WO2022145064A1 - 鋼材 - Google Patents

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WO2022145064A1
WO2022145064A1 PCT/JP2021/014764 JP2021014764W WO2022145064A1 WO 2022145064 A1 WO2022145064 A1 WO 2022145064A1 JP 2021014764 W JP2021014764 W JP 2021014764W WO 2022145064 A1 WO2022145064 A1 WO 2022145064A1
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WO
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content
less
inclusions
steel
steel material
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PCT/JP2021/014764
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Inventor
恭平 石川
靖之 荻巣
謙 木村
美百合 梅原
真吾 山▲崎▼
学 星野
Original Assignee
日本製鉄株式会社
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    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • C21C7/04—Removing impurities by adding a treating agent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • C21C7/04—Removing impurities by adding a treating agent
    • C21C7/06—Deoxidising, e.g. killing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C19/00—Alloys based on nickel or cobalt
    • C22C19/03—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
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    • C22C19/03—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
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    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/60—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing lead, selenium, tellurium, or antimony, or more than 0.04% by weight of sulfur
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D1/00—Treatment of fused masses in the ladle or the supply runners before casting

Definitions

  • the present invention relates to steel materials.
  • Patent Documents 1 to 4 It is generally known that it is effective to miniaturize the solidification structure in order to improve the material properties required for steel materials.
  • a method of refining a solidified structure by using inclusions such as oxides has been proposed (see, for example, Patent Documents 1 to 4).
  • the inclusions of Patent Documents 1 to 4 act as solidified nuclei (inoculated nuclei) that miniaturize the solidified structure in molten steel.
  • An object of the present invention is to provide a steel material having a finer solidification structure by a novel structure.
  • the present inventors have investigated new inclusions that can act as solidified nuclei in molten steel.
  • the present inventors have prepared one or more of Pr, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, and Sc, and one or two of S and O. It was found that inclusions containing scandium form solidified nuclei in molten steel. Then, they found that the solidified structure was miniaturized when the number density of inclusions having a diameter equivalent to a circle of 0.5 to 5.0 ⁇ m was 10 pieces / mm 2 or more, and completed the present invention.
  • the steel materials that could solve the above problems are as follows. (1) By mass%, C: 0.001 to 1.000%, Si: 0.01-3.00%, Mn: 0.10 to 4.50%, P: 0.300% or less, S: 0.0300% or less, Al: 0.001-5.000%, N: 0.2000% or less, O: 0.0100% or less, Pr: 0 to 0.8000%, Sm: 0 to 0.8000%, Eu: 0 to 0.8000%, Gd: 0 to 0.8000%, Tb: 0 to 0.8000%, Dy: 0 to 0 .8000%, Ho: 0 to 0.8000%, Er: 0 to 0.8000%, Tm: 0 to 0.8000%, Yb: 0 to 0.8000%, Lu: 0 to 0.8000%, and Sc: At least one selected from the group consisting of 0 to 0.8000%, Nb: 0-3.000%, Ti: 0 to 0.500%, Ta: 0 to 0.500%, V: 0 to 1.00%, Cu:
  • the total content of O and S is 0.0015% or more, and the content is 0.0015% or more. It has a chemical composition in which the total content of Pr, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, and Sc is 0.0010% or more.
  • a steel material having an equivalent diameter of 0.5 to 5.0 ⁇ m and having a density of 10 inclusions / mm 2 or more.
  • Nb 0.003 to 3.000%, Ti: 0.005 to 0.500%, Ta: 0.001 to 0.500%, V: 0.001 to 1.00%, Cu: 0.001 to 3.00%, Ni: 0.001 to 60.00%, Cr: 0.001 to 30.00%, Mo: 0.001 to 5.00%, W: 0.001 to 2.00%, B: 0.0001-0.0200%, Co: 0.001 to 3.00%, Be: 0.0003 to 0.050%, Ag: 0.001 to 0.500%, Zr: 0.0001 to 0.5000%, Hf: 0.0001 to 0.5000%, Ca: 0.0001-0.0500%, Mg: 0.0001-0.0500%, At least one of La, Ce, Nd, Pm and Y: 0.0001 to 0.5000% in total, Sn: 0.001 to 0.300%, Sb: 0.001 to 0.300%, Te: 0.001 to 0.100%, Se: 0.001 to 0.100%, As: 0.001 to 0.050%, Bi:
  • the steel material according to the embodiment of the present invention is based on mass%.
  • the total content of O and S is 0.0015% or more, and the content is 0.0015% or more. It has a chemical composition in which the total content of Pr, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, and Sc is 0.0010% or more.
  • miniaturize the metal structure In order to improve the material properties required for steel materials, such as low temperature toughness, and / or to achieve both high strength and low temperature toughness, it is important to miniaturize the metal structure through miniaturization of the solidified structure.
  • the miniaturization of the solidified structure is also effective for improving the toughness of the weld heat-affected zone and surface properties such as rigging. Inclusions that act as solidified nuclei in molten steel can be utilized to miniaturize the solidified structure.
  • the present inventors investigated the elements in steel that form inclusions that act as solidified nuclei in molten steel in order to miniaturize the solidified structure. As a result, the present inventors form elements of Pr, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, and Sc (hereinafter, also referred to as “X element”) in the steel. It has been found that inclusions, more specifically oxides and / or sulfides of these elements, act as solidified nuclei in molten steel.
  • the inclusions need to have an appropriate size in order to act as solidified nuclei in molten steel. Specifically, it was found that among the above inclusions, inclusions having a diameter equivalent to a circle of 0.5 to 5.0 ⁇ m act as solidified nuclei in molten steel. Furthermore, it was found that when the number density of inclusions containing the above elements and having a circle-equivalent diameter of 0.5 to 5.0 ⁇ m is 10 pieces / mm 2 or more, the solidified structure becomes significantly finer. rice field.
  • At least one element selected from the group consisting of Pr, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, and Sc tends to combine with O and S to form inclusions. .. Therefore, in order for inclusions having an appropriate size and number density to be present in the steel, it is necessary to add a weak deoxidizing element, a strongly deoxidizing element, and the above-mentioned elements to the molten steel in this order in the steelmaking process. all right.
  • Al which is a strongly deoxidizing element
  • Si and Mn which are weak deoxidizing elements
  • Carbon (C) is an element necessary for stabilizing hardness and / or ensuring strength. In order to sufficiently obtain these effects, the C content is 0.001% or more. The C content may be 0.005% or more, 0.010% or more, or 0.020% or more. On the other hand, if C is excessively contained, toughness, bendability and / or weldability may decrease. Therefore, the C content is 1.000% or less. The C content may be 0.800% or less, 0.600% or less, or 0.500% or less.
  • Si is a deoxidizing element and is an element that also contributes to the improvement of strength. In order to sufficiently obtain these effects, the Si content is 0.01% or more. The Si content may be 0.05% or more, 0.10% or more, or 0.30% or more. On the other hand, if Si is excessively contained, the toughness may be lowered or surface quality defects called scale defects may occur. Therefore, the Si content is 3.00% or less. The Si content may be 2.00% or less, 1.00% or less, or 0.60% or less.
  • Manganese (Mn) is an element effective for improving hardenability and / or strength, and is also an effective austenite stabilizing element. In order to sufficiently obtain these effects, the Mn content is 0.10% or more. The Mn content may be 0.50% or more, 0.70% or more, or 1.00% or more. On the other hand, if Mn is excessively contained, MnS harmful to toughness may be generated or the oxidation resistance may be lowered. Therefore, the Mn content is 4.50% or less. The Mn content may be 4.00% or less, 3.50% or less, or 3.00% or less.
  • Phosphorus (P) is an element mixed in the manufacturing process.
  • the P content may be 0%.
  • the P content may be 0.0001% or more, 0.0005% or more, 0.001% or more, 0.003% or more, or 0.005% or more.
  • the P content may be 0.007% or more from the viewpoint of manufacturing cost.
  • the P content is 0.300% or less.
  • the P content may be 0.100% or less, 0.030% or less, or 0.010% or less.
  • S is an element mixed in the manufacturing process and is one of the elements forming inclusions with the X element according to the embodiment of the present invention.
  • the total of the O content and the S content is 0.0015% or more, and the S content may be 0%, but the S content is 0.0001% or more. It is preferable to have.
  • the S content may be 0.0005% or more or 0.0010% or more.
  • the S content is 0.0300% or less.
  • the S content may be 0.0250% or less, 0.0200% or less, 0.0150% or less, 0.0100% or less, 0.0050% or less, or 0.0030% or less.
  • Aluminum (Al) is a deoxidizing element and is also an effective element for improving corrosion resistance and / or heat resistance.
  • the Al content is 0.001% or more.
  • the Al content may be 0.010% or more, 0.100% or more, or 0.200% or more.
  • the Al content may be 1.000% or more, 2.000% or more, or 3.000% or more.
  • the Al content is 5.000% or less.
  • the Al content may be 4.500% or less, 4000% or less, or 3.500% or less.
  • the Al content may be 1.500% or less, 1.000% or less, or 0.300% or less.
  • N Nitrogen (N) is an element mixed in the manufacturing process, and the smaller the amount, the more preferable, and the N content may be 0%. However, in order to reduce the N content to less than 0.0001%, it takes time for refining, which leads to a decrease in productivity. Therefore, the N content may be 0.0001% or more, 0.0005% or more, or 0.0010% or more. On the other hand, N is also an element effective for stabilizing austenite, and may be intentionally contained if necessary. In this case, the N content is preferably 0.0100% or more, and may be 0.0200% or more and 0.0500% or more. However, excessive content of N may reduce toughness. Therefore, the N content is 0.2000% or less. The N content may be 0.1500% or less, 0.1000% or less, or 0.0800% or less.
  • Oxygen (O) is an element mixed in the manufacturing process and is one of the elements forming inclusions with the X element according to the embodiment of the present invention. As will be described later, the total of the O content and the S content is 0.0015% or more, and the O content may be 0%, but the O content is 0.0001% or more. It is preferable to have. The O content may be 0.0005% or more or 0.0010% or more. On the other hand, if O is excessively contained, coarse inclusions may be formed and the characteristics of the steel material may be deteriorated. Therefore, the O content is 0.0100% or less. The O content may be 0.0080% or less, 0.0060% or less, or 0.0040% or less.
  • the element X according to the embodiment of the present invention is Pr: 0 to 0.8000%, Sm: 0 to 0.8000%, Eu: 0 to 0.8000%, Gd: 0 to 0.8000%, Tb: 0 to 0.8000%, Dy: 0 to 0.8000%, Ho: 0 to 0.8000%, Er: 0 to 0.8000%, Tm: 0 to 0.8000%, Yb: 0 to 0.8000%, Lu: 0 to 0.8000%, And Sc: at least one selected from the group consisting of 0 to 0.8000%]
  • the element X according to the embodiment of the present invention is Pr: 0 to 0.8000%, Sm: 0 to 0.8000%, Eu: 0 to 0.8000%, Gd: 0 to 0.8000%, Tb: 0.
  • Placeodim Pr
  • Samalium Sm
  • Europium Eu
  • Gadrinium Gd
  • Terbium Tb
  • Dysprosium Dy
  • Holmium Ho
  • Erbium Er
  • Thulium Tm
  • Itterbium Yb
  • Lutetium Lu
  • Sc scandium
  • the element X may be used alone or in any specific combination of two or more of the elements. Further, the lower limit of the content of each element of the X element is not particularly limited. The content of each X element may be, for example, 0.0001% or more, 0.0005% or more, or 0.0010% or more. The content of each X element is preferably 0.0020% or more, more preferably 0.0025% or more, and most preferably 0.0050% or more. On the other hand, even if the X element is excessively contained, the effect is saturated, and therefore, if the X element is contained in the steel material more than necessary, the manufacturing cost may increase. Therefore, the content of each X element is 0.8000% or less, for example, 0.7000% or less, 0.6000% or less, 0.5000% or less, 0.4000% or less, or 0.3000% or less. May be good.
