以压水堆核电站关键结构材料和焊接部件的主要失效形式为重点，研究现役和在建核电站国产材料在模拟核电高温高压水环境中微纳米尺度缺陷的损伤演化规律，并与国外材料对比。重点研究环境/力学/材料成分与微观结构对高温电化学的热力学、动力学的影响规律；研究材料微纳米尺度缺陷的腐蚀到应力腐蚀裂纹萌生的演化规律；研究裂尖纳米尺度的化学/结构/力学特征及其扩展机制；通过第一原理计算研究合金元素和残余应力对辐照导致元素团簇形成的影响，用辐照结合小试样试验研究析出原子团簇的交互作用及其与脆性转变温度的关系；研究材料/温度/水化学/载荷/位移/频率等多因素交互作用下的微动磨损行为；研究依据电化学方法的监检测系统，实现电化学探头长期可靠性和微纳级上的早期/无损/在线腐蚀损伤监检测；研究依据损伤机理的寿命预测模型和安全评估方法。在环境因素与材料交互作用的非线性耦合理论、材料在环境中损伤演化的微细观理论、材料环境行为的模型与寿命预测理论三个关键科学问题上有所突破。形成与基础理论紧密联系的若干关键技术基础和两项示范性技术—监检测与寿命评估，为材料国产化和科学使用、建立材料安全使用的评价准则和寿命预测提供基础数据和判据。

焦炉荒煤气显热回收利用技术通过上升管内壁纳米导热层、外部纳米隔热保温层、耐高温耐腐蚀合金材料、上升管整体结构、水汽循环自动控制系统的研发与应用，开发出适合于焦炉上升管余热回收利用装置及配套系统，并且安全、稳定、高效、长周期的运行，继而将上升管逸出的荒煤气进行热交换，将荒煤气的余热得到充分应用，实现上升管余热回收，从而提高焦化企业的技术、经济、环保三重效益。 本技术的关键技术为上升管换热器，其克服了设备腐蚀、上升管套筒可能发生漏水、内壁结挂大量焦油、使用寿命及换热效果差等问题。

高炉煤气一塔式多级除氯工艺满足了高炉煤气干法除尘技术发展所需，配套开发出的一塔式多级除氯设备实现了塔内三级功能，依次为喷水脱氯、喷碱液脱氯并调节pH值、以及脱水除氯。处理后，煤气中酸性易溶介质基本能有效脱除，减少了烟气排入到大气中的酸性介质，降低了对大气的破坏作用和对环境的污染；调节煤气管网中冷凝液的pH值，使其精准控制在7±0.5范围内，解决了管网及设备腐蚀问题；同时脱除处理过程中混入到煤气的大量机械水，使煤气中机械水含量小于3g/Nm3，保证高炉煤气燃烧品质。

近些年来，高炉煤气管网及设备腐蚀问题突出，经检测，主要是由煤气管道内冷凝液含氯离子等酸性介质偏高所导致。分析其原因，与入炉炉料相关，更与高炉煤气净化工艺相关。 高炉煤气一塔式多级除氯工艺及装备即是在保留干法除尘工艺多发电的经济效益的前提下，对并入管网的煤气进行除氯处理，从而减少煤气中Cl-的排放、并解决管网及设备的腐蚀问题，是对干法除尘工艺有效的补充与完善。该装置规模与处理煤气量密切相关，系统喷淋水大部分循环利用，少量排放至高炉冲渣水系统或进入已有的污水处理系统，不产生二次污染。

