从实验到成功，绝无侥幸 —— 耐驰访上海交通大学材料科学与工程学院 顾教授

海电气集团旗下上海重型机器厂有限公司（后面简称上重厂）与上海交大材料学院共同建立的“大型铸锻件工程技术中心”，长期专攻核电装备自主创新关键材料。每周四，交大材料学院的研发团队,都会在年近8旬的潘健生院士带领下,前往闵行江川路上的上重厂，了解已合作了多年的核电大锻件材料、热处理项目进展情况，然后把问题带回学校实验室一一进行模拟和分析，找出解决的办法。前些年，上重厂采用"碗口朝下"的传统淬火方式，对核电压力容器的封头锻件进行热处理，连续几次都失败了，好几百万打了水漂。交大团队加入后，从头研发，最终在潘院士的领导下成功开发了一套“碗口朝上”的热处理工艺，产品一次热处理成功，这是非常重要的创新。


耐驰：请您谈谈热分析技术在大型铸锻件热处理工艺中的重要性？
 
顾教授：大型锻件由于重量大，通常在几十吨以上，热处理难度大。通常通过计算机模拟热处理过程大锻件内部的温度场、组织转变和应力/应变的演化过程是进行热处理工艺设计与优化的极其重要手段。要实现精确模拟，准确的材料参数是必需的。

耐驰：请问在核电压力容器封头锻件热处理工艺研发过程中，您最注重材料的哪些热物性参数？

顾教授：通常用到的热物性参数包括：热膨胀系数，比热，导热系数，密度等，这些都是要从高温到低温不同温度下的数据，而且针对钢中不同的组织（马氏体、贝氏体、珠光体、奥氏体等）分别测定。实验测试量大，方案设计也难度大。
还有，相变动力学数据也很重要。它也能够通过吸放热来测定，主要测定不同类型相变吸放热的定量数据，同时抽取其中动力学信息。由于钢的相变温度较高，对设备要求较高，甚至需要控制加热/冷却速度。

耐驰：您是通过怎样的测试方法取得这些参数？

顾教授：目前，通过使用包括耐驰仪器在内的不同设备，进行测试来获取材料的各种性能参数。由于需要通过计算机模拟来指导大锻件的热处理生产工艺，因此对基础数据的准确性有非常高的要求。

耐驰：请问您对耐驰仪器的使用感受如何？

顾教授：正如前面提到的，只有获得精确数据，我们进行计算机模拟时候才能对结果更加放心。而我们使用的耐驰高温DSC和同步热分析仪STA，其表现出宽广工作温度范围，优化的试验气氛条件、天平的高稳定性和低漂移度、多样且灵敏的传感器，为提供优质的数据铺垫了扎实的基础，耐驰可堪称是科研的好助手，期待耐驰能继续做大作强。

后续

据了解三年来，在交大项目组的攻关下，上重厂在三代核电机组的稳压器锻件、四代核电机组的高温气冷堆/压力容器和堆内构件大锻件等四项技术中率先突破，先后实现国际首台和国内首台的业绩。通过在实践中摸索和研究，交大材料学院梳理出大型铸锻件热制造过程中的科研共性难题，向国家申报了重大基础研究项目，目前该课题已被列入国家973计划并已正式启动。

耐驰祝愿交大与上重厂的通力合作能为我国核电事业各项技术指标挤入世界前列发挥持久而强大的推动力。
 

	上海交通大学金属基复合材料国家重点实验室-DIL
	上海交通大学金属基复合材料国家重点实验室-TCT
	上海交通大学热能工程研究所-STA-MS/FTIR联用
	上海交通大学化学化工学院电气绝缘材料重点实验室-     LFA
	上海交通大学化学化工学院电气绝缘材料重点实验室-     DSC和TG