  • the total content of Pr, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, and Sc is 0.0010% or more]
  • one or more of Pr, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, and Sc, and one or two of S and O are coagulated.
  • the steel material according to the embodiment of the present invention needs to contain Pr, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, and Sc in a total of 0.0010% or more. There is.
  • the element X may be used alone or in any specific combination of two or more of the elements. Further, the lower limit of the content of each element of the X element is not particularly limited. However, from the viewpoint of securing inclusions that act as solidified nuclei in molten steel, the total content of element X is 0.0010% or more. The total content of the X element is preferably 0.0020% or more, more preferably 0.0025% or more, and most preferably 0.0050% or more. On the other hand, the total content of element X may be 9.6000% or less. However, even if the X element is excessively contained, the effect is saturated, and therefore, if the X element is contained in the steel material more than necessary, the manufacturing cost may increase. Therefore, even if the total content of element X is, for example, 6.00% or less, 5.000% or less, 4.00% or less, 2.0000% or less, 1.0000% or less, or 0.5000%. good.
  • the total content of O and S is 0.0015% or more
  • an oxide and / or a sulfide as a solidification nucleus and / or a sulfated product obtained by combining them is required in a certain amount or more, and therefore, the steel material according to the embodiment of the present invention has an O content.
  • S content in total contains 0.0015% or more.
  • the total content of O and S is preferably 0.0020% or more, and may be 0.0025% or more or 0.0030% or more.
  • the upper limit is 0.0400% of the total of the upper limit of O content and the upper limit of S content, but the total of O and S contents is 0.0300% or less, 0.0250% or less, 0.0200%. Hereinafter, it may be 0.0150% or less, or 0.0100% or less.
  • the steel material may contain one or more of the following optional elements, if necessary.
  • the steel material has Nb: 0 to 3.000%, Ti: 0 to 0.500%, Ta: 0 to 0.500%, V: 0 to 1.00%, Cu: 0 to 3.00%, Ni: 0 to 60.00%, Cr: 0 to 30.00%, Mo: 0 to 5.00%, W: 0 to 2.00%, B: 0 to 0.0200%, Co: 0 to 3 It may contain one or more of 0.00%, Be: 0 to 0.050%, and Ag: 0 to 0.500%.
  • the steel materials include Zr: 0 to 0.5000%, Hf: 0 to 0.5000%, Ca: 0 to 0.0500%, Mg: 0 to 0.0500%, and La, Ce, Nd, Pm and At least one of Y: One or more of 0 to 0.5000% in total may be contained. Further, the steel material may contain one or two of Sn: 0 to 0.300% and Sb: 0 to 0.300%. The steel materials are Te: 0 to 0.100%, Se: 0 to 0.100%, As: 0 to 0.050%, Bi: 0 to 0.500%, and Pb: 0 to 0.500%. One or more of them may be contained. Hereinafter, these optional elements will be described in detail.
  • Niobium (Nb) is an element that contributes to strengthening precipitation and suppressing recrystallization.
  • the Nb content may be 0%, but in order to obtain these effects, the Nb content is preferably 0.003% or more.
  • the Nb content may be 0.005% or more or 0.010% or more.
  • the Nb content may be 1.000% or more or 1.500% or more from the viewpoint of sufficiently strengthening precipitation.
  • the Nb content is 3.000% or less.
  • the Nb content may be 2.800% or less, 2.500% or less, or 2.000% or less.
  • the Nb content is preferably 0.100% or less, 0.080% or less, 0.050% or less, or 0.030. It may be less than or equal to%.
  • Titanium (Ti) is an element that contributes to improving the strength of steel materials by strengthening precipitation.
  • the Ti content may be 0%, but in order to obtain such an effect, the Ti content is preferably 0.005% or more.
  • the Ti content may be 0.010% or more, 0.050% or more, or 0.080% or more.
  • the Ti content is 0.500% or less.
  • the Ti content may be 0.300% or less, 0.200% or less, or 0.100% or less.
  • Tantalum (Ta) is an element effective in controlling the morphology of carbides and increasing their strength.
  • the Ta content may be 0%, but in order to obtain these effects, the Ta content is preferably 0.001% or more.
  • the Ta content may be 0.005% or more, 0.010% or more, or 0.050% or more.
  • the Ta content is 0.500% or less.
  • the Ta content may be 0.300% or less, 0.100% or less, or 0.080% or less.
  • Vanadium (V) is an element that contributes to improving the strength of steel materials by strengthening precipitation.
  • the V content may be 0%, but in order to obtain such an effect, the V content is preferably 0.001% or more.
  • the V content may be 0.01% or more, 0.02% or more, 0.05% or more, or 0.10% or more.
  • the V content is 1.00% or less.
  • the V content may be 0.80% or less, 0.60% or less, or 0.50% or less.
  • Copper (Cu) is an element that contributes to the improvement of strength and / or corrosion resistance.
  • the Cu content may be 0%, but in order to obtain these effects, the Cu content is preferably 0.001% or more.
  • the Cu content may be 0.01% or more, 0.10% or more, 0.15% or more, 0.20% or more, or 0.30% or more.
  • the Cu content is 3.00% or less.
  • the Cu content may be 2.00% or less, 1.50% or less, 1.00% or less, or 0.50% or less.
  • Nickel (Ni) is an element that contributes to the improvement of strength and / or heat resistance, and is also an effective austenite stabilizing element.
  • the Ni content may be 0%, but in order to obtain these effects, the Ni content is preferably 0.001% or more.
  • the Ni content may be 0.01% or more, 0.10% or more, 0.50% or more, 0.70% or more, 1.00% or more, or 3.00% or more.
  • the Ni content may be 30.00% or more, 35.00% or more, or 40.00% or more.
  • the deformation resistance during hot working increases in addition to the increase in alloy cost, which may increase the equipment load.
  • the Ni content is 60.00% or less.
  • the Ni content may be 55.00% or less or 50.00% or less.
  • the Ni content is 15.00% or less, 10.00% or less, 6.00% or less, or 4.00% or less. You may.
  • Chromium (Cr) is an element that contributes to the improvement of strength and / or corrosion resistance.
  • the Cr content may be 0%, but in order to obtain these effects, the Cr content is preferably 0.001% or more.
  • the Cr content may be 0.01% or more, 0.05% or more, 0.10% or more, or 0.50% or more.
  • the Cr content may be 10.00% or more, 12.00% or more, or 15.00% or more.
  • the Cr content is 30.00% or less.
  • the Cr content may be 28.00% or less, 25.00% or less, or 20.00% or less.
  • the Cr content may be 10.00% or less, 9.00% or less, or 7.50% or less.
  • Molybdenum is an element that enhances the hardenability of steel and contributes to the improvement of strength, and is also an element that contributes to the improvement of corrosion resistance.
  • the Mo content may be 0%, but in order to obtain these effects, the Mo content is preferably 0.001% or more.
  • the Mo content may be 0.01% or more, 0.02% or more, 0.50% or more, or 1.00% or more.
  • Mo content is 5.00% or less.
  • the Mo content may be 4.50% or less, 4.00% or less, 3.00 or less, or 1.50% or less.
  • Tungsten is an element that enhances the hardenability of steel and contributes to the improvement of strength.
  • the W content may be 0%, but in order to obtain such an effect, the W content is preferably 0.001% or more.
  • the W content may be 0.01% or more, 0.02% or more, 0.05% or more, 0.10% or more, or 0.50% or more.
  • the W content is 2.00% or less.
  • the W content may be 1.80% or less, 1.50% or less, or 1.00% or less.
  • B is an element that contributes to the improvement of strength.
  • the B content may be 0%, but in order to obtain such an effect, the B content is preferably 0.0001% or more.
  • the B content may be 0.0003% or more, 0.0005% or more, or 0.0007% or more.
  • the B content is 0.0200% or less.
  • the B content may be 0.0100% or less, 0.0050% or less, 0.0030% or less, or 0.0020% or less.
  • Co is an element that contributes to the improvement of hardenability and / or heat resistance.
  • the Co content may be 0%, but in order to obtain these effects, the Co content is preferably 0.001% or more.
  • the Co content may be 0.01% or more, 0.02% or more, 0.05% or more, 0.10% or more, or 0.50% or more.
  • the Co content is 3.00% or less.
  • the Co content may be 2.50% or less, 2.00% or less, 1.50% or less, or 0.80% or less.
  • Beryllium (Be) is an element effective for increasing the strength of the base metal and refining the structure.
  • the Be content may be 0%, but in order to obtain such an effect, the Be content is preferably 0.0003% or more.
  • the Be content may be 0.0005% or more, 0.001% or more, or 0.010% or more.
  • the Be content is 0.050% or less.
  • the Be content may be 0.040% or less, 0.030% or less, or 0.020% or less.
  • Silver (Ag) is an element effective for increasing the strength of the base material and refining the structure.
  • the Ag content may be 0%, but in order to obtain such an effect, the Ag content is preferably 0.001% or more.
  • the Ag content may be 0.010% or more, 0.020% or more, 0.030% or more, or 0.050% or more.
  • the Ag content is 0.500% or less.
  • the Ag content may be 0.400% or less, 0.300% or less, or 0.200% or less.
  • Zirconium (Zr) is an element that can control the morphology of sulfides.
  • the Zr content may be 0%, but in order to obtain such an effect, the Zr content is preferably 0.0001% or more.
  • the Zr content is 0.5000% or less.
  • Hafnium (Hf) is an element that can control the morphology of sulfides.
  • the Hf content may be 0%, but in order to obtain such an effect, the Hf content is preferably 0.0001% or more.
  • the Hf content is 0.5000% or less.
  • Ca 0-0.0500%
  • Ca is an element that can control the morphology of sulfides.
  • the Ca content may be 0%, but in order to obtain such an effect, the Ca content is preferably 0.0001% or more.
  • the Ca content is 0.0500% or less.
  • Magnesium (Mg) is an element that can control the morphology of sulfides.
  • the Mg content may be 0%, but in order to obtain such an effect, the Mg content is preferably 0.0001% or more.
  • the Mg content may be greater than 0.0015%, greater than 0.0016%, greater than or equal to 0.0018% or greater than or equal to 0.0020%.
  • the Mg content is 0.0500% or less.
  • the Mg content may be 0.0400% or less, 0.0300% or less, or 0.0200% or less.
  • La, Ce, Nd, Pm and Y 0 to 0.5000% in total
  • Lanthanum (La), cerium (Ce), neodymium (Nd), promethium (Pm) and yttrium (Y) are elements that can control the morphology of sulfides, similar to Ca and Mg.
  • the total content of at least one of La, Ce, Nd, Pm and Y may be 0%, but in order to obtain such an effect, the total content must be 0.0001% or more. Is preferable.
  • the total content of at least one of La, Ce, Nd, Pm and Y may be 0.0002% or more, 0.0003% or more or 0.0004% or more.
  • the total content of at least one of La, Ce, Nd, Pm and Y is 0.5000% or less, even if it is 0.4000% or less, 0.3000% or less or 0.2000% or less. good.
  • Tin (Sn) is an element effective for improving corrosion resistance.
  • the Sn content may be 0%, but in order to obtain such an effect, the Sn content is preferably 0.001% or more.
  • the Sn content may be 0.010% or more, 0.020% or more, 0.030% or more, or 0.050% or more.
