尼克斯vs灰熊:3D打印出高強韌性的抗中子輻照鋼

2019-06-10 11:26:07 來源: 科技日報 作者: 吳長鋒

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中國科技網·科技日報合肥6月10日電(記者 吳長鋒)記者從中科院合肥物質科學研究院了解到,該院核能安全技術研究所在3D打印中國抗中子輻照鋼(簡稱“CLAM鋼”)研究方面取得新進展。研究人員采用熱等靜壓結合調質熱處理方法,解決了3D打印材料中存在的微缺陷及各向異性問題,獲得了高強韌性的3D打印CLAM鋼,相關研究成果日前發表在國際核材料權威期刊《核材料雜志》上。

3D打印技術在制備小型化復雜構件方面具有獨特優勢。CLAM鋼是核能安全所團隊牽頭研發的具有自主知識產權的中國抗中子輻照鋼,可用于聚變堆、聚變裂變混合堆和裂變鉛基堆等先進核能系統。此前,核能安全所團隊已利用選區激光熔化技術實現了CLAM鋼聚變堆包層第一壁樣件的3D打印。但由于3D打印具有層積成型的特點,成型后的材料存在力學性能各向異性以及較多微缺陷,強韌性是性能短板,可對材料的服役安全性產生嚴重影響。

為解決這一問題,研究人員采用熱等靜壓(HIP)結合調質熱處理方法對3D打印的CLAM鋼進行處理。結果表明,在HIP的1150℃高溫及150MPa高壓作用下,實現了3D打印材料各向異性的消除,以及熔合不良等微缺陷的塑性變形彌合。同時,結合調質熱處理獲得了回火馬氏體組織,實現了材料強度和韌性的良好匹配。

這一研究結果為3D打印高性能部件提供了重要的材料支撐和技術保障。

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責任編輯:滕繼濮