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《GB/T34915-2017核電站用奧氏體不銹鋼鋼板和鋼帶》

專(zhuān)題研究報(bào)告目錄核級(jí)奧氏體不銹鋼板帶標(biāo)準(zhǔn)核心解密:GB/T34915-2017為何成為核電安全關(guān)鍵支撐?專(zhuān)家視角剖析核心技術(shù)要求生產(chǎn)制造工藝全流程解析:從冶煉到軋制,GB/T34915-2017對(duì)核級(jí)不銹鋼板帶提出哪些剛性要求?標(biāo)準(zhǔn)適用范圍與應(yīng)用場(chǎng)景拓展:除核電主設(shè)備外,GB/T34915-2017還能賦能哪些高端裝備領(lǐng)域?核安全監(jiān)管視角下的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行:GB/T34915-2017如何滿(mǎn)足三代核電技術(shù)對(duì)材料的嚴(yán)苛要求?未來(lái)核電材料發(fā)展趨勢(shì)預(yù)判:GB/T34915-2017將如何適配小型堆

、

四代核電技術(shù)的材料需求?材料性能指標(biāo)深度解讀:GB/T34915-2017如何定義核電站用奧氏體不銹鋼的力學(xué)與耐腐蝕極限?檢驗(yàn)檢測(cè)與質(zhì)量控制體系:GB/T34915-2017如何構(gòu)建零缺陷核級(jí)材料驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)?專(zhuān)家拆解關(guān)鍵檢測(cè)方法與國(guó)際先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比分析:GB/T34915-2017在技術(shù)指標(biāo)

、質(zhì)量要求上如何實(shí)現(xiàn)國(guó)際接軌與自主創(chuàng)新?標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施中的常見(jiàn)疑點(diǎn)與解決方案:企業(yè)應(yīng)用GB/T34915-2017時(shí)面臨哪些難題?專(zhuān)家給出實(shí)操指引標(biāo)準(zhǔn)落地后的產(chǎn)業(yè)價(jià)值與安全意義:GB/T34915-2017對(duì)提升我國(guó)核級(jí)材料自主可控能力有何深遠(yuǎn)影響核級(jí)奧氏體不銹鋼板帶標(biāo)準(zhǔn)核心解密:GB/T34915-2017為何成為核電安全關(guān)鍵支撐?專(zhuān)家視角剖析核心技術(shù)要求標(biāo)準(zhǔn)制定的背景與核安全戰(zhàn)略意義1GB/T34915-2017的制定源于我國(guó)核電產(chǎn)業(yè)規(guī)模化發(fā)展對(duì)核級(jí)材料的迫切需求,是保障核電設(shè)備長(zhǎng)期安全穩(wěn)定運(yùn)行的核心技術(shù)依據(jù)。該標(biāo)準(zhǔn)聚焦核電站關(guān)鍵承壓部件用奧氏體不銹鋼板帶,其技術(shù)要求直接關(guān)聯(lián)反應(yīng)堆冷卻系統(tǒng)、安全殼等核心設(shè)備的可靠性,對(duì)防范核泄漏風(fēng)險(xiǎn)、提升核電安全等級(jí)具有不可替代的戰(zhàn)略意義,填補(bǔ)了我國(guó)核級(jí)奧氏體不銹鋼板帶專(zhuān)用標(biāo)準(zhǔn)的空白。2(二)標(biāo)準(zhǔn)核心技術(shù)框架與關(guān)鍵管控維度標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建了“材料成分-性能指標(biāo)-生產(chǎn)工藝-檢驗(yàn)驗(yàn)收”全鏈條技術(shù)框架,核心管控維度包括化學(xué)成分精準(zhǔn)控制、力學(xué)性能極限要求、耐腐蝕性能分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)、尺寸精度偏差范圍四大模塊。