WO2025154705A1 - アルカリ水電解装置用ステンレス鋼材、アルカリ水電解装置用部材及びその製造方法、並びにアルカリ水電解装置 - Google Patents

アルカリ水電解装置用ステンレス鋼材、アルカリ水電解装置用部材及びその製造方法、並びにアルカリ水電解装置

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慧 中辻
善一 田井
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Nippon Steel Stainless Steel Corp
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C25F3/16—Polishing
    • C25F3/22—Polishing of heavy metals
    • C25F3/24—Polishing of heavy metals of iron or steel

Definitions

  • the present invention relates to stainless steel materials for alkaline water electrolysis devices, components for alkaline water electrolysis devices and their manufacturing methods, and alkaline water electrolysis devices.
  • Water electrolysis methods are generally broadly divided into alkaline water electrolysis, solid polymer water electrolysis, and high-temperature water electrolysis.
  • alkaline water electrolysis is considered promising for industrial applications that require strict cost-effectiveness, as it has the potential to use low-cost materials such as iron-based materials.
  • FIG. 1 An example of a water electrolysis device is shown in Figures 1 and 2 of Patent Document 1.
  • a diaphragm is placed between electrodes placed in water to electrolyze water, generating oxygen on the anode side and hydrogen on the cathode side, and extracting the hydrogen.
  • Patent Document 2 describes a stainless steel anode that is electrolyzed by immersing the stainless steel anode in a corrosive solution mainly consisting of an aqueous potassium hydroxide solution before use in an alkaline water electrolytic cell. Patent Document 2 describes that the corrosion resistance of stainless steel material is improved by electrolysis in a corrosive solution compared to untreated stainless steel material.
  • the evaluation time is short, about 160 hours, and there is no track record of long-term evaluation, so it is unclear whether the long-term durability is sufficient.
  • the term "stainless steel material” refers to a material formed from stainless steel, and the shape of the material is not particularly limited. Examples of the material shape include a plate shape (including a strip shape), a rod shape, a tube shape, and the like. In addition, the material may be various shaped steels having a cross-sectional shape such as a T-shape or an I-shape.
  • impurities refers to components that are mixed in due to various factors in raw materials such as ores and scraps and in the manufacturing process during industrial production of stainless steel materials, and are acceptable within a range that does not adversely affect the present invention. For example, impurities also include unavoidable impurities.
  • xx% or less means that it is xx% or less, but includes an amount exceeding 0% (particularly, exceeding the impurity level).
  • a numerical range expressed using “to” means a range including the numerical values written before and after "to” as the lower and upper limits.
  • the stainless steel material according to the embodiment of the present invention may further contain, as necessary, one or more selected from Nb: 1.00% or less, Ti: 1.00% or less, Mg: 0.1000% or less, Ca: 0.1000% or less, Zr: 1.00% or less, Co: 1.00% or less, V: 1.00% or less, W: 1.00% or less, REM: 0.10% or less, Sn: 0.10% or less, and B: 0.0100% or less.
  • Nb 1.00% or less
  • Ti 1.00% or less
  • Mg 0.1000% or less
  • Ca 0.1000% or less
  • Zr 1.00% or less
  • Co 1.00% or less
  • V 1.00% or less
  • W 1.00% or less
  • REM 0.10% or less
  • Sn 0.10% or less
  • B 0.0100% or less.
  • C is an element effective in stabilizing the austenite phase.
  • the C content is set to 0.100% or less, preferably 0.095% or less, more preferably 0.090% or less, even more preferably 0.085% or less, and particularly preferably 0.080% or less.
  • the lower limit of the C content is not particularly limited, but is 0.001% from the viewpoint of obtaining the above-mentioned effect of C.
  • the numerical values (lower limit values) or numerical ranges of the C content may be any combination of the numerical values or numerical ranges.
  • the C content may be 0.001 to 0.100%, 0.001 to 0.095%, 0.001 to 0.090%, 0.001 to 0.085%, or 0.001 to 0.080%.
  • Si is an element effective in improving deoxidation and oxidation resistance.
  • the Si content is set to 1.00% or less, preferably 0.95% or less, more preferably 0.90% or less, even more preferably 0.85% or less, and particularly preferably 0.80% or less.
  • the lower limit of the Si content is not particularly limited, but is 0.01% from the viewpoint of obtaining the above-mentioned effect of Si.
  • Mn is an element necessary for forming a Ni-enriched film on the surface of the stainless steel material during alkaline water electrolysis.
  • the Mn content is 0.30% or more, preferably 0.35% or more, and more preferably 0.40% or more.
  • the Mn content is 3.00% or less, preferably 2.80% or less, more preferably 2.50% or less, even more preferably 2.00% or less, and particularly preferably 1.50% or less.
  • Ni is an element effective in improving durability (resistance to metal elution) during alkaline water electrolysis.
  • the Ni content is set to 10.00% or more, preferably 10.50% or more, more preferably 11.00% or more, and even more preferably 11.50% or more.
  • the Ni content is set to 35.00% or less, preferably 34.50% or less.
  • P is an element contained in various raw materials. If the P content is too high, the weldability and workability are reduced. Therefore, the P content is set to 0.0300% or less, preferably 0.0290% or less, and more preferably 0.0250% or less. On the other hand, the lower limit of the P content is not particularly limited, but removing P requires a very high cost for refining. Therefore, the P content can be set to 0.0001% or more in consideration of economic efficiency.
  • S is an element contained in various raw materials. If the S content is too high, the toughness (especially the toughness of the welded portion when welded) decreases, and inclusions that become the starting point of corrosion are easily generated. Therefore, the S content is 0.0030% or less, preferably 0.0029% or less, and more preferably 0.0025% or less. On the other hand, the lower limit of the S content is not particularly limited, but removing S requires a very high cost for refining. Therefore, the S content can be 0.0001% or more in consideration of economic efficiency.
  • Cr is an element effective in ensuring corrosion resistance.
  • the Cr content is set to 16.0% or more, preferably 16.5% or more, and more preferably 17.0% or more.
  • the Cr content is set to 28.0% or less, preferably 27.5% or less, and more preferably 27.0% or less.
  • N is an element that is effective in reducing costs.
  • N is also an element that dissolves in the austenite phase to increase strength and corrosion resistance, thereby contributing to alloy saving.
  • the N content is 0.01% or more, preferably 0.02% or more, more preferably 0.03% or more, and even more preferably 0.05% or more.
  • the N content is 0.25% or less, preferably 0.23% or less, and more preferably 0.20% or less.
  • the surface of the stainless steel material may be mechanically polished or electrolytically polished in order to control the surface roughness of the stainless steel material (particularly, to control the arithmetic mean height Sa of the surface to 0.70 ⁇ m or less).
  • Mechanical polishing is preferably performed within a range of up to 10 ⁇ m from the surface in the thickness direction of the stainless steel material.
  • Abrasive paper or abrasive stone may be used for mechanical polishing, or a solid abrasive may be used.
  • a commercially available electrolytic polishing solution may be used for electrolytic polishing.
  • the electrolytic polishing is preferably performed at 40 to 60° C. Other conditions for electrolytic polishing are preferably a current density of 1 to 20 dm 2 and a time of 1 to 10 minutes.
  • the KOH aqueous solution was sampled after the constant-potential electrolysis test, and the amount of metal elution was measured by ICP-OES (inductively coupled plasma optical emission spectroscopy).
  • ICP-OES inductively coupled plasma optical emission spectroscopy
  • an ICPS-8100 manufactured by Shimadzu Corporation was used, and the metals to be measured were Fe, Cr, Ni, and Mn, and the total amount of elution of these metals [ ⁇ g] was divided by the volume [L] of the KOH aqueous solution and the electrolysis time [h] to obtain the amount of metal elution [ ⁇ g/(L h)].
