[发明专利]一种聚变堆用大尺寸细晶粒异型构件及其制造工艺

说明书

本发明涉及一种聚变堆用大尺寸细晶粒异型构件，包括管道A和管道B，所述管道A和管道B的内径相等，管道A和管道B之间通过过渡区C连接，所述管道A和管道B通过过渡区C连接，所述过渡区C的内径与管道A的内径相等，所述管道A和管道B内均设有螺纹形筋条，所述筋条贯穿管道A和管道B的进口和出口。本发明的制造工艺依次包括粗料胚件表面钢刷除锈，在线感应加热预处理，电脉冲热处理，热处理炉全面热处理，成品整形和成品锻件热处理工艺。本发明生产的热核聚变堆用大尺寸细晶粒异型构件的晶粒度可以达到4级或更细，且表面裂纹很少，即使有裂纹的部位，裂纹深度也小于1.5mm，加工工艺步骤易操作，电脉冲处理疏通粗料胚件内部的组织，改善机械性能。

技术领域

本发明属于锻造工艺技术领域，具体涉及一种聚变堆用大尺寸细晶粒异型构件及其制造工艺。

背景技术

聚变堆是由聚变实验装置的基本组成加上堆的包层/屏蔽部件构成的。包裹着环形堆芯等离子体的是关键的核岛部件；包层和偏滤器，它们处在环形真空室内。套在真空室外面的是多个产生环向磁场约束等离子体的环向场线圈(TFC)。TFC外面围着若干个同轴心的线圈环，它们产生约束等离子体的极向磁场，称为极向场线圈(PFC)。为了便于维修和更换，包层和偏滤器是由多个模件组成的。包层模件通过真空室上端的垂直通道进出，偏滤器模件则经下端的偏滤器抽气通道更换。它们的冷却剂管道主要也要从这些通道进入。磁场线圈采用超导体，需要足够的屏蔽以避免受到来自堆芯过量的辐射损伤，为此设置了TFC的屏蔽层。在聚变堆的周围，布置有等离子体工程系统以维持持续的聚变反应。这些系统包括真空、等离子体加热、电流驱动、聚变燃料添加、燃料余灰排出以及等离子体测量和控制等。今天的聚变等离子体实验装置已经具备这些系统，只是由于聚变堆的等离子体参数更高，需要更强大的等离子体工程系统。

2016年，公司着手推进316LN核聚变设备特种钢材锻造项目，根据贵州航天新力对核聚变支撑方坯锻件的订购需要，2017年末，316LN核聚变反应设备部件第一代锻件产品已完成研发和少量生产，晶粒度4级，达到性能要求。根据2018年1月贵州航天新力向振宏订购的新锻件，核聚变支撑方坯锻件和圆柱体筒管(外径2070内径1660长1170(mm)、外径1995内径1575长1170(mm))的晶粒度需达4级以上；随着核聚变托卡马克装置从实验到商用的不断推进，高约束模式下超导磁场进一步增大，需要进一步优化不锈钢材料的配方，获得更高力学、机械性能的316LN锻件。

发明内容

本发明的目的是提供一种聚变堆用大尺寸细晶粒异型构件，晶粒度细小，机械性能优异。

本发明的另一个目的是提供一种聚变堆用大尺寸细晶粒异型构件的制造工艺。

一种聚变堆用大尺寸细晶粒异型构件，包括管道A和管道B，所述管道A和管道B的内径相等，管道A和管道B之间通过过渡区连接，所述管道A和管道B通过过渡区连接，所述过渡区的内径与管道A的内径相等，所述管道A和管道B内均设有螺纹形筋条，所述筋条贯穿管道A和管道B的进口和出口。

优选地，所述过渡区的厚度为7-16mm。

一种聚变堆用大尺寸细晶粒异型构件，其特征在于采用一种聚变堆用大尺寸细晶粒异型构件的生产装置生产粗料，一种聚变堆用大尺寸细晶粒异型构件的生产装置包括支架、感应器、锻压机、探伤仪，所述支架上设置有所述感应器，所述感应器上方设置有输送带，所述感应器远离所述输送带的一侧设置有加热炉，所述加热炉外侧设置有下料板，所述锻压机底部设置有锻造台，所述锻压机顶部设置有锻造锤，所述锻造锤下方的所述锻压机上设置有控制器，所述探伤仪设置于车床内部，所述车床内部底端设置有电动机，所述电动机外侧设置有卡盘，所述卡盘远离所述电动机的一侧设置有车刀，所述车床远离所述电动机的一侧设置有气缸，所述车床外侧设置有控制面板。