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中科院研制成功世界最大无焊缝整体不锈钢环形锻件

   3月12日中国科学院金属研究所发布消息称,该所利用研发的金属构筑成形技术,使世界上最大的无焊缝整体不锈钢环形锻件顺利轧制成功。

该环件直径达15.6米,重达150吨,首次实现了百吨级金属坯分级构筑成形,这也是目前世界上直径最大、重量最大的整锻式不锈钢环形件。

据悉,这个锈钢环形锻件是中国最新研发的核电机组中极为重要的部件,需要承受七千多吨的重量是整个堆容器的“脊梁”。这一部件的制造难度极大,此前各国所采用的方法都是先锻造、浇筑一个单体重量达到数百吨的钢锭,然后再完成环形锻件的建造。然而,二百五十吨的钢锭在冶炼时就已经几乎做不到了,这是因为尺寸越大,钢锭的凝固冷却时间也会大幅增加,在这一因素影响下钢锭非常容易出现疏松、粗晶等现象。以往此类巨型锻件国外均采用多段小坯组焊方式制造,加工周期长、成本高而且焊缝位置的材料组织性能薄弱,给核电机组运行埋下安全隐患。

中科院金属所在中核集团的委托和支持下,组建产学研团队,应用太钢高纯净连铸板坯,在山东伊莱特重工研制成直径15.6米的环形锻件,其特点是整体无焊缝,均质化程度高,组织均匀性好。该巨型环件将应用于我国第四代核电机组,其成功研制将有力地保障我国核工业领域重大装备的实施。

中科院金属所科研人员历经十多年的艰苦努力,研发了原创的金属构筑成形技术并揭示了构筑界面的愈合机制和组织演化机理,突破了大锻件“以大制大”思路的局限,开发出表面活化、真空封装、多向锻造、分级构筑、整体轧环等系列关键技术,彻底消除了多层金属间的界面,使支承环锻件构筑界面位置与基体金属在成分、组织、性能上完全一致,实现了“以小制大”的新型加工制造工艺

该技术被多位院士专家评价为大构件制造领域的一项变革性创新,已在水电、风电、核电等领域应用,对于推动我国高端装备的快速发展,保障重大装备核心材料的自主可控发挥了重要作用。

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