核電用鋼的案例
鞍鋼三代核電用鋼高性能18MND5全球首發 助推三代
會上，上海核工程研究設計院工程設備所所長矯明、東方鍋爐股份有限公司材料研究所副所長劉洪杰、鞍鋼股份有限公司市場技術總監王勇等3位專家就大型先進壓水堆核電站關鍵材料研發成果和展望、核電設備用材國產化存在的問題和建議、鞍鋼核電用鋼生產裝備及產品進行精彩演講。
鞍鋼落實國家核電機組關鍵材料自主化開發政策，先后與上海核工程研究設計院、東方鍋爐、哈電重裝等20多個單位開展合作，成立聯合研發中心，組建了一支善于鉆研、創新求實、勇于攀登的高精尖技術研發團隊。鞍鋼核電用鋼在產品研發、技術創新方面，經過十多年的不懈努力、刻苦攻關，現已形成獨具鞍鋼特色的核反應堆安全殼系列用鋼、核島主設備系列用鋼、核電常規島配套結構件系列用鋼以及核電不銹鋼及異質復合系列用鋼等四大系列核電用鋼產品，累計品種多達30余個，可以形成對核電機組不同裝備所需板材的全覆蓋。2017年，鞍鋼股份當選為我國核能材料產業發展聯盟第一屆理事會理事單位。鞍鋼將持續與國內權威核電材料研發單位合作，在實現核電板材國產化的同時，致力于研發海上核動力平臺、第四代高溫汽冷堆、快堆等新鋼種，引領國內外核電用鋼發展，實現核電用高強度、高韌性碳鋼，高耐蝕、超寬規格不銹鋼板的全覆蓋。鞍鋼將以此次會議為契機，在核電關鍵材料新技術方面實現新突破，最終成為新一代核電用鋼標準的制定者和材料制造商。
核能是世界能源三大支柱之一，是典型的清潔、安全、穩定的能源。我國是目前世界上在建核電機組最多的國家，也是連續30年從未中斷進行核電研發、建設的國家。2018年實現了全球首堆AP1000裝料、“華龍一號”揚帆出海、中俄200億核電大單等等，中國核電正在引領世界核電的發展。“真正的大國重器一定要掌握在自己手里”，作為核電機組關鍵裝備建造材料——核電用鋼，更是這項大國重器的核心技術。
展開 又一鍛造技術難點被攻克！首次試制成功
日前，撫順特鋼核電用F316H鍛件和棒材順利完成用戶共檢，全部11個尺寸規格的產品已入庫待發。F316H產品的試制成功，不僅給公司帶來了可觀的經濟效益，同時為后續開發國內核電用鋼市場及申請相關核電產品認證提供了重要的業績支撐。
F316H鍛件和棒材研發試制是撫順特鋼今年參與的國家核電項目。該鋼屬于低碳奧氏體不銹鋼，其主要技術難點是成品固溶狀態交貨，晶間腐蝕和晶粒度檢驗不易合格。為保證晶間腐蝕達到技術標準，生產中就必須對產品進行充分高溫固溶處理，此過程中會使材料晶粒度迅速長大。因此，F316H的最大生產難點在于鍛制過程對晶粒度的控制，加上此次訂貨的多為大尺寸規格的鍛件和棒材，對鍛造生產提出了極高要求。
為確保研發生產順利進行，撫順特鋼責成技術中心、鍛造廠聯合做好F316H首試制工作。過程中，兩家單位多次召開專題研討會，從錠型的選擇到生產設備、加熱鍛造、固溶工藝等進行了精心策劃。試制過程中，鍛造廠相關作業班組采取了精控鋼錠加熱溫度、鐓拔操作及嚴格執行多組固溶制度等一系列有效措施，成功生產出所有尺寸規格的鍛件和棒材產品。
經檢驗，產品質量、性能指標均達到技術標準。隨后，用戶派專家來撫順特鋼，對產品的晶粒度、晶間腐蝕、力學性能、超聲波探傷和液體滲透進行復檢確認，結果為全部合格，這標志著F316H首試制工作取得了圓滿成功。
值得一提的是，此次820×875×585mm的模塊產品，為撫順特鋼迄今為止生產的最大尺寸規格的奧氏體不銹鋼鍛件。此次成功生產，也為后續生產同類型產品積累了寶貴經驗。
展開 中國3D打印技術獲重大突破：打印出世界首批鍛件
現有設備已打印飛機用鈦合金、海洋深潛器、核電用鋼等八種金屬材料。
經由這種微鑄鍛生產的零部件，各項技術 指標和性能均穩定超過傳統鑄件。同時，該技術以金屬絲材為原料，材料利用率達到80%以上，絲材料價格成本為目前普遍使用的激光撲粉粉材的1/10左右。 由于這一技術能同時控制零件的形狀尺寸和組織性能，大大縮小了產品周期：制造一個兩噸重的大型金屬鑄件，過去需要三個月以上，現在僅需十天左右。
借助這項鑄鍛銑一體化3D打印技術，目前已在世界上首次實現3D打印鍛態等軸細晶化、高強韌、高均勻致密、形狀復雜的金屬鍛件。在航空航天、醫療以及汽車等領域，這項技術均可以應用。