  • the amount of metal elution is 0.60 [ ⁇ g/L h] or less, it can be determined that the amount of metal elution is very low; if the amount of metal elution is more than 0.60 [ ⁇ g/L h] but less than 1.50 [ ⁇ g/L h], the amount of metal elution is low; and if the amount of metal elution exceeds 1.50 [ ⁇ g/L h], the amount of metal elution is high.
  • ⁇ CNi x CAl > The depth profile of elements from the surface was measured on the surface of the test piece (surface of the Ni-enriched film) after the alkaline water electrolysis test using an FE-AES (JUMP-9510F manufactured by JEOL Ltd.) The average Ni concentration (C Ni ) relative to the total of Ni, Fe and Al in the region from the surface to a depth of 4 nm, and the average Al concentration (C Al ) relative to the total of Ni, Fe and Al in the region from the surface to a depth of 4 nm were then determined, and C Ni ⁇ C Al was calculated. In this evaluation, if the value of C Ni ⁇ C Al is 100.0 or more, it can be determined that the durability during alkaline water electrolysis is good.
  • ⁇ Average Ni concentration on the surface of Ni-enriched film> The depth profile of elements from the surface of the test piece (the surface of the Ni-enriched coating) after the alkaline water electrolysis test was measured in the same manner as described above. Then, the average concentration of Ni relative to the total concentration of Fe, Ni, and Cr at a position 1 nm deep from the surface was calculated. In this evaluation, if the average Ni concentration on the surface of the Ni-enriched film is 35.0 atomic % or more, it can be determined that the durability during alkaline water electrolysis is good.
  • the present invention can provide a stainless steel material for an alkaline water electrolysis apparatus that provides an alkaline water electrolysis apparatus component that can ensure durability during alkaline water electrolysis without pretreatment.
  • the present invention can also provide an alkaline water electrolysis apparatus component that can ensure durability during alkaline water electrolysis without pretreatment, and a method for manufacturing the same.
  • the present invention can provide an alkaline water electrolysis apparatus that includes a stainless steel material for alkaline water electrolysis apparatus or an alkaline water electrolysis apparatus component having the above characteristics.
  • the present invention can provide a stainless steel material for an alkaline water electrolysis device that provides an alkaline water electrolysis device component that can ensure durability during alkaline water electrolysis without preliminary treatment.
  • the present invention can provide an alkaline water electrolysis device component and a manufacturing method thereof that can ensure durability during alkaline water electrolysis without preliminary treatment.
  • an alkaline water electrolysis device including a stainless steel material for an alkaline water electrolysis device or an alkaline water electrolysis device component having the above characteristics can be provided.
  • a stainless steel material for alkaline water electrolysis apparatus comprising, on a mass basis, C: 0.100% or less, Si: 1.00% or less, Mn: 0.30 to 3.00%, Ni: 10.00 to 35.00%, P: 0.0300% or less, S: 0.0030% or less, Cr: 16.0 to 28.0%, N: 0.01 to 0.25%, Cu: 0.01 to 1.00%, Mo: 0.10 to 8.00%, Al: 0.005 to 0.100%, and the balance being Fe and impurities.