  • the Sn content is 0.300% or less.
  • the Sn content may be 0.250% or less, 0.200% or less, or 0.150% or less.
  • Antimony (Sb) is an element effective for improving corrosion resistance like Sn, and the effect can be increased by including it in combination with Sn.
  • the Sb content may be 0%, but in order to obtain the effect of improving the corrosion resistance, the Sb content is preferably 0.001% or more.
  • the Sb content may be 0.010% or more, 0.020% or more, 0.030% or more, or 0.050% or more.
  • excessive content of Sb may lead to a decrease in toughness, particularly low temperature toughness. Therefore, the Sb content is 0.300% or less.
  • the Sb content may be 0.250% or less, 0.200% or less, or 0.150% or less.
  • Tellurium is an element effective for improving the machinability of steel because it forms a low melting point compound with Mn, S and the like to enhance the lubricating effect.
  • the Te content may be 0%, but in order to obtain such an effect, the Te content is preferably 0.001% or more.
  • the Te content may be 0.010% or more, 0.020% or more, 0.030% or more, or 0.040% or more.
  • the Te content is 0.100% or less.
  • the Te content may be 0.090% or less, 0.080% or less, or 0.070% or less.
  • Selenium (Se) is an effective element for improving the machinability of steel because the selenium produced in the steel changes the shear-plastic deformation of the work material and the chips are easily crushed. ..
  • the Se content may be 0%, but in order to obtain such an effect, the Se content is preferably 0.001% or more.
  • the Se content may be 0.010% or more, 0.020% or more, 0.030% or more, or 0.040% or more.
  • the Se content is 0.100% or less.
  • the Se content may be 0.090% or less, 0.080% or less, or 0.070% or less.
  • Arsenic (As) is an element effective in improving the machinability of steel.
  • the As content may be 0%, but in order to obtain such an effect, the As content is preferably 0.001% or more.
  • the As content may be 0.005% or more or 0.010% or more.
  • the As content is 0.050% or less.
  • the As content may be 0.040% or less, 0.030% or less, or 0.020% or less.
  • Bismuth (Bi) is an element effective in improving the machinability of steel.
  • the Bi content may be 0%, but in order to obtain such an effect, the Bi content is preferably 0.001% or more.
  • the Bi content may be 0.010% or more, 0.020% or more, 0.030% or more, or 0.050% or more.
  • the Bi content is 0.500% or less.
  • the Bi content may be 0.400% or less, 0.300% or less, or 0.200% or less.
  • Pb 0 to 0.500%
  • Lead (Pb) is an element effective for improving the machinability of steel because it melts when the temperature rises due to cutting and promotes the growth of cracks.
  • the Pb content may be 0%, but in order to obtain such an effect, the Pb content is preferably 0.001% or more.
  • the Pb content may be 0.010% or more, 0.020% or more, 0.030% or more, or 0.050% or more.
  • the Pb content is 0.500% or less.
  • the Pb content may be 0.400% or less, 0.300% or less, or 0.200% or less.
  • the balance other than the above elements consists of Fe and impurities.
  • Impurities are components that are mixed in by various factors in the manufacturing process, including raw materials such as ore and scrap, when steel materials are industrially manufactured.
  • the circle-equivalent diameter of inclusions contained in the steel material is determined from the area of inclusions measured by SEM (scanning electron microscope) observation. Inclusions having a circle-equivalent diameter of less than 0.5 ⁇ m or more than 5.0 ⁇ m may be contained in the steel material, but the effect is not remarkable and are excluded from the measurement of the number density.
  • the chemical composition and circle-equivalent diameter contained in the inclusions produced in the molten steel hardly change in the subsequent manufacturing process.
  • the inclusions according to the embodiment of the present invention are oxides of the above elements, sulfides and / or sulfated products in which they are combined, and these are stable even in hot molten steel.
  • the number density of inclusions is 10 pieces / mm 2 or more from the viewpoint of miniaturization of the solidified structure and thus the metal structure.
  • the number density of inclusions is preferably 20 pieces / mm 2 or more, and more preferably 50 pieces / mm 2 or more. The larger the number density of inclusions, the more preferable. However, since an excessive increase in inclusions may adversely affect the characteristics of the steel material, the number density of inclusions may be 1000 pieces / mm 2 or less.
  • the number density of inclusions is 900 pieces / mm 2 or less, 800 pieces / mm 2 or less, 700 pieces / mm 2 or less, 500 pieces / mm 2 or less, 400 pieces / mm 2 or less, or 300 pieces / mm 2 or less. There may be.
  • the circle-equivalent diameter and the number density of inclusions contained in the steel material according to the embodiment of the present invention are measured by SEM.
  • the sample used for the observation and analysis of inclusions by SEM is taken from the position of 1/4 of the thickness of the steel material (referred to as 1 / 4t portion) in the thickness direction from the surface of the steel material.
  • the observation surface is a cross section perpendicular to the thickness direction of the steel material. Even when the steel material is manufactured through a hot rolling process or the like, if the number density of inclusions in the steel material is 10 pieces / mm 2 or more, the effect of refining the solidified structure and thus the metal structure can be obtained.
  • Observation by SEM is performed using a mirror-polished sample for a 4 mm 2 region in the center of the observation surface.
  • the magnification of the observation by SEM is 1000 times, and by observing 400 fields of view, a region of 4 mm 2 is observed (for example, one field of view is 100 ⁇ m ⁇ 100 ⁇ m, and the total of 400 fields of view is 4 mm 2 ).
  • the inclusions that can be observed by SEM one or more of Pr, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, and Sc, and one or two of S and O. And are included, and the number density of inclusions having a circle-equivalent diameter of 0.5 to 5.0 ⁇ m is measured.
  • Identification of inclusions is performed by an energy dispersive X-ray analyzer (hereinafter referred to as "EDS") attached to the SEM.
  • EDS energy dispersive X-ray analyzer
  • the inclusions whose number density is measured have a circle-equivalent diameter of 0.5 to 5.0 ⁇ m, and the above X element and one or two types of O and S were detected by qualitative analysis of EDS. It is an inclusion.
  • EDS energy dispersive X-ray analyzer
  • the steel material according to the embodiment of the present invention may be any steel material on which the above-mentioned inclusions are formed, and is not particularly limited.
  • the steel material according to the embodiment of the present invention includes, for example, slabs, billets, blooms, and steel materials after hot rolling, which are steel materials before hot rolling.
  • the steel material after hot rolling is not particularly limited, but includes, for example, thick steel plates, thin steel plates, steel bars, wire rods, shaped steels, steel pipes, and the like.
  • the steel material according to the embodiment of the present invention can be manufactured by any suitable method known to those skilled in the art, depending on the form of the final product and the like.
  • the manufacturing method includes a step generally applied when manufacturing the thick steel plate, for example, a steel making step of forming a molten steel having the chemical composition described above. It includes a step of casting a slab from molten steel, a step of hot rolling the cast slab, and a step of cooling the obtained rolled material, and further includes an appropriate heat treatment step and a tempering step as necessary. May be good.
  • the steel material manufacturing process according to the embodiment of the present invention may be a thermal processing control process (TMCP) that combines controlled rolling and accelerated cooling.
  • TMCP thermal processing control process
  • the manufacturing method includes a step generally applied when manufacturing the thin steel plate, for example, a steel making step of forming a molten steel having the chemical composition described above. It further includes a step of casting a slab from the molten steel, a step of hot rolling the cast slab, a step of cooling and winding the obtained rolled material, a cold rolling step as necessary, a baking step, and the like. You may.
  • a step generally applied when manufacturing steel bars and other steel materials is included, and for example, a steelmaking process for forming molten steel having the chemical composition described above is formed. It includes a step of casting slabs, billets, blooms, etc.
  • steps from molten steel, a step of hot rolling the cast slabs, billets, blooms, etc., and a step of cooling the obtained rolled material, and other steps include those steps.
  • Appropriate steps known to those skilled in the art for producing steel materials can be appropriately selected and carried out.
  • the specific conditions of each of the above steps are not particularly limited, and appropriate conditions may be appropriately selected according to the steel type, the type and shape of the steel material, and the like.
  • the steelmaking process is important for forming inclusions. It contains one or more of Pr, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, and Sc, and one or two of O and S, and has a circle-equivalent diameter and number density.
  • a weak deoxidizing element, a strongly deoxidizing element and the above-mentioned elements it is necessary to add a weak deoxidizing element, a strongly deoxidizing element and the above-mentioned elements to the molten steel in this order in the steelmaking process.
  • Al which is a strong deoxidizing element
  • Si and Mn which are weak deoxidizing elements
  • the above element is added.
  • Ti and / or Ca is added to the molten steel as needed, Ti has a weaker deoxidizing power than Al and therefore has a weaker deoxidizing power than Al. It is preferably added later.
  • molten steel having various chemical compositions was melted using a vacuum melting furnace, and a steel material of about 50 kg was produced by an ingot forming method.
  • the deoxidizing element was added to the molten steel in the order of weak deoxidizing element and strong deoxidizing element.
  • the strongly deoxidizing elements Ti, Al and Ca are added in this order to the molten steel deoxidized with the weakly deoxidizing elements Si and Mn, and then Pr and Sm. , Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, and Sc, at least one element (X element) selected from the group was added.
  • element X and Al were added in this order.
  • the steel remains solidified.
  • Table 1 The chemical compositions obtained by analyzing the samples collected from the obtained steel materials are as shown in Table 1 below.
  • the equiaxed crystal fraction (equal axis crystal ratio) is calculated from the ratio of columnar crystals and equiaxed crystals to the three cross sections of 1 / 4t, 1 / 2t, and 3/4t in the thickness direction of the steel material. ) was obtained, and the equiaxed crystal ratio of the cross section having the lowest equiaxed crystal ratio among the three cross sections in the thickness direction was taken as the equiaxed crystal ratio of the steel material.
  • the solidified structure is finer in equiaxed crystals than in columnar crystals. Therefore, the higher the equiaxed crystal ratio, the finer the solidified structure.
  • the degree of miniaturization of the solidified structure can be evaluated by the equiaxed crystal ratio, and in this embodiment, the cross section having the lowest equiaxed crystal ratio among the three cross sections in the thickness direction is used.
  • the axial crystal ratio was 10% or more, it was evaluated as a steel material having a finer solidified structure.
  • the average particle size of equiaxed crystals was determined for the cross section having the smallest equiaxed crystal ratio.
  • the point counting method it was determined whether the solidified structure at 100 to 200 points at equal intervals was a columnar crystal, an equiaxed crystal, or a non-columnar crystal for the entire cross section.
  • the equiaxed crystal portion the region surrounded by the positive segregation portion was set as the equiaxed crystal grain, and the average particle size of the equiaxed crystal was obtained by image processing an etched image magnified 1 to 10 times.
  • the average particle size of equiaxed crystals the particle size of 20 to 40 equiaxed crystals was determined.
  • the circle-equivalent diameter and number density of inclusions contained in the steel material were measured by SEM using a sample collected from 1 / 4t part. Observation and analysis of inclusions by SEM was performed in a 4 mm 2 region in the center of the sample cross section. For observation by SEM, a mirror-polished sample was used, the magnification was 1000 times, and a region of 4 mm 2 was observed by observing 400 fields of view. Among the inclusions that can be observed by SEM, the number density of inclusions having a diameter equivalent to a circle of 0.5 to 5.0 ⁇ m was measured. When confirming the equivalent circle diameter of small inclusions of about 0.5 ⁇ m, the confirmation was performed by magnifying the diameter from 2000 times to 5000 times by SEM.
  • the inclusions are such that the total content of O and S is 0.0015% or more and the total content of X element is 0.0010% or more.
