(57)【要約】  大入熱溶接時におけるσ相の析出を抑えることができ、高温塩化物環境下における耐ＳＣＣ性に優れ、かつ、高強度を有する二相ステンレス鋼を提供する。本発明による二相ステンレス鋼は、質量％で、Ｃ：０．０３０％以下、Ｓｉ：０．２０〜１．００％、Ｍｎ：８．００％以下、Ｐ：０．０４０％以下、Ｓ：０．０１００％以下、Ｃｕ：２．００％を超え４．００％以下、Ｎｉ：４．００〜８．００％、Ｃｒ：２０．０〜２８．０％、Ｍｏ：０．５０〜２．００％、Ｎ：０．１００〜０．３５０％及びｓｏｌ．Ａｌ：０．０４０％以下を含有し、残部はＦｅ及び不純物からなり、式（１）及び式（２）を満たす化学組成と、フェライト率が５０％以上である組織と、５５０ＭＰａ以上の降伏強度とを有する。  ２．２Ｃｒ＋７Ｍｏ＋３Ｃｕ＞６６  （１）  Ｃｒ＋１１Ｍｏ＋１０Ｎｉ＜１２（Ｃｕ＋３０Ｎ）  （２）
2012111537.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で、Ｃ：０．０３０％以下、Ｓｉ：０．２０〜１．００％、Ｍｎ：８．００％以下、Ｐ：０．０４０％以下、Ｓ：０．０１００％以下、Ｃｕ：２．００％を超え４．００％以下、Ｎｉ：４．００〜８．００％、Ｃｒ：２０．０〜２８．０％、Ｍｏ：０．５０〜２．００％、Ｎ：０．１００〜０．３５０％及びｓｏｌ．Ａｌ：０．０４０％以下を含有し、残部はＦｅ及び不純物からなり、式（１）及び式（２）を満たす化学組成と、
フェライト率が５０％以上である組織と、
５５０ＭＰａ以上の降伏強度とを有する、二相ステンレス鋼。
２．２Ｃｒ＋７Ｍｏ＋３Ｃｕ＞６６  （１）
Ｃｒ＋１１Ｍｏ＋１０Ｎｉ＜１２（Ｃｕ＋３０Ｎ）  （２）
ここで、式（１）及び式（２）中の元素記号には、鋼中の各元素の含有量（質量％）が代入される。
【請求項２】
請求項１に記載の二相ステンレス鋼であってさらに、
式（３）を満たす、二相ステンレス鋼。
０．６Ｘ−Ｙ−５．２＋（Ｔ−１０７０）×０．００７≧０  （３）
ここで、式（３）中のＴには、溶体化処理温度（℃）が代入される。Ｘは、式（４）で定義される。Ｙは、式（５）で定義される。
Ｘ＝Ｃｒ＋１．５Ｓｉ＋Ｍｏ  （４）
Ｙ＝Ｎｉ＋０．５Ｍｎ＋３０Ｃ＋３０Ｎ  （５）
式（４）及び式（５）中の元素記号は、鋼中の対応する元素の含有量（質量％）が代入される。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の二相ステンレス鋼であって、
前記化学組成は、前記Ｆｅの一部に代えて、Ｖ：１．５０％以下を含有する、二相ステンレス鋼。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の二相ステンレス鋼であって、
前記化学組成は、前記Ｆｅの一部に代えて、Ｃａ：０．０２００％以下、Ｍｇ：０．０２０％以下及びＢ：０．０２００％以下からなる群から選択される１種又は２種以上を含有する、二相ステンレス鋼。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載に二相ステンレス鋼であって、
前記化学組成は、前記Ｆｅの一部に代えて、希土類元素：０．２０００％以下を含有する、二相ステンレス鋼。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二相ステンレス鋼に関し、さらに詳しくは、ラインパイプ用の鋼材として好適な二相ステンレス鋼に関する。
【背景技術】
【０００２】
油田、ガス田から産出される石油及び天然ガスは、随伴ガスを含有する。随伴ガスは、炭酸ガス（ＣＯ２）及び硫化水素（Ｈ２Ｓ）等の腐食性ガスを含有する。ラインパイプは、石油や天然ガスを輸送するとともに、上述の付随ガスを搬送する。そのため、ラインパイプでは、応力腐食割れ（Ｓｔｒｅｓｓ  Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ  Ｃｒａｃｋｉｎｇ：ＳＣＣ）、硫化物応力腐食割れ（Ｓｕｌｆｉｄｅ  Ｓｔｒｅｓｓ  Ｃｒａｃｋｉｎｇ：ＳＳＣ）、及び、肉厚減少の原因となる全面腐食割れが問題になる。【０００３】
ＳＣＣ及びＳＳＣは、割れの進展速度が速い。そのため、ＳＣＣ及びＳＳＣにおいては、発生からラインパイプを貫通するまでの時間が短い。さらに、ＳＣＣ及びＳＳＣは局所的に発生する。そのため、ラインパイプ用鋼材には、優れた耐食性（耐ＳＣＣ性、耐ＳＳＣ性、耐全面腐食性）が要求され、特に、耐ＳＣＣ性及び耐ＳＳＣ性が要求される。【０００４】
国際公開第９６／１８７５１号、特開２００３−１７１７４３号公報は、耐食性に優れた二相ステンレス鋼を提案する。国際公開第９６／１８７５１号の二相ステンレス鋼は、Ｃｕを１〜３％含有する。これにより、塩化物及び硫化物環境下における二相ステンレス鋼の耐食性が高まると記載されている。【０００５】
特開２００３−１７１７４３号公報の二相ステンレス鋼の製造方法は、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｎ及びＷの含有量を適正に調整し、二相ステンレス鋼中のフェライト相の面積率を４０〜７０％に制御する。これにより、二相ステンレス鋼の強度、靭性、耐海水性が高まると記載されている。
【発明の開示】
【０００６】
しかしながら、国際公開第９６／１８７５１号に開示された二相ステンレス鋼においては、大入熱溶接時に溶接部近傍部分の耐食性が低下しやすく、かつ、溶接部近傍部分が脆化しやすい。特開２００３−１７１７４３号公報に開示された二相ステンレス鋼においても同様に、大入熱溶接時に、溶接部近傍部分の耐食性が低下しやすく、溶接部近傍部分が脆化しやすい。溶接部近傍部分の耐食性の低下、及び脆化の原因は、大入熱溶接時に、溶接部近傍部分に金属間化合物であるシグマ相（σ相）が析出するためである。
【０００７】
特開２００３−１７１７４３号公報に開示された二相ステンレス鋼においてはさらに、上述の付随ガスを含有し、１２０〜２００℃の温度域を有する高温塩化物環境下において、耐ＳＣＣ性が低い。
【０００８】
