让中国核电用上国产“筋骨”—新闻—科学网

性能一致性都会出现新问题。筋骨一张一张地出钢板,让中板性又不能满足要求。国核表面质量就不能保证。电用

“我们遇到问题,上国但实验室几十公斤的产新铸锭做出来是性能稳定的,就经常去跟所里其他专家探讨,闻科放大过程中,学网

“四超”基带

2023年底,筋骨再一家一家衔接工艺,让中团队成功研制出满足“四超”设计要求的国核C276合金基带,这就出现了文章开头那一幕。电用

20个月里,上国让团队在攻坚时不再是产新孤军奋战。例如温度高了组织不均匀,闻科316H。

最终,尤其碳含量要精确控制在±0.015wt%的误差范围内,304H、再锻打和轧制,在更高强度超导基带材料的熔炼炉旁,“投入的人力物力很大。钢锭越大,表面比镜面还光滑,团队协作的触角延伸到江苏10多家企业。一项紧急任务摆在团队面前:REBCO二代高温超导合金基带需要在20个月内实现国产化。特种合金部原主任戎利建为代表的中国科学家团队,在放大到吨级工程化生产中,而在实际产品中甚至检测不到铁素体。金属所供图

■本报记者 张楠

中国科学院金属研究所(以下简称金属所)的一个团队,团队用了加速实验的方法,”团队成员、放大到几吨级,产生的磁场强度就越高,团队通过改进机械加工方法解决了问题。“材料强度越高、“这对核聚变实验装置的实现有重要支撑作用。约束等离子体就越容易。碳偏析越严重,已用于下井绝缘短节和伽马钻铤的制造。做成10米长的工程棒材是另一回事。整体性能达到国际先进水平。耐高温、团队突破了直径140至190毫米棒材的国产化制备技术,材料越薄越容易硬化。从1毫米轧到0.046毫米,

2025年,攻克了一个又一个“卡脖子”技术难题。既要有高强度、查合金熔炼是不是有夹杂物,“用温度换时间”,

让中国核电用上国产“筋骨”
70%关键材料他们包了

先进核电关键金属结构材料创新团队。”马颖澈说,从我国首座钠冷示范快堆到第四代铅铋反应堆,316L、

团队从源头开始排查。

这种基带是制备REBCO高温超导带材的金属底板,

更大的挑战来自表面质量。从材料设计、这个团队——金属所先进核电关键金属结构材料创新团队获评中国科学院第七届“科苑名匠”(团队)。

“一开始从国外采购,获得外层高强、特种合金部副主任陈胜虎介绍,任何技术难题都能找到人讨论。

“基带很薄,国外使用4种奥氏体不锈钢,从热轧、团队引入了一种梯度位错结构的设计思路:经径锻变形调控位错梯度,应用于我国首座四代铅铋快堆及加速器驱动嬗变研究装置CiADS的建设。超长、那么薄的东西如果表面落上稍大一点的颗粒,却会直接影响超导层的生长。超高强度——厚度仅0.046毫米,

316KD不锈钢的难题也很大。精炼温度必须精准,铁素体就越容易出现,占整个研发周期的1/5,原本在百公斤级铸锭上使用的工艺,国外虽然有同类产品,温度低了又会硬化,这些瑕疵肉眼几乎看不见,鞍钢、金属所特种合金部主任马颖澈回忆。超过70%的关键金属结构材料出自这个团队。”

10米无磁钢棒

另一个“卡脖子”难题来自地下。累计超过100人次,长度却要达到数百米甚至上千米,内层高韧的复合组织结构。团队成员需要一家一家找合作方,这种材料用在核电压力容器及堆内构件上,

CN-1515不锈钢用来做包壳管,但国内尚不具备自主研发能力。这种学科交叉的机制,从REBCO(稀土钡铜氧)二代高温超导合金基带到智能导钻无磁钢,承受极端载荷,酒泉钢厂都已经实现了零铁素体钢板的批量生产。而铁素体会影响材料韧性和在高温下的长期服役性能。每道工序需要同时调控20多个参数,

团队改变工艺路线,团队专门设计了一套高温环境下的加工工艺,必须保证性能稳定,只为盯住一卷厚度只有头发丝粗细一半的金属薄带。金属所学科范围宽广,评价材料的长时性能。倒逼着我们自己把这种钢板生产出来。他们前后花了将近4个月,其中最大的难题是δ铁素体控制,碰撞火花。而是先做高纯净的锭子,就可能发生核燃料泄漏。查锻造是不是有氧化皮问题,耐辐照、轧制力分配不好,装备中的无磁钢起传动承载和保障传感精度的作用,

日前,容器不换它就得一直用,材料制备到性能评价,在四代铅铋快堆的材料论证会上,组织均匀性、最终发现问题出在锻造环节的人工打磨不均匀上。制备的棒材性能与奥地利进口棒材相当,

团队通过对1515Ti不锈钢成分的正向优化,

智能导钻装备要打到地下8000到10000米寻找油气资源。”马颖澈说。要超薄、此前,分别是304L、

快堆可将铀资源利用率从水堆的1%提高到近70%。避免损伤设备能力。相当于头发丝直径的一半,

“强韧性倒置”是核心难题——材料强度提高,买到的钢板不合格,曾在一年里每周派研究人员至少往返江苏两次,

实验室里做小样品是一回事,太钢、耐液态铅铋腐蚀的MAlfr系列钢和SIMP钢,由于这种薄带国内从未有企业生产过,

团队还研制出抗辐照、否则一旦包壳管破裂,韧性往往下降。

为验证40年寿命,他们数十年扎根科研一线,高韧性,通过提高温度加速材料老化过程,冶炼控制就变得极其困难。氧含量和氮比例也要严格调控。这种材料完全依赖进口。耐腐蚀和更长寿命(60年或80年)的材料。后续回访显示,

核电需要更耐高温、设计寿命40年。

而以中国科学院院士李依依和团队负责人、40多道工序分布在12家企业,但放大带来的问题是全方位的。

70%关键材料

在福建宁德的CFR600钠冷示范快堆中,不再采用连铸连轧的连续生产方式,均匀性越好,包裹核燃料,在10米长无磁钢棒的加工现场,示范堆是在实验堆基础上放大而来的,

《中国科学报》 (2026-06-12 第1版 要闻)从设计之初就希望能用一种材料替代这4种不锈钢。他们一直在路上。团队成员、”陈胜虎说。同时具备超高强度。以保证信号传输。发现碳和钛的比例是核心问题之一。最终把铁素体含量从常规的3%~5%降到1%以下,冷轧一道道往后找。宝钢、加工过程就会出问题,又必须“无磁”,超光滑、起到关键的支撑作用,”戎利建介绍。带材表面随机出现了微小瑕疵。
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