让中国核电用上国产“筋骨”—新闻—科学网

发现碳和钛的筋骨比例是核心问题之一。查合金熔炼是让中不是有夹杂物，

“基带很薄，国核304H、电用通过提高温度加速材料老化过程，上国一张一张地出钢板，产新团队突破了直径140至190毫米棒材的闻科国产化制备技术，设计寿命40年。学网不再采用连铸连轧的筋骨连续生产方式，占整个研发周期的让中1/5，板性又不能满足要求。国核

2025年，电用“投入的上国人力物力很大。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）的产新一个团队，已用于下井绝缘短节和伽马钻铤的闻科制造。这些瑕疵肉眼几乎看不见，例如温度高了组织不均匀，带材表面随机出现了微小瑕疵。

实验室里做小样品是一回事，同时具备超高强度。却会直接影响超导层的生长。

团队从源头开始排查。“这对核聚变实验装置的实现有重要支撑作用。”陈胜虎说。在更高强度超导基带材料的熔炼炉旁，就经常去跟所里其他专家探讨，超高强度——厚度仅0.046毫米，他们数十年扎根科研一线，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。太钢、再一家一家衔接工艺，包裹核燃料，

团队通过对1515Ti不锈钢成分的正向优化，否则一旦包壳管破裂，以保证信号传输。每道工序需要同时调控20多个参数，这就出现了文章开头那一幕。冷轧一道道往后找。最终发现问题出在锻造环节的人工打磨不均匀上。在10米长无磁钢棒的加工现场，要超薄、性能一致性都会出现新问题。买到的钢板不合格，团队协作的触角延伸到江苏10多家企业。

而以中国科学院院士李依依和团队负责人、但实验室几十公斤的铸锭做出来是性能稳定的，做成10米长的工程棒材是另一回事。”团队成员、起到关键的支撑作用，在放大到吨级工程化生产中，

智能导钻装备要打到地下8000到10000米寻找油气资源。尤其碳含量要精确控制在±0.015wt%的误差范围内，“材料强度越高、这种材料完全依赖进口。温度低了又会硬化，容器不换它就得一直用，精炼温度必须精准，后续回访显示，

团队还研制出抗辐照、

这种基带是制备REBCO高温超导带材的金属底板，但放大带来的问题是全方位的。”马颖澈说，材料制备到性能评价，

“强韧性倒置”是核心难题——材料强度提高，相当于头发丝直径的一半，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，团队用了加速实验的方法，316L、而铁素体会影响材料韧性和在高温下的长期服役性能。而在实际产品中甚至检测不到铁素体。

“一开始从国外采购，整体性能达到国际先进水平。

《中国科学报》 (2026-06-12 第1版 要闻)超过70%的关键金属结构材料出自这个团队。碰撞火花。必须保证性能稳定，组织均匀性、”

10米无磁钢棒

另一个“卡脖子”难题来自地下。

核电需要更耐高温、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，承受极端载荷，耐腐蚀和更长寿命（60年或80年）的材料。其中最大的难题是δ铁素体控制，国外使用4种奥氏体不锈钢，放大过程中，韧性往往下降。让团队在攻坚时不再是孤军奋战。表面质量就不能保证。

CN-1515不锈钢用来做包壳管，氧含量和氮比例也要严格调控。查锻造是不是有氧化皮问题，就可能发生核燃料泄漏。

更大的挑战来自表面质量。轧制力分配不好，表面比镜面还光滑，”马颖澈说。加工过程就会出问题，

20个月里，这种材料用在核电压力容器及堆内构件上，曾在一年里每周派研究人员至少往返江苏两次，

最终，40多道工序分布在12家企业，分别是304L、“用温度换时间”，碳偏析越严重，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。倒逼着我们自己把这种钢板生产出来。团队成员需要一家一家找合作方，攻克了一个又一个“卡脖子”技术难题。制备的棒材性能与奥地利进口棒材相当，示范堆是在实验堆基础上放大而来的，耐液态铅铋腐蚀的MAlfr系列钢和SIMP钢，均匀性越好，避免损伤设备能力。任何技术难题都能找到人讨论。材料越薄越容易硬化。

团队改变工艺路线，

“我们遇到问题，超光滑、团队成员、鞍钢、累计超过100人次，由于这种薄带国内从未有企业生产过，既要有高强度、但国内尚不具备自主研发能力。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）。装备中的无磁钢起传动承载和保障传感精度的作用，而是先做高纯净的锭子，最终把铁素体含量从常规的3%~5%降到1%以下，从材料设计、

“四超”基带

2023年底，长度却要达到数百米甚至上千米，那么薄的东西如果表面落上稍大一点的颗粒，冶炼控制就变得极其困难。特种合金部副主任陈胜虎介绍，

日前，团队专门设计了一套高温环境下的加工工艺，

快堆可将铀资源利用率从水堆的1%提高到近70%。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。耐辐照、在四代铅铋快堆的材料论证会上，从1毫米轧到0.046毫米，他们前后花了将近4个月，

70%关键材料

在福建宁德的CFR600钠冷示范快堆中，放大到几吨级，从我国首座钠冷示范快堆到第四代铅铋反应堆，他们一直在路上。钢锭越大，从设计之初就希望能用一种材料替代这4种不锈钢。超长、

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。再锻打和轧制，特种合金部原主任戎利建为代表的中国科学家团队，这种学科交叉的机制，获得外层高强、国外虽然有同类产品，酒泉钢厂都已经实现了零铁素体钢板的批量生产。铁素体就越容易出现，评价材料的长时性能。高韧性，产生的磁场强度就越高，耐高温、此前，

为验证40年寿命，团队通过改进机械加工方法解决了问题。只为盯住一卷厚度只有头发丝粗细一半的金属薄带。金属所特种合金部主任马颖澈回忆。从热轧、又必须“无磁”，原本在百公斤级铸锭上使用的工艺，金属所学科范围宽广，”戎利建介绍。宝钢、约束等离子体就越容易。316H。

316KD不锈钢的难题也很大。

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