さらに、最近では、ラインパイプ用鋼材は、高い強度が求められる。具体的には、降伏強度が８０ｋｓｉ（５５０ＭＰａ以上）の鋼材が要求される。
【０００９】
本発明の目的は、大入熱溶接時におけるσ相の析出を抑えることができ、高温塩化物環境下における耐ＳＣＣ性に優れ、かつ、高強度を有する二相ステンレス鋼を提供することである。
【００１０】
本発明による二相ステンレス鋼は、質量％で、Ｃ：０．０３０％以下、Ｓｉ：０．２０〜１．００％、Ｍｎ：８．００％以下、Ｐ：０．０４０％以下、Ｓ：０．０１００％以下、Ｃｕ：２．００％を超え４．００％以下、Ｎｉ：４．００〜８．００％、Ｃｒ：２０．０〜２８．０％、Ｍｏ：０．５０〜２．００％、Ｎ：０．１００〜０．３５０％及びｓｏｌ．Ａｌ：０．０４０％以下を含有し、残部はＦｅ及び不純物からなり、式（１）及び式（２）を満たす化学組成と、フェライト率が５０％以上である組織と、５５０ＭＰａ以上の降伏強度とを有する。
２．２Ｃｒ＋７Ｍｏ＋３Ｃｕ＞６６  （１）
Ｃｒ＋１１Ｍｏ＋１０Ｎｉ＜１２（Ｃｕ＋３０Ｎ）  （２）
ここで、式（１）及び式（２）中の元素記号には、鋼中の各元素の含有量（質量％）が代入される。
【００１１】
本発明による二相ステンレス鋼は、大入熱溶接時におけるσ相の析出を抑えることができ、高温塩化物環境下における耐ＳＣＣ性に優れる。さらに、本発明による二相ステンレス鋼は、高強度を有する。
【００１２】
好ましくは、上述の二相ステンレス鋼はさらに、式（３）を満たす。
０．６Ｘ−Ｙ−５．２＋（Ｔ−１０７０）×０．００７≧０  （３）
ここで、式（３）中のＴは、溶体化処理温度（℃）である。Ｘは、式（４）で定義される。Ｙは、式（５）で定義される。
Ｘ＝Ｃｒ＋１．５Ｓｉ＋Ｍｏ  （４）
Ｙ＝Ｎｉ＋０．５Ｍｎ＋３０Ｃ＋３０Ｎ  （５）
式（４）及び式（５）中の元素記号は、鋼中の対応する元素の含有量（質量％）が代入される。
【００１３】
上述の二相ステンレス鋼の化学組成は、Ｆｅの一部に代えて、以下の第１群〜第３群のうちの少なくとも１群から選択される１種又は２種以上の元素を含有してもよい。
第１群：Ｖ：１．５０％以下
第２群：Ｃａ：０．０２００％以下、Ｍｇ：０．０２０％以下及びＢ：０．０２００％以下
第３群：希土類元素（ＲＥＭ）：０．２０００％以下
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、鋼中のＣｒ、Ｍｏ、Ｃｕ含有量と、鋼の耐ＳＣＣ性との関係を示す図である。
【図２】図２は、二相ステンレス鋼におけるフェライト率と、降伏強度との関係を示す図である。
【図３】図３は、鋼中のフェライト形成元素の含有量と、オーステナイト形成元素の含有量と、溶体化処理温度と、フェライト率との関係を示す図である。
【図４Ａ】図４Ａは、実施例において作製された板材の平面図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、図４Ａに示す板材の正面図である。
【図５Ａ】図５Ａは、実施例において作製された溶接継手の平面図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、図５Ａに示す溶接継手の正面図である。
【図６】図６は、図５Ａ及び図５Ｂに示された溶接継手から採取された４点曲げ試験片の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。以下、元素の含有量の「％」は、質量％を意味する。
【００１６】
本発明者らは、種々の実験と詳細な検討を行い、以下の知見を得た。
【００１７】
（ａ）大入熱溶接時におけるσ相の析出を抑制するには、Ｃｒ含有量及びＭｏ含有量を抑制する必要がある。しかしながら、モリブデン（Ｍｏ）は、クロム（Ｃｒ）を主成分とする不動態皮膜を強化し、二相ステンレス鋼の耐ＳＣＣ性を高める。したがって、炭酸ガス及び硫化水素を含有し、雰囲気温度が１２０℃〜２００℃の高温塩化物環境下において、Ｃｒ含有量及びＭｏ含有量が少なければ、二相ステンレス鋼において、優れた耐ＳＣＣ性が得られない場合がある。
【００１８】
（ｂ）Ｃｕは高温塩化物環境下において、鋼材の腐食速度を低減する。したがって、Ｃｒ含有量及びＭｏ含有量を低く抑えて、Ｃｕを含有すれば、不動態皮膜を強化できる。
【００１９】
図１は、Ｃｒ含有量、Ｍｏ含有量及びＣｕ含有量に対する、二相ステンレス鋼の耐ＳＣＣ性を示す図である。図１は後述する実施例の調査方法により得られた。図１の縦軸は、「７Ｍｏ＋３Ｃｕ」値である。「７Ｍｏ＋３Ｃｕ」値は、二相ステンレス鋼中のＭｏ含有量及びＣｕ含有量に基づいて求められる。具体的には、「７Ｍｏ＋３Ｃｕ」中の「Ｍｏ」、「Ｃｕ」には、対応する二相ステンレス鋼のＭｏ含有量（質量％）、Ｃｕ含有量（質量％）が代入される。図１の横軸は、二相ステンレス鋼のＣｒ含有量（質量％）である。図１中の複数の点のうち「○」点は、実施例中に記載されたＳＣＣ試験において、二相ステンレス鋼にＳＣＣが発生しなかったことを示す。「●」点は、ＳＣＣが発生したことを示す。各点の右上に付された番号は、後述する実施例の表１中の試験番号に対応する。つまり、各点は、表１中の対応する試験番号のＳＣＣ試験の結果である。
【００２０】
図１を参照して、７Ｍｏ＋３Ｃｕ＝−２．２Ｃｒ＋６６で定義される直線Ｐ０よりも上方の点の二相ステンレス鋼ではＳＣＣが発生しなかった。一方、直線Ｐ０よりも下方の点の二相ステンレス鋼では、ＳＣＣが発生した。
【００２１】
以上の結果より、二相ステンレス鋼が式（１）を満たせば、不動態皮膜が強化され、耐ＳＣＣ性が向上する。
２．２Ｃｒ＋７Ｍｏ＋３Ｃｕ＞６６  （１）
ここで、式（１）中の元素記号には、鋼中の各元素の含有量（質量％）が代入される。
【００２２】
（ｃ）Ｃｕ含有量が２．００％以下である場合、十分な耐食性（耐ＳＣＣ性、耐ＳＳＣ性及び耐全面腐食性）が得られない。したがって、Ｃｕ含有量は２．００％を超える必要がある。
【００２３】