  • the steel material according to the embodiment of the present invention is, for example, a steel material before hot rolling, such as slab, billet, bloom, or a steel material after hot rolling.
  • Steel materials after hot rolling include, for example, thick steel plates used for bridges, construction, shipbuilding, pressure vessels, etc., thin steel plates used for automobiles, home appliances, etc., as well as steel bars, wire rods, and shaped steel. , And steel pipes and the like.
  • a fine metallic structure resulting from a fine solidified structure can be obtained. Therefore, for example, it is possible to achieve both high strength and low temperature toughness at the same time. It is possible.

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Abstract

所定の化学組成を有し、Ｐｒ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、及びＳｃの１種以上と、Ｓ及びＯの１種又は２種と、を含有する介在物を含み、円相当直径が０．５～５．０μｍである前記介在物の個数密度が１０個／ｍｍ2以上である鋼材が提供される。

Description

鋼材
　本発明は、鋼材に関する。
　鋼材に求められる材料特性を向上させるためには、凝固組織を微細化することが有効であることが一般に知られている。従来から、酸化物などの介在物を利用して、凝固組織を微細化する方法が提案されている（例えば、特許文献１～特許文献４、参照）。特許文献１～４の介在物は、溶鋼中で凝固組織を微細化する凝固核（接種核）として作用する。
特開平１１－７１６２９号公報 特開２００１－３４７３４９号公報 特開２００４－２９７４号公報 特開２０１７－８７２２８号公報
　鋼材の金属組織の微細化のためには、鋼材が、溶鋼中で凝固核となり得る、介在物を含むことが望ましい。本発明の課題は、新規な構成により、凝固組織が微細化された鋼材を提供することである。
　本発明者らは、上記課題を解決するために、溶鋼中で凝固核として作用し得る新たな介在物について検討を行った。その結果、本発明者らは、Ｐｒ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、及びＳｃの１種以上と、Ｓ及びＯの１種又は２種と、を含有する介在物が、溶鋼中で凝固核となることを見出した。そして、円相当直径が０．５～５．０μｍである介在物の個数密度が１０個／ｍｍ2以上であれば、凝固組織が微細化されることを見出し、本発明を完成させた。
　上記課題を解決し得た鋼材は、以下のとおりである。
　（１）質量％で、
　Ｃ：０．００１～１．０００％、
　Ｓｉ：０．０１～３．００％、
　Ｍｎ：０．１０～４．５０％、
　Ｐ：０．３００％以下、
　Ｓ：０．０３００％以下、
　Ａｌ：０．００１～５．０００％、
　Ｎ：０．２０００％以下、
　Ｏ：０．０１００％以下、
　Ｐｒ：０～０．８０００％、Ｓｍ：０～０．８０００％、Ｅｕ：０～０．８０００％、Ｇｄ：０～０．８０００％、Ｔｂ：０～０．８０００％、Ｄｙ：０～０．８０００％、Ｈｏ：０～０．８０００％、Ｅｒ：０～０．８０００％、Ｔｍ：０～０．８０００％、Ｙｂ：０～０．８０００％、Ｌｕ：０～０．８０００％、及びＳｃ：０～０．８０００％からなる群より選択される少なくとも１種、
　Ｎｂ：０～３．０００％、
　Ｔｉ：０～０．５００％、
　Ｔａ：０～０．５００％、
　Ｖ：０～１．００％、
　Ｃｕ：０～３．００％、
　Ｎｉ：０～６０．００％、
　Ｃｒ：０～３０．００％、
　Ｍｏ：０～５．００％、
　Ｗ：０～２．００％、
　Ｂ：０～０．０２００％、
　Ｃｏ：０～３．００％、
　Ｂｅ：０～０．０５０％、
　Ａｇ：０～０．５００％、
　Ｚｒ：０～０．５０００％、
　Ｈｆ：０～０．５０００％、
　Ｃａ：０～０．０５００％、
　Ｍｇ：０～０．０５００％、
　Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ、Ｐｍ及びＹの少なくとも１種：合計で０～０．５０００％、
　Ｓｎ：０～０．３００％、
　Ｓｂ：０～０．３００％、
　Ｔｅ：０～０．１００％、
　Ｓｅ：０～０．１００％、
　Ａｓ：０～０．０５０％、
　Ｂｉ：０～０．５００％、
　Ｐｂ：０～０．５００％、並びに
　残部：Ｆｅ及び不純物からなり、
　前記Ｏ及び前記Ｓの含有量の合計が、０．００１５％以上であり、
　前記Ｐｒ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、及びＳｃの含有量の合計が、０．００１０％以上である化学組成を有し、
　Ｐｒ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、及びＳｃの１種以上と、Ｓ及びＯの１種又は２種と、を含有する介在物を含み、円相当直径が０．５～５．０μｍである前記介在物の個数密度が１０個／ｍｍ2以上である、鋼材。
　（２）前記化学組成が、質量％で、
　Ｎｂ：０．００３～３．０００％、
　Ｔｉ：０．００５～０．５００％、
　Ｔａ：０．００１～０．５００％、
　Ｖ：０．００１～１．００％、
　Ｃｕ：０．００１～３．００％、
　Ｎｉ：０．００１～６０．００％、
　Ｃｒ：０．００１～３０．００％、
　Ｍｏ：０．００１～５．００％、
　Ｗ：０．００１～２．００％、
　Ｂ：０．０００１～０．０２００％、
　Ｃｏ：０．００１～３．００％、
　Ｂｅ：０．０００３～０．０５０％、
　Ａｇ：０．００１～０．５００％、
　Ｚｒ：０．０００１～０．５０００％、
　Ｈｆ：０．０００１～０．５０００％、
　Ｃａ：０．０００１～０．０５００％、
　Ｍｇ：０．０００１～０．０５００％、
　Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ、Ｐｍ及びＹの少なくとも１種：合計で０．０００１～０．５０００％、
　Ｓｎ：０．００１～０．３００％、
　Ｓｂ：０．００１～０．３００％、
　Ｔｅ：０．００１～０．１００％、
　Ｓｅ：０．００１～０．１００％、
　Ａｓ：０．００１～０．０５０％、
　Ｂｉ：０．００１～０．５００％、並びに
　Ｐｂ：０．００１～０．５００％
のうち１種又は２種以上を含む、上記（１）に記載の鋼材。
　本発明によれば、凝固組織が微細化された鋼材を提供することができる。
＜鋼材＞
　本発明の実施形態に係る鋼材は、質量％で、
　Ｃ：０．００１～１．０００％、
　Ｓｉ：０．０１～３．００％、
　Ｍｎ：０．１０～４．５０％、
　Ｐ：０．３００％以下、
　Ｓ：０．０３００％以下、
　Ａｌ：０．００１～５．０００％、
　Ｎ：０．２０００％以下、
　Ｏ：０．０１００％以下、
　Ｐｒ：０～０．８０００％、Ｓｍ：０～０．８０００％、Ｅｕ：０～０．８０００％、Ｇｄ：０～０．８０００％、Ｔｂ：０～０．８０００％、Ｄｙ：０～０．８０００％、Ｈｏ：０～０．８０００％、Ｅｒ：０～０．８０００％、Ｔｍ：０～０．８０００％、Ｙｂ：０～０．８０００％、Ｌｕ：０～０．８０００％、及びＳｃ：０～０．８０００％からなる群より選択される少なくとも１種、
　Ｎｂ：０～３．０００％、
　Ｔｉ：０～０．５００％、
　Ｔａ：０～０．５００％、
　Ｖ：０～１．００％、
　Ｃｕ：０～３．００％、
　Ｎｉ：０～６０．００％、
　Ｃｒ：０～３０．００％、
　Ｍｏ：０～５．００％、
　Ｗ：０～２．００％、
　Ｂ：０～０．０２００％、
　Ｃｏ：０～３．００％、
　Ｂｅ：０～０．０５０％、
　Ａｇ：０～０．５００％、
　Ｚｒ：０～０．５０００％、
　Ｈｆ：０～０．５０００％、
　Ｃａ：０～０．０５００％、
　Ｍｇ：０～０．０５００％、
　Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ、Ｐｍ及びＹの少なくとも１種：合計で０～０．５０００％、
　Ｓｎ：０～０．３００％、
　Ｓｂ：０～０．３００％、
　Ｔｅ：０～０．１００％、
　Ｓｅ：０～０．１００％、
　Ａｓ：０～０．０５０％、
　Ｂｉ：０～０．５００％、
　Ｐｂ：０～０．５００％、並びに
　残部：Ｆｅ及び不純物からなり、
　前記Ｏ及び前記Ｓの含有量の合計が、０．００１５％以上であり、
　前記Ｐｒ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、及びＳｃの含有量の合計が、０．００１０％以上である化学組成を有し、
　Ｐｒ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、及びＳｃの１種以上と、Ｓ及びＯの１種又は２種と、を含有する介在物を含み、円相当直径が０．５～５．０μｍである前記介在物の個数密度が１０個／ｍｍ2以上であることを特徴としている。
　鋼材に求められる材料特性、例えば低温靭性を向上させ、及び／又は、高強度と低温靭性の両立を図るためには、凝固組織の微細化を通して、金属組織を微細化することが重要である。凝固組織の微細化は、溶接熱影響部の靭性の向上やリジングなどの表面特性にも有効である。凝固組織を微細化するために、溶鋼中で凝固核として作用する介在物を利用することができる。
　本発明者らは、凝固組織を微細化させるため、溶鋼中で凝固核として作用する介在物を形成する鋼中の元素について検討を行った。その結果、本発明者らは、Ｐｒ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、及びＳｃの元素（以下、「Ｘ元素」ともいう）が鋼中で形成する介在物、より具体的にはこれらの元素の酸化物及び／又は硫化物が溶鋼中で凝固核として作用することを見出した。
　本発明者らの検討の結果、介在物が、溶鋼中で凝固核として作用するためには、適正なサイズであることが必要とされるという知見が得られた。具体的には、上記の介在物のうち、円相当直径が０．５～５．０μｍである介在物が溶鋼中で凝固核として作用することがわかった。さらに、上記の元素を含み、円相当直径が０．５～５．０μｍである介在物の個数密度が１０個／ｍｍ2以上であると、凝固組織が顕著に微細になるという知見が得られた。
