CN119213156A - 马氏体系不锈钢材 - Google Patents

Abstract

提供具有高强度和在混入有SOx、NOx的腐蚀环境下的优异的耐腐蚀性的马氏体系不锈钢材。本公开的马氏体系不锈钢材满足说明书记载的化学组成，且满足式(1)。屈服强度为862MPa以上。在马氏体系不锈钢材中，圆当量直径为2.0μm以上的Mg氧化物相对于圆当量直径为2.0μm以上的Ca氧化物、圆当量直径为2.0μm以上的Ca硫化物和圆当量直径为2.0μm以上的Mg氧化物的个数比率为45.0％以上，0.0010≤Ca+Mg≤0.0050(1)，在此，在式(1)中的元素符号处以质量％计代入对应元素的含量。

Description

马氏体系不锈钢材

技术领域

本公开涉及钢材，更详细而言涉及马氏体系不锈钢材。

背景技术

目前，地面上的二氧化碳(CO₂)的浓度上升成为世界性的问题。因此，正在推进抑制CO₂排出的举措。在抑制这样的CO₂排出的举措中，CCUS尤其受到关注。

CCUS是Carbon Dioxide Capture，Utilization and Storage的简称。即，CCUS包含CO₂的回收、利用和储存这3个技术。其中，作为储存CO₂的技术，将从发电厂、工厂等工业设施排出的CO₂回收，将CO₂压入并储存于枯竭油井中的技术备受关注。

对于这样的CO₂储存技术中所使用的钢材，为了向枯竭油井压入CO₂，要求较高的强度。另外，CO₂是使钢材腐蚀的腐蚀性物质。因此，对于CO₂储存技术中所使用的钢材要求在含有较多CO₂的腐蚀环境下的优异的耐腐蚀性。

迄今为止，作为具有高强度、腐蚀环境下的耐腐蚀性优异的钢材，已知有以APIL80 13Cr钢材、降低了C含量的超级13Cr钢材等为代表的、含有13质量％左右的Cr的马氏体系不锈钢材。具体而言，日本特开2000-192196号公报(专利文献1)和日本特开2012-136742号公报(专利文献2)提出高强度且腐蚀环境下的耐腐蚀性优异的马氏体系不锈钢材。

专利文献1提出的马氏体系不锈钢材是油井用马氏体系不锈钢，其以重量％计含有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(氧)：0.01％以下、Cu：0～5％、W：0～5％，余量为Fe和杂质。在含有Mo的情况下，Ms点降低。因此，该钢材通过含有Mo和Co，从而抑制Ms点的降低而使微观组织为马氏体单相组织。专利文献1中公开了如下内容：其结果是，该钢材能够在维持屈服强度为551MPa以上的强度的同时提高腐蚀环境下的耐腐蚀性。

专利文献2提出的马氏体系不锈钢材为马氏体系不锈钢无缝钢管，其以质量％计含有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，余量为Fe和杂质。该钢材的屈服强度为655～862MPa，屈服比为0.90以上。对于该钢材，专利文献2公开了：通过使C含量为0.01％以下，将Cr、Ni和Mo调整为适当范围，并且含有适量的Cu和V或适量的W，从而能够获得在腐蚀环境下的优异的耐腐蚀性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2000-192196号公报

专利文献2：日本特开2012-136742号公报

发明内容

发明要解决的问题

如上所述，在二氧化碳(CO₂)的储存技术中，将回收到的CO₂压入并储存于枯竭油井等中。另一方面，在从发电厂、工厂等工业施设回收的CO₂中，有时混入有SOx、NOx等氧化物。SOx是以SO₂为代表的硫氧化物的总称。NOx是以NO₂为代表的氮氧化物的总称。SOx、NOx溶解在水中而形成酸性化合物(硫酸、硝酸等)。即，当SOx、NOx混入CO₂时，腐蚀环境倾向于酸性，腐蚀环境下的钢材容易被进一步腐蚀。因此，对于这样的二氧化碳的储存技术中所使用的钢材，不仅要求高强度，还要求混入有SOx、NOx的腐蚀环境下的优异的耐腐蚀性。

在上述专利文献1和专利文献2中，提出具有高强度和腐蚀环境下的优异的耐腐蚀性的马氏体系不锈钢材。然而，在上述专利文献1和专利文献2中，对于混入有SOx、NOx的腐蚀环境下的钢材的耐腐蚀性，没有进行任何研究。

本公开的目的提供具有高强度和在混入有SOx、NOx的腐蚀环境下的优异的耐腐蚀性的马氏体系不锈钢材。

用于解决问题的方案

本公开提供一种马氏体系不锈钢材，其以质量％计为

C：0.030％以下、

Si：1.00％以下、

Mn：1.00％以下、

P：0.030％以下、

S：0.0050％以下、

Cr：11.00～14.00％、

Ni：4.00～7.50％、

Mo：1.50～4.50％、

Co：0.01～0.50％、

Ti：0.05～0.30％、

V：0.01～1.00％、

Ca：0.0005～0.0050％、

Mg：0.0005～0.0050％、

Al：0.001～0.100％、

N：0.0500％以下、

O：0.0500％以下、

Cu：0～3.50％、

Nb：0～0.50％、

Zr：0～0.050％、

W：0～2.00％、

B：0～0.0050％、

稀土元素：0～0.0050％、以及

余量：Fe和杂质，

在所述马氏体系不锈钢材的元素的含量的范围内，所述元素的含量满足式(1)，

所述马氏体系不锈钢材的屈服强度为862MPa以上，

在所述马氏体系不锈钢材中，

圆当量直径为2.0μm以上的Mg氧化物相对于圆当量直径为2.0μm以上的Ca氧化物、圆当量直径为2.0μm以上的Ca硫化物和所述圆当量直径为2.0μm以上的Mg氧化物的个数比率为45.0％以上，

0.0010≤Ca+Mg≤0.0050 (1)

在此，在式(1)中的元素符号处以质量％计代入对应元素的含量。

发明的效果

本公开的马氏体系不锈钢材具有高强度和在混入有SOx、NOx的腐蚀环境下的优异的耐腐蚀性。

具体实施方式

首先，本发明人等从化学组成的观点出发研究了具有高强度和在混入有SOx、NOx的腐蚀环境下的优异的耐腐蚀性的马氏体系不锈钢材。其结果是，本发明人等认为，若为如下的马氏体系不锈钢材，则有可能能够兼顾862MPa(125ksi)以上的屈服强度和在混入有SOx、NOx的腐蚀环境下的优异的耐腐蚀性：其以质量％计为C：0.030％以下、Si：1.00％以下、Mn：1.00％以下、P：0.030％以下、S：0.0050％以下、Cr：11.00～14.00％、Ni：4.00～7.50％、Mo：1.50～4.50％、Co：0.01～0.50％、Ti：0.05～0.30％、V：0.01～1.00％、Ca：0.0005～0.0050％、Mg：0.0005～0.0050％、Al：0.001～0.100％、N：0.0500％以下、O：0.0500％以下、Cu：0～3.50％、Nb：0～0.50％、Zr：0～0.050％、W：0～2.00％、B：0～0.0050％、稀土元素：0～0.0050％、以及余量：Fe和杂质。

在此，在具有上述化学组成且具有862MPa以上的屈服强度的马氏体系不锈钢材中，有时利用Ca将钢材中的氧(O)固定为Ca氧化物，存在使钢材中的O固溶量降低的情况。在该情况下，在钢材中形成Ca氧化物。另一方面，本发明人等进行详细研究的结果发现，在混入有SOx、NOx的腐蚀环境下，粗大的Ca氧化物容易成为点蚀的起点。在此，如上所述，在混入有SOx、NOx的情况下，腐蚀环境倾向于酸性，环境中的pH降低。另一方面，Ca氧化物容易在酸性环境下溶解。因此，在混入SOx、Nox而pH降低的腐蚀环境下，粗大的Ca氧化物有可能溶解而成为点蚀的起点。即，通过本发明人等的研究明确的是，当在钢材中形成有较多粗大的Ca氧化物时，有可能无法在混入有SOx、NOx的腐蚀环境下得到优异的耐腐蚀性。

于是，本发明人等想到替代Ca，利用Mg将O固定为Mg氧化物，从而提高钢材的耐腐蚀性。与Ca氧化物相比，Mg氧化物即使在酸性环境下也不易溶解。因此，若替代Ca氧化物而在钢材中形成Mg氧化物，则有可能能够提高混入有SOx、NOx的腐蚀环境下的钢材的耐腐蚀性。

在此，在本说明书中，也将圆当量直径为2.0μm以上的Ca氧化物称作“粗大Ca氧化物”。在本说明书中，还将圆当量直径为2.0μm以上的Ca硫化物称作“粗大Ca硫化物”。在本说明书中，还将圆当量直径为2.0μm以上的Mg氧化物称作“粗大Mg氧化物”。在本说明书中，还将粗大Ca氧化物、粗大Ca硫化物和粗大Mg氧化物统称作“特定夹杂物”。特定夹杂物是在具有上述化学组成的马氏体系不锈钢材中利用Ca或Mg将O或S固定为氧化物或硫化物而得到的夹杂物。

本发明人等的详细研究的结果发现，若粗大Mg氧化物的个数相对于粗大Ca氧化物、粗大Ca硫化物和粗大Mg氧化物的个数的比率为45.0％以上，则在具有上述化学组成的马氏体系不锈钢材中，能够兼顾862MPa以上的屈服强度和在混入有SOx、NOx的腐蚀环境下的优异的耐腐蚀性。即，在本实施方式的马氏体系不锈钢材中，具有上述化学组成，使粗大Mg氧化物的个数相对于特定夹杂物的个数的比率为45.0％以上。其结果是，本实施方式的马氏体系不锈钢材具有862MPa以上的屈服强度和在混入有SOx、NOx的腐蚀环境下的优异的耐腐蚀性。

基于以上的见解的本发明人等的进一步的详细研究的结果发现，通过不仅具有上述化学组成，而且化学组成还满足如下的式(1)，能够将粗大Mg氧化物的个数相对于特定夹杂物的个数的比率稳定地提高到45.0％以上。

0.0010≤Ca+Mg≤0.0050 (1)

在此，在式(1)中的元素符号处以质量％计代入对应元素的含量。

定义为Fn1＝Ca+Mg。Fn1是与Ca氧化物和Mg氧化物有关的指标。若Fn1过低，则Ca和Mg无法将O充分地固定为氧化物，一部分的O以固溶状态残留在钢材中。另一方面，若Fn1过高，则Mg氧化物被Ca改性，存在粗大Mg氧化物的个数相对于特定夹杂物的个数的比率降低的情况。因而，在本实施方式中，以具有上述化学组成为前提，使Fn1为0.0010～0.0050。

如上所述，本实施方式的马氏体系不锈钢材在具有上述化学组成的基础上满足式(1)，具有862MPa以上的屈服强度，并且使粗大Mg氧化物的个数相对于特定夹杂物的个数的比率为45.0％以上。其结果是，本实施方式的马氏体系不锈钢材具有高强度和在混入有SOx、NOx的腐蚀环境下的优异的耐腐蚀性。

