(57)【要約】【課題】高い強度と高い耐食性とを兼ね備えた高強度非磁性ステンレス鋼、及びこれを用いたステンレス鋼部品を提供すること。【解決手段】高強度非磁性ステンレス鋼は、０．０１≦Ｃ≦０．０５ｍａｓｓ％、０．８０≦Ｓｉ≦２．５０ｍａｓｓ％、２０．５≦Ｍｎ≦２４．５ｍａｓｓ％、Ｐ≦０．０４０ｍａｓｓ％、Ｓ≦０．０１０ｍａｓｓ％、３．１≦Ｎｉ≦５．５ｍａｓｓ％、０．３０≦Ｃｕ≦０．８０ｍａｓｓ％、２０．５≦Ｃｒ≦２４．５ｍａｓｓ％、０．５０≦Ｍｏ≦１．５０ｍａｓｓ％、０．００１０≦Ｂ≦０．００５０ｍａｓｓ％、Ｏ≦０．０１０ｍａｓｓ％、及び、０．７０≦Ｎ≦０．９０ｍａｓｓ％を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなり、[Ｘ]値（＝[Ｃｒ]＋１３[Ｓｉ]＋[Ｍｎ]＋７７[Ｎ]）、[Ｙ]値（＝４１０[Ｃ]＋２[Ｎｉ]＋６[Ｃｒ]）、及び[Ｚ]値（＝２０[Ｓｉ]＋４[Ｃｒ]＋１５[Ｍｏ]＋５００[Ｎ]）が所定の関係を満たす。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下の構成を備えた高強度非磁性ステンレス鋼。
（１）前記高強度非磁性ステンレス鋼は、
０．０１≦Ｃ≦０．０５ｍａｓｓ％、
０．８０≦Ｓｉ≦２．５０ｍａｓｓ％、
２０．５≦Ｍｎ≦２４．５ｍａｓｓ％、
Ｐ≦０．０４０ｍａｓｓ％、
Ｓ≦０．０１０ｍａｓｓ％、
３．１≦Ｎｉ≦５．５ｍａｓｓ％、
０．３０≦Ｃｕ≦０．８０ｍａｓｓ％、
２０．５≦Ｃｒ≦２４．５ｍａｓｓ％、
０．５０≦Ｍｏ≦１．５０ｍａｓｓ％、
０．００１０≦Ｂ≦０．００５０ｍａｓｓ％、
Ｏ≦０．０１０ｍａｓｓ％、及び、
０．７０≦Ｎ≦０．９０ｍａｓｓ％を含有し、
残部がＦｅ及び不可避的不純物からなる。
（２）前記高強度非磁性ステンレス鋼は、次の（ａ）式及び（ｂ）式を満たす。
[Ｘ]／４[Ｙ]≧１．００    ・・・（ａ）
[Ｚ]≧４５０    ・・・（ｂ）
但し、
[Ｘ]＝[Ｃｒ]＋１３[Ｓｉ]＋[Ｍｎ]＋７７[Ｎ]、
[Ｙ]＝４１０[Ｃ]＋２[Ｎｉ]＋６[Ｃｒ]、
[Ｚ]＝２０[Ｓｉ]＋４[Ｃｒ]＋１５[Ｍｏ]＋５００[Ｎ]、
[]内は、各成分のｍａｓｓ％を示す。
（３）前記高強度非磁性ステンレス鋼は、不可避的不純物である非金属介在物の面積率が２％以下である。
【請求項２】
０．１０≦Ｎｂ＋Ｖ＋Ｗ＋Ｔａ＋Ｈｆ≦２．０ｍａｓｓ％
をさらに含む請求項１に記載の高強度非磁性ステンレス鋼。
【請求項３】
０．０００１≦Ｃａ＋Ｍｇ＋ＲＥＭ≦０．０１００ｍａｓｓ％
をさらに含む請求項１又は２に記載の高強度非磁性ステンレス鋼。
【請求項４】
０．００１≦Ａｌ≦０．１０ｍａｓｓ％
をさらに含む請求項１から３までのいずれか１項に記載の高強度非磁性ステンレス鋼。
【請求項５】
０．１０≦Ｃｏ≦２．０ｍａｓｓ％
をさらに含む請求項１から４までのいずれか１項に記載の高強度非磁性ステンレス鋼。
【請求項６】
請求項１から５までのいずれか１項に記載の高強度非磁性ステンレス鋼からなるステンレス鋼部品。
【請求項７】
前記高強度非磁性ステンレス鋼に対し、表面温度が３００℃以上９００℃以下、かつ減面率が１０％以上６０％以下の条件下で仕上げ加工を施すことにより得られる請求項６に記載のステンレス鋼部品。
【請求項８】
前記高強度非磁性ステンレス鋼は、減面率が１０％以上７０％以下の冷間加工を施しても、非磁性を有するものからなる請求項６又は７に記載のステンレス鋼部品。
【請求項９】
前記ステンレス鋼部品は、石油掘削用のドリルカラーであり、
外径が１０４ｍｍ以上２５４ｍｍ以下、内径が５０ｍｍ以上８０ｍｍ以下、長さが１０ｍ未満である請求項６から８までのいずれか１項に記載のステンレス鋼部品。