　Ｐｒ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、及びＳｃからなる群より選択される少なくとも１種の元素は、Ｏ及びＳと結びついて介在物を形成しやすい。そのため、サイズ及び個数密度が適正な介在物を鋼中に存在させるためには、製鋼工程において、溶鋼中に弱脱酸元素、強脱酸元素及び上記の元素の順に添加する必要があることがわかった。具体的には、弱脱酸元素であるＳｉ及びＭｎによる脱酸が行われた溶鋼中に強脱酸元素であるＡｌが添加され、上記の元素が添加される。必要に応じて溶鋼中にＴｉ及び／又はＣａが添加される場合は、ＴｉはＡｌよりも脱酸力が弱いためＡｌ添加の前に、ＣａはＡｌよりも脱酸力が強いためＡｌ添加の後に添加されることが好ましい。
　以下、本発明の実施形態に係る鋼材についてより詳しく説明する。以下の説明において、各元素の含有量の単位である「％」は、特に断りがない限り「質量％」を意味するものである。また、本明細書において、数値範囲を示す「～」とは、特に断りがない場合、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用される。
［Ｃ：０．００１～１．０００％］
　炭素（Ｃ）は、硬さの安定化及び／又は強度の確保に必要な元素である。これらの効果を十分に得るために、Ｃ含有量は０．００１％以上である。Ｃ含有量は０．００５％以上、０．０１０％以上又は０．０２０％以上であってもよい。一方で、Ｃを過度に含有すると、靭性、曲げ性及び／又は溶接性が低下する場合がある。したがって、Ｃ含有量は１．０００％以下である。Ｃ含有量は０．８００％以下、０．６００％以下又は０．５００％以下であってもよい。
［Ｓｉ：０．０１～３．００％］
　ケイ素（Ｓｉ）は脱酸元素であり、強度の向上にも寄与する元素である。これらの効果を十分に得るために、Ｓｉ含有量は０．０１％以上である。Ｓｉ含有量は０．０５％以上、０．１０％以上又は０．３０％以上であってもよい。一方で、Ｓｉを過度に含有すると、靭性が低下したり、スケール疵と呼ばれる表面品質不良を発生したりする場合がある。したがって、Ｓｉ含有量は３．００％以下である。Ｓｉ含有量は２．００％以下、１．００％以下又は０．６０％以下であってもよい。
［Ｍｎ：０．１０～４．５０％］
　マンガン（Ｍｎ）は、焼入れ性及び／又は強度の向上に有効な元素であり、有効なオーステナイト安定化元素でもある。これらの効果を十分に得るために、Ｍｎ含有量は０．１０％以上である。Ｍｎ含有量は０．５０％以上、０．７０％以上又は１．００％以上であってもよい。一方で、Ｍｎを過度に含有すると、靭性に有害なＭｎＳが生成したり、耐酸化性を低下させたりする場合がある。したがって、Ｍｎ含有量は４．５０％以下である。Ｍｎ含有量は４．００％以下、３．５０％以下又は３．００％以下であってもよい。
［Ｐ：０．３００％以下］
　リン（Ｐ）は製造工程で混入する元素である。Ｐ含有量は０％であってもよい。しかしながら、Ｐ含有量を０．０００１％未満に低減するためには精錬に時間を要し、生産性の低下を招く。したがって、Ｐ含有量は０．０００１％以上、０．０００５％以上、０．００１％以上、０．００３％以上、又は、０．００５％以上であってもよい。Ｐ含有量は、製造コストの観点から、０．００７％以上であってもよい。一方で、Ｐを過度に含有すると、鋼材の加工性及び／又は靭性が低下する場合がある。したがって、Ｐ含有量は０．３００％以下である。Ｐ含有量は０．１００％以下、０．０３０％以下又は０．０１０％以下であってもよい。
［Ｓ：０．０３００％以下］
　硫黄（Ｓ）は製造工程で混入する元素であり、本発明の実施形態に係るＸ元素との間で介在物を形成する元素の一つである。後述するように、Ｏの含有量とＳの含有量との合計は、０．００１５％以上であり、Ｓ含有量は０％であってもよいが、Ｓ含有量は０．０００１％以上であることが好ましい。Ｓ含有量は、０．０００５％以上又は０．００１０％以上であってもよい。一方で、Ｓを過度に含有すると、粗大な介在物が形成され、鋼材の特性が低下する場合がある。したがって、Ｓ含有量は０．０３００％以下である。Ｓ含有量は０．０２５０％以下、０．０２００％以下、０．０１５０％以下、０．０１００％以下、０．００５０％以下又は０．００３０％以下であってもよい。
［Ａｌ：０．００１～５．０００％］
　アルミニウム（Ａｌ）は、脱酸元素であり、耐食性及び／又は耐熱性を向上させるのに有効な元素でもある。これらの効果を得るために、Ａｌ含有量は０．００１％以上である。Ａｌ含有量は０．０１０％以上、０．１００％以上又は０．２００％以上であってもよい。とりわけ、耐熱性を十分に向上させる観点からは、Ａｌ含有量は１．０００％以上、２．０００％以上又は３．０００％以上であってもよい。一方で、Ａｌを過度に含有すると、粗大な介在物が生成して靭性を低下させたり、製造過程で割れなどのトラブルが発生したり、及び／又は耐疲労特性を低下させたりする場合がある。したがって、Ａｌ含有量は５．０００％以下である。Ａｌ含有量は４．５００％以下、４．０００％以下又は３．５００％以下であってもよい。とりわけ、靭性の低下を抑制するという観点からは、Ａｌ含有量は１．５００％以下、１．０００％以下又は０．３００％以下であってもよい。
［Ｎ：０．２０００％以下］
　窒素（Ｎ）は製造工程で混入する元素であり、少ないほど好ましく、Ｎ含有量は０％であってもよい。しかしながら、Ｎ含有量を０．０００１％未満に低減するためには精錬に時間を要し、生産性の低下を招く。したがって、Ｎ含有量は０．０００１％以上、０．０００５％以上又は０．００１０％以上であってもよい。一方で、Ｎはオーステナイトの安定化に有効な元素でもあり、必要に応じて意図的に含有させてもよい。この場合には、Ｎ含有量は０．０１００％以上であることが好ましく、０．０２００％以上、０．０５００％以上であってもよい。しかしながら、Ｎを過度に含有すると、靭性が低下する場合がある。したがって、Ｎ含有量は０．２０００％以下である。Ｎ含有量は０．１５００％以下、０．１０００％以下又は０．０８００％以下であってもよい。
［Ｏ：０．０１００％以下］
　酸素（Ｏ）は製造工程で混入する元素であり、本発明の実施形態に係るＸ元素との間で介在物を形成する元素の一つである。後述するように、Ｏの含有量とＳの含有量との合計は、０．００１５％以上であり、Ｏ含有量は０％であってもよいが、Ｏ含有量は０．０００１％以上であることが好ましい。Ｏ含有量は、０．０００５％以上又は０．００１０％以上であってもよい。一方で、Ｏを過度に含有すると、粗大な介在物が形成され、鋼材の特性が低下する場合がある。したがって、Ｏ含有量は０．０１００％以下である。Ｏ含有量は０．００８０％以下、０．００６０％以下又は０．００４０％以下であってもよい。
［Ｐｒ：０～０．８０００％、Ｓｍ：０～０．８０００％、Ｅｕ：０～０．８０００％、Ｇｄ：０～０．８０００％、Ｔｂ：０～０．８０００％、Ｄｙ：０～０．８０００％、Ｈｏ：０～０．８０００％、Ｅｒ：０～０．８０００％、Ｔｍ：０～０．８０００％、Ｙｂ：０～０．８０００％、Ｌｕ：０～０．８０００％、及びＳｃ：０～０．８０００％からなる群より選択される少なくとも１種］
　本発明の実施形態に係るＸ元素は、Ｐｒ：０～０．８０００％、Ｓｍ：０～０．８０００％、Ｅｕ：０～０．８０００％、Ｇｄ：０～０．８０００％、Ｔｂ：０～０．８０００％、Ｄｙ：０～０．８０００％、Ｈｏ：０～０．８０００％、Ｅｒ：０～０．８０００％、Ｔｍ：０～０．８０００％、Ｙｂ：０～０．８０００％、Ｌｕ：０～０．８０００％、及びＳｃ：０～０．８０００％である。プラセオジム（Ｐｒ）、サマリウム（Ｓｍ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、ルテチウム（Ｌｕ）、及びスカンジウム（Ｓｃ）は、Ｏ及びＳの一方又は両方と、溶鋼中で凝固核として作用する介在物を形成する。当該介在物により、凝固組織の微細化が可能となる。上記Ｘ元素は、いずれか１つの元素を単独で使用してもよいし、又は上記元素のうち２種以上のあらゆる特定の組み合わせにおいて使用してもよい。また、当該Ｘ元素について、各元素の含有量の下限値は特に限定されない。各Ｘ元素の含有量は、例えば、０．０００１％以上、０．０００５％以上、又は０．００１０％以上であってもよい。各Ｘ元素の含有量は、好ましくは、０．００２０％以上であり、より好ましくは０．００２５％以上であり、最も好ましくは０．００５０％以上である。一方で、Ｘ元素を過度に含有しても効果が飽和し、それゆえ当該Ｘ元素を必要以上に鋼材中に含有させることは製造コストの上昇を招く虞がある。したがって、各Ｘ元素の含有量は０．８０００％以下であり、例えば０．７０００％以下、０．６０００％以下、０．５０００％以下、０．４０００％以下又は０．３０００％以下であってもよい。
［Ｐｒ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、及びＳｃの含有量の合計が、０．００１０％以上］
　本発明の実施形態においては、Ｐｒ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、及びＳｃの１種以上と、Ｓ及びＯの１種又は２種とが凝固核となる介在物を形成する。このためには、本発明の実施形態に係る鋼材は、Ｐｒ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、及びＳｃを合計で、０．００１０％以上含む必要がある。
　上述のように、上記Ｘ元素は、いずれか１つの元素を単独で使用してもよいし、又は上記元素のうち２種以上のあらゆる特定の組み合わせにおいて使用してもよい。また、当該Ｘ元素について、各元素の含有量の下限値は特に限定されない。しかしながら、溶鋼中で凝固核として作用する介在物の確保という観点から、Ｘ元素の含有量の合計は０．００１０％以上である。Ｘ元素の含有量の合計は、好ましくは、０．００２０％以上であり、より好ましくは０．００２５％以上であり、最も好ましくは０．００５０％以上である。一方、Ｘ元素の含有量の合計は、９．６０００％以下であってもよい。ただし、Ｘ元素を過度に含有しても効果が飽和し、それゆえ当該Ｘ元素を必要以上に鋼材中に含有させることは製造コストの上昇を招く虞がある。したがって、Ｘ元素の含有量の合計は、例えば６．００００％以下、５．００００％以下、４．００００％以下、２．００００％以下、１．００００％以下又は０．５０００％であってもよい。
［Ｏ及びＳの含有量の合計が、０．００１５％以上］
　本発明の実施形態においては、凝固核となる酸化物及び／若しくは硫化物、並びに／又はそれらが複合した硫酸化物が一定量以上必要であり、よって本発明の実施形態に係る鋼材はＯ含有量とＳ含有量を合計で、０．００１５％以上含む。Ｏ及びＳの含有量の合計は、好ましくは０．００２０％以上であり、０．００２５％以上又は０．００３０％以上であってもよい。上限はＯ含有量の上限とＳ含有量の上限の合計値の０．０４００％であるが、Ｏ及びＳの含有量の合計は０．０３００％以下、０．０２５０％以下、０．０２００％以下、０．０１５０％以下、又は０．０１００％以下であってもよい。