基于以上的见解完成的本实施方式的马氏体系不锈钢材的主旨如下。

[1]一种马氏体系不锈钢材，其以质量％计为

C：0.030％以下、

Si：1.00％以下、

Mn：1.00％以下、

P：0.030％以下、

S：0.0050％以下、

Cr：11.00～14.00％、

Ni：4.00～7.50％、

Mo：1.50～4.50％、

Co：0.01～0.50％、

Ti：0.05～0.30％、

V：0.01～1.00％、

Ca：0.0005～0.0050％、

Mg：0.0005～0.0050％、

Al：0.001～0.100％、

N：0.0500％以下、

O：0.0500％以下、

Cu：0～3.50％、

Nb：0～0.50％、

Zr：0～0.050％、

W：0～2.00％、

B：0～0.0050％、

稀土元素：0～0.0050％、以及

余量：Fe和杂质，

在所述马氏体系不锈钢材的元素的含量的范围内，所述元素的含量满足式(1)，

所述马氏体系不锈钢材的屈服强度为862MPa以上，

在所述马氏体系不锈钢材中，

圆当量直径为2.0μm以上的Mg氧化物相对于圆当量直径为2.0μm以上的Ca氧化物、圆当量直径为2.0μm以上的Ca硫化物和所述圆当量直径为2.0μm以上的Mg氧化物的个数比率为45.0％以上，

0.0010≤Ca+Mg≤0.0050 (1)

在此，在式(1)中的元素符号处以质量％计代入对应元素的含量。

[2]根据[1]所述的马氏体系不锈钢材，其中，

其含有选自由

Cu：0.01～3.50％、

Nb：0.01～0.50％、

Zr：0.001～0.050％、

W：0.01～2.00％、

B：0.0001～0.0050％、和

稀土元素：0.0001～0.0050％组成的组中的一种以上元素。

[3]根据[1]或[2]所述的马氏体系不锈钢材，其中，

在所述马氏体系不锈钢材的元素的含量的范围内，所述元素的含量满足式(2)，

在所述马氏体系不锈钢材中，

所述圆当量直径为2.0μm以上的Ca氧化物、所述圆当量直径为2.0μm以上的Ca硫化物和所述圆当量直径为2.0μm以上的Mg氧化物的总个数密度为1000个/cm²以上，

Ca/S≥0.80 (2)

在此，在式(2)中的元素符号处以质量％计代入对应元素的含量。

本实施方式的马氏体系不锈钢材的形状没有特别限定。本实施方式的马氏体不锈钢钢材可以是钢管、圆钢(实心材料)、钢板。此外，圆钢是指与轴向垂直的截面为圆形的棒钢。另外，钢管可以是无缝钢管，也可以是焊接钢管。

以下，对本实施方式的马氏体不锈钢钢材进行详细说明。除非另有说明，关于元素的“％”表示质量％。另外，在以下的说明中，马氏体系不锈钢材也简称为“钢材”。

[化学组成]

本实施方式的马氏体系不锈钢材含有如下元素。

C：0.030％以下

不可避免地含有碳(C)。即，C含量的下限超过0％。C提高钢材的淬透性，从而提高钢材的强度。另一方面，若C含量过高，则即使其他元素含量在本实施方式的范围内，钢材的强度也会变得过高。其结果，钢材的耐腐蚀性会下降。因此，C含量为0.030％以下。C含量的优选上限为0.028％，更优选为0.025％，进一步优选为0.020％，进一步优选为0.018％。优选C含量尽可能低。然而，C含量的极端降低会增加制造成本。因此，考虑到工业生产，C含量的优选下限为0.001％，更优选为0.003％，进一步优选为0.005％。

Si：1.00％以下

不可避免地含有硅(Si)。即，Si含量的下限超过0％。Si使钢脱氧。另一方面，若Si含量过高，则即使其他元素含量在本实施方式的范围内，钢材的热加工性也会下降。因此，Si含量为1.00％以下。为了有效地得到上述效果，Si含量的优选下限为0.01％，更优选为0.05％，进一步优选为0.10％，进一步优选为0.15％。Si含量的优选上限为0.80％，更优选为0.70％，进一步优选为0.60％，进一步优选为0.50％，进一步优选为0.45％。

Mn：1.00％以下

不可避免地含有锰(Mn)。即，Mn含量的下限超过0％。Mn提高钢材的淬透性，从而提高钢材的强度。另一方面，若Mn含量过高，则即使其他元素含量在本实施方式的范围内，钢材的耐腐蚀性也会下降。因此，Mn含量为1.00％以下。为了有效地得到上述效果，Mn含量的优选下限为0.01％，更优选为0.05％，进一步优选为0.10％，进一步优选为0.15％。Mn含量的优选上限为0.90％，更优选为0.80％，进一步优选为0.70％，进一步优选为0.60％。

P：0.030％以下

磷(P)是不可避免地含有的杂质。即，P含量的下限超过0％。若P含量过高，则即使其他元素含量在本实施方式的范围内，P也会在晶界处偏析，钢材的耐腐蚀性会下降。因而，P含量为0.030％以下。P含量的优选上限为0.025％，更优选为0.020％，进一步优选为0.018％。优选P含量尽可能低。然而，P含量的极度减少会增加制造成本。因此，考虑到工业生产，P含量的优选下限为0.001％，更优选为0.002％，进一步优选为0.003％。

S：0.0050％以下

硫(S)是不可避免地含有的杂质。即，S含量的下限超过0％。若S含量过高，则即使其他元素含量在本实施方式的范围内，S也会在晶界处偏析，钢材的热加工性会下降。因此，S含量为0.0050％以下。S含量的优选上限为0.0040％，更优选为0.0030％，进一步优选为0.0025％，进一步优选为0.0020％。优选S含量尽可能低。然而，S含量的极端降低会提高制造成本。因而，考虑到工业生产，S含量的优选下限为0.0001％，更优选为0.0003％，进一步优选为0.0005％。

Cr：11.00～14.00％

铬(Cr)在钢材的表面形成钝化覆膜，提高钢材的耐腐蚀性。若Cr含量过低，则即使其他元素含量在本实施方式的范围内，也不能充分获得上述效果。另一方面，若Cr含量过高，则即使其他元素含量在本实施方式的范围内，也会在组织中含有铁素体，从而有时难以确保充分的强度。因而，Cr含量为11.00～14.00％。Cr含量的优选下限为11.20％，更优选为11.40％，进一步优选为11.60％，进一步优选为11.80％，进一步优选为12.00％。Cr含量的优选上限为13.80％，更优选为13.60％，进一步优选为13.50％。

Ni：4.00～7.50％

镍(Ni)提高钢材的淬透性，从而提高钢材的屈服强度。Ni还提高钢材的热加工性。若Ni含量过低，则即使其他元素含量在本实施方式的范围内，也无法充分获得上述效果。另一方面，若Ni含量过高，则即使其他元素含量在本实施方式的范围内，钢材的耐腐蚀性有时也会降低。因而，Ni含量为4.00～7.50％。Ni含量的优选下限为4.20％，更优选为4.50％，进一步优选为5.00％，进一步优选为5.20％，进一步优选为5.30％，进一步优选为5.50％。Ni含量的优选上限为7.40％，更优选为7.20％，进一步优选为7.00％，进一步优选为6.50％。

Mo：1.50～4.50％

钼(Mo)使钝化覆膜稳定，提高钢材的耐腐蚀性。若Mo含量过低，则即使其他元素含量在本实施方式的范围内，也无法充分获得上述效果。另一方面，若Mo含量过高，则即使其他元素含量在本实施方式的范围内，也难以使奥氏体稳定。其结果，存在如下情况：回火后的微观组织中含有较多的铁素体，钢材的耐腐蚀性降低。因而，Mo含量为1.50～4.50％。Mo含量的优选下限为1.80％，更优选为2.00％，进一步优选为2.30％。Mo含量的优选上限为4.30％，更优选为4.00％，进一步优选为3.80％。

Co：0.01～0.50％

钴(Co)使钝化覆膜稳定，提高钢材的耐腐蚀性。Co还提高钢材的淬透性，从而提高钢材的屈服强度。若Co含量过低，则即使其他元素含量在本实施方式的范围内，也无法充分获得上述效果。另一方面，若Co含量过高，则即使其他元素含量在本实施方式的范围内，钢材的韧性也会下降。因而，Co含量为0.01～0.50％。Co含量的优选下限为0.02％，更优选为0.03％，进一步优选为0.05％。Co含量的优选上限为0.45％，更优选为0.40％，进一步优选为0.35％。

Ti：0.05～0.30％

钛(Ti)与C和/或N结合形成碳化物或氮化物。其结果是，提高钢材的屈服强度。若Ti含量过低，则即使其他元素含量在本实施方式的范围内，也无法充分获得上述效果。另一方面，若Ti含量过高，则即使其他元素含量在本实施方式的范围内，钢材的强度也会变得过高，钢材的耐腐蚀性会下降。因而，Ti含量为0.05～0.30％。Ti含量的优选下限为0.06％，更优选为0.08％。Ti含量的优选上限为0.25％，更优选为0.20％，进一步优选为0.18％。

V：0.01～1.00％

钒(V)提高钢材的淬透性，从而提高钢材的屈服强度。若V含量过低，则即使其他元素含量在本实施方式的范围内，也无法充分获得上述效果。另一方面，若V含量过高，则即使其他元素含量在本实施方式的范围内，钢材的强度也会变得过高，钢材的耐腐蚀性也会下降。因而，V含量为0.01～1.00％。V含量的优选下限为0.02％，更优选为0.04％。V含量的优选上限为0.80％，更优选为0.60％。

Ca：0.0005～0.0050％

钙(Ca)通过将钢材中的S固定为硫化物而使其无害，提高钢材的热加工性。若Ca含量过低，则即使其他元素含量在本实施方式的范围内，也无法充分获得上述效果。另一方面，若Ca含量过高，则即使其他元素含量在本实施方式的范围内，钢材中也会形成粗大的Ca氧化物，钢材的耐腐蚀性会下降。因而，Ca含量为0.0005～0.0050％。Ca含量的优选下限为0.0006％，更优选为0.0008％，进一步优选为0.0010％。Ca含量的优选上限为0.0045％，更优选为0.0040％，进一步优选为0.0035％，进一步优选为0.0030％，进一步优选为0.0025％。

Mg：0.0005～0.0050％

镁(Mg)通过将钢材中的O固定为氧化物而使其无害，提高钢材的耐腐蚀性。若Mg含量过低，则即使其他元素含量在本实施方式的范围内，也无法充分获得上述效果。另一方面，若Mg含量过高，则即使其他元素含量在本实施方式的范围内，钢材中也会形成粗大的Mg氧化物，钢材的耐腐蚀性会下降。因而，Mg含量为0.0005～0.0050％。Mg含量的优选下限为0.0006％，更优选为0.0007％，进一步优选为0.0008％。Mg含量的优选上限为0.0045％，更优选为0.0040％，进一步优选为0.0035％。

