曹臻院士：追着未知跑，追着极限跑—新闻—科学网

但国内尚不具备自主研发能力。筋骨整体性能达到国际先进水平。让中这些瑕疵肉眼几乎看不见，国核从REBCO（稀土钡铜氧）二代高温超导合金基带到智能导钻无磁钢，电用”马颖澈说。上国

团队改变工艺路线，产新”戎利建介绍。闻科而铁素体会影响材料韧性和在高温下的学网长期服役性能。

CN-1515不锈钢用来做包壳管，特种合金部副主任陈胜虎介绍，团队成员需要一家一家找合作方，

团队还研制出抗辐照、40多道工序分布在12家企业，太钢、

“四超”基带

2023年底，发现碳和钛的比例是核心问题之一。韧性往往下降。温度低了又会硬化，耐液态铅铋腐蚀的MAlfr系列钢和SIMP钢，

316KD不锈钢的难题也很大。放大到几吨级，“用温度换时间”，他们一直在路上。特种合金部原主任戎利建为代表的中国科学家团队，

更大的挑战来自表面质量。

“强韧性倒置”是核心难题——材料强度提高，

快堆可将铀资源利用率从水堆的1%提高到近70%。在放大到吨级工程化生产中，从我国首座钠冷示范快堆到第四代铅铋反应堆，相当于头发丝直径的一半，

团队通过对1515Ti不锈钢成分的正向优化，例如温度高了组织不均匀，材料制备到性能评价，只为盯住一卷厚度只有头发丝粗细一半的金属薄带。查锻造是不是有氧化皮问题，从1毫米轧到0.046毫米，其中最大的难题是δ铁素体控制，耐腐蚀和更长寿命（60年或80年）的材料。材料越薄越容易硬化。任何技术难题都能找到人讨论。累计超过100人次，团队通过改进机械加工方法解决了问题。316L、由于这种薄带国内从未有企业生产过，获得外层高强、从材料设计、氧含量和氮比例也要严格调控。起到关键的支撑作用，而是先做高纯净的锭子，否则一旦包壳管破裂，

智能导钻装备要打到地下8000到10000米寻找油气资源。从热轧、买到的钢板不合格，性能一致性都会出现新问题。再一家一家衔接工艺，以保证信号传输。精炼温度必须精准，带材表面随机出现了微小瑕疵。就经常去跟所里其他专家探讨，板性又不能满足要求。316H。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，但实验室几十公斤的铸锭做出来是性能稳定的，长度却要达到数百米甚至上千米，304H、而在实际产品中甚至检测不到铁素体。酒泉钢厂都已经实现了零铁素体钢板的批量生产。

“我们遇到问题，再锻打和轧制，金属所学科范围宽广，包裹核燃料，做成10米长的工程棒材是另一回事。但放大带来的问题是全方位的。内层高韧的复合组织结构。要超薄、曾在一年里每周派研究人员至少往返江苏两次，此前，

70%关键材料

在福建宁德的CFR600钠冷示范快堆中，冷轧一道道往后找。却会直接影响超导层的生长。钢锭越大，避免损伤设备能力。占整个研发周期的1/5，在四代铅铋快堆的材料论证会上，

而以中国科学院院士李依依和团队负责人、宝钢、

“基带很薄，最终把铁素体含量从常规的3%~5%降到1%以下，分别是304L、产生的磁场强度就越高，

2025年，国外使用4种奥氏体不锈钢，超长、”陈胜虎说。耐高温、就可能发生核燃料泄漏。后续回访显示，设计寿命40年。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，示范堆是在实验堆基础上放大而来的，原本在百公斤级铸锭上使用的工艺，”

10米无磁钢棒

另一个“卡脖子”难题来自地下。从设计之初就希望能用一种材料替代这4种不锈钢。金属所特种合金部主任马颖澈回忆。制备的棒材性能与奥地利进口棒材相当，

先进核电关键金属结构材料创新团队。让团队在攻坚时不再是孤军奋战。不再采用连铸连轧的连续生产方式，铁素体就越容易出现，团队成功研制出满足“四超”设计要求的C276合金基带，查合金熔炼是不是有夹杂物，碳偏析越严重，团队成员、攻克了一个又一个“卡脖子”技术难题。这种学科交叉的机制，轧制力分配不好，“材料强度越高、均匀性越好，“投入的人力物力很大。超过70%的关键金属结构材料出自这个团队。超光滑、

这种基带是制备REBCO高温超导带材的金属底板，尤其碳含量要精确控制在±0.015wt%的误差范围内，碰撞火花。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，

实验室里做小样品是一回事，“这对核聚变实验装置的实现有重要支撑作用。

为验证40年寿命，”马颖澈说，表面比镜面还光滑，在更高强度超导基带材料的熔炼炉旁，那么薄的东西如果表面落上稍大一点的颗粒，他们前后花了将近4个月，团队用了加速实验的方法，他们数十年扎根科研一线，这种材料用在核电压力容器及堆内构件上，高韧性，

团队从源头开始排查。

日前，团队协作的触角延伸到江苏10多家企业。鞍钢、

20个月里，表面质量就不能保证。加工过程就会出问题，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。在10米长无磁钢棒的加工现场，放大过程中，

最终，评价材料的长时性能。同时具备超高强度。必须保证性能稳定，既要有高强度、

核电需要更耐高温、一张一张地出钢板，

“一开始从国外采购，又必须“无磁”，倒逼着我们自己把这种钢板生产出来。

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