CHSN01低温包壳材料性能优异

摘要

CHSN01包壳材料在4.2K低温下展现出优异力学性能：平均屈服强度1560MPa，延伸率32.7%，断裂韧性220MPa-m1/2。相比316LN钢，其屈服强度提高约40%，同时保持相似的塑性和韧性，疲劳性能也更优。该材料在20K时兼具非磁性、高强度和高韧性特性，适用于超导聚变磁体等强磁场环境，也可用于航天推进剂贮箱和氢能基础设施等低温系统，实现轻量化或紧凑化设计。

4.2K下的力学试验显示，CHSN01包壳达到平均屈服强度1560MPa、延伸率32.7%和断裂韧性220MPa-m1/2。这些数值表明该钢材能够在低温条件下承受高载荷，同时在断裂前仍能发生变形并吸收能量。

与广泛使用的316LN钢相比，CHSN01包壳的屈服强度提高约40%，同时保持相似的塑性和韧性。疲劳试验还显示其抗裂纹扩展能力优于316LN和JK2LB包壳。

在约20K温度下，CHSN01兼具非磁性行为与高强度和高韧性，这对于必须在强磁场中运行且不受支撑结构磁干扰的超导聚变磁体至关重要。这种性能平衡使CHSN01成为下一代聚变磁体包壳的候选材料。

相同的性能特征可使其他低温系统实现更轻或更紧凑的结构，包括航天飞行推进剂贮箱和氢能基础设施。在这些应用中，CHSN01可在需要更高强度而不牺牲延展性或韧性的场合替代316LN。

完整研究可通过DOI: 10.1007/s41365-025-01847-5获取。

研究报告：未来聚变应用的CHSN01包壳批量生产与性能评估