中國已可以制造出足以進行核聚變的超級鋼外媒：＂絕對不可能＂！

你敢信嗎？零下269度再加20特斯拉強磁場，普通鋼鐵進到這種環境里，直接脆得跟蘇打餅干似的，一碰就碎。這是材料圈公認的鋼鐵“死穴”，之前外媒咬死了，中國造不出能扛住這種環境的核聚變用超級鋼，一口一個絕對不可能。結果咱中國科學家悶頭干了十多年，愣是把這件不可能的事落地了。

咱掰扯清楚，為啥核聚變對鋼的要求這么苛刻。核聚變就是大伙說的人造太陽，1克氘氚燃料聚變放的能量，頂得上11.2噸標準煤，海水里的氘夠人類用億萬年，光想想都讓人激動。要把上億度的等離子體穩穩“關住”，得靠超導磁體造超強磁場，這些超導磁體還得泡在液氦里工作，液氦溫度剛好是零下269度左右。

說白了就是，鋼一邊挨著上億度的火球，一邊挨著接近絕對零度的冰窟窿，還得扛住幾千噸電磁力的拉扯，不能裂不能脆。這要求說出去，真的有點“既要又要還要”，沒點硬本事根本拿不下來。之前全世界通用的方案是316LN奧氏體不銹鋼，國際熱核聚變試驗堆ITER用的就是它。

這種鋼在液氦溫度下，屈服強度撐死也就1.1吉帕，延展性還差得遠。直接卡住了磁場的上限，ITER只能做到11.8特斯拉，裝置做得又大又貴，升級空間幾乎沒有。咱們下一代核聚變超導磁體，運行電流要超80千安，磁場要超15特斯拉，電磁力突破120噸每米，遠超ITER的80噸每米，老鋼真的扛不住。

中科院理化所的李來風研究員，是最早盯上這個世界難題的人之一。2011年法國ITER項目做低溫測試，用到的低溫鋼直接變脆失效，這件事在圈子里炸了鍋，也讓咱們團隊下定了死磕新型低溫鋼的決心。這一干，就是整整十多年，外界的質疑從來沒停過。2017年李來風在美國的國際低溫材料大會上介紹新材料方向，不少國際專家當面就懟，想超越316LN？不可能。

咱們團隊沒搭理這些質疑，回來繼續悶頭調配方。既然老配方已經摸到天花板了，那就重新開“藥方”。以氮強化奧氏體鋼Nitronic-50為基礎，把碳含量壓到0.01%以下，防止低溫下形成脆性碳化物，再把氮含量拉高到0.3%左右，加釩微調鎳含量，目標就是讓鋼在零下269度也能保持穩定，不變脆。

說起來就幾句話，做起來真的熬人。光調配成分這一項，就反反復復試了上百次，冶煉用的是組合工藝，要做到超低碳高氮超低雜質，還要保證單爐40噸的產能，哪一步差一點都不行。2020年事情迎來了轉折，低溫物理領域泰斗趙忠賢院士加入了項目，在關鍵節點給了團隊很大支撐。

松山湖材料實驗室的王維研究員，也和李來風團隊聯手，從微觀層面深挖這種鋼在極端低溫下的變形規律。他們有個關鍵發現，室溫下材料變形靠位錯滑移，溫度降到零下一百多甚至兩百多度，變形孿晶就接管了塑性變形，還有納米馬氏體轉變配合，幾種機制互相作用，剛好讓材料在極低溫下同時兼顧強度和塑性。這項成果后來發在了國際權威材料期刊上。

到2023年8月，CHSN01也就是中國高強低溫鋼1號，正式確認達標，可以在20特斯拉磁場下服役，承受1300兆帕應力，抗疲勞性能還特別優異。給大伙說下這個數據有多炸裂，零下269度的環境里，它的屈服強度突破1500兆帕，指甲蓋大小的面積就能承受15頭大象的重量。和ITER用的316LN比，強度直接提了40%，塑韌性一點沒打折扣。

中科院文獻情報中心的評價說得很明白，中國和美國都研發出了零下269度下屈服強度超1500兆帕的材料，但同時滿足伸長率大于30%、斷裂韌性達標要求的，全世界只有中國做到，連美國都沒搞定。它還有個隱性優勢，就是無磁性，核聚變裝置的超導磁體周圍不能有磁性材料，不然會干擾磁場，CHSN01完美解決了這個問題。

從實驗室出成果到批量生產，又是一道大坎，鋼研總院聯合多家科研院所和企業聯合攻關，打通了全流程工藝。和久立特材搞定了高精度軋制，精度誤差不超過正負0.02毫米，和攀鋼長城特鋼打通了熱軋板全流程，和上海電氣攻克了6噸級大鍛件難題，5000毫米長的大鍛件做到了零缺陷。

2024年12月7日，CHSN01商標正式注冊，意味著它從實驗室成果，正式進入工程化和產業化階段。截至2025年年中，已經有500噸導體鎧甲交付到合肥的BEST建造現場，這是世界首臺緊湊型聚變能實驗裝置，預計2027年建成，未來會演示聚變能發電。這款鋼還幫超導磁體系統“瘦身”了10%，單臺裝置就能節約100噸結構材料，更小體積更強磁場，怎么算都劃算。

它的應用遠不止核聚變，趙忠賢院士就說過，CHSN01的影響不止于托卡馬克裝置。核磁共振掃描儀、粒子加速器、磁懸浮列車，甚至量子計算的稀釋制冷機，都要面對低溫加應力的難題。換用這款更強更韌的鋼，能縮小磁體體積，還能延長維護間隔，用處寬得很。

其實中國鋼鐵人在高端材料賽道上，從來就沒歇過腳。從之前打破筆尖鋼進口依賴，到手撕鋼驚艷世界，再到核電用鋼裝進華龍一號，一步一個腳印走得扎扎實實。從太鋼給ITER供316LN，到現在咱們自己搞出CHSN01，一步步把攀登之路推到了新高度。

現在法國原子能委員會、德國卡爾斯魯厄理工學院這些國際頂尖機構，都主動找上門來尋求合作。國際原子能機構總干事在2025年聚變展望報告里說得很清楚，聚變能源已經不再是“是否可能”，而是“如何加速”。按現在的進度，2030年代首批試點電廠并網，2040年代規?；虡I部署，搞不好我們這代人就能親眼見證聚變發電走進千家萬戶，電價大幅下降都不是空想。

路還很長，CHSN01只是萬里長征里扎實的一步。就是這樣一步又一步的積累，讓我們在核聚變賽道上，從跟跑變成并跑，現在正朝著領跑邁進。那些曾經被斷言絕對不可能的事，正在中國科學家手里，一件接一件變成現實，這就是實力給的底氣。

參考資料：人民日報 我國成功研發核聚變領域高性能極低溫鋼