　本発明の実施形態に係る鋼材の基本化学組成は上記のとおりである。さらに、当該鋼材は、必要に応じて以下の任意選択元素のうち１種又は２種以上を含有してもよい。例えば、鋼材は、Ｎｂ：０～３．０００％、Ｔｉ：０～０．５００％、Ｔａ：０～０．５００％、Ｖ：０～１．００％、Ｃｕ：０～３．００％、Ｎｉ：０～６０．００％、Ｃｒ：０～３０．００％、Ｍｏ：０～５．００％、Ｗ：０～２．００％、Ｂ：０～０．０２００％、Ｃｏ：０～３．００％、Ｂｅ：０～０．０５０％、及びＡｇ：０～０．５００％のうち１種又は２種以上を含有してもよい。また、鋼材は、Ｚｒ：０～０．５０００％、Ｈｆ：０～０．５０００％、Ｃａ：０～０．０５００％、Ｍｇ：０～０．０５００％、並びにＬａ、Ｃｅ、Ｎｄ、Ｐｍ及びＹの少なくとも１種：合計で０～０．５０００％のうち１種又は２種以上を含有してもよい。また、鋼材は、Ｓｎ：０～０．３００％、及びＳｂ：０～０．３００％のうち１種又は２種を含有してもよい。また、鋼材は、Ｔｅ：０～０．１００％、Ｓｅ：０～０．１００％、Ａｓ：０～０．０５０％、Ｂｉ：０～０．５００％、及びＰｂ：０～０．５００％のうち１種又は２種以上を含有してもよい。以下、これらの任意選択元素について詳しく説明する。
［Ｎｂ：０～３．０００％］
　ニオブ（Ｎｂ）は、析出強化及び再結晶の抑制等に寄与する元素である。Ｎｂ含有量は０％であってもよいが、これらの効果を得るためには、Ｎｂ含有量は０．００３％以上であることが好ましい。例えば、Ｎｂ含有量は０．００５％以上又は０．０１０％以上であってもよい。とりわけ、析出強化を十分に図る観点からは、Ｎｂ含有量は１．０００％以上又は１．５００％以上であってもよい。一方で、Ｎｂを過度に含有すると、効果が飽和し、加工性及び／又は靭性を低下させる場合がある。したがって、Ｎｂ含有量は３．０００％以下である。Ｎｂ含有量は２．８００％以下、２．５００％以下又は２．０００％以下であってもよい。とりわけ、溶接熱影響部（ＨＡＺ）の靭性低下を抑制するという観点からは、Ｎｂ含有量は０．１００％以下であることが好ましく、０．０８０％以下、０．０５０％以下又は０．０３０％以下であってもよい。
［Ｔｉ：０～０．５００％］
　チタン（Ｔｉ）は、析出強化等により鋼材の強度向上に寄与する元素である。Ｔｉ含有量は０％であってもよいが、このような効果を得るためには、Ｔｉ含有量は０．００５％以上であることが好ましい。Ｔｉ含有量は０．０１０％以上、０．０５０％以上又は０．０８０％以上であってもよい。一方で、Ｔｉを過度に含有すると、多量の析出物が生成して靭性を低下させる場合がある。したがって、Ｔｉ含有量は０．５００％以下である。Ｔｉ含有量は０．３００％以下、０．２００％以下又は０．１００％以下であってもよい。
［Ｔａ：０～０．５００％］
　タンタル（Ｔａ）は、炭化物の形態制御と強度の増加に有効な元素である。Ｔａ含有量は０％であってもよいが、これらの効果を得るためには、Ｔａ含有量は０．００１％以上であることが好ましい。Ｔａ含有量は０．００５％以上、０．０１０％以上又は０．０５０％以上であってもよい。一方で、Ｔａを過度に含有すると、微細なＴａ炭化物が多数析出し、鋼材の過度な強度上昇を招き、結果として延性の低下及び冷間加工性を低下させる場合がある。したがって、Ｔａ含有量は０．５００％以下である。Ｔａ含有量は、０．３００％以下、０．１００％以下又は０．０８０％以下であってもよい。
［Ｖ：０～１．００％］
　バナジウム（Ｖ）は、析出強化等により鋼材の強度向上に寄与する元素である。Ｖ含有量は０％であってもよいが、このような効果を得るためには、Ｖ含有量は０．００１％以上であることが好ましい。Ｖ含有量は０．０１％以上、０．０２％以上、０．０５％以上又は０．１０％以上であってもよい。一方で、Ｖを過度に含有すると、多量の析出物が生成して靭性を低下させる場合がある。したがって、Ｖ含有量は１．００％以下である。Ｖ含有量は０．８０％以下、０．６０％以下又は０．５０％以下であってもよい。
［Ｃｕ：０～３．００％］
　銅（Ｃｕ）は強度及び／又は耐食性の向上に寄与する元素である。Ｃｕ含有量は０％であってもよいが、これらの効果を得るためには、Ｃｕ含有量は０．００１％以上であることが好ましい。Ｃｕ含有量は０．０１％以上、０．１０％以上、０．１５％以上、０．２０％以上又は０．３０％以上であってもよい。一方で、Ｃｕを過度に含有すると、靭性や溶接性の劣化を招く場合がある。したがって、Ｃｕ含有量は３．００％以下である。Ｃｕ含有量は２．００％以下、１．５０％以下、１．００％以下又は０．５０％以下であってもよい。
［Ｎｉ：０～６０．００％］
　ニッケル（Ｎｉ）は強度及び／又は耐熱性の向上に寄与する元素であり、有効なオーステナイト安定化元素でもある。Ｎｉ含有量は０％であってもよいが、これらの効果を得るためには、Ｎｉ含有量は０．００１％以上であることが好ましい。Ｎｉ含有量は０．０１％以上、０．１０％以上、０．５０％以上、０．７０％以上、１．００％以上又は３．００％以上であってもよい。とりわけ、耐熱性を十分に向上させる観点からは、Ｎｉ含有量は３０．００％以上、３５．００％以上又は４０．００％以上であってもよい。一方で、Ｎｉを過度に含有すると、合金コストの増加に加えて熱間加工時の変形抵抗が増大し、設備負荷が大きくなる場合がある。したがって、Ｎｉ含有量は６０．００％以下である。Ｎｉ含有量は５５．００％以下又は５０．００％以下であってもよい。とりわけ、経済性の観点及び／又は溶接性の低下を抑制するという観点からは、Ｎｉ含有量は１５．００％以下、１０．００％以下、６．００％以下又は４．００％以下であってもよい。
［Ｃｒ：０～３０．００％］
　クロム（Ｃｒ）は強度及び／又は耐食性の向上に寄与する元素である。Ｃｒ含有量は０％であってもよいが、これらの効果を得るためには、Ｃｒ含有量は０．００１％以上であることが好ましい。Ｃｒ含有量は０．０１％以上、０．０５％以上、０．１０％以上又は０．５０％以上であってもよい。とりわけ、耐食性を十分に向上させる観点からは、Ｃｒ含有量は１０．００％以上、１２．００％以上又は１５．００％以上であってもよい。一方で、Ｃｒを過度に含有すると、合金コストの増加に加えて靭性が低下する場合がある。したがって、Ｃｒ含有量は３０．００％以下である。Ｃｒ含有量は２８．００％以下、２５．００％以下又は２０．００％以下であってもよい。とりわけ、溶接性及び／又は加工性の低下を抑制するという観点からは、Ｃｒ含有量は１０．００％以下、９．００％以下又は７．５０％以下であってもよい。
［Ｍｏ：０～５．００％］
　モリブデン（Ｍｏ）は鋼の焼入れ性を高め、強度の向上に寄与する元素であり、耐食性の向上にも寄与する元素である。Ｍｏ含有量は０％であってもよいが、これらの効果を得るためには、Ｍｏ含有量は０．００１％以上であることが好ましい。Ｍｏ含有量は０．０１％以上、０．０２％以上、０．５０％以上又は１．００％以上であってもよい。一方で、Ｍｏを過度に含有すると、熱間加工時の変形抵抗が増大し、設備負荷が大きくなる場合がある。したがって、Ｍｏ含有量は５．００％以下である。Ｍｏ含有量は４．５０％以下、４．００％以下、３．００以下又は１．５０％以下であってもよい。
［Ｗ：０～２．００％］
　タングステン（Ｗ）は鋼の焼入れ性を高め、強度の向上に寄与する元素である。Ｗ含有量は０％であってもよいが、このような効果を得るためには、Ｗ含有量は０．００１％以上であることが好ましい。Ｗ含有量は０．０１％以上、０．０２％以上、０．０５％以上、０．１０％以上又は０．５０％以上であってもよい。一方で、Ｗを過度に含有すると、延性や溶接性が低下する場合がある。したがって、Ｗ含有量は２．００％以下である。Ｗ含有量は１．８０％以下、１．５０％以下又は１．００％以下であってもよい。
［Ｂ：０～０．０２００％］
　ホウ素（Ｂ）は強度の向上に寄与する元素である。Ｂ含有量は０％であってもよいが、このような効果を得るためには、Ｂ含有量は０．０００１％以上であることが好ましい。Ｂ含有量は０．０００３％以上、０．０００５％以上又は０．０００７％以上であってもよい。一方で、Ｂを過度に含有すると、靭性及び／又は溶接性が低下する場合がある。したがって、Ｂ含有量は０．０２００％以下である。Ｂ含有量は０．０１００％以下、０．００５０％以下、０．００３０％以下又は０．００２０％以下であってもよい。
［Ｃｏ：０～３．００％］
　コバルト（Ｃｏ）は焼入れ性及び／又は耐熱性の向上に寄与する元素である。Ｃｏ含有量は０％であってもよいが、これらの効果を得るためには、Ｃｏ含有量は０．００１％以上であることが好ましい。Ｃｏ含有量は０．０１％以上、０．０２％以上、０．０５％以上、０．１０％以上又は０．５０％以上であってもよい。一方で、Ｃｏを過度に含有すると、熱間加工性が低下する場合があり、原料コストの増加にも繋がる。したがって、Ｃｏ含有量は３．００％以下である。Ｃｏ含有量は２．５０％以下、２．００％以下、１．５０％以下又は０．８０％以下であってもよい。
［Ｂｅ：０～０．０５０％］
　ベリリウム（Ｂｅ）は、母材の強度の上昇及び組織の微細化に有効な元素である。Ｂｅ含有量は０％であってもよいが、このような効果を得るためには、Ｂｅ含有量は０．０００３％以上であることが好ましい。Ｂｅ含有量は０．０００５％以上、０．００１％以上又は０．０１０％以上であってもよい。一方で、Ｂｅを過度に含有すると、成形性が低下する場合がある。したがって、Ｂｅ含有量は０．０５０％以下である。Ｂｅ含有量は０．０４０％以下、０．０３０％以下又は０．０２０％以下であってもよい。
［Ａｇ：０～０．５００％］
　銀（Ａｇ）は、母材の強度の上昇及び組織の微細化に有効な元素である。Ａｇ含有量は０％であってもよいが、このような効果を得るためには、Ａｇ含有量は０．００１％以上であることが好ましい。Ａｇ含有量は０．０１０％以上、０．０２０％以上、０．０３０％以上又は０．０５０％以上であってもよい。一方で、Ａｇを過度に含有すると、成形性が低下する場合がある。したがって、Ａｇ含有量は０．５００％以下である。Ａｇ含有量は０．４００％以下、０．３００％以下又は０．２００％以下であってもよい。
［Ｚｒ：０～０．５０００％］
　ジルコニウム（Ｚｒ）は、硫化物の形態を制御できる元素である。Ｚｒ含有量は０％であってもよいが、このような効果を得るためには、Ｚｒ含有量は０．０００１％以上であることが好ましい。一方で、Ｚｒを過度に含有しても効果が飽和し、それゆえＺｒを必要以上に鋼材中に含有させることは製造コストの上昇を招く虞がある。したがって、Ｚｒ含有量は０．５０００％以下である。
［Ｈｆ：０～０．５０００％］
　ハフニウム（Ｈｆ）は、硫化物の形態を制御できる元素である。Ｈｆ含有量は０％であってもよいが、このような効果を得るためには、Ｈｆ含有量は０．０００１％以上であることが好ましい。一方で、Ｈｆを過度に含有しても効果が飽和し、それゆえＨｆを必要以上に鋼材中に含有させることは製造コストの上昇を招く虞がある。したがって、Ｈｆ含有量は０．５０００％以下である。
［Ｃａ：０～０．０５００％］
　カルシウム（Ｃａ）は、硫化物の形態を制御できる元素である。Ｃａ含有量は０％であってもよいが、このような効果を得るためには、Ｃａ含有量は０．０００１％以上であることが好ましい。一方で、Ｃａを過度に含有しても効果が飽和し、それゆえＣａを必要以上に鋼材中に含有させることは製造コストの上昇を招く虞がある。したがって、Ｃａ含有量は０．０５００％以下である。
［Ｍｇ：０～０．０５００％］