【請求項１０】
前記ステンレス鋼部品は、ばね、シャフト、ボルト、又はネジである請求項６から８までのいずれか１項に記載のステンレス鋼部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高強度非磁性ステンレス鋼、及びステンレス鋼部品に関し、さらに詳しくは、石油掘削用のドリルカラーとして好適な高強度非磁性ステンレス鋼、及び、これを用いたステンレス鋼部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ドリルを用いて石油掘削を行う場合などにおいて、地表から先端のドリルの位置を磁気感知により特定・制御するために、ビット近くのドリルカラーに測定器が入れられる。その際に方位・傾斜を測定するには、地磁気の影響を遮断する必要があり、そのためには、ドリルカラーには非磁性鋼を用いる必要がある。
【０００３】
このような非磁性鋼に関し、従来から種々の提案がなされている。
例えば、特許文献１には、所定量のＣ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、及びＮを含む高強度非磁性鋼が開示されている。
同文献には、所定の組成を有するオーステナイト系ステンレス鋼を所定の条件下で熱間加工すると、溶体化処理を施さなくても優れた機械的性質を示す点が記載されている。
【０００４】
特許文献２には、所定の組成を有し、かつ、平均結晶粒径及び結晶粒のアスペクト比が所定の範囲にある耐熱バネ用ステンレス鋼線が開示されている。
同文献には、この耐熱バネ用ステンレス鋼線は、高温耐へたり性に優れる点が記載されている。
【０００５】
従来、ドリルカラー用の材料として、
（１）１３Ｃｒ−１８Ｍｎ−０．５Ｍｏ−２Ｎｉ−０．３Ｎ、
（２）１３Ｃｒ−２１Ｍｎ−０．３Ｎ、又は、
（３）１６．５Ｃｒ−１６Ｍｎ−１Ｍｏ−１．３Ｎｉ−０．５Ｃｕ−０．４Ｎ
などの高Ｍｎ系非磁性ステンレス鋼が用いられてきた。
しかし、ここ最近は石油需要が非常に旺盛であり、掘削領域も多岐にわたり、その高深度化も進んでいる。このことから、更なる高強度、高耐食な材料が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭５９−２０５４５１号公報
【特許文献２】特開２０００−２３９８０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、高い強度と高い耐食性とを兼ね備えた高強度非磁性ステンレス鋼を提供することにある。
また、本発明が解決しようとする他の課題は、このような高強度非磁性ステンレス鋼を用いたステンレス鋼部品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために本発明に係る高強度非磁性ステンレス鋼は、以下の構成を備えていることを要旨とする。
（１）前記高強度非磁性ステンレス鋼は、
０．０１≦Ｃ≦０．０５ｍａｓｓ％、
０．８０≦Ｓｉ≦２．５０ｍａｓｓ％、
２０．５≦Ｍｎ≦２４．５ｍａｓｓ％、
Ｐ≦０．０４０ｍａｓｓ％、
Ｓ≦０．０１０ｍａｓｓ％、
３．１≦Ｎｉ≦５．５ｍａｓｓ％、
０．３０≦Ｃｕ≦０．８０ｍａｓｓ％、
２０．５≦Ｃｒ≦２４．５ｍａｓｓ％、
０．５０≦Ｍｏ≦１．５０ｍａｓｓ％、
０．００１０≦Ｂ≦０．００５０ｍａｓｓ％、
Ｏ≦０．０１０ｍａｓｓ％、及び、
０．７０≦Ｎ≦０．９０ｍａｓｓ％を含有し、
残部がＦｅ及び不可避的不純物からなる。
（２）前記高強度非磁性ステンレス鋼は、次の（ａ）式及び（ｂ）式を満たす。
[Ｘ]／４[Ｙ]≧１．００    ・・・（ａ）
[Ｚ]≧４５０    ・・・（ｂ）
