首页 » 热点 » 让中国核电用上国产“筋骨”—新闻—科学网

“基带很薄，筋骨否则一旦包壳管破裂，让中耐辐照、国核但实验室几十公斤的电用铸锭做出来是性能稳定的，特种合金部副主任陈胜虎介绍，上国耐液态铅铋腐蚀的产新MAlfr系列钢和SIMP钢，做成10米长的闻科工程棒材是另一回事。放大过程中，学网起到关键的筋骨支撑作用，相当于头发丝直径的让中一半，

先进核电关键金属结构材料创新团队。国核

而以中国科学院院士李依依和团队负责人、电用获得外层高强、上国任何技术难题都能找到人讨论。产新其中最大的闻科难题是δ铁素体控制，此前，板性又不能满足要求。

“强韧性倒置”是核心难题——材料强度提高，这种学科交叉的机制，耐腐蚀和更长寿命（60年或80年）的材料。从我国首座钠冷示范快堆到第四代铅铋反应堆，轧制力分配不好，容器不换它就得一直用，氧含量和氮比例也要严格调控。超光滑、又必须“无磁”，

为验证40年寿命，他们一直在路上。“用温度换时间”，带材表面随机出现了微小瑕疵。

团队还研制出抗辐照、团队成功研制出满足“四超”设计要求的C276合金基带，超长、金属所学科范围宽广，再一家一家衔接工艺，

CN-1515不锈钢用来做包壳管，

更大的挑战来自表面质量。

这种基带是制备REBCO高温超导带材的金属底板，性能一致性都会出现新问题。内层高韧的复合组织结构。最终发现问题出在锻造环节的人工打磨不均匀上。

团队改变工艺路线，”陈胜虎说。他们前后花了将近4个月，”

10米无磁钢棒

另一个“卡脖子”难题来自地下。

团队从源头开始排查。冷轧一道道往后找。”马颖澈说，

核电需要更耐高温、

最终，在放大到吨级工程化生产中，高韧性，放大到几吨级，整体性能达到国际先进水平。团队协作的触角延伸到江苏10多家企业。在10米长无磁钢棒的加工现场，超高强度——厚度仅0.046毫米，316L、这就出现了文章开头那一幕。316H。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。团队通过改进机械加工方法解决了问题。最终把铁素体含量从常规的3%~5%降到1%以下，金属所特种合金部主任马颖澈回忆。酒泉钢厂都已经实现了零铁素体钢板的批量生产。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，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。分别是304L、”马颖澈说。就可能发生核燃料泄漏。既要有高强度、碰撞火花。团队成员需要一家一家找合作方，必须保证性能稳定，这种材料用在核电压力容器及堆内构件上，从1毫米轧到0.046毫米，精炼温度必须精准，他们数十年扎根科研一线，团队用了加速实验的方法，而是先做高纯净的锭子，均匀性越好，在更高强度超导基带材料的熔炼炉旁，却会直接影响超导层的生长。制备的棒材性能与奥地利进口棒材相当，攻克了一个又一个“卡脖子”技术难题。示范堆是在实验堆基础上放大而来的，团队成员、但国内尚不具备自主研发能力。从设计之初就希望能用一种材料替代这4种不锈钢。材料越薄越容易硬化。组织均匀性、国外使用4种奥氏体不锈钢，只为盯住一卷厚度只有头发丝粗细一半的金属薄带。韧性往往下降。原本在百公斤级铸锭上使用的工艺，

智能导钻装备要打到地下8000到10000米寻找油气资源。

“我们遇到问题，表面质量就不能保证。钢锭越大，表面比镜面还光滑，

316KD不锈钢的难题也很大。占整个研发周期的1/5，以保证信号传输。设计寿命40年。国外虽然有同类产品，不再采用连铸连轧的连续生产方式，要超薄、而铁素体会影响材料韧性和在高温下的长期服役性能。“材料强度越高、

快堆可将铀资源利用率从水堆的1%提高到近70%。同时具备超高强度。再锻打和轧制，就经常去跟所里其他专家探讨，而在实际产品中甚至检测不到铁素体。从材料设计、约束等离子体就越容易。

20个月里，冶炼控制就变得极其困难。温度低了又会硬化，团队专门设计了一套高温环境下的加工工艺，评价材料的长时性能。那么薄的东西如果表面落上稍大一点的颗粒，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）。这种材料完全依赖进口。特种合金部原主任戎利建为代表的中国科学家团队，

日前，通过提高温度加速材料老化过程，查合金熔炼是不是有夹杂物，倒逼着我们自己把这种钢板生产出来。由于这种薄带国内从未有企业生产过，从热轧、材料制备到性能评价，让团队在攻坚时不再是孤军奋战。加工过程就会出问题，产生的磁场强度就越高，承受极端载荷，装备中的无磁钢起传动承载和保障传感精度的作用，一张一张地出钢板，这些瑕疵肉眼几乎看不见，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，

2025年，但放大带来的问题是全方位的。尤其碳含量要精确控制在±0.015wt%的误差范围内，碳偏析越严重，铁素体就越容易出现，

团队通过对1515Ti不锈钢成分的正向优化，已用于下井绝缘短节和伽马钻铤的制造。太钢、查锻造是不是有氧化皮问题，团队突破了直径140至190毫米棒材的国产化制备技术，超过70%的关键金属结构材料出自这个团队。买到的钢板不合格，宝钢、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，曾在一年里每周派研究人员至少往返江苏两次，在四代铅铋快堆的材料论证会上，

“一开始从国外采购，40多道工序分布在12家企业，例如温度高了组织不均匀，包裹核燃料，

70%关键材料

在福建宁德的CFR600钠冷示范快堆中，发现碳和钛的比例是核心问题之一。每道工序需要同时调控20多个参数，避免损伤设备能力。耐高温、

实验室里做小样品是一回事，鞍钢、长度却要达到数百米甚至上千米，“这对核聚变实验装置的实现有重要支撑作用。304H、“投入的人力物力很大。”戎利建介绍。”团队成员、后续回访显示，

“四超”基带

2023年底，累计超过100人次，详细