(57)【要約】【課題】高強度で、耐ＳＳＣ性に優れた熱間圧延線材を提供する。【解決手段】所定の成分組成を満足し、下記式（１）で表されるＫ値が１．７〜１０であり、水素量が０ｐｐｍ超、１．０ｐｐｍ以下である高強度熱間圧延線材。下記式（１）中、［  ］は、各元素の質量％での含有量を示す。Ｋ値＝１．２−４．０×［Ｃ］−０．９×［Ｓｉ］＋３．５×［Ｍｎ］＋０．９×［Ｃｒ］＋１５．３×［Ｖ］−２７．３×［Ａｌ］  ・・・（１）【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で、
Ｃ  ：０．１０〜０．７％、
Ｓｉ：０％超、２．０％以下、
Ｍｎ：０．３〜２．０％、
Ｃｒ：０．０５〜２．０％、
Ｖ  ：０．０５〜０．５％、
Ｐ  ：０％超、０．０２％以下、
Ｓ  ：０％超、０．００８％以下、および
Ａｌ：０％超、０．０５％以下を含有し、
残部が鉄および不可避不純物からなり、
下記式（１）で表されるＫ値が１．７〜１０であり、
水素量が０ｐｐｍ超、１．０ｐｐｍ以下であることを特徴とする耐硫化物応力腐食割れ性に優れた高強度熱間圧延線材。
Ｋ値＝１．２−４．０×［Ｃ］−０．９×［Ｓｉ］＋３．５×［Ｍｎ］＋０．９×［Ｃｒ］＋１５．３×［Ｖ］−２７．３×［Ａｌ］  ・・・（１）
［式（１）中、［  ］は、各元素の質量％での含有量を示す。］
【請求項２】
更に、他の元素として、質量％で、
Ｃｕ：０％超、０．５％以下を含有する請求項１に記載の高強度熱間圧延線材。
【請求項３】
更に、他の元素として、質量％で、
Ｂ  ：０％超、０．０１％以下を含有する請求項１または２に記載の高強度熱間圧延線材。
【請求項４】
更に、他の元素として、質量％で、
Ｔｉ：０％超、０．０１％以下、および
Ｎｂ：０％超、０．２％以下から選択される少なくとも１種を含有する請求項１〜３のいずれかに記載の高強度熱間圧延線材。
【請求項５】
更に、他の元素として、質量％で、
Ｍｏ：０％超、１％以下を含有する請求項１〜４のいずれかに記載の高強度熱間圧延線材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼線の製造に用いる熱間圧延線材に関する。詳細には、硫化水素を含むサワー環境で用いる部品またはフレキシブルライザーなどの補強材として有用な鋼線を製造するために用いる熱間圧延線材に関する。
【背景技術】
【０００２】
石油の需要は、近年益々増大しており、海底油田の開発が行われている。油田開発では、原油を汲み上げるために、例えば、フレキシブルライザーが用いられる。フレキシブルライザーは、樹脂製パイプと鋼線を用いて製造され、鋼線は、樹脂製パイプの補強材として用いられる。そのため上記鋼線には、特に、降伏強さが９００ＭＰａ以上の高強度であることが求められる。また、油田は、硫化水素を含むサワー環境下となるため、上記鋼線には、硫化物応力腐食割れ（Ｓｕｌｆｉｄｅ  ｓｔｒｅｓｓ  ｃｒａｃｋｉｎｇ；ＳＳＣ）が抑制される特性（以下、耐ＳＳＣ性ということがある）が求められる。耐ＳＳＣ性は、硫化水素を含むサワー環境では、強度が低いほど向上することが知られているが、上記鋼線の素材となる熱間圧延線材には、高強度で、耐ＳＳＣ性に優れることが要求される。
【０００３】
少量の硫化水素を含む環境においても優れた耐硫化物応力腐食割れ性を示し、高温での引張り特性にも優れたラインパイプ用のマルテンサイト鋼が特許文献１に提案されている。このラインパイプ用マルテンサイト鋼は、Ｃｒを１０〜１４％の範囲で含むいわゆる１３％Ｃｒ鋼であり、Ｃ量を０．０２％以下、およびＮ量を０．０７％以下まで低減すると共に、Ｎｉ、Ｍｏ、さらには炭化物形成元素であるＴｉ、ＺｒおよびＴａ等を適宜添加し、またＮｂおよび／またはＶを適量添加するものである。
【０００４】