其中,對(duì)鉻、鎳等合金元素含量的嚴(yán)格限定,以及晶間腐蝕、應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂等耐腐蝕性能的強(qiáng)制要求,構(gòu)成了核級(jí)材料的核心技術(shù)壁壘,確保材料在高溫、高壓、強(qiáng)輻射環(huán)境下的長(zhǎng)期服役能力。(三)標(biāo)準(zhǔn)在核電安全體系中的定位與作用1該標(biāo)準(zhǔn)是我國(guó)核電材料標(biāo)準(zhǔn)體系的重要組成部分,向上銜接《核安全法》對(duì)核級(jí)材料的強(qiáng)制性要求,向下指導(dǎo)生產(chǎn)企業(yè)的制造流程與檢測(cè)機(jī)構(gòu)的驗(yàn)收工作。其作用體現(xiàn)在三個(gè)層面:一是明確核級(jí)材料的準(zhǔn)入門(mén)檻,杜絕不合格材料流入核電供應(yīng)鏈;二是規(guī)范材料性能指標(biāo),為設(shè)備設(shè)計(jì)提供精準(zhǔn)技術(shù)參數(shù);三是建立統(tǒng)一的質(zhì)量評(píng)價(jià)體系,保障不同企業(yè)生產(chǎn)材料的互換性與一致性。2、材料性能指標(biāo)深度解讀:GB/T34915-2017如何定義核電站用奧氏體不銹鋼的力學(xué)與耐腐蝕極限?力學(xué)性能指標(biāo)的強(qiáng)制要求與安全冗余設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)明確規(guī)定了核級(jí)奧氏體不銹鋼板帶的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率、硬度等核心力學(xué)指標(biāo),其中抗拉強(qiáng)度需≥515MPa,屈服強(qiáng)度≥205MPa,伸長(zhǎng)率≥40%。指標(biāo)設(shè)定充分考慮核電設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中面臨的溫度波動(dòng)、壓力沖擊等復(fù)雜工況,預(yù)留足夠安全冗余,確保材料在設(shè)計(jì)壽命內(nèi)不發(fā)生塑性變形或斷裂失效。12(二)耐腐蝕性能分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)與測(cè)試方法01針對(duì)核電站高溫高壓水環(huán)境下的腐蝕風(fēng)險(xiǎn),標(biāo)準(zhǔn)將耐腐蝕性能分為晶間腐蝕、應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂、點(diǎn)蝕三類(lèi)核心指標(biāo)。采用GB/T4334系列標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行晶間腐蝕測(cè)試,要求在特定試驗(yàn)條件下無(wú)腐蝕裂紋;通過(guò)應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂試驗(yàn)驗(yàn)證材料在拉應(yīng)力與腐蝕介質(zhì)協(xié)同作用下的抗失效能力,確保在核電運(yùn)行環(huán)境中不發(fā)生突發(fā)性腐蝕斷裂。02(三)高溫性能與長(zhǎng)期服役穩(wěn)定性要求01考慮到反應(yīng)堆冷卻系統(tǒng)的工作溫度(通常在300-350℃),標(biāo)準(zhǔn)對(duì)材料的高溫力學(xué)性能提出明確要求,規(guī)定在350℃下的屈服強(qiáng)度不低于170MPa,抗拉強(qiáng)度不低于440MPa。同時(shí),要求材料通過(guò)長(zhǎng)期時(shí)效試驗(yàn)驗(yàn)證組織穩(wěn)定性,避免在長(zhǎng)期高溫服役過(guò)程中因析出相導(dǎo)致性能劣化,保障核電設(shè)備60年設(shè)計(jì)壽命的可靠性。02、生產(chǎn)制造工藝全流程解析:從冶煉到軋制,GB/T34915-2017對(duì)核級(jí)不銹鋼板帶提出哪些剛性要求?