（ｄ）二相ステンレス鋼を溶接するとき、溶接部近傍部分は短時間で加熱され、短時間で冷却される。このような短時間の加熱及び冷却により、σ相が析出しやすくなる。σ相の析出を抑制するためには、σ相の核生成及び核成長を抑制するのが好ましい。
【００２４】
（ｅ）Ｎｉ含有量が増加すれば、σ相の核生成の駆動力が増加する。したがって、σ相の生成を抑制するためには、Ｎｉを含有しなければよい。しかしながら、Ｎｉを含有しなければ、二相ステンレス鋼の靭性、及び、耐ＳＣＣ性を含む耐食性が低下する。したがって、二相ステンレス鋼の靭性及び耐食性の低下を抑制しつつ、σ相の析出を抑制するためには、Ｃｕ含有量及びＮ含有量に応じて、Ｎｉ含有量を調整するのが好ましい。具体的には、二相ステンレス鋼が式（２）を満たせば、二相ステンレス鋼の靭性及び耐食性の低下を抑制しつつ、σ相の析出が抑制される。
Ｃｒ＋１１Ｍｏ＋１０Ｎｉ＜１２（Ｃｕ＋３０Ｎ）  （２）
ここで、式（２）中の元素記号には、鋼中の各元素の含有量（質量％）が代入される。
【００２５】
式（２）の左辺＝Ｃｒ＋１１Ｍｏ＋１０Ｎｉは、σ相の析出駆動力の大きさを示す。二相ステンレス鋼において、Ｃｒ、Ｍｏ及びＮｉは、σ相析出の核生成の駆動力を高める。σ相の析出駆動力へのＭｏ含有量の寄与度は、Ｃｒ含有量に対して１１倍である。σ相の析出駆動力へのＮｉ含有量の寄与度は、Ｃｒ含有量に対して１０倍である。
【００２６】
一方、式（２）の右辺＝１２（Ｃｕ＋３０Ｎ）は、σ相の析出抑止力の大きさを示す。σ相の析出抑止力へのＣｕ含有量の寄与度は、σ相の析出駆動力へのＣｒ含有量の寄与度に対して１２倍に相当する。σ相の析出抑止力へのＮ含有量の寄与度は、Ｃｕ含有量の寄与度に対して３０倍に相当する。
【００２７】
Ｃｕ及びＮがσ相析出の抑制する理由は、以下のとおり推定される。フェライトとオーステナイトとの境界面（以下、フェライト／オーステナイト境界面という）は、σ相の核生成サイトである。結晶格子に配置されたＮｉ原子の近傍に、Ｃｕ原子又はＮ原子が配置されたとき、フェライト／オーステナイト境界面での界面エネルギの低下が抑制される。界面エネルギの低下が抑制されれば、σ相析出時の自由エネルギの減少量が小さくなる。そのため、σ相の核生成の駆動力が小さくなる。
【００２８】
さらに、ＣｕはＣｕ濃化相としてマトリックス中に極微細に析出する。析出されたＣｕはマトリックス中に分散される。析出されたＣｕは、σ相の核生成サイトとなり得る。マトリックス中に分散析出された多数のＣｕは、σ相の本来の核生成サイトであるフェライト／オーステナイト境界面と競合する。フェライト／オーステナイト境界面でのσ相の核成長は、分散析出されたＣｕでのσ相の核成長よりも早い。したがって、分散析出されたＣｕにより、フェライト／オーステナイト境界面でのσ相の核成長が遅れ、σ相の析出が抑制される。
【００２９】
（ｆ）Ｎｉ含有量が式（２）を満たせば、結晶格子に配置されたＮｉ原子の近傍にＣｕ原子及びＮ原子が配置されやすい。そのため、σ相の生成が抑制される。
【００３０】
（ｇ）二相ステンレス鋼中のフェライト率が５０％以上であれば、二相ステンレスの降伏強度が５５０ＭＰａ（８０ｋｓｉ）以上になる。ここで、フェライト率は、鋼中のフェライト相の面積率を意味する。降伏強度（ＭＰａ）は、ＡＳＴＭ  Ａ３７０に基づく０．２％オフセット耐力を意味する。
【００３１】
図２は、上述の本発明の化学組成の範囲内の二相ステンレス鋼のフェライト率（％）と、降伏強度（ＭＰａ）との関係を示す図である。図２を参照して、二相ステンレス鋼内の降伏強度は、フェライト率の上昇にともなって上昇する。そして、フェライト率が５０％以上になると、降伏強度は５５０ＭＰａ以上になる。図２中の「○」点は、本発明の範囲内であり、「●」点は本発明の範囲外である。
【００３２】
（ｈ）二相ステンレス鋼のフェライト率は、鋼中のフェライト形成元素と、オーステナイト形成元素と、溶体化処理温度（℃）とに関係する。具体的には、式（３）を満たせば、二相ステンレス鋼のフェライト率が５０％以上になる。
０．６Ｘ−Ｙ−５．２＋（Ｔ−１０７０）×０．００７≧０  （３）
ここで、式（３）中のＸは、式（４）で定義される。式中のＹは、式（５）で定義される。
Ｘ＝Ｃｒ＋１．５Ｓｉ＋Ｍｏ  （４）
Ｙ＝Ｎｉ＋０．５Ｍｎ＋３０Ｃ＋３０Ｎ  （５）
式（４）及び式（５）中の元素記号は、鋼中の対応する元素の含有量（質量％）が代入される。
【００３３】
ＸはＣｒ当量を意味し、フェライト形成元素で構成される。Ｘは、鋼中のフェライト生成への寄与度を示す。Ｙは、Ｎｉ当量を意味し、オーステナイト形成元素で構成される。Ｙは、鋼中のオーステナイト相生成への寄与度を示す。
【００３４】
Ｆ３＝０．６Ｘ−Ｙ−５．２＋（Ｔ−１０７０）×０．００７と定義する。図３は、Ｆ３とフェライト率との関係を示す図である。図３は以下の方法により得られた。本発明の化学組成の範囲内である複数の二相ステンレス鋼を、種々の溶体化処理温度で製造した。製造された二相ステンレス鋼の化学組成に基づいて、図３のグラフを得た。
【００３５】
図３を参照して、「○」点が本発明の範囲内であり、「●」点が本発明の範囲外である。Ｆ３値が０以上であれば、フェライト率が５０％以上となる。したがって、上述の化学組成を有する二相ステンレス鋼が式（３）を満たせば、フェライト率が５０％以上になる。その結果、図２に示すとおり、二相ステンレス鋼の降伏強度が５５０ＭＰａ以上になる。
【００３６】
以上の知見に基づいて、本発明による二相ステンレス鋼は完成された。以下、本発明による二相ステンレス鋼について説明する。
【００３７】
［化学組成］
本発明による二相ステンレス鋼は、以下の化学組成を有する。
【００３８】
Ｃ：０．０３０％以下
炭素（Ｃ）は、オーステナイトを安定化する。つまり、Ｃはオーステナイト形成元素である。一方、Ｃが過剰に含有されれば、炭化物が析出しやすくなり、耐食性が低下する。したがって、Ｃ含有量は、０．０３０％以下である。Ｃ含有量の好ましい上限は、０．０２５％であり、さらに好ましくは０．０２０％である。
【００３９】
Ｓｉ：０．２０〜１．００％