また、特許文献２には、降伏強さが９００ＭＰａ以上の高強度で、耐ＳＳＣ性に優れた熱間圧延線材が提案されている。この熱間圧延線材は、Ｓ量の平均値Ｓave（質量％）とＳ量の最大値Ｓmax（質量％）に基づいて算出される偏析度（Ｓmax／Ｓave）が適切に制御されているところに特徴がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−３１６６１１号公報
【特許文献２】国際公開第２０１５／１５９６５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１に記載のラインパイプ用マルテンサイト鋼は、耐ＳＳＣ性に優れているものの、Ｃ量が０．０２％以下に抑えられているため、室温での降伏強さが低いと考えられる。一方、上記特許文献２では、Ｓの偏析度を制御するために、熱間圧延時における圧延条件を厳密に制御する必要がある。
【０００７】
本発明は上記の様な事情に着目してなされたものであって、その目的は、高強度で、耐ＳＳＣ性に優れた熱間圧延線材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決できた本発明に係る耐硫化物応力腐食割れ性に優れた高強度熱間圧延線材とは、
質量％で、
Ｃ：０．１０〜０．７％、
Ｓｉ：０％超、２．０％以下、
Ｍｎ：０．３〜２．０％、
Ｃｒ：０．０５〜２．０％、
Ｖ：０．０５〜０．５％、
Ｐ：０％超、０．０２％以下、
Ｓ：０％超、０．００８％以下、および
Ａｌ：０％超、０．０５％以下を含有し、
残部が鉄および不可避不純物からなり、
下記式（１）で表されるＫ値が１．７〜１０であり、
水素量が０ｐｐｍ超、１．０ｐｐｍ以下である点に要旨を有する。下記式（１）中、［  ］は、各元素の質量％での含有量を示す。
Ｋ値＝１．２−４．０×［Ｃ］−０．９×［Ｓｉ］＋３．５×［Ｍｎ］＋０．９×［Ｃｒ］＋１５．３×［Ｖ］−２７．３×［Ａｌ］  ・・・（１）
【０００９】
上記高強度熱間圧延線材は、更に、他の元素として、質量％で、下記（ａ）〜（ｄ）よりなる群から選ばれる少なくとも１種の元素を含有することが好ましい。
（ａ）Ｃｕ：０％超、０．５％以下。
（ｂ）Ｂ  ：０％超、０．０１％以下。
（ｃ）Ｔｉ：０％超、０．０１％以下、およびＮｂ：０％超、０．２％以下から選択される少なくとも１種。
（ｄ）Ｍｏ：０％超、１％以下。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、熱間圧延線材の成分組成および熱間圧延線材に含まれる水素量を適切に制御することによって、高強度で、耐ＳＳＣ性に優れた熱間圧延線材を提供できる。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明者らは、鋼線の素材となる熱間圧延線材の強度を確保したうえで、耐ＳＳＣ性を高めるために、鋭意検討を重ねた。その結果、成分組成を厳密に制御することによって線材の強度を確保したうえで、上記Ｋ値が所定の関係を満足するようにＣ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｖ、およびＡｌ量を制御し、且つ線材に含まれる水素量を所定値以下に低減すれば、線材の耐ＳＳＣ性を改善できることを見出し、本発明を完成した。
【００１２】
以下、本発明の線材の成分組成について説明した後、上記Ｋ値および上記水素量について説明する。以下、％は、質量％を意味する。
【００１３】
本発明の熱間圧延線材は、Ｃ：０．１０〜０．７％、Ｓｉ：０％超、２．０％以下、Ｍｎ：０．３〜２．０％、Ｃｒ：０．０５〜２．０％、Ｖ：０．０５〜０．５％、Ｐ：０％超、０．０２％以下、Ｓ：０％超、０．００８％以下、およびＡｌ：０％超、０．０５％以下を含んでいる。
【００１４】