主要目标： 建设一套安全可靠的转炉配套烟气全余热回收及布袋除尘系统并进行工程示范， 达到将蒸汽回收量增加50Kg/t钢，实现排放浓度不超过10mg/m3；研发出大通量、高精度、耐高温腐蚀性气体的过滤多孔膜材料滤芯及铁合金冶炼高温烟气净化装置和系统；研发新一代适用于高温工况条件的金属纤维毡滤袋，建立铁铬铝纤维滤袋除尘模拟实验平台。 主要内容： 转炉烟气全余热回收系统研发及示范应用 完成转炉烟气中粉尘成份的测定，并分析其自燃性，模拟在在转炉烟气中的氛围，摸索粉尘堆积可达到的最高温度；开展系统工艺设计、非标设备设计； 开展工业实验，检测系统运行是否稳定；实测吨钢多回收的蒸汽量；实测运行费用；实测烟尘的排放浓度。 铁合金高温炉气净化装置研发 根据工况条件的变化及气体的性质，设计选择自主研发的铁铝金属间化合物材料，制造出非对称膜滤芯，确保高温气体过滤系统耐腐蚀、耐高温、抗热震性及稳定过滤； 采用进气高温，解决系统正常工况下的结露和焦油糊膜问题的同时减少系统制造及运行成本；采用防结露系统、高温反吹来防止开停机及工况条件下的结露问题； 采用多段方式解决高温安全排灰。 金属纤维毡滤袋研究及应用 ①建立铁铬铝纤维滤袋的除尘模拟试验平台，建成金属滤料的应用性能数据库； ②开展铁铬铝纤维滤袋的孔隙结构设计和孔隙度、孔径等结构参数的优化，制备滤袋样品； ③开展铁铬铝纤维滤袋新型清洁系统结构设计，建立除尘装置在线数据采集系统； ④试制除尘器筒体，开展小系统侧线考核试验，为材料结构设计提供指导。

主要目标： 研发一整套包括浓盐水处理在内的经济高效综合废水深度处理及循环回用技术，建成 25m3/h浓盐废水深度处理中试示范装置，建设500m3/h废水的深度处理示范工程。综合废水全部回用于循环水系统，实现废水“零”排放。 研究内容： 综合废水回用于循环水系统时深度除盐研究 ①回用水中油类物质对除盐效果的影响及其去除方法研究。通过无机絮凝沉降和超滤膜处理联用技术，进一步降低回用水中的含油量； ②深度除盐工艺中反渗透膜污染机理研究。通过研究操作条件及水质等因素对膜污染的影响，阐明膜污染机理，控制膜污染程度； ③除盐系统的优化。选用反渗透膜处理技术和电吸附脱盐技术二种除盐方法，研究水质指标和操作参数与除盐效率间的关系，优化除盐系统的参数运行。 新型高效阻垢缓蚀剂研究 ①阻垢缓蚀剂的研制与优化。分析再生综合废水中离子 的组成，对现有的阻垢缓蚀剂进行评价，筛选出性能优良的药剂。在此基础上通过添加相应组分，改善药剂的性能，研制出低膦低氮或无膦无氮的阻垢缓蚀剂； ②药剂阻垢缓蚀性能的评价。通过静态试验和动态试验评价药剂性能，使循环水的极限碳酸盐硬度达到12mmol/L。 水质与加药量平衡自适应控制技术研究 研究浊度、化学性质（含盐量、pH、金属离子含量）和操作条件（浓缩倍数、旁路水量、总水量、加药量）对循环水系统的结垢速率和腐蚀速率的影响，建立水质与加药量自适应模型。根据上述数学模型，设计水质与加药量自平衡控制系统。 浓含盐废水浓缩、干燥结晶处理工艺技术开发 ①浓含盐废水浓缩处理处理技术：通过活性炭过滤设施研究分析浓含盐废水中COD去除技术；通过膜反渗透试验，选择耐结垢、耐污堵、耐高压、大通量的膜材料以及能量回收设备。 ②焙烧技术：开发适合高含盐无机物焙烧干燥结晶炉型，再通过不同热媒介质燃烧特性试验，开发出专用焙烧炉、选择经济适用的燃烧介质。 针对钢铁行业综合废水的水质，研发出经济高效的膜材料。 建成一套25m3/h浓盐废水深度处理中试示范装置及500m3/h废水的深度处理示范工程并稳定运行。

