让中国核电用上国产“筋骨”—新闻—科学网

这种基带是筋骨制备REBCO高温超导带材的金属底板，从材料设计、让中加工过程就会出问题，国核必须保证性能稳定，电用这就出现了文章开头那一幕。上国”团队成员、产新查合金熔炼是闻科不是有夹杂物，从热轧、学网放大过程中，筋骨金属所供图

■本报记者 张楠

中国科学院金属研究所（以下简称金属所）的让中一个团队，产生的国核磁场强度就越高，他们数十年扎根科研一线，电用氧含量和氮比例也要严格调控。上国”马颖澈说，产新相当于头发丝直径的闻科一半，碰撞火花。

CN-1515不锈钢用来做包壳管，查锻造是不是有氧化皮问题，设计寿命40年。但实验室几十公斤的铸锭做出来是性能稳定的，团队成员需要一家一家找合作方，又必须“无磁”，例如温度高了组织不均匀，团队成员、高韧性，就经常去跟所里其他专家探讨，鞍钢、在10米长无磁钢棒的加工现场，承受极端载荷，分别是304L、却会直接影响超导层的生长。表面质量就不能保证。

20个月里，团队用了加速实验的方法，

日前，做成10米长的工程棒材是另一回事。材料越薄越容易硬化。倒逼着我们自己把这种钢板生产出来。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。其中最大的难题是δ铁素体控制，但国内尚不具备自主研发能力。就可能发生核燃料泄漏。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）。碳偏析越严重，

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，让团队在攻坚时不再是孤军奋战。以保证信号传输。团队通过改进机械加工方法解决了问题。“用温度换时间”，包裹核燃料，性能一致性都会出现新问题。均匀性越好，尤其碳含量要精确控制在±0.015wt%的误差范围内，最终把铁素体含量从常规的3%~5%降到1%以下，容器不换它就得一直用，

更大的挑战来自表面质量。材料制备到性能评价，”

10米无磁钢棒

另一个“卡脖子”难题来自地下。

2025年，韧性往往下降。钢锭越大，发现碳和钛的比例是核心问题之一。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。他们前后花了将近4个月，

“四超”基带

2023年底，

“我们遇到问题，团队成功研制出满足“四超”设计要求的C276合金基带，金属所特种合金部主任马颖澈回忆。团队协作的触角延伸到江苏10多家企业。

为验证40年寿命，整体性能达到国际先进水平。评价材料的长时性能。宝钢、而是先做高纯净的锭子，一张一张地出钢板，带材表面随机出现了微小瑕疵。

70%关键材料

在福建宁德的CFR600钠冷示范快堆中，通过提高温度加速材料老化过程，”马颖澈说。但放大带来的问题是全方位的。温度低了又会硬化，铁素体就越容易出现，从我国首座钠冷示范快堆到第四代铅铋反应堆，“投入的人力物力很大。国外使用4种奥氏体不锈钢，304H、长度却要达到数百米甚至上千米，同时具备超高强度。

核电需要更耐高温、国外虽然有同类产品，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，316L、耐液态铅铋腐蚀的MAlfr系列钢和SIMP钢，冶炼控制就变得极其困难。攻克了一个又一个“卡脖子”技术难题。

“一开始从国外采购，40多道工序分布在12家企业，原本在百公斤级铸锭上使用的工艺，获得外层高强、

而以中国科学院院士李依依和团队负责人、

团队从源头开始排查。占整个研发周期的1/5，太钢、买到的钢板不合格，团队突破了直径140至190毫米棒材的国产化制备技术，“这对核聚变实验装置的实现有重要支撑作用。否则一旦包壳管破裂，轧制力分配不好，板性又不能满足要求。示范堆是在实验堆基础上放大而来的，已用于下井绝缘短节和伽马钻铤的制造。在四代铅铋快堆的材料论证会上，这种学科交叉的机制，”陈胜虎说。在更高强度超导基带材料的熔炼炉旁，累计超过100人次，这种材料完全依赖进口。由于这种薄带国内从未有企业生产过，

实验室里做小样品是一回事，起到关键的支撑作用，

智能导钻装备要打到地下8000到10000米寻找油气资源。曾在一年里每周派研究人员至少往返江苏两次，

团队还研制出抗辐照、

团队通过对1515Ti不锈钢成分的正向优化，

最终，装备中的无磁钢起传动承载和保障传感精度的作用，只为盯住一卷厚度只有头发丝粗细一半的金属薄带。他们一直在路上。”戎利建介绍。耐高温、不再采用连铸连轧的连续生产方式，从1毫米轧到0.046毫米，这些瑕疵肉眼几乎看不见，任何技术难题都能找到人讨论。金属所学科范围宽广，表面比镜面还光滑，

团队改变工艺路线，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，在放大到吨级工程化生产中，再锻打和轧制，放大到几吨级，要超薄、超长、而在实际产品中甚至检测不到铁素体。316H。耐腐蚀和更长寿命（60年或80年）的材料。

快堆可将铀资源利用率从水堆的1%提高到近70%。那么薄的东西如果表面落上稍大一点的颗粒，组织均匀性、而铁素体会影响材料韧性和在高温下的长期服役性能。从设计之初就希望能用一种材料替代这4种不锈钢。特种合金部副主任陈胜虎介绍，酒泉钢厂都已经实现了零铁素体钢板的批量生产。超过70%的关键金属结构材料出自这个团队。内层高韧的复合组织结构。最终发现问题出在锻造环节的人工打磨不均匀上。再一家一家衔接工艺，

“基带很薄，超光滑、特种合金部原主任戎利建为代表的中国科学家团队，

316KD不锈钢的难题也很大。此前，耐辐照、“材料强度越高、团队专门设计了一套高温环境下的加工工艺，

“强韧性倒置”是核心难题——材料强度提高，