Ｃは、熱間圧延線材の強度を確保するために必要な元素であり、０．１０％以上含有する。Ｃ量は、好ましくは０．２％以上、より好ましくは０．２５％以上である。しかし、Ｃ量が過剰になると、割れ感受性が高まり、耐食性が低下するため、耐ＳＳＣ性が低下する。従って本発明では、Ｃ量は、０．７％以下、好ましくは０．６５％以下、より好ましくは０．６％以下とする。
【００１５】
Ｓｉは、脱酸および固溶強化のために必要な元素であり、こうした効果を有効に発揮させるには、Ｓｉ量は、０．０５％以上とすることが好ましい。Ｓｉ量は、より好ましくは０．０６％以上、更に好ましくは０．０７％以上である。しかし、Ｓｉ量が増加するにつれて、不純物元素が粒界に偏析しやすくなるため、水素脆化を起こし、亀裂の進展を促進し、耐ＳＳＣ性が低下する。従って本発明では、Ｓｉ量は、２．０％以下とする。Ｓｉ量は、好ましくは１．９５％以下、より好ましくは１．９０％以下、更に好ましくは１．８５％以下である。
【００１６】
Ｍｎは、焼入れ性を向上させ、熱間圧延線材の強度を高め、耐食性も向上させる元素である。Ｍｎ量が少なくなると、耐食性が劣るため、耐ＳＳＣ性を改善できない。従って本発明では、Ｍｎ量は、０．３％以上とする。Ｍｎ量は、好ましくは０．４０％以上、より好ましくは０．５％以上である。しかし、Ｍｎ量が過剰になると、靱性が低下し、割れ感受性が高まり、耐ＳＳＣ性が低下する。従って本発明では、Ｍｎ量は、２．０％以下とする。Ｍｎ量は、好ましくは１．８０％以下、より好ましくは１．６％以下である。
【００１７】
Ｃｒは、焼入れ性を高め、熱間圧延線材の強度を高めるために必要な元素である。また、Ｃｒは、耐食性を改善し、耐ＳＳＣ性を向上させる作用も有している。従って本発明では、Ｃｒ量は、０．０５％以上含有させる必要がある。Ｃｒ量は、好ましくは０．１％以上、より好ましくは０．３％以上である。しかし、Ｃｒ量が過剰になると熱間圧延線材の靱延性が低下し、過剰に生成したＣｒ系炭窒化物を起点に亀裂進展しやすくなり、耐ＳＳＣ性が劣化する。従って本発明では、Ｃｒ量は、２．０％以下とする。Ｃｒ量は、好ましくは１．９５％以下、より好ましくは１．９％以下、更に好ましくは１．６％以下である。
【００１８】
Ｖは、鋼中のＣと結合し、水素のトラップサイトとなる微細なＶＣを形成し、耐ＳＳＣ性を改善する元素である。Ｖ量が少な過ぎると、ＶＣの析出量が少なくなるため、水素トラップ能力が不足し、耐ＳＳＣ性を改善できない。従って本発明では、Ｖ量は、０．０５％以上含有させる必要がある。Ｖ量は、好ましくは０．０８％以上、より好ましくは０．１０％以上である。しかし、Ｖを過剰に含有すると熱間圧延線材の靱延性が低下し耐ＳＳＣ性が低下する。従って本発明では、Ｖ量は、０．５％以下とする。Ｖ量は、好ましくは０．４８％以下、より好ましくは０．４５％以下である。
【００１９】
Ｐは、結晶粒界に偏析し、粒界強度を低下させ、水素による粒界破断を起こしやすくする元素であり、Ｐ量が過剰になると、耐ＳＳＣ性が劣化する。従って本発明では、Ｐ量は、０．０２％以下とする。Ｐ量は、好ましくは０．０１９％以下、より好ましくは０．０１８％以下である。Ｐ量は、できるだけ低減することが好ましいが、Ｐ量を０．０００１％未満にするにはコスト高となるため、好ましくは０．０００１％以上であればよい。
【００２０】
Ｓは、結晶粒界に偏析し、粒界強度を低下させ、水素による粒界破断を起こしやすくする元素である。また、Ｓは、ＭｎＳを生成し、破壊起点となるため、耐ＳＳＣ性を低下させる元素である。特に、硫化水素を含むサワー環境下では、水素は熱間圧延線材に侵入しやすくなるため、ＭｎＳに水素が集中し、熱間圧延線材を脆化させるため、耐ＳＳＣ性が低下する。従って本発明では、Ｓ量は、０．００８％以下とする。Ｓ量は、好ましくは０．００７％以下、より好ましくは０．００６％以下である。Ｓ量は、できるだけ低減することが好ましいが、Ｓ量を０．０００１％未満にするにはコスト高となるため、好ましくは０．０００１％以上であればよい。
