发展战略(GH锻件锻环无缝管3039)

导读目录：

1、发展战略

2、GH锻造环无缝管3039

发展战略

五、熔盐堆材料开发的目标和总体思路，图 9 熔盐堆材料开发路线图 6 熔盐堆材料研究国际合作概况，七、十三五期间熔盐堆材料发展的重点和主要任务，二、熔盐堆材料发展现状及未来趋势 4 NG-CT-50 超细颗粒石墨坯料。

图 8 Te 图合金开裂速度与熔盐氧化势的关系 2 在过去几年熔盐堆材料研发过程中，笔者团队与国内外同行广泛合作(见图) 5、图 6)形成良好的合作关系。

中国科学院先进核能创新研究院核材料研发团队通过熔盐堆材料的研发和与国内外同行在该领域的合作，迅速成长。根据我国基础熔盐堆发展战略规划，材料研发应针对熔盐堆（如实验堆、小模块）的各个阶段 2020 年。

完成所有的实验堆 GH3535 完成上述材料中子辐照评估试验、相关性能试验并通过合金构件和石墨慢化体 2025 年，确定不锈钢 –Ni 制备复合材料并完成其耐久性，确定不锈钢 –Ni 复合材料在 20 MW 长寿命超细颗粒核石墨研发成功，用于研究堆，到 2030 年研发工作温度达到 850 ℃合金结构材料，C/C。

完成示范堆大型构件的开发，完成材料相关性能测试，并通过示范堆材料的安全分析和评价。(3)熔盐堆的主要部件和燃料盐(含核燃料和裂变，要求制备构件的合金结构材料具有良好的裂变产品惰性，即不与裂变产品(如 Te 等)根据熔盐堆材料的发展规划，合金相互作用，需要从材料开发、性能评估和安全分析等方面进行工作 1 Hastelloy N 合金和 GH353。

熔盐堆中使用的冷却剂(氟盐)沸点高达1400 ℃因此，熔盐堆存在 1000 ℃在上述高温和常压条件下工作时间较长，但由于在如此高温的熔盐环境下工作时间较长，现阶段希望合金结构材料能够在这个阶段工作 700 ℃高温熔盐环境，(1)结构材料，(1)随工作温度的升高。

熔盐对合金结构材料的腐蚀性不断提高。现阶段，笔者希望熔盐堆合金结构材料 700 ℃根据目前的情况，高温，UNS N10003 合金缺乏的数据是长期高温蠕变，这些数据的积累需要大量的资金和时间支持，图片 1 熔盐堆合金结构材料国内外研究概况。

另外，UNS N10003 合金的合金 Ni，该合金的更高许可温度相对昂贵 700 ℃，限制了熔盐堆高温工作的潜力，未来的发展趋势将集中在上述问题上。

一方面，通过数据积累 USN N10003 合金成为 ASME 另一方面，利用现代材料科学技术开发耐熔盐腐蚀的新型高温材料，包括新型耐高温材料 / 耐熔盐腐蚀合金料具有更高的高温强度和更好的耐熔盐腐蚀性。

因此，熔盐堆可以在更高的温度下工作，部件寿命更长，对于核石墨，计划针对其关键科技问题，即超细颗粒石墨材料的脆性和中子辐照，通过改进材料设计和制备工艺，提高超细颗粒石墨的脆性，提高超细颗粒石墨中子辐照。

熔盐堆为高温堆，其结构材料原则上必须经高温核反应堆许可。 ASME-NH 卷中规定的高温核反应堆许可材料不包括在内 UNS N10003 合金，UNS N10003只是 ASME 现阶段压力容器许可材料的主要问题是 UNS N10003 ，很难在短时间内列入 ASME-NH (7)熔盐堆中的核石墨与燃料盐直接接触。

为防止核燃料通过石墨表面孔进入石墨，形成局部热点，造成石墨损伤，熔盐堆核石墨表面孔径小于 1 μm，六、我国熔盐堆材料发展路线图 3 由于熔盐堆对核石墨的要求与气冷堆不同，核石墨的发展过程。

由于气体冷堆而开发的各种核石墨不能直接用于熔盐堆。为了开发可用于熔盐堆的核石墨材料，作者团队与国内碳材料研究机构（中国科学院山西煤炭化，与方达集团成都碳有限公司合作开发 NG-C，二是中钢集团新材料(浙江)有限公司研发的 T22，上述两种石墨孔径均小于两种 1 μm，结构致密，均符合防止熔盐渗透的要求。

产品尺寸也达到了 TMSR 实验堆构件的制备要求。此外，两个品牌的国产核石墨的常规性能与熔盐相容性也有所提高。除断裂韧性低、抗中子辐射性能有待评估外，其他性能指标基本满足设计要求，能够满足实验堆的施工要求。

ORNL 在当时的条件下，专门为熔盐堆开发了一种 C，核石墨密度大，微孔尺寸小，MSRE 实验结果表明 CGB 由于当时美国熔盐堆项目暂停，核石墨已经停产，熔盐堆石墨的发展也停止了。

此外，由于当时石墨制备技术有限，该材料属于各向异性石墨，不符合当前核石墨（高度各向同性）的基本要求。气冷堆的发展也推动了核石墨的发展。

通过不断改进石墨材料的制备工艺，核石墨的各种性能取得了很大的进步。目前，气冷堆核石墨已发展到第三代（见图） 2、图 3)熔盐堆核石墨必须具有隔断熔盐渗透的特点，要求石墨材料的微孔尺寸小于 1 μm，只有用超细颗粒骨料制备的石墨材料才能达到这一要求，而且这种超细颗粒石墨往往比较脆，断裂韧性低，容易开裂，而这种脆性