珪素（Ｓｉ）は、溶接時の溶融金属の流動性の低下を抑制し、溶接欠陥の生成を抑制する。また、Ｓｉはフェライト形成元素である。一方、Ｓｉが過剰に含有されれば、σ相に代表される金属間化合物が生成されやすくなる。したがって、Ｓｉ含有量は、０．２０〜１．００％である。Ｓｉ含有量の好ましい上限は、０．８０％であり、さらに好ましくは、０．６５％である。Ｓｉ含有量の好ましい下限は、０．３０％であり、さらに好ましくは、０．３５％である。
【００４０】
Ｍｎ：８．００％以下
マンガン（Ｍｎ）は、鋼を脱硫及び脱酸し、鋼の熱間加工性を高める。Ｍｎはさらに、窒素（Ｎ）の溶解度を高める。Ｍｎはさらに、オーステナイト形成元素である。一方、Ｍｎが過剰に含有されれば、耐食性が低下する。したがって、Ｍｎ含有量は、８．００％以下である。Ｍｎ含有量の好ましい上限は、７．５０％であり、さらに好ましくは、５．００％である。Ｍｎ含有量の好ましい下限は、０．０３％であり、さらに好ましくは、０．０５％である。
【００４１】
Ｐ：０．０４０％以下
燐（Ｐ）は不純物である。Ｐは、鋼の耐食性及び靭性を低下する。したがって、Ｐ含有量は少ない方が好ましい。Ｐ含有量は、０．０４０％以下である。好ましいＰ含有量は、０．０３０％以下であり、さらに好ましくは０．０２０％以下である。
【００４２】
Ｓ：０．０１００％以下
硫黄（Ｓ）は不純物である。Ｓは、鋼の熱間加工性を低下する。Ｓはさらに、硫化物を形成する。硫化物は、孔食の発生起点となるため、鋼の耐孔食性を低下する。したがって、Ｓ含有量は少ない方が好ましい。Ｓ含有量は、０．０１００％以下である。好ましいＳ含有量は、０．００５０％以下であり、さらに好ましくは０．００１０％以下である。
【００４３】
Ｃｕ：２．００％を超え４．００％以下
銅（Ｃｕ）は、高温塩化物環境下において、不動態皮膜を強化し、耐ＳＣＣ性を含む耐食性を高める。Ｃｕはさらに、大入熱溶接時に、母材中に極微細に析出し、フェライト／オーステナイト相境界でのσ相の析出を抑制する。Ｃｕ含有量が２．００％より高ければ、優れた耐食性が得られ、かつ、σ相の析出が抑制される。一方、Ｃｕが過剰に含有されれば、鋼の熱間加工性が低下する。したがって、Ｃｕ含有量は、２．００％を超え４．００％以下である。Ｃｕ含有量の好ましい下限は、２．２０％であり、さらに好ましくは、２．４０％である。
【００４４】
Ｎｉ：４．００〜８．００％
ニッケル（Ｎｉ）はオーステナイトを安定化する。つまり、ニッケルは、オーステナイト形成元素である。Ｎｉはさらに、鋼の靭性を高め、鋼の耐ＳＣＣ性を含む耐食性を高める。一方、Ｎｉが過剰に含有されれば、σ相に代表される金属間化合物が生成されやすくなる。したがって、Ｎｉ含有量は、４．００〜８．００％である。Ｎｉ含有量の好ましい下限は、４．２０％であり、さらに好ましくは、４．５０％である。Ｎｉ含有量の好ましい上限は、７．００％であり、さらに好ましくは６．００％である。
【００４５】
Ｃｒ：２０．０〜２８．０％
クロム（Ｃｒ）は、鋼の耐食性を高め、特に、高温塩化物環境下において、鋼の耐ＳＣＣ性を高める。Ｃｒはさらに、フェライト形成元素である。一方、Ｃｒが過剰に含有されれば、σ相に代表される金属間化合物が生成される。そのため、鋼の溶接性が低下し、熱間加工性が低下する。したがって、Ｃｒ含有量は、２０．０〜２８．０％である。Ｃｒ含有量の好ましい下限は、２２．０％であり、さらに好ましくは、２４．０％である。Ｃｒ含有量の好ましい上限は、２７．５％であり、さらに好ましくは２７．０％である。
【００４６】
Ｍｏ：０．５０〜２．００％
モリブデン（Ｍｏ）は、鋼の耐ＳＣＣ性を高める。Ｍｏはさらに、フェライト形成元素である。一方、Ｍｏが過剰に含有されれば、σ相に代表される金属間化合物が生成される。そのため、鋼の溶接性が低下し、熱間加工性が低下する。したがって、Ｍｏ含有量は、０．５０〜２．００％である。Ｍｏ含有量の好ましい下限は、０．８０％であり、さらに好ましくは、１．００％である。
【００４７】
Ｎ：０．１００〜０．３５０％
窒素（Ｎ）は、強力なオーステナイト形成元素であり、鋼の熱的安定性及び耐食性を高める。本発明による二相ステンレス鋼は、フェライト形成元素であるＣｒとＭｏとを含有する。二相ステンレス鋼内のフェライト量とオーステナイト量のバランスを考慮すれば、Ｎ含有量は０．１００％以上である。一方、Ｎが過剰に含有されれば、溶接欠陥であるブローホールが発生する。Ｎが過剰に含有されればさらに、溶接時に窒化物が生成されやすくなり、鋼の靭性及び耐食性が低下する。したがって、Ｎ含有量は、０．１００〜０．３５０％である。Ｎ含有量の好ましい下限はさらに、０．１２０％であり、さらに好ましくは、０．１５０％である。Ｎ含有量の好ましい上限はさらに、０．３３０％であり、さらに好ましくは０．３００％である。
【００４８】
ｓｏｌ．Ａｌ：０．０４０％以下
アルミニウム（Ａｌ）は、鋼を脱酸する。一方、Ａｌが過剰に含有されれば、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を形成し、鋼の靭性及び耐食性を低下する。したがって、Ａｌ含有量は、０．０４０％以下である。本明細書でいうＡｌ含有量は、酸可溶Ａｌ（ｓｏｌ．Ａｌ）の含有量を意味する。
【００４９】
Ａｌ含有量の好ましい下限は、０．００３％であり、さらに好ましくは、０．００５％である。Ａｌ含有量の好ましい上限は、０．０３５％であり、さらに好ましくは、０．０３０％である。
【００５０】
本発明による二相ステンレス鋼の残部は、Ｆｅ及び不純物からなる。ここでいう不純物は、鋼の原料として利用される鉱石やスクラップ、又は、製造工程の種々の要因により混入される元素を意味する。本発明において、タングステン（Ｗ）は不純物である。具体的には、Ｗ含有量は０．１％以下である。
【００５１】
［式（１）及び式（２）について］
本発明による二相ステンレス鋼の化学組成はさらに、式（１）及び式（２）を満たす。
２．２Ｃｒ＋７Ｍｏ＋３Ｃｕ＞６６  （１）
Ｃｒ＋１１Ｍｏ＋１０Ｎｉ＜１２（Ｃｕ＋３０Ｎ）  （２）
ここで、式（１）及び式（２）中の元素記号には、鋼中の各元素の含有量（質量％）が代入される。