【００２１】
Ａｌは、Ｓｉと同様、脱酸剤として作用し、熱間圧延線材の溶存酸素量を低下させるのに寄与する元素である。こうした効果を有効に発揮させるには、Ａｌ量は、０．００１％以上含有することが好ましい。Ａｌ量は、より好ましくは０．００２％以上であり、更に好ましくは０．００３％以上である。しかし、Ａｌ量が過剰になると、腐食の要因となるＡｌＮなどの介在物を生成し、耐食性が低下し耐ＳＳＣ性が劣化する。従って本発明では、Ａｌ量は、０．０５％以下とする。Ａｌ量は、好ましくは０．０４％以下、より好ましくは０．０３％以下である。
【００２２】
本発明に係る熱間圧延線材の成分組成は、上記の通りであり、残部は、鉄および不可避不純物である。
【００２３】
上記熱間圧延線材は、更に他の元素として、（ａ）Ｃｕ：０％超、０．５％以下、（ｂ）Ｂ：０％超、０．０１％以下、（ｃ）Ｔｉ：０％超、０．０１％以下、およびＮｂ：０％超、０．２％以下から選択される少なくとも１種、（ｄ）Ｍｏ：０％超、１％以下、
等を含有してもよい。
【００２４】
（ａ）Ｃｕは、熱間圧延線材の表面に皮膜を形成し、水素の侵入を防ぎ、耐ＳＳＣ性を向上させる元素である。こうした効果を有効に発揮させるには、Ｃｕ量は、０．０５％以上とすることが好ましい。Ｃｕ量は、より好ましくは０．１０％以上、更に好ましくは０．１２％以上である。しかし、Ｃｕを過剰に含有させても添加効果は飽和するため、Ｃｕ量は０．５％以下とすることが好ましい。Ｃｕ量は、より好ましくは０．４７％以下、更に好ましくは０．４５％以下である。
【００２５】
（ｂ）Ｂは、焼入れ性を向上させ、強度を高めるのに寄与する元素である。こうした効果を有効に発揮させるには、Ｂ量は、０．００１％以上含有させることが好ましい。Ｂ量は、より好ましくは０．００１５％以上、更に好ましくは０．００２％以上である。しかし、Ｂ量が過剰になると、熱間圧延時に割れが発生しやすくなる。従って本発明では、Ｂ量は、０．０１％以下が好ましい。Ｂ量は、より好ましくは０．００８０％以下、更に好ましくは０．００７０％以下である。
【００２６】
（ｃ）ＴｉおよびＮｂは、結晶粒を微細化し、亀裂の進展を抑制し、耐ＳＳＣ性を改善する元素である。こうした効果を有効に発揮させるには、Ｔｉ量は、０．０１０％以上含有させることが好ましく、より好ましくは０．０１５％以上であり、更に好ましくは０．０２０％以上である。しかし、Ｔｉを過剰に含有すると、粗大なＴｉＮが生成し、水素脆化の起点となるため、Ｔｉ量は、０．０１％以下が好ましい。Ｔｉ量は、より好ましくは０．０９５％以下、更に好ましくは０．０９０％以下である。ＮｂもＴｉ同様に結晶粒を微細化し、亀裂進展を抑制するため耐ＳＳＣ性を向上させるのに寄与する。こうした効果を有効に発揮させるには、Ｎｂ量は、０．０５％以上含有させることが好ましく、より好ましくは０．０８％以上、更に好ましくは０．１０％以上である。しかし、Ｎｂを過剰に含有すると、靱性が低下し、亀裂が進展しやすくなり、耐ＳＳＣ性が劣化することがある。従って本発明では、Ｎｂ量は、０．２％以下が好ましく、より好ましくは０．１９％以下、更に好ましくは０．１８％以下である。
【００２７】
（ｄ）Ｍｏは、焼入れ性を向上させ、熱間圧延線材の強度を高めるのに作用する元素である。こうした効果を有効に発揮させるには、Ｍｏ量は、０．０３％以上が好ましく、より好ましくは０．０５％以上、更に好ましくは０．１％以上である。しかし、Ｍｏ量が過剰になると、靱性が低下し、割れが発生しやすくなり、耐ＳＳＣ性が劣化する。従って本発明では、Ｍｏ量は、１％以下が好ましい。
【００２８】
以上、本発明の熱間圧延線材の成分組成について説明した。
【００２９】