冶煉工藝的精準(zhǔn)控制與純度要求標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)制要求采用電弧爐+爐外精煉(AOD或VOD)的雙聯(lián)冶煉工藝,嚴(yán)格控制鋼液中的硫、磷等有害元素含量(硫≤0.015%,磷≤0.030%),同時(shí)限制氫、氧等氣體含量,避免形成氣孔、夾雜等內(nèi)部缺陷。冶煉過(guò)程需進(jìn)行全程成分分析與溫度監(jiān)控,確保鋼液成分均勻性與純凈度,為后續(xù)加工性能與服役性能奠定基礎(chǔ)。(二)熱加工與冷軋工藝的參數(shù)規(guī)范熱加工階段要求鋼坯加熱溫度控制在1100-1200℃,軋制溫度不低于950℃,確保奧氏體晶粒均勻細(xì)化;冷軋工藝需根據(jù)產(chǎn)品厚度設(shè)定合理的壓下率,薄規(guī)格鋼帶(厚度<3mm)壓下率不超過(guò)70%,厚規(guī)格鋼板(厚度≥3mm)壓下率控制在50%-60%,避免因過(guò)度加工導(dǎo)致材料內(nèi)部應(yīng)力集中。軋制后需進(jìn)行平整處理,保證板帶表面粗糙度Ra≤1.6μm。(三)熱處理工藝的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)與效果驗(yàn)證01標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定核級(jí)不銹鋼板帶必須經(jīng)過(guò)固溶處理,固溶溫度控制在1050-1150℃,保溫時(shí)間根據(jù)厚度確定(每毫米保溫1-2分鐘),隨后快速水冷,確保碳化物充分溶解,獲得單一奧氏體組織,提升材料的耐腐蝕性能與塑性。熱處理后需進(jìn)行硬度測(cè)試與金相組織檢驗(yàn),要求金相組織為均勻奧氏體,無(wú)明顯鐵素體、碳化物析出。02、檢驗(yàn)檢測(cè)與質(zhì)量控制體系:GB/T34915-2017如何構(gòu)建零缺陷核級(jí)材料驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)?專(zhuān)家拆解關(guān)鍵檢測(cè)方法原材料與過(guò)程檢驗(yàn)的全流程管控要求01標(biāo)準(zhǔn)要求建立“原材料入廠(chǎng)檢驗(yàn)-過(guò)程工序檢驗(yàn)-成品出廠(chǎng)檢驗(yàn)”三級(jí)質(zhì)量控制體系。原材料需核查合金元素成分報(bào)告與質(zhì)量證明書(shū);過(guò)程檢驗(yàn)重點(diǎn)監(jiān)控冶煉成分、軋制溫度、熱處理參數(shù)等關(guān)鍵工序;成品檢驗(yàn)覆蓋尺寸偏差、表面質(zhì)量、力學(xué)性能、耐腐蝕性能等全項(xiàng)目檢測(cè),確保每個(gè)環(huán)節(jié)均符合標(biāo)準(zhǔn)要求,杜絕不合格品流轉(zhuǎn)。02(二)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用與合格判定標(biāo)準(zhǔn)1針對(duì)核級(jí)材料的內(nèi)部質(zhì)量要求,標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)制采用超聲波檢測(cè)(UT)、射線(xiàn)檢測(cè)(RT)等無(wú)損檢測(cè)方法。超聲波檢測(cè)需按照GB/T6402標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行,檢測(cè)等級(jí)不低于B級(jí),要求無(wú)超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的缺陷信號(hào);射線(xiàn)檢測(cè)針對(duì)厚規(guī)格鋼板(厚度≥10mm),采用GB/T3323標(biāo)準(zhǔn),合格等級(jí)不低于Ⅱ級(jí),確保材料內(nèi)部無(wú)裂紋、夾雜、縮孔等致命缺陷。2(三)成品驗(yàn)收的抽樣規(guī)則與質(zhì)量追溯體系標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定成品檢驗(yàn)采用抽樣方式,抽樣比例根據(jù)批量確定,力學(xué)性能試驗(yàn)抽樣數(shù)量為每爐批3個(gè)試樣,耐腐蝕性能為每爐批1個(gè)試樣。