個数密度ND3が過剰になる。
 したがって、保持時間tを5~100分とする。
On the other hand, if the holding time t exceeds 100 minutes, although the coarse oxides in the molten steel rise sufficiently, the fine oxides also become coarse and rise. As a result, the amount of fine oxides that serve as nuclei for the fine low-S inclusions in the molten steel flowing from the immersion nozzle into the mold is insufficient. As a result, in the martensitic stainless steel material after production, the number density ND1 of the fine low-S inclusions becomes excessively low, and the number density ND3 of the high-S inclusions becomes excessive.
Therefore, the retention time t is set to 5 to 100 minutes.

 [条件2について]
 図1は、連続鋳造におけるモールド内の溶鋼と浸漬ノズルとの位置関係を説明するための模式図である。図1を参照して、溶鋼10は、浸漬ノズル20内を通り、吐出口22から浸漬ノズル20の外部であって、モールド30内に流れる。
[Regarding Condition 2]
1 is a schematic diagram illustrating the positional relationship between molten steel in a mold and an immersion nozzle during continuous casting. Referring to Fig. 1, molten steel 10 passes through an immersion nozzle 20 and flows from a discharge port 22 outside the immersion nozzle 20 into a mold 30.

 浸漬ノズル20は、円筒状の本体21と、2つの吐出口22とを含む。2つの吐出口22は、円筒状本体の底部近傍の側壁部分に互いに対向して配置される。より具体的には、一方の吐出口22は、他方の吐出口22に対して、浸漬ノズル20の中心軸周りに180°ずれて配置されている。吐出口22は、水平方向に対して5~35°の傾斜角θで上方に傾斜している。 The submerged nozzle 20 includes a cylindrical main body 21 and two discharge ports 22. The two discharge ports 22 are arranged opposite each other on the sidewall near the bottom of the cylindrical main body. More specifically, one of the discharge ports 22 is positioned 180° apart from the other discharge port 22 around the central axis of the submerged nozzle 20. The discharge ports 22 are inclined upward at an inclination angle θ of 5 to 35° relative to the horizontal.

 モールド30内の溶鋼10の液面11から浸漬ノズル20の外表面の吐出口22の中心までの鉛直方向の距離を距離D(mm)とする。ここで、「浸漬ノズル20の外表面の吐出口22の中心」とは、浸漬ノズル20の外表面における吐出口22の中心軸C22の位置P22を意味する。なお、連続鋳造中、液面11は±10mm以内で変動する。そこで、距離Dを求めるときの液面11の位置(液面高さ)は、実際の連続鋳造操業時で設定される液面高さ(Target Level)の位置とする。 The vertical distance from the liquid level 11 of the molten steel 10 in the mold 30 to the center of the discharge port 22 on the outer surface of the submerged nozzle 20 is defined as distance D (mm). Here, "the center of the discharge port 22 on the outer surface of the submerged nozzle 20" refers to the position P22 of the central axis C22 of the discharge port 22 on the outer surface of the submerged nozzle 20. Note that during continuous casting, the liquid level 11 fluctuates within ±10 mm. Therefore, the position of the liquid level 11 (liquid level height) when calculating distance D is the liquid level height (target level) set during actual continuous casting operation.

 距離Dは、溶鋼10中において、液面11と吐出口22との間に撹拌領域DAを形成する。撹拌領域DAでは、浸漬ノズル20の吐出口22から溶鋼10中に流出した溶鋼が上昇して、溶鋼が上下方向に撹拌される。このとき、溶鋼温度が徐々に低下して、硫化物や窒化物が形成される。吐出口22から流出した溶鋼に十分な量の微細酸化物が含有されていれば、撹拌領域DAにおいて、微細酸化物を核として硫化物及び窒化物が形成されたり、溶鋼中に生成した硫化物及び窒化物が微細酸化物と衝突して凝集したりして、Fn1が5.0以上の低S介在物が形成される。低S介在物の生成により、高S介在物の生成が抑制される。また、低S介在物のうち、粗大低S介在物は、液面11に浮上する。液面11にはモールドパウダーにより溶融スラグ層が形成されている。液面11に浮上した粗大低S介在物は溶融スラグ層に吸収される。そのため、溶鋼中には微細低S介在物は残存するものの、粗大低S介在物の量が低減する。 Distance D forms a stirring area DA between the liquid surface 11 and the discharge port 22 in the molten steel 10. In the stirring area DA, the molten steel flowing out from the discharge port 22 of the submerged nozzle 20 into the molten steel 10 rises, stirring the molten steel in the vertical direction. At this time, the molten steel temperature gradually decreases, resulting in the formation of sulfides and nitrides. If the molten steel flowing out from the discharge port 22 contains a sufficient amount of fine oxides, sulfides and nitrides will form in the stirring area DA using the fine oxides as nuclei, or the sulfides and nitrides formed in the molten steel will collide with the fine oxides and agglomerate, forming low-S inclusions with an Fn1 of 5.0 or more. The formation of low-S inclusions suppresses the formation of high-S inclusions. Furthermore, among the low-S inclusions, coarse low-S inclusions float to the liquid surface 11. A molten slag layer is formed on the liquid surface 11 by the mold powder. Coarse low-S inclusions that float to the liquid surface 11 are absorbed into the molten slag layer. As a result, although fine low-S inclusions remain in the molten steel, the amount of coarse low-S inclusions is reduced.

