合肥研究院3D打印抗中子輻照鋼研究取得新進展

來源：中科院

近期,，中國科學院合肥物質科學研究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,，相關成果發(fā)表在國際期刊Journal of Nuclear Materials上。

3D打印技術在制備小型化復雜構件方面具有獨特優(yōu)勢,。CLAM鋼是核能安全所團隊牽頭研發(fā)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(tǒng),。此前,，核能安全所團隊已利用選區(qū)激光熔化技術實現(xiàn)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,。

3D打印CLAM鋼在不同方向拉伸性能及HIP與調質處理前后組織TEM圖像

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(xiàn)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(xiàn)了材料強度和韌性的良好匹配,。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,。

該研究得到國家重點基礎研究發(fā)展計劃、中科院百人計劃,、國家自然科學基金和安徽省自然科學基金等的資助,。