【００５２】
［式（１）について］
本発明による二相ステンレス鋼では、σ相の析出を抑制するためにＣｒ含有量及びＭｏ含有量が制限される。したがって、不動態皮膜を強化するためには、適正量のＣｕを含有するのが好ましい。
【００５３】
Ｆ１＝２．２Ｃｒ＋７Ｍｏ＋３Ｃｕと定義する。Ｆ１が６６以下である場合、高温塩化物環境下において、耐ＳＣＣ性が低い。Ｆ１が６６を超えると、高温塩化物環境下においても、十分に優れた耐ＳＣＣ性が得られる。
【００５４】
［式（２）について］
上述のとおり、式（２）中の「Ｃｒ＋１１Ｍｏ＋１０Ｎｉ」は、σ相の析出駆動力の大きさを示す。「１２（Ｃｕ＋３０Ｎ）」は、σ相の析出抑止力の大きさを示す。
【００５５】
Ｆ２＝Ｃｒ＋１１Ｍｏ＋１０Ｎｉ−１２（Ｃｕ＋３０Ｎ）と定義する。Ｆ２が０未満である場合、つまり、式（２）が満たされる場合、σ相の析出抑止力が、σ相の析出駆動力よりも大きくなる。そのため、大入熱溶接時に、フェライト／オーステナイト相境界にσ相が析出するのを十分に抑制できる。
【００５６】
［選択元素について］
本発明による二相ステンレス鋼の化学組成は、Ｆｅに代えて、以下の第１群〜第３群のうちの少なくとも１群から選択される１種又は２種以上の元素を含有してもよい。つまり、第１群〜第３群の元素は、必要に応じて含有可能な選択元素である。
第１群：Ｖ：１．５０％以下
第２群：Ｃａ：０．０２００％以下、Ｍｇ：０．０２０％以下及びＢ：０．０２００％以下
第３群：希土類元素（ＲＥＭ）：０．２０００％以下
以下、これらの選択元素について詳述する。
【００５７】
［第１群］
Ｖ：１．５０％以下
バナジウム（Ｖ）は、選択元素である。Ｖは、二相ステンレス鋼の耐食性を高め、特に、酸性環境下での耐食性を高める。より具体的には、ＶがＭｏ及びＣｕと共に含有されれば、鋼の耐隙間腐食性が高まる。一方、Ｖが過剰に含有されれば、鋼中のフェライト量が過剰に増加し、鋼の耐食性が低下する。したがって、Ｖ含有量は１．５０％以下であり、好ましくは、１．５０％未満である。Ｖ含有量が０．０５％以上であれば、上記効果が顕著に得られる。しかしながら、Ｖ含有量が０．０５％未満であっても、上記効果はある程度得られる。Ｖ含有量の好ましい上限は、０．５０％であり、さらに好ましくは、０．１０％である。
【００５８】
［第２群］
Ｃａ：０．０２００％以下
Ｍｇ：０．０２０％以下
Ｂ：０．０２００％以下
カルシウム（Ｃａ）、マグネシウム（Ｍｇ）及びボロン（Ｂ）は、いずれも選択元素である。Ｃａ、Ｍｇ及びＢはいずれも、鋼中のＳ及びＯ（酸素）を固定して、鋼の熱間加工性を高める。本発明による二相ステンレス鋼のＳ含有量は少ない。したがって、Ｃａ、Ｍｇ及びＢが含有されていなくても、鋼の熱間加工性は高い。しかしながら、たとえば、傾斜圧延法により継目無鋼管を製造する場合、さらに高い熱間加工性が求められる場合がある。Ｃａ、Ｍｇ及びＢからなる群から選択される１種又は２種以上を含有すれば、さらに高い熱間加工性が得られる。
【００５９】
一方、Ｃａ、Ｍｇ及びＶの１種又は２種以上が過剰に含有されれば、非金属介在物（Ｃａ、Ｍｇ及びＢの酸化物及び硫化物等）が増加する。非金属介在物は孔食の起点となるため、鋼の耐食性が低下する。したがって、Ｃａ含有量は０．０２００％以下、Ｍｇ含有量は、０．０２０％以下、Ｂ含有量は０．０２００％以下である。
【００６０】
上記効果を顕著に得るためには、Ｃａ、Ｍｇ及びＢの少なくとも１種の含有量又は２種以上の合計の含有量が、Ｓ（質量％）＋１／２×Ｏ（質量％）以上であるのが好ましい。しかしながら、Ｃａ、Ｍｇ及びＢの少なくとも１種又は２種以上が少しでも含有されれば、上記効果はある程度得られる。
【００６１】
Ｃａ、Ｍｇ及びＢのうちの２種類を含有する場合、それらの元素の合計含有量は０．０４％以下である。Ｃａ、Ｍｇ及びＢ全てを含有する場合、それらの元素の合計含有量は、０．０６％以下である。
【００６２】
［第３群］
希土類元素（ＲＥＭ）：０．２０００％以下
希土類元素（ＲＥＭ）は、選択元素である。ＲＥＭは、Ｃａ、Ｍｇ及びＢと同様に、鋼中のＳ及びＯ（酸素）を固定して、鋼の熱間加工性を高める。一方、ＲＥＭが過剰に含有されれば、非金属介在物（希土類元素の酸化物及び硫化物等）が増加し、鋼の耐食性が低下する。したがって、ＲＥＭ含有量は、０．２０００％以下である。上記効果を顕著に得るためには、ＲＥＭ含有量がＳ（質量％）＋１／２×Ｏ（質量％）以上であるのが好ましい。しかしながら、ＲＥＭが少しでも含有されれば、上記効果はある程度得られる。
【００６３】
ＲＥＭとは、ランタノイドの１５元素と、Ｙ及びＳｃとを含む総称である。これらの元素の１種又は２種以上が含有される。ＲＥＭの含有量は、上述の１種又は２種以上の元素の総含有量を意味する。
【００６４】
［組織］
本発明による二相ステンレス鋼の組織は、フェライトとオーステナイトとからなり、残部は、析出物及び介在物である。
【００６５】
本発明による二相ステンレス鋼の組織のうち、フェライト率は５０％以上である。ここで、フェライト率とは、フェライト面積率であり、以下の方法で測定される。二相ステンレス鋼の任意の箇所から試料を採取する。採取された試料を機械研磨した後、研磨された試料を１０％シュウ酸溶液中で電解エッチングする。電解エッチングされた試料をさらに、１０％ＫＯＨ溶液中で電解エッチングする。光学顕微鏡を用いて電解エッチングされた試料表面を画像解析し、フェライト率を求める。
【００６６】
フェライト率が５０％以上であれば、図２に示すとおり、５５０ＭＰａ以上（８０ｋｓｉ以上）の強度が得られる。
【００６７】
［製造方法］
上述の化学組成を有する二相ステンレス鋼を溶製する。二相ステンレス鋼は、電気炉により溶製されてもよいし、Ａｒ−Ｏ２混合ガス底吹き脱炭炉（ＡＯＤ炉）により溶製されてもよい。二相ステンレス鋼はまた、真空脱炭炉（ＶＯＤ炉）により溶製されてもよい。溶製された二相ステンレス鋼は、造塊法によりインゴットに製造されてもよいし、連続鋳造法により鋳片（スラブ、ブルーム又はビレット）に製造されてもよい。
【００６８】