抽樣需具有代表性,涵蓋不同生產(chǎn)批次與規(guī)格。同時(shí),要求建立完整的質(zhì)量追溯體系,每個(gè)產(chǎn)品需標(biāo)注爐批號(hào)、生產(chǎn)日期、檢驗(yàn)員代號(hào)等信息,實(shí)現(xiàn)從原材料到成品的全生命周期追溯。12、標(biāo)準(zhǔn)適用范圍與應(yīng)用場(chǎng)景拓展:除核電主設(shè)備外,GB/T34915-2017還能賦能哪些高端裝備領(lǐng)域?標(biāo)準(zhǔn)核心適用對(duì)象與核電設(shè)備應(yīng)用場(chǎng)景01GB/T34915-2017適用于厚度為0.8-100mm的核電站用奧氏體不銹鋼鋼板和鋼帶,主要應(yīng)用于核電反應(yīng)堆冷卻系統(tǒng)的壓力容器、蒸汽發(fā)生器、穩(wěn)壓器、主管道等關(guān)鍵承壓設(shè)備,以及安全殼、應(yīng)急冷卻系統(tǒng)等安全相關(guān)部件,是核電一回路、二回路系統(tǒng)核心材料的強(qiáng)制適用標(biāo)準(zhǔn)。02(二)在核輔助設(shè)備與核電工程中的延伸應(yīng)用01除主設(shè)備外,標(biāo)準(zhǔn)還可延伸應(yīng)用于核電輔助系統(tǒng)的換熱器、閥門(mén)、泵體等部件,以及核電工程中的結(jié)構(gòu)件、連接件等。這些部件雖不直接承受核反應(yīng)堆的極端工況,但同樣需要具備較高的耐腐蝕性能與力學(xué)穩(wěn)定性,GB/T34915-2017的技術(shù)要求可為其提供可靠的質(zhì)量保障。02(三)跨領(lǐng)域應(yīng)用潛力:高端化工、海洋工程等領(lǐng)域的適配性01由于標(biāo)準(zhǔn)對(duì)材料的純度、耐腐蝕性能、力學(xué)穩(wěn)定性要求極高,其技術(shù)規(guī)范可跨領(lǐng)域應(yīng)用于高端化工(如強(qiáng)腐蝕介質(zhì)反應(yīng)釜)、海洋工程(深海平臺(tái)防腐蝕結(jié)構(gòu)件)、航空航天(高溫環(huán)境零部件)等高端裝備領(lǐng)域。這些領(lǐng)域?qū)Σ牧系男阅芤笈c核級(jí)材料具有共通性,GB/T34915-2017可作為其材料選型與質(zhì)量控制的重要參考依據(jù)。02、與國(guó)際先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比分析:GB/T34915-2017在技術(shù)指標(biāo)、質(zhì)量要求上如何實(shí)現(xiàn)國(guó)際接軌與自主創(chuàng)新?與ASTM、EN等國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的核心指標(biāo)對(duì)比對(duì)比美國(guó)ASTMA240、歐洲EN10088等國(guó)際先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn),GB/T34915-2017在化學(xué)成分、力學(xué)性能等核心指標(biāo)上基本一致,如鉻含量均為18%-20%,鎳含量8%-12%,力學(xué)性能指標(biāo)偏差不超過(guò)5%,實(shí)現(xiàn)了技術(shù)指標(biāo)的國(guó)際接軌。在耐腐蝕性能測(cè)試方法上,兼容了ASTMG28、ENISO3651等國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的核心要求,確保檢測(cè)結(jié)果的可比性。(二)標(biāo)準(zhǔn)的自主創(chuàng)新點(diǎn)與中國(guó)核電技術(shù)適配性GB/T34915-2017的自主創(chuàng)新體現(xiàn)在三個(gè)方面:一是針對(duì)我國(guó)核電設(shè)備設(shè)計(jì)特點(diǎn),優(yōu)化了材料厚度規(guī)格范圍,增加了薄規(guī)格鋼帶(0.8-3mm)的技術(shù)要求,適配我國(guó)自主三代核電技術(shù)的設(shè)備設(shè)計(jì)需求;二是強(qiáng)化了對(duì)有害元素的控制要求,硫含量限值(≤0.015%)嚴(yán)于部分國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)(ASTMA240為≤0.030%);三是增加了質(zhì)量追溯體系的強(qiáng)制要求,更符合我國(guó)核安全監(jiān)管的實(shí)際需求。