观察：中国核电站巨型环破世界纪录 直径超15米重150吨(图)

　　本文转自微信公众号“科学大院”（ID：kexuedayuan）丨作者：赵龙哲

　　世界最大无焊缝奥氏体不锈钢整体环形锻件于3月12日10时整在济南成功轧制。它将作为我国第四代核电机组核心部件的支承环，不但是压力容器边界、安全屏障，而且结构上需承受7000吨重量，堪称整个堆容器的“脊梁”。

　　Φ15.6米堆容器支承环锻坯 （图片来源：作者提供）

　　我们先看一下这个巨型环的成功研制打破了哪些世界纪录吧。

　　1。世界首创金属构筑成形技术，实现了200吨级金属钢坯分级构筑成形。

　　2。创造了世界最重单体不锈钢坯料的世界纪录（150吨）。

　　3。创造了世界最大直径不锈钢环形锻件的世界纪录（直径15.6米）。

　　这个巨型环到底牛在哪里？

　　大铸锭是大锻件的基础。传统大锻件制造通常使用“以大制大”的方法，即锻造母材一定要大于成型工件，按照这种测算方法，本次制造的大锻件至少需要浇铸一个单重250吨的钢锭。

　　但是，大断面钢锭的凝固过程存在明显的“尺寸效应”，即钢锭尺寸越大，凝固时间越长，冷却速度越慢，钢锭偏析、疏松、粗晶现象越严重。之前，单重250吨级不锈钢钢锭的冶炼在世界上是前所未有的，可见其冶炼难度之大。

　　受特种冶金设备能力的限制，传统上制造这种巨型环锻件，国内外都是采用分段制造，然后拼焊完成。对于这么大的环形锻件，上面就要有7-8条焊缝，焊缝这个位置材料性能是非常薄弱的，在构件服役过程中就会存在一些安全隐患，这也就是我们所说的“木桶效应”。

　　为了攻克这一难题，中国科学院金属研究所李依依院士团队独辟蹊径在全球率先提出了“以小制大”的金属构筑成形技术，通过使用数十块小型板坯，经分组封焊，多次构筑，成功制造了200吨级原料钢坯，并整体轧制成形。在这个巨型环上，根本不存在所谓的焊缝，整体性能得到了显著提升。

　　Φ15.6米不锈钢整体轧制 （图片来源：作者提供）

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　　那到底什么是金属构筑成形技术呢？