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近日，在我国的济南市，一具直径达15.6米的红热钢圈被缓缓移出轧制机，正式宣告我国第四代核电机组支承环钢坯的制造成功。这具钢坯在经过精加工后，能承受吨以上的重量，堪称是核反应堆的“脊梁”，而这块超大锻件，一经落成便打破了两个世界记录：这具支承环钢坯全重吨，是世界最重单体不锈钢坯料，其直径达15.6米，是世界上最大直径的不锈钢环形锻件。如此巨型的不锈钢锻件，按照往常的制造法，都会先锻出8-9个分段，再用焊接方式将其拼接成为一个完整的钢环，然而，很明显，钢环中的焊缝，将会成为严重影响锻件性能的“短板”。而如需整体锻造，考虑到各类锻造损失，铸造出的母材钢锭就必须比工件要大，根据计算，如需锻造这具吨的钢坯，必须事先铸造一个吨的钢锭！然而，铸锭尺寸越大，冷却就越难，各类沙眼、气孔、偏析、粗晶等铸造缺陷也会越严重，导致用吨钢锭锻吨钢圈的工艺路线，基本不现实。为攻克这一难题，中科院金属研究所的研究员们提出了“以小制大”的路线，以“金属构筑成形技术”，成功制造了吨的原料钢坯，在这块钢坯上，根本不存在焊缝，也不存在各类铸造缺陷，整体性能得到了极大的提升。何为“金属构筑成型”？其可简单的理解为用金属板坯“砌墙”：将多块均质化板坯通过表面清洁处理，再通过真空电子焊封装后，在高温下大变形实现固态冶金连接，充分愈合界面，实现界面与基体完全一致的“无痕”连接。国内部分媒体想当然的认为，“金属构筑成型”以搭建砖墙的过程作为灵感来源，并称其思路相当先进，是“颠覆性技术”，实际上，该技术的思路来源绝非建筑学，而其虽的确具备颠覆性，但“颠覆性”的点，也绝对不在思路上。“金属构筑成型”的思路来源，本质上是“锻造焊接”：将两块表面洁净的金属加热到焊接温度，再对这两块金属施以强力，令两块金属的接触面变形，金属原子间重新生成金属键，以使两块金属紧密结合，完成焊接。而我国匠人对锻造焊接的应用，足够上溯到数千年前的春秋战国时期。在当时，已经出现了将四五片钢坯料加温锻接，并折叠锻打后出现的兵器，这些兵器表面会有相当漂亮的花纹，其制造也相当费工时，性能亦十分优秀，常被称为“神兵”。《吴越春秋·阖闾内传》中有记载的“干将”“莫邪”两把名剑，一把显龟裂纹，一把呈水波纹，便是这种工艺已被当时匠人采用的证据。在后来的史书中，各类“百炼钢”“百辟钢”均是指采用了类似技术锻造出的钢材，此类通过锻造焊接多片钢料后再折叠锻打的技术，在汉剑、魏晋环首刀、唐横刀、宋手刀等刀剑具的名品中，均有运用。“金属构筑成型”虽在思路上继承了唐横刀、汉剑等古代刀剑的锻造手法，但用意已和当年规避冶金工艺缺陷的初衷截然不同，“金属构筑成型”是为了“锦上添花”，利用这项工艺，可将多块连铸压铸出的小块高质量钢锭无痕的融为一体，解决各类大块铸件存在的各种缺陷问题。而在“金属构筑成型”工艺中，真正具备颠覆性的环节，是“真空电子焊封装”这一步。根据钢材密度计算，吨的立方体钢锭体积约为25立方米左右，边长约为3米，这侧面证明，我国已经能在容积超过30-35立方米以上的真空腔中，对多条走向不一的焊缝进行全自动化电子束焊接。真空电子束焊接一直都是加工钛合金等难焊金属的方式之一，F-14战机的钛合金翼盒，便是使用真空电子束焊接制成，某种程度上来说，这项技术，将有望在我国未来的航空航天事业中大发异彩。「注：本文部分图片来源于网络！文章未经授权禁止转载！

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