專(zhuān)利名稱(chēng)：核電站用金屬管的熱處理方法及在該方法中使用的間歇式真空熱處理爐以及利用該方法 ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及能夠抑制產(chǎn)生擦傷劃痕及著色的核電站用金屬管的熱處理方法、及在該方法中使用的間歇式真空熱處理爐、以及利用該方法處理的核電站用金屬管。另外，只要不另行記述，本說(shuō)明書(shū)中的用語(yǔ)的定義如下?！昂穗娬居媒饘俟堋笔侵赣米骱穗娬舅捎玫恼魵獍l(fā)生器的導(dǎo)熱管、由在高溫水環(huán)境下耐晶界腐蝕性?xún)?yōu)異的鎳基合金形成的金屬管。
背景技術(shù)：
通常，制造核電站用金屬管(以下，也簡(jiǎn)稱(chēng)為“金屬管”)是在加工成規(guī)定的尺寸的管之后，通過(guò)實(shí)施固溶化熱處理，并為了進(jìn)一步提高耐腐蝕性而實(shí)施使碳化物于晶界中析出的人工時(shí)效處理來(lái)完成的。人工時(shí)效處理是加熱至700度左右而進(jìn)行的，其目的在于通過(guò)使Cr碳化物于晶界中析出來(lái)提高金屬管的耐晶界腐蝕性。此外，人工時(shí)效處理的目的還在于從金屬管去除由在固溶化熱處理后進(jìn)行的矯正彎曲及研磨加工產(chǎn)生的殘余應(yīng)力。在人工時(shí)效處理中，若因在金屬管表面(外表面及內(nèi)表面)形成氧化膜而產(chǎn)生著色，則有可能會(huì)在用作產(chǎn)品時(shí)引起腐蝕，因此，通常利用真空爐來(lái)進(jìn)行人工時(shí)效處理。由于使用了真空爐的熱處理是以真空狀態(tài)加熱收容在爐內(nèi)的金屬管而進(jìn)行的，因此加熱方式多使用輻射加熱。此外，人工時(shí)效處理是由將多根金屬管以載置在運(yùn)輸車(chē)(cart)、托盤(pán)等上的狀態(tài)收容在真空爐內(nèi)而實(shí)施熱處理的間歇方式進(jìn)行的。圖I的(a)及圖I的(b)是表示間歇式真空熱處理爐所具有的用于載置核電站用金屬管的運(yùn)輸車(chē)的圖，圖I的(a)是主視圖，圖I的(b)是側(cè)視圖。圖I的(a)及圖I的(b)所示的運(yùn)輸車(chē)2由具有車(chē)輪的轉(zhuǎn)向架21、固定在轉(zhuǎn)向架上的支柱23和架在兩根支柱23之間的金屬梁22構(gòu)成。在通過(guò)使用圖I的(a)及圖I的(b)所示的運(yùn)輸車(chē)，利用間歇式真空熱處理爐對(duì)金屬管實(shí)施人工時(shí)效處理的情況下，以將多根金屬管I載置在金屬梁22上的狀態(tài)將運(yùn)輸車(chē)收容到間歇式真空熱處理爐內(nèi)，并對(duì)金屬管進(jìn)行加熱。通常，核電站用金屬管的直徑為15mm 22mm,壁厚為O. 9mm I. 3mm,長(zhǎng)度為15000mm 27000mm，因此其尺寸較長(zhǎng)。因此，為了防止金屬管因載置在運(yùn)輸車(chē)2上而發(fā)生彎曲、在熱處理時(shí)發(fā)生變形，在金屬管的長(zhǎng)度方向上配置有多根金屬梁22，將多個(gè)轉(zhuǎn)向架21連接起來(lái)構(gòu)成運(yùn)輸車(chē)2。在人工時(shí)效處理中，金屬管被加熱至高溫而在管的軸向上發(fā)生熱膨脹。此時(shí)，用于載置金屬管的運(yùn)輸車(chē)、托盤(pán)也會(huì)發(fā)生熱膨脹，但是，運(yùn)輸車(chē)、托盤(pán)的熱膨脹率與金屬管的熱膨脹率不同，長(zhǎng)尺寸的金屬管的變形量較大，因此，金屬管與運(yùn)輸車(chē)或托盤(pán)的載置部會(huì)發(fā)生摩擦,在金屬管的外表面上形成擦傷劃痕。所形成的擦傷劃痕由凹部和凸部構(gòu)成，該凹部是由于與載置部相摩擦，削去了金屬管外表面而成的，該凸部是被削去的金屬結(jié)塊附著在金屬管外表面上而成的。擦傷劃痕的凹部有可能會(huì)成為金屬管的腐蝕的起點(diǎn)，在核電站中引起重大的事故。因此，要求擦傷、劃痕的凹部的深度及長(zhǎng)度在極限樣品以下，在擦傷劃痕的深度或長(zhǎng)度超過(guò)極限樣品的情況下，需要通過(guò)對(duì)金屬管外表面進(jìn)行研磨來(lái)去除凹部。若利用機(jī)械加工進(jìn)行該研磨，則會(huì)再次產(chǎn)生利用人工時(shí)效處理從金屬管去除掉的殘余應(yīng)力，因此，主要通過(guò)手工作業(yè)來(lái)進(jìn)行該研磨。此外，在將金屬管固定在核電站的蒸氣發(fā)生器上時(shí)，擦傷劃痕的凸部有可能會(huì)損傷蒸氣發(fā)生器的夾具，在核電站中引起重大的事故。因此，擦傷劃痕的凸部與凹部相同，需要實(shí)施手工作業(yè)的研磨進(jìn)行去除。因而，在制造金屬管的過(guò)程中，為了管理擦傷劃痕，在熱處理后要對(duì)其有無(wú)進(jìn)行檢查，在發(fā)現(xiàn)擦傷劃痕的情況下，利用手工作業(yè)對(duì)金屬管外表面進(jìn)行研磨來(lái)去除凸部。并且，在擦傷劃痕的深度或長(zhǎng)度超過(guò)極限樣品的情況下，通過(guò)進(jìn)行研磨來(lái)去除凹部，而使制造效
率變差。
對(duì)此，研究了如下對(duì)策，S卩，在上述圖I的(a)及圖I的(b)所示的運(yùn)輸車(chē)的金屬梁22上無(wú)約束地配置薄板狀且金屬制的支承構(gòu)件，并在熱處理時(shí)使支承構(gòu)件隨著金屬管I的膨脹沿金屬管的長(zhǎng)度方向移動(dòng)，由此，謀求抑制擦傷劃痕。此外，還研究了如下對(duì)策，即，增加金屬管與支承構(gòu)件的接觸面積，降低接觸部的表面壓力，由此，防止產(chǎn)生擦傷劃痕。但是，上述對(duì)策均不充分，依然會(huì)因人工時(shí)效處理而在金屬管外表面上形成深度為10 μ m左右的擦傷劃痕。在上述圖I的(a)及圖I的(b)所示的運(yùn)輸車(chē)中，在金屬梁上配置耐熱布，以使金屬管與金屬梁隔著耐熱布相接觸的狀態(tài)，利用間歇式真空熱處理爐對(duì)金屬管實(shí)施了人工時(shí)效處理，在該情況下，能夠抑制在金屬管外表面上形成擦傷劃痕。但是，在該情況下，在金屬管與金屬梁相接觸的部分上，有可能在金屬管外表面上形成氧化膜而發(fā)生著色。若金屬管外表面發(fā)生著色，則有可能會(huì)使耐腐蝕性降低而引起金屬管的腐蝕。因此，需要通過(guò)手工作 業(yè)對(duì)金屬管外表面進(jìn)行研磨來(lái)去除著色(氧化膜)。為了抑制由熱處理導(dǎo)致的擦傷劃痕，以往以來(lái)提出了各種技術(shù)方案，例如在專(zhuān)利文獻(xiàn)I中，提出了使用耐熱布的熱處理方法。在專(zhuān)利文獻(xiàn)I中，在非活性氣體或還原性氣體氣氛的連續(xù)式熱處理中，通過(guò)在用于加熱要實(shí)施熱處理的條材的熱處理輥的外周面上卷繞耐熱布，抑制在條材的外表面上形成擦傷劃痕。此外，專(zhuān)利文獻(xiàn)2涉及一種將卷繞成線(xiàn)圈狀的銅制導(dǎo)管裝載到輸送機(jī)上并使該導(dǎo)管穿過(guò)加熱爐而進(jìn)行的連續(xù)式的熱處理方法。在專(zhuān)利文獻(xiàn)2中，在將由金屬箍捆扎起來(lái)的多根銅制導(dǎo)管裝載到輸送機(jī)上時(shí)，使用利用耐熱性的線(xiàn)、粘接劑粘結(jié)層疊體而成的材料作為緩沖材料，該層疊體層疊有多層耐熱布。由此，能夠抑制在向輸送機(jī)載置時(shí)在銅制導(dǎo)管的表面上形成擦傷劃痕，并且能夠抑制在熱處理時(shí)金屬箍咬入銅制導(dǎo)管。在專(zhuān)利文獻(xiàn)I及2中提出的熱處理方法是涉及連續(xù)式熱處理爐的熱處理方法，并不是以為了防止向被熱處理材料的表面著色而使用的真空爐為對(duì)象。因此，雖然對(duì)由熱處理導(dǎo)致的擦傷劃痕進(jìn)行了研究，但是并未對(duì)由熱處理導(dǎo)致的著色進(jìn)行研究。專(zhuān)利文獻(xiàn)I :日本特開(kāi)2001—154588號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)2 :日本實(shí)開(kāi)平5— 85840號(hào)公報(bào)如上所述，在利用間歇式真空熱處理爐對(duì)核電站用金屬管進(jìn)行的人工時(shí)效處理中，金屬管由于加熱發(fā)生熱膨脹而與載置金屬管的金屬梁相摩擦，由此，形成在金屬管外表面上的擦傷劃痕會(huì)成為問(wèn)題。此外，在使金屬管與金屬梁隔著耐熱布相接觸的情況下，雖能夠抑制擦傷劃痕，但是存在因熱處理而使金屬管外表面發(fā)生著色的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是鑒于上述這樣的狀況而做成的，其目的在于提供一種不僅能夠抑制由熱處理導(dǎo)致的擦傷劃痕，還能夠抑制著色的核電站用金屬管的熱處理方法。本發(fā)明人為了解決上述問(wèn)題，對(duì)在金屬梁上配置耐熱布，以使金屬管與金屬梁隔著耐熱布相接觸的狀態(tài)，利用間歇式真空熱處理爐對(duì)金屬管實(shí)施了人工時(shí)效處理時(shí)，金屬管外表面發(fā)生著色的原因進(jìn)行了調(diào)查。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在耐熱布的纖維之間所含有的極微量的水分并沒(méi)有由加熱前進(jìn)行的抽真空而被去除掉，該水分殘留在耐熱布上，通過(guò)加熱蒸發(fā)而生成氣體并與金屬管外表面反應(yīng)而發(fā)生著色。并且發(fā)現(xiàn)，若在爐內(nèi)溫度超過(guò)300°C的狀態(tài)下沒(méi)有充分地從爐內(nèi)去除從耐熱布蒸發(fā)出來(lái)的水分，則容易產(chǎn)生金屬管外表面的著色。本發(fā)明人基于上述的調(diào)查結(jié)果，進(jìn)行了各種實(shí)驗(yàn)，反復(fù)進(jìn)行了認(rèn)真的研究，其結(jié) 果，獲得以下見(jiàn)解通過(guò)使金屬管與金屬梁隔著厚度為O. Imm I. 2mm的耐熱布相接觸，能夠抑制由熱處理導(dǎo)致的擦傷劃痕，并且能夠減少著色。本發(fā)明是基于上述見(jiàn)解而完成的，其主要內(nèi)容為下述(I)及(2)的核電站用金屬管的熱處理方法、下述(3)的間歇式真空熱處理爐以及下述(4)的核電站用金屬用管。(I) 一種核電站用金屬管的熱處理方法，其特征在于，在將收容在間歇式真空熱處理爐內(nèi)的核電站用金屬管載置在沿該金屬管的長(zhǎng)度方向排列配置的多根金屬梁上而進(jìn)行熱處理時(shí)，使上述金屬管與上述金屬梁隔著厚度為O. Imm I. 2mm的耐熱布相接觸。(2)根據(jù)上述(I)所述的核電站用金屬管的熱處理方法，其特征在于，以質(zhì)量％計(jì)，上述核電站用金屬管的成分含有C :0. 15%以下、Si :1. 00%以下、Mn :2. 0%以下、P
O.030% 以下、S 0. 030% 以下、Cr :10· 0% 40. 0%、Ni :8· 0% 80. 0%, Ti 0. 5% 以下、Cu :0. 6%以下、Al :0. 5%以下以及N :0. 20%以下，余量由Fe及雜質(zhì)組成。(3)—種間歇式真空熱處理爐，其以將核電站用金屬管載置在沿該金屬管的長(zhǎng)度方向排列配置的多根金屬梁上的狀態(tài)來(lái)收容該金屬管并對(duì)該金屬管進(jìn)行熱處理，其特征在于，在上述金屬梁上配置厚度為O. Imm I. 2mm的耐熱布,使上述金屬管與上述金屬梁隔著上述耐熱布相接觸。(4) 一種核電站用金屬管，其特征在于，該金屬管使用上述(I)或(2)所述的核電站用金屬管的熱處理方法進(jìn)行熱處理，沒(méi)有產(chǎn)生由該熱處理導(dǎo)致的擦傷劃痕及著色。本發(fā)明的核電站用金屬管的熱處理方法具有下述的顯著的效果。( I)通過(guò)使金屬管與金屬梁隔著耐熱布相接觸，能夠抑制在金屬管外表面上形成擦傷劃痕。(2)通過(guò)使用厚度為O. Imm I. 2mm的耐熱布,能夠減少金屬管外表面的著色。(3)能夠獲得沒(méi)有產(chǎn)生由熱處理導(dǎo)致的擦傷劃痕及著色的金屬管，在該情況下，不需要通過(guò)手工作業(yè)對(duì)金屬管外表面進(jìn)行研磨去除擦傷劃痕及著色，能夠提高金屬管的制造效率。本發(fā)明的間歇式真空熱處理爐通過(guò)在金屬梁上配置厚度為O. Imm I. 2mm的耐熱布，能夠容易地實(shí)施本發(fā)明的核電站用金屬管的熱處理方法。本發(fā)明的核電站用金屬管使用本發(fā)明的核電站用金屬管的熱處理方法進(jìn)行熱處理，沒(méi)有產(chǎn)生由該熱處理導(dǎo)致的擦傷劃痕及著色，因此，耐腐蝕性?xún)?yōu)異。


圖I的(a)及圖I的(b)是表示間歇式真空熱處理爐所具有的用于載置核電站用金屬管的運(yùn)輸車(chē)的圖，圖I的(a)是主視圖，圖I的(b)是側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式以下，說(shuō)明本發(fā)明的核電站用金屬管的熱處理方法及在該方法中使用的間歇式真空熱處理爐、以及利用該方法處理的核電站用金屬管。核電站用金屬管的熱處理方法本發(fā)明的核電站用金屬管的熱處理方法的特征在于，在將收容在間歇式真空熱處理爐內(nèi)的核電站用金屬管載置在沿該金屬管的長(zhǎng)度方向排列配置的多根金屬梁上而進(jìn)行熱處理時(shí),使金屬管與金屬梁隔著厚度為O. Imm I. 2mm的耐熱布相接觸。通過(guò)使金屬管與金屬梁隔著耐熱布相接觸，耐熱布會(huì)作為緩沖材料發(fā)揮功能，因此，在熱處理中金屬管產(chǎn)生了熱膨脹的情況下，能夠抑制在金屬管上形成擦傷劃痕。并且，通過(guò)使耐熱布的厚度為O. Imm I. 2mm，抽真空后殘留在耐熱布的纖維間的水分量會(huì)減少。由此，在熱處理中進(jìn)行加熱時(shí)，會(huì)使殘留在耐熱布內(nèi)的水分在爐內(nèi)溫度達(dá)到容易產(chǎn)生著色的300°C之前的100°C 300°C的溫度區(qū)域內(nèi)蒸發(fā)，從而能夠去除大部分水分量。因此，能夠減少在熱處理時(shí)殘留在耐熱布內(nèi)的水分由加熱蒸發(fā)而生成氣體并與金屬管外表面反應(yīng)而發(fā)生著色。若耐熱布的厚度超過(guò)I. 2mm，則抽真空后殘留在耐熱布內(nèi)的水分量會(huì)增加，因此，在熱處理中進(jìn)行加熱時(shí)，利用100°c 300°C的溫度區(qū)域內(nèi)的蒸發(fā)不能充分去除水分。因此，在爐內(nèi)溫度超過(guò)300°C的狀態(tài)下，殘留在耐熱布內(nèi)的水分蒸發(fā)，金屬管外表面的著色變得明顯。另一方面，若耐熱布的厚度不足O. 1_，則耐熱布會(huì)因與金屬管間的接觸而發(fā)生磨損，需要頻繁地更換耐熱布。因而，使耐熱布的厚度為O. Imm I. 2_。優(yōu)選的下限為O. 2mm,優(yōu)選的上限為I. 0mm。更加優(yōu)選的上限為O. 6mm。耐熱布需要使用在熱處理中進(jìn)行高溫加熱時(shí)不會(huì)產(chǎn)生有可能對(duì)金屬管的品質(zhì)造成影響的碳、有機(jī)物的材料。具體地說(shuō)，能夠使用編入二氧化硅纖維、陶瓷纖維的長(zhǎng)纖維的織布或使用了上述長(zhǎng)纖維的無(wú)紡布。在本發(fā)明的核電站用金屬管的熱處理方法中，優(yōu)選在將金屬管載置在金屬梁上時(shí)，還在所載置的金屬管上載置其他的金屬管。由于載置在熱膨脹率相同的金屬管上的金屬管在熱處理的加熱時(shí)不會(huì)與載置其的金屬管發(fā)生摩擦，因此不會(huì)在金屬管外表面上形成擦傷劃痕。此外，如上所述，著色是因耐熱布的水分蒸發(fā)出的氣體與金屬管外表面反應(yīng)而形成氧化膜而發(fā)生的。由于該氣體會(huì)在載置在金屬梁上的金屬管的周邊擴(kuò)散，并不會(huì)波及至載置在金屬管上的金屬管，因此在載置在金屬管上的金屬管上不會(huì)產(chǎn)生著色。因而，能夠獲得沒(méi)有產(chǎn)生由熱處理導(dǎo)致的擦傷劃痕及著色的金屬管。在本發(fā)明的核電站用金屬管的熱處理方法中，優(yōu)選在加熱核電站用金屬管時(shí)，在從100°C到300°C的溫度范圍內(nèi)加熱30分鐘以上。通過(guò)在從100°C到300°C的溫度范圍內(nèi)加熱30分鐘以上，能夠不使金屬管發(fā)生著色地去除殘留在耐熱布內(nèi)的水分，因此，能夠進(jìn)一步減少金屬管外表面的著色。在加熱核電站用金屬管時(shí)，為了防止長(zhǎng)尺寸的金屬管被局部地加熱，通常，將爐內(nèi)維持在規(guī)定的均熱溫度下而進(jìn)行均熱，之后，加熱至熱處理溫度，從而會(huì)均勻地加熱長(zhǎng)尺寸的金屬管。因而，在本發(fā)明的核電站用金屬管熱處理方法中，優(yōu)選將均熱溫度設(shè)為100°c 300°C而使金屬管在從100°C到300°C的溫度范圍內(nèi)滯留30分鐘以上來(lái)進(jìn)行加熱。由此，能夠均勻地加熱金屬管，并且能夠減少金屬管的著色。
核電站用金屬管的成分在本發(fā)明的核電站用金屬管的熱處理方法中，優(yōu)選使用如下合金，S卩，以質(zhì)量％計(jì)，金屬管的成分含有C :0. 15%以下、Si :1.00%以下、Mn :2.0%以下、P :0. 030%以下、S :
0.030% 以下、Cr :10· 0% 40. 0%、Ni :8· 0% 80. 0%、Ti 0. 5% 以下、Cu :0· 6% 以下、Al :0. 5%以下以及N :0. 20%以下，余量由Fe及雜質(zhì)組成。另外，雜質(zhì)是指在工業(yè)制造金屬管時(shí)，自礦石、廢料等混入的成分，在不對(duì)本發(fā)明造成不良影響的范圍內(nèi)是被容許的。限定各元素的理由如下。另外，在以下的說(shuō)明中，含量的是指“質(zhì)量％”。C :0. 15% 以下若所含有的C超過(guò)O. 15%，則耐應(yīng)力腐蝕裂紋性有可能會(huì)變差。因而，在含有C的情況下，優(yōu)選使其含量為O. 15%以下，更加優(yōu)選為O. 06%以下。另外，C具有提高合金的晶界強(qiáng)度的效果。為了獲得該效果，優(yōu)選使C的含量為O. 01%以上。Si :1. 00% 以下Si用作冶煉時(shí)的脫氧材料，作為雜質(zhì)殘留在合金中。此時(shí)，優(yōu)選將Si限制在
1.00%以下。若其含量超過(guò)O. 50%，則有可能會(huì)降低合金的潔凈度，因此，更加優(yōu)選將Si的含量限制在O. 50%以下。Mn :2. 0% 以下Mn將作為雜質(zhì)元素的S以Mn S的形態(tài)進(jìn)行固定，會(huì)改善熱加工性，并且，作為脫氧劑是有效的元素。若其含量超過(guò)2. 0%，則會(huì)使合金的潔凈度降低，因此，優(yōu)選使其含量為2.0%以下。更加優(yōu)選為1.0%以下。此外，在欲獲得Mn的改善熱加工性的效果的情況下，優(yōu)選含有O. I %以上。P :0. 030% 以下P是作為雜質(zhì)存在于合金中的元素，若其含量超過(guò)O. 030%，則有可能會(huì)對(duì)耐腐蝕性帶來(lái)不良影響。因而，優(yōu)選將P的含量限制在O. 030%以下。S :0. 030% 以下S是作為雜質(zhì)存在于合金中的元素，若其含量超過(guò)O. 030%，則有可能會(huì)對(duì)耐腐蝕性帶來(lái)不良影響。因而，優(yōu)選將S的含量限制在O. 030%以下。Cr 10. 0% 40. 0%
Cr是維持合金的耐腐蝕性所必需的元素，優(yōu)選含有10.0%以上。但是，若超過(guò)40.0%，則Ni的含量會(huì)相對(duì)變少，有可能會(huì)降低合金的耐腐蝕性、熱加工性。因而，優(yōu)選Cr的含量為10. 0% 40. 0%。特別是在含有14. 0% 17. 0%的Cr的情況下，在含有氯化物的環(huán)境下的耐腐蝕性較為優(yōu)異，在含有27. 0% 31. 0%的Cr的情況下，除了在含有氯化物的環(huán)境下的耐腐蝕性較為優(yōu)異之外，在高溫下的純水、堿環(huán)境下的耐腐蝕性也較為優(yōu)異。Ni 8. 0% 80. 0%Ni是為了確保合金的耐腐蝕性所必需的元素，優(yōu)選含有8. 0%以上。另一方面，由于Ni較為昂貴，因此根據(jù)用途含有所需的最小限度即可，優(yōu)選為80.0%以下。Ti :0. 5% 以下若Ti的含量超過(guò)O. 5%，則有可能會(huì)使合金的潔凈度變差，因此，優(yōu)選使其含量為O. 5%以下，更加優(yōu)選為O. 4%以下。但是，從提高合金的加工性及抑制焊接時(shí)的晶粒生長(zhǎng)的 觀(guān)點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選含有O. 1%以上。Cu :0. 6% 以下Cu是作為雜質(zhì)存在于合金中的元素，若其含量超過(guò)O. 6 %，則合金的耐腐蝕性有可能會(huì)降低。因而，優(yōu)選將Cu的含量限制在O. 6%以下。Al :0. 5% 以下Al用作煉鋼時(shí)的脫氧材料，作為雜質(zhì)殘留在合金中。殘留下來(lái)的Al在合金中成為氧化物類(lèi)夾雜物，使合金的潔凈度變差，有可能會(huì)對(duì)合金的耐腐蝕性及機(jī)械性質(zhì)帶來(lái)不良影響。因而，優(yōu)選將Al的含量限制在0.5%以下。N :0. 20% 以下雖然也可以不添加N，但是在作為本發(fā)明對(duì)象的合金中，通常，作為雜質(zhì)含有O. 01 %左右的N。但是，如果積極地添加N，能夠不使耐腐蝕性變差地提高強(qiáng)度。但是，若所含有的N超過(guò)O. 20%，則耐腐蝕性會(huì)降低，因此，優(yōu)選將含有N的情況的上限設(shè)為O. 20%。在由上述成分組成的核電站用金屬管中，特別是含有C :0. 15%以下、Si 1.00%以下、Mn :2. 0% 以下、P :0. 030% 以下、S :0. 030% 以下、Cr :10. 0%~ 40. 0%,Fe :15. 0%VX下、Ti :0. 5%以下、Cu :0. 6%以下以及Al :0. 5%以下，余量由Ni及雜質(zhì)組成的Ni基合金管，其耐腐蝕性更加優(yōu)異，因此，優(yōu)選采用上述成分。對(duì)于由上述成分構(gòu)成且優(yōu)選用于金屬管的Ni基合金，作為代表可以舉出以下兩種。(a)含有 C 0. 15% 以下、Si 1. 00% 以下、Mn :2· 0% 以下、P 0. 030% 以下、S O. 030% 以下、Cr 14. 0%~ 17. 0%、Fe :6. 0% 10. 0%、Ti 0. 5% 以下、Cu 0. 6% 以下以
及Al :0. 5%以下，余量由Ni及雜質(zhì)組成的Ni基合金。(b)含有 C 0. 06% 以下、Si 1. 00% 以下、Mn :2· 0% 以下、P 0. 030% 以下、S O. 030% 以下、Cr 27. 0% 3L 0%、Fe :7· 0% IL 0%、Ti :0· 5% 以下、Cu 0. 6% 以下以
及Al :0. 5%以下，余量由Ni及雜質(zhì)組成的Ni基合金。上述(a)的合金由于含有14. 0% 17. 0%的Cr、75%左右的Ni，因此在含有氯化物的環(huán)境下的耐腐蝕性較為優(yōu)異。在該合金中，從平衡Ni的含量與Cr的含量的觀(guān)點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選使Fe的含量為6. O % 10. O %。上述(b)的合金由于含有27. 0% 31. 0%的Cr、60%左右的Ni，因此除了在含有氯化物的環(huán)境下的耐腐蝕性較為優(yōu)異之外，在高溫下的純水、堿環(huán)境下的耐腐蝕性也較為優(yōu)異。在該合金中，從平衡Ni的含量與Cr的含量的觀(guān)點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選使Fe的含量為7. 0% 11. 0%。間歇式真空熱處理爐本發(fā)明的間歇式真空熱處理爐以將核電站用金屬管載置在沿該金屬管的長(zhǎng)度方向排列配置的多根金屬梁上的狀態(tài)來(lái)收容該金屬管并對(duì)該金屬管進(jìn)行熱處理，其特征在于，在金屬梁上配置厚度為O. Imm I. 2mm的耐熱布,使金屬管與金屬梁隔著耐熱布相接觸。本發(fā)明的間歇式真空熱處理爐為了以將金屬管載置在沿該金屬管的長(zhǎng)度方向排列配置的多根金屬梁上的狀態(tài)來(lái)收容該金屬管，例如能夠通過(guò)采用上述圖I所示的運(yùn)輸車(chē)并在其金屬梁上配置厚度為O. Imm I. 2mm的耐熱布來(lái)構(gòu)成。通過(guò)在金屬梁上配置厚度為、O.Imm I. 2mm的耐熱布,所載置的金屬管會(huì)始終隔著耐熱布與金屬梁相接觸，因此,能夠容易地實(shí)施本發(fā)明的核電站用金屬管的熱處理方法。對(duì)于金屬梁上配置耐熱布而言，只要所載置的金屬管與金屬梁隔著耐熱布相接觸即可，能夠采用各種方式。例如，能夠通過(guò)利用耐熱布覆蓋金屬梁的整個(gè)上表面(用于載置金屬管的表面)來(lái)進(jìn)行配置。此外，也可以通過(guò)使耐熱布呈筒狀，將金屬梁插入耐熱布中，而將耐熱布配置在金屬梁上。在將金屬梁插入到筒狀的耐熱布中的情況下，能夠?qū)⒛蜔岵脊潭ㄔ诮饘倭荷?，從而能夠防止在載置金屬管時(shí)刮跑耐熱布，因此優(yōu)選采用這種方式。
_4] 核電站用金屬管本發(fā)明的核電站用金屬管的特征在于，使用上述的本發(fā)明的核電站用金屬管的熱處理方法進(jìn)行熱處理，沒(méi)有產(chǎn)生由該熱處理導(dǎo)致的擦傷劃痕及著色。通過(guò)使用本發(fā)明的核電站用金屬管的熱處理方法，會(huì)抑制由熱處理導(dǎo)致的擦傷劃痕，并且會(huì)減少著色，由此，能夠獲得沒(méi)有產(chǎn)生由該熱處理導(dǎo)致的擦傷劃痕及著色的金屬管。該金屬管耐腐蝕性?xún)?yōu)異，適用于蒸汽發(fā)生器的導(dǎo)熱管。實(shí)施例利用本發(fā)明的核電站用金屬管的熱處理方法及在該方法中使用的間歇式真空熱處理爐，進(jìn)行通過(guò)實(shí)施人工時(shí)效處理而獲得金屬管的試驗(yàn)，驗(yàn)證了本發(fā)明的效果。試驗(yàn)方法在上述圖I的(a)及圖I的(b)所示的運(yùn)輸車(chē)中，通過(guò)在金屬梁的表面上配置耐熱布，使管與金屬梁隔著耐熱布相接觸地將管載置在金屬梁上，將運(yùn)輸車(chē)收容在間歇式真空熱處理爐中，之后，通過(guò)對(duì)被抽真空的爐內(nèi)進(jìn)行加熱對(duì)管實(shí)施熱處理，從而獲得金屬管。其條件如下所述。管外徑19. 05mm、壁厚 I. 09mm、長(zhǎng)度 20000mm、材質(zhì)ASME SB—163 UNS N06690的Ni基合金(代表成分30質(zhì)量％ Cr—60質(zhì)量％Ni—10 質(zhì)量Fe)在本發(fā)明例I中，作為耐熱布使用了厚度為O. 35mm的、由以硅酸鋁(Al2O5Si)為主要成分的陶瓷纖維構(gòu)成的織布。本發(fā)明例2、本發(fā)明例3以及比較例I使用了由二氧化硅(SiO2)纖維構(gòu)成的織布，在本發(fā)明例2中使用了厚度為O. 6mm的織布，在本發(fā)明例3中使用了厚度為I. 2mm的織布，在比較例I中使用了厚度為I. 5mm的織布。在比較例2中，沒(méi)有使用耐熱布，而是使管與金屬梁之間隔著SUS304制的支承構(gòu)件相接觸地將管載置在金屬梁上。人工時(shí)效處理是通過(guò)以下方式來(lái)進(jìn)行的，即，花費(fèi)12小時(shí)從常溫加熱到熱處理溫度700°C，之后，在熱處理溫度下保持10小時(shí)，之后，花費(fèi)10小時(shí)冷卻至常溫。在從常溫加熱至熱處理溫度時(shí)，花費(fèi)I小時(shí)從100°C加熱至300°C。評(píng)價(jià)指標(biāo)
權(quán)利要求
1.一種核電站用金屬管的熱處理方法，其特征在于， 在將收容在間歇式真空熱處理爐內(nèi)的核電站用金屬管載置在沿該金屬管的長(zhǎng)度方向排列配置的多根金屬梁上而進(jìn)行熱處理時(shí)， 使上述金屬管與上述金屬梁隔著厚度為O. Imm I. 2mm的耐熱布相接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的核電站用金屬管的熱處理方法，其特征在于， 以質(zhì)量％計(jì)，上述核電站用金屬管的成分含有C :0. 15%以下、Si :1. 00%以下、Mn:2.0% 以下、P 0. 030% 以下、S 0. 030% 以下、Cr 10. 0% 40. 0%、Ni :8· 0% 80. 0%、Ti :0. 5%以下、Cu :0. 6%以下、Al :0. 5%以下以及N :0. 20%以下，余量由Fe及雜質(zhì)組成。
3.一種間歇式真空熱處理爐，其以將核電站用金屬管載置在沿該金屬管的長(zhǎng)度方向排列配置的多根金屬梁上的狀態(tài)來(lái)收容該金屬管并對(duì)該金屬管進(jìn)行熱處理，其特征在于， 在上述金屬梁上配置厚度為O. Imm I. 2mm的耐熱布,使上述金屬管與上述金屬梁隔著上述耐熱布相接觸。
4.一種核電站用金屬管,其特征在于， 該金屬管使用上述權(quán)利要求I或2所述的核電站用金屬管的熱處理方法進(jìn)行熱處理，沒(méi)有產(chǎn)生由該熱處理導(dǎo)致的擦傷劃痕及著色。
全文摘要
本發(fā)明提供核電站用金屬管的熱處理方法及在該方法中使用的間歇式真空熱處理爐以及利用該方法處理的核電站用金屬管。在核電站用金屬管的熱處理方法中，在將收容在間歇式真空熱處理爐內(nèi)的核電站用金屬管載置在沿該金屬管的長(zhǎng)度方向排列配置的多根金屬梁上而進(jìn)行熱處理時(shí)，通過(guò)使金屬管與金屬梁隔著厚度為0.1mm～1.2mm的耐熱布相接觸，能夠抑制因熱處理而在金屬管外表面上形成擦傷劃痕，并且能夠減少金屬管外表面的著色。在該情況下，優(yōu)選使用如下合金，即，以質(zhì)量％計(jì)，金屬管的成分含有C0.15％以下、Si1.00％以下、Mn2.0％以下、P0.030％以下、S0.030％以下、Cr10.0％～40.0％、Ni8.0％～80.0％、Ti0.5％以下、Cu0.6％以下、Al0.5％以下以及N0.20％以下，余量由Fe及雜質(zhì)組成。
文檔編號(hào)C22C19/05GK102741938SQ20118000706
公開(kāi)日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2011年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月28日
發(fā)明者木野村莊司, 竹中新一 申請(qǐng)人:住友金屬工業(yè)株式會(huì)社