隨著我國核電事業的快速發展,部分核能設備的設計變得更加精密複雜,這部分核能設備若(ruò)采用傳統製造工生產,則存在生產周期長、製造工序多的(de)問題,而采用增材製造工藝可以實現具有複雜精密結(jié)構設備的高效生產。
不鏽鋼具(jù)備優良的耐氧化性能、力學性能和抗腐蝕性能,在核電領域具有廣泛的應用。尤其是福島事故之後,不鏽鋼(如 FeCrAl 鐵素體不鏽鋼(gāng)材料、316Ti 和 15–15Ti 奧氏體不鏽鋼等(děng))被選為輕水堆耐事故燃(Accident Tolerant Fuel,ATF)材料的主要研發方向之一。此外,不鏽(xiù)鋼(gāng)材料具有良好的(de)焊接(jiē)性(xìng)能,因此采用增材製造技術可以實現其較好的冶金(jīn)結合與成形(xíng),將增材製造技術引入核電(diàn)領域必(bì)將有利於耐事故燃(rán)料材料的發展(zhǎn)與應用。
中國核動力研究設(shè)計院的研究(jiū)團隊在(zài)《精密成形工程》發表了《核(hé)電用316L不鏽鋼粉末增材製造研究現狀》一文,揭示了輻照前與輻(fú)照後316L不(bú)鏽鋼增材製造成形件的組織與性能,以及核電316L 不鏽鋼的(de)指標要求等。
增材製造技術是一(yī)種(zhǒng)無須模具、近淨成形的先進製造(zào)工(gōng)藝(yì)。不鏽鋼是一種在核電行業(yè)廣泛(fàn)應用的結構材料。實現不(bú)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。以核電用(yòng)316L不鏽鋼為例,係(xì)統闡述了不鏽鋼粉末增材製造研究現狀,包括粉末製(zhì)備工藝現狀、增材製造成形工藝現狀以及成形件的(de)組織性能研究現狀。
目前,增(zēng)材製造(zào)用316L不鏽鋼粉末的製備工藝主要為霧化法,粉(fěn)末的物化性能受製粉工(gōng)藝參數的影響。在激光粉(fěn)末床熔融增材製造(zào)技術、電(diàn)子束選區熔化技術(shù)和等離(lí)子增(zēng)材製造技術中,尤以激光粉末床熔融增(zēng)材製造不鏽鋼的應用最為廣(guǎng)泛。
增材製造316L不鏽鋼(gāng)的組織與性能存在各向異性,但各向(xiàng)異性可通過增材製造(zào)的後(hòu)處理(lǐ)技術消除。目(mù)前(qián)增(zēng)材製造最為常用的後處理技術為熱(rè)處理。與鍛造316L不鏽鋼相比,經熱(rè)等靜壓處理的(de)增材製造316L不鏽(xiù)鋼的力學(xué)性能與(yǔ)輻照性(xìng)能更優。目前,核用不鏽鋼的增材製造技術還處於起始階(jiē)段,後續應重點關注增材製造的成(chéng)形機理及成形材(cái)料中子(zǐ)輻照性能等內容。