本発明の熱間圧延線材は、成分組成を制御するだけでは不充分であり、下記式（１）で表されるＫ値が１．７〜１０を満足する必要がある。下記式（１）中、［  ］は、各元素の質量％での含有量を示す。
Ｋ値＝１．２−４．０×［Ｃ］−０．９×［Ｓｉ］＋３．５×［Ｍｎ］＋０．９×［Ｃｒ］＋１５．３×［Ｖ］−２７．３×［Ａｌ］  ・・・（１）
【００３０】
上記Ｋ値は、熱間圧延線材に含まれる合金元素量と耐ＳＳＣ性との関係を考慮して設定した値であり、各合金元素量の係数は、耐ＳＳＣ性改善への寄与度を意味している。即ち、耐ＳＳＣ性を改善するには、硫化水素を含むサワー環境下における耐食性と耐水素脆性を高めることが重要である。そして、本発明者らが検討したところ、熱間圧延線材に含まれる合金元素のうち、Ｍｎ、Ｃｒ、およびＶは、いずれも耐ＳＳＣ性を改善するのに寄与し、Ｃ、Ｓｉ、およびＡｌは、いずれも耐ＳＳＣ性を劣化させるのに作用することが分かった。具体的には、ＭｎとＣｒは、熱間圧延線材の耐食性を向上させる作用を有し、Ｖは、水素トラップ効果によって水素をとらえて無害化させ、いずれも耐ＳＳＣ性の改善に寄与する。Ｃは、耐食性を低下させ、Ｓｉは、不純物元素の粒界偏析を助長して亀裂の進展を促進し、Ａｌは、破断の要因となるＡｌＮなどの介在物を生成させる元素であり、いずれも耐ＳＳＣ性を劣化させるのに作用する。
【００３１】
上記Ｋ値が１．７を下回ると、耐食性および水素トラップ能力が不足するため、硫化水素を含むサワー環境下では腐食によるピットが生成し、破壊起点となる。また、水素トラップ能力が不足すると水素脆化により早期に破断に至る。その結果、耐ＳＳＣ性を改善できない。従って本発明では、上記Ｋ値を１．７以上とする。上記Ｋ値は、好ましくは２．５以上、より好ましくは３．３以上、更に好ましくは４．１以上である。しかし、上記Ｋ値が大きくなり過ぎると、Ｍｎ、ＣｒおよびＶの過剰添加による靱性の低下によって耐ＳＳＣ性が低下する。従って本発明では、上記Ｋ値を１０以下とする。上記Ｋ値は、好ましくは９．７以下であり、より好ましくは９．５以下である。
【００３２】
また、本発明の熱間圧延線材は、水素量が０ｐｐｍ超、１．０ｐｐｍ以下であることも重要である。即ち、硫化物応力腐食割れ（ＳＳＣ）の発生原因の一つは水素であり、熱間圧延線材中に多量の水素が侵入すると、脆化し、破断する。ところで、熱間圧延線材は、必要により、金属組織をマルテンサイトにするため、焼入れ、焼戻しの熱処理が施される。そのため、この熱処理の過程で、水素は熱間圧延線材からある程度抜ける。しかし、水素は熱間圧延線材から全て抜けるわけではないため、熱間圧延線材に水素が多く含まれると、熱処理後の熱間圧延線材、および熱処理後の熱間圧延線材を伸線して得られる鋼線にも多くの水素が残存するため、硫化水素を含むサワー環境下では早期に破断に至る。従って熱間圧延線材に含まれる水素量が少ないほど、熱処理後の熱間圧延線材、および熱処理後の熱間圧延線材を伸線して得られる鋼線に残存する水素量が少なくなるため、耐ＳＳＣ性を向上できる。こうした観点から、本発明では、熱間圧延線材に含まれる水素量を１．０ｐｐｍ以下とする。水素量は、好ましくは０．９ｐｐｍ以下、より好ましくは０．８ｐｐｍ以下である。水素量は少ないほど好ましいが、０ｐｐｍに近づけるにはコストがかかるため、０．０１ｐｐｍ以上が好ましい。
【００３３】
次に、本発明の熱間圧延線材を製造する方法について説明する。
【００３４】
本発明の熱間圧延線材は、常法により上記成分組成を満足する鋼を溶製し、分塊圧延して得られた鋼片を加熱し、熱間圧延することにより製造できる。
【００３５】
上記熱間圧延は、熱間圧延後の載置温度が、８５０〜１０００℃となるように行う。載置温度が８５０℃を下回ると、熱間圧延線材に含まれる水素量が多くなる傾向があり、耐ＳＳＣ性を改善できない。従って上記載置温度は、８５０℃以上とする。上記載置温度は、好ましくは８７０℃以上、より好ましくは８８０℃以上である。しかし載置温度が高温になるほど、熱間圧延線材から水素が抜けやすくなるが、載置温度が高すぎると、脱炭が起こりやすくなる。従って上記載置温度は、１０００℃以下とする。上記載置温度は、好ましくは９９０℃以下、より好ましくは９８０℃以下である。
