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“不可能”？美专家直呼奇迹：中国CHSN01超级钢，改写人类能源史！

2026-04-25

在安徽合肥的聚变堆主机关键系统综合研究设施园区，一项可能重塑人类能源格局的工程正紧张有序地进行。随着4根长达52米、重达400吨的巨型行车主梁稳稳安装就位，全球首台紧凑型聚变能实验装置（BEST）正式进入总装阶段，这标志着我国在实现“全球聚变能发电”的战略目标上迈出了决定性的一步。在此过程中，我国自主研制的CHSN01超低温高强韧无磁钢（简称CHSN01钢），将为这座重达6000吨的聚变堆“心脏”提供关键支撑。

这种由中国钢研集团钢铁研究总院、中国科学院等离子体物理研究所和理化技术研究所等单位联合攻关成功的新材料，将作为500吨级的铠甲与线圈盒直线段部件，被应用于BEST装置*核心的超导磁体系统，承受零下268.95摄氏度（4.2K）的极端低温环境，有力托举起“人造太阳”的宏伟梦想，为人类清洁能源转型贡献中国智慧与中国力量。

研发突破：攻克超低温材料强韧性协同调控的世界难题

可控核聚变被誉为“人造太阳”，然而要驾驭这道强光，材料是关键瓶颈之一。面对国家战略需求，钢研总院与等离子体所等单位组成联合创新团队，勇闯科研“无人区”。2021年11月，团队在已有超低温材料研究基础上集中攻坚，仅用两年时间，便成功解决了零下268.95摄氏度极端低温下材料强度与韧性协同调控这一世界性难题。CHSN01钢的研发历程，正是我国青年科技工作者践行高水平科技自立自强的生动写照。

项目启动之初，时年38岁的团队负责人王长军博士带领一支年轻队伍迎难而上。“我们是在摸索中前进，不断调整成分、优化工艺，一步步接近目标。”团队专家杨志勇教授回忆道。2021年12月8日，项目进入关键技术攻关阶段；2022年8月30日，首批预研件通过评审，验证了设计路线的可行性；2023年3月4日，项目取得重要进展，启动1:1原型件的工业试制；同年8月6日，原型件通过严格评审，性能完全达标，展现出良好的工程应用前景。参与攻关的单位也从最初的6家扩展至涵盖产、学、研、检、用各环节的17家。2023年11月16日，聚变高端金属材料研发联合实验室在合肥综合性国家科学中心能源研究院揭牌成立。

从实验室走向工业化生产同样充满挑战。为实现百吨级批量稳定制备，钢研总院采取“小核心、大协作”模式，联合多家单位突破多项工艺瓶颈：与久立特材攻克高精度铠甲轧制技术，将尺寸误差控制在±0.02毫米以内；与攀钢集团长城特钢共同打通90毫米以下系列规格热轧板材的全流程工艺；与上海电气上重铸锻合作解决6吨级大锻件生产难题，在长达5000毫米的锻件中实现“零缺陷”。经过三年多持续努力，这一“中国”终于破茧成蝶。

2024年12月7日，“CHSN01”商标成功注册，标志着该材料正式步入工程化与产业化推广新阶段，并迅速实现批量供应，使我国在核聚变材料领域完成了从“跟跑”到“领跑”的历史性跨越。

性能跃升：树立国际超低温聚变材料新标杆

在零下268.95摄氏度的极寒条件下，普通钢材会变得像玻璃一样脆。而CHSN01钢则通过材料设计的突破，实现了性能的跨越式提升，创造了国际新纪录：在该温度下，其屈服强度突破1500兆帕，相当于指甲盖大小的面积可承受约15头大象的重量；抗拉强度超过1800兆帕，延伸率达30%以上，断裂韧性优于180兆帕·米¹/²。与国际热核聚变实验堆（ITER）使用的316LN不锈钢铠甲相比，CHSN01钢强度提高约40%，同时保持相近的塑韧性，这意味着它在承受巨大机械载荷时，既具备极高的强度，又拥有出色的抗断裂和变形能力。

此外，CHSN01钢还带动了超导磁体系统的“轻量化革命”，使其成功“减重”10%，单台装置即可节约结构材料100吨，从而在有限空间内有效提升装置运行参数。目前，该材料已通过等离子体所的严格考核，性能全面优于ITER使用的316LN不锈钢及JJ1等国际特种合金。在BEST装置中，约300吨CHSN01钢用于铠甲制造，约200吨用于线圈盒直线段，完成了全球*大规模的工程验证。