隨著我國核電事業的快(kuài)速發展,部分核能設備的設計變得更(gèng)加(jiā)精密複雜,這部分核能設備若采用傳統製造工生產(chǎn),則存在生產周期長、製造工(gōng)序多的問題,而采用增材製造工藝可以實現(xiàn)具(jù)有複雜精密結構設(shè)備的高效生產。
不鏽鋼具備(bèi)優(yōu)良的耐氧化性能、力學性能和抗腐蝕性能,在核電領域具有廣泛(fàn)的應用。尤其是(shì)福島事故之後,不鏽鋼(如 FeCrAl 鐵素體不鏽鋼材料、316Ti 和 15–15Ti 奧氏體不鏽鋼(gāng)等(děng))被選為(wéi)輕水堆耐事故燃(Accident Tolerant Fuel,ATF)材料(liào)的(de)主要研發方向之一。此外,不鏽鋼材料具有良好的焊(hàn)接性能,因此采(cǎi)用增材製造(zào)技術可以實現(xiàn)其較好的冶金結合與成形(xíng),將增材製造技術(shù)引入核電領域必將(jiāng)有利於耐事故燃料材料的發展與應用。
中國核動力研究(jiū)設計院的研究團隊在《精密成形工程》發表了《核電用316L不鏽(xiù)鋼粉末增材製造研究現狀》一文,揭示了輻(fú)照前與輻(fú)照(zhào)後316L不鏽(xiù)鋼增材製(zhì)造成形件(jiàn)的組織(zhī)與性能,以及核電316L 不鏽鋼的指標(biāo)要求等。
增材製造技術是一種無須模(mó)具、近淨(jìng)成形的先進(jìn)製造工藝。不鏽鋼是一種在核電行業廣泛應用的結構(gòu)材料(liào)。實(shí)現不鏽鋼結構件的增材製造將進一步推動增材製造技術的發展,也可為核行業帶來革命性改變(biàn)。以核電用316L不鏽鋼為例,係統闡述(shù)了不鏽鋼粉末增材製造研究現狀,包括粉末製備工藝現狀、增材(cái)製造成形工藝(yì)現狀以(yǐ)及成形件的組織性能(néng)研究現狀。
目前,增(zēng)材製造用316L不鏽鋼粉末的製備(bèi)工藝主要為霧化法(fǎ),粉末的物化性能受製粉(fěn)工藝參數的影響。在激光粉末(mò)床熔融增材製造技術、電子束選區熔化技術和等離子增材製造技術中,尤以激(jī)光粉末床熔(róng)融(róng)增材製造不鏽鋼的應用最為廣泛。
增材製造316L不鏽鋼(gāng)的(de)組(zǔ)織與性能存在各向異性(xìng),但各向異性可通過增(zēng)材製造的後處理技術消除。目前增材製造最為常用的後處理技術為熱處理。與鍛造316L不鏽鋼相比,經熱等靜(jìng)壓處理的增材製造316L不鏽鋼的(de)力學(xué)性能與輻(fú)照(zhào)性能更優。目前(qián),核用不鏽鋼的增材製造技術還處於起始階段,後續應(yīng)重點關注增材製造的成形機理及成形材料中子輻照性能等內容。
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