但し、
[Ｘ]＝[Ｃｒ]＋１３[Ｓｉ]＋[Ｍｎ]＋７７[Ｎ]、
[Ｙ]＝４１０[Ｃ]＋２[Ｎｉ]＋６[Ｃｒ]、
[Ｚ]＝２０[Ｓｉ]＋４[Ｃｒ]＋１５[Ｍｏ]＋５００[Ｎ]、
[]内は、各成分のｍａｓｓ％を示す。
（３）前記高強度非磁性ステンレス鋼は、不可避的不純物である非金属介在物の面積率が２％以下である。
【０００９】
本発明に係るステンレス鋼部品は、本発明に係る高強度非磁性ステンレス鋼からなることを要旨とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る高強度非磁性ステンレス鋼は、耐食性及び強度について、良好な特性が得られる。これは、
（１）Ｎをより添加できるように、Ｃｒ量及びＭｎ量を増加させたため、
（２）オーステナイトを不安定化させるが、固溶強化及び加工硬化に有効であるＳｉを活用したため、及び、
（３）オーステナイト単相を維持するために、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｎｉなどの成分バランスを最適化したため、
である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明の一実施の形態について詳細に説明する。
［１．  高強度非磁性ステンレス鋼］
本発明に係る高強度非磁性ステンレス鋼は、以下のような元素を含み、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなる。添加元素の種類、その成分範囲、及び、その限定理由は、以下の通りである。
【００１２】
［１．１．  主構成元素］
（１）０．０１≦Ｃ≦０．０５ｍａｓｓ％：
Ｃは、オーステナイト形成元素として不可欠であり、強度に寄与する。このような効果を得るためには、Ｃ量は、０．０１ｍａｓｓ％以上である必要がある。Ｃ量は、さらに好ましくは、０．０２ｍａｓｓ％以上である。
一方、Ｃ量が過剰になると、粗大な炭化物が晶出し、加工性及び耐食性が劣化する。従って、Ｃ量は、０．０５ｍａｓｓ％以下である必要がある。Ｃ量は、さらに好ましくは、０．０４ｍａｓｓ％以下である。
【００１３】
（２）０．８０≦Ｓｉ≦２．５０ｍａｓｓ％：
Ｓｉは、強度に大きく寄与する。このような効果を得るためには、Ｓｉ量は、０．８０ｍａｓｓ％以上である必要がある。Ｓｉ量は、さらに好ましくは、１．００ｍａｓｓ％以上である。
一方、Ｓｉ量が過剰になると、非磁性を維持できなくなる。また、靱性の低下を招き、鋼の熱間加工性が劣化する。従って、Ｓｉ量は、２．５０ｍａｓｓ％以下である必要がある。Ｓｉ量は、さらに好ましくは、２．００ｍａｓｓ％以下、さらに好ましくは、１．６０ｍａｓｓ％以下である。
【００１４】
（３）２０．５≦Ｍｎ≦２４．５ｍａｓｓ％：
Ｍｎは、鋼の脱酸剤として作用する。また、Ｍｎは、Ｎ固溶量を増加させる効果がある。このような効果を得るためには、Ｍｎ量は、２０．５ｍａｓｓ％以上である必要がある。Ｍｎ量は、さらに好ましくは、２１．０ｍａｓｓ％以上である。
一方、Ｍｎ量が過剰になると、耐食性が劣化する。従って、Ｍｎ量は、２４．５ｍａｓｓ％以下である必要がある。Ｍｎ量は、さらに好ましくは、２３．０ｍａｓｓ％以下である。
【００１５】
（４）Ｐ≦０．０４０ｍａｓｓ％：
Ｐは、粒界に偏析し、粒界腐食感受性を高めるほか、靱性を低下させる。そのため、Ｐ量は、低いほど良い。一方、Ｐの必要以上の低減は、コストの上昇を招く。従って、Ｐ量は、０．０４０ｍａｓｓ％以下である必要がある。Ｐ量は、さらに好ましくは、０．０３０ｍａｓｓ％以下である。
【００１６】
（５）Ｓ≦０．０１０ｍａｓｓ％：