　マグネシウム（Ｍｇ）は、硫化物の形態を制御できる元素である。Ｍｇ含有量は０％であってもよいが、このような効果を得るためには、Ｍｇ含有量は０．０００１％以上であることが好ましい。Ｍｇ含有量は０．００１５％超、０．００１６％以上、０．００１８％以上又は０．００２０％以上であってもよい。一方で、Ｍｇを過度に含有しても効果が飽和し、粗大な介在物の形成に起因して冷間成形性及び／又は靭性が低下する場合がある。したがって、Ｍｇ含有量は０．０５００％以下である。Ｍｇ含有量は０．０４００％以下、０．０３００％以下又は０．０２００％以下であってもよい。
［Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ、Ｐｍ及びＹの少なくとも１種：合計で０～０．５０００％］
　ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、ネオジム（Ｎｄ）、プロメチウム（Ｐｍ）及びイットリウム（Ｙ）は、Ｃａ及びＭｇと同様に硫化物の形態を制御できる元素である。Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ、Ｐｍ及びＹの少なくとも１種の含有量の合計は０％であってもよいが、このような効果を得るためには含有量の合計が０．０００１％以上であることが好ましい。Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ、Ｐｍ及びＹの少なくとも１種の含有量の合計は０．０００２％以上、０．０００３％以上又は０．０００４％以上であってもよい。一方で、これらの元素を過度に含有しても効果が飽和し、粗大な酸化物等が形成して冷間成形性が低下する場合がある。したがって、Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ、Ｐｍ及びＹの少なくとも１種の含有量の合計は０．５０００％以下であり、０．４０００％以下、０．３０００％以下又は０．２０００％以下であってもよい。
［Ｓｎ：０～０．３００％］
　錫（Ｓｎ）は耐食性の向上に有効な元素である。Ｓｎ含有量は０％であってもよいが、このような効果を得るためには、Ｓｎ含有量は０．００１％以上であることが好ましい。Ｓｎ含有量は０．０１０％以上、０．０２０％以上、０．０３０％以上又は０．０５０％以上であってもよい。一方で、Ｓｎを過度に含有すると、靭性、特には低温靭性の低下を招く場合がある。したがって、Ｓｎ含有量は０．３００％以下である。Ｓｎ含有量は０．２５０％以下、０．２００％以下又は０．１５０％以下であってもよい。
［Ｓｂ：０～０．３００％］
　アンチモン（Ｓｂ）は、Ｓｎと同様に耐食性の向上に有効な元素であり、特にＳｎと複合して含有させることにより効果を増大させることができる。Ｓｂ含有量は０％であってもよいが、耐食性向上の効果を得るためには、Ｓｂ含有量は０．００１％以上であることが好ましい。Ｓｂ含有量は０．０１０％以上、０．０２０％以上、０．０３０％以上又は０．０５０％以上であってもよい。一方で、Ｓｂを過度に含有すると、靭性、特に低温靭性の低下を招く場合がある。したがって、Ｓｂ含有量は０．３００％以下である。Ｓｂ含有量は０．２５０％以下、０．２００％以下又は０．１５０％以下であってもよい。
［Ｔｅ：０～０．１００％］
　テルル（Ｔｅ）は、ＭｎやＳなどと低融点化合物を形成して潤滑効果を高めるため、鋼の被削性を改善するのに有効な元素である。Ｔｅ含有量は０％であってもよいが、このような効果を得るためには、Ｔｅ含有量は０．００１％以上であることが好ましい。Ｔｅ含有量は０．０１０％以上、０．０２０％以上、０．０３０％以上又は０．０４０％以上であってもよい。一方で、Ｔｅを過度に含有しても効果が飽和し、合金コストの増加を招く。したがって、Ｔｅ含有量は０．１００％以下である。Ｔｅ含有量は０．０９０％以下、０．０８０％以下又は０．０７０％以下であってもよい。
［Ｓｅ：０～０．１００％］
　セレン（Ｓｅ）は、鋼中に生成するセレン化物が被削材のせん断塑性変形に変化を与え、切りくずが破砕されやすくなるため、鋼の被削性を改善するのに有効な元素である。Ｓｅ含有量は０％であってもよいが、このような効果を得るためには、Ｓｅ含有量は０．００１％以上であることが好ましい。Ｓｅ含有量は０．０１０％以上、０．０２０％以上、０．０３０％以上又は０．０４０％以上であってもよい。一方で、Ｓｅを過度に含有しても効果が飽和し、合金コストの増加を招く。したがって、Ｓｅ含有量は０．１００％以下である。Ｓｅ含有量は０．０９０％以下、０．０８０％以下又は０．０７０％以下であってもよい。
［Ａｓ：０～０．０５０％］
　ヒ素（Ａｓ）は、鋼の被削性を改善するのに有効な元素である。Ａｓ含有量は０％であってもよいが、このような効果を得るためには、Ａｓ含有量は０．００１％以上であることが好ましい。Ａｓ含有量は０．００５％以上又は０．０１０％以上であってもよい。一方で、Ａｓを過度に含有すると、熱間加工性が低下する場合がある。したがって、Ａｓ含有量は０．０５０％以下である。Ａｓ含有量は０．０４０％以下、０．０３０％以下又は０．０２０％以下であってもよい。
［Ｂｉ：０～０．５００％］
　ビスマス（Ｂｉ）は、鋼の被削性を改善するのに有効な元素である。Ｂｉ含有量は０％であってもよいが、このような効果を得るためには、Ｂｉ含有量は０．００１％以上であることが好ましい。Ｂｉ含有量は０．０１０％以上、０．０２０％以上、０．０３０％以上又は０．０５０％以上であってもよい。一方で、Ｂｉを過度に含有しても効果が飽和し、合金コストの増加を招く。したがって、Ｂｉ含有量は０．５００％以下である。Ｂｉ含有量は０．４００％以下、０．３００％以下又は０．２００％以下であってもよい。
［Ｐｂ：０～０．５００％］
　鉛（Ｐｂ）は、切削による温度上昇で溶融してクラックの進展を促進するため、鋼の被削性を改善するのに有効な元素である。Ｐｂ含有量は０％であってもよいが、このような効果を得るためには、Ｐｂ含有量は０．００１％以上であることが好ましい。Ｐｂ含有量は０．０１０％以上、０．０２０％以上、０．０３０％以上又は０．０５０％以上であってもよい。一方で、Ｐｂを過度に含有すると、熱間加工性が低下する場合がある。したがって、Ｐｂ含有量は０．５００％以下である。Ｐｂ含有量は０．４００％以下、０．３００％以下又は０．２００％以下であってもよい。
　本発明の実施形態に係る鋼材において、上記の元素以外の残部は、Ｆｅ及び不純物からなる。不純物とは、鋼材を工業的に製造する際に、鉱石やスクラップ等のような原料を始めとして、製造工程の種々の要因によって混入する成分等である。
［Ｐｒ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、及びＳｃの１種以上と、Ｓ及びＯの１種又は２種とを含有し、円相当直径が０．５～５．０μｍである介在物の個数密度が１０個／ｍｍ2以上］
　本発明の実施形態においては、Ｐｒ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、及びＳｃの１種以上が、Ｓ及びＯの１種又は２種と反応して凝固核となる介在物を形成する。このような介在物のうち、溶鋼中で凝固核となり得る介在物の円相当直径は０．５～５．０μｍである。鋼材に含まれる介在物の円相当直径は、ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）観察によって測定される介在物の面積から求められる。円相当直径が０．５μｍ未満又は５．０μｍ超である介在物は、鋼材に含まれる場合があるが、効果が顕著ではないため、個数密度の測定の対象から除外される。溶鋼中で生成した介在物に含まれる化学成分、円相当直径は、その後の製造工程でほとんど変化しない。また、本発明の実施形態に係る介在物は、上記元素の酸化物、硫化物及び／又はそれらが複合した硫酸化物であり、これらは高温の溶鋼中でも安定である。所定のサイズ及び量の当該介在物が鋼材に含まれていると、凝固核としての作用により、凝固組織ひいては金属組織の微細化が可能である。
　介在物の個数密度は、凝固組織ひいては金属組織の微細化という観点から、１０個／ｍｍ2以上である。介在物の個数密度は、好ましくは２０個／ｍｍ2以上、より好ましくは５０個／ｍｍ2以上である。介在物の個数密度は、多いほど好ましい。しかしながら、介在物の過度の増加は、鋼材の特性に悪影響を及ぼす場合があるため、介在物の個数密度は、１０００個／ｍｍ2以下であってよい。介在物の個数密度は、９００個／ｍｍ2以下、８００個／ｍｍ2以下、７００個／ｍｍ2以下、５００個／ｍｍ2以下、４００個／ｍｍ2以下、又は３００個／ｍｍ2以下であってもよい。
［介在物の円相当直径及び個数密度の測定］
　本発明の実施形態に係る鋼材に含まれる介在物の円相当直径及び個数密度はＳＥＭによって測定される。ＳＥＭによる介在物の観察及び解析に使用される試料は、鋼材の表面から厚み方向に、鋼材の厚みの１／４の位置（１／４ｔ部という）から採取される。観察面は鋼材の厚み方向に垂直な断面である。鋼材が熱延工程等を経て製造された場合であっても、鋼材の介在物の個数密度が１０個／ｍｍ2以上であれば、凝固組織ひいては金属組織の微細化の効果が得られる。
　ＳＥＭによる観察は、観察面の中心部の４ｍｍ2の領域につき、鏡面研磨された試料を用いて行われる。ＳＥＭによる観察の倍率は１０００倍であり、４００視野の観察によって、４ｍｍ2の領域が観察される（例えば、１視野が１００μｍ×１００μｍで、４００視野の合計が４ｍｍ2）。ＳＥＭによる観察が可能な介在物のうち、Ｐｒ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、及びＳｃの１種以上と、Ｓ及びＯの１種又は２種とが含まれ、円相当直径が０．５～５．０μｍである介在物の個数密度が測定される。介在物の同定は、ＳＥＭに付属するエネルギー分散型Ｘ線分析装置（以下、「ＥＤＳ」という。）によって行われる。個数密度が測定される介在物は、円相当直径が０．５～５．０μｍであり、ＥＤＳの定性分析で、上記のＸ元素と、Ｏ及びＳの１種又は２種とが検出された介在物である。０．５μｍ程度の小さな介在物の円相当直径を確認する際には、ＳＥＭにより２０００倍から５０００倍に拡大することが望ましい。
　本発明の実施形態に係る鋼材は、上記の介在物が形成された任意の鋼材であってよく、特に限定されない。本発明の実施形態に係る鋼材は、例えば、熱間圧延前の鋼材であるスラブ、ビレット、ブルームや熱間圧延後の鋼材を包含するものである。熱間圧延後の鋼材としては、特に限定されないが、例えば、厚鋼板、薄鋼板、さらには棒鋼、線材、形鋼、及び鋼管等をも包含するものである。
　本発明の実施形態に係る鋼材は、最終的な製品の形態等に応じて、当業者に公知の任意の適切な方法によって製造することが可能である。例えば、鋼材が厚鋼板の場合には、その製造方法は、一般に厚鋼板を製造する際に適用される工程を含み、例えば、上で説明した化学組成を有する溶鋼を形成する製鋼工程、形成された溶鋼からスラブを鋳造する工程、鋳造されたスラブを熱間圧延する工程、及び得られた圧延材を冷却する工程を含み、必要に応じて適切な熱処理工程及び焼戻し工程等をさらに含んでいてもよい。本発明の実施形態に係る鋼材の製造工程は、制御圧延と加速冷却を組み合わせた熱加工制御プロセス（ＴＭＣＰ）であってもよい。
