快堆可将铀资源利用率从水堆的国核1%提高到近70%。特种合金部副主任陈胜虎介绍,电用
更大的上国挑战来自表面质量。例如温度高了组织不均匀,产新碳偏析越严重,闻科超光滑、学网国外虽然有同类产品,筋骨
让中《中国科学报》 (2026-06-12 第1版 要闻)这些瑕疵肉眼几乎看不见,国核加工过程就会出问题,电用团队成功研制出满足“四超”设计要求的上国C276合金基带,此前,产新示范堆是闻科在实验堆基础上放大而来的,冷轧一道道往后找。耐液态铅铋腐蚀的MAlfr系列钢和SIMP钢,约束等离子体就越容易。做成10米长的工程棒材是另一回事。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)。占整个研发周期的1/5,他们前后花了将近4个月,实验室里做小样品是一回事,尤其碳含量要精确控制在±0.015wt%的误差范围内,
| 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。避免损伤设备能力。团队成员需要一家一家找合作方,买到的钢板不合格,发现碳和钛的比例是核心问题之一。团队突破了直径140至190毫米棒材的国产化制备技术,任何技术难题都能找到人讨论。金属所特种合金部主任马颖澈回忆。韧性往往下降。从我国首座钠冷示范快堆到第四代铅铋反应堆,特种合金部原主任戎利建为代表的中国科学家团队,
核电需要更耐高温、
20个月里,
智能导钻装备要打到地下8000到10000米寻找油气资源。制备的棒材性能与奥地利进口棒材相当,评价材料的长时性能。从设计之初就希望能用一种材料替代这4种不锈钢。”
10米无磁钢棒
另一个“卡脖子”难题来自地下。必须保证性能稳定,再一家一家衔接工艺,“用温度换时间”,在放大到吨级工程化生产中,
而以中国科学院院士李依依和团队负责人、表面质量就不能保证。已用于下井绝缘短节和伽马钻铤的制造。316H。精炼温度必须精准,碰撞火花。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。材料越薄越容易硬化。高韧性,304H、就经常去跟所里其他专家探讨,设计寿命40年。放大过程中,最终发现问题出在锻造环节的人工打磨不均匀上。查合金熔炼是不是有夹杂物,后续回访显示,
团队通过对1515Ti不锈钢成分的正向优化,包裹核燃料,放大到几吨级,“投入的人力物力很大。但放大带来的问题是全方位的。分别是304L、团队成员、让团队在攻坚时不再是孤军奋战。装备中的无磁钢起传动承载和保障传感精度的作用,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,却会直接影响超导层的生长。
“一开始从国外采购,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,由于这种薄带国内从未有企业生产过,”戎利建介绍。”马颖澈说,耐辐照、承受极端载荷,倒逼着我们自己把这种钢板生产出来。
这种基带是制备REBCO高温超导带材的金属底板,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,长度却要达到数百米甚至上千米,但实验室几十公斤的铸锭做出来是性能稳定的,团队专门设计了一套高温环境下的加工工艺,
“四超”基带
2023年底,性能一致性都会出现新问题。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。
团队从源头开始排查。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。
316KD不锈钢的难题也很大。从1毫米轧到0.046毫米,团队用了加速实验的方法,容器不换它就得一直用,每道工序需要同时调控20多个参数,钢锭越大,316L、材料制备到性能评价,”团队成员、不再采用连铸连轧的连续生产方式,超长、40多道工序分布在12家企业,而铁素体会影响材料韧性和在高温下的长期服役性能。那么薄的东西如果表面落上稍大一点的颗粒,通过提高温度加速材料老化过程,既要有高强度、他们数十年扎根科研一线,国外使用4种奥氏体不锈钢,太钢、最终把铁素体含量从常规的3%~5%降到1%以下,而是先做高纯净的锭子,组织均匀性、同时具备超高强度。团队通过改进机械加工方法解决了问题。表面比镜面还光滑,超过70%的关键金属结构材料出自这个团队。
“我们遇到问题,温度低了又会硬化,这就出现了文章开头那一幕。但国内尚不具备自主研发能力。这种材料用在核电压力容器及堆内构件上,
为验证40年寿命,
70%关键材料
在福建宁德的CFR600钠冷示范快堆中,又必须“无磁”,超高强度——厚度仅0.046毫米,
团队还研制出抗辐照、耐高温、
2025年,”马颖澈说。其中最大的难题是δ铁素体控制,
团队改变工艺路线,攻克了一个又一个“卡脖子”技术难题。再锻打和轧制,这种材料完全依赖进口。整体性能达到国际先进水平。”陈胜虎说。从热轧、原本在百公斤级铸锭上使用的工艺,就可能发生核燃料泄漏。酒泉钢厂都已经实现了零铁素体钢板的批量生产。在四代铅铋快堆的材料论证会上,冶炼控制就变得极其困难。带材表面随机出现了微小瑕疵。均匀性越好,
最终,耐腐蚀和更长寿命(60年或80年)的材料。从材料设计、宝钢、轧制力分配不好,在更高强度超导基带材料的熔炼炉旁,在10米长无磁钢棒的加工现场,以保证信号传输。金属所学科范围宽广,而在实际产品中甚至检测不到铁素体。起到关键的支撑作用,曾在一年里每周派研究人员至少往返江苏两次,内层高韧的复合组织结构。要超薄、团队协作的触角延伸到江苏10多家企业。
“强韧性倒置”是核心难题——材料强度提高,否则一旦包壳管破裂,这种学科交叉的机制,板性又不能满足要求。获得外层高强、铁素体就越容易出现,产生的磁场强度就越高,他们一直在路上。
“基带很薄,相当于头发丝直径的一半,“材料强度越高、“这对核聚变实验装置的实现有重要支撑作用。
日前,氧含量和氮比例也要严格调控。
CN-1515不锈钢用来做包壳管,累计超过100人次,