Ｓは、熱間加工性を低下させる。そのため、Ｓ量は、低いほど良い。一方、Ｓの必要以上の低減は、コストの上昇を招く。従って、Ｓ量は、０．０１０ｍａｓｓ％以下である必要がある。Ｓ量は、さらに好ましくは、０．００５ｍａｓｓ％以下、さらに好ましくは、０．００３ｍａｓｓ％以下である。
【００１７】
（６）３．１≦Ｎｉ≦５．５ｍａｓｓ％：
Ｎｉは、耐食性、特に還元性酸環境中での耐食性を向上させるのに有効である。また、Ｎｉは、固溶化熱処理時にオーステナイト単相組織を得るのに有効である。このような効果を得るためには、Ｎｉ量は、３．１ｍａｓｓ％以上である必要がある。Ｎｉ量は、さらに好ましくは、３．５ｍａｓｓ％以上である。
一方、Ｎｉ量が過剰になると、コストの上昇を招く。従って、Ｎｉ量は、５．５ｍａｓｓ％以下である必要がある。Ｎｉ量は、さらに好ましくは、５．０ｍａｓｓ％以下である。
【００１８】
（７）０．３０≦Ｃｕ≦０．８０ｍａｓｓ％：
Ｃｕは、耐食性、特に還元性酸環境中での耐食性を向上させるのに有効である。また、Ｃｕは、オーステナイト単相組織を得るのに有効である。このような効果を得るためには、Ｃｕ量は、０．３０ｍａｓｓ％以上である必要がある。
一方、Ｃｕ量が過剰になると、熱間加工性が劣化する。従って、Ｃｕ量は、０．８０ｍａｓｓ％以下である必要がある。
【００１９】
（８）２０．５≦Ｃｒ≦２４．５ｍａｓｓ％：
Ｃｒは、耐食性を確保する上で必須の元素である。また、Ｃｒは、Ｎ固溶量を増加させる効果がある。このような効果を得るためには、Ｃｒ量は、２０．５ｍａｓｓ％以上である必要がある。Ｃｒ量は、さらに好ましくは、２１．０ｍａｓｓ％以上である。
一方、Ｃｒ量が過剰になると、熱間加工性が害されるとともに、靱性の低下を招く。従って、Ｃｒ量は、２４．５ｍａｓｓ％以下である必要がある。Ｃｒ量は、さらに好ましくは、２３．０ｍａｓｓ％以下である。
【００２０】
（９）０．５０≦Ｍｏ≦１．５０ｍａｓｓ％：
Ｍｏは、耐食性を向上させ、かつ、強度をより向上させる効果がある。このような効果を得るためには、Ｍｏ量は、０．５０ｍａｓｓ％以上である必要がある。Ｍｏ量は、さらに好ましくは、０．７０ｍａｓｓ％以上である。
一方、Ｍｏ量が過剰になると、熱間加工性が害されるほか、コストの上昇を招く。従って、Ｍｏ量は、１．５０ｍａｓｓ％以下である必要がある。Ｍｏ量は、さらに好ましくは、１．００ｍａｓｓ％以下である。
【００２１】
（１０）０．００１０≦Ｂ≦０．００５０ｍａｓｓ％：
Ｂは、鋼の熱間加工性を向上させるのに有効である。このような効果を得るためには、Ｂ量は、０．００１０ｍａｓｓ％以上である必要がある。
一方、Ｂ量が過剰になると、ＢＮなどの窒化物を形成し、加工性が低下する。従って、Ｂ量は、０．００５０ｍａｓｓ％以下である必要がある。Ｂ量は、さらに好ましくは、０．００３０ｍａｓｓ％以下である。
【００２２】
（１１）Ｏ≦０．０１０ｍａｓｓ％：
Ｏは、冷間加工性や疲労特性などに有害な酸化物を形成する。そのため、Ｏ量は、少ないほど良い。一方、必要以上のＯの低減は、製造コストの上昇を招く。従って、Ｏ量は、０．０１０ｍａｓｓ％以下である必要がある。Ｏ量は、さらに好ましくは、０．００７ｍａｓｓ％以下、さらに好ましくは、０．００５ｍａｓｓ％以下である。
【００２３】
（１２）０．７０≦Ｎ≦０．９０ｍａｓｓ％：
Ｎは、非磁性、高強度、及び良好な耐食性を得るために必要な元素である。このような効果を得るためには、Ｎ量は、０．７０ｍａｓｓ％以上である必要がある。
一方、Ｎ量が過剰になると、Ｎブローが起こる。従って、Ｎ量は、０．９０ｍａｓｓ％以下である必要がある。Ｎ量は、さらに好ましくは、０．８０ｍａｓｓ％以下である。
【００２４】
［１．２．  副構成元素］
