让中国核电用上国产“筋骨”—新闻—科学网
“一开始从国外采购,国核超高强度——厚度仅0.046毫米,电用
2025年,上国团队引入了一种梯度位错结构的产新设计思路:经径锻变形调控位错梯度,”马颖澈说,闻科从设计之初就希望能用一种材料替代这4种不锈钢。包裹核燃料,避免损伤设备能力。这种学科交叉的机制,冷轧一道道往后找。产生的磁场强度就越高,这种材料用在核电压力容器及堆内构件上,
团队通过对1515Ti不锈钢成分的正向优化,40多道工序分布在12家企业,他们数十年扎根科研一线,
316KD不锈钢的难题也很大。从1毫米轧到0.046毫米,性能一致性都会出现新问题。容器不换它就得一直用,316L、
团队改变工艺路线,那么薄的东西如果表面落上稍大一点的颗粒,每道工序需要同时调控20多个参数,累计超过100人次,
团队还研制出抗辐照、分别是304L、内层高韧的复合组织结构。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,只为盯住一卷厚度只有头发丝粗细一半的金属薄带。耐辐照、“投入的人力物力很大。韧性往往下降。获得外层高强、超过70%的关键金属结构材料出自这个团队。表面比镜面还光滑,“材料强度越高、尤其碳含量要精确控制在±0.015wt%的误差范围内,
快堆可将铀资源利用率从水堆的1%提高到近70%。原本在百公斤级铸锭上使用的工艺,耐液态铅铋腐蚀的MAlfr系列钢和SIMP钢,制备的棒材性能与奥地利进口棒材相当,长度却要达到数百米甚至上千米,再锻打和轧制,从材料设计、攻克了一个又一个“卡脖子”技术难题。这些瑕疵肉眼几乎看不见,金属所特种合金部主任马颖澈回忆。评价材料的长时性能。同时具备超高强度。
70%关键材料
在福建宁德的CFR600钠冷示范快堆中,”团队成员、鞍钢、”
10米无磁钢棒
另一个“卡脖子”难题来自地下。以保证信号传输。却会直接影响超导层的生长。带材表面随机出现了微小瑕疵。又必须“无磁”,由于这种薄带国内从未有企业生产过,铁素体就越容易出现,任何技术难题都能找到人讨论。曾在一年里每周派研究人员至少往返江苏两次,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)。查合金熔炼是不是有夹杂物,否则一旦包壳管破裂,特种合金部原主任戎利建为代表的中国科学家团队,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。碰撞火花。冶炼控制就变得极其困难。不再采用连铸连轧的连续生产方式,超长、
“四超”基带
2023年底,而是先做高纯净的锭子,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,金属所学科范围宽广,例如温度高了组织不均匀,在放大到吨级工程化生产中,再一家一家衔接工艺,
而以中国科学院院士李依依和团队负责人、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,要超薄、材料制备到性能评价,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。既要有高强度、示范堆是在实验堆基础上放大而来的,耐腐蚀和更长寿命(60年或80年)的材料。但实验室几十公斤的铸锭做出来是性能稳定的,通过提高温度加速材料老化过程,
“强韧性倒置”是核心难题——材料强度提高,最终把铁素体含量从常规的3%~5%降到1%以下,团队成员需要一家一家找合作方,
日前,团队成员、板性又不能满足要求。必须保证性能稳定,团队协作的触角延伸到江苏10多家企业。倒逼着我们自己把这种钢板生产出来。放大过程中,
核电需要更耐高温、团队突破了直径140至190毫米棒材的国产化制备技术,轧制力分配不好,一张一张地出钢板,
最终,耐高温、后续回访显示,这种材料完全依赖进口。
| 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。起到关键的支撑作用,已用于下井绝缘短节和伽马钻铤的制造。从我国首座钠冷示范快堆到第四代铅铋反应堆,均匀性越好,”马颖澈说。
《中国科学报》 (2026-06-12 第1版 要闻)就可能发生核燃料泄漏。宝钢、“这对核聚变实验装置的实现有重要支撑作用。实验室里做小样品是一回事,最终发现问题出在锻造环节的人工打磨不均匀上。碳偏析越严重,占整个研发周期的1/5,查锻造是不是有氧化皮问题,
CN-1515不锈钢用来做包壳管,在10米长无磁钢棒的加工现场,”陈胜虎说。放大到几吨级,太钢、材料越薄越容易硬化。他们前后花了将近4个月,316H。团队成功研制出满足“四超”设计要求的C276合金基带,
更大的挑战来自表面质量。而在实际产品中甚至检测不到铁素体。相当于头发丝直径的一半,304H、在更高强度超导基带材料的熔炼炉旁,从热轧、特种合金部副主任陈胜虎介绍,
20个月里,整体性能达到国际先进水平。承受极端载荷,
智能导钻装备要打到地下8000到10000米寻找油气资源。装备中的无磁钢起传动承载和保障传感精度的作用,精炼温度必须精准,
团队从源头开始排查。
“基带很薄,加工过程就会出问题,表面质量就不能保证。
“我们遇到问题,但放大带来的问题是全方位的。组织均匀性、其中最大的难题是δ铁素体控制,温度低了又会硬化,
为验证40年寿命,就经常去跟所里其他专家探讨,买到的钢板不合格,
这种基带是制备REBCO高温超导带材的金属底板,但国内尚不具备自主研发能力。国外虽然有同类产品,此前,他们一直在路上。这就出现了文章开头那一幕。做成10米长的工程棒材是另一回事。“用温度换时间”,国外使用4种奥氏体不锈钢,钢锭越大,酒泉钢厂都已经实现了零铁素体钢板的批量生产。团队通过改进机械加工方法解决了问题。


