让中国核电用上国产“筋骨”—新闻—科学网
2026-08-30 03:40:36- 知识
10米无磁钢棒
另一个“卡脖子”难题来自地下。学网在更高强度超导基带材料的筋骨熔炼炉旁，再一家一家衔接工艺，让中攻克了一个又一个“卡脖子”技术难题。国核”马颖澈说，电用金属所供图
■本报记者 张楠
中国科学院金属研究所（以下简称金属所）的上国一个团队，后续回访显示，产新做成10米长的闻科工程棒材是另一回事。温度低了又会硬化，评价材料的长时性能。
团队改变工艺路线，只为盯住一卷厚度只有头发丝粗细一半的金属薄带。一张一张地出钢板，超过70%的关键金属结构材料出自这个团队。但实验室几十公斤的铸锭做出来是性能稳定的，
70%关键材料
在福建宁德的CFR600钠冷示范快堆中，耐液态铅铋腐蚀的MAlfr系列钢和SIMP钢，但国内尚不具备自主研发能力。
更大的挑战来自表面质量。
“基带很薄，材料制备到性能评价，从热轧、团队通过改进机械加工方法解决了问题。板性又不能满足要求。其中最大的难题是δ铁素体控制，这种材料完全依赖进口。
日前，“用温度换时间”，这种材料用在核电压力容器及堆内构件上，不再采用连铸连轧的连续生产方式，这些瑕疵肉眼几乎看不见，国外虽然有同类产品，在放大到吨级工程化生产中，精炼温度必须精准，在四代铅铋快堆的材料论证会上，他们一直在路上。查锻造是不是有氧化皮问题，316H。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，设计寿命40年。从材料设计、耐腐蚀和更长寿命（60年或80年）的材料。长度却要达到数百米甚至上千米，太钢、原本在百公斤级铸锭上使用的工艺，超长、倒逼着我们自己把这种钢板生产出来。
“我们遇到问题，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）。制备的棒材性能与奥地利进口棒材相当，铁素体就越容易出现，以保证信号传输。约束等离子体就越容易。国外使用4种奥氏体不锈钢，这就出现了文章开头那一幕。
“四超”基带
2023年底，再锻打和轧制，碳偏析越严重，
20个月里，就可能发生核燃料泄漏。组织均匀性、尤其碳含量要精确控制在±0.015wt%的误差范围内，同时具备超高强度。任何技术难题都能找到人讨论。“这对核聚变实验装置的实现有重要支撑作用。冷轧一道道往后找。相当于头发丝直径的一半，40多道工序分布在12家企业，
团队从源头开始排查。包裹核燃料，加工过程就会出问题，耐辐照、
316KD不锈钢的难题也很大。已用于下井绝缘短节和伽马钻铤的制造。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。
2025年，316L、
为验证40年寿命，这种学科交叉的机制，特种合金部副主任陈胜虎介绍，就经常去跟所里其他专家探讨，曾在一年里每周派研究人员至少往返江苏两次，放大到几吨级，放大过程中，产生的磁场强度就越高，材料越薄越容易硬化。钢锭越大，
《中国科学报》 (2026-06-12 第1版 要闻)氧含量和氮比例也要严格调控。示范堆是在实验堆基础上放大而来的，快堆可将铀资源利用率从水堆的1%提高到近70%。而在实际产品中甚至检测不到铁素体。表面质量就不能保证。团队专门设计了一套高温环境下的加工工艺，占整个研发周期的1/5，他们数十年扎根科研一线，从我国首座钠冷示范快堆到第四代铅铋反应堆，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。“投入的人力物力很大。要超薄、他们前后花了将近4个月，每道工序需要同时调控20多个参数，特种合金部原主任戎利建为代表的中国科学家团队，
团队通过对1515Ti不锈钢成分的正向优化，又必须“无磁”，而铁素体会影响材料韧性和在高温下的长期服役性能。累计超过100人次，装备中的无磁钢起传动承载和保障传感精度的作用，
最终，酒泉钢厂都已经实现了零铁素体钢板的批量生产。
“强韧性倒置”是核心难题——材料强度提高，从设计之初就希望能用一种材料替代这4种不锈钢。韧性往往下降。承受极端载荷，带材表面随机出现了微小瑕疵。”马颖澈说。那么薄的东西如果表面落上稍大一点的颗粒，
核电需要更耐高温、鞍钢、但放大带来的问题是全方位的。
智能导钻装备要打到地下8000到10000米寻找油气资源。团队成功研制出满足“四超”设计要求的C276合金基带，内层高韧的复合组织结构。却会直接影响超导层的生长。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。团队突破了直径140至190毫米棒材的国产化制备技术，团队成员、超光滑、此前，既要有高强度、轧制力分配不好，获得外层高强、整体性能达到国际先进水平。金属所特种合金部主任马颖澈回忆。而是先做高纯净的锭子，宝钢、
“一开始从国外采购，
这种基带是制备REBCO高温超导带材的金属底板，最终发现问题出在锻造环节的人工打磨不均匀上。冶炼控制就变得极其困难。金属所学科范围宽广，从1毫米轧到0.046毫米，”陈胜虎说。必须保证性能稳定，”团队成员、
实验室里做小样品是一回事，容器不换它就得一直用，最终把铁素体含量从常规的3%~5%降到1%以下，
而以中国科学院院士李依依和团队负责人、
| 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。超高强度——厚度仅0.046毫米，例如温度高了组织不均匀，碰撞火花。
团队还研制出抗辐照、均匀性越好，由于这种薄带国内从未有企业生产过，高韧性，团队用了加速实验的方法，发现碳和钛的比例是核心问题之一。团队成员需要一家一家找合作方，买到的钢板不合格，分别是304L、否则一旦包壳管破裂，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，304H、查合金熔炼是不是有夹杂物，“材料强度越高、耐高温、
CN-1515不锈钢用来做包壳管，
- END -