Stav výskumu práškových prísad z nehrdzavejúcej ocele 316L pre jadrovú energiu

S rýchlym rozvojom čínskeho jadrového energetického priemyslu sa dizajn niektorých zariadení pre jadrovú energiu stal presnejším a komplexnejším. Ak sa na výrobu týchto zariadení na jadrovú energiu používajú tradičné výrobné techniky, vznikajú problémy s dlhými výrobnými cyklami a viacerými výrobnými procesmi. Použitím aditívnych výrobných procesov je však možné dosiahnuť efektívnu výrobu zariadení so zložitými a presnými štruktúrami.

Nerezová oceľ má vynikajúcu odolnosť proti oxidácii, mechanické vlastnosti a odolnosť proti korózii, vďaka čomu je široko používaná v oblasti jadrovej energie. Najmä po havárii vo Fukušime bola nehrdzavejúca oceľ (ako FeCrAl feritická nehrdzavejúca oceľ, 316Ti a 15-15Ti austenitická nehrdzavejúca oceľ) vybraná ako jeden z hlavných smerov výskumu a vývoja pre palivové materiály odolné voči nehodám (ATF) pre ľahké vodné reaktory. Okrem toho majú materiály z nehrdzavejúcej ocele dobrý zvárací výkon, takže použitie technológie aditívnej výroby môže dosiahnuť dobré metalurgické spájanie a tvarovanie. Zavedenie technológie aditívnej výroby do oblasti jadrovej energetiky bude prínosom pre vývoj a aplikáciu palivových materiálov odolných voči nehodám.

Výskumný tím China Nuclear Power Research and Design Institute publikoval článok s názvom „Stav výskumu výroby aditív z nehrdzavejúcej ocele 316L pre jadrovú energiu“ v „Inžinierstve presného tvárnenia“, ktorý odhaľuje mikroštruktúru a vlastnosti tvarovaných dielov na výrobu aditív z nehrdzavejúcej ocele 316L pred a po ožiarení, ako aj požiadavky na indikátory nehrdzavejúcej ocele 316L pre jadrovú energiu.

Technológia aditívnej výroby je pokročilý výrobný proces, ktorý nevyžaduje formy a je takmer čistý. Nerezová oceľ je široko používaný konštrukčný materiál v jadrovej energetike. Implementácia aditívnej výroby konštrukčných komponentov z nehrdzavejúcej ocele ďalej podporí rozvoj technológie aditívnej výroby a môže tiež priniesť revolučné zmeny do jadrového priemyslu. Ak vezmeme ako príklad nehrdzavejúcu oceľ 316L používanú v jadrovej energetike, stav výskumu výroby práškových prísad z nehrdzavejúcej ocele je systematicky rozpracovaný, vrátane súčasného stavu procesu prípravy prášku, procesu výroby aditív a stavu výskumu mikroštruktúry a vlastností tvarovaných dielov. .

V súčasnosti je proces prípravy prášku z nehrdzavejúcej ocele 316L na výrobu aditív hlavne metódou atomizácie a fyzikálne a chemické vlastnosti prášku sú ovplyvnené parametrami procesu výroby prášku. Medzi technológiou výroby aditív na tavenie laserového prášku, technológiou selektívneho tavenia elektrónovým lúčom a technológiou výroby plazmových aditív je obzvlášť rozšírená aplikácia taviacej prísady z laserového práškového lôžka na výrobu nehrdzavejúcej ocele.

Mikroštruktúra a vlastnosti nehrdzavejúcej ocele 316L vyrobenej aditívnou výrobou vykazujú anizotropiu, ale anizotropiu možno eliminovať technikami dodatočného spracovania pri aditívnej výrobe. Najčastejšie používanou technológiou dodatočnej úpravy v aditívnej výrobe je tepelné spracovanie. V porovnaní s kovanou nehrdzavejúcou oceľou 316L sú mechanické vlastnosti a ožarovacie vlastnosti nehrdzavejúcej ocele 316L vyrobenej prísadou upravenou izostatickým lisovaním za tepla. V súčasnosti je aditívna výrobná technológia jadrovej nehrdzavejúcej ocele stále v počiatočnom štádiu a budúca pozornosť by sa mala venovať formovaciemu mechanizmu aditívnej výroby a výkonu tvárnených materiálov v oblasti neutrónového ožarovania.