(三)國(guó)際接軌對(duì)我國(guó)核電材料出口的支撐作用標(biāo)準(zhǔn)的國(guó)際接軌性為我國(guó)核級(jí)不銹鋼板帶的出口提供了技術(shù)支撐。通過(guò)與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的指標(biāo)互認(rèn),我國(guó)生產(chǎn)企業(yè)可降低出口貿(mào)易中的技術(shù)壁壘,參與全球核電供應(yīng)鏈競(jìng)爭(zhēng)。同時(shí),標(biāo)準(zhǔn)的自主創(chuàng)新點(diǎn)體現(xiàn)了我國(guó)核電材料技術(shù)的進(jìn)步,有助于提升我國(guó)核級(jí)材料在國(guó)際市場(chǎng)的話(huà)語(yǔ)權(quán),推動(dòng)核電裝備“走出去”戰(zhàn)略的實(shí)施。、核安全監(jiān)管視角下的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行:GB/T34915-2017如何滿(mǎn)足三代核電技術(shù)對(duì)材料的嚴(yán)苛要求?三代核電技術(shù)對(duì)核級(jí)材料的性能升級(jí)需求01三代核電技術(shù)(如AP1000、華龍一號(hào))相比二代技術(shù),具有更高的安全標(biāo)準(zhǔn)與更長(zhǎng)的設(shè)計(jì)壽命(60年),對(duì)核級(jí)材料提出了三大升級(jí)需求:一是更高的耐腐蝕性能,以適應(yīng)更長(zhǎng)的服役周期;二是更好的力學(xué)穩(wěn)定性,應(yīng)對(duì)更為復(fù)雜的工況波動(dòng);三是更嚴(yán)格的質(zhì)量一致性,確保設(shè)備運(yùn)行的可靠性。02(二)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)核安全監(jiān)管要求的全面響應(yīng)GB/T34915-2017全面響應(yīng)了核安全監(jiān)管的核心要求:在性能指標(biāo)上,提高了耐腐蝕性能與力學(xué)性能的合格門(mén)檻,滿(mǎn)足三代核電技術(shù)的升級(jí)需求;在質(zhì)量控制上,建立了全流程檢驗(yàn)檢測(cè)體系,符合核安全“縱深防御”原則;在追溯管理上,強(qiáng)制要求質(zhì)量追溯體系,便于核安全監(jiān)管部門(mén)的監(jiān)督檢查。(三)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行中的核安全責(zé)任劃分與監(jiān)管要點(diǎn)1標(biāo)準(zhǔn)明確了生產(chǎn)企業(yè)、檢測(cè)機(jī)構(gòu)、核電運(yùn)營(yíng)單位的核安全責(zé)任:生產(chǎn)企業(yè)對(duì)材料質(zhì)量負(fù)主體責(zé)任,需嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)組織生產(chǎn);檢測(cè)機(jī)構(gòu)需具備相應(yīng)資質(zhì),確保檢測(cè)結(jié)果真實(shí)可靠;核電運(yùn)營(yíng)單位需做好材料驗(yàn)收與使用過(guò)程中的質(zhì)量管控。核安全監(jiān)管部門(mén)的監(jiān)管要點(diǎn)包括生產(chǎn)工藝合規(guī)性、檢驗(yàn)檢測(cè)真實(shí)性、質(zhì)量追溯完整性等,確保標(biāo)準(zhǔn)有效執(zhí)行。