【００３６】
載置後は、常法に従って巻取ることによって熱間圧延線材が得られる。熱間圧延線材の線径φは、例えば、１０〜１６ｍｍ程度である。
【００３７】
熱間圧延して得られた熱間圧延線材は、必要により、焼入れ、焼戻しなどの熱処理を行い、金属組織をマルテンサイトにすることが好ましい。焼入れは、例えば、８５０〜１０００℃に加熱し、５〜１５分間保持した後、室温まで冷却して行えばよい。冷却時の平均速度は、例えば、３０〜１００℃／秒とすることが好ましい。焼戻しは、例えば、４００〜６５０℃で、１５〜４５分間加熱保持して行えばよい。
【００３８】
熱処理して得られた熱間圧延線材は、特に、硫化水素を含むサワー環境で用いられる部品またはフレキシブルライザーなどの補強材のように、耐ＳＳＣ性が求められる鋼線を製造するための素材として用いることができる。
【００３９】
以上に説明した本発明の実施形態に係る熱間圧延線材の製造方法に接した当業者であれば、試行錯誤により、上述した製造方法と異なる製造方法により本発明に係る熱間圧延線材を得ることができる可能性がある。
【実施例】
【００４０】
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は下記実施例によって制限を受けるものではなく、前記および後記の趣旨に適合し得る範囲で変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。
【００４１】
下記表１に示す成分組成を満足し、残部が鉄および不可避不純物からなる鋼を溶製し、得られた溶鋼を鋳造し、鋼片を製造した。下記表１に示した成分組成と上記式（１）に基づいて、Ｋ値を算出し、算出結果を下記表１に示す。
なお、表１で線（−）を記載したものは、その成分組成が検出されなかったことを意味する。また、表１で「０．００」が記載された合金元素の成分量（例えば、鋼種ＳのＣｒ量）は、当該合金元素が０．０１％未満で含有されていることを示している。また、表１および後述の表２において、下線を伏した数値は、本発明の範囲から外れていることを示している。ただし、「−」については、本発明の範囲から外れていても下線を付していないことに留意されたい。
【００４２】
得られた鋼片を分塊圧延し、得られたビレットを、熱間圧延後の載置温度が下記表２に示す温度となるように熱間圧延して熱間圧延線材を製造した。得られた熱間圧延線材は、直径φ１２ｍｍである。
【００４３】
得られた熱間圧延線材に含まれる水素量を次の手順で測定した。
【００４４】
［水素量の分析］
上記熱間圧延線材を長さ１５０ｍｍに切断した試験片を、ガスクロマトグラフィーで、室温から６００℃まで昇温し、放出されたガスを分析し、放出ガスに含まれる水素量を測定した。測定結果を下記表２に示す。
【００４５】
次に、得られた熱間圧延線材に、焼入れ、焼戻しの熱処理を施して供試材を得た。焼入れは、８５０〜１０００℃に加熱し、５〜１５分間保持した後、平均冷却速度を３０℃／秒以上で室温まで冷却して行った。焼戻しは、４００〜６５０℃に加熱し、１５〜４５分間保持して行った。
【００４６】
熱処理して得られた供試材の強度および耐ＳＳＣ性を次の手順で評価した。
【００４７】
［強度］
上記供試材から、ＪＩＳ  １４Ａ号試験片を採取し、ＪＩＳ  Ｚ２２４１（２０１１年）に基づいて引張試験を行い、降伏強さ（Ｙｉｅｌｄ  Ｓｔｒｅｓｓ；ＹＳ）を測定した。測定結果を下記表２に示す。
【００４８】
本発明では、降伏強さが９００ＭＰａ以上を高強度と判定し、合格とした。
【００４９】
