大锻件是核电站的核心部件,其中核岛压力容器是反应堆的安全屏障。重点实验室核用大锻件材料及制备工艺研究组在国家重点研发计划项目、国家核电重大专项、中科院重点部署项目的支持下,利用原创的金属构筑成形技术,完成了直径5米、高度3米的SA508-3钢压力容器筒体的研制。该筒体将进行解剖评价,通过考核后金属构筑成形技术将有望应用于三代核电压水堆及四代核电高温气冷堆的压力容器。同时,还完成了150吨级直径2.5米、高度3.5米的SA508-3钢水室封头钢坯的研制,首次实现了150吨级钢锭的一级构筑成形,突破了单次构筑的重量极限。后续该钢坯将用于制造水室封头。以上成果是继2019年金属构筑成形技术在φ15.6米四代核电不锈钢支承环上应用后,该技术在核电站关键部件研制上的最新突破。
金属构筑成形技术是重点实验室科研人员原创的一项低成本高品质新型增材制造技术,在香山科学会议上被院士专家评价为“变革性创新”。该技术通过“以小制大”的新型加工制造,充分愈合多层金属的结合界面,显著提升大锻件的均质性。通过在核电站上的逐步应用,标志着该技术已日臻成熟,成为若干重大装备核心部件制造的首选方法,未来该技术将逐步推广到风电、火电、燃机、舰船等领域,为推动我国高端装备的快速发展,保障核心材料的自主可控发挥重要作用。