Al：0.001～0.100％

铝(Al)使钢脱氧。若Al含量过低，则即使其他元素含量在本实施方式的范围内，也无法充分获得上述效果。另一方面，若Al含量过高，则即使其他元素含量在本实施方式的范围内，也会生成粗大的氧化物，钢材的耐腐蚀性会下降。因而，Al含量为0.001～0.100％。Al含量的优选下限为0.005％，更优选为0.010％，进一步优选为0.015％。Al含量的优选上限为0.080％，更优选为0.060％，进一步优选为0.055％，进一步优选为0.050％，进一步优选为0.040％。本说明书中所指的Al含量是指sol.Al(酸溶Al)的含量。

N：0.0500％以下

不可避免地含有氮(N)。即，N含量的下限超过0％。N与Ti结合形成微细的Ti氮化物。其结果是，提高钢材的屈服强度。另一方面，若N含量过高，则即使其他元素含量在本实施方式的范围内，也会形成粗大的氮化物，钢材的耐腐蚀性会下降。因而，N含量为0.0500％以下。N含量的优选上限为0.0450％，更优选为0.0400％，进一步优选为0.0350％，进一步优选为0.0300％。为了更有效地得到上述效果的N含量的优选下限为0.0015％，更优选为0.0020％，进一步优选为0.0030％，进一步优选为0.0040％。

O：0.0500％以下

氧(O)是不可避免地含有的杂质。即，O含量的下限超过0％。O形成氧化物，降低钢材的耐腐蚀性。因此，若O含量过高，则即使其他元素含量在本实施方式的范围内，钢材的耐腐蚀性也会显著下降。因而，O含量为0.0500％以下。O含量的优选上限为0.0400％，更优选为0.0300％，进一步优选为0.0200％。优选O含量尽可能低。然而，O含量的极端降低会提高制造成本。因而，考虑到工业生产，O含量的优选下限为0.0005％，更优选为0.0010％，进一步优选为0.0015％。

本实施方式的马氏体系不锈钢材的余量为Fe和杂质。在此，杂质是指在工业制造钢材时，从作为原料的矿石、废料或者从制造环境等中混入的物质，不是有意含有的物质，是指在不对本实施方式的马氏体系不锈钢材产生不良影响的范围内允许的物质。

[任意元素]

本实施方式的马氏体系不锈钢材也可以进一步含有选自由Cu、Nb和Zr组成的组中的一种以上元素来替代一部分的Fe。这些元素为任意元素，均提高钢材的强度。

Cu：0～3.50％

铜(Cu)为任意元素，也可以不含有。即，Cu含量也可以是0％。在含有的情况下，Cu提高钢材的淬透性，从而提高钢材的屈服强度。只要少量含有Cu，就能够在某种程度上得到上述效果。另一方面，若Cu含量过高，则即使其他元素含量在本实施方式的范围内，钢材的热加工性也会下降。因而，Cu含量为0～3.50％。Cu含量的优选下限超过0％，更优选为0.01％，进一步优选为0.05％，进一步优选为0.10％。Cu含量的优选上限为3.30％，更优选为3.10％，进一步优选为2.90％，进一步优选为2.70％。此外，如后述那样，Cu含量的下限也可以为0.50％。在该情况下，Cu含量的更优选的下限为0.60％，进一步优选为0.65％，进一步优选为0.70％。另外，如后述那样，Cu含量的上限也可以小于0.50％。在该情况下，Cu含量的更优选的上限为0.45％，进一步优选为0.43％，进一步优选为0.40％。

Nb：0～0.50％

铌(Nb)为任意元素，也可以不含有。即，Nb含量也可以是0％。在含有的情况下，Nb与C和/或N结合而形成碳化物和/或碳氮化物。其结果是，提高钢材的屈服强度。只要少量含有Nb，就能够在某种程度上得到上述效果。另一方面，若Nb含量过高，则即使其他元素含量在本实施方式的范围内，也会过量地形成碳化物和/或碳氮化物，钢材的耐腐蚀性会下降。因而，Nb含量为0～0.50％。Nb含量的优选下限超过0％，更优选为0.01％，进一步优选为0.02％。Nb含量的优选上限为0.45％，更优选为0.40％，进一步优选为0.35％，进一步优选为0.20％，进一步优选为0.10％。

Zr：0～0.050％

锆(Zr)为任意元素，也可以不含有。即，Zr含量可以是0％。在含有的情况下，Zr形成碳化物和/或碳氮化物。其结果是，提高钢材的屈服强度。只要少量含有Zr，就能够在某种程度上得到上述效果。另一方面，若Zr含量过高，则即使其他元素含量在本实施方式的范围内，也会过量地形成碳化物和/或碳氮化物，钢材的耐腐蚀性会下降。因而，Zr含量为0～0.050％。Zr含量的优选下限超过0％，更优选为0.001％，进一步优选为0.002％。Zr含量的优选上限为0.045％，更优选为0.040％，进一步优选为0.030％，进一步优选为0.020％，进一步优选为0.010％。

并且，本实施方式的马氏体系不锈钢材也可以含有W来替代一部分的Fe。

W：0～2.00％

钨(W)为任意元素，也可以不含有。即，W含量也可以是0％。在含有的情况下，W使钝化覆膜稳定，提高钢材的耐腐蚀性。只要少量含有W，就能够在某种程度上得到上述效果。另一方面，若W含量过高，则即使其他元素含量在本实施方式的范围内，有时也会形成粗大的碳化物，钢材的耐腐蚀性会降低。因而，W含量为0～2.00％。W含量的优选下限超过0％，更优选为0.01％，进一步优选为0.03％，进一步优选为0.05％，进一步优选为0.10％。W含量的优选上限为1.70％，更优选为1.50％，进一步优选为1.00％，进一步优选为0.60％，进一步优选为0.50％，进一步优选为0.40％。

本实施方式的马氏体系不锈钢材也可以进一步含有选自由B和稀土元素(REM)组成的组中的一种以上元素来替代一部分的Fe。这些元素为任意元素，均提高钢材的热加工性。

B：0～0.0050％

硼(B)为任意元素，也可以不含有。即，B含量也可以是0％。在含有的情况下，B强化晶界，提高钢材的热加工性。只要少量含有B，就能够在某种程度上得到上述效果。另一方面，若B含量过高，则即使其他元素含量在本实施方式的范围内，也会生成Cr碳硼化物，钢材的耐腐蚀性会下降。因而，B含量为0～0.0050％。B含量的优选下限超过0％，更优选为0.0001％，进一步优选为0.0002％。B含量的优选上限为0.0045％，更优选为0.0040％，进一步优选为0.0035％。

稀土元素(REM)：0～0.0050％

稀土元素(REM)为任意元素，也可以不含有。即，REM含量也可以是0％。在含有的情况下，REM控制夹杂物的形态，提高钢材的热加工性。只要少量含有REM，就能够在某种程度上得到上述效果。另一方面，若REM含量过高，则即使其他元素含量在本实施方式的范围内，也会形成粗大氧化物，钢材的耐腐蚀性会下降。因而，REM含量为0～0.0050％。REM含量的优选下限超过0％，更优选为0.0001％，进一步优选为0.0005％，进一步优选为0.0010％。REM含量的优选上限为0.0045％，更优选为0.0040％，进一步优选为0.0035％，进一步优选为0.0025％。

此外，本说明书中的REM是指选自由原子序数21的钪(Sc)、原子序数39的钇(Y)、以及作为镧系元素的原子序数57的镧(La)～原子序数71的镥(Lu)组成的组中的一种以上元素。另外，本说明书中的REM含量为这些元素的总含量。

优选的是，本实施方式的马氏体系不锈钢材在具有上述化学组成的基础上，进一步地，Cu含量为0.50％以上，且W含量为0.01％以上。在该情况下，具有在混入有SOx、NOx的腐蚀环境下的更优异的耐腐蚀性。更具体而言，在本实施方式的马氏体系不锈钢材中，在其化学组成以质量％计为C：0.030％以下、Si：1.00％以下、Mn：1.00％以下、P：0.030％以下、S：0.0050％以下、Cr：11.00～14.00％、Ni：4.00～7.50％、Mo：1.50～4.50％、Cu：0.50～3.50％、Co：0.01～0.50％、W：0.01～2.00％、Ti：0.05～0.30％、V：0.01～1.00％、Ca：0.0005～0.0050％、Mg：0.0005～0.0050％、Al：0.001～0.100％、N：0.0500％以下、O：0.0500％以下、Nb：0～0.50％、Zr：0～0.050％、B：0～0.0050％、稀土元素：0～0.0050％、以及余量：Fe和杂质的情况下，具有862MPa以上的屈服强度和在混入有SOx、NOx的腐蚀环境下的更优异的耐腐蚀性。

换言之，本实施方式的马氏体系不锈钢材也可以具有如下化学组成：其化学组成以质量％计为C：0.030％以下、Si：1.00％以下、Mn：1.00％以下、P：0.030％以下、S：0.0050％以下、Cr：11.00～14.00％、Ni：4.00～7.50％、Mo：1.50～4.50％、Co：0.01～0.50％、Ti：0.05～0.30％、V：0.01～1.00％、Ca：0.0005～0.0050％、Mg：0.0005～0.0050％、Al：0.001～0.100％、N：0.0500％以下、O：0.0500％以下、Cu：0％以上且小于0.50％，Nb：0～0.50％、Zr：0～0.050％、W：0～2.00％、B：0～0.0050％、稀土元素：0～0.0050％、以及余量：Fe和杂质。

[式(1)]

本实施方式的马氏体系不锈钢材以具有上述化学组成为前提，满足如下的式(1)。其结果是，本实施方式的马氏体系不锈钢材以满足本实施方式的其他特征为条件而具有高强度和在混入有SOx、NOx的腐蚀环境下的优异的耐腐蚀性。

0.0010≤Ca+Mg≤0.0050 (1)

在此，在式(1)中的元素符号处以质量％计代入对应元素的含量。

Fn1(＝Ca+Mg)是与Ca氧化物和Mg氧化物有关的指标。若Fn1过低，则Ca和Mg无法将O充分地固定为氧化物，一部分的O以固溶状态残留钢材中。另一方面，若Fn1过高，则Mg氧化物被Ca改性，存在粗大Mg氧化物的个数相对于特定夹杂物的个数的比率降低的情况。因而，在本实施方式中，以具有上述化学组成为前提，使Fn1为0.0010～0.0050。

Fn1的优选下限为0.0012，更优选为0.0015。Fn1的优选上限为0.0048，更优选为0.0045。

[屈服强度]

本实施方式的马氏体系不锈钢材在具有上述化学组成的基础上满足式(1)，进一步地，使粗大Mg氧化物的个数相对于特定夹杂物的个数的比率为45.0％以上。其结果是，本实施方式的马氏体系不锈钢材即使具有862MPa以上的屈服强度，也具有在混入有SOx、NOx的腐蚀环境下的优异的耐腐蚀性。

即，本实施方式的马氏体系不锈钢材的屈服强度为862MPa(125ksi)以上。屈服强度的上限没有特别限定，但本实施方式的钢材的屈服强度的上限例如为1034MPa(150ksi)。钢材的屈服强度的更优选的上限为1000MPa(145ksi)。在本说明书中，屈服强度是指，通过基于以下记载的ASTM E8/E8M(2021)的常温(24±3℃)下的拉伸试验而得到的、0.2％残留变形应力(MPa)。