本発明に係る高強度非磁性ステンレス鋼は、上述した主構成元素に加えて、以下の１又は２以上の副構成元素をさらに含んでいても良い。添加元素の種類、その成分範囲、及び、その限定理由は、以下の通りである。
【００２５】
（１３）０．１０≦Ｎｂ＋Ｖ＋Ｗ＋Ｔａ＋Ｈｆ≦２．０ｍａｓｓ％：
「Ｎｂ＋Ｖ＋Ｗ＋Ｔａ＋Ｈｆ」は、Ｎｂ、Ｖ、Ｗ、Ｔａ、及びＨｆ（以下、「Ｎｂ等」ともいう）の総量を表す。また、総量が上記範囲内である限りにおいて、これらのいずれか１種の元素のみが含まれていても良く、あるいは、２種以上が含まれていても良いことを表す。
Ｎｂ等は、炭化物又は炭窒化物を形成して鋼の結晶粒を微細化させ、靱性を高める効果がある。このような効果を得るためには、Ｎｂ等の総量は、０．１０ｍａｓｓ％以上が好ましい。
一方、総量が過剰になると、コストの上昇を招く。従って、総量は、２．０ｍａｓｓ％以下が好ましい。総量は、さらに好ましくは、１．０ｍａｓｓ％以下である。
【００２６】
（１４）０．０００１≦Ｃａ＋Ｍｇ＋ＲＥＭ≦０．０１００ｍａｓｓ％：
「Ｃａ＋Ｍｇ＋ＲＥＭ」は、Ｃａ、Ｍｇ、及びＲＥＭ（以下、「Ｃａ等」ともいう）の総量を表す。また、総量が上記範囲内である限りにおいて、これらのいずれか１種の元素のみが含まれていても良く、あるいは、２種以上が含まれていても良いことを表す。さらに、「ＲＥＭ」とは、Ｃｅ、Ｌａ等の希土類元素、又はこれらの合金をいう。
Ｃａ等は、鋼の熱間加工性を向上させるのに有効な元素である。このような効果を得るためには、Ｃａ等の総量は、０．０００１ｍａｓｓ％以上が好ましい。
一方、総量が過剰になると、効果が飽和し、逆に熱間加工性を低下させる。従って、総量は、０．０１００ｍａｓｓ％以下が好ましい。総量は、さらに好ましくは、０．００５０ｍａｓｓ％以下である。
【００２７】
（１５）０．００１≦Ａｌ≦０．１０ｍａｓｓ％：
Ａｌは、強力な脱酸元素であり、Ｏを極力低減するために必要に応じて添加する。このような効果を得るためには、Ａｌ量は、０．００１ｍａｓｓ％以上が好ましい。
一方、Ａｌ量が過剰になると、熱間加工性が劣化する。従って、Ａｌ量は、０．１０ｍａｓｓ％以下が好ましい。Ａｌ量は、さらに好ましくは、０．０５０ｍａｓｓ％以下、さらに好ましくは、０．０１０ｍａｓｓ％以下である。
【００２８】
（１６）０．１０≦Ｃｏ≦２．０ｍａｓｓ％：
Ｃｏは、オーステナイト単相組織を得るのに有効である。また、Ｃｏは、固溶強化による高強度化が図れ、弾性率及び剛性率を上昇させる効果がある。このような効果を得るためには、Ｃｏ量は、０．１０ｍａｓｓ％以上が好ましい。
一方、Ｃｏ量が過剰になると、コストの大幅な上昇を招く。従って、Ｃｏ量は、２．０ｍａｓｓ％以下が好ましい。Ｃｏ量は、さらに好ましくは、０．５ｍａｓｓ％以下である。
【００２９】
［１．３．  成分バランス］
本発明に係る高強度非磁性ステンレス鋼は、上述した成分を含むことに加えて、次の（ａ）式及び（ｂ）式を満たしている必要がある。
[Ｘ]／４[Ｙ]≧１．００    ・・・（ａ）
[Ｚ]≧４５０    ・・・（ｂ）
但し、
[Ｘ]＝[Ｃｒ]＋１３[Ｓｉ]＋[Ｍｎ]＋７７[Ｎ]、
[Ｙ]＝４１０[Ｃ]＋２[Ｎｉ]＋６[Ｃｒ]、
[Ｚ]＝２０[Ｓｉ]＋４[Ｃｒ]＋１５[Ｍｏ]＋５００[Ｎ]、
[]内は、各成分のｍａｓｓ％を示す。
【００３０】
［１．３．１．  （ａ）式］
（ａ）式は、温間加工又は冷間加工時における加工硬化による強度上昇と関係がある。加工硬化による強度上昇を十分に確保するためには、[Ｘ]／４[Ｙ]は、１．００以上である必要がある。[Ｘ]／４[Ｙ]は、さらに好ましくは、１．１０以上、さらに好ましくは、１．２０以上である。
【００３１】