因此，克服超细颗粒石墨的脆性（如进一步改进制备工艺，或通过优化堆构件设计使脆性石墨满足构件的需要）是熔盐堆核石墨需要解决的主要问题。与压水堆类似，制备熔盐堆构件的材料种类繁多，一般采用传统熔盐堆构件（即不接触熔盐，不受辐照）。

这些不详细介绍这些常规材料。以下只介绍熔盐堆的特殊材料，即 UNSN10003 合金和核石墨，（2）核石墨，3。主要问题和未来趋势。熔盐堆材料发展的总体目标是依靠中国的材料研发基础，依靠高温堆（如实验）。

基于熔盐堆材料的现状，解决目前熔盐堆材料的关键科技问题，为熔盐堆建设储备材料技术，发展更耐高温、更耐辐射、更经济的新一代先进熔盐，在此过程中，培养**的核材料研究团队，建设**的核材料评价测试平台和研发基地。

具体目标是进一步完善合金型材和核石墨构件的制备，积累相关材料性能数据，分阶段支持模拟熔盐堆(2019)

Hastelloy N 合金的突出优点是具有优异的年腐蚀速度 <25 μm，），同时具有良好的高温机械性能和抗中子辐射特性，合金材料的综合性能基本达到了实验堆结构材料的设计寿命。首先，核石墨是一种在与熔盐接触过程中的多孔材料。

如果石墨材料表面的微孔尺寸足够大，熔盐可能通过微孔渗透进入石墨，造成严重后果。对于熔盐堆，一方面，熔盐在石墨中的渗透可能会导致石墨性能，特别是其辐照损伤行为的变化，另一方面，熔盐携带燃料渗入石墨可能导致石墨内部的形成。

从而缩短核石墨的使用寿命。因此，除了一些常规要求（高纯度、高强度外，熔盐堆对核石墨的要求还要求其阻断熔盐的渗透。目前，世界上还没有成熟的核石墨能有效阻断熔盐的渗透，尽管美国政府几年前允许向中国出口 Hastelloy。

但考虑到中美关系的不确定性，从长远来看，为了不让中国的核能发展计划受制于人，作者的团队来自中国科学院中国科学院科学技术试点专项的基熔盐堆核能系 2011 年初以来，中国科学院第四代裂变反应堆核能系统（TMSR）通过与国内科研单位(中国科学院金属研究所)和制造商合作，在现有 Hastelloy N 基于合金。

合金中元素含量进一步优化（C 和 Si 等)[2.关键工艺(均质化、加工窗口、焊接、热处理等。)已经确定。到目前为止，经过实验室小试-中试-大规模生产阶段，已经可以制备出大规模的工艺 GH3535 合金锭（10 t）。

合金中元素含量进一步优化（C 和 Si 等)[2.关键工艺(均质化、加工窗口、焊接、热处理等。)已经确定。到目前为止，经过实验室小试-中试-大规模生产阶段，已经可以制备出大规模的工艺 GH3535 合金锭（10 t）。

并开发大型合金环轧件(3000×400)、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、GH3535 合金的研发和规模生产不仅可以保证 TMSR 专项的顺利发展也为未来熔盐堆放大到示范堆和商业堆创造了条件。

近期，Hastelloy N 美国政府禁止合金，这表明合金已被美国政府禁止 TMSR 熔盐堆合金结构材料在专项前期自主研发，与其他堆型不同，熔盐堆中的燃料与堆构件直接接触，需要特别注意裂变产物与熔盐堆材料的相互作用，UNS N10003 合金需要注意的另一个问题是裂缝，即裂变产物 Te 合金沿晶界扩散。

使合金晶界脆化开裂(见图) 7)[1，6，7]虽然有文献表明燃料盐可以通过调整来调整 pH 值得抑制合，但仍需进一步验证。

国际核石墨产品是为气冷堆开发的，目前只有两种超细颗粒石墨为熔盐堆的特点，我国在熔盐堆核石墨方面处于国际领先地位，十三五期间，熔盐堆材料开发的重点是实验堆材料和构件的开发，主要任务包括：确定模拟堆和实验堆材料及构件的制备。

开展 UNS N10003 合金相关性能测试，形成数据库，开展超细颗粒石墨中子辐照实验，通过实验堆安全分析，提前启动不锈钢 –Ni 下一种合金双金属复合材料，为后期小模块堆和示范堆的建设奠定了良好的基础，(一)合金结构材料——UNS N10003 合金、熔盐堆关键部件(包括压力容器、回路管、热交换管等。，很难找到能满足上述条件的成熟工程材料。

因此，结构材料是熔盐堆研发过程中非常突出的技术难度，20年 20世纪50年代和60年代，橡树岭**实验室（ORNL）专门为核动力飞机和，也是迄今为止**一种在熔盐堆服役的合金结构材料—— Haynes 公司生产的产品名称为 H，国产产品名称为GH3535），ORNL 经过大量的筛选和测试，研究人员发现，Inconel 600 和 Hastelloy B。

到 1956 年，ORNL 确定了 Hastelloy N 合金主元，1961 年，ORNL 民用熔盐民用熔盐试验堆，即 MSRE。

在此期间，有关 HastelloyN 从 1965 年 MSRE 到1969年达到临界 年停止运行，Hastelloy N 合金为 MSRE 在此之后，成功的运气。

由于 MSRE 终止相关计划，Hastelloy N 合金没有进一步研究，前期，Hastelloy N 合金仅为美国哈氏合金国际公司，是美国政府指定的核管制材料，必须经许可才能出口到中国。熔盐堆的使用寿命 决定于其核石墨的中子辐照寿命。

　　超细颗粒石墨由于其致密性不同于其他粗颗粒石墨，其在中子辐照环境下的使役行为可能与粗颗粒石墨不同，