具体而言，在本实施方式中，通过如下的方法求出屈服强度。首先，由本实施方式的马氏体系不锈钢材制作拉伸试验片。拉伸试验片的尺寸没有特别限定。拉伸试验片例如设为平行部直径为8.9mm、标距为35.6mm的圆棒拉伸试验片。在钢材为钢管的情况下，从壁厚中央部制作拉伸试验片。在该情况下，拉伸试验片的长度方向与钢管的管轴方向平行。在钢材为圆钢的情况下，从R/2位置制作拉伸试验片。此外，在本说明书中，圆钢的R/2位置是指与圆钢的轴向垂直的截面中，半径R的中央位置。另外，在该情况下，拉伸试验片的长度方向与圆钢的轴向平行。在钢材为钢板的情况下，从板厚中央位置制作拉伸试验片。在该情况下，拉伸试验片的长度方向与钢板的轧制方向平行。使用制作的拉伸试验片，基于ASTM E8/E8M(2021)在常温(24±3℃)下进行拉伸试验，求出0.2％残留变形应力(MPa)。将所求出的0.2％残留变形应力定义为屈服强度(MPa)。

[粗大Mg氧化物的个数比率]

本实施方式的马氏体系不锈钢材在具有上述化学组成的基础上满足式(1)，进一步地，粗大Mg氧化物的个数相对于特定夹杂物的个数的比率为45.0％以上。其结果是，本实施方式的马氏体系不锈钢材具有862MPa以上的屈服强度和在混入有SOx、NOx的腐蚀环境下的优异的耐腐蚀性。

如上所述，也将圆当量直径为2.0μm以上的Ca氧化物称作“粗大Ca氧化物”。另外，也将圆当量直径为2.0μm以上的Ca硫化物称作“粗大Ca硫化物”。并且，也将圆当量直径为2.0μm以上的Mg氧化物称作“粗大Mg氧化物”。并且，也将粗大Ca氧化物、粗大Ca硫化物和粗大Mg氧化物统称作“特定夹杂物”。

在此，粗大Ca氧化物在混入有SOx、NOx的腐蚀环境下容易成为点蚀的起点。因此，在本实施方式中，提高特定夹杂物中的粗大Mg氧化物的比率，降低粗大Ca氧化物的个数。其结果是，即使在混入有SOx、NOx的腐蚀环境下，也能够得到优异的耐腐蚀性。因而，在本实施方式中，以具有上述化学组成且满足式(1)为前提，使粗大Mg氧化物的个数相对于特定夹杂物的个数的比率为45.0％以上。

在本实施方式中，粗大Mg氧化物的个数相对于特定夹杂物的个数的比率的优选下限为46.0％，更优选为48.0％，进一步优选为50.0％。在本实施方式中，粗大Mg氧化物的个数相对于特定夹杂物的个数的比率的上限没有特别限定，例如也可以为99.0％。

在本实施方式中，通过如下方法求出粗大Mg氧化物的个数相对于特定夹杂物的个数的比率。首先，由本实施方式的马氏体系不锈钢材求出粗大Ca氧化物和粗大Ca硫化物的总个数密度以及粗大Mg氧化物的个数密度。在此，在本实施方式的马氏体系不锈钢材中，粗大Ca氧化物和粗大Ca硫化物难以明确地分离。而且，不必求出粗大Ca氧化物和粗大Ca硫化物各自的个数密度。因而，在本实施方式中，求出粗大Ca氧化物和粗大Ca硫化物的总个数密度以及粗大Mg氧化物的个数密度。

具体而言，由本实施方式的马氏体系不锈钢材制作以包含轧制方向和压下方向的面为观察面的试验片。在钢材为钢管的情况下，从壁厚中央位置制作以包含管轴方向和壁厚方向的面为观察面的试验片。在钢材为圆钢的情况下，在中央包含R/2位置地制作以包含轴向和其截面中的径向的面为观察面的试验片。在钢材为钢板的情况下，从板厚中央位置制作以包含轧制方向和板厚方向的面为观察面的试验片。试验片的大小没有特别限定，例如设为包含22mm×22mm的观察面的试验片。

将制作出的试验片进行树脂包埋，对观察面进行研磨。观察研磨后的观察面中的任意10个视场。各视场的面积例如为100mm²(10mm×10mm)。在观察面中，由对比度确定圆当量直径为2.0μm以上的颗粒。各颗粒的圆当量直径能够通过图像分析求出。对于所确定的圆当量直径为2.0μm以上的颗粒，实施元素浓度分析(EDS分析)。在EDS分析中，将加速电压设为20kV，将对象元素设为N、O、Mg、Al、Si、P、S、Ca、Ti、Cr、Mn、Fe、Cu、Nb而进行定量。

基于各颗粒的EDS分析结果，将以质量％计Ca含量为3％以上、Mg含量为5％以下、Ti含量小于30％、Al含量小于30％的颗粒确定为“粗大Ca氧化物或粗大Ca硫化物”。根据各颗粒的EDS分析结果，进一步地，将以质量％计Mg含量超过5％、S含量小于15％、Ti含量小于30％、Al含量小于30％的颗粒确定为“粗大Mg氧化物”。

根据在10个视场中确定的粗大Ca氧化物或粗大Ca硫化物的总个数以及10个视场的总面积，求出粗大Ca氧化物和粗大Ca硫化物的总个数密度(个/cm²)。同样地，根据在10个视场中确定的粗大Mg氧化物的总个数和10个视场的总面积，求出粗大Mg氧化物的个数密度(个/cm²)。此外，在本实施方式中，粗大Ca氧化物和粗大Ca硫化物的总个数密度以及粗大Mg氧化物的个数密度均是将得到的数值的小数点后第一位四舍五入而求出的。

将得到的粗大Ca氧化物和粗大Ca硫化物的总个数密度(个/cm²)以及粗大Mg氧化物的个数密度(个/cm²)的总和设为特定夹杂物的总个数密度(个/cm²)。并且，以百分率计求出所得到的粗大Mg氧化物的个数密度(个/cm²)相对于特定夹杂物的总个数密度(个/cm²)的比率，设为粗大Mg氧化物的个数相对于特定夹杂物的个数的比率(％)。此外，特定夹杂物和粗大Mg氧化物的个数密度能够使用对扫描电子显微镜赋予成分分析功能的装置(SEM-EDS装置)来求出。作为SEM-EDS装置，例如，能够使用作为FEI(ASPEX)公司制造的夹杂物自动分析装置的商品名：Metals Quality Analyzer。

[耐腐蚀性]

本实施方式的马氏体系不锈钢材在具有上述化学组成的基础上满足式(1)，并具有862MPa以上的屈服强度，并且，将粗大Mg氧化物的个数相对于特定夹杂物的个数的比率设为45.0％以上。其结果是，本实施方式的马氏体系不锈钢材具有在混入有SOx、NOx的腐蚀环境下的优异的耐腐蚀性。在本实施方式中，具有在混入有SOx、NOx的腐蚀环境下的优异的耐腐蚀性是指，在以下记载的150℃条件下的腐蚀速度试验中，腐蚀速度为0.100mm/年以下，且未确认到点蚀的情况。

具体而言，对本实施方式的马氏体系不锈钢材实施腐蚀速度试验。具体而言，由本实施方式的马氏体系不锈钢材制作腐蚀速度试验用的试验片。在钢材为钢管的情况下，从壁厚中央位置制作试验片。在该情况下，试验片的长度方向与钢管的管轴方向平行。在钢材为圆钢的情况下，从R/2位置制作试验片。在该情况下，试验片的长度方向与圆钢的轴向平行。在钢材为钢板的情况下，从板厚中央位置制作试验片。在该情况下，试验片的长度方向与钢板的轧制方向平行。试验片例如为长度30mm、宽度20mm、厚度2mm的试验片。

将试验片放入高压釜中，注入5.0质量％氯化钠水溶液而使试验片浸渍于5.0质量％氯化钠水溶液中。向高压釜内加压封入SO₂、NO₂和CO₂的混合气体并开始腐蚀速度试验。此时，混合气体的总压为130bar，混合气体中的SO₂浓度为10ppm，混合气体中的NO₂浓度为10ppm。另外，腐蚀速度试验的试验时间为96小时，将试验中的高压釜内的温度维持为150℃。

求出经过96小时后的试验片的质量、密度和表面积，求出试验片的腐蚀速度(mm/年)。此外，在本实施方式中，腐蚀速度是将得到的数值的小数点后第四位四舍五入而求出的。并且，用放大倍率为10倍的放大镜观察经过96小时后的试验片的表面，确认有无点蚀。在利用放大镜的观察中对点蚀的产生有疑问的情况下，进一步利用倍率100倍的光学显微镜进行观察，确认有无点蚀。在本实施方式中，在得到的腐蚀速度为0.100mm/年以下且未确认到点蚀的情况下，判断为钢材具有在混入有SOx、NOx的腐蚀环境下的优异的耐腐蚀性。

如上所述，本实施方式的马氏体系不锈钢材在不仅包含上述化学组成而且还满足Cu含量：0.50～3.50％以及W含量：0.01～2.00％的情况下，具有在混入有SOx、NOx的腐蚀环境下的更优异的耐腐蚀性。在本实施方式中，具有在混入有SOx、NOx的腐蚀环境下的更优异的耐腐蚀性是指，在175℃条件下的腐蚀速度试验中，腐蚀速度为0.100mm/年以下且未确认到点蚀的情况。具体而言，在上述腐蚀速度试验中，使高压釜内的温度为175℃，除此以外，以上述条件来实施腐蚀速度试验。其结果是，在得到的腐蚀速度为0.100mm/年以下且未确认到点蚀的情况下，判断为钢材具有在混入有SOx、NOx的腐蚀环境下的更优异的耐腐蚀性。

[微观组织]

本实施方式的马氏体系不锈钢材的微观组织以马氏体为主体。本说明书中，“以马氏体为主体”是指微观组织以体积率计构成为0～5％的残余奥氏体、0～5％的铁素体，并且余量为马氏体。在本说明书中，“构成为残余奥氏体、铁素体以及马氏体”是指残余奥氏体、铁素体以及马氏体以外的相少到可以忽略不计的程度。例如，在本实施方式的马氏体系不锈钢材的化学组成中，析出物、夹杂物的体积率与残余奥氏体、铁素体及马氏体的体积率相比，小到可以忽略不计的程度。即，本实施方式的马氏体系不锈钢材的微观组织中，除了残余奥氏体、铁素体以及马氏体以外，也可以含有微量的析出物、夹杂物等。

若具有上述化学组成的钢材的微观组织以马氏体为主体，则以满足本实施方式的其他特征为条件，具有862MPa以上的屈服强度和在混入有SOx、NOx的腐蚀环境下的优异的耐腐蚀性。因此，在本实施方式中，在具有上述化学组成且满足本实施方式的其他特征的基础上，在具有862MPa以上的屈服强度和在混入有SOx、NOx的腐蚀环境下的优异的耐腐蚀性的情况下，判断为该钢材的微观组织以体积率计构成为0～5％的残余奥氏体、0～5％的铁素体，并且余量为马氏体。

