俄罗斯研发核废料处理用高耐磨钢材样品

新西伯利亚国立技术大学 (Novosibirsk State Technical University, NSTU) 近日发布消息称，俄罗斯科研人员已研制出一种添加增强元素的钢材样品。实验结果显示，该材料的耐久性约为目前核电站废料处理设备中所用5KhNM工具钢的4倍。

该研究主要面向沉淀硬化钢结构改进。沉淀硬化钢是一类特殊合金材料，经过淬火处理并在特定温度下保温后，钢内部可析出细小而坚硬的颗粒，从而提升材料强度和耐磨性能。科研人员希望以新型高强度合金替代现有5KhNM工具钢，用于制造核电站乏燃料组件处置相关部件。

研究团队表示，通过采用可模拟磨损机制的干摩擦试验装置，实验已证实所研究钢材的耐久性约为5KhNM钢的4倍。

项目开发人员德米特里·科托夫 (Dmitry Kotov) 介绍，这类材料可用于核电站废料处理设施。目前，相关设施通常使用由5KhNM合金制成的系统，对乏燃料组件进行破碎和后续处置。若未来以正在研发的新钢材替代现有材料，摩擦副部件的服役寿命有望延长数倍。

科托夫表示，用于破碎作业的设备通常无法维修，只能整体更换，因此提高关键部件寿命具有实际意义。为制造相关机构的导向装置，他正在研究两种有应用前景的材料。这些材料除含碳外，还加入了铬、钨、钒等合金元素。

据了解，科托夫此前已在俄罗斯科学院西伯利亚分院拉夫连季耶夫流体动力学研究所 (Lavrentyev Institute of Hydrodynamics of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences) 设计与技术分部开展沉淀硬化钢研究。下一步，研究团队计划继续进行材料结构和摩擦学研究，并据此制造全尺寸原型件，在实际废料处理生产线上开展测试。