金属管的热处理方法、金属管和热处理炉 |
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| 申请号 | CN201380016622.7 | 申请日 | 2013-03-08 | 公开(公告)号 | CN104204236B | 公开(公告)日 | 2017-09-29 |
| 申请人 | 新日铁住金株式会社; | 发明人 | 宫原整; 井本利广; | ||||
| 摘要 | 在金属管的 热处理 方法中，通过将热处理炉中收容的金属管(1)载放于沿其长度方向以200～2500mm的间隔排列配置的多条梁(22)上而进行热处理，能够抑制金属管的弯曲和擦伤而不会发生金属管的着色和制造效率的恶化。将金属管(1)载放于梁(22)上时，可以夹设间隔物而将金属管(1)载放于梁(22)上。本 发明 的金属管的热处理方法优选使用具有凸状上表面的梁或具有凸状上表面的间隔物，由此可以进一步抑制擦伤。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种金属管的热处理方法，其特征在于，将热处理炉中收容的金属管载放于沿其长度方向以200～2500mm的间隔排列配置的多条梁上进行真空热处理， |
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| 说明书全文 | 金属管的热处理方法、金属管和热处理炉技术领域[0001] 本发明涉及能抑制弯曲和擦伤的发生的金属管的热处理方法、通过该热处理方法处理的金属管以及用于该热处理方法的热处理炉。 背景技术[0002] 金属管在核电站中可以作为蒸汽发生器的传热管和给水加热器等换热器的传热管使用。以下将核电站的蒸汽发生器用传热管和换热器用传热管统称为核电站用金属管。这种核电站用金属管由在包含氯化物的环境下耐腐蚀性优异的不锈钢、或在高温水环境中耐晶界腐蚀性优异的镍基合金形成。 [0003] 核电站用金属管的制造一般是在将管加工成规定的尺寸之后，对该管实施固溶化(第1)热处理，进一步实施第2热处理来完成的。第2热处理有时目的是从金属管中除去由于在固溶化(第1)热处理后进行的弯曲矫正和研磨加工所产生的残留应力。另外，第2热处理有时目的在于在除去上述残留应力的同时通过使Cr碳化物析出，从而提高金属管的耐晶界腐蚀性。 [0004] 在目的是除去残留应力的同时使Cr碳化物在晶界析出的情况下，第2热处理通过在690～740℃左右均热2小时以上、优选5小时以上来实施。另外，在目的仅是除去残留应力的情况下，第2热处理通过在690～740℃左右均热0.5小时以上、优选2小时以上来实施。 [0005] 这种第2热处理可以采用将多根金属管以载放于手推车、托盘等中的状态收容在炉内而实施热处理的分批式来进行。 [0006] 图1所示为热处理炉所具有的载放金属管的手推车的图。图1的(a)为正面图，图1的(b)为侧面图。图1所示的手推车2由具有车轮的平板车21、平板车上固定的支柱23、架设在2根支柱23之间的梁22构成。使用图1所示的手推车，利用热处理炉对金属管实施热处理时，通过以多根金属管1载放于梁22上的状态将手推车收容在热处理炉中而加热金属管来进行。 [0007] 其中，金属管1不限于图1所示的直管，还能够以将实施了弯曲加工的弯管载放于梁22上的状态收容在热处理炉中实施热处理。另外，金属管1可以如图1所示在载放于梁上的金属管上载放金属管，从而呈两层地载放。 [0008] 核电站用金属管一般直径为15～22mm、壁厚为0.9～1.3mm，长度为15,000～27,000mm，因此是长的。因此，手推车2为了防止由于被载放的金属管挠曲而在热处理时变形，在金属管的长度方向配置多条梁22。另外，为了涵盖金属管的全长地配置梁，将多辆平板车 21连接来构成手推车2。 [0009] 在核电站用金属管中，第2热处理时挠曲导致发生变形弯曲时，在蒸汽发生器中作为传热管安装的情况下，与管支撑板相互干扰，有可能在运转时破损而引起重大事故。因此，对于核电站的蒸汽发生器用的传热管，通常要求弯曲量在长度方向每1000mm为0.50～1.0mm以下。 [0010] 弯曲量超过允许范围时，有必要矫正金属管而除去弯曲。进行矫正的过程中，在冷压延机、矫正机(straightener)中通过时，会使通过第2热处理从金属管中除去的残留应力再次发生。因此，矫正用专门通过手工作业进行局部矫正的方法来实施，因而第2热处理中挠曲导致发生弯曲时，金属管的制造效率显著变差。 [0011] 另一方面，在热处理中，金属管被加热至高温而沿管的长度方向热膨胀。此时，用于载放金属管的手推车、托盘也发生热膨胀，但与金属管的热膨胀率不同，长的金属管的变形量大，因此金属管与手推车或托盘的载放部摩擦，金属管外表面被磨削，形成凹部。 [0012] 由这种凹部构成的擦伤成为金属管腐蚀的起点，在核电站使用金属管时，有可能引起重大的事故。因此，对于核电站用金属管，要求擦伤是在边界样品以下的深度和长度。擦伤的边界样品通常通过人工磨削金属管的外表面而形成擦伤来制作，所形成的擦伤深度为0.01～0.1mm、长度10～100mm。 [0013] 第2热处理中在金属管外表面发生的擦伤的深度和长度超过边界样品时，有必要研磨金属管外表面来除去擦伤。通过机械加工进行该研磨时，通过第2热处理从金属管中除去的残留应力再次发生，因此研磨专门通过手工作业来进行。因此，金属管的制造效率显著变差。 [0014] 关于抑制这种由热处理引起的弯曲或擦伤，迄今提出了各种方案，例如有专利文献1～5。专利文献1中，提出了在支柱上按规定间隔安装多个托盘，该托盘是由长度方向的热传导性优于厚度方向的板材形成的堆垛托盘。在这种堆垛托盘上载放被处理材料来实施热处理时，可以减小加热的被处理材料中的温度不均，可以获得高品质的处理材料。 [0015] 其中，如果使用堆垛托盘对金属管实施热处理，则金属管在整个长度方向被托盘支撑并且温度不均小，由此可以抑制所得金属管的弯曲。然而，对于专利文献1提出的堆垛托盘，存在问题的是由于与托盘的接触，金属管的外表面在整个长度方向形成擦伤。 [0016] 另外，专利文献2中提出了将耐热性纤维和无机纤维相互混纺或层状配置，通过针刺法(needle punching)而一体化的片状的缓冲材。专利文献3中提出了通过耐热性纱或耐热性粘接剂将多片层叠的耐热片一体化的耐热性缓冲材。如果夹设这些缓冲材而将金属管载放于梁上，则防止擦伤的效果很高，但由于加热缓冲材而产生的气体使金属管外表面着色。 [0017] 金属管发生着色时，美观受损、商品价值降低。另外，对于核电站用金属管，有可能成为腐蚀的起点而引起事故。因此，有必要通过手工作业的研磨来除去金属管的着色，金属管的制造效率显著变差。 [0018] 专利文献4中，提出了夹设厚度0.1～1.2mm的耐热布而将金属管载放于梁上的金属管的热处理方法。另外，专利文献4中，为了除去作为着色原因的耐热布上残留的水分，优选的是热处理的过程中从100至300℃的温度范围经过30分钟以上的加热。因此，专利文献4提出的金属管的热处理方法中，金属管的制造效率有可能变差。 [0019] 专利文献5中提出了在载放被处理材料的部分配设有格子状构件的棒钢收纳台。格子状构件由于结构上刚性高、耐久性优异，因此能够用最小限度的构件重量来支撑被处理材料，并且可以将对被处理材料的热输入的妨碍限制在最小限度。如果将金属管载放于这种配设有格子状构件的收纳台上来实施热处理，预期可以抑制弯曲，但由于金属管与格子状构件接触的面积增加，因此金属管上形成了擦伤。 [0020] 现有技术文献 [0021] 专利文献 [0022] 专利文献1：日本实开平4-13653号公报 [0023] 专利文献2：日本实开昭60-362号公报 [0024] 专利文献3：日本实开平5-85840号公报 [0025] 专利文献4：WO2011/093059号公报 [0026] 专利文献5：日本特开2003-247023号公报 发明内容[0027] 发明要解决的问题 [0028] 如上所述，金属管的热处理中存在问题的是被处理的金属管的弯曲和擦伤。在上述专利文献1和5提出的热处理方法中，预期可以抑制弯曲，但形成了擦伤。另外，专利文献2和3提出的缓冲材预期可以抑制弯曲和擦伤，但问题在于发生了着色。专利文献4提出的热处理方法不会发生着色，预期可以抑制弯曲和擦伤，但由于从100至300℃的温度范围经过30分钟以上的加热，因此金属管的制造效率有可能变差。 [0029] 本发明是鉴于这种状况而做出的，其目的是提供不发生着色和制造效率的恶化，可以抑制弯曲和擦伤的金属管的热处理方法。另外，目的在于提供使用该热处理方法的金属管和用于该热处理方法的金属管的热处理炉。 [0030] 用于解决问题的方案 [0031] 本发明人等为了避免着色的问题，研究了不使用缓冲材和耐热布而抑制弯曲和擦伤的方法，结果着眼于沿长度方向配置的多条梁的配置上。具体而言，使用上述图1所示的手推车进行热处理，此过程中进行使相邻的梁的间隔d(参照上述图1)在100～3000mm变化的试验。用于载放金属管的梁的上表面形状如下述图2所示为平面。 [0032] 图2所示为上表面形状为平面的梁的正面截面图。在该图中示出上表面形状为平面的梁22和载放于梁22上的金属管1。在使用这种上表面为平面的梁的试验中，不在金属管上载放金属管，将11根金属管在梁上载放成一层而实施热处理。金属管的条件和热处理条件为与后述实施例的使用直管的试验相同的条件。对于处理后的金属管，调查每1000mm的弯曲量和深度0.01mm以上且长度10mm以上的擦伤的个数。每1000mm的弯曲量和擦伤的个数的调查按照与后述实施例的试验相同的步骤来进行。 [0033] 图3所示为使用上表面形状为平面的梁时梁的间隔与弯曲的关系以及梁的间隔与擦伤的关系的图。根据该图，确认了被处理的金属管的弯曲量与梁的间隔具有相关关系，倾向是梁的间隔越宽、金属管的弯曲量增加。这是因为，梁的间隔越宽，载放时的金属管的挠曲越大。 [0034] 另一方面，还确认了被处理的金属管上发生的擦伤的个数与梁的间隔具有相关关系，倾向是梁的间隔越窄、擦伤的发生个数增加。这是因为，梁的间隔越窄，金属管与梁接触面积增加、即可形成擦伤的区域增加。 [0035] 其中，如果每1000mm的弯曲量为0.5mm以下，则小于上述所要求的弯曲量，因此核电站用金属管的制造中在第2热处理后不需要矫正弯曲的作业。另一方面，如果深度0.01mm以上且长度10mm以上的擦伤的个数为20个以下，则所形成的擦伤是轻微的，根据边界样品而不需要通过研磨除去擦伤。另外，即使在对擦伤的要求严格的情况下，也能够通过手工作业的研磨容易地除去，因此核电站用金属管的制造效率基本上没有变差。 [0036] 为了满足这种每1000mm的弯曲量为0.5mm以下且擦伤的个数为20个以下的条件，从该图可以看出，需要将梁的间隔限制在200～2500mm的范围。 [0037] 本发明人等为了进一步抑制弯曲和擦伤，着眼于载放金属管的面的形状，尝试了将载放金属管的梁的表面设定为凸状。具体而言，尝试了将载放金属管的梁的上表面设定为凸状以及使上表面为凸状的间隔物夹设于金属管与梁之间。 [0038] 图4所示为上表面为凸状的梁的图，图4的(a)为正面截面图，图4的(b)为俯视图。图4中示出上表面为圆弧即凸状的曲面的梁22和载放于梁22上的金属管1。如图4的(a)所示，将金属管1载放于上表面为凸状的梁22上时，形成所载放的金属管的外表面的上下方向位置最低的底部1a与梁22的上表面的上下方向位置最高的顶部22a接触的状态。另外，如图 4的(b)所示，金属管的外表面的直线状的底部1a与梁的上表面的直线状的顶部22a正交。 [0039] 图5所示为上表面为凸状的间隔物的正面截面图。图5中示出上表面为平面的梁22；载放于梁22上的金属管1；以及夹设于金属管1与梁22之间的、上表面为圆弧即上表面为凸状的曲面的间隔物24。与上表面为凸状的梁的情况同样，以金属管1的外表面的直线状底部与间隔物24的上表面的直线状底部正交的方式夹设间隔物24而将金属管1载放于梁22上。 [0040] 因此，本发明人等使用上述的上表面为凸状的间隔物进行热处理，进行调查被处理的金属管的弯曲和擦伤的试验。此过程中，将间隔物的上表面的曲率半径设定为100mm，使相邻的梁的间隔d在100～3000mm变化。间隔物以外的条件是与使用上表面为平面的梁的试验相同的条件。 [0041] 图6所示为使用上表面为凸状的间隔物时的梁的间隔与弯曲的关系以及梁的间隔与擦伤的关系的图。从图6和上述图3可以明确，载放金属管的面的形状基本上不影响金属管的弯曲。另一方面，弄清了擦伤受载放金属管的面的形状的影响，通过将载放金属管的面的形状设定为凸状，可以进一步抑制擦伤。 [0042] 这是因为，如上所述，由于形式上是金属管的外表面的直线状底部与间隔物的上表面的直线状顶部正交，因此金属管与间隔物的接触面积变得极小、大致呈点接触，进一步减少了金属管的外表面上发生擦伤的区域。 [0043] 本发明人等确认，在使用如上述图4所示的上表面为凸状的梁的情况下，也与使用上表面为凸状的间隔物的情况具有同样的倾向。 [0044] 本发明是基于上述认识而完成的，其要旨是下述(1)～(4)的金属管的热处理方法，下述(5)的金属管和下述(6)～(8)的分批式真空热处理炉。 [0045] (1)一种金属管的热处理方法，其特征在于，将热处理炉中收容的金属管载放于沿其长度方向以200～2500mm的间隔排列配置的多条梁上而进行热处理。 [0046] (2)根据上述(1)所述的金属管的热处理方法，其特征在于，作为所述梁，使用具有凸状上表面的梁。 [0047] (3)根据上述(1)所述的金属管的热处理方法，其特征在于，将所述金属管载放于梁上时，夹设具有凸状上表面的间隔物而将金属管载放于梁上。 [0048] (4)根据上述(1)～(3)中任一项所述的金属管的热处理方法，其特征在于，所述金属管的组成按质量％计含有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％以下和N：0.20％以下，余量由Fe和杂质组成。 [0049] (5)一种金属管，其特征在于，该金属管使用上述(1)～(4)中任一项所述的金属管的热处理方法进行了热处理。 [0050] (6)一种热处理炉，其特征在于，将金属管以载放于沿其长度方向以200～2500mm的间隔排列配置的多条梁上的状态收容来进行热处理。 [0051] (7)根据上述(6)所述的热处理炉，其特征在于，所述梁具有凸状上表面。 [0052] (8)一种热处理炉，其特征在于，上述(6)所述的热处理炉进一步具备具有凸状上表面、夹设于所述梁与所载放的金属管之间的间隔物。 [0053] 发明的效果 [0054] 本发明的金属管的热处理方法具有下述显著效果。 [0055] (1)通过将金属管载放于以200～2500mm的间隔排列配置的多条梁上，可以抑制被处理的金属管的弯曲，热处理后的弯曲矫正变得不需要。 [0056] (2)另外，可以抑制被处理的金属管的擦伤，根据边界样品，热处理后不需要通过研磨除去擦伤，即使在需要除去擦伤的情况下也能减轻负荷。 [0057] (3)可以对金属管实施热处理，而不会使金属管发生着色，且不发生加热费时导致的制造效率变差。 [0058] 本发明的金属管使用上述本发明的金属管的热处理方法实施热处理，弯曲和擦伤被抑制，因此耐腐蚀性优异。 [0060] 图1所示为热处理炉所具备的载放金属管的手推车的图，图1的(a)为正面图，图1的(b)为侧面图。 [0061] 图2所示为上表面形状为平面的梁的正面截面图。 [0062] 图3所示为使用上表面形状为平面的梁时梁的间隔与弯曲的关系以及梁的间隔与擦伤的关系的图。 [0063] 图4所示为上表面为凸状的梁的图，该图的(a)为正面截面图，该图的(b)为俯视图。 [0064] 图5所示为上表面为凸状的间隔物的正面截面图。 [0065] 图6所示为使用上表面为凸状的间隔物时梁的间隔与弯曲的关系以及梁的间隔与擦伤的关系的图。 具体实施方式[0066] 以下说明本发明的金属管的热处理方法、通过该热处理方法处理的金属管和用于该热处理方法的热处理炉。 [0067] [金属管的热处理方法] [0068] 本发明的金属管的热处理方法特征在于将热处理炉中收容的金属管载放于沿其长度方向以200～2500mm的间隔排列配置的多条梁上而进行热处理。在本发明中，关于梁的间隔d，在梁的上表面为平面的情况下，如上述图1所示以所载放的金属管的长度方向的中央位置为基准，在梁的上表面为凸状的情况下，以梁的上表面的顶部为基准。另外，关于夹设间隔物而将金属管载放于梁上时的梁的间隔d，在间隔物的上表面为平面的情况下，以所载放的金属管的长度方向的中央位置为基准，在间隔物的上表面为凸状的情况下，以间隔物的上表面的顶部为基准。 [0069] 通过将梁的间隔设定为200～2500mm，如由上述图3和图6弄清了可以抑制被处理的金属管的弯曲和擦伤。因此，即使在被处理的金属管为核电站用金属管的情况下，也不需要通过手工作业矫正弯曲。另外，根据边界样品，第2热处理后不需要通过研磨除去擦伤，即使在需要除去擦伤的情况下，也能减轻负荷。因此，本发明的金属管的热处理方法可以提高核电站用金属管的制造效率。 [0070] 本发明的金属管的热处理方法由于不使用缓冲材，可以避免金属管着色的问题。另外，本发明的金属管的热处理方法由于不使用耐热布，因此从100到300℃的温度范围不需要经过30分钟以上的加热，不发生加热费时导致的制造效率变差。 [0071] 梁的间隔小于200mm时，擦伤的发生显著增多。另一方面，梁的间隔超过2500mm时，金属管的弯曲变大。因此，将梁的间隔设定为200～2500mm。梁的间隔优选为300～2000mm。更优选为500～1500mm。 [0072] 本发明的金属管的热处理方法优选使用如上述图4所示的具有凸状上表面的梁作为梁。由此，可以进一步抑制被处理的金属管的擦伤。梁至少上表面为凸状即可，下表面的形状可以是任意的。例如，可以使用截面为圆状或椭圆状的梁。另外，也可以使用通过将截面为半圆状的构件上下贴合而形成圆状截面的梁。 [0073] 本发明的金属管的热处理方法也可以不使梁与金属管直接接触地夹设间隔物而将金属管载放于梁上。间隔物的上表面可以是平面，但为了进一步抑制被处理的金属管的擦伤，如上述图5所示，优选将上表面设定为凸状。作为上表面为凸状的间隔物，例如，可以使用由通过弯曲加工将上表面制成凸状的金属板形成的间隔物、截面为半圆状的间隔物。 [0074] 间隔物可以固定在梁上，但如上述图5所示，间隔物优选配置成可在所载放的金属管的长度方向移动的状态。由此，间隔物根据金属管的热膨胀而移动，因此可以抑制金属管外表面与间隔物摩擦的长度，可以减低发生的擦伤的长度。 [0075] 梁和间隔物的材质可以根据热处理温度适宜设定，例如，可以采用金属制的梁和金属制的间隔物。梁和间隔物的材质更优选是热膨胀系数与被处理材的金属管接近的材质，例如，更优选与被处理材的金属管相同材质的梁和间隔物。具体而言，可以将与被处理材相同材质的金属管切断为规定长度，作为梁使用。另外，作为间隔物，也可以使用如下得到的间隔物：将与被处理材相同材质的金属管切断为规定长度，使其扁平之后，通过实施弯曲加工使得上表面为凸状。 [0076] 本发明的金属管的热处理方法中，将金属管载放于上表面为凸状的梁上的情况下以及夹设上表面为凸状的间隔物而将金属管载放于梁上的情况下，均优选将凸状上表面的曲率半径设定为50～300mm。凸状上表面的曲率半径小于50mm时，随着金属管与梁或间隔物接触的面积减少，可形成擦伤的区域也减少，但趋向于容易形成深的擦伤。结果，如后述的实施例所示，擦伤的个数具有稍微增加的趋向。另一方面，凸状上表面的曲率半径超过300mm时，通过将上表面设定为凸状来抑制擦伤的效果变小。 [0077] 本发明的金属管的热处理方法只要载放于排列配置的多条梁上即可，对被处理材的金属管没有特别限制，直管和弯管均可以实施热处理。 [0078] 如以上所说明的，本发明的金属管的热处理方法可以抑制被处理的金属管的弯曲和擦伤，因此适合于要求对弯曲和擦伤严格管理的核电站的换热器用传热管的第2热处理。蒸汽发生器用传热管要求对弯曲和擦伤更为严格管理，因此本发明的金属管的热处理方法特别适合于核电站的蒸汽发生器用传热管的第2热处理。 [0079] [金属管的组成] [0080] 在本发明的金属管的热处理方法中，优选使用如下的金属管：金属管的组成按质量％计含有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％以下和N：0.20％以下，余量由Fe和杂质组成。 [0081] 其中，杂质是指，在对本发明没有不良影响的范围内允许的、工业上制造金属管时从矿石、废料等中混入的成分。 [0082] 各元素的限定理由如下所述。其中，在以下的说明中，关于含量的“％”是指“质量％”。 [0083] C：0.15％以下 [0084] C含有超过0.15％时，应力腐蚀开裂耐性有可能劣化。因此，含有C时，其含量优选为0.15％以下，进一步优选为0.06％以下。另外，C具有提高合金的晶界强度的效果。为了获得该效果，C的含量优选为0.01％以上。 [0085] Si：1.00％以下 [0087] Mn：2.0％以下 [0088] Mn将杂质元素S以MnS形式固定，改善热加工性，并且是作为脱氧剂有效的元素。其含量超过2.0％时，合金的洁净性降低，因此优选为2.0％以下。更优选为1.0％以下。另外，想要获得Mn产生的热加工性的改善效果时，优选含有0.1％以上的Mn。 [0089] P：0.030％以下 [0090] P是在合金中作为杂质存在的元素，其含量超过0.030％时，有可能对耐腐蚀性产生不良影响。因此，优选P含量限制在0.030％以下。 [0091] S：0.030％以下 [0092] S是在合金中作为杂质存在的元素，其含量超过0.030％时，有可能对耐腐蚀性产生不良影响。因此，优选S含量限制在0.030％以下。 [0093] Cr：10.0～40.0％ [0094] Cr是维持合金的耐腐蚀性所必需的元素，优选含有10.0％以上。然而，Cr的含量超过40.0％时，Ni含量相对地变少，合金的耐腐蚀性、热加工性有可能降低。因此，Cr的含量优选为10.0～40.0％。尤其是含有14.0～17.0％的Cr时，在含有氯化物的环境中的耐腐蚀性优异，含有27.0～31.0％的Cr时，进而在高温的纯水或碱环境中的耐腐蚀性也优异。 [0095] Ni：8.0～80.0％ [0096] Ni是用于确保合金的耐腐蚀性而必需的元素，优选含有8.0％以上。另一方面，由于Ni是昂贵的，因此根据用途以必要最小限度含有即可，其含量优选为80.0％以下。 [0097] Ti：0.5％以下 [0098] Ti的含量超过0.5％时，有可能使合金的洁净性劣化，因此其含量优选设定为0.5％以下，更优选为0.4％以下。然而，从提高合金的加工性和抑制焊接时的晶粒生长的观点出发，优选含有0.1％以上的Ti。 [0099] Cu：0.6％以下 [0100] Cu是在合金中作为杂质存在的元素，其含量超过0.6％时，合金的耐腐蚀性有可能降低。因此，优选Cu含量限制在0.6％以下。 [0101] Al：0.5％以下 [0102] Al作为制钢时的脱氧材料使用，在合金中作为杂质残留。残留的Al在合金中形成氧化物系夹杂物，使合金的纯度劣化，有可能对合金的耐腐蚀性和机械性质产生不良影响。因此，优选Al含量限制在0.5％以下。 [0103] N：0.20％以下 [0104] N可以不添加，但在作为本发明对象的合金中，通常0.01％左右的N作为杂质含有。另一方面，如果积极地添加N，则可以提高强度但不会使耐腐蚀性劣化。然而，含有超过 0.20％的N时，耐腐蚀性降低，因此含有N时的N含量的上限优选为0.20％。 [0105] 在由上述组成构成的金属管中，尤其是含有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％以下、Ti：0.5％以下、Cu：0.6％以下和Al：0.5％以下、余量由Ni和杂质组成的Ni基合金管的耐腐蚀性更优异，因此是优选的。此外，从提高耐腐蚀性的观点来看，余量Ni的一部分可以用Ca、Mg、B和稀土元素中的一种或两种以上代替。该情况的添加范围优选它们合计为0.001～0.1％。 [0106] 由上述组成构成、优选用于金属管的Ni基合金可列举出以下的两种作为代表性物质。 [0107] (a)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：14.0～17.0％、Fe：6.0～10.0％、Ti：0.5％以下、Cu：0.6％以下和Al： 0.5％以下，余量由Ni和杂质组成的Ni基合金。 [0108] (b)含有C：0.06％以下、Si：1.00％以下、Mn：2.0％以下、P：0.030％以下、S：0.030％以下、Cr：27.0～31.0％、Fe：7.0～11.0％、Ti：0.5％以下、Cu：0.6％以下和Al： 0.5％以下，余量由Ni和杂质组成的Ni基合金。 [0109] 上述(a)的合金由于含有14.0～17.0％的Cr、含有75％左右的Ni，因此是在含有氯化物的环境中耐腐蚀性优异的合金，在该合金中，从Ni含量和Cr含量的平衡的观点出发，Fe的含量优选为6.0～10.0％。 [0110] 上述(b)的合金由于含有27.0～31.0％的Cr、含有60％左右的Ni，因此是除了在含有氯化物的环境中以外在高温的纯水或碱环境中的耐腐蚀性也优异的合金。在该合金中，从Ni含量和Cr含量的平衡的观点出发，Fe的含量优选为7.0～11.0％。 [0111] [金属管] [0112] 本发明的金属管特征在于使用上述本发明的金属管的热处理方法进行了热处理。因此，本发明的金属管不会发生因热处理引起的着色，弯曲和擦伤被抑制。本发明的金属管可以是直管，也可以是弯管。这种本发明的金属管由于耐腐蚀性优异，因此适合于核电站用金属管。 [0113] [热处理炉] [0114] 本发明的热处理炉特征在于将金属管以载放于沿其长度方向以200～2500mm的间隔排列配置的多条梁上的状态收容来进行热处理。本发明的热处理炉为了将金属管以载放于沿其长度方向排列配置的多条梁上的状态收容而可以如下地构成，例如采用上述图1所示的手推车，并将其中相邻的梁的间隔设定为200～2500mm。这种本发明的热处理炉可以容易地实施上述本发明的金属管的热处理方法，被处理的金属管上不会发生着色，可以抑制弯曲和擦伤。另外，由于不使用耐热布，因此不发生因加热费时导致的制造效率变差。 [0115] 本发明的热处理炉可以采用如图2所示的上表面为平面的梁，而为了进一步抑制擦伤，优选使用如图4所示的上表面为凸状的梁。 [0116] 本发明的热处理炉可以具备夹设于梁与所载放的金属管之间的间隔物。间隔物可以采用上表面为平面的间隔物，而为了进一步抑制擦伤，优选使用如图5所示的上表面为凸状的间隔物。另外，可以将间隔物固定在梁上，而优选配置可在长度方向移动的间隔物。如果热处理炉具备这种间隔物，则通过拆下间隔物而可易于清洗，并且当间隔物损伤时可易于更换为新品，可以提高热处理炉的维护性。 [0117] 实施例 [0118] 进行通过本发明的金属管的热处理方法和热处理炉实施第2热处理而获得金属管的试验，验证本发明的效果。 [0119] [试验方法] [0120] 将管载放于上述图1所示的手推车的梁22上之后，将手推车收容在热处理炉中。将热处理炉抽真空之后，将炉内加热，对管实施热处理，从而获得金属管。用于本试验的管的条件如下所述。 [0121] 管：外径19.05mm、壁厚1.067mm、长度20,000mm， [0122] 材质ASME SB-163UNS N06690的Ni基合金 [0123] (代表组成：30质量％Cr-60质量％Ni-10质量％Fe) [0124] 在本试验中，设置如上述图2所示将金属管载放于上表面为平面的梁上的情况、载放于如上述图4所示的上表面为凸状的梁上的情况、以及夹设间隔物载放于梁上的情况。所有情况下，梁的宽度(所载放的金属管的长度方向上的梁的长度)均为35mm。另外，间隔物使用上表面为平面的间隔物和如上述图5所示的上表面为凸状的间隔物，所有的间隔物均配置为可在管的长度方向移动。梁和间隔物的材质与被处理材的管相同，即上述Ni基合金。 [0125] 管准备了上述尺寸的直管和U字状的弯管。直管的情况下，将11根直管在梁上载放成一层，弯管的情况下，将3根弯管在梁上载放成一层。直管的热处理如下地进行：从常温加热至热处理温度725℃之后，保持热处理温度10小时，然后经10小时冷却到常温。弯管的热处理将热处理温度的保持时间设定为2小时，除此以外的条件为与直管相同的条件。 [0126] [评价指标] [0127] 对于经过处理获得的金属管，调查擦伤的个数和弯曲量，评价其结果。调查对于直管来说以载放成一层的11根管中的中央的管为对象，对于弯管来说以载放成一层的3根管中的中央的管为对象。弯曲量是在金属管的全长范围内测定每1000mm的弯曲量并取其最大值。另外，关于擦伤的个数，准备深度10μm且长度10mm的边界样品，在管全长范围内确认有无形成在金属管外表面的边界样品以上(深度10μm以上且长度10mm以上)的擦伤，清点边界样品以上的擦伤的个数。 [0128] 表1的经过处理获得的金属管的“评价”栏的符号的意义如下所述： [0129] ○：表示每1000mm的弯曲量为0.5mm以下且擦伤的个数为20个以下。 [0130] ×：表示不满足每1000mm的弯曲量为0.5mm以下和擦伤的个数为20个以下的条件中的任一条件。 [0131] 表1中示出了试验分类、管的形状、相邻的梁的间隔d(mm)、有无间隔物的夹设、梁或间隔物的上表面的曲率半径和经过处理获得的金属管的调查结果。另外，作为所得金属管的调查结果，示出了经过处理获得的金属管的每1000mm的弯曲量、擦伤的个数及其评价。 [0132] [表1] [0133] [0134] [试验结果] [0135] 从表1所示的结果可以看出，在本发明例1～15中，将梁的间隔设定为200～2500mm，所有条件下经过处理获得的金属管的弯曲量均为0.5mm以下且擦伤的个数均为20个以下，其评价为○。另一方面，在比较例1和3中，梁的间隔超过本发明规定的范围、设定为 100mm，所有条件下经过处理获得的金属管的擦伤的个数均超过20个，其评价为×。另外，在比较例2和4中，梁的间隔超过本发明规定的范围、设定为3000mm，所有条件下经过处理获得的金属管的弯曲量均超过0.5mm，其评价为×。 [0136] 此外，调查本发明例1～15中经过处理获得的金属管外表面的着色，结果没有发现着色。由此可以看出，通过将梁的间隔设定为200～2500mm，经过处理获得的金属管不发生着色，可以抑制弯曲和擦伤。 [0137] 在本发明例1～3中，将梁的间隔固定为500mm，改变梁的上表面的形状。结果，未见经过处理获得的金属管的弯曲量有显著性差异，与梁的上表面为平面的本发明例1相比，梁的上表面为凸状的本发明例2和3中擦伤的个数减少。由此可以看出，通过使用具有凸状上表面的梁，可以进一步抑制擦伤。 [0138] 在本发明例4～7中，夹设间隔物来载放管，将梁的间隔固定为500mm，另一方面使间隔物的上表面的形状变化。结果，未见经过处理获得的金属管的弯曲量有显著性差异，与间隔物的上表面为平面的本发明例4相比，梁的上表面为凸状的本发明例5～7中擦伤的个数减少。由此可以看出，通过使用具有凸状上表面的间隔物，可以进一步抑制擦伤。 [0139] 产业上的可利用性 [0140] 如以上所说明的，本发明的金属管的热处理方法可以抑制被处理的金属管的弯曲和擦伤。因此，如果在金属管的制造中应用本发明的金属管的热处理方法和用于该热处理方法的热处理炉，则可以获得具有优异的耐腐蚀性的本发明的金属管。所得金属管适合于核电站用金属管，因此本发明可有效用于核电站用金属管的制造。 [0141] 附图标记说明 [0142] 1：金属管，1a：金属管的底部，2：手推车 [0143] 21：平板车，22：梁， [0144] 22a：梁的凸状上表面的顶部，23：支柱， [0145] 24：间隔物 |
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