製造されたインゴット又は鋳片を用いて二相ステンレス鋼材を製造する。二相ステンレス鋼材はたとえば、二相ステンレス鋼板や、二相ステンレス鋼管である。
【００６９】
二相ステンレス鋼板は、たとえば、以下の方法で製造される。製造されたインゴット又はスラブを熱間加工して、二相ステンレス鋼板を製造する。熱間加工はたとえば、熱間鍛造や熱間圧延である。
【００７０】
二相ステンレス鋼管は、たとえば、以下の方法で製造される。製造されたインゴット、スラブ又はブルームを熱間加工してビレットを製造する。製造されたビレットを熱間加工して二相ステンレス鋼管を製造する。熱間加工は、たとえばマンネスマン法による穿孔圧延である。熱間加工として熱間押出を実施してもよいし、熱間鍛造を実施してもよい。製造される二相ステンレス鋼管は継目無管であってもよいし、溶接鋼管であってもよい。
【００７１】
二相ステンレス鋼管が溶接鋼管である場合、たとえば、上述の二相ステンレス鋼管に対して曲げ加工を実施してオープンパイプにする。オープンパイプの長手方向の両端面をサブマージアーク溶接法等の周知の溶接法により溶接し、溶接鋼管を製造する。
【００７２】
製造された二相ステンレス鋼材に対して、溶体化処理を実施する。具体的には、二相ステンレス鋼材を熱処理炉に収納し、溶体化処理温度（℃）で均熱する。均熱後、二相ステンレス鋼を水冷等により急冷する。
【００７３】
溶体化処理温度Ｔ（℃）は、式（３）を満たす。
０．６Ｘ−Ｙ−５．２＋（Ｔ−１０７０）×０．００７≧０  （３）
式中のＸは式（４）で定義される。式中のＹは、式（５）で定義される。
Ｘ＝Ｃｒ＋１．５Ｓｉ＋Ｍｏ  （４）
Ｙ＝Ｎｉ＋０．５Ｍｎ＋３０Ｃ＋３０Ｎ  （５）
式（４）及び式（５）中の元素記号は、鋼中の対応する元素の含有量（質量％）が代入される。
【００７４】
Ｆ３＝０．６Ｘ−Ｙ−５．２＋（Ｔ−１０７０）×０．００７と定義する。Ｆ３値が０以上であれば、つまり、式（３）が満たされば、二相ステンレス鋼材のフェライト率が５０％以上となる。そのため、二相ステンレス鋼の降伏強度が５５０ＭＰａ（８０ｋｓｉ）以上になる。
【００７５】
溶体化処理における好ましい均熱時間は２〜６０分である。
【００７６】
本発明による二相ステンレス鋼材は、溶体化ままの状態（いわゆる溶体化まま材）である。つまり、溶体化処理を実施した後、他の熱処理や、冷間矯正を除く他の冷間加工（冷間抽伸やピルガー圧延）を実施することなく、製品として使用される。
【実施例】
【００７７】
種々の化学組成を有する二相ステンレス鋼を１５０ｋｇの容量の真空溶解炉を用いて溶製した。溶製された二相ステンレス鋼を用いて、種々の製造条件により、複数の二相ステンレス鋼板を製造した。製造された鋼板を用いて、フェライト率、降伏強度、耐ＳＣＣ性及び大入熱溶接によるσ相の析出の有無を調査した。【００７８】
［調査方法］
表１に示す鋼Ａ〜鋼Ｙの化学組成を有する二相ステンレス鋼を溶製した。
【表１】
2012111537.tif 000003
【００７９】
表１中の化学組成欄には、各鋼記号（鋼Ａ〜鋼Ｚ）の鋼中の対応する元素の含有量（質量％）が示される。各鋼記号の化学組成の表１に記載された元素以外の残部は、Ｆｅ及び不純物であった。表中の「−」は、対応する元素含有量が不純物レベルであることを示す。表中の「Ｏｔｈｅｒｓ」欄には、対応する鋼に含有されたＷ以外の選択元素を示す。たとえば、「．０２３Ｂ−．００２６Ｃａ」は、Ｂ含有量が０．０２３％であり、Ｃａ含有量が０．００２６％であることを示す。【００８０】
鋼Ａ〜鋼Ｌ、鋼Ｏ及び鋼Ｔの化学組成は、本発明の化学組成の範囲内であった。一方、鋼Ｍ、鋼Ｎ、鋼Ｐ〜鋼Ｓ、鋼Ｕ〜鋼Ｙの化学組成中のいずれかの元素は、本発明の範囲外であった。【００８１】
溶製された二相ステンレス鋼を鋳造してインゴットを製造した。製造された各インゴットを１２５０℃に加熱した。加熱されたインゴットを熱間鍛造して板材を製造した。製造された板材を再び１２５０℃に加熱した。加熱された板材を熱間圧延して厚さ１５ｍｍの鋼板を製造した。圧延時の鋼材の表面温度は１０５０℃であった。製造された鋼板に対して、溶体化処理を実施した。溶体化処理温度は１０７０℃〜１２００℃であり、均熱時間は３０分であった。均熱後、鋼板を常温（２５℃）になるまで水冷して、試験番号１〜３２の供試材を製造した。【００８２】
［試験片の作製］
各供試材から、図４Ａ及び図４Ｂに示す２枚の板材１０を作製した。図４Ａは、板材１０の平面図であり、図４Ｂは、正面図である。図４Ａ及び図４Ｂにおいて、「ｍｍ」が付属した数値は、寸法（単位はｍｍ）を示す。【００８３】
図４Ａ及び図４Ｂに示すとおり、板材１０は、厚さ１２ｍｍ、幅１００ｍｍ、長さ２００ｍｍであった。板材はさらに、長辺側に開先角度が３０°のＶ開先面１１を有した。板材１０は、機械加工により作製された。【００８４】
作製された２枚の板材１０のＶ開先面１１を互いに対向して配置した。ＴＩＧ溶接により、２枚の板材１０を溶接し、図５Ａ及び図５Ｂに示す溶接継手２０を作製した。図５Ａは溶接継手２０の平面図であり、図５Ｂは正面図である。溶接継手２０は、表面２１と、裏面２２とを有し、中央に溶接部３０を備えた。溶接部３０は、表面２１側から多層溶接により形成され、板材１０の長辺方向に延在した。各試験番号の溶接部３０はいずれも、鋼Ａと同じ化学組成を有し外径２ｍｍの溶接材を用いて形成された。ＴＩＧ溶接における入熱量は、３０ｋＪ／ｃｍであった。【００８５】
溶接継手２０の裏面２２側から、溶接部３０を含む板状の試験片４０を採取した。図５Ｂ中の溶接継手２０の破線部分は、試験片４０が採取された部分を示す。図６に採取された試験片の斜視図を示す。図６中の「ｍｍ」が付属した数値は、寸法（単位はｍｍ）を示す。図６を参照して、試験片４０は板状であった。試験片４０の上面４１は、溶接継手（図５）の裏面２２に相当した。試験片４０の長手方向は、溶接部３０の長手方向と直交した。図６に示すとおり、溶接部３０と板材１０との２つの境界線３０Ｂのうちの一方が、試験片４０の中央に配置された。【００８６】
［ＳＣＣ試験］