  • the stainless steel material for alkaline water electrolysis apparatus according to [1], further comprising, by mass, one or more selected from Nb: 1.00% or less, Ti: 1.00% or less, Mg: 0.1000% or less, Ca: 0.1000% or less, Zr: 1.00% or less, Co: 1.00% or less, V: 1.00% or less, W: 1.00% or less, REM: 0.10% or less, Sn: 0.10% or less, and B: 0.0100% or less.
  • Nb 1.00% or less
  • Ti 1.00% or less
  • Mg 0.1000% or less
  • Ca 0.1000% or less
  • Zr 1.00% or less
  • Co 1.00% or less
  • V 1.00% or less
  • W 1.00% or less
  • REM 0.10% or less
  • Sn 0.10% or less
  • B 0.0100% or less.
  • C Ni is the average concentration (atomic %) of Ni relative to the total of Ni, Fe, and Al in the region from the surface of the Ni-enriched coating to a depth of 4 nm
  • C Al is the average concentration (atomic %) of Al relative to the total of Ni, Fe, and Al in the region from the surface of the Ni-enriched coating to a depth of 4 nm.
  • a member for an alkaline water electrolysis apparatus comprising: a substrate made of the stainless steel material for an alkaline water electrolysis apparatus according to any one of [1] to [4]; and a Ni-enriched coating formed on a surface of the substrate.
  • the Ni-enriched coating has an average concentration of Ni with respect to the total of Fe, Ni, and Cr at a position 1 nm deep from the surface, of 35.0 atomic % or more.
  • a method for producing a member for an alkaline water electrolysis system comprising placing a substrate made of the stainless steel material for an alkaline water electrolysis system according to any one of [1] to [4] in an alkaline water electrolysis system and performing electrolysis.
  • An alkaline water electrolysis apparatus comprising the stainless steel material for an alkaline water electrolysis apparatus according to any one of [1] to [4], or the member for an alkaline water electrolysis apparatus according to [5] or [6].

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Abstract

質量基準で、Ｃ：０．１００％以下、Ｓｉ：１．００％以下、Ｍｎ：０．３０～３．００％、Ｎｉ：１０．００～３５．００％、Ｐ：０．０３００％以下、Ｓ：０．００３０％以下、Ｃｒ：１６．０～２８．０％、Ｎ：０．０１～０．２５％、Ｃｕ：０．０１～１．００％、Ｍｏ：０．１０～８．００％、Ａｌ：０．００５～０．１００％を含み、残部がＦｅ及び不純物からなるアルカリ水電解装置用ステンレス鋼材である。

Description

アルカリ水電解装置用ステンレス鋼材、アルカリ水電解装置用部材及びその製造方法、並びにアルカリ水電解装置
　本発明は、アルカリ水電解装置用ステンレス鋼材、アルカリ水電解装置用部材及びその製造方法、並びにアルカリ水電解装置に関する。
　地球温暖化対策がグローバルな課題となっており、その対策の一つとしてＣＯ2を排出しない再生可能エネルギーの利用が推進されている。ただし、再生可能エネルギーは自然エネルギーを用いるため、発電量を人々の生活スタイルからの要望に対応させることが難しいという課題がある。例えば、太陽光発電は、悪天候時や生活上の電気が必要な夜間に発電できない。また、日中の気温が穏やかな気候条件では、他の発電方法との兼ね合いで太陽光発電による電力が余剰になる場合があり、送電システムによってはその余剰電力が送電系に悪影響を与える可能性がある。そのため、好天でもその余剰電力の利用ができないという矛盾も生じる場合がある。余剰電力は蓄電池で貯蔵する方法もあるが、現行では大型の蓄電池が必要となり、且つ高価であるため大規模発電での適用には課題が多い。
　この余剰電力を有効活用する手段として、水の電解分解により発生した水素を製造する方法が検討されている。水素を製造・貯蔵することができれば、夜間や悪天候時に水素を用いた燃料電池により発電することで、カーボンフリーの再生可能エネルギーによる電力の安定供給が期待される。また、上記で生成させた水素からメタンを生成させることで水素よりも貯蔵が容易で且つ環境にやさしい燃料とすることも可能である。
　水を電気分解する手法は、一般に、アルカリ水電解、固体高分子形水電解、高温水電解の各方式に大別される。これらの中でもアルカリ水電解は、鉄系材料などの低コストの材料を使用できる可能性があるため、厳しい費用対効果が要求される工業用途で有望視されている。
　水電解装置の一部は既に実用化が始まっている。例えば、特許文献１の図１及び図２において水電解装置の一例が記載されている。特許文献１に記載の水電解装置では、水中に設置された電極の間に隔膜を設置して水を電気分解することで、アノード側で酸素を、カソード側で水素を発生させ、水素を取り出している。
　特許文献１においては、ステンレス鋼はアルカリ水電解環境での耐久性がないとして、ニッケル電極を用いることが記載されている。しかし、ニッケルはレアメタルであり、高価なだけでなく生産国も限定され、地政学的なリスクがある。また、投機的な原料価格の乱高下が生じることも問題とされる。
　ニッケルより安価な耐食材料としてステンレス鋼材が広く知られている。
　ステンレス鋼材をアルカリ水電解に適用した例として、特許文献２には、ステンレス鋼製のアノードをアルカリ水電解槽内で使用する前に、水酸化カリウム水溶液を主とした腐食剤溶液中に浸して電解することを特徴としたステンレス鋼アノードが記載されている。特許文献２によれば、腐食剤溶液中での電解処理により、ステンレス鋼材の耐食性が未処理のものと比べて向上するとの記載がある。しかしながら、その評価時間は１６０時間程度の短期間であり、長期間に渡る評価の実績がないため、長時間の耐久性が十分であるかは不明である。
　また、特許文献３には、ステンレス鋼からなる基材と、基材の表面に形成された皮膜とを備え、皮膜中にフッ素が含有されるアルカリ水電解装置用ステンレス鋼材が記載されている。このステンレス鋼材は、フッ酸若しくはフッ素を含む無機化合物を含む水溶液にステンレス鋼材を浸漬する浸漬処理、又は当該水溶液中でステンレス鋼材を電解する電解処理のいずれか一方の予備処理の後に、アルカリ水溶液中でアノード電解処理を施すことによって製造される。
　さらに、特許文献４には、ステンレス鋼からなる基材と、基材の表面に形成された皮膜とを備え、皮膜中に少なくともＮｉが存在し、皮膜中のＮｉ濃度、Ｆｅ濃度及びＣｒ濃度が、所定の関係式を満たす電解処理装置用ステンレス鋼材が記載されている。このステンレス鋼材は、アルカリ水溶液中でアノード電解処理を施すことによって製造されるが、当該処理の前に、フッ酸又はフッ素を含む無機化合物を含む水溶液にステンレス鋼材を浸漬する浸漬処理、又は当該水溶液中でステンレス鋼材を電解する電解処理のいずれか一方又は両方の予備処理を行ってもよいことが記載されている。
特開２０１７－１２２２５５号公報 特開２００８－４５２０５号公報 特開２０２０－１６４９１５号公報 特開２０２１－１６１４８２号公報
　アルカリ水電解装置は、アルカリ環境且つ高電位で電解を行うことから、電極などの各種部材が厳しい腐食環境に曝される。部材からＦｅ、Ｃｒなどの金属が溶出すると、電解膜の劣化などが懸念されるため、部材に用いられる材料には厳しい腐食環境において耐金属溶出性が高いことが要求される。
　Ｎｉを含むステンレス鋼材は、ステンレス鋼材の表面にＮｉを含む皮膜を形成できるため、アルカリ水電解時の耐久性（耐金属溶出性）の向上に有利である。
　しかしながら、ステンレス鋼材中のＮｉ含有量を増加させただけでは、アルカリ水電解時の耐食性に優れる皮膜を形成できないことがある。
　また、ステンレス鋼材中のＮｉ含有量が少ない場合、アルカリ水溶液中でアノード電解処理の前に予備処理を行わないと、アルカリ水電解時の耐久性が確保できないことが多い。そのため、予備処理にかかる費用や手間がかかるという課題がある。
　本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、予備処理を行わなくてもアルカリ水電解時の耐久性を確保することが可能なアルカリ水電解装置用部材を与えるアルカリ水電解装置用ステンレス鋼材を提供することを目的とする。
　また、本発明は、予備処理を行わなくてもアルカリ水電解時の耐久性を確保することが可能なアルカリ水電解装置用部材及びその製造方法を提供することを目的とする。
　さらに、本発明は、上記の特徴を有するアルカリ水電解装置用ステンレス鋼材又はアルカリ水電解装置用部材を備えるアルカリ水電解装置を提供することを目的とする。
　本発明者らは、上記のような課題を解決すべくアルカリ水電解装置用ステンレス鋼材について鋭意研究を行った結果、Ｎｉ含有量を増加させつつ所定量のＡｌを添加することにより、予備処理を行わなくても、アルカリ水電解時の耐久性に優れた皮膜を形成し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
　すなわち、本発明は、質量基準で、Ｃ：０．１００％以下、Ｓｉ：１．００％以下、Ｍｎ：０．３０～３．００％、Ｎｉ：１０．００～３５．００％、Ｐ：０．０３００％以下、Ｓ：０．００３０％以下、Ｃｒ：１６．０～２８．０％、Ｎ：０．０１～０．２５％、Ｃｕ：０．０１～１．００％、Ｍｏ：０．１０～８．００％、Ａｌ：０．００５～０．１００％を含み、残部がＦｅ及び不純物からなるアルカリ水電解装置用ステンレス鋼材である。
　また、本発明は、前記アルカリ水電解装置用ステンレス鋼材からなる基材と、前記基材の表面に形成されたＮｉ濃縮皮膜とを備えるアルカリ水電解装置用部材に関する。
　また、本発明は、前記アルカリ水電解装置用ステンレス鋼材からなる基材を、アルカリ水電解装置に配置して電解処理を行う、アルカリ水電解装置用部材の製造方法に関する。
　さらに、本発明は、前記アルカリ水電解装置用ステンレス鋼材、又は前記アルカリ水電解装置用部材を備えるアルカリ水電解装置に関する。
　本発明によれば、予備処理を行わなくてもアルカリ水電解時の耐久性を確保することが可能なアルカリ水電解装置用部材を与えるアルカリ水電解装置用ステンレス鋼材を提供することができる。
　また、本発明によれば、予備処理を行わなくてもアルカリ水電解時の耐久性を確保することが可能なアルカリ水電解装置用部材及びその製造方法を提供することができる。
　さらに、本発明によれば、上記の特徴を有するアルカリ水電解装置用ステンレス鋼材又はアルカリ水電解装置用部材を備えるアルカリ水電解装置を提供することができる。
　以下、本発明の実施形態について具体的に説明する。本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、以下の実施形態に対し変更、改良などが適宜加えられたものも本発明の範囲に入ることが理解されるべきである。
　なお、本明細書において成分に関する「％」表示は、特に断らない限り「質量％」を意味する。
＜アルカリ水電解装置用ステンレス鋼材＞
　本発明の実施形態に係るアルカリ水電解装置用ステンレス鋼材（以下、「ステンレス鋼材」と略すことがある）は、Ｃ：０．１００％以下、Ｓｉ：１．００％以下、Ｍｎ：０．３０～３．００％、Ｎｉ：１０．００～３５．００％、Ｐ：０．０３００％以下、Ｓ：０．００３０％以下、Ｃｒ：１６．０～２８．０％、Ｎ：０．０１～０．２５％、Ｃｕ：０．０１～１．００％、Ｍｏ：０．１０～８．００％、Ａｌ：０．００５～０．１００％を含み、残部がＦｅ及び不純物からなる。
　ここで、本明細書において「アルカリ水電解装置」とは、アルカリ溶液中で水素及び酸素を製造する装置を意味する。アルカリ水電解装置に用いられるアルカリ溶液としては、特に限定されず、ｐＨが７よりも大きい溶液、例えば、強アルカリ溶液（ｐＨ１４以上）や弱アルカリ溶液（ｐＨ１１～１３）などを用いることができる。アルカリ溶液の具体例としては、ＫＯＨ溶液、ＮａＯＨ溶液、Ｋ2ＣＯ3溶液などが挙げられる。アルカリ水電解装置としては、アニオン交換膜（ＡＥＭ）を用いたアルカリ水電解装置であることが好ましい。
　また、本明細書において「ステンレス鋼材」とは、ステンレス鋼から形成された材料のことを意味し、その材形は特に限定されない。材形の例としては、板状（帯状を含む）、棒状、管状などが挙げられる。また、断面形状がＴ形、Ｉ形などの各種形鋼であってもよい。
　また、本明細書において「不純物」とは、ステンレス鋼材を工業的に製造する際に、鉱石、スクラップなどの原料、製造工程の種々の要因によって混入する成分であって、本発明に悪影響を与えない範囲で許容されるものを意味する。例えば、不純物には、不可避的不純物も含まれる。
　なお、各元素の含有量に関して、「ｘｘ％以下」を含むとは、ｘｘ％以下であるが、０％超（特に、不純物レベル超）の量を含むことを意味する。また、本明細書において「～」を用いて表される数値範囲は、「～」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範囲を意味する。
　本発明の実施形態に係るステンレス鋼材は、必要に応じて、Ｎｂ：１．００％以下、Ｔｉ：１．００％以下、Ｍｇ：０．１０００％以下、Ｃａ：０．１０００％以下、Ｚｒ：１．００％以下、Ｃｏ：１．００％以下、Ｖ：１．００％以下、Ｗ：１．００％以下、ＲＥＭ：０．１０％以下、Ｓｎ：０．１０％以下、Ｂ：０．０１００％以下から選択される１種以上を更に含むことができる。
　以下、各成分について詳細に説明する。
＜Ｃ：０．１００％以下＞
　Ｃは、オーステナイト相の安定化に有効な元素である。ただし、ＣはＣｒ炭化物の析出を促進するため、Ｃ含有量が多すぎると粒界腐食が発生してアルカリ水電解時の耐久性が低下する。このため、Ｃ含有量は、０．１００％以下、好ましくは０．０９５％以下、より好ましくは０．０９０％以下、更に好ましくは０．０８５％以下、特に好ましくは０．０８０％以下とする。一方、Ｃ含有量の下限値は、特に限定されないが、Ｃによる上記効果を得る観点からは０．００１％である。
　なお、上記のＣ含有量の数値（下限値）又は数値範囲は、当該数値又は数値範囲のいかなる組み合わせであってもよい。したがって、例えば、Ｃ含有量は０．００１～０．１００％、０．００１～０．０９５％、０．００１～０．０９０％、０．００１～０．０８５％又は０．００１～０．０８０％とすることができる。以下のその他の元素の含有量の数値（上限値若しくは下限値）又は数値範囲についても同様である。
＜Ｓｉ：１．００％以下＞
　Ｓｉは、脱酸や耐酸化性の向上に有効な元素である。ただし、Ｓｉ含有量が多すぎると、ステンレス鋼材が硬質化し、加工性及び靭性（特に、溶接した場合の溶接部の靭性）が低下する。このため、Ｓｉ含有量は、１．００％以下、好ましくは０．９５％以下、より好ましくは０．９０％以下、更に好ましくは０．８５％以下、特に好ましくは０．８０％以下とする。一方、Ｓｉ含有量の下限値は、特に限定されないが、Ｓｉによる上記効果を得る観点からは０．０１％である。
＜Ｍｎ：０．３０～３．００％＞
　Ｍｎは、アルカリ水電解時にステンレス鋼材の表面にＮｉ濃縮皮膜を形成するのに必要な元素である。この効果を確保するために、Ｍｎ含有量は、０．３０％以上、好ましくは０．３５％以上、より好ましくは０．４０％以上とする。ただし、Ｍｎ含有量が多すぎると耐食性が低下する。このため、Ｍｎ含有量は、３．００％以下、好ましくは２．８０％以下、より好ましくは２．５０％以下、更に好ましくは２．００％以下、特に好ましくは１．５０％以下とする。
＜Ｎｉ：１０．００～３５．００％＞
　Ｎｉは、アルカリ水電解時の耐久性（耐金属溶出性）の向上に有効な元素である。この効果を確保するために、Ｎｉ含有量は、１０．００％以上、好ましくは１０．５０％以上、より好ましくは１１．００％以上、更に好ましくは１１．５０％以上とする。ただし、Ｎｉ含有量が多すぎるとコストが上昇する。このため、Ｎｉ含有量は、３５．００％以下、好ましくは３４．５０％以下とする。
＜Ｐ：０．０３００％以下＞
　Ｐは、各種原料に含有される元素である。Ｐ含有量が多すぎると溶接性や加工性が低下する。このため、Ｐ含有量は、０．０３００％以下、好ましくは０．０２９０％以下、より好ましくは０．０２５０％以下とする。一方、Ｐ含有量の下限は、特に限定されないが、Ｐを除去することは精錬に非常に大きなコストが必要となる。このため、Ｐ含有量は、経済性を考慮すると、０．０００１％以上とすることができる。
＜Ｓ：０．００３０％以下＞
　Ｓは、各種原料に含有される元素である。Ｓ含有量が多すぎると、靭性（特に、溶接した場合の溶接部の靭性）が低下するとともに、腐食起点となる介在物が生成され易くなる。このため、Ｓ含有量は、０．００３０％以下、好ましくは０．００２９％以下、より好ましくは０．００２５％以下とする。一方、Ｓ含有量の下限は、特に限定されないが、Ｓを除去することは精錬に非常に大きなコストが必要となる。このため、Ｓ含有量は、経済性を考慮すると、０．０００１％以上とすることができる。
＜Ｃｒ：１６．０～２８．０％＞
　Ｃｒは、耐食性の確保に有効な元素である。この効果を確保するために、Ｃｒ含有量は、１６．０％以上、好ましくは１６．５％以上、より好ましくは１７．０％以上とする。ただし、Ｃｒ含有量が多すぎるとコストが上昇する。このため、Ｃｒ含有量は、２８．０％以下、好ましくは２７．５％以下、より好ましくは２７．０％以下とする。
＜Ｎ：０．０１～０．２５％＞
　Ｎは、コストの低減に有効な元素である。また、Ｎは、オーステナイト相に固溶して強度及び耐食性を高めて省合金化に寄与する元素でもある。これらの効果を確保するために、Ｎ含有量は、０．０１％以上、好ましくは０．０２％以上、より好ましくは０．０３％以上、更に好ましくは０．０５％以上とする。ただし、Ｎ含有量が多すぎると、ステンレス鋼材中に気泡が発生し易くなる。このため、Ｎ含有量は、０．２５％以下、好ましくは０．２３％以下、より好ましくは０．２０％以下とする。
＜Ｃｕ：０．０１～１．００％＞
　Ｃｕは、脱硫及び脱酸に有効な元素である。また、Ｃｕは、耐食性の向上にも寄与する。この効果を確保するために、Ｃｕ含有量は、０．０１％以上、好ましくは０．０３％以上、より好ましくは０．０５％以上、更に好ましくは０．１０％以上とする。ただし、Ｃｕ含有量が多すぎるとコストが上昇する。このため、Ｃｕ含有量は、１．００％以下、好ましくは０．９５％以下、より好ましくは０．９０％以下とする。
＜Ｍｏ：０．１０～８．００％＞
　Ｍｏは、耐食性の向上に有効な元素である。この効果を確保するために、Ｍｏ含有量は、０．１０％以上、好ましくは０．１３％以上、より好ましくは０．１５％以上、更に好ましくは０．２０％以上とする。ただし、Ｍｏ含有量が多すぎるとコストが上昇する。このため、Ｍｏ含有量は、８．００％以下、好ましくは７．８０％以下、より好ましくは７．５０％以下とする。
＜Ａｌ：０．００５～０．１００％＞
　Ａｌは、アルカリ水電解装置の稼働環境（アルカリ環境且つ高電位の環境）において、溶出するものの、ステンレス鋼材の表面で水和するため、ＦｅやＣｒなどの他の金属に比べて溶出速度が遅く、他の金属の溶出速度も減少させる効果を有する。また、Ａｌは、耐酸化性、脱酸性及び加工性の向上に有効な元素でもある。これらの効果を確保するために、Ａｌ含有量は、０．００５％以上、好ましくは０．０１０％以上、より好ましくは０．０２０％以上、更に好ましくは０．０２８％以上、特に好ましくは０．０３０％以上とする。ただし、Ａｌ含有量が多すぎると、耐酸化性及び脱酸性が逆に低下し、介在物が生じ易くなる。このため、Ａｌ含有量は、０．１００％以下、好ましくは０．０９８％以下、より好ましくは０．０９５％以下とする。
＜Ｎｂ：１．００％以下、Ｔｉ：１．００％以下＞
　Ｎｂ及びＴｉは、鋭敏化を抑制し、耐粒界腐食性を向上させるのに有効な元素である。ただし、Ｎｂ及びＴｉの含有量が多すぎると、加工性が低下するとともにコストも上昇する。このため、Ｎｂ及びＴｉの含有量はそれぞれ、１．００％以下、好ましくは０．９０％以下、より好ましくは０．８０％以下とする。一方、Ｎｂ及びＴｉの含有量の下限は、特に限定されないが、上記の効果を確保するために、それぞれ０．０１％以上、０．０３％以上又は０．０５％以上とすることができる。
＜Ｍｇ：０．１０００％以下、Ｃａ：０．１０００％以下＞
　Ｍｇ及びＣａは、介在物の生成を抑制し、耐食性を向上させるのに有効な元素である。ただし、Ｍｇ及びＣａの含有量が多すぎると熱間加工性が低下する。このため、Ｍｇ及びＣａの含有量はそれぞれ、０．１０００％以下、好ましくは０．０９００％以下、より好ましくは０．０８００％以下とする。一方、Ｍｇ及びＣａの含有量の下限は、特に限定されないが、上記の効果を確保するために、それぞれ０．０００１％以上、０．０００３％以上又は０．０００５％以上とすることができる。
＜Ｚｒ：１．００％以下、Ｃｏ：１．００％以下、Ｖ：１．００％以下、Ｗ：１．００％以下＞
　Ｚｒ、Ｃｏ、Ｖ及びＷは、耐酸化性の向上に有効な元素である。ただし、Ｚｒ、Ｃｏ、Ｖ及びＷの含有量が多すぎると、加工性及び靭性が低下するとともにコストも上昇する。このため、Ｚｒ、Ｃｏ、Ｖ及びＷの含有量はそれぞれ、１．００％以下、好ましくは０．９０％以下、より好ましくは０．８０％以下とする。一方、Ｚｒ、Ｃｏ、Ｖ及びＷの含有量の下限は、特に限定されないが、上記の効果を確保するために、それぞれ０．０１％以上、０．０２％以上又は０．０３％以上とすることができる。
＜ＲＥＭ：０．１０％以下＞
　ＲＥＭ（希土類元素）は、耐酸化性の向上に有効な元素である。ただし、ＲＥＭ含有量が多すぎると、製造性が損なわれるとともにコストも上昇する。このため、ＲＥＭ含有量は、０．１０％以下、好ましくは０．０９％以下、より好ましくは０．０８％以下とする。一方、ＲＥＭ含有量の下限は、特に限定されないが、上記の効果を確保するために、０．０１％以上、０．０２％以上又は０．０３％以上とすることができる。
　なお、ＲＥＭは、Ｓｃ、Ｙ及びＬａ～Ｌｕまでの１５元素（ランタノイド）の計１７元素の総称であり、ＲＥＭ含有量はこれらの元素の合計含有量を意味する。これらの元素は単独又は２種以上を組み合わせて用いることができる。また、ランタノイドは、工業的には、ミッシュメタルの形で添加される。
＜Ｓｎ：０．１０％以下＞
　Ｓｎは、耐酸化性の向上に有効な元素である。ただし、Ｓｎ含有量が多すぎると熱間加工性が低下する。このため、Ｓｎ含有量は、０．１０％以下、好ましくは０．０９％以下、より好ましくは０．０８％以下とする。一方、Ｓｎ含有量の下限は、特に限定されないが、上記の効果を確保するために、０．０１％以上又は０．０２％以上とすることができる。
＜Ｂ：０．０１００％以下＞
　Ｂは、熱間加工性の向上に有効な元素である。ただし、Ｂ含有量が多すぎると耐食性が低下する。このため、Ｂ含有量は、０．０１００％以下、好ましくは０．００９５％以下、より好ましくは０．００９０％以下とする。一方、Ｂ含有量の下限は、特に限定されないが、上記の効果を確保するために、０．０００１％以上、好ましくは０．０００３％以上、より好ましくは０．０００５％以上とすることができる。
　本発明の実施形態に係るステンレス鋼材は、オーステナイト系の金属組織を有する。
　ここで、本明細書において「オーステナイト系」とは、常温で金属組織が主にオーステナイト相であるものを意味する。したがって、「オーステナイト系」には、オーステナイト相以外の相（例えば、フェライト相やマルテンサイト相など）が僅かに含まれるものも包含される。ただし、「オーステナイト系」には、フェライト相とオーステナイト相との複相組織、フェライト相とマルテンサイト相との複相組織、フェライト相とオーステナイト相とマルテンサイト相との複相組織は含まれない。
　本発明の実施形態に係るステンレス鋼材は、表面の算術平均高さＳａが０．７０μｍ以下であることが好ましく、０．６５μｍ以下であることがより好ましく、０．６０μｍ以下であることが更に好ましい。この範囲に表面の算術平均高さＳａを制御することにより、アルカリ水電解時にＮｉ濃縮皮膜が表面に均一に形成されるため、アルカリ水電解時の耐久性（耐金属溶出性）を向上させることができる。なお、表面の算術平均高さＳａの下限値は、低いほど当該効果が得られ易くなるため特に限定されないが、例えば０．０１μｍ、０．０３μｍ又は０．０５μｍである。
　ここで、本明細書において「表面の算術平均高さＳａ」は、ＩＳＯ　２５１７８－２：２０１２に準拠し、表面形状の測定及び解析を行うことによって得ることができる。
　本発明の実施形態に係るステンレス鋼材は、ステンレス鋼材を６０℃の０．１Ｍ　ＫＯＨ水溶液に浸漬し、１．２Ｖ（ｖｓ．ＳＨＥ）の電位で１００時間電解した時に形成されるＮｉ濃縮皮膜が以下の式（１）を満たすことが好ましい。
　ＣNi×ＣAl≧１００．０　・・・（１）
　式中、ＣNiは、Ｎｉ濃縮皮膜の表面から深さ４ｎｍまでの領域におけるＮｉ、Ｆｅ及びＡｌの合計に対するＮｉの平均濃度（原子％）であり、ＣAlは、Ｎｉ濃縮皮膜の表面から深さ４ｎｍまでの領域におけるＮｉ、Ｆｅ及びＡｌの合計に対するＡｌの平均濃度（原子％）である。
　ここで、式（１）により表されるＣNi×ＣAlの値は、ステンレス鋼材の表面に形成されるＮｉ濃縮皮膜中のＮｉ及びＡｌの濃度バランスを表す指標である。ＣNi×ＣAlの値が１００．０以上であれば、Ｎｉ濃縮皮膜中のＮｉ及びＡｌの濃度バランスが良好であるため、アルカリ水電解時の耐久性（耐金属溶出性）を確保することができる。この効果を安定して確保する観点からは、ＣNi×ＣAlの値は、好ましくは１０５．０以上、より好ましくは１０８．０以上である。なお、ＣNi×ＣAlの値の上限は、特に限定されないが、例えば、３００．０以下、２５０．０以下又は２００．０以下である。
　また、Ｎｉ濃縮皮膜の表面から深さ４ｎｍまでの領域におけるＮｉ、Ｆｅ及びＡｌの量は、ＦＥ－ＡＥＳ（電界放出形オージェ電子分光法）により、表面からの元素の深さプロファイルを測定することで算出できる。この元素分析において測定対象となる元素は、Ｃ、Ｏ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｎｉ及びＭｎであり、これらの元素の測定量から各元素の濃度を算出できる。Ｎｉ、Ｆｅ及びＡｌの合計に対するＮｉの平均濃度は、測定対象となる元素のうち、Ｎｉ、Ｆｅ、Ａｌの元素の合計を１００とした場合のＮｉの量の百分率である。また、Ｎｉ、Ｆｅ及びＡｌの合計量を１００とした場合のＡｌの量の百分率である。
　本発明の実施形態に係るステンレス鋼材は、熱延材であっても冷延材であってもよく、熱延材又は冷延材に焼鈍や酸洗が施されていてもよい。
　本発明の実施形態に係るステンレス鋼材の厚さは、作製される部品の種類に応じて適宜調整すればよく特に限定されないが、好ましくは０．２～５．０ｍｍ、より好ましくは０．２～４．０ｍｍ、更に好ましくは０．２～３．０ｍｍ、特に好ましくは０．２～２．０ｍｍである。なお、ステンレス鋼材が棒状の場合、厚さは断面の円相当径を意味する。また、ステンレス鋼材が形鋼の場合、厚さは断面の任意の箇所の厚さのことを意味する。
　本発明の実施形態に係るステンレス鋼材の製造方法は、上記の特徴を有するステンレス鋼材を製造可能な方法であれば特に限定されない。
　以下、本発明の実施形態に係るステンレス鋼材の製造方法の一例について説明する。
　まず、上述の化学組成に調整した鋼を常法により溶製、鋳造し、熱間圧延に供する鋼片（スラブ）を得る。続いて、常法により、熱間圧延を行う。熱間圧延時の条件は、特に限定されないが、通常、鋼片の加熱温度を１０５０～１２５０℃とすることが好ましく、１１８０～１２５０℃とすることがより好ましい。また、熱間圧延の仕上温度は９５０～１０００℃とすることが好ましい。熱間圧延後は、必要に応じて、焼鈍、酸洗を施してもよい。焼鈍の条件は、特に限定されないが、例えば、１０００～１１５０℃（好ましくは１０５０～１１５０℃）で３～６分保持すればよい。また、酸洗は、特に限定されず、公知の方法に準じて行えばよい。
　続いて、冷間圧延及び焼鈍を行う。また、焼鈍後は、必要に応じて酸洗を行ってもよい。冷間圧延の条件は、特に限定されず、公知の方法に準じて行えばよい。冷間圧延後の焼鈍の条件は、特に限定されないが、１０００～１１５０℃で３０～６０秒保持すればよい。冷間圧延、焼鈍及び酸洗は、最終的に必要な厚みのステンレス鋼材を得る目的で複数回繰り返しても構わない。
　焼鈍後は、ステンレス鋼材の表面粗さを（特に、表面の算術平均高さＳａを０．７０μｍ以下に）制御するために、鋼材の表面を機械研磨又は電解研磨してもよい。
　機械研磨は、表面からステンレス鋼材の厚み方向に１０μｍまでの範囲で行うのが好ましい。機械研磨は、研磨紙又は研磨砥石などを用いてよく、固形研磨剤を使用しても構わない。また、電解研磨は、市販の電解研磨溶液を使用してもよい。電解研磨の処理は４０～６０℃で行うのが好ましい。その他の電解研磨の条件として、電流密度は１～２０ｄｍ2、時間は１～１０分の範囲で行うことが望ましい。
＜アルカリ水電解装置用部材及びその製造方法＞
　本発明の実施形態に係るアルカリ水電解装置用部材は、上記のステンレス鋼材からなる基材と、基材の表面に形成されたＮｉ濃縮皮膜とを備える。
　本発明の実施形態に係るアルカリ水電解装置用部材は、このような構成とすることにより、基材の表面に形成されたＮｉ濃縮皮膜によってアルカリ水電解時の耐久性（耐金属溶出性）を確保することができる。
　ここで、本明細書において「アルカリ水電解装置用部材」とは、アルカリ水電解処理に用いられる部材（部品）のことを意味する。具体的には、「アルカリ水電解装置用部材」とは、アルカリ環境且つ高電位の環境に曝される可能性のある部材（部品）のことを意味する。したがって、アルカリ水電解装置用部材としては、アルカリ水電解装置に用いられるアノード電極、電解槽、セパレータ、配管、その他の関連する部材などが挙げられる。これらの中でもアルカリ水電解装置用部材は、アノード電極であることが好ましい。
　Ｎｉ濃縮皮膜は、表面から深さ１ｎｍの位置におけるＦｅ、Ｎｉ及びＣｒの合計に対するＮｉの平均濃度が、好ましくは３５．０原子％以上、より好ましくは３８．０原子％以上、更に好ましくは４０．０原子％以上である。このような範囲にＮｉの平均濃度を制御することにより、アルカリ水電解時の耐久性を安定して高めることができる。なお、Ｎｉの平均濃度の上限は、特に限定されないが、８０．０原子％以下、７０．０原子％又は６５．０原子％とすることができる。
　ここで、表面から深さ１ｎｍの位置におけるＦｅ、Ｎｉ及びＣｒの合計に対するＮｉの平均濃度は、Ｎｉの平均濃度の測定位置が表面からの深さ１ｎｍの位置とすること以外は、上述したＦＥ－ＡＥＳ（電界放出形オージェ電子分光法）を用いる方法と同様にして測定することができる。
　Ｎｉ濃縮皮膜の厚みは、特に限定されないが、１～３００ｎｍであることが好ましい。Ｎｉ濃縮皮膜の厚みが小さすぎると、アルカリ水電解装置用部材がアルカリ水電解装置のアノード電極として使用された場合に耐久性が低下する恐れがある。
　本発明の実施形態に係るアルカリ水電解装置用部材は、上記のステンレス鋼材からなる基材を、アルカリ水電解装置に配置して電解処理を行うことによって製造することができる。具体的には、アルカリ水溶液中に上記のステンレス鋼材からなる基材を浸漬して電解処理を行えばよい。
　本発明の実施形態に係るアルカリ水電解装置用部材は、アルカリ水電解装置に配置して電解処理するだけでＮｉ濃縮皮膜を形成できるため、予備処理を行わなくてもアルカリ水電解時の耐久性を確保することができる。
　電解処理の電解電位としては、ステンレス鋼材の種類に応じて調整すればよく特に限定されない。例えば、電解処理の電解電位は、アルカリ水電解装置が実際に稼働する際の電解電位とすることができ、一般的に１．０～１．８Ｖ（ｖｓ．ＳＨＥ）である。なお、この電解電位は、標準水素電極（ＳＨＥ）を基準とした電位である。電解処理の電解時間としては、特に限定されないが、典型的に１０時間以上、例えば２４～１００時間である。
　アルカリ水溶液には、アルカリ水溶液のｐＨを制御するためにｐＨ調整試薬としての無機化合物を添加してもよい。無機化合物の例としては、ＫＯＨ、ＮａＯＨ、Ｃａ（ＯＨ）2、Ｋ2ＣＯ3、Ｎａ2ＣＯ3、ＣａＣＯ3などが挙げられる。これらは単独又は複数を組み合わせて用いることができる。また、アルカリ水溶液の温度も特に限定されないが、Ｎｉ濃縮皮膜の生成速度の観点から、好ましくは２０～９０℃、より好ましくは３０～８０℃である。
＜アルカリ水電解装置＞
　本発明の実施形態に係るアルカリ水電解装置は、上記のステンレス鋼材又は上記のアルカリ水電解装置用部材を備える。
　本発明の実施形態に係るアルカリ水電解装置は、このような構成とすることにより、アルカリ水電解処理時にＮｉ濃縮皮膜がステンレス鋼材の表面に形成されるか、又はＮｉ濃縮皮膜が予めステンレス鋼材（基材）の表面に形成されているため、アルカリ水電解時の耐久性（耐金属溶出性）を確保することができる。
　本発明の実施形態に係るアルカリ水電解装置は、上記の構成を備えていれば、その他の構成は特に限定されない。例えば、本発明の実施形態に係るアルカリ水電解装置は、電解槽、アノード電極及びカソード電極を備えている。これらのうち、電解槽及びアノード電極が上記のステンレス鋼材又は上記のアルカリ水電解装置用部材から構成されていることが好ましく、アノード電極が上記のステンレス鋼材又は上記のアルカリ水電解装置用部材から構成されていることがより好ましい。
　以下に、実施例を挙げて本発明の内容を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定して解釈されるものではない。
（実施例１～１０及び比較例１～２）
　以下の手順にしたがってステンレス鋼板を作製した。
　表１に示す組成のスラブを溶製し、厚さ５０ｍｍのスラブを表２に示す温度で１時間加熱した後、仕上温度を表２に示す温度として熱間圧延し、表２に示す厚さの熱延板とした。次に、熱延板を表２に示す温度及び時間に保持することで焼鈍した後、酸洗して熱延焼鈍板を得た。次に、熱延焼鈍板を冷間圧延して表２に示す厚さの冷延板とした。次に、冷延板を表２に示す温度及び時間に保持することで焼鈍して冷延焼鈍板を得た。次に、冷延焼鈍板に対し、表２に示す研磨を行った。なお、表２において、「＃６００湿式」は、番手＃６００のＳｉＣ研磨紙を用い、１５分以上の湿式研磨を行ったことを意味する。また、「＃１２０湿式」は、番手＃１２０のＳｉＣ研磨紙で１５分以上の湿式研磨を行ったことを意味する。また、「鏡面研磨」は、ＳｉＣ研磨紙で１５分以上の湿式研磨を行った後、ダイヤモンドペーストを用いて１５分以上のバフ研磨を行ったことを意味する。
　上記のようにして得られたステンレス鋼板について以下の評価を行った。
＜表面の算術平均高さＳａ＞
　ステンレス鋼板の表面の算術平均高さＳａをＩＳＯ　２５１７８－２：２０１２に準拠して測定した。表面粗さの測定装置には、レーザー顕微鏡（株式会社キーエンス製ＶＫ－Ｘ３０００）を用いた。測定では、ステンレス鋼板の表面を５０倍の対物レンズを用いて１視野観察した。観察した１視野のうち、５０μｍ×５０μｍの領域を５つ選択し、各領域における算術平均高さＳａを算出した。算出された５つの領域の算術平均高さＳａを平均した値を評価結果とした。
＜アルカリ水電解試験＞
　ステンレス鋼板から５０ｍｍ（圧延方向）×１０ｍｍ（幅方向）×２ｍｍ（厚み方向）の試験片を採取した。次に、採取した試験片に耐アルカリテープを巻き、試験片下部２ｃｍのみが電解されるように電解サンプルを作製した。作製した電解サンプルを６０℃の０．１Ｍ　ＫＯＨ水溶液に浸漬し、電解電位１．２Ｖ（ｖｓ．ＳＨＥ）で１００時間の定電位電解試験を行った。次に、定電位電解試験後にＫＯＨ水溶液をサンプリングし、ＩＣＰ－ＯＥＳ（誘導結合プラズマ発光分光分析）により金属溶出量を測定した。ＩＣＰ－ＯＥＳには、株式会社島津製作所製ＩＣＰＳ－８１００を用い、測定対象金属をＦｅ、Ｃｒ、Ｎｉ及びＭｎとし、これらの金属の溶出量の合計［μｇ］をＫＯＨ水溶液の体積［Ｌ］及び電解時間［ｈ］で割ることによって金属溶出量［μｇ／(Ｌ・ｈ)］とした。
　この評価において、金属溶出量が０．６０［μｇ／Ｌ・ｈ］以下であれば金属溶出量が非常に少ない、金属溶出量が０．６０［μｇ／Ｌ・ｈ］を超え１．５０［μｇ／Ｌ・ｈ］以下であれば金属溶出量が少ない、金属溶出量が１．５０［μｇ／Ｌ・ｈ］を超えれば金属溶出量が多いと判断できる。
＜ＣNi×ＣAl＞
　上記のアルカリ水電解試験後の試験片の表面（Ｎｉ濃縮皮膜の表面）において、ＦＥ－ＡＥＳ（日本電子株式会社製ＪＵＭＰ－９５１０Ｆ）を用い、表面からの元素の深さプロファイルを測定した。そして、表面から深さ４ｎｍまでの領域におけるＮｉ、Ｆｅ及びＡｌの合計に対するＮｉの平均濃度（ＣNi）、及び表面から深さ４ｎｍまでの領域におけるＮｉ、Ｆｅ及びＡｌの合計に対するＡｌの平均濃度（ＣAl）を求め、ＣNi×ＣAlを算出した。
　この評価において、ＣNi×ＣAlの値が１００．０以上であれば、アルカリ水電解時の耐久性が良好であると判断できる。
＜Ｎｉ濃縮皮膜の表面のＮｉ平均濃度＞
　上記のアルカリ水電解試験後の試験片の表面（Ｎｉ濃縮皮膜の表面）において、上記と同様にして表面からの元素の深さプロファイルを測定した。そして、表面から深さ１ｎｍの位置におけるＦｅ、Ｎｉ及びＣｒの合計に対するＮｉの平均濃度を算出した。
　この評価において、Ｎｉ濃縮皮膜の表面のＮｉ平均濃度が３５．０原子％以上であれば、アルカリ水電解時の耐久性が良好であると判断できる。
　上記の評価結果を表３に示す。
　表３に示されるように、実施例１～１０は、所定の組成を有しているため、金属溶出量が少なく、アルカリ水電解時の耐久性を確保することができた。
　これに対して比較例２は、Ｎｉ含有量が少なすぎたため、適切なＮｉ濃縮皮膜が形成されなかったことから、金属溶出量が多くなった。
　比較例１は、Ａｌを含んでいないため、適切なＮｉ濃縮皮膜が形成されなかったことから、金属溶出量が多くなった。
　以上の結果からわかるように、本発明によれば、予備処理を行わなくてもアルカリ水電解時の耐久性を確保することが可能なアルカリ水電解装置用部材を与えるアルカリ水電解装置用ステンレス鋼材を提供することができる。また、本発明によれば、予備処理を行わなくてもアルカリ水電解時の耐久性を確保することが可能なアルカリ水電解装置用部材及びその製造方法を提供することができる。さらに、本発明によれば、上記の特徴を有するアルカリ水電解装置用ステンレス鋼材又はアルカリ水電解装置用部材を備えるアルカリ水電解装置を提供することができる。
　したがって、本発明は、以下の［１］～［４］の構成とすることにより、予備処理を行わなくてもアルカリ水電解時の耐久性を確保することが可能なアルカリ水電解装置用部材を与えるアルカリ水電解装置用ステンレス鋼材を提供することができる。また、本発明は、以下の［５］～［７］の構成とすることにより、予備処理を行わなくてもアルカリ水電解時の耐久性を確保することが可能なアルカリ水電解装置用部材及びその製造方法を提供することができる。さらに、以下の［８］の構成とすることにより、上記の特徴を有するアルカリ水電解装置用ステンレス鋼材又はアルカリ水電解装置用部材を備えるアルカリ水電解装置を提供することができる
［１］　質量基準で、Ｃ：０．１００％以下、Ｓｉ：１．００％以下、Ｍｎ：０．３０～３．００％、Ｎｉ：１０．００～３５．００％、Ｐ：０．０３００％以下、Ｓ：０．００３０％以下、Ｃｒ：１６．０～２８．０％、Ｎ：０．０１～０．２５％、Ｃｕ：０．０１～１．００％、Ｍｏ：０．１０～８．００％、Ａｌ：０．００５～０．１００％を含み、残部がＦｅ及び不純物からなるアルカリ水電解装置用ステンレス鋼材。
［２］　質量基準で、Ｎｂ：１．００％以下、Ｔｉ：１．００％以下、Ｍｇ：０．１０００％以下、Ｃａ：０．１０００％以下、Ｚｒ：１．００％以下、Ｃｏ：１．００％以下、Ｖ：１．００％以下、Ｗ：１．００％以下、ＲＥＭ：０．１０％以下、Ｓｎ：０．１０％以下、Ｂ：０．０１００％以下から選択される１種以上を更に含む、［１］に記載のアルカリ水電解装置用ステンレス鋼材。
［３］　前記アルカリ水電解装置用ステンレス鋼材を６０℃の０．１Ｍ　ＫＯＨ水溶液に浸漬し、１．２Ｖ（ｖｓ．ＳＨＥ）の電位で１００時間電解した時に形成されるＮｉ濃縮皮膜が以下の式（１）を満たす、［１］又は［２］に記載のアルカリ水電解装置用ステンレス鋼材。
　ＣNi×ＣAl≧１００．０　・・・（１）
　式中、ＣNiは、前記Ｎｉ濃縮皮膜の表面から深さ４ｎｍまでの領域におけるＮｉ、Ｆｅ及びＡｌの合計に対するＮｉの平均濃度（原子％）であり、ＣAlは、前記Ｎｉ濃縮皮膜の表面から深さ４ｎｍまでの領域におけるＮｉ、Ｆｅ及びＡｌの合計に対するＡｌの平均濃度（原子％）である。
［４］　表面の算術平均高さＳａが０．７０μｍ以下である、［１］～［３］のいずれか一つに記載のアルカリ水電解装置用ステンレス鋼材。
［５］　［１］～［４］のいずれか一つに記載のアルカリ水電解装置用ステンレス鋼材からなる基材と、前記基材の表面に形成されたＮｉ濃縮皮膜とを備えるアルカリ水電解装置用部材。
［６］　前記Ｎｉ濃縮皮膜は、表面から深さ１ｎｍの位置におけるＦｅ、Ｎｉ及びＣｒの合計に対するＮｉの平均濃度が３５．０原子％以上である、［５］に記載のアルカリ水電解装置用部材。
［７］　［１］～［４］のいずれか一つに記載のアルカリ水電解装置用ステンレス鋼材からなる基材を、アルカリ水電解装置に配置して電解処理を行う、アルカリ水電解装置用部材の製造方法。
［８］　［１］～［４］のいずれか一つに記載のアルカリ水電解装置用ステンレス鋼材、又は［５］若しくは［６］に記載のアルカリ水電解装置用部材を備えるアルカリ水電解装置。

Claims (8)

  1. 　質量基準で、Ｃ：０．１００％以下、Ｓｉ：１．００％以下、Ｍｎ：０．３０～３．００％、Ｎｉ：１０．００～３５．００％、Ｐ：０．０３００％以下、Ｓ：０．００３０％以下、Ｃｒ：１６．０～２８．０％、Ｎ：０．０１～０．２５％、Ｃｕ：０．０１～１．００％、Ｍｏ：０．１０～８．００％、Ａｌ：０．００５～０．１００％を含み、残部がＦｅ及び不純物からなるアルカリ水電解装置用ステンレス鋼材。
  2. 　質量基準で、Ｎｂ：１．００％以下、Ｔｉ：１．００％以下、Ｍｇ：０．１０００％以下、Ｃａ：０．１０００％以下、Ｚｒ：１．００％以下、Ｃｏ：１．００％以下、Ｖ：１．００％以下、Ｗ：１．００％以下、ＲＥＭ：０．１０％以下、Ｓｎ：０．１０％以下、Ｂ：０．０１００％以下から選択される１種以上を更に含む、請求項１に記載のアルカリ水電解装置用ステンレス鋼材。
  3. 　前記アルカリ水電解装置用ステンレス鋼材を６０℃の０．１Ｍ　ＫＯＨ水溶液に浸漬し、１．２Ｖ（ｖｓ．ＳＨＥ）の電位で１００時間電解した時に形成されるＮｉ濃縮皮膜が以下の式（１）を満たす、請求項１又は２に記載のアルカリ水電解装置用ステンレス鋼材。
    　ＣNi×ＣAl≧１００．０　・・・（１）
    　式中、ＣNiは、前記Ｎｉ濃縮皮膜の表面から深さ４ｎｍまでの領域におけるＮｉ、Ｆｅ及びＡｌの合計に対するＮｉの平均濃度（原子％）であり、ＣAlは、前記Ｎｉ濃縮皮膜の表面から深さ４ｎｍまでの領域におけるＮｉ、Ｆｅ及びＡｌの合計に対するＡｌの平均濃度（原子％）である。
  4. 　表面の算術平均高さＳａが０．７０μｍ以下である、請求項１又は２に記載のアルカリ水電解装置用ステンレス鋼材。
  5. 　請求項１又は２に記載のアルカリ水電解装置用ステンレス鋼材からなる基材と、前記基材の表面に形成されたＮｉ濃縮皮膜とを備えるアルカリ水電解装置用部材。
  6. 　前記Ｎｉ濃縮皮膜は、表面から深さ１ｎｍの位置におけるＦｅ、Ｎｉ及びＣｒの合計に対するＮｉの平均濃度が３５．０原子％以上である、請求項５に記載のアルカリ水電解装置用部材。
  7. 　請求項１又は２に記載のアルカリ水電解装置用ステンレス鋼材からなる基材を、アルカリ水電解装置に配置して電解処理を行う、アルカリ水電解装置用部材の製造方法。
  8. 　請求項１若しくは２に記載のアルカリ水電解装置用ステンレス鋼材、又は請求項５に記載のアルカリ水電解装置用部材を備えるアルカリ水電解装置。
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