 以上のとおり、撹拌領域DAは、製造後のマルテンサイト系ステンレス鋼材中の、微細低S介在物、粗大低S介在物、及び、高S介在物の個数密度に影響を与える。そして、距離Dは、撹拌領域DAの大きさを決める要素となる。 As described above, the stirring area DA affects the number density of fine low-S inclusions, coarse low-S inclusions, and high-S inclusions in the martensitic stainless steel material after production. Furthermore, the distance D is a factor that determines the size of the stirring area DA.

 距離Dが150mm未満である場合、撹拌領域DAが狭すぎる。この場合、高S介在物の個数密度ND3を十分に低減する程度に低S介在物が生成しない場合がある。そのため、高S介在物の個数密度ND3が過剰になったり、微細低S介在物の個数密度ND1が過度に少なくなったりする。 If the distance D is less than 150 mm, the stirring area DA is too narrow. In this case, low-S inclusions may not be generated to a degree that sufficiently reduces the number density ND3 of high-S inclusions. As a result, the number density ND3 of high-S inclusions may become excessive, or the number density ND1 of fine low-S inclusions may become excessively low.

 一方、距離Dが400mmを超えれば、撹拌領域DAが広すぎる。この場合、低S介在物は十分に生成し、高S介在物の生成を十分に抑制できる。しかしながら、粗大低S介在物が液面11まで浮上しにくくなる。その結果、製造後のマルテンサイト系ステンレス鋼材中に粗大低S介在物の個数密度ND2が過剰になる。
 したがって、距離Dを150~400mmとする。
On the other hand, if the distance D exceeds 400 mm, the stirring area DA becomes too wide. In this case, low-S inclusions are sufficiently generated, and the generation of high-S inclusions can be sufficiently suppressed. However, the coarse low-S inclusions are less likely to rise to the liquid surface 11. As a result, the number density ND2 of the coarse low-S inclusions in the produced martensitic stainless steel material becomes excessive.
Therefore, the distance D is set to 150 to 400 mm.

 なお、モールド30において溶鋼10に対して電磁撹拌を実施してもよい。電磁撹拌は、溶鋼の水平方向の撹拌を行う。したがって、電磁撹拌では図1中において溶鋼を鉛直方向に撹拌する撹拌領域DAが形成されにくい。モールド30内の溶鋼10の液面11から浸漬ノズル20の外表面の吐出口22の中心までの鉛直方向の距離D(mm)を150~400mmとすることにより、適切な範囲の撹拌領域DAを形成することができる。 In addition, electromagnetic stirring may be performed on the molten steel 10 in the mold 30. Electromagnetic stirring stirs the molten steel horizontally. Therefore, electromagnetic stirring does not easily create the stirring area DA in which the molten steel is stirred vertically as shown in Figure 1. By setting the vertical distance D (mm) from the liquid surface 11 of the molten steel 10 in the mold 30 to the center of the outlet 22 on the outer surface of the submerged nozzle 20 to 150 to 400 mm, it is possible to create a stirring area DA of an appropriate range.