試験片４０を用いて４点曲げ試験を実施し、各供試材の耐ＳＣＣ性を評価した。４点曲げ治具を用いて、試験片４０に、ＡＳＴＭ  Ｇ３９に準拠した実降伏応力（各供試材の降伏応力）を負荷した。応力が負荷された試験片４０を、３ＭＰａのＣＯ２が圧入された２５％ＮａＣｌ水溶液（１５０℃）内に浸漬し、そのまま７２０時間保持した。７２０時間が経過した後、試験片４０の表面にＳＣＣが発生しているか否かを目視により観察した。さらに、試験片４０を、上面４１に垂直な方向に切断した。試験片４０の断面を５００倍の光学顕微鏡で観察し、ＳＣＣが発生しているか否かを判断した。【００８７】
［σ相の面積率測定試験］
各試験番号の溶接継手２０を、その溶接線及び表面２１に垂直な方向に切断した。切断後、溶接継手２０の断面を鏡面研磨し、エッチングした。エッチングした後、５００倍の光学顕微鏡を用いて、エッチングされた断面のうち、溶接部近傍部分である溶接熱影響部（ＨＡＺ）を４視野選択し、各視野において画像解析した。画像解析に利用された各視野の面積は約４００００μｍ２であった。画像解析により、各視野（ＨＡＺ）内のσ相の面積率（％）を求めた。４つの視野で得られた面積率（％）の平均を、その試験番号のＨＡＺ内のσ相の面積率（％）と定義した。σ相の面積率が０．５％以上である場合、σ相が析出したと判断した。σ相の面積率が０．５％未満である場合、σ相が析出していないと判断した。【００８８】
［引張試験］
各供試材から、丸棒引張試験片を採取した。丸棒引張試験片の外径は、６．３５ｍｍであり、平行部長さは２５．４ｍｍであった。平行部は、供試材の圧延方向に延在した。採取された丸棒試験片に対して、常温で引張試験を実施した。ＡＳＴＭ  Ａ３７０に基づく０．２％オフセット耐力を降伏強度（ＹＳ）とした。【００８９】
［フェライト率の測定］
各供試材のフェライト率を以下の方法で求めた。各供試材から組織観察用の試験片を採取した。採取された試験片を機械研磨した。研磨された試験片を１０％シュウ酸溶液中で電解エッチングした。電解エッチングされた試験片をさらに、１０％ＫＯＨ溶液中で電解エッチングした。光学顕微鏡（５００倍）を用いてエッチング後の試料表面を４視野選択し、各視野において画像解析した。このとき、観察される領域の面積は約４００００μｍ２であった。観察された領域内でフェライト率（％）を求めた。【００９０】
［試験結果］
試験結果を表１に示す。表１中の「Ｘ」欄には、各試験番号において式（４）で求められるＸ値が記入される。「Ｙ」欄には、各試験番号において式（５）で求められるＹ値が記入される。「溶体化処理温度」欄には、溶体化処理温度（℃）が記入される。「フェライト率」欄には、フェライト率（％）が記入される。「ＹＳ（ＭＰａ）」欄には、降伏強度（ＭＰａ）が記入される。「ＹＳ（ｋｓｉ）」欄には、降伏強度（ｋｓｉ）が記入される。「Ｆ３」欄には、Ｆ３値（式（３）の左辺）が記入される。「Ｆ１」欄には、Ｆ１値（Ｆ１＝２．２Ｃｒ＋７Ｍｏ＋３Ｃｕ）が記入される。「Ｆ２」欄には、Ｆ２値（Ｆ２＝Ｃｒ＋１１Ｍｏ＋１０Ｎｉ−１２（Ｃｕ＋３０Ｎ））が記入される。「ＳＣＣ」欄において、「無し」は、対応する試験番号の供試材においてＳＣＣが観察されなかったことを示す。「有り」は、対応する試験番号の供試材において、ＳＣＣが観察されたことを示す。「σ相」欄において、「無し」はσ相の面積率が０．５％未満であったことを示す。「有り」はσ相の面積率が０．５％以上であったことを示す。【００９１】
表１を参照して、試験番号１〜８の供試材の化学組成は、本発明の範囲内であった。さらに試験番号１〜８の供試材は、式（１）及び式（２）を満たした。そのため、試験番号１〜８の供試材ではＳＣＣが観察されず、σ相も発生しなかった。試験番号１〜８の供試材はさらに、式（３）を満たした。そのため、試験番号１〜８の供試材のフェライト率は５０％以上であり、降伏強度は５５０ＭＰａ以上であった。【００９２】
試験番号９〜１８の供試材の化学組成は、本発明の範囲内であった。さらに、試験番号９〜１８の供試材は、式（１）及び式（２）を満たした。しかしながら、試験番号９〜１８の供試材は、式（３）を満たさなかった。そのため、試験番号９〜１８の供試材のフェライト率は５０％未満であり、降伏強度は５５０ＭＰａ未満であった。【００９３】
試験番号１９の供試材のＣｒ含有量は、本発明のＣｒ含有量の下限未満であった。そのため、試験番号１９の供試材には、ＳＣＣが発生した。試験番号２０の供試材のＮ含有量は、本発明のＮ含有量の下限未満であった。そして、式（１）及び式（２）を満たさなかった。そのため、試験番号２０の供試材のＨＡＺにσ相が発生し、試験番号２０の供試材にはＳＣＣが発生した。【００９４】
試験番号２１の供試材の化学組成は本発明の範囲内であった。しかしながら、試験番号２１の供試材は、式（１）を満たさなかった。そのため、試験番号２１の供試材にはＳＣＣが発生した。【００９５】
試験番号２２の供試材のＮｉ含有量は、本発明のＮｉ含有量の下限未満であった。さらに、試験番号２２は式（１）を満たさなかった。そのため、試験番号２２の供試材ではＳＣＣが発生した。試験番号２３の供試材のＣ含有量は本発明のＣ含有量の上限を超え、Ｎｉ含有量は本発明のＮｉ含有量の下限未満であった。さらに、試験番号２３の供試材は式（１）を満たさなかった。そのため、試験番号２３の供試材ではＳＣＣが発生した。【００９６】
試験番号２４及び２５の供試材のＣｕ含有量は、本発明のＣｕ含有量の下限未満であった。そのため、試験番号２４及び２５の供試材ではＳＣＣが発生した。【００９７】
試験番号２６の供試材の化学組成は本発明の範囲内であった。しかしながら、試験番号２６の供試材は式（１）及び式（２）を満たさなかった。そのため、試験番号２６の供試材にσ相が発生し、ＳＣＣが発生した。【００９８】
試験番号２７の供試材のＣｕ含有量は、本発明のＣｕ含有量の下限未満であり、Ｍｏ含有量は、本発明のＭｏ含有量の上限を超えた。そのため、試験番号２７の供試材にはＳＣＣが発生し、σ相が発生した。【００９９】