研究内容和目标 （1）高品质铬资源节约型不锈钢关键技术开发与应用示范 在不添加Cu、Mo和Ni等贵合金元素条件下，开发节铬型微合金化铁素体不锈钢，推进其在制品和装饰领域的应用； 开展铬离子析出和人体健康安全性关系的机理研究，开发出资源节约、兼顾经济性和人体安全的生态友好型节铬铁素体不锈钢，快速推进其在制品和餐具领域的广泛应用； 深入研究相变诱导塑性（TRIP）效应在双相不锈钢中的机理，开发具有TRIP效应的节铬型经济双相不锈钢，拓展其在工业领域的替代304的局部应用； （2）高品质钼资源节约型不锈钢关键技术开发与应用示范 研究Cr、Ni、Mo、Cu、Ti、Nb（V）、N元素对材料的力学性能、成形性能、可焊性以及耐腐蚀性的影响规律； 开发一种耐点蚀和氯离子应力腐蚀性能良好、满足水处理系统介质的耐蚀性要求、替代SUS304钢种和SUS444钢种在太阳能行业中的应用、成形性和可焊性优于SUS444的节钼型高性能铁素体不锈钢，快速推进其在太阳能领域和水箱领域的广泛应用； 开发一种耐氧化性介质腐蚀和耐氯离子点蚀和应力腐蚀性能良好的节钼节镍型奥氏体不锈钢，实现部分替代目前应用于化工行业、热交换器行业和压力容器行业的SUS316L奥氏体不锈钢。 目标：开发微合金化铁素体不锈钢、生态友好铁素体不锈钢、具有TRIP效应的经济双相不锈钢，铬用量相对于传统铬系430不锈钢节省10%以上。

研究内容和目标 （1）高品质镍资源节约型不锈钢关键技术开发与应用示范 重点攻克双相不锈钢等材料AOD炉冶炼氮的精确控制、热塑性、热处理、高效酸洗、焊接及复合材料制备等多项技术； 开发新一代经济型、超级双相不锈钢，快速推进此类材料在石化、造船、海水淡化、真空制盐、烟气脱硫等重要领域中的实际应用。 （2）氮合金化资源节约型不锈钢关键技术开发与应用示范 系统解决氮合金化资源节约型不锈钢高效率冶炼、连铸共性技术问题； 高合金奥氏体不锈钢热加工技术； 开发出高强度、低成本、耐磨蚀、低磁甚至无磁的低镍高氮奥氏体不锈钢，大力推进其在建筑、煤机、国防等领域的实际应用。 （3）高性能弥散强化钢工业化生产关键技术集成及应用 设计新的节镍型弥散强化不锈钢成分与工业化生产工艺流程； 创新性解决前驱体粉末制备中的弥散相粒度与分布、致密化处理、微观组织控制、大尺寸钢材加工等工艺技术难题； 建立高品质弥散强化钢示范生产线； 开发出特殊环境使用的新型节镍不锈钢品种，以及其它弥散钢种，在火力发电系统、高温燃烧炉、军工和航空航天领域进行推广应用。 （4）资源节约型换代车轴钢关键技术与应用 研究解决高炉回收煤气热值低的问题； 掺混天然气比例控制模型的建立； 钢锭在氮化铝充分固溶温度下轧制机理、解决钢坯表面裂纹缺陷深的问题、攻克钢坯取消酸洗清理遇到的技术难题； 对材料进行晶粒度粗化温度研究，解决原LZ50材料晶粒粗化温度低的问题； 研究实现高疲劳极限σ-1≥310MPa，比LZ50提高70MPa以上的技术难题。 （5）不锈钢工程装备在强还原性环境中的腐蚀控制与延寿技术 重点研究利用电沉积法在不锈钢表面制备钯系合金薄膜的技术，通过钯对不锈钢表面钝化性能的促进作用来提高不锈钢在非氧化性介质中的耐蚀性； 在工程现场对不锈钢设备进行大面积施镀的技术、工艺与装备。 目标：开发高性能含氮双相不锈钢和高氮不锈钢，镍用量相对于普通304不锈钢节省10～30%；