［１．３．２．  （ｂ）式］
（ｂ）式は、固溶強化による強度上昇と関係がある。固溶強化による強度上昇を十分に確保するためには、[Ｚ]は、４５０以上である必要がある。[Ｚ]は、さらに好ましくは、４７０以上、さらに好ましくは、４９０以上である。
【００３２】
［１．４．  不純物の面積率］
本発明に係る高強度非磁性ステンレス鋼において、高強度を得るためには、非金属介在物の量は、少ないほど良い。
「非金属介在物」とは、鋼中に存在する非金属化合物であって、硫化物、酸化物などをいう。
「非金属介在物の面積率」とは、顕微鏡観察時における観察視野の総面積に対する非金属介在物の面積の割合をいう。
【００３３】
高強度を得るためには、不可避的不純物である非金属介在物の面積率は、２％以下である必要がある。
このような非金属介在物の少ない材料は、例えば、十分な脱酸、脱硫処理をすることにより製造することができる。
【００３４】
［２．  ステンレス鋼部品］
［２．１．  ステンレス鋼部品の具体例］
本発明に係るステンレス鋼部品は、本発明に係る高強度非磁性ステンレス鋼からなる。ステンレス鋼部品としては、例えば、石油掘削用のドリルカラー、ばね、シャフト、ボルト、ネジなどがある。本発明に係る高強度非磁性ステンレス鋼は、特に、石油掘削用のドリルカラーの材料として好適である。
【００３５】
本発明に係る高強度非磁性ステンレス鋼を石油掘削用のドリルカラーとして用いる場合、外径は１０４ｍｍ以上２５４ｍｍ以下、内径は５０ｍｍ以上８０ｍｍ以下、長さは１０ｍ未満とするのが好ましい。これは、掘削深度により使い分けできるためである。
【００３６】
［２．２．  ステンレス鋼部品の高強度化］
本発明に係る高強度非磁性ステンレス鋼は、オーステナイト系ステンレス鋼であるため、高強度を得るためには、成分を最適化することに加えて、
（ａ）適切な条件下で温間加工又は熱間加工を行い、加工硬化させること、及び／又は、
（ｂ）適切な条件下で冷間加工を行い、加工硬化させること
が好ましい。
【００３７】
［２．２．１．  温間加工又は熱間加工］
温間加工又は熱間加工を行う場合、表面温度が３００℃以上９００℃以下、かつ減面率が１０％以上６０％以下の条件下で仕上げ加工を施すのが好ましい。
【００３８】
仕上げ加工時の表面温度が低すぎると、変形抵抗が大きく、加工が困難になる。従って、表面温度は、３００℃以上が好ましい。
一方、表面温度が高くなりすぎると、十分に加工歪が導入できない。従って、表面温度は、９００℃以下が好ましい。
【００３９】
「減面率」とは、次式で表される値をいう。
減面率＝(Ｓ0−Ｓ)×１００／Ｓ0
但し、Ｓ0は加工前の素材の断面積、Ｓは加工後の素材の断面積。
仕上げ加工時の減面率が低すぎると、加工硬化が不十分となる。従って、減面率は、１０％以上が好ましい。
一方、減面率が高すぎると、変形抵抗が大きく、加工が困難になる。従って、減面率は、６０％以下が好ましい。
【００４０】
［２．２．２．  冷間加工］
冷間加工を行う場合、ステンレス鋼部品を構成する材料には、減面率が１０％以上７０％以下の冷間加工を施しても、非磁性を有するものを用いることが好ましい。オーステナイト系ステンレス鋼は、冷間加工時に加工誘起相変態が生じ、非磁性を維持できない場合がある。そのため、冷間加工後も非磁性が維持されるように、組成を最適化するのが好ましい。
【００４１】
冷間加工後も非磁性を維持するためには、材料は、Ｍｎ、Ｎ、Ｎｉ、Ｃｕなどのオーステナイト生成元素を十分に含有しているものが好ましい。
【００４２】
［３．  作用］
本発明に係る高強度非磁性ステンレス鋼は、耐食性及び強度について、良好な特性が得られる。これは、