試験番号２８、２９及び３１の供試材のＭｏ含有量は、本発明のＭｏ含有量の下限未満であった。そのため、供試材２８、２９及び３１にはＳＣＣが発生した。【０１００】
試験番号３０の供試材のＣｕ含有量は、本発明のＣｕ含有量の下限未満であった。そのため、試験番号３０の供試材にはＳＣＣが発生し、σ相が発生した。【０１０１】
試験番号３２の供試材の化学組成は本発明の範囲内であり、かつ、式（１）を満たした。しかしながら、試験番号３２の供試材は、式（２）を満たさなかった。そのため、試験番号３２の供試材には、σ相が発生した。【０１０２】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、本発明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形して実施することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１０３】
本発明による二相ステンレス鋼は、耐ＳＣＣ性が求められる環境に広く適用できる。特に、本発明による二相ステンレス鋼は、塩化物環境下に配設されるラインパイプ用の鋼材として適用可能である。
【図１】
2012111537.tif 000004
【図２】
2012111537.tif 000005
【図３】
2012111537.tif 000006
【図４Ａ】
2012111537.tif 000007
【図４Ｂ】
2012111537.tif 000008
【図５Ａ】
2012111537.tif 000009
【図５Ｂ】
2012111537.tif 000010
【図６】
2012111537.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成24年6月20日(2012.6.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で、Ｃ：０．０２５％以下、Ｓｉ：０．２０〜１．００％、Ｍｎ：８．００％以下、Ｐ：０．０４０％以下、Ｓ：０．０１００％以下、Ｃｕ：２．００％を超え４．００％以下、Ｎｉ：４．００〜８．００％、Ｃｒ：２０．０〜２８．０％、Ｍｏ：０．５０〜２．００％、Ｎ：０．１００〜０．３５０％及びｓｏｌ．Ａｌ：０．０４０％以下を含有し、残部はＦｅ及び不純物からなり、式（１）及び式（２）を満たす化学組成と、
フェライト率が５０％以上である組織と、
５５０ＭＰａ以上の降伏強度とを有する、二相ステンレス鋼。
２．２Ｃｒ＋７Ｍｏ＋３Ｃｕ＞６６  （１）
Ｃｒ＋１１Ｍｏ＋１０Ｎｉ＜１２（Ｃｕ＋３０Ｎ）  （２）
ここで、式（１）及び式（２）中の元素記号には、鋼中の各元素の含有量（質量％）が代入される。
【請求項２】
請求項１に記載の二相ステンレス鋼であって、
前記化学組成は、前記Ｆｅの一部に代えて、Ｖ：１．５０％以下を含有する、二相ステンレス鋼。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の二相ステンレス鋼であって、
前記化学組成は、前記Ｆｅの一部に代えて、Ｃａ：０．０２００％以下、Ｍｇ：０．０２０％以下及びＢ：０．０２００％以下からなる群から選択される１種又は２種以上を含有する、二相ステンレス鋼。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載に二相ステンレス鋼であって、
前記化学組成は、前記Ｆｅの一部に代えて、希土類元素：０．２０００％以下を含有する、二相ステンレス鋼。
【手続補正書】
【提出日】平成24年12月11日(2012.12.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７８】
［調査方法］
表１に示す鋼Ａ〜鋼Ｙの化学組成を有する二相ステンレス鋼を溶製した。
【表１】
2012111537.tif 000012
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９０】
［試験結果］
試験結果を表１に示す。「溶体化処理温度」欄には、溶体化処理温度（℃）が記入される。「フェライト率」欄には、フェライト率（％）が記入される。「ＹＳ（ＭＰａ）」欄には、降伏強度（ＭＰａ）が記入される。「ＹＳ（ｋｓｉ）」欄には、降伏強度（ｋｓｉ）が記入される。「Ｆ１」欄には、Ｆ１値（Ｆ１＝２．２Ｃｒ＋７Ｍｏ＋３Ｃｕ）が記入される。「Ｆ２」欄には、Ｆ２値（Ｆ２＝Ｃｒ＋１１Ｍｏ＋１０Ｎｉ−１２（Ｃｕ＋３０Ｎ））が記入される。「ＳＣＣ」欄において、「無し」は、対応する試験番号の供試材においてＳＣＣが観察されなかったことを示す。「有り」は、対応する試験番号の供試材において、ＳＣＣが観察されたことを示す。「σ相」欄において、「無し」はσ相の面積率が０．５％未満であったことを示す。「有り」はσ相の面積率が０．５％以上であったことを示す。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９１】
表１を参照して、試験番号１〜８の供試材の化学組成は、本発明の範囲内であった。さらに試験番号１〜８の供試材は、式（１）及び式（２）を満たした。そのため、試験番号１〜８の供試材ではＳＣＣが観察されず、σ相も発生しなかった。試験番号１〜８の供試材のフェライト率は５０％以上であり、降伏強度は５５０ＭＰａ以上であった。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９２】
試験番号９〜１８の供試材の化学組成は、本発明の範囲内であった。さらに、試験番号９〜１８の供試材は、式（１）及び式（２）を満たした。しかしながら、試験番号９〜１８の供試材のフェライト率は５０％未満であり、降伏強度は５５０ＭＰａ未満であった。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【国際調査報告】
2012111537.tif 000013
2012111537.tif 000014
2012111537.tif 000015
2012111537.tif 000016