此外，在通过观察确定钢材的微观组织的情况下，能够使用以下方法。在该情况下，具体而言，用100％减去由以下所示方法求出的残余奥氏体的体积率(％)及由以下所示方法求出的铁素体的体积率(％)来求出钢材的微观组织中的马氏体的体积率(％)。

[残余奥氏体的体积率的测量方法]

通过X射线衍射法求出钢材的微观组织中的残余奥氏体的体积率。具体而言，由本实施方式的钢材制作残余奥氏体的体积率测量用的试验片。钢材为钢管的情况下，从壁厚中央位置采集试验片。钢材为圆钢的情况下，从R/2位置采集试验片。钢材为钢板的情况下，从板厚中央位置采集试验片。试验片的大小没有特别限制。试验片例如为15mm×15mm×厚度2mm。钢材为钢管的情况下，试验片的厚度方向为管径方向。钢材为圆钢的情况下，试验片的厚度方向为径向。钢材为钢板的情况下，试验片的厚度方向为板厚方向。使用制作出的试验片，测量α相(马氏体)的(110)面、α相的(200)面、α相的(211)面、γ相(残余奥氏体)的(111)面、γ相的(200)面以及γ相的(220)面各自的X射线衍射强度，算出各面的积分强度。

在X射线衍射强度的测量中，将X射线衍射装置的靶设为Co(Co-Kα射线)，输出设为30kV-100mA。测量角度(2θ)设为45°～105°。算出后，对α相的各面与γ相的各面的每一个组合(3×3＝9组)，用式(I)算出残余奥氏体的体积率Vγ(％)。然后，将9组残余奥氏体的体积率Vγ的平均值定义为残余奥氏体的体积率(％)。

Vγ＝100/{1+(Iα×Rγ)/(Iγ×Rα)}(I)

其中，Iα为α相的积分强度。Rα为α相的晶体学理论计算值。Iγ为γ相的积分强度。Rγ为γ相的晶体学理论计算值。各面中的Rα和Rγ的值，能够使用株式会社理学制的、商品名称RINT-TTR附带的残留γ定量分析系统中录入的值。此外，残余奥氏体的体积率是将得到的数值的小数点后第一位四舍五入而得到的。

[铁素体的体积率的测量方法]

采用点计数法求出钢材的微观组织中的铁素体的体积率。具体而言，由本实施方式的钢材制作铁素体的体积率测量用的试验片。钢材为钢管的情况下，从壁厚中央位置采集试验片。钢材为圆钢的情况下，从R/2位置采集试验片。钢材为钢板的情况下，从板厚中央位置采集试验片。此外，试验片的大小没有特别限定。另外，在钢材为钢管的情况下，试验片的观察面为与钢管的管轴方向平行的面。在钢材为圆钢的情况下，试验片的观察面为与圆钢的轴向平行的面。在钢材为钢板的情况下，试验片的观察面为与钢板的轧制方向平行的面。对观察面进行机械研磨后，对观察面进行电解蚀刻以使组织暴露。电解蚀刻以电解液：30％氢氧化钠水溶液、电流密度：1A/cm²、电解时间：1分钟来实施。

使用光学显微镜对电解蚀刻后的观察面进行30个视场的观察。观察视场设为250μm×250μm的矩形。此外，观察倍率为400倍。在各观察视场中，本领域技术人员可以基于对比度区分铁素体与其他相(残余奥氏体、马氏体)。因此，基于对比度来确定各观察视场中的铁素体。通过基于ASTM E562(2019)的点计数法来求出所确定的铁素体的面积率。

具体而言，对于观察视场，等间隔地画出20条从观察视场的上端至下端的竖线。即，观察视场在左右方向被20条竖线划分为21个区域。进一步，对于观察视场，等间隔地画出20条从观察视场的左端至右端的横线。即，观察视场在上下方向被20条横线划分为21个区域。此时，竖线与横线的交点称为阵点。即，在观察视场中等间隔地配置有400个阵点。根据ASTM E562(2019)，在观察视场中对与铁素体重叠的阵点进行计数。将在30个视场中获得的与铁素体重叠的阵点的数量除以阵点的总数(400×30＝12000)，定义为铁素体面积率。在本实施方式中，将通过以上方法求出的铁素体的面积率视为铁素体的体积率(％)。此外，铁素体的体积率是将得到的数值的小数点后第一位四舍五入而得到的。

使用由上述X射线衍射法得到的残余奥氏体的体积率(％)和由上述点计数法得到的铁素体的体积率(％)，利用下式求出钢材的微观组织的马氏体的体积率(％)。

马氏体的体积率(％)＝100.0-{残余奥氏体的体积率(％)+铁素体的体积率(％)}

如以上的说明那样，本实施方式的马氏体系不锈钢材在具有上述化学组成的基础上满足式(1)，并具有862MPa以上的屈服强度，并且，使粗大Mg氧化物的个数相对于特定夹杂物的个数的比率为45.0％以上。其结果是，本实施方式的马氏体系不锈钢材具有高强度和在混入有SOx、NOx的腐蚀环境下的优异的耐腐蚀性。

[任意特征]

本实施方式的马氏体系不锈钢材也可以具有以下说明的特征。即，以下说明的特征在本实施方式的马氏体系不锈钢材中为任意特征。

[特定夹杂物的总个数密度]

本实施方式的马氏体系不锈钢材具有上述化学组成，满足上述式(1)，并具有862MPa以上的屈服强度，满足粗大Mg氧化物的个数相对于特定夹杂物的个数的比率为45.0％以上，在此前提下，特定夹杂物的总个数密度也可以为1000个/cm²以上。在本实施方式的马氏体系不锈钢材满足特定夹杂物的总个数密度为1000个/cm²以上的情况下，本实施方式的马氏体系不锈钢材不仅具有高强度和在混入有SOx、NOx的腐蚀环境下的优异的耐腐蚀性，还具有优异的热加工性。

在具有上述化学组成的钢材中，当欲利用Ca和Mg来固定O或S时，会优先地形成氧化物，S容易以固溶的状态残留。另一方面，若提高特定夹杂物的总个数密度，则能够降低S的固溶量，钢材的热加工性变高。因而，在本实施方式的马氏体系不锈钢材中，优选使特定夹杂物的总个数密度为1000个/cm²以上。

在本实施方式中，特定夹杂物的总个数密度的更优选的下限为1050个/cm²，进一步优选为1100个/cm²，进一步优选为1150个/cm²。在本实施方式中，特定夹杂物的总个数密度的上限没有特别限定，例如可以为3000个/cm²。

此外，粗大Ca氧化物和粗大Ca硫化物的总个数密度以及粗大Mg氧化物的个数密度没有特别限定。粗大Ca氧化物和粗大Ca硫化物的总个数密度例如可以为10～1500个/cm²，也可以为30～1250个/cm²，还可以为50～1000个/cm²。粗大Mg氧化物的个数密度例如可以为450～3000个/cm²，也可以为500～2500个/cm²，还可以为600～2000个/cm²。

[式(2)]

本实施方式的马氏体系不锈钢材具有上述化学组成，满足上述式(1)，并具有862MPa以上的屈服强度，满足粗大Mg氧化物的个数相对于特定夹杂物的个数的比率为45.0％以上，在此前提下，也可以满足如下的式(2)。在本实施方式的马氏体系不锈钢材满足式(2)的情况下，能够将特定夹杂物的总个数密度稳定地提高到1000个/cm²以上。

Ca/S≥0.80 (2)

在此，在式(2)中的元素符号处以质量％计代入对应元素的含量。

定义为Fn2＝Ca/S。Fn2是与Ca硫化物有关的指标。通过提高Fn2，从而Ca能够将S充分地固定为Ca硫化物。其结果是，能够稳定地提高特定夹杂物的总个数密度。因而，在本实施方式的马氏体系不锈钢材中，以具有上述化学组成且满足上述式(1)为前提，优选将Fn2设为0.80以上。

Fn2的更优选的下限为0.85，进一步优选为0.90，进一步优选为1.00。Fn2的上限没有特别限定，例如可以为20.00，也可以为15.00，还可以为10.00。

[热加工性]

优选的是，本实施方式的马氏体系不锈钢材在具有上述化学组成的基础上满足式(1)和(2)，并具有862MPa以上的屈服强度，使粗大Mg氧化物的个数相对于特定夹杂物的个数的比率为45.0％以上，并且，使特定夹杂物的总个数密度为1000个/cm²以上。其结果是，本实施方式的马氏体系不锈钢材不仅具有高强度和在混入有SOx、NOx的腐蚀环境下的优异的耐腐蚀性，还具有优异的热加工性。在本实施方式中，具有优异的热加工性是指，通过以下记载的热加工性试验而得到的颈缩值Ra为70％以上。

对本实施方式的马氏体系不锈钢材实施热加工性试验(Greeble试验)。具体而言，由在本实施方式的马氏体系不锈钢材的制造过程中得到的坯料制作Greeble试验用的试验片。坯料可以为铸坯或钢锭，铸坯可以为钢坯，也可以为大钢坯，还可以为板坯。优选使用被实施了热锻、初轧后的铸坯或钢锭。

在本实施方式中，由坯料制作Greeble试验用的试验片的位置无特别限定，但要避开凝固时容易产生偏析、缺陷的坯料的中心部来制作。试验片例如为直径10mm、长度130mm的圆棒试验片。试验片的长度方向与对坯料实施热加工的方向平行。例如，在坯料为圆钢坯且实施穿孔轧制作为热加工的情况下，试验片的长度方向与圆钢坯的轴向(轧制方向)平行。

对于加热至900℃的试验片，以应变速度10s^-1实施拉伸试验，使试验片断裂。由断裂后的试验片求出颈缩值Ra(％)。此外，在本实施方式中，颈缩值Ra是将得到的数值的小数点后第一位四舍五入而求出的。在本实施方式中，在得到的颈缩值Ra为70％以上的情况下，判断为钢材具有优异的热加工性。

[钢材的形状和用途]

如上所述，本实施方式的马氏体系不锈钢材的形状没有特别限定。具体而言，本实施方式的马氏体系不锈钢材可以为钢管、圆钢(实心材料)、钢板。另外，钢管可以是无缝钢管，也可以是焊接钢管。本实施方式的马氏体系不锈钢材例如适合于CCUS的储存技术用途。

[制造方法]

对本实施方式的马氏体系不锈钢材的制造方法的一例进行说明。此外，以下说明的制造方法是一例，本实施方式的马氏体系不锈钢材的制造方法并不限定于以下的说明。即，只要能够制造具有上述特征的本实施方式的马氏体系不锈钢钢，则不限定于以下所说明的制造方法。不过，以下说明的制造方法是制造本实施方式的马氏体系不锈钢材的合适的制造方法。

本实施方式的马氏体系不锈钢材的制造方法的一例包括：准备坯料的工序(制钢工序)；对坯料进行热加工而制造中间钢材的工序(热加工工序)；以及对中间钢材实施淬火和回火的工序(热处理工序)。以下，详细叙述各工序。

[制钢工序]