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展開 2020上海金屬新材料展覽會
展品范圍 Exhibition Scope
1．特種金屬功能材料
稀土功能材料、稀有金屬材料、半導體材料、高性能靶材、新型銅合金、超硬材料、硬質合金材料、新型金屬纖維多孔材料、金屬粉體材料、粉體材料、粉末冶金及加工設備等；
2 高端金屬結構材料
高品質特殊鋼：核電用鋼、超臨界火電用鋼、高品質不銹鋼、高性能汽車鋼、其它高品質特殊鋼；先進鎂合金、先進鈦合金材料、新型鋁合金材料及設備等；
展館介紹：
國家會展中心（上海）可展覽50萬平方米，包括40萬平方米室內展廳和10萬平方米室外展場。闊大的展示空間，可以讓展商盡情發揮，實現高品質的形象布館。展館位于上海市虹橋商務區核心區西部，與虹橋交通樞紐的直線距離僅1.5公里，通過地鐵與虹橋高鐵站、虹橋機場緊密相連。周邊高速公路網絡四通八達，2小時內可到達長三角各大重要城市，交通十分便利。三棟辦公樓和一座五星級酒店位于綜合體四片葉子的端部。其中，辦公樓可為會展活動提供高效便捷的會議服務，配合舉辦各類產品的常年展示，與例展相輔相成，放大展覽的貿易功能。五星級高檔商務型酒店，可以滿足展會高端人群的住宿、用餐和會議等需求。
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展開 
2020碳纖維材料展|復合材料展|高分子材料展
高端金屬結構材料
高品質特殊鋼：核電用鋼、超臨界火電用鋼、高品質不銹鋼、高性能汽車鋼、其它高品質特殊鋼；先進鎂合金、先進鈦合金材料、新型鋁合金材料及設備等；
4. 新型無機非金屬材料
先進陶瓷、特種玻璃、新型建筑材料、人工晶體、藍寶石、耐磨材料及設備等；
5. 高性能纖維及復合材料
高性能纖維及材料、碳纖維材料、樹脂基復合材料、碳/碳復合材料、金屬復合材料及設備等；
6. 先進高分子材料
聚酰亞胺、聚四氟乙烯、聚碳酸脂、功能彈性體材料、特種橡膠、工程塑料、硅材料、氟塑料、高性能氟硅材料、功能性膜材料及設備等；
7. 新能源材料
光催化能源材料、太陽能光伏材料、鋰離子電池材料、先進儲能材料、風電材料、新光源材料、油氣田先進材料及設備等；
8. 電子材料
介電材料、半導體材料、集成電路和光電器件材料、壓電與鐵電材料、熱電材料、導電金屬及其合金材料、磁性材料、光電子材料、電磁波屏蔽材料、多鐵材料、鐵電材料、非晶合金、氧化物存儲材料及設備等；
9.
展開 金屬所-香港理工《Acta Materialia》：新型超高強韌耐蝕不銹鋼！
利用納米Ni3Ti、富Mo相、富Cr相的復合析出強化，開發了新型超高強度不銹鋼，室溫下屈服強度為1732 MPa、拉伸強度1840MPa、塑性11%、韌性89 MPa·m1/2，在500℃時的屈服強度超過1100 MPa，因此在較寬的溫度范圍內表現出優異的力學性能。
圖1. Mo元素促進Ni3Ti相的形核：(a-f) Ti-steel和Ti/Mo-steel在不同時效時間的Ni3Ti析出組織，(g)和(h) Ni3Ti在兩種鋼材中的數量密度和體積分數
圖2. Ni3Ti相促進富Mo相的界面異質形核：(a)0.5 h, (b) 24 h, (c) 60 h時效的Ni、Ti、Mo原子分布圖
圖3. Ni3Ti的析出細化了富Mo相：(a-c) Ti/Mo-steel的微觀組織，(d-f) Mo-steel的微觀組織，(g-f) 富Mo相的STEM和原子排列模擬圖
圖4.富Cr相在三種鋼材中的分布：(a-d)Mo-steel，(e-h) Ti-steel，(i-l)Ti/Mo-steel
圖5. 新型超高強度不銹鋼中多種析出相的復合析出機制
圖6. 新型超高強度不銹鋼的力學性能：(a)室溫拉伸，(b)不同溫度拉伸性能
通訊作者：
王威研究員，中國科學院金屬研究所特種合金研究部研究員。主要從事高品質特種合金及其薄帶產品技術研發、核電用馬氏體耐熱鋼及高強高韌不銹鋼等材料的設計、制備與性能研究。目前，在Acta Mater.、JMST、ScriptaMater.等材料類期刊發表論文50余篇，出版英文專著1本，已獲相關授權專利20余項。
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