2、標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施中的常見(jiàn)疑點(diǎn)與解決方案:企業(yè)應(yīng)用GB/T34915-2017時(shí)面臨哪些難題?專(zhuān)家給出實(shí)操指引化學(xué)成分控制中的常見(jiàn)問(wèn)題與精準(zhǔn)調(diào)控方案01企業(yè)應(yīng)用中常見(jiàn)疑點(diǎn)包括合金元素含量波動(dòng)過(guò)大、有害元素超標(biāo)等問(wèn)題。解決方案:一是優(yōu)化冶煉工藝,采用爐外精煉精準(zhǔn)調(diào)控成分,增加在線(xiàn)成分檢測(cè)頻次;二是建立原材料供應(yīng)商審核機(jī)制,確保合金原料質(zhì)量穩(wěn)定;三是對(duì)冶煉過(guò)程中的成分偏差進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整,避免因成分超標(biāo)導(dǎo)致產(chǎn)品不合格。02(二)熱處理工藝參數(shù)優(yōu)化與性能達(dá)標(biāo)難題破解熱處理工藝中常見(jiàn)問(wèn)題包括固溶溫度控制不當(dāng)、冷卻速度不足導(dǎo)致性能不達(dá)標(biāo)。專(zhuān)家指引:根據(jù)材料厚度與規(guī)格,精準(zhǔn)設(shè)定固溶溫度與保溫時(shí)間,采用強(qiáng)制水冷方式確保冷卻速度≥50℃/min;對(duì)熱處理后的材料進(jìn)行抽樣復(fù)檢,若性能不達(dá)標(biāo),可適當(dāng)提高固溶溫度(不超過(guò)1150℃)重新處理,確保性能符合標(biāo)準(zhǔn)要求。(三)檢驗(yàn)檢測(cè)過(guò)程中的技術(shù)難點(diǎn)與實(shí)操技巧01檢驗(yàn)檢測(cè)中常見(jiàn)難點(diǎn)包括無(wú)損檢測(cè)缺陷識(shí)別不準(zhǔn)確、耐腐蝕性能測(cè)試結(jié)果波動(dòng)大。解決方案:一是加強(qiáng)檢測(cè)人員培訓(xùn),取得核級(jí)檢測(cè)資質(zhì),提高缺陷識(shí)別能力;二是嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)要求準(zhǔn)備試樣,控制測(cè)試環(huán)境參數(shù)(如溫度、介質(zhì)濃度),減少測(cè)試誤差;三是采用多種檢測(cè)方法交叉驗(yàn)證,確保檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。02、未來(lái)核電材料發(fā)展趨勢(shì)預(yù)判:GB/T34915-2017將如何適配小型堆、四代核電技術(shù)的材料需求?小型堆技術(shù)發(fā)展對(duì)核級(jí)材料的新要求A小型堆具有體積小、功率低、應(yīng)用場(chǎng)景靈活等特點(diǎn),對(duì)核級(jí)材料提出了輕量化、高可靠性、低成本的新要求。未來(lái),GB/T34915-2017可能會(huì)拓展薄規(guī)格鋼帶的厚度范圍(如0.5-0.8mm),優(yōu)化材料的焊接性能,以適配小型堆設(shè)備緊湊化、模塊化的設(shè)計(jì)需求。B(二)四代核電技術(shù)對(duì)材料性能的升級(jí)挑戰(zhàn)與標(biāo)準(zhǔn)適配1四代核電技術(shù)(如鈉冷快堆、高溫氣冷堆)的運(yùn)行溫度更高(可達(dá)500-600℃)、輻射環(huán)境更復(fù)雜,對(duì)材料的高溫強(qiáng)度、抗輻射性能、耐腐蝕性能提出了更高要求。GB/T34915-2017需在現(xiàn)有基礎(chǔ)上,增加高溫力學(xué)性能、抗輻射性能等指標(biāo)要求,優(yōu)化熱處理工藝,開(kāi)發(fā)適配四代核電技術(shù)的新型奧氏體不銹鋼板帶技術(shù)規(guī)范。2(三)標(biāo)準(zhǔn)未來(lái)修訂方向與技術(shù)創(chuàng)新展望01未來(lái)標(biāo)準(zhǔn)修訂將聚焦三個(gè)方向:一是納入先進(jìn)材料技

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