Status istraživanja aditiva u prahu od nehrđajućeg čelika 316L za nuklearnu energiju

S brzim razvojem kineske industrije nuklearne energije, dizajn neke opreme za nuklearnu energiju postao je precizniji i složeniji. Ako se za proizvodnju te opreme za nuklearnu energiju koriste tradicionalne proizvodne tehnike, postoje problemi s dugim proizvodnim ciklusima i višestrukim proizvodnim procesima. Međutim, korištenjem aditivnih proizvodnih procesa može se postići učinkovita proizvodnja opreme sa složenim i preciznim strukturama.

Nehrđajući čelik ima izvrsnu otpornost na oksidaciju, mehanička svojstva i otpornost na koroziju, što ga čini širokom primjenom u području nuklearne energije. Osobito nakon nesreće u Fukushimi, nehrđajući čelik (kao što je FeCrAl feritni nehrđajući čelik, 316Ti i 15-15Ti austenitni nehrđajući čelik) odabran je kao jedan od glavnih smjerova istraživanja i razvoja za materijale otporne na nezgode (ATF) za laka vodeni reaktori. Osim toga, materijali od nehrđajućeg čelika imaju dobru izvedbu zavarivanja, tako da se korištenjem tehnologije aditivne proizvodnje može postići dobro metalurško spajanje i oblikovanje. Uvođenje tehnologije aditivne proizvodnje u polje nuklearne energije bit će korisno za razvoj i primjenu gorivnih materijala otpornih na nezgode.

Istraživački tim Kineskog instituta za istraživanje i dizajn nuklearne energije objavio je članak pod naslovom "Status istraživanja proizvodnje aditiva od nehrđajućeg čelika 316L za nuklearnu energiju" u "Inženjerstvu preciznog oblikovanja", otkrivajući mikrostrukturu i svojstva oblikovanih dijelova za proizvodnju aditiva od nehrđajućeg čelika 316L prije i nakon ozračivanja, kao i zahtjevi indikatora nehrđajućeg čelika 316L za nuklearnu energiju.

Tehnologija aditivne proizvodnje napredan je proizvodni proces koji ne zahtijeva kalupe i gotovo je neto oblikovan. Nehrđajući čelik široko je korišten konstrukcijski materijal u industriji nuklearne energije. Implementacija aditivne proizvodnje za konstrukcijske komponente od nehrđajućeg čelika dodatno će promicati razvoj aditivne proizvodne tehnologije i također može donijeti revolucionarne promjene u nuklearnoj industriji. Uzimajući kao primjer nehrđajući čelik 316L koji se koristi u nuklearnoj energetici, status istraživanja aditivne proizvodnje praha od nehrđajućeg čelika je sustavno razrađen, uključujući trenutni status procesa pripreme praha, procesa oblikovanja aditivne proizvodnje i status istraživanja mikrostrukture i svojstava oblikovanih dijelova .

Trenutačno je postupak pripreme praha od nehrđajućeg čelika 316L za aditivnu proizvodnju uglavnom metoda atomizacije, a na fizikalna i kemijska svojstva praha utječu parametri procesa proizvodnje praha. Među tehnologijom proizvodnje aditiva za lasersko taljenje sloja praha, tehnologijom selektivnog taljenja elektronskim snopom i proizvodnom tehnologijom aditiva u plazmi, primjena aditiva za proizvodnju aditiva za lasersko taljenje sloja praha od nehrđajućeg čelika posebno je raširena.

Mikrostruktura i svojstva nehrđajućeg čelika 316L proizvedenog aditivnom proizvodnjom pokazuju anizotropiju, no anizotropija se može eliminirati tehnikama naknadne obrade u aditivnoj proizvodnji. Najčešće korištena tehnologija naknadne obrade u aditivnoj proizvodnji je toplinska obrada. U usporedbi s kovanim nehrđajućim čelikom 316L, mehanička svojstva i svojstva zračenja nehrđajućeg čelika 316L izrađenog aditivom tretiranim vrućim izostatičkim prešanjem su bolja. Trenutačno je tehnologija aditivne proizvodnje nuklearnog nehrđajućeg čelika još uvijek u početnoj fazi, a buduću pozornost treba posvetiti mehanizmu oblikovanja aditivne proizvodnje i performansama neutronskog zračenja oblikovanih materijala.