在制钢工序中，包含制造钢水的工序(精炼工序)和使用钢水并通过铸造法来制造坯料的工序(坯料制造工序)。

[精炼工序]

在精炼工序中，首先，将含有Cr的钢水收纳于浇包，在大气压下对浇包内的钢水实施脱碳处理(粗脱碳精炼工序)。通过粗脱碳精炼工序中的脱碳处理而生成熔渣。在粗脱碳精炼工序后的钢水的液面漂浮有通过脱碳处理生成的熔渣。在粗脱碳精炼工序中，钢水中的Cr氧化而生成Cr₂O₃。Cr₂O₃被吸收到熔渣中。因此，向浇包添加脱氧剂，将熔渣中的Cr₂O₃还原，将Cr回收到钢水中(Cr还原处理工序)。粗脱碳精炼工序和Cr还原处理工序例如通过电炉法、转炉法、或氩氧脱碳(AOD、Argon Oxygen Decarburization)法来实施。在Cr还原处理工序后，从钢水中除去熔渣(除渣处理工序)。

对除渣处理工序后的钢水进一步实施最终的脱碳处理(最终脱碳精炼工序)。在最终脱碳精炼工序后，向钢水添加脱氧剂，再次实施将熔渣中的Cr₂O₃还原的Cr还原处理(Cr还原处理工序)。最终脱碳精炼工序和最终脱碳精炼工序后的Cr还原处理工序例如通过真空吹氧脱碳(VOD、Vacuum Oxygen Decarburization)法来实施，也可以通过RH(Ruhrstahl-Heraeus)法来实施。

Cr还原处理工序后，对浇包中的钢水实施最终的成分调整和坯料制造工序前的钢水的温度调整(成分调整工序)。成分调整工序例如可以通过钢包处理(LT、LadleTreatment)来实施。在本实施方式的成分调整工序中，优选将浇包中的钢水温度保持在1500～1700℃。

在本实施方式的成分调整工序中，优选的是，以如下顺序实施元素的添加。具体而言，向钢水中添加Mg，在钢水中形成粗大Mg氧化物。之后，优选的是，向钢水中添加Ca，形成粗大Ca硫化物。在此，就钢水中的脱氧力而言，Ca强于Mg。因此，在向钢水中添加Ca而形成粗大Ca氧化物之后向钢水添加Mg的情况下，有时会没有充分地形成粗大Mg氧化物。在该情况下，在制造出的马氏体系不锈钢材中，粗大Mg氧化物的个数相对于特定夹杂物的个数的比率降低，无法得到在混入有SOx、NOx的腐蚀环境下的优异的耐腐蚀性。因而，在本实施方式的成分调整工序中，优选的是，在向钢水中添加Mg之后，添加Ca。

在本实施方式的成分调整工序中，优选的是，在向钢水中添加Mg之后，对添加Ca的时刻和在添加Ca之后进行出钢的时刻实施控制。具体而言，将从向钢水添加元素成分起直至添加到钢水内的元素成分均匀分散为止的时间定义为“均匀混合时间”τ。均匀混合时间τ能够通过如下的式(A)求出。

τ＝800×ε^-0.4(A)

在此，ε是LT中的钢水的搅拌动力密度，通过式(B)来定义。

ε＝28.5(Q/W)×T×log(1+H/1.48)(B)

在此，Q是顶吹气体流量(Nm³/min)。W是钢水质量(t)。T是钢水温度(K)。H是浇包内的钢水的深度(钢水深度)(m)。

在本说明书中，在成分调整工序中，将从Mg投入钢水内并经过均匀混合时间τ起直至投入Ca为止的时间定义为“保持时间tA”(秒)。在本说明书中，还在成分调整工序中，将从Ca投入钢水内并经过均匀混合时间τ起直至出钢为止的时间定义为“保持时间tB”(秒)。优选的是，在本实施方式的成分调整工序中，保持时间tA(秒)和保持时间tB(秒)满足如下的式(C)。

tA/tB＞1.0(C)

定义为FnC＝tA/tB。FnC是表示钢水中的氧化物系夹杂物的状态的指标。在FnC较小的情况下，有时没有充分地形成Mg氧化物。在FnC较小的情况下，有时Mg氧化物会因Ca氧化物而被过度地改性，从而钢水中的Mg氧化物减少。在FnC较小的情况下，有时Ca氧化物和/或Ca硫化物粗大化，钢水中的Ca氧化物和/或Ca硫化物减少。在这些情况下，在制造出的马氏体系不锈钢材中，粗大Mg氧化物的个数相对于特定夹杂物的个数的比率降低，有时无法得到混入有SOx、NOx的腐蚀环境下的优异的耐腐蚀性。在这些情况下，在制造出的马氏体系不锈钢材中，有时特定夹杂物的总个数密度降低。

因而，在本实施方式的成分调整工序中，优选使FnC超过1.0。在该情况下，在制造出的马氏体系不锈钢材中，能够稳定地提高粗大Mg氧化物的个数相对于特定夹杂物的个数的比率。此外，FnC的上没有特别限定，例如，也可以为10.0。此外，若满足FnC超过1.0，则对从Mg投入钢水内并经过均匀混合时间τ起直至投入Ca为止的保持时间tA和从Ca投入钢水内并经过均匀混合时间τ起直至出钢为止的保持时间tB都没有特别限定。保持时间tA例如也可以为120～600秒。保持时间tB例如为60秒以上且小于120秒。以下，说明坯料制造工序。

[坯料制造工序]

使用通过上述精炼工序制造的钢水来制造坯料(铸坯或钢锭)。具体而言，使用钢水通过连续铸造法来制造铸坯。铸坯可以是板坯、大钢坯、钢坯。或者，可以使用钢水通过铸锭法制造钢锭。也可以对铸坯或钢锭进一步实施初轧等而制造钢坯。通过以上工序制造坯料。以下，详细叙述热加工工序。

[热加工工序]

在热加工工序中，对坯料进行热加工从而制造中间钢材。在钢材为无缝钢管的情况下，中间钢材相当于管坯。在钢材为无缝钢管的情况下，首先，将钢坯在加热炉中加热。加热温度没有特别限定，例如为1100～1300℃。对从加热炉中取出的钢坯实施热加工，从而制造管坯(无缝钢管)。热加工的方法没有特别限制，可以是公知的方法。

例如，作为热加工可以实施曼内斯曼法来制造管坯。在该情况下，利用穿孔机对圆钢坯进行穿孔轧制。穿孔轧制的情况下，穿孔比没有特别限定，例如为1.0～4.0。利用芯棒式无缝管轧机、减径机、定径机等对进行了穿孔轧制的圆钢坯进行热轧，从而制成管坯。热加工工序中的累积的截面收缩率例如为20～70％。

也可以使用其他热加工方法由钢坯制造管坯。例如，在钢材是如接箍那样的较短的厚壁钢管的情况下，也可以利用爱氏冲管法等锻造来制造管坯。通过以上工序制造管坯。管坯的壁厚没有特别限定，例如为9～60mm。

在钢材为圆钢的情况下，首先将坯料在加热炉中加热。加热温度没有特别限定，例如为1100～1300℃。对从加热炉中取出的坯料实施热加工，从而制造与轴向垂直的截面为圆形的中间钢材。热加工例如为利用初轧机的初轧或利用连轧机的热轧。在连轧机中，具有沿上下方向排列配置的一对孔型辊的水平机架与具有沿水平方向排列配置的一对孔型辊的垂直机架交替配置。

在钢材为钢板的情况下，首先将坯料在加热炉中加热。加热温度没有特别限定，例如为1100～1300℃。对从加热炉中取出的坯料，使用初轧机和连轧机实施热轧，从而制造钢板形状的中间钢材。

通过热加工制造的中间钢材可以进行空冷(As-Rolled)。利用热加工制造的中间钢材也可以在热加工后实施直接淬火，而不冷却至常温，也可以在热加工后补热(再加热)后实施淬火。

在热加工后实施直接淬火、或补热后实施淬火的情况下，也可以在淬火过程中停止冷却、或者实施缓冷。在该情况下，能够抑制中间钢材产生淬火裂纹。在热加工后实施直接淬火、或补热后实施淬火的情况下，可以在淬火后且下一工序的热处理前还实施去应力退火(SR)。在该情况下，中间钢材的残余应力被消除。以下，详细叙述热处理工序。

[热处理工序]

热处理工序包含淬火工序和回火工序。

[淬火工序]

在热处理工序中，首先，对通过热加工工序制造的中间钢材实施淬火(淬火工序)。淬火通过公知的方法来实施。具体而言，将热加工工序后的中间钢材装入热处理炉中，并保持在淬火温度。淬火温度为A₃点以上，例如为900～1000℃。将中间钢材在淬火温度下保持，然后进行急冷(淬火)。淬火温度下的保持时间没有特别限定，例如为10～60分钟。淬火方法例如为水冷。淬火方法没有特别限制。例如，在中间钢材为管坯的情况下，例如可以将管坯浸渍在水槽或油槽中对管坯进行急冷，也可以利用喷淋冷却或喷雾冷却将冷却水浇到或喷射到管坯的外表面和/或内表面上，对管坯进行急冷。

此外，如上所述，在热加工工序后，可以在热加工后立即实施淬火(直接淬火)，而不将中间钢材冷却至常温，也可以在热加工后的中间钢材的温度下降前装入补热炉中，从而保持淬火温度，之后实施淬火。

[回火工序]

对淬火后的中间钢材进一步实施回火工序。回火工序中，调整钢材的屈服强度。在本实施方式中，回火温度设为540～620℃。回火温度下的保持时间(回火时间)没有特别限定，例如为10～180分钟。在此，回火温度是指实施回火的热处理炉的温度。另外，回火时间是指中间钢材被以回火温度保持的时间。此外，对于本领域技术人员而言公知的是，能够根据化学组成适当调整回火温度，由此来调整钢材的屈服强度。即，在本实施方式中，调整回火条件以使钢材的屈服强度为862MPa以上。

通过以上工序，能够制造本实施方式的马氏体系不锈钢材。此外，如上所述，本实施方式的马氏体系不锈钢材并不限定于上述的制造方法。具体而言，只要能够制造在具有上述化学组成的基础上满足式(1)、且具有862MPa以上的屈服强度、并且粗大Mg氧化物的个数相对于特定夹杂物的个数的比率为45.0％以上的马氏体系不锈钢材，则本实施方式的制造方法不限于上述制造方法。以下，通过实施例对本实施方式的马氏体系不锈钢材进行更具体的说明。

实施例1

制造具有表1-1和表1-2所示的化学组成的钢水。其中，表1-2中的“-”意味着该元素的含量为杂质的程度。例如，对于试验编号1的Cu、Nb和W含量，是指将小数点后第三位四舍五入而为0％的情况。对于试验编号1的Zr含量，是指将小数点后第四位四舍五入而为0％的情况。对于试验编号1的B和REM含量，是指将小数点后第五位四舍五入而为0％的情况。并且，将由表1-1和表1-2记载的各试验编号的化学组成和上述定义求出的Fn1和Fn2示于表2。

[表1-1]

表1-1

[表1-2]

表1-2

[表2]

