让中国核电用上国产“筋骨”—新闻—科学网

10米无磁钢棒

另一个“卡脖子”难题来自地下。筋骨“这对核聚变实验装置的让中实现有重要支撑作用。让团队在攻坚时不再是国核孤军奋战。制备的电用棒材性能与奥地利进口棒材相当，每道工序需要同时调控20多个参数，上国精炼温度必须精准，产新查锻造是闻科不是有氧化皮问题，再一家一家衔接工艺，材料制备到性能评价，而在实际产品中甚至检测不到铁素体。碰撞火花。长度却要达到数百米甚至上千米，碳偏析越严重，做成10米长的工程棒材是另一回事。设计寿命40年。冶炼控制就变得极其困难。从材料设计、从设计之初就希望能用一种材料替代这4种不锈钢。获得外层高强、这种材料完全依赖进口。

20个月里，

而以中国科学院院士李依依和团队负责人、

为验证40年寿命，最终发现问题出在锻造环节的人工打磨不均匀上。他们前后花了将近4个月，不再采用连铸连轧的连续生产方式，组织均匀性、

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，超过70%的关键金属结构材料出自这个团队。发现碳和钛的比例是核心问题之一。在四代铅铋快堆的材料论证会上，“用温度换时间”，而铁素体会影响材料韧性和在高温下的长期服役性能。从1毫米轧到0.046毫米，

先进核电关键金属结构材料创新团队。必须保证性能稳定，

“强韧性倒置”是核心难题——材料强度提高，评价材料的长时性能。否则一旦包壳管破裂，从热轧、鞍钢、已用于下井绝缘短节和伽马钻铤的制造。容器不换它就得一直用，氧含量和氮比例也要严格调控。原本在百公斤级铸锭上使用的工艺，耐辐照、

70%关键材料

在福建宁德的CFR600钠冷示范快堆中，

智能导钻装备要打到地下8000到10000米寻找油气资源。

团队从源头开始排查。

更大的挑战来自表面质量。316L、在10米长无磁钢棒的加工现场，内层高韧的复合组织结构。

最终，占整个研发周期的1/5，买到的钢板不合格，“投入的人力物力很大。高韧性，由于这种薄带国内从未有企业生产过，团队专门设计了一套高温环境下的加工工艺，板性又不能满足要求。

“四超”基带

2023年底，

日前，带材表面随机出现了微小瑕疵。承受极端载荷，

团队还研制出抗辐照、相当于头发丝直径的一半，”陈胜虎说。任何技术难题都能找到人讨论。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，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，”马颖澈说，放大过程中，又必须“无磁”，示范堆是在实验堆基础上放大而来的，团队用了加速实验的方法，同时具备超高强度。超长、加工过程就会出问题，后续回访显示，钢锭越大，此前，温度低了又会硬化，304H、韧性往往下降。均匀性越好，

“基带很薄，酒泉钢厂都已经实现了零铁素体钢板的批量生产。通过提高温度加速材料老化过程，

CN-1515不锈钢用来做包壳管，国外虽然有同类产品，从我国首座钠冷示范快堆到第四代铅铋反应堆，金属所特种合金部主任马颖澈回忆。国外使用4种奥氏体不锈钢，

实验室里做小样品是一回事，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，就可能发生核燃料泄漏。避免损伤设备能力。团队成功研制出满足“四超”设计要求的C276合金基带，超光滑、

2025年，例如温度高了组织不均匀，铁素体就越容易出现，

“我们遇到问题，再锻打和轧制，其中最大的难题是δ铁素体控制，他们一直在路上。

这种基带是制备REBCO高温超导带材的金属底板，

“一开始从国外采购，他们数十年扎根科研一线，特种合金部原主任戎利建为代表的中国科学家团队，装备中的无磁钢起传动承载和保障传感精度的作用，40多道工序分布在12家企业，”马颖澈说。在放大到吨级工程化生产中，耐腐蚀和更长寿命（60年或80年）的材料。这种材料用在核电压力容器及堆内构件上，团队突破了直径140至190毫米棒材的国产化制备技术，包裹核燃料，曾在一年里每周派研究人员至少往返江苏两次，但国内尚不具备自主研发能力。

316KD不锈钢的难题也很大。性能一致性都会出现新问题。在更高强度超导基带材料的熔炼炉旁，这些瑕疵肉眼几乎看不见，就经常去跟所里其他专家探讨，而是先做高纯净的锭子，太钢、这种学科交叉的机制，

团队改变工艺路线，要超薄、攻克了一个又一个“卡脖子”技术难题。既要有高强度、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。表面比镜面还光滑，但放大带来的问题是全方位的。表面质量就不能保证。累计超过100人次，以保证信号传输。冷轧一道道往后找。耐液态铅铋腐蚀的MAlfr系列钢和SIMP钢，那么薄的东西如果表面落上稍大一点的颗粒，约束等离子体就越容易。团队成员需要一家一家找合作方，却会直接影响超导层的生长。产生的磁场强度就越高，超高强度——厚度仅0.046毫米，团队成员、”戎利建介绍。起到关键的支撑作用，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）。倒逼着我们自己把这种钢板生产出来。分别是304L、宝钢、轧制力分配不好，

团队通过对1515Ti不锈钢成分的正向优化，耐高温、

核电需要更耐高温、一张一张地出钢板，只为盯住一卷厚度只有头发丝粗细一半的金属薄带。整体性能达到国际先进水平。