 [熱間加工工程]
 熱間加工工程では、素材を熱間加工して中間鋼材を製造する。鋼材が鋼管である場合、中間鋼材は素管に相当する。初めに、素材を加熱炉で加熱する。加熱温度は特に限定されないが、例えば、1100~1300℃である。加熱炉から抽出された素材に対して熱間加工を実施して、中間鋼材である素管(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。例えば、熱間加工としてマンネスマン法を実施し、素管を製造する。この場合、穿孔機により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、例えば、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、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例えば、20~70%である。
[Hot working process]
In the hot working process, the raw material is hot worked to produce an intermediate steel material. When the steel material is a steel pipe, the intermediate steel material corresponds to a mother pipe. First, the raw material is heated in a heating furnace. The heating temperature is not particularly limited, but is, for example, 1100 to 1300°C. The raw material extracted from the heating furnace is hot worked to produce a mother pipe (seamless steel pipe), which is the intermediate steel material. The hot working method is not particularly limited, and a well-known method may be used. For example, the Mannesmann process is performed as the hot working to produce a mother pipe. In this case, a round billet is pierced and rolled using a piercing mill. When piercing and rolling is performed, the piercing ratio is not particularly limited, but is, for example, 1.0 to 4.0. The pierced and rolled round billet is further hot rolled using a mandrel mill, a reducer, a sizing mill, or the like to produce a mother pipe. The cumulative area reduction rate in the hot working process is, for example, 20 to 70%.

 他の熱間加工方法により、ビレットから素管を製造してもよい。例えば、カップリングのように短尺の厚肉鋼材である場合、エルハルト法等の鍛造により素管を製造してもよい。以上の工程により素管が製造される。 A blank pipe can also be manufactured from the billet using other hot working methods. For example, in the case of short, thick-walled steel products such as couplings, the blank pipe can be manufactured using forging methods such as the Erhardt process. A blank pipe is manufactured through the above process.

 鋼材が鋼板である場合、初めに、素材を加熱炉で加熱する。加熱温度は特に限定されないが、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、粗圧延機、及び、タンデム式の仕上げ圧延機を用いて熱間圧延を実施して、中間鋼材である鋼板を製造する。 When the steel material is a steel plate, the raw material is first heated in a heating furnace. There are no particular restrictions on the heating temperature, but it is, for example, 1100 to 1300°C. The raw material extracted from the heating furnace is hot rolled using a roughing mill and a tandem finishing mill to produce a steel plate, which is an intermediate steel material.

 鋼材が丸鋼である場合、初めに、素材を加熱炉で加熱する。加熱温度は特に限定されないが、例えば、1100~1300℃である。加熱炉から抽出された素材に対して熱間加工を実施して、中間鋼材である丸鋼を製造する。熱間加工は例えば、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。 When the steel material is round bar, the material is first heated in a heating furnace. There are no particular restrictions on the heating temperature, but it is, for example, 1100 to 1300°C. The material extracted from the heating furnace is then hot processed to produce round bar, an intermediate steel material. Hot processing can be, for example, blooming using a blooming mill, or hot rolling using a continuous rolling mill. A continuous rolling mill has an alternating arrangement of horizontal stands each having a pair of grooved rolls arranged side by side in the vertical direction, and vertical stands each having a pair of grooved rolls arranged side by side in the horizontal direction.

 熱間加工により製造された中間鋼材は空冷されてもよい。熱間加工により製造された中間鋼材はまた、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。 Intermediate steel produced by hot working may be air-cooled. Intermediate steel produced by hot working may also be quenched directly after hot working without being cooled to room temperature, or may be quenched after being reheated after hot working.

 熱間加工後に直接焼入れ、又は、熱間加工後に補熱した後焼入れを実施した場合、残留応力を除去することを目的として、次工程の熱処理工程(焼入れ及び焼戻し)前に、応力除去焼鈍(SR処理)を実施してもよい。 If quenching is performed directly after hot working, or after reheating and quenching after hot working, stress relief annealing (SR treatment) may be performed before the next heat treatment process (quenching and tempering) in order to remove residual stress.

 [熱処理工程]
 熱処理工程は、焼入れ工程及び焼戻し工程を含む。
[Heat treatment process]
The heat treatment process includes a quenching process and a tempering process.