表

如下那样制造各试验编号的钢水。将含有Cr的钢水收纳于浇包，通过AOD法实施了公知的粗脱碳精炼工序和Cr还原处理工序。在Cr还原处理工序后，实施从钢水除去熔渣的除渣处理工序。然后，通过VOD法实施了公知的最终脱碳精炼工序和Cr还原处理工序。

在基于VOD法的Cr还原处理工序后，通过LT对浇包中的钢水实施了最终的成分调整。此时，对于在添加Mg之后添加了Ca的钢水，在表2中的“Mg-Ca的添加顺序”栏中标记为“A(Acceptable：可接受的)”。另一方面，对于在添加Ca之后添加了Mg的钢水，在表2中的“Mg-Ca的添加顺序”栏中标记为“NA(Not Acceptable：不可接受的)”。

另外，在试验编号26以外的各试验编号中，如表2所示那样调整了从添加Mg并经过均匀混合时间τ起直至添加Ca为止的保持时间tA(秒)。在试验编号26以外的各试验编号中，如表2所示那样调整了从添加Ca并经过均匀混合时间τ起直至出钢为止的保持时间tB(秒)。此外，在试验编号26中，将从添加Ca并经过均匀混合时间τ起直至添加Mg为止的时间作为保持时间tA(秒)示于表2。在试验编号26中，将从添加Mg并经过均匀混合时间τ起直至出钢为止的时间作为保持时间tB(秒)示于表2。另外，在各试验编号中，将由保持时间tA(秒)、保持时间tB(秒)和上述式(C)求出的FnC(＝tA/tB)示于表2。通过以上的工序，从而制造了表1-1和1-2所示的化学组成的钢水。

由制造出的各试验编号的钢水，通过铸锭法制造钢锭。将各试验编号的钢锭以1250℃加热3小时。对加热后的钢锭实施热锻，对各试验编号分别制造多个块。对各试验编号的1个块实施热轧。具体而言，在将热锻后的各试验编号的块以1230℃加热3小时之后，实施热轧。由此，制造了具有13mm的厚度的各试验编号的钢材(钢板)。

对制造出的各试验编号的钢材实施了淬火。具体而言，对于各试验编号的钢板，以910℃保持15分钟之后实施水冷。对于淬火后的各试验编号的钢板，以表2记载的回火温度(℃)保持表2记载的回火时间(分钟)来实施回火。通过以上的制造工序，从而制造了各试验编号的钢板。

[评价试验]

对制造出的各试验编号的钢板实施了拉伸试验、特定夹杂物个数测量试验、热加工性试验和耐腐蚀性试验。

[拉伸试验]

对于各试验编号的钢板，依据ASTM E8/E8M(2021)实施拉伸试验。具体而言，从各试验编号的钢板的板厚中央位置制作平行部的直径为8.9mm、标距为35.6mm的圆棒拉伸试验片。圆棒拉伸试验片的长度方向与钢板的轧制方向平行。使用各试验编号的圆棒拉伸试验片，在常温(24±3℃)条件下在大气中实施拉伸试验，求出0.2％残留变形应力(MPa)。将所求出的0.2％残留变形应力定义为屈服强度(MPa)。将得到的各试验编号的屈服强度示于表3的“YS(MPa)”栏中。

[表3]

表3

[特定夹杂物个数测量试验]

对于各试验编号的钢板，通过上述方法，求出了圆当量直径为2.0μm以上的Ca氧化物(粗大Ca氧化物)和圆当量直径为2.0μm以上的Ca硫化物(粗大Ca硫化物)的总个数密度(个/cm²)、以及圆当量直径为2.0μm以上的Mg氧化物(粗大Mg氧化物)的个数密度(个/cm²)。将得到的各试验编号的粗大Ca氧化物和粗大Ca硫化物的总个数密度示于表3的“Ca(O,S)(个/cm²)”栏中。并且，将得到的各试验编号的粗大Mg氧化物的个数密度示于表3的“MgO(个/cm²)”栏中。并且，将各试验编号的粗大Ca氧化物、粗大Ca硫化物和粗大Mg氧化物的总个数密度示于表3的“特定夹杂物(个/cm²)”栏中。并且，将各试验编号中的粗大Mg氧化物的个数相对于特定夹杂物的个数的比率示于表3的“MgO比率(％)”栏中。

[热加工性试验]

对于各试验编号的块，通过上述方法实施了热加工性试验(Greeble试验)。此外，如上所述，各试验编号的块是指，通过对由各试验编号的钢水制造的钢锭实施热锻而得到的块。由各试验编号的块制作圆棒试验片。具体而言，对于各试验编号的块，确定了实施热轧的方向(相当于制造出的钢板的轧制方向)。并且，确定了各试验编号的块的表面中的、实施了热轧的面(与钢板的板厚方向垂直的面)。在各试验编号的块的与实施了热轧的方向(钢板的轧制方向)垂直的截面中，从2条对角线的交点与实施了热轧的面的中央位置制作圆棒试验片。

圆棒试验片为直径10mm、长度130mm。圆棒试验片的长度方向与对块实施热轧的方向(钢板的轧制方向)平行。将各试验编号的圆棒试验片加热至900℃之后，以应变速度10s^-1实施拉伸试验，使各试验编号的圆棒试验片断裂。由断裂后的各试验编号的圆棒试验片求出颈缩值Ra(％)。将得到的各试验编号的颈缩值Ra示于表3的“Ra(％)”栏中。

[耐腐蚀性试验]

对于各试验编号的钢板，以上述方法实施耐腐蚀性试验(腐蚀速度试验)。具体而言，从各试验编号的钢板的板厚中央位置制作长度30mm、宽度20mm、厚度2mm的试验片。其中，试验片的长度方向与轧制方向平行。将各试验编号的试验片在高压釜内浸渍在5.0质量％氯化钠水溶液中。在高压釜内，加压封入总压：130bar、SO₂浓度：10ppm、NO₂浓度：10ppm的混合气体(SO₂、NO₂和CO₂)。将高压釜内的温度维持在150℃，实施96小时的腐蚀速度试验。

对于经过96小时后的试验片，由质量、密度和表面积求出腐蚀速度(mm/年)。对于经过96小时后的试验片，还利用放大倍率为10倍的放大镜和倍率100倍的光学显微镜进行观察，确认有无点蚀。在得到的腐蚀速度为0.100mm/年以下且没有确认到点蚀的情况下，判断为具有在混入有SOx、NOx的腐蚀环境下的优异的耐腐蚀性(表3中“耐腐蚀性(150℃)”栏的“EX(Excellent：优秀)”)。另一方面，在得到的腐蚀速度超过0.100mm/年或者确认到点蚀的情况下，判断为不具有在混入有SOx、NOx的腐蚀环境下的优异的耐腐蚀性(表3中“耐腐蚀性(150℃)”栏的“NA(Not Acceptable：不可接受的)”)。将各试验编号的耐腐蚀性的评价示于表3。

[评价结果]

参照表1-1、表1-2、表2和表3，试验编号1～19的钢板的化学组成是合适的，Fn1为0.0010～0.0050。这些钢板还具有862MPa以上的屈服强度。在这些钢板中，粗大Mg氧化物的个数相对于特定夹杂物的个数的比率为45.0％以上。其结果是，这些钢板在耐腐蚀性试验中具有在混入有SOx、NOx的腐蚀环境下的优异的耐腐蚀性。此外，根据这些评价结果，判断为这些钢板具有以体积率计构成为0～5％的残余奥氏体、0～5％的铁素体，并且余量为马氏体的微观组织。

试验编号1～16的钢板的Fn2还为0.80以上，是通过上述优选的制造方法制造的。其结果是，这些钢板的特定夹杂物的总个数密度为1000个/cm²以上。其结果是，这些钢板在热加工性试验中的颈缩值Ra为70％以上，呈现出优异的热加工性。

另一方面，试验编号20和21的钢板的Fn1过高。其结果是，在这些钢板中，粗大Mg氧化物的个数相对于特定夹杂物的个数的比率小于45.0％。其结果是，这些钢板在耐腐蚀性试验中未呈现出在混入有SOx、NOx的腐蚀环境下的优异的耐腐蚀性。

试验编号22和23的钢板的Ca含量过低。

试验编号24的钢板的Mg含量过低。其结果是，在该钢板中，粗大Mg氧化物的个数相对于特定夹杂物的个数的比率小于45.0％。其结果是，该钢板在耐腐蚀性试验中未呈现出在混入有SOx、NOx的腐蚀环境下的优异的耐腐蚀性。

在试验编号25的钢板中，Ca含量过低，Mg含量过低，Fn1过低。

对于试验编号26的钢板，在制造钢水时，在添加Ca之后添加了Mg。其结果是，在该钢板中，粗大Mg氧化物的个数相对于特定夹杂物的个数的比率小于45.0％。其结果是，该钢板在耐腐蚀性试验中未呈现出在混入有SOx、NOx的腐蚀环境下的优异的耐腐蚀性。

对于试验编号27的钢板，在制造钢水时，FnC过小。其结果是，在该钢板中，粗大Mg氧化物的个数相对于特定夹杂物的个数的比率小于45.0％。其结果是，该钢板在耐腐蚀性试验中未呈现出在混入有SOx、NOx的腐蚀环境下的优异的耐腐蚀性。

实施例2

在实施例2中，对Cu含量为0.50％以上且W含量为0.01％以上的情况下的、本实施方式的马氏体系不锈钢材的效果进行了确认。具体而言，制作了具有表4-1和表4-2所示的化学组成的钢水。其中，表4-2中的“-”意味着该元素的含量为杂质的程度。例如，对于试验编号1的Nb含量，是指将小数点后第三位四舍五入而为0％的情况。对于试验编号1的Zr含量，是指将小数点后第四位四舍五入而为0％的情况。对于试验编号1的B和REM含量，是指将小数点后第五位四舍五入而为0％的情况。并且，将由表4-1和表4-2记载的各试验编号的化学组成和上述定义求出的Fn1和Fn2示于表5。

[表4-1]

表4-1

[表4-2]

表4-2

[表5]

表5

与实施例1同样地，如下那样制造各试验编号的钢水。将含有Cr的钢水收纳于浇包，通过AOD法实施了公知的粗脱碳精炼工序和Cr还原处理工序。在Cr还原处理工序后，实施了从钢水中去除熔渣的除渣处理工序。然后，通过VOD法实施了公知的最终脱碳精炼工序和Cr还原处理工序。

与实施例1同样地，在基于VOD法的Cr还原处理工序后，通过LT对浇包中的钢水实施了最终的成分调整。此时，对于在添加Mg之后添加了Ca的钢水，在表5中的“Mg-Ca的添加顺序”栏中标记为“A”。另一方面，对于在添加Ca之后添加了Mg的钢水，在表5中的“Mg-Ca的添加顺序”栏中标记为“NA”。