［耐ＳＳＣ性］
上記供試材から、ＮＡＣＥ  Ｓｔａｎｄａｒｄ  ＴＭ０１７７−２００５で規定されるＭｅｔｈｏｄ  Ａ法用の試験片を採取し、Ｍｅｔｈｏｄ  Ａ法で供試材の耐ＳＳＣ性を評価した。即ち、採取した試験片を、ＮａＣｌを５．０質量％およびＣＨ3ＣＯＯＨを０．５質量％含むＳｏｌｕｔｉｏｎ  Ａに浸漬し、該Ｓｏｌｕｔｉｏｎ  ＡにＨ2Ｓガスを飽和させ、上記で測定した降伏強さ（ＹＳ）の８０％の応力を付与し、破断までの時間を測定し、測定した時間に基づいて耐ＳＳＣ性を評価した。測定結果を下記表２に示す。
【００５０】
本発明では、破断時間が７２０時間以上を耐ＳＳＣ性に優れると判定し、合格とした。
なお、Ｎｏ．１８は、降伏強さ（ＹＳ）が９００ＭＰａ未満であったため、耐ＳＳＣ性の評価は行わなかった。
【００５１】
下記表２から次のように考察できる。
【００５２】
Ｎｏ．２〜１７は、本発明で規定する要件を満足する例であり、成分組成および水素量が適切に制御されているため、降伏強さが９００ＭＰａ以上の高強度で、且つ硫化水素含む腐食環境で降伏強さの８０％応力を負荷された条件下で、破断までの時間が７２０時間以上となり、優れた耐ＳＳＣ性を有している。
【００５３】
これに対し、Ｎｏ．１、１８〜３０は、本発明で規定する要件を満足しない例であり、強度または耐ＳＳＣ性のいずれか一方が劣っている。以下、詳細に説明する。
【００５４】
Ｎｏ．１は、熱間圧延後の載置温度が低かったため、熱間圧延線材に含まれる水素量が多くなった例であり、耐ＳＳＣ性を改善できなかった。
【００５５】
Ｎｏ．１８は、Ｃが少なく、降伏強さを確保できなかった。
【００５６】
Ｎｏ．１９は、Ｃが多く、割れ感受性が高まったため、耐ＳＳＣ性を改善できなかった。
【００５７】
Ｎｏ．２０は、Ｓｉが多すぎた例であり、偏析が悪化したため、耐ＳＳＣ性を改善できなかった。
【００５８】
Ｎｏ．２１は、Ｍｎが少なく、Ｋ値が小さすぎた例であり、耐食性が劣ったため、耐ＳＳＣ性を改善できなかった。
【００５９】
Ｎｏ．２２は、Ｍｎが多く、Ｋ値が大きすぎた例であり、靱性が低下したため、耐ＳＳＣ性を改善できなかった。
【００６０】
Ｎｏ．２３は、Ｓが多く、粒界が脆化したため、耐ＳＳＣ性を改善できなかった。
【００６１】
Ｎｏ．２４は、Ｐが多く、粒界が脆化したため、耐ＳＳＣ性を改善できなかった。
【００６２】
Ｎｏ．２５は、Ｃｒが少なく、耐食性が低下したため、耐ＳＳＣ性を改善できなかった。
【００６３】
Ｎｏ．２６は、Ｃｒが多すぎた例であり、靱延性が低下し、過剰に生成したＣｒ系炭窒化物を起点に亀裂が進展したため、耐ＳＳＣ性を改善できなかった。
【００６４】
Ｎｏ．２７は、Ｖが少なく、水素トラップ効果が得られなかったため、耐ＳＳＣ性を改善できなかった。
【００６５】
Ｎｏ．２８は、Ａｌが多く、Ｋ値が小さすぎた例であり、腐食の要因となるＡｌＮなどが多く生成したため耐食性が悪化し、耐ＳＳＣ性を改善できなかった。
【００６６】
Ｎｏ．２９は、Ｋ値が小さすぎた例であり、耐食性が劣化し、また水素トラップ効果が得られなかったため、耐ＳＳＣ性を改善できなかった。
【００６７】
Ｎｏ．３０は、Ｋ値が大きく、また熱間圧延線材に含まれる水素量が多くなった例であり、靱性が低下したため、耐ＳＳＣ性を改善できなかった。
【００６８】
Ｎｏ．１〜６、１１は、いずれも鋼種Ｅを用いた例であり、熱間圧延後の載置温度を変えている。これらの結果から明らかなように、熱間圧延後の載置温度を高くするほど、熱間圧延線材に含まれる水素量は少なくなることが分かる。
【００６９】
【表１】
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【００７０】
【表２】
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