（１）Ｎをより添加できるように、Ｃｒ量及びＭｎ量を増加させたため、
（２）オーステナイトを不安定化させるが、固溶強化及び加工硬化に有効であるＳｉを活用したため、及び、
（３）オーステナイト単相を維持するために、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｎｉなどの成分バランスを最適化したため、
である。
【００４３】
さらにこのような高強度非磁性ステンレス鋼に対して、適切な温熱間加工、及び／又は、冷間加工を施すと、非磁性を維持したまま、さらに強度を向上させることができる。
【実施例】
【００４４】
（実施例１〜２５、比較例１〜１１）
［１．  試料の作製］
表１及び表２に示す化学成分を有する５０ｋｇ鋼塊を高周波誘導炉にて溶製した。鋼塊から熱間鍛造加工にて直径２０ｍｍの棒材を作製し、１０５０〜１１５０℃での溶体化を行った。その後、５００℃において３０％の減面率の温間押出し加工を実施した。その加工材を各種試験片に加工した。
なお、表１及び表２中、「ＰＲＥ」は、耐孔食性指数を表す。本発明において、
ＰＲＥ＝Ｃｒ＋３．３Ｍｏ＋１６Ｎと定義した。
【００４５】
【表１】
2015199971.tif 000002
【００４６】
【表２】
2015199971.tif 000003
【００４７】
［２．  試験方法］
［２．１．  機械的特性］
加工材からＪＩＳ４号試験片を作製した。ＪＩＳ−Ｚ２２４１に準拠して、引張強さ、０．２％耐力及び弾性率を測定した。
［２．２．  衝撃試験］
加工材からＪＩＳ４号２ｍｍＶノッチ試験片を作製した。ＪＩＳ−Ｚ２２４２に準拠して、衝撃値を測定した。
【００４８】
［２．３．  透磁率］
外部磁界を２００[Ｏｅ]とし、ＶＳＭ法に従って透磁率を測定した。
［２．４．  耐食性］
加工材から２０ｍｍ×７０ｍｍ×５ｍｍｔの板状の試験片を作製した。ＪＩＳ−Ｇ０５７５（硫酸−硫酸銅腐食曲げ試験）に準拠し、硫酸−硫酸銅腐食液中に試験片を浸漬し、曲げ試験を行った。曲げ角度は、１５０度とした。割れのないものを「○」、割れが発生したものは「×」とした。
【００４９】
［２．５．  ＣＰＴ（臨界孔食温度）測定］
ＡＳＴＭ  Ｇ１５０に準拠し、ＣＰＴ測定を行った。
［２．６．  窒素ブロー］
鋼塊を目視で調査し、ブローがないものを「○」と判定した。
【００５０】
［３．  結果］
表３に、結果を示す。表３より、以下のことが分かる。
（１）比較例１は、[Ｚ]値が低いため、引張強度及び０．２％耐力が低い。
（２）比較例２は、Ｎ量が過剰であるため、窒素ブローが発生した。
（３）比較例３は、窒素ブローは発生しなかった。しかし、Ｎ量が過剰であるため、衝撃値が低い。
（４）比較例４は、Ｃｒ量が過剰であるため、透磁率が高い。
（５）比較例５は、Ｃｒ量が少ないため、耐食性が低い。
【００５１】
（６）比較例６（ＳＵＳ３０４相当）、及び比較例７（ＳＵＳ３１６相当）は、いずれも強度及び０．２％耐力が低い。
（７）比較例７〜１１は、いずれもＣ量が多いため、強度、０．２％耐力、及び衝撃値が低い。
（８）実施例１〜２５は、成分が最適化されているため、機械的特性、透磁率、及び、耐食性のいずれも比較例より良好な値を示した。
【００５２】
【表３】
2015199971.tif 000004
【００５３】
以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改変が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明に係る高強度非磁性ステンレス鋼は、ドリルカラー、ばね、モータシャフト、ボルト、ネジ、ＶＴＲガイドピンなどに用いることができる。