　また、鋼材が薄鋼板の場合には、その製造方法は、一般に薄鋼板を製造する際に適用される工程を含み、例えば、上で説明した化学組成を有する溶鋼を形成する製鋼工程、形成された溶鋼からスラブを鋳造する工程、鋳造されたスラブを熱間圧延する工程、及び得られた圧延材を冷却して巻き取る工程、必要に応じて冷間圧延工程、焼鈍工程等をさらに含んでいてもよい。棒鋼や他の鋼材の製造方法においても同様に、一般に棒鋼や他の鋼材を製造する際に適用される工程を含み、例えば、上で説明した化学組成を有する溶鋼を形成する製鋼工程、形成された溶鋼からスラブ、ビレット、ブルーム等を鋳造する工程、鋳造されたスラブ、ビレット、ブルーム等を熱間圧延する工程、及び得られた圧延材を冷却する工程を含み、他の工程は、それらの鋼材を製造するのに当業者に公知の適切な工程を適宜選択し、実施することができる。上記の各工程の具体的な条件については、特には限定されず、鋼種、鋼材の種類及び形状等に応じて適切な条件を適宜選択すればよい。
　本発明の実施形態に係る鋼材の製造では、製鋼工程が介在物を形成する上で重要である。Ｐｒ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、及びＳｃの１種以上と、Ｏ及びＳの１種又は２種とを含み、円相当直径及び個数密度が適正な介在物を鋼中に存在させるためには、製鋼工程において、溶鋼中に弱脱酸元素、強脱酸元素及び上記の元素の順に添加する必要がある。具体的には、弱脱酸元素であるＳｉ及びＭｎによる脱酸が行われた溶鋼中に強脱酸元素であるＡｌが添加され、上記の元素が添加される。必要に応じて溶鋼中にＴｉ及び／又はＣａが添加される場合は、ＴｉはＡｌよりも脱酸力が弱いためＡｌ添加の前に、ＣａはＡｌよりも脱酸力が強いためＡｌ添加の後に添加されることが好ましい。
　以下、実施例によって本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。
　まず、種々の化学組成を有する溶鋼を真空溶解炉を用いて溶製し、造塊法により約５０ｋｇの鋼材を製造した。脱酸元素は、溶鋼中に弱脱酸元素、強脱酸元素の順に添加した。具体的には、弱脱酸元素であるＳｉ及びＭｎによる脱酸を行った溶鋼中に必要に応じて強脱酸元素であるＴｉ、Ａｌ及びＣａをこれらの順で添加し、次いでＰｒ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、及びＳｃからなる群より選択される少なくとも１種の元素（Ｘ元素）を添加した。ただし、比較例８５は、Ｓｉ及びＭｎによる脱酸の後、Ｘ元素、Ａｌの順に添加した。鋼材は凝固ままである。また、得られた各鋼材から採取した試料を分析した化学組成は、下表１に示すとおりであった。
　次いで、鋼材の厚み方向に、１／４ｔ部、１／２ｔ部、３／４ｔ部の３か所の断面につき、柱状晶と等軸晶の割合から等軸晶の分率（等軸晶率）を求め、厚み方向の３か所の断面のうち、等軸晶率が最も低かった断面の等軸晶率をその鋼材の等軸晶率とした。凝固組織は柱状晶よりも等軸晶の方が微細であり、よって等軸晶率が高いほど、微細な凝固組織となる。したがって、凝固組織の微細化の程度は等軸晶率によって評価することが可能であり、本実施例では、上記厚み方向の３か所の断面のうち等軸晶率が最も低かった断面の等軸晶率が１０％以上である場合に、凝固組織が微細化された鋼材として評価した。また、その等軸晶率が最も少なかった断面につき、等軸晶の平均粒径を求めた。
［等軸晶率及び等軸晶粒径の測定］
　ピクリン酸を用いて鋼材の断面試料をエッチングすることで、Ｐ（リン）などの溶質成分がより多く偏析した正偏析部を現出させた。正偏析部の形状から柱状晶の部分と等軸晶の部分の面積比率をポイントカウント法により求め、等軸晶の面積を等軸晶と柱状晶の面積の合計で除したものを％表示することで等軸晶率とした。ポイントカウント法では、断面全体につき、等間隔に１００点から２００点の位置の凝固組織が柱状晶か等軸晶か、あるいはそれ以外かを求めた。等軸晶の部分につき、正偏析部で囲まれた領域を等軸晶粒として、１～１０倍に拡大したエッチング画像を画像処理することで等軸晶の平均粒径を求めた。等軸晶の平均粒径を求める際には、２０個から４０個の等軸晶の粒径を求めた。
［介在物の円相当直径及び個数密度の測定］
　鋼材に含まれる介在物の円相当直径及び個数密度は１／４ｔ部から採取された試料を用いてＳＥＭによって測定した。ＳＥＭによる介在物の観察及び解析は、試料断面の中心部の４ｍｍ2の領域で行った。ＳＥＭによる観察は、鏡面研磨した試料を用いて、倍率は１０００倍であり、４００視野の観察によって４ｍｍ2の領域を観察した。ＳＥＭによる観察が可能な介在物のうち、円相当直径が０．５～５．０μｍである介在物の個数密度を測定した。０．５μｍ程度の小さな介在物の円相当直径を確認する際には、ＳＥＭにより２０００倍から５０００倍に拡大して確認を行った。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
　表１を参照すると、比較例８４及び８６～９１では、Ｐｒ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、及びＳｃからなるＸ元素の含有量の合計が少なかったために、介在物の個数密度が少なく、等軸晶率が１０％未満となり、凝固組織を微細化することができなかった。比較例８５は、弱脱酸元素、Ｘ元素、強脱酸元素の順に添加したために、介在物の個数密度が少なく、等軸晶率が１０％未満となり、凝固組織を微細化することができなかった。等軸晶の平均粒径も３．０ｍｍを超え、比較的粗大なものであった。これとは対照的に、本発明に係る全ての実施例において、Ｏ及びＳの含有量の合計を０．００１５％以上で、Ｘ元素の含有量の合計を０．００１０％以上として、介在物を形成する製鋼工程を適切に制御することで、介在物の個数密度を１０個／ｍｍ2以上とすることが可能となり、これにより、等軸晶率が１０％以上となり、凝固組織を微細化することができた。等軸晶の平均粒径は３．０ｍｍ以下に制御されていた。
　本発明の実施形態に係る鋼材は、例えば、熱間圧延前の鋼材であるスラブ、ビレット、ブルームや熱間圧延後の鋼材である。熱間圧延後の鋼材としては、例えば、橋梁、建築、造船及び圧力容器等の用途に使用される厚鋼板、自動車及び家電等の用途に使用される薄鋼板、さらには棒鋼、線材、形鋼、及び鋼管等をも包含するものである。これらの材料において本発明の実施形態に係る鋼材を適用した場合には、微細な凝固組織に起因する微細な金属組織が得られるため、例えば高強度と低温靭性の相反する特性を両立することが可能である。

Claims (5)

  1. 　質量％で、
    　Ｃ：０．００１～１．０００％、
    　Ｓｉ：０．０１～３．００％、
    　Ｍｎ：０．１０～４．５０％、
    　Ｐ：０．３００％以下、
    　Ｓ：０．０３００％以下、
    　Ａｌ：０．００１～５．０００％、
    　Ｎ：０．２０００％以下、
    　Ｏ：０．０１００％以下、
    　Ｐｒ：０～０．８０００％、Ｓｍ：０～０．８０００％、Ｅｕ：０～０．８０００％、Ｇｄ：０～０．８０００％、Ｔｂ：０～０．８０００％、Ｄｙ：０～０．８０００％、Ｈｏ：０～０．８０００％、Ｅｒ：０～０．８０００％、Ｔｍ：０～０．８０００％、Ｙｂ：０～０．８０００％、Ｌｕ：０～０．８０００％、及びＳｃ：０～０．８０００％からなる群より選択される少なくとも１種、
    　Ｎｂ：０～３．０００％、
    　Ｔｉ：０～０．５００％、
    　Ｔａ：０～０．５００％、
    　Ｖ：０～１．００％、
    　Ｃｕ：０～３．００％、
    　Ｎｉ：０～６０．００％、
    　Ｃｒ：０～３０．００％、
    　Ｍｏ：０～５．００％、
    　Ｗ：０～２．００％、
    　Ｂ：０～０．０２００％、
    　Ｃｏ：０～３．００％、
    　Ｂｅ：０～０．０５０％、
    　Ａｇ：０～０．５００％、
    　Ｚｒ：０～０．５０００％、
    　Ｈｆ：０～０．５０００％、
    　Ｃａ：０～０．０５００％、
    　Ｍｇ：０～０．０５００％、
    　Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ、Ｐｍ及びＹの少なくとも１種：合計で０～０．５０００％、
    　Ｓｎ：０～０．３００％、
    　Ｓｂ：０～０．３００％、
    　Ｔｅ：０～０．１００％、
    　Ｓｅ：０～０．１００％、
    　Ａｓ：０～０．０５０％、
    　Ｂｉ：０～０．５００％、
    　Ｐｂ：０～０．５００％、並びに
    　残部：Ｆｅ及び不純物からなり、
    　前記Ｏ及び前記Ｓの含有量の合計が、０．００１５％以上であり、
    　前記Ｐｒ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、及びＳｃの含有量の合計が、０．００１０％以上である化学組成を有し、
    　Ｐｒ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、及びＳｃの１種以上と、Ｓ及びＯの１種又は２種と、を含有する介在物を含み、円相当直径が０．５～５．０μｍである前記介在物の個数密度が１０個／ｍｍ2以上である、鋼材。
  2. 　前記化学組成が、質量％で、
    　Ｎｂ：０．００３～３．０００％、
    　Ｔｉ：０．００５～０．５００％、
    　Ｔａ：０．００１～０．５００％、
    　Ｖ：０．００１～１．００％、
    　Ｃｕ：０．００１～３．００％、
    　Ｎｉ：０．００１～６０．００％、
    　Ｃｒ：０．００１～３０．００％、
    　Ｍｏ：０．００１～５．００％、
    　Ｗ：０．００１～２．００％、
    　Ｂ：０．０００１～０．０２００％、
    　Ｃｏ：０．００１～３．００％、
    　Ｂｅ：０．０００３～０．０５０％、及び
    　Ａｇ：０．００１～０．５００％
    のうち１種又は２種以上を含む、請求項１に記載の鋼材。
  3. 　前記化学組成が、質量％で、
    　Ｚｒ：０．０００１～０．５０００％、
    　Ｈｆ：０．０００１～０．５０００％、
    　Ｃａ：０．０００１～０．０５００％、
    　Ｍｇ：０．０００１～０．０５００％、並びに
    　Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ、Ｐｍ及びＹの少なくとも１種：合計で０．０００１～０．５０００％
    のうち１種又は２種以上を含む、請求項１又は２に記載の鋼材。
  4. 　前記化学組成が、質量％で、
    　Ｓｎ：０．００１～０．３００％、及び
    　Ｓｂ：０．００１～０．３００％
    のうち１種又は２種を含む、請求項１～３のいずれか１項に記載の鋼材。
  5. 　前記化学組成が、質量％で、
    　Ｔｅ：０．００１～０．１００％、
    　Ｓｅ：０．００１～０．１００％、
    　Ａｓ：０．００１～０．０５０％、
    　Ｂｉ：０．００１～０．５００％、及び
    　Ｐｂ：０．００１～０．５００％
    のうち１種又は２種以上を含む、請求項１～４のいずれか１項に記載の鋼材。
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