Argonne nghiên cứu thép in 3D cho các lò phản ứng hạt nhân thế hệ tiếp theo

Các nhà nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Argonne thuộc Bộ Năng lượng Hoa Kỳ đã tiến hành các nghiên cứu về thép không gỉ in 3D nhằm hỗ trợ phát triển các thành phần lò phản ứng hạt nhân thế hệ tiếp theo. Sử dụng kỹ thuật in đắp lớp bằng laser (LPBF), một phương pháp sản xuất phụ gia, họ đã tạo ra các mẫu của hai hợp kim chính: 316H, một loại thép không gỉ truyền thống được sử dụng trong các lò phản ứng, và Hợp kim 709 (A709), một hợp kim mới được thiết kế cho các ứng dụng hạt nhân tiên tiến. Quá trình LPBF tạo ra các đặc điểm vi cấu trúc độc đáo do sự gia nhiệt và làm nguội nhanh chóng, bao gồm nhiều khuyết tật dịch chuyển có thể vừa làm tăng độ bền của thép vừa làm tăng khả năng bị gãy. Các phương pháp xử lý nhiệt được áp dụng để giảm căng thẳng bằng cách cho phép sự sắp xếp lại các nguyên tử, nhưng một số khuyết tật dịch chuyển có thể được giữ lại để nâng cao hiệu suất. Các nghiên cứu đã tiết lộ sự khác biệt đáng kể giữa thép in 3D và thép chế tạo truyền thống, đặc biệt là cách các vật liệu in phản ứng với các phương pháp xử lý nhiệt. Đối với 316H, các thí nghiệm sử dụng kính hiển vi tiên tiến và nhiễu xạ tia X tại chỗ cho thấy các oxit nano—những khuyết tật phổ biến trong thép in 3D