Технический семинар: Производство и применение высокотемпературных, высокопрочных и высокопроводящих медных сплавов [[Конференция SMM по меди]]

**Перевод на русский язык**: 24 апреля в рамках **20-й конференции и выставки медной промышленности CCIE-2025 SMM – Форума по высококачественному развитию медных новых материалов**, организованной совместно **компанией SMM Information & Technology Co., Ltd. (SMM)**, **Центром металлической биржи SMM** и **компанией Shandong AIS Information Technology Co., Ltd.**, при поддержке **Jiangxi Copper Corporation** и **Yingtan Port Holding Co., Ltd.** в качестве генеральных спонсоров, **Shandong Humon Smelting Co., Ltd.** в качестве специального соорганизатора, а также **Xinhuang Group** и **Zhongtiaoshan Nonferrous Metals Group Co., Ltd.** в качестве соорганизаторов, **профессор Чан Юнцинь, научный руководитель докторской программы Пекинского научно-технического университета**, поделился своими знаниями о производстве и применении медных сплавов с высокой теплостойкостью, прочностью и электропроводностью. **Проблемы и текущее состояние отрасли** **Применение медных сплавов с высокой прочностью и электропроводностью** Медные сплавы с высокой прочностью и электропроводностью сочетают в себе высокую прочность и отличную электро- и теплопроводность. Они в основном используются в электронике, авиации, аэрокосмической отрасли, электромобилях, высокоскоростных поездах, электроэнергетике и других областях. **Проблемы и текущее состояние отрасли** **Болевые точки**: существующие коммерческие медные сплавы с высокой прочностью и электропроводностью демонстрируют значительное снижение прочности, ударной вязкости и сильную термопластическую деформацию при повышении рабочей температуры, что не соответствует требованиям эксплуатации. **Критические потребности**: быстрое развитие устройств ядерного синтеза, кристаллизаторов непрерывного литья, IC-проводников, разъемов для электромобилей, контактных проводов высокоскоростных поездов и вкладышей камеры сгорания ракет срочно требует повышения термостойкости этих сплавов, что представляет собой «узкое место». **А. Нет материалов, отвечающих требованиям конструкции** **Требования к характеристикам**: высокая прочность, теплопроводность, относительное удлинение, термостойкость, устойчивость к нейтронному облучению и низкое удержание трития. **Болевая точка**: повышение рабочей температуры приводит к резкому снижению прочности, ударной вязкости и сