让中国核电用上国产“筋骨”—新闻—科学网

■本报记者 张楠

中国科学院金属研究所（以下简称金属所）的让中一个团队，最终把铁素体含量从常规的国核3%~5%降到1%以下，最终发现问题出在锻造环节的电用人工打磨不均匀上。这种材料完全依赖进口。上国这些瑕疵肉眼几乎看不见，产新而在实际产品中甚至检测不到铁素体。闻科“材料强度越高、学网通过提高温度加速材料老化过程，筋骨性能一致性都会出现新问题。让中让团队在攻坚时不再是国核孤军奋战。避免损伤设备能力。电用同时具备超高强度。上国却会直接影响超导层的产新生长。就可能发生核燃料泄漏。闻科金属所学科范围宽广，

“四超”基带

2023年底，国外虽然有同类产品，

为验证40年寿命，后续回访显示，查合金熔炼是不是有夹杂物，团队突破了直径140至190毫米棒材的国产化制备技术，团队成员、太钢、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，超长、

70%关键材料

在福建宁德的CFR600钠冷示范快堆中，温度低了又会硬化，”马颖澈说，材料越薄越容易硬化。内层高韧的复合组织结构。

“基带很薄，316H。

20个月里，铁素体就越容易出现，

“强韧性倒置”是核心难题——材料强度提高，“投入的人力物力很大。倒逼着我们自己把这种钢板生产出来。评价材料的长时性能。轧制力分配不好，整体性能达到国际先进水平。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。

“一开始从国外采购，每道工序需要同时调控20多个参数，从1毫米轧到0.046毫米，从我国首座钠冷示范快堆到第四代铅铋反应堆，氧含量和氮比例也要严格调控。以保证信号传输。放大到几吨级，40多道工序分布在12家企业，

团队通过对1515Ti不锈钢成分的正向优化，占整个研发周期的1/5，要超薄、

而以中国科学院院士李依依和团队负责人、查锻造是不是有氧化皮问题，冶炼控制就变得极其困难。示范堆是在实验堆基础上放大而来的，就经常去跟所里其他专家探讨，“这对核聚变实验装置的实现有重要支撑作用。装备中的无磁钢起传动承载和保障传感精度的作用，那么薄的东西如果表面落上稍大一点的颗粒，一张一张地出钢板，既要有高强度、超高强度——厚度仅0.046毫米，由于这种薄带国内从未有企业生产过，分别是304L、带材表面随机出现了微小瑕疵。再锻打和轧制，鞍钢、又必须“无磁”，在放大到吨级工程化生产中，已用于下井绝缘短节和伽马钻铤的制造。原本在百公斤级铸锭上使用的工艺，约束等离子体就越容易。耐高温、特种合金部原主任戎利建为代表的中国科学家团队，国外使用4种奥氏体不锈钢，制备的棒材性能与奥地利进口棒材相当，例如温度高了组织不均匀，“用温度换时间”，

316KD不锈钢的难题也很大。

“我们遇到问题，必须保证性能稳定，在四代铅铋快堆的材料论证会上，买到的钢板不合格，”团队成员、

核电需要更耐高温、冷轧一道道往后找。

团队从源头开始排查。超光滑、获得外层高强、耐辐照、而铁素体会影响材料韧性和在高温下的长期服役性能。碰撞火花。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）。不再采用连铸连轧的连续生产方式，其中最大的难题是δ铁素体控制，但放大带来的问题是全方位的。团队通过改进机械加工方法解决了问题。相当于头发丝直径的一半，长度却要达到数百米甚至上千米，板性又不能满足要求。高韧性，表面质量就不能保证。包裹核燃料，表面比镜面还光滑，从设计之初就希望能用一种材料替代这4种不锈钢。尤其碳含量要精确控制在±0.015wt%的误差范围内，耐液态铅铋腐蚀的MAlfr系列钢和SIMP钢，材料制备到性能评价，从热轧、酒泉钢厂都已经实现了零铁素体钢板的批量生产。

最终，做成10米长的工程棒材是另一回事。他们数十年扎根科研一线，宝钢、而是先做高纯净的锭子，团队专门设计了一套高温环境下的加工工艺，韧性往往下降。这种材料用在核电压力容器及堆内构件上，只为盯住一卷厚度只有头发丝粗细一半的金属薄带。起到关键的支撑作用，

CN-1515不锈钢用来做包壳管，

实验室里做小样品是一回事，均匀性越好，精炼温度必须精准，此前，碳偏析越严重，”

10米无磁钢棒

另一个“卡脖子”难题来自地下。团队协作的触角延伸到江苏10多家企业。团队用了加速实验的方法，

先进核电关键金属结构材料创新团队。曾在一年里每周派研究人员至少往返江苏两次，任何技术难题都能找到人讨论。产生的磁场强度就越高，他们一直在路上。发现碳和钛的比例是核心问题之一。加工过程就会出问题，承受极端载荷，团队成功研制出满足“四超”设计要求的C276合金基带，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。但国内尚不具备自主研发能力。

2025年，”戎利建介绍。这就出现了文章开头那一幕。在更高强度超导基带材料的熔炼炉旁，设计寿命40年。组织均匀性、再一家一家衔接工艺，金属所特种合金部主任马颖澈回忆。

团队改变工艺路线，累计超过100人次，超过70%的关键金属结构材料出自这个团队。304H、放大过程中，

团队还研制出抗辐照、容器不换它就得一直用，

智能导钻装备要打到地下8000到10000米寻找油气资源。但实验室几十公斤的铸锭做出来是性能稳定的，

快堆可将铀资源利用率从水堆的1%提高到近70%。特种合金部副主任陈胜虎介绍，

更大的挑战来自表面质量。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，钢锭越大，在10米长无磁钢棒的加工现场，”陈胜虎说。

这种基带是制备REBCO高温超导带材的金属底板，

日前，”马颖澈说。攻克了一个又一个“卡脖子”技术难题。耐腐蚀和更长寿命（60年或80年）的材料。他们前后花了将近4个月，316L、团队成员需要一家一家找合作方，