镁合金是目前工程应用中的轻质金属结构材料，同时又具有良好的阻尼减震性能，在交通工具、通讯器材、航空航天等具有轻量化需求的领域有着广泛的应用潜力和发展空间。加快镁金属材料开发、扩大镁合金的应用已迫在眉睫，有利于推动具有资源优势的镁合金与钢、铝、塑料等互补，形成更加完善的材料体系，符合我国经济可持续发展的战略目标。 基于我国镁合金研究与应用领域前期间形成的技术、产业基础和产学研结合的创新团队，针对具有实用价值的镁合金品种少，镁合金传统压铸件性能低，镁合金腐蚀、连接、疲劳、冲击、振动等性能数据匮乏等现状，通过研究和开发面向实际应用的新型镁合金、板/型材成形技术、零部件同步开发与应用技术等，引领镁合金应用的发展，实现镁合金的扩大应用，全面提高我国镁合金的技术水平，将我国的镁资源优势转化为技术和经济优势。 本项目研究内容：基于镁合金材料特性，通过设计和优化成分，研制能够满足不同使用需求的新型镁合金；基于镁合金凝固特征，研究压铸成形过程中铸态缺陷的成因，开发新型镁合金真空压铸技术，并制造相关汽车零部件；基于镁合金晶体结构特点，研究镁合金轧制和挤压过程的变形行为，开发出适用于汽车与轨道交通等领域的固态成形技术与零部件产品；模拟不同使用环境，研究镁合金的腐蚀防护和连接方法，对镁合金及典型零部件进行疲劳、冲击等可靠性指标进行评价，建立镁合金应用性能的系统评估体系；以汽车为平台，集成上述开发的部分镁合金零部件，通对台架试验和路试，探索各种技术适用性，深化镁合金零部件的开发和应用水平。 本项目研究内容分解为六个课题，包括： 1 面向应用的新型镁合金研究开发 2 镁合金高致密度压铸技术开发 3 镁合金板带高效低成本轧制技术开发 4 镁合金特种型材挤压成形技术开发 5 镁合金防护、连接与可靠性研究及评价 6 镁合金零部件同步开发与集成应用

系统掌握高硫、高酸油气环境中，低合金钢材料在H2S、SO2、Cl－和酸性盐水介质，以及上述各种复杂混合介质条件下的腐蚀规律，开发出大型油轮货油舱用高品质耐腐蚀钢、集输和长距离输送管道用耐腐蚀钢和低成本高性能耐腐蚀ERW钢管等耐腐蚀钢生产技术，解决我国油气开采、输送和储运过程中的钢铁材料腐蚀问题，形成具有我国自主知识产权的油气开采与储运用耐腐蚀钢生产技术体系和评价标准规范，实现油气开采与储运用耐腐蚀钢的工业化生产制造与应用，满足石油天然气开采、输送和储运过程中对高品质耐腐蚀钢的迫切需求。 本项目重点研究高硫、高酸油气环境下低合金钢的腐蚀规律，建立模拟腐蚀环境下钢铁材料腐蚀的仿真系统和耐腐蚀评价标准；研发耐腐蚀船板、高强度耐腐蚀石油天然气集输和输送用管线钢、高强度耐腐蚀ERW油井管用钢等耐腐蚀钢生产技术，并实现工业化生产和应用。 本项目研究内容分解为4个课题，包括： 序号 课题名称 1 高硫高酸油气环境下低合金钢的耐腐蚀与强韧化技术 2 油船货油舱用耐腐蚀钢板工业生产技术 3 高强度耐腐蚀石油天然气集输和输送用管线钢生产技术 4 高强度耐腐蚀油井管用钢生产技术