一、项目简介围绕核电核岛主设备关键部件用钢以及成形技术的研究与工程应用,以实现大型锻件国产化为出发点。其成果用于清洁能源高端装备用核电核岛主设备(压力容器、蒸发器、堆内构件)等关键部件。围绕大锻件材料化学成分控制技术、锻造过程中的控形与控性技术、大型锻件淬火质量的流场控制及热处理技术等方面开展技术研究与工程应用。1.开发大型电渣锭的重熔技术,有效控制了大型电渣锭的宏观偏析和枝晶偏析,并实现了钢锭化学成分的准确控制,为保证产品的各项指标要求奠定了坚实的材料基础。2.解决了超大型钢锭的锻造压实和复杂异形锻件的仿形锻造等成形技术难点,开发了一系列专用的仿形锻造成形工艺,成功获得成形精度较高的仿形锻造毛坯。深入研究了材料的相变行为,通过开发了新的热处理工艺方法提升锻件力学性能,进一步挖掘材料潜力。通过成分优化、改进冷却装置(水槽)、设计专用热处理工装等手段,保证锻件获得均匀、优良的力学性能。 二、主要技术指标1、核电主管道:(1)弯曲角为56.4°(技术要求:56.2°±1°);(2)壁厚差小于8%(技术要求:12%);(3)截面椭圆度小于2%(技术要求:4%);(4)直线段的直线度小于f5;(5)枝杈的位置度公差小于10mm;(6)弯曲段中径(半径)1431mm。经上海市浦东科技信息中心查新和水平咨询,“本项目研发成功提高了我国自主制造核电设备的能力,缩短了主管道的开发周期,达到国内同类技术领先水平。”2、核电蒸发器水室封头:利用有限元分析技术优化工艺参数,采用锻冲相结合的创新性成形工艺制造水室封头,钢锭利用率可达50%以上,比传统工艺提高了30%。工艺极大地降低了加工余量,显著提高了锻件的成形率和材料利用率,明显缩短工时、降低成本。每年可大约节省大型数控机床加工时3600小时,减少刀具损耗数十万人民币。3、核电蒸发器过渡锥体:该工艺采用直马杠、无偏载设计的“锥-锥-锥”套筒和相应特征的上模来制造所有具有“柱-锥-柱”特征的筒形锻件,有效解决了传统方法锻造余块大,材料利用率低的问题,大幅度地减少了制造成本,提高了经济效益。同时该革新性的制造方法也极大地降低了锻件对制造设备的要求,为后续更大尺寸该类锻件的成形提供了强有力的技术保障。