Berbagi Teknis: Pembuatan dan Aplikasi Paduan Tembaga dengan Suhu Tinggi, Kekuatan Tinggi, dan Konduktivitas Tinggi [[Konferensi Tembaga SMM]]

**Terjemahan Bahasa Inggris**: Pada tanggal 24 April, selama **Konferensi & Pameran Industri Tembaga CCIE-2025 SMM (ke-20) – Forum Pembangunan Berkualitas Tinggi untuk Bahan Baru Berbasis Tembaga**, yang diselenggarakan bersama oleh **SMM Information & Technology Co., Ltd. (SMM)**, **SMM Metal Exchange Center**, dan **Shandong AIS Information Technology Co., Ltd.**, dengan **Jiangxi Copper Corporation** dan **Yingtan Port Holding Co., Ltd.** sebagai sponsor utama, **Shandong Humon Smelting Co., Ltd.** sebagai penyelenggara khusus, serta **Xinhuang Group** dan **Zhongtiaoshan Nonferrous Metals Group Co., Ltd.** sebagai penyelenggara bersama, **Prof. Chang Yongqin, seorang pembimbing doktoral dari University of Science and Technology Beijing**, berbagi wawasan tentang pembuatan dan aplikasi paduan tembaga tahan panas, kekuatan tinggi, dan konduktivitas tinggi. **Tantangan dan Status Industri** **Aplikasi Paduan Tembaga Kekuatan Tinggi, Konduktivitas Tinggi** Paduan tembaga kekuatan tinggi, konduktivitas tinggi menggabungkan kekuatan tinggi dengan konduktivitas listrik/termal yang sangat baik. Mereka terutama digunakan dalam elektronik, penerbangan, kedirgantaraan, kendaraan listrik baru (NEV), kereta api berkecepatan tinggi, transmisi daya, dan bidang lainnya. **Tantangan dan Status Industri** **Titik Sakit**: Paduan tembaga kekuatan tinggi, konduktivitas tinggi yang sudah ada mengalami penurunan signifikan dalam kekuatan, ketangguhan fraktur, dan deformasi merayap pada suhu tinggi yang parah ketika suhu operasi meningkat, sehingga tidak memenuhi persyaratan layanan. **Kebutuhan Penting**: Kemajuan pesat dalam perangkat fusi nuklir, kristaliser pengecoran kontinu, bingkai timah IC, konektor NEV, kawat kontak kereta api berkecepatan tinggi, dan lapisan ruang bakar roket sangat membutuhkan peningkatan kinerja paduan pada suhu tinggi, menimbulkan tantangan "kemacetan". **A. Tidak Ada Bahan yang Memenuhi Persyaratan Desain** **Persyaratan Kinerja**: Kekuatan tinggi, konduktivitas termal, perpanjangan, stabilitas termal, ketahanan terhadap iradiasi neutron, dan retensi tritium rendah. **Titik Sakit**: Suhu layanan yang meningkat menyebabkan penurunan drastis dalam kekuatan, ketangguhan fraktur, dan deformasi merayap yang parah, sehingga tidak memenuhi kebutuhan desain komponen. **B. Produk yang Sudah Ada Membutuhkan Peningkatan** **Kebutuhan R&D**: Pengembangan paduan tembaga dengan kekuatan tinggi, konduktivitas termal, stabilitas, dan ketahanan merayap pada suhu tinggi. **Titik Sakit**: Arus yang meningkat dalam konektor NEV meningkatkan pemanasan material dan suhu operasi, yang menyebabkan penurunan kinerja paduan dan deformasi merayap, sehingga tidak dapat memenuhi permintaan layanan. **Permintaan yang Diproyeksikan**: Permintaan konektor NEV domestik untuk paduan tembaga diperkirakan akan mencapai **291.000 mt** pada tahun 2025, dengan CAGR sebesar 21,9% dari tahun 2021-2025. Hanya konektor NEV yang akan membutuhkan **247.000 mt** paduan tembaga pada tahun 2025. **Persyaratan**: Konduktivitas listrik tinggi dan kinerja anti-penuaan pada suhu tinggi sangat penting untuk memastikan operasi yang andal, keamanan, masa pakai yang lebih lama, efisiensi, dan pengurangan biaya. **Proses Peleburan untuk Paduan Tembaga Tahan Panas, Kekuatan Tinggi, Konduktivitas Tinggi** **Pelanggan Potensial**: Divertor reaktor fusi, kristaliser pengecoran kontinu, lapisan ruang bakar roket, konektor NEV, bingkai timah IC, dan elektroda pengelasan resistansi. **Terobosan R&D**: Paduan yang dikembangkan memenuhi kebutuhan mendesak untuk bahan pendingin panas berkinerja tinggi dalam reaktor fusi dan menawarkan aplikasi luas dalam industri seperti kristaliser, lapisan roket, dan NEV, dengan potensi pasar yang signifikan. **Teknologi Inti**: 1. Kontrol presisi terhadap volatilisasi/kehilangan unsur melalui parameter peleburan vakum yang dioptimalkan. 2. Pengolahan termomekanik yang disesuaikan dengan komposisi untuk kontrol mikrostruktur/kinerja. 3. Desain cetakan "multi-riser" yang inovatif untuk meningkatkan hasil. **Keuntungan Optimasi Komposisi** **Tujuan**: Mencapai kekuatan tinggi, konduktivitas listrik/termal, dan plastisitas yang memadai pada suhu tinggi. **Tantangan**: Menyeimbangkan kekuatan dan konduktivitas listrik/termal. **Solusi**: Desain komposisi dan pengolahan termomekanik untuk menghambat gerakan dislokasi/batas butir, memastikan mikrostruktur dan kinerja yang stabil pada suhu tinggi. **Inovasi**: 1. **Unsur paduan multifungsi**: Kelarutan padat suhu tinggi dalam tembaga, pengendapan fase titik leleh tinggi pada suhu rendah, energi kesalahan tumpukan yang rendah (mempromosikan kembaran). 2. **Penggabungan unsur**: Penambahan V dan Ti yang digabungkan membentuk fase Laves yang stabil, meningkatkan kinerja suhu tinggi sambil meminimalkan kehilangan konduktivitas. 3. **Penambahan oksida RE**: Interaksi multikomponen memperkuat, mengetatkan, dan memurnikan paduan. 4. **Penyempurnaan fase kedua**: Presipitat nano bimodal membentuk struktur koheren/semi-koheren dengan matriks, menghalangi dislokasi; fase Laves yang terdistribusi secara merata pada batas butir menghambat gerakan butir. 5. **Batas butir rendah-Σ**: Pengenalan batas butir rendah-Σ (kisi tempat kejadian yang bertepatan) meningkatkan kemampuan mesin dan plastisitas. **Peningkatan sinergis kekuatan suhu tinggi dan konduktivitas termal tercapai.** **2.1 Paduan Tembaga Tahan Panas, Kekuatan Tinggi, Konduktivitas Tinggi – CuCrZrTiV** - **Kinerja suhu tinggi**: Suhu layanan melebihi C18150 sebesar 100°C; masa pakai pada 450°C adalah 9× lebih lama. - **Kerapuhan suhu menengah diatasi**. - **Ketahanan iradiasi yang sangat baik**: Setelah iradiasi ion Cu 3 dpa, hanya teramati tetrahedra cacat 5 nm dan loop dislokasi 3,5 nm. - **Laju merayap 450°C/50 MPa: 2,89×10⁻¹⁰ s⁻¹; kekuatan tarik 450°C: 371 MPa (perpanjangan 14,6%); konduktivitas termal >300 W/m·K; stabilitas termal yang unggul dibandingkan dengan IG-CuCrZr.** Paduan tambahan yang dibahas: CuCrZrHf (anti-merayap) dan CuHfSc (konduktivitas ultra-tinggi). **Teknologi Inti yang Dikuasai** **Produk Utama**: Paduan tembaga tahan panas, kekuatan tinggi, konduktivitas tinggi. **Validasi**: Produksi dan pengujian batch 50 kg telah selesai; digunakan dalam ITER dan kristaliser pengecoran kontinu. **Proses Metalurgi Serbuk untuk Paduan Tahan Panas** **3.1 Paduan Cu-W Kekuatan Ultra-Tinggi** - Kekuatan tarik suhu kamar ≥795 MPa; kekuatan 450°C ≥289 MPa; suhu pelunakan >1050°C (mendekati titik leleh tembaga); tidak ada degradasi kekerasan setelah anil 700°C/400 jam. **Inovasi**: Mencapai kekuatan tertinggi yang pernah dicatat (795 MPa) dengan stabilitas termal yang sangat baik. **3.2 Paduan Ta-Seri Suhu Ultra-Tinggi** - Suhu pelunakan CuTaZrY melebihi 850°C (baseline GlidCop-Al15) sebesar ≥200°C. **Mekanisme Stabilitas**: Presipitat nano shell-core bimodal mengikat batas butir dan dislokasi. **Kesimpulan** 1. **Paduan CuCrZrTiV**: Kekuatan tarik 450°C mencapai 395 MPa (melebihi IG-CuCrZr), dengan suhu pelunakan 600°C (200°C lebih tinggi dari IG-CuCrZr) dan kerapuhan suhu menengah diatasi. 2. **Paduan CuCrZrHf**: Menyeimbangkan stabilitas termal, konduktivitas, dan ketahanan merayap. 3. **Paduan CuHfSc**: Kekuatan suhu kamar 623 MPa, konduktivitas 95% IACS. 4. **Paduan Cu-W**: Kekuatan 795 MPa (tertinggi yang pernah dilaporkan) dengan kelenturan dan konduktivitas yang lebih baik daripada paduan tembaga PM yang sudah ada. 5. **Paduan CuTaZrY**: Suhu pelunakan tertinggi yang pernah dilaporkan (>1050°C), 200°C di atas GlidCop-Al15, dengan kekuatan dan konduktivitas termal yang tinggi. **Lihat Laporan Fitur Konferensi & Pameran Industri Tembaga CCIE-2025 SMM (ke-20)**

SMM

Berbagi Teknis: Pembuatan dan Aplikasi Paduan Tembaga dengan Suhu Tinggi, Kekuatan Tinggi, dan Konduktivitas Tinggi [[Konferensi Tembaga SMM]]

【Analisis SMM】Analisis dan Prospek Tren Industri Timah Halus China pada April 2025

Biaya Produksi Mengakibatkan Kerugian yang Signifikan; Produksi SiMn Turun dari Bulan ke Bulan pada April [Analisis oleh SMM]