另外，在试验编号52以外的各试验编号中，如表5所示那样调整了从添加Mg并经过均匀混合时间τ起直至添加Ca为止的保持时间tA(秒)。在试验编号52以外的各试验编号中，如表5所示那样调整了从添加Ca并经过均匀混合时间τ起直至出钢为止的保持时间tB(秒)。此外，在试验编号52中，将从添加Ca并经过均匀混合时间τ起直至添加Mg为止的时间作为保持时间tA(秒)示于表5。在试验编号52中，将从添加Mg并经过均匀混合时间τ起直至出钢为止的时间作为保持时间tB(秒)示于表5。另外，在各试验编号中，将由保持时间tA(秒)、保持时间tB(秒)和上述式(C)求出的FnC(＝tA/tB)示于表5。通过以上的工序，从而制造了表4-1和4-2所示的化学组成的钢水。

与实施例1同样地，由制造出的各试验编号的钢水，通过铸锭法制造钢锭。将各试验编号的钢锭以1250℃加热3小时。对加热后的钢锭实施热锻，对各试验编号分别制造多个块。对各试验编号的1个块实施热轧。具体而言，在将热锻后的各试验编号的块以1230℃加热3小时之后，实施热轧。由此，制造了具有13mm的厚度的各试验编号的钢材(钢板)。

与实施例1同样地，对制造出的各试验编号的钢材实施了淬火。具体而言，对于各试验编号的钢板，以910℃保持15分钟之后实施水冷。对于淬火后的各试验编号的钢板，以表5记载的回火温度(℃)保持表5记载的回火时间(分钟)来实施回火。通过以上的制造工序，从而制造了各试验编号的钢板。

[评价试验]

对制造出的各试验编号的钢板实施了拉伸试验、特定夹杂物个数测量试验、热加工性试验和耐腐蚀性试验。

[拉伸试验]

对于各试验编号的钢板，依据ASTM E8/E8M(2021)实施拉伸试验。具体而言，从各试验编号的钢板的板厚中央位置制作平行部的直径为8.9mm、标距为35.6mm的圆棒拉伸试验片。圆棒拉伸试验片的长度方向与钢板的轧制方向平行。使用各试验编号的圆棒拉伸试验片，在常温(24±3℃)条件下在大气中实施拉伸试验，求出0.2％残留变形应力(MPa)。将所求出的0.2％残留变形应力定义为屈服强度(MPa)。将得到的各试验编号的屈服强度示于表6的“YS(MPa)”栏中。

[表6]

表6

[特定夹杂物个数测量试验]

对于各试验编号的钢板，通过上述方法，求出了圆当量直径为2.0μm以上的Ca氧化物(粗大Ca氧化物)和圆当量直径为2.0μm以上的Ca硫化物(粗大Ca硫化物)的总个数密度(个/cm²)、以及圆当量直径为2.0μm以上的Mg氧化物(粗大Mg氧化物)的个数密度(个/cm²)。将得到的各试验编号的粗大Ca氧化物和粗大Ca硫化物的总个数密度示于表6的“Ca(O,S)(个/cm²)”栏中。并且，将得到的各试验编号的粗大Mg氧化物的个数密度示于表6的“MgO(个/cm²)”栏中。并且，将各试验编号的粗大Ca氧化物、粗大Ca硫化物和粗大Mg氧化物的总个数密度示于表6的“特定夹杂物(个/cm²)”栏中。并且，将各试验编号中的粗大Mg氧化物的个数相对于特定夹杂物的个数的比率示于表6的“MgO比率(％)”栏中。

[热加工性试验]

对于各试验编号的块，通过上述方法实施了热加工性试验(Greeble试验)。此外，如上所述，各试验编号的块是指，通过对由各试验编号的钢水制造的钢锭实施热锻而得到的块。由各试验编号的块制作圆棒试验片。具体而言，对于各试验编号的块，确定了实施热轧的方向(相当于制造出的钢板的轧制方向)。并且，确定了各试验编号的块的表面中的、实施了热轧的面(与钢板的板厚方向垂直的面)。在各试验编号的块的与实施了热轧的方向(钢板的轧制方向)垂直的截面中，从2条对角线的交点与实施了热轧的面的中央位置制作圆棒试验片。

圆棒试验片为直径10mm、长度130mm。圆棒试验片的长度方向与对块实施热轧的方向(钢板的轧制方向)平行。在将各试验编号的圆棒试验片加热至900℃之后，以应变速度10s^-1实施拉伸试验，使各试验编号的圆棒试验片断裂。由断裂后的各试验编号的圆棒试验片求出颈缩值Ra(％)。将得到的各试验编号的颈缩值Ra示于表6的“Ra(％)”栏中。

[耐腐蚀性试验]

对于各试验编号的钢板，以上述方法实施耐腐蚀性试验(腐蚀速度试验)。具体而言，从各试验编号的钢板的板厚中央位置制作长度30mm、宽度20mm、厚度2mm的试验片。其中，试验片的长度方向与轧制方向平行。将各试验编号的试验片在高压釜内浸渍在5.0质量％氯化钠水溶液中。在高压釜内，加压封入总压：130bar、SO₂浓度：10ppm、NO₂浓度：10ppm的混合气体(SO₂、NO₂和CO₂)。将高压釜内的温度维持在175℃，实施96小时的腐蚀速度试验。

对于经过96小时后的试验片，由质量、密度和表面积求出腐蚀速度(mm/年)。对于经过96小时后的试验片，还利用放大倍率为10倍的放大镜和倍率100倍的光学显微镜进行观察，确认有无点蚀。在得到的腐蚀速度为0.100mm/年以下且没有确认到点蚀的情况下，判断为具有在混入有SOx、NOx的腐蚀环境下的更优异的耐腐蚀性(表6中“耐腐蚀性(175℃)”栏的“EX”)。另一方面，在得到的腐蚀速度超过0.100mm/年或者确认到点蚀的情况下，判断为不具有在混入有SOx、NOx的腐蚀环境下的更优异的耐腐蚀性(表6中“耐腐蚀性(175℃)”栏的“NA”)。将各试验编号的耐腐蚀性的评价示于表6。

[评价结果]

参照表4-1、表4-2、表5和表6，试验编号28～45的钢板的化学组成是合适的，Fn1为0.0010～0.0050。这些钢板还具有862MPa以上的屈服强度。在这些钢板中，粗大Mg氧化物的个数相对于特定夹杂物的个数的比率为45.0％以上。其结果是，这些钢板在耐腐蚀性试验中具有在混入有SOx、NOx的腐蚀环境下的更优异的耐腐蚀性。此外，根据这些评价结果，判断为这些钢板具有以体积率计构成为0～5％的残余奥氏体、0～5％的铁素体，并且余量为马氏体的微观组织。

试验编号28～42的钢板的Fn2还为0.80以上，是通过上述优选的制造方法制造的。其结果是，这些钢板的特定夹杂物的总个数密度为1000个/cm²以上。其结果是，这些钢板在热加工性试验中的颈缩值Ra为70％以上，呈现出优异的热加工性。

另一方面，试验编号46的钢板的Ca含量过低。

试验编号47和48的钢板的Fn1过高。其结果是，在这些钢板中，粗大Mg氧化物的个数相对于特定夹杂物的个数的比率小于45.0％。其结果是，这些钢板在耐腐蚀性试验中未呈现出在混入有SOx、NOx的腐蚀环境下的更优异的耐腐蚀性。

试验编号49的钢板的Mg含量过低。其结果是，在该钢板中，粗大Mg氧化物的个数相对于特定夹杂物的个数的比率小于45.0％。其结果是，该钢板在耐腐蚀性试验中未呈现出在混入有SOx、NOx的腐蚀环境下的更优异的耐腐蚀性。

试验编号50和51的钢板的Ca含量过低，Mg含量过低，Fn1过低。

对于试验编号52的钢板，在制造钢水时，在添加Ca之后添加了Mg。其结果是，在该钢板中，粗大Mg氧化物的个数相对于特定夹杂物的个数的比率小于45.0％。其结果是，该钢板在耐腐蚀性试验中未呈现出在混入有SOx、NOx的腐蚀环境下的更优异的耐腐蚀性。

试验编号53的钢板的Cu含量过高。

试验编号54的钢板的Cr含量过低。其结果是，该钢板在耐腐蚀性试验中未呈现出在混入有SOx、NOx的腐蚀环境下的更优异的耐腐蚀性。

试验编号55的钢板的Ni含量过低。

试验编号56的钢板地Mo含量过低。其结果是，该钢板在耐腐蚀性试验中未呈现出在混入有SOx、NOx的腐蚀环境下的更优异的耐腐蚀性。

对于试验编号57的钢板，在制造钢水时，FnC过小。其结果是，在该钢板中，粗大Mg氧化物的个数相对于特定夹杂物的个数的比率小于45.0％。其结果是，该钢板在耐腐蚀性试验中未呈现出在混入有SOx、NOx的腐蚀环境下的更优异的耐腐蚀性。

以上，对本公开的实施方式进行了说明。然而，上述实施方式仅仅是用于实施本公开的示例。因此，本公开不限于上述实施方式，可以在不背离其主旨的范围内对上述实施方式进行适当修改地实施。

Claims (3)

1.一种马氏体系不锈钢材，其以质量％计为C：0.030％以下、

Si：1.00％以下、

Mn：1.00％以下、

P：0.030％以下、

S：0.0050％以下、

Cr：11.00～14.00％、

Ni：4.00～7.50％、

Mo：1.50～4.50％、

Co：0.01～0.50％、

Ti：0.05～0.30％、

V：0.01～1.00％、

Ca：0.0005～0.0050％、

Mg：0.0005～0.0050％、

Al：0.001～0.100％、

N：0.0500％以下、

O：0.0500％以下、

Cu：0～3.50％、

Nb：0～0.50％、

Zr：0～0.050％、

W：0～2.00％、

B：0～0.0050％、

稀土元素：0～0.0050％、以及

余量：Fe和杂质，

在所述马氏体系不锈钢材的元素的含量的范围内，所述元素的含量满足式(1)，

所述马氏体系不锈钢材的屈服强度为862MPa以上，

在所述马氏体系不锈钢材中，

圆当量直径为2.0μm以上的Mg氧化物相对于圆当量直径为2.0μm以上的Ca氧化物、圆当量直径为2.0μm以上的Ca硫化物和所述圆当量直径为2.0μm以上的Mg氧化物的个数比率为45.0％以上，

0.0010≤Ca+Mg≤0.0050 (1)

在此，在式(1)中的元素符号处以质量％计代入对应元素的含量。

2.根据权利要求1所述的马氏体系不锈钢材，其中，

其含有选自由

Cu：0.01～3.50％、

Nb：0.01～0.50％、

Zr：0.001～0.050％、

W：0.01～2.00％、

B：0.0001～0.0050％、和

稀土元素：0.0001～0.0050％组成的组中的一种以上元素。

3.根据权利要求1或2所述的马氏体系不锈钢材，其中，

在所述马氏体系不锈钢材的元素的含量的范围内，所述元素的含量满足式(2)，

在所述马氏体系不锈钢材中，

所述圆当量直径为2.0μm以上的Ca氧化物、所述圆当量直径为2.0μm以上的Ca硫化物和所述圆当量直径为2.0μm以上的Mg氧化物的总个数密度为1000个/cm²以上，

Ca/S≥0.80 (2)

在此，在式(2)中的元素符号处以质量％计代入对应元素的含量。