 [焼入れ工程]
 熱処理工程では、初めに、熱間加工工程で製造された中間鋼材に対して、焼入れを実施する(焼入れ工程)。焼入れは周知の方法で実施する。具体的には、熱間加工工程後の中間鋼材を熱処理炉に装入し、焼入れ温度で保持する。焼入れ温度はAC3変態点以上であり、例えば、900~920℃である。中間鋼材を焼入れ温度で保持した後、急冷(焼入れ)する。焼入れ温度での保持時間は特に限定されないが、例えば、10~60分である。焼入れ方法は例えば、水冷である。焼入れ方法は特に制限されない。中間鋼材が素管である場合、例えば、水槽又は油槽に浸漬して素管を急冷してもよいし、シャワー冷却又はミスト冷却により、素管の外面及び/又は内面に対して冷却水を注いだり、噴射したりして、素管を急冷してもよい。
[Quenching process]
In the heat treatment process, first, the intermediate steel produced in the hot working process is quenched (quenching process). Quenching is performed by a well-known method. Specifically, the intermediate steel after the hot working process is charged into a heat treatment furnace and held at the quenching temperature. The quenching temperature is equal to or higher than the AC3 transformation point, for example, 900 to 920°C. After holding the intermediate steel at the quenching temperature, it is rapidly cooled (quenched). The holding time at the quenching temperature is not particularly limited, but is, for example, 10 to 60 minutes. The quenching method is, for example, water cooling. There are no particular restrictions on the quenching method. When the intermediate steel is a mother pipe, the mother pipe may be quenched, for example, by immersing it in a water bath or an oil bath, or by shower cooling or mist cooling, in which cooling water is poured or sprayed onto the outer and/or inner surface of the mother pipe.

 なお、上述のとおり、熱間加工工程後、中間鋼材を常温まで冷却することなく、熱間加工直後に焼入れ(直接焼入れ)を実施してもよいし、熱間加工後の素管の温度が低下する前に補熱炉に装入して焼入れ温度に保持した後、焼入れを実施してもよい。 As mentioned above, after the hot working process, the intermediate steel may be quenched immediately after hot working (direct quenching) without being cooled to room temperature, or the raw pipe after hot working may be loaded into a reheating furnace before its temperature drops and held at the quenching temperature, after which quenching may be performed.

 [焼戻し工程]
 焼入れ後の中間鋼材に対してさらに、焼戻し工程を実施する。焼戻し工程では、鋼材の降伏強度を調整する。本実施形態では、焼戻し温度を500~650℃とする。焼戻し温度での保持時間は特に限定されないが、例えば、10~60分である。化学組成に応じて焼戻し温度を適宜調整することにより、鋼材の降伏強度を調整することができることは当業者に周知である。好ましくは、鋼材の降伏強度が758MPa以上となるように焼戻し条件を調整する。
[Tempering process]
The intermediate steel material after quenching is further subjected to a tempering process. In the tempering process, the yield strength of the steel material is adjusted. In this embodiment, the tempering temperature is set to 500 to 650°C. The holding time at the tempering temperature is not particularly limited, but is, for example, 10 to 60 minutes. It is well known to those skilled in the art that the yield strength of a steel material can be adjusted by appropriately adjusting the tempering temperature depending on the chemical composition. Preferably, the tempering conditions are adjusted so that the yield strength of the steel material is 758 MPa or more.

 [任意の製造工程]
 本実施形態のマルテンサイト系ステンレス鋼材の製造方法はさらに、酸洗工程を含んでもよい。つまり、酸洗工程は任意の工程である。酸洗工程を実施する場合、焼戻し工程後の中間鋼材に対して、酸洗処理を実施する。酸洗処理は周知の条件で実施すればよい。
[Optional manufacturing process]
The method for manufacturing a martensitic stainless steel material according to this embodiment may further include a pickling step. In other words, the pickling step is an optional step. When the pickling step is performed, the intermediate steel material after the tempering step is subjected to pickling treatment. The pickling treatment may be performed under well-known conditions.

 以上の工程により、本実施形態のマルテンサイト系ステンレス鋼材を製造することができる。なお、上述のマルテンサイト系ステンレス鋼材の製造方法は一例であり、他の方法によって特徴1及び特徴2を満たすマルテンサイト系ステンレス鋼材が製造されてもよい。以下、実施例によって本発明をさらに詳細に説明する。 The martensitic stainless steel material of this embodiment can be manufactured through the above steps. Note that the above-described method for manufacturing martensitic stainless steel material is one example, and martensitic stainless steel material satisfying Features 1 and 2 may be manufactured by other methods. The present invention will be described in further detail below using examples.

 表1A、表1B及び表1Cに示す化学組成を有するマルテンサイト系ステンレス鋼材を製造した。 Martensitic stainless steel materials were manufactured having the chemical compositions shown in Tables 1A, 1B, and 1C.

 具体的には、各試験番号の溶鋼を製造し、連続鋳造によりブルームを製造した。連続鋳造において、タンディッシュで溶鋼温度が1600~1500℃での保持時間t(分)、及び、モールドでの溶鋼の液面から浸漬ノズルの外表面での吐出口の中心までの鉛直方向の距離D(mm)は、表2中の「保持時間t(分)」、「距離D(mm)」欄に示すとおりであった。なお、浸漬ノズルの吐出口の上方への傾斜角θ(図1参照)は15°であった。 Specifically, molten steel for each test number was produced, and blooms were produced by continuous casting. During continuous casting, the holding time t (minutes) at which the molten steel temperature in the tundish was 1600-1500°C, and the vertical distance D (mm) from the liquid surface of the molten steel in the mold to the center of the discharge port on the outer surface of the submerged entry nozzle were as shown in the "Holding time t (minutes)" and "Distance D (mm)" columns in Table 2. The upward tilt angle θ of the discharge port of the submerged entry nozzle (see Figure 1) was 15°.

 ブルームを分塊圧延して、外径310mmのビレットを製造した。分塊圧延でのブルームの加熱温度は1150~1300℃であった。製造したビレットを1250℃に加熱した後、マンネスマン法により熱間圧延し、外径244.48mm、肉厚13.84mmの素管(継目無鋼管)を製造した。 The blooms were bloomed to produce billets with an outer diameter of 310 mm. The bloom heating temperature during blooming was 1150-1300°C. The produced billets were heated to 1250°C and then hot rolled using the Mannesmann process to produce blank pipes (seamless steel pipes) with an outer diameter of 244.48 mm and a wall thickness of 13.84 mm.

 各試験番号の素管に対して、焼入れ及び焼戻しを実施した。各試験番号の素管に対しては、表2中の「焼入れ温度T1(℃)」欄に示す焼入れ温度T1(℃)で20分保持し、その後急冷(水冷)した。焼入れ後の素管に対して、焼戻しを実施した。焼戻し温度は、焼戻し後の鋼材(継目無鋼管)の降伏強度が758MPa以上となるように、各試験番号において、表2中の「焼戻し温度T2(℃)」欄に示す焼戻し温度T2(℃)、及び、表2中の「保持時間t2(分)」欄に示す保持時間t2(分)で焼戻しを実施した。 The mother pipe of each test number was quenched and tempered. The mother pipe of each test number was held for 20 minutes at the quenching temperature T1 (°C) shown in the "Quenching temperature T1 (°C)" column in Table 2, and then rapidly cooled (water-cooled). The mother pipe after quenching was then tempered. Tempering was performed at the tempering temperature T2 (°C) shown in the "Tempering temperature T2 (°C)" column in Table 2 for the holding time t2 (minutes) shown in the "Holding time t2 (minutes)" column in Table 2, so that the yield strength of the tempered steel (seamless steel pipe) would be 758 MPa or more.

 以上の製造工程により、各試験番号のマルテンサイト系ステンレス鋼材(継目無鋼管)を製造した。 Martensitic stainless steel materials (seamless steel pipes) with each test number were manufactured using the above manufacturing process.

 [評価試験]
 製造された各試験番号のマルテンサイト系ステンレス鋼材に対して、次の評価試験を実施した。
 (試験1)マルテンサイト体積率(%)の測定試験
 (試験2)降伏強度測定試験
 (試験3)微細低S介在物の個数密度ND1(個/mm)、粗大低S介在物の個数密度ND2(個/mm)及び高S介在物の個数密度ND3(個/mm)の測定試験
 (試験4)耐SSC性評価試験
 以下、各試験について説明する。
[Evaluation test]
The following evaluation tests were carried out on the martensitic stainless steel materials having each test number thus produced.
(Test 1) Measurement test of martensite volume fraction (%) (Test 2) Yield strength measurement test (Test 3) Measurement test of number density ND1 (pieces/ mm2 ) of fine low-S inclusions, number density ND2 (pieces/ mm2 ) of coarse low-S inclusions, and number density ND3 (pieces/ mm2 ) of high-S inclusions (Test 4) SSC resistance evaluation test Each test will be explained below.

 [(試験1)マルテンサイト体積率(%)の測定試験]
 上述の[マルテンサイトの体積率の測定方法]に記載の方法に基づいて、各試験番号のマルテンサイト系ステンレス鋼材のマルテンサイト体積率(%)を求めた。なお、各試験番号の鋼材(継目無鋼管)の肉厚中央部から試験片を採取した。試験片のサイズは、15mm×15mm×厚さ2mmであり、試験片の厚さ方向は、継目無鋼管の肉厚方向であった。その結果、いずれの試験番号の鋼材においても、マルテンサイトの体積率は80%以上であった。
[(Test 1) Measurement test of martensite volume fraction (%)]
The martensite volume fraction (%) of the martensitic stainless steel material of each test number was determined based on the method described in the above [Method for measuring martensite volume fraction]. Test specimens were taken from the center of the wall thickness of the steel material (seamless steel pipe) of each test number. The size of the test specimen was 15 mm × 15 mm × 2 mm thick, and the thickness direction of the test specimen was the wall thickness direction of the seamless steel pipe. As a result, the volume fraction of martensite was 80% or more for the steel material of each test number.

 [(試験2)降伏強度測定試験]
 上述の[降伏強度の測定方法]に記載の方法に基づいて、各試験番号のマルテンサイト系ステンレス鋼材の降伏強度(MPa)を求めた。なお、各試験番号のマルテンサイト系ステンレス鋼材から、引張試験片として、平行部の直径が6mm、標点距離が30mmの丸棒状の試験片を採取した。得られた降伏強度(MPa)を、表3中の「降伏強度(MPa)」欄に示す。
[(Test 2) Yield Strength Measurement Test]
The yield strength (MPa) of the martensitic stainless steel material of each test number was determined based on the method described in the above-mentioned [Method for measuring yield strength]. A round bar-shaped test piece with a parallel part diameter of 6 mm and a gauge length of 30 mm was taken from the martensitic stainless steel material of each test number as a tensile test piece. The obtained yield strength (MPa) is shown in the "Yield strength (MPa)" column in Table 3.

 [(試験3)微細低S介在物の個数密度ND1(個/mm)、粗大低S介在物の個数密度ND2(個/mm)及び高S介在物の個数密度ND3(個/mm)の測定試験]
 上述の[微細低S介在物の個数密度ND1、粗大低S介在物の個数密度ND2及び高S介在物の個数密度ND3の測定方法]に記載の方法に基づいて、微細低S介在物の個数密度ND1(個/mm)、粗大低S介在物の個数密度ND2(個/mm)及び高S介在物の個数密度ND3(個/mm)を求めた。このとき、観察視野を10mm×10mmの5視野とし、観察視野の面積の合計を500mmとした。測定された個数密度ND1~ND3(個/mm)を表3の「個数密度ND1(個/mm)」、「個数密度ND2(個/mm)」、「個数密度ND3(個/mm)」にそれぞれ示す。
[(Test 3) Measurement test of the number density ND1 (pieces/mm 2 ) of fine low-S inclusions, the number density ND2 (pieces/mm 2 ) of coarse low-S inclusions, and the number density ND3 (pieces/mm 2 ) of high-S inclusions]
The number density ND1 (pieces/mm 2 ) of fine low S inclusions, the number density ND2 (pieces/mm 2 ) of coarse low S inclusions, and the number density ND3 (pieces/mm 2 ) of high S inclusions were determined based on the method described above in [Method for measuring the number density ND1 of fine low S inclusions, the number density ND2 of coarse low S inclusions, and the number density ND3 (pieces/mm 2 ) ]. Five 10 mm × 10 mm visual fields were observed, with a total area of 500 mm 2 . The measured number densities ND1 to ND3 (pieces/mm 2 ) are shown in Table 3 as "Number density ND1 (pieces/mm 2 ),""Number density ND2 (pieces/mm 2 )," and "Number density ND3 (pieces/mm 2 )," respectively.

 [(試験4)耐SSC性評価試験]
 上述の[耐SSC性の評価方法]に記載の方法に基づいて、各試験番号のマルテンサイト系ステンレス鋼材の耐SSC性を評価した。なお、採取した丸棒試験片は、平行部の直径が6.35mmであり、平行部の長さが25.4mmであった。割れが確認されなかった場合、表3中の「耐SSC性試験」欄に「pass」と示す。一方、割れが確認された場合、「耐SSC性試験」欄に「fail」と示す。割れが確認されなかった場合、優れた耐SSC性が得られたと評価した。
[(Test 4) SSC Resistance Evaluation Test]
The SSC resistance of the martensitic stainless steel material of each test number was evaluated based on the method described in the above-mentioned [Method for evaluating SSC resistance]. The collected round bar test specimens had a parallel portion diameter of 6.35 mm and a parallel portion length of 25.4 mm. If no cracks were observed, the "SSC resistance test" column in Table 3 is marked with "pass." On the other hand, if cracks were observed, the "SSC resistance test" column is marked with "fail." If no cracks were observed, it was evaluated that excellent SSC resistance was obtained.

 [評価結果]
 表1A、表1B、表1C、表2及び表3を参照して、試験番号1~19のマルテンサイト系ステンレス鋼材は特徴1及び特徴2を満たした。そのため、優れた耐SSC性が得られた。なお、これらの試験番号のマルテンサイト系ステンレス鋼材の降伏強度はいずれも、758MPa以上であった。
[Evaluation results]
With reference to Tables 1A, 1B, 1C, 2, and 3, the martensitic stainless steel materials of test numbers 1 to 19 satisfied features 1 and 2. Therefore, excellent SSC resistance was obtained. The yield strength of the martensitic stainless steel materials of these test numbers was all 758 MPa or more.

 一方、試験番号20及び21では、素材準備工程の連続鋳造タンディッシュにおいて、溶鋼温度が1600~1500℃での保持時間tが短すぎた。そのため、粗大低S介在物の個数密度ND2が2.0個/mmを超えた。その結果、優れた耐SSC性が得られなかった。 On the other hand, in Test Nos. 20 and 21, the holding time t at a molten steel temperature of 1600 to 1500°C in the continuous casting tundish in the material preparation process was too short. As a result, the number density ND2 of coarse low-S inclusions exceeded 2.0 pieces/ mm2 . As a result, excellent SSC resistance was not obtained.

 試験番号22及び23では、素材準備工程の連続鋳造のタンディッシュにおいて、溶鋼温度が1600~1500℃での保持時間tが長すぎた。そのため、微細低S介在物の個数密度ND1が3.0個/mm未満となり、さらに、高S介在物の個数密度ND3が2.0個/mmを超えた。その結果、優れた耐SSC性が得られなかった。 In Test Nos. 22 and 23, the holding time t at a molten steel temperature of 1600 to 1500°C in the continuous casting tundish in the material preparation step was too long. As a result, the number density ND1 of fine low-S inclusions was less than 3.0 pieces/ mm2 , and the number density ND3 of high-S inclusions exceeded 2.0 pieces/ mm2 . As a result, excellent SSC resistance was not obtained.

 試験番号24及び25では、素材準備工程の連続鋳造において、モールド内の溶鋼の液面から浸漬ノズルの外表面の吐出口の中心までの鉛直方向の距離Dが短すぎた。そのため、微細低S介在物の個数密度ND1が3.0個/mm未満となり、さらに、高S介在物の個数密度ND3が2.0個/mmを超えた。その結果、優れた耐SSC性が得られなかった。 In Test Nos. 24 and 25, the vertical distance D from the liquid surface of the molten steel in the mold to the center of the discharge port on the outer surface of the submerged entry nozzle during continuous casting in the material preparation step was too short. As a result, the number density ND1 of fine low-S inclusions was less than 3.0 pieces/ mm2 , and the number density ND3 of high-S inclusions exceeded 2.0 pieces/ mm2 . As a result, excellent SSC resistance was not obtained.

 試験番号26及び27では、素材準備工程の連続鋳造において、距離Dが短すぎた。そのため、高S介在物の個数密度ND3が2.0個/mmを超えた。その結果、優れた耐SSC性が得られなかった。 In test numbers 26 and 27, the distance D was too short in the continuous casting of the material preparation step. As a result, the number density ND3 of high-S inclusions exceeded 2.0 pieces/ mm2 . As a result, excellent SSC resistance was not obtained.

 試験番号28及び29では、素材準備工程の連続鋳造において、距離Dが長すぎた。そのため、粗大低S介在物の個数密度ND2が2.0個/mmを超えた。その結果、優れた耐SSC性が得られなかった。 In test numbers 28 and 29, the distance D was too long in the continuous casting in the material preparation step. As a result, the number density ND2 of coarse low-S inclusions exceeded 2.0 pieces/ mm2 . As a result, excellent SSC resistance was not obtained.

 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。  The above describes embodiments of the present disclosure. However, the above-described embodiments are merely examples for implementing the present disclosure. Therefore, the present disclosure is not limited to the above-described embodiments, and can be implemented by modifying the above-described embodiments as appropriate within the scope of the spirit of the present disclosure.

Claims (3)

 マルテンサイト系ステンレス鋼材であって、
 化学組成が、質量%で、
 C:0.030%以下、
 Si:0.10~1.00%、
 Mn:0.10~2.00%、
 P:0.040%以下、
 S:0.0050%以下、
 Cr:10.0~14.0%、
 Ni:5.00~7.50%、
 Mo:1.50~3.50%、
 Cu:0.01~2.50%、
 Ti:0.02~0.40%、
 V:0.01~0.50%、
 Co:0.01~0.50%、
 Al:0.010~0.100%、
 Ca:0.0001~0.0040%、
 N:0.001~0.020%、
 O:0.010%以下、
 W:0~1.50%、
 Sn:0~0.010%、
 Nb:0~0.50%、
 B:0~0.0100%、
 Mg:0~0.0100%、
 希土類元素:0~0.100%、及び、
 残部がFe及び不純物からなり、
 前記マルテンサイト系ステンレス鋼材中において、
 Sを含有し、式(1)で定義されるFn1が5.0以上であり、円相当径が2.0~10.0μmの介在物である微細低S介在物の個数密度ND1が3.0個/mm以上であり、
 Sを含有し、前記Fn1が5.0以上であり、円相当径が10.0μm超の介在物である粗大低S介在物の個数密度ND2が2.0個/mm以下であり、
 Sを含有し、前記Fn1が5.0未満であり、円相当径が2.0μm以上の介在物である高S介在物の個数密度ND3が2.0個/mm以下である、
 マルテンサイト系ステンレス鋼材。
 Fn1=(Mg+Al+Ca+Ti+V+Mn)/S (1)
 ここで、式(1)中の元素記号には、対応する介在物中の元素の含有量が質量%で代入される。元素が含有されていない場合、対応する元素記号には「0」が代入される。
A martensitic stainless steel material,
The chemical composition, in mass%, is
C: 0.030% or less,
Si: 0.10-1.00%,
Mn: 0.10-2.00%,
P: 0.040% or less,
S: 0.0050% or less,
Cr: 10.0-14.0%,
Ni: 5.00 to 7.50%,
Mo: 1.50-3.50%,
Cu: 0.01 to 2.50%,
Ti: 0.02-0.40%,
V: 0.01-0.50%,
Co: 0.01 to 0.50%,
Al: 0.010-0.100%,
Ca: 0.0001-0.0040%,
N: 0.001-0.020%,
O: 0.010% or less,
W: 0-1.50%,
Sn: 0 to 0.010%,
Nb: 0 to 0.50%,
B: 0 to 0.0100%,
Mg: 0 to 0.0100%,
Rare earth elements: 0 to 0.100%, and
the balance being Fe and impurities;
In the martensitic stainless steel material,
The steel contains S, has an Fn1 defined by formula (1) of 5.0 or more, and has a number density ND1 of 3.0 pieces/ mm2 or more of fine low-S inclusions having an equivalent circle diameter of 2.0 to 10.0 μm,
The steel contains S, the Fn1 is 5.0 or more, and the number density ND2 of coarse low-S inclusions, which are inclusions having an equivalent circle diameter of more than 10.0 μm, is 2.0 pieces/ mm2 or less,
The steel contains S, the Fn1 is less than 5.0, and the number density ND3 of high S inclusions, which are inclusions having an equivalent circle diameter of 2.0 μm or more, is 2.0 pieces/ mm2 or less.
Martensitic stainless steel material.
Fn1=(Mg+Al+Ca+Ti+V+Mn)/S (1)
Here, the element symbols in formula (1) are substituted with the content of the corresponding element in the inclusion in mass %. When an element is not contained, "0" is substituted for the corresponding element symbol.
 請求項1に記載のマルテンサイト系ステンレス鋼材であって、
 前記化学組成は、
 W:0.01~1.50%、
 Sn:0.001~0.010%、
 Nb:0.01~0.50%、
 B:0.0001~0.0100%、
 Mg:0.0001~0.0100%、及び、
 希土類元素:0.001~0.100%、からなる群から選択される1種以上を含有する、
 マルテンサイト系ステンレス鋼材。
The martensitic stainless steel material according to claim 1,
The chemical composition is
W: 0.01-1.50%,
Sn: 0.001 to 0.010%,
Nb: 0.01 to 0.50%,
B: 0.0001 to 0.0100%,
Mg: 0.0001 to 0.0100%, and
Rare earth elements: 0.001 to 0.100%, containing one or more selected from the group consisting of
Martensitic stainless steel material.
 請求項1又は請求項2に記載のマルテンサイト系ステンレス鋼材であって、
 前記マルテンサイト系ステンレス鋼材は、鋼管である、
 マルテンサイト系ステンレス鋼材。 
The martensitic stainless steel material according to claim 1 or 2,
The martensitic stainless steel material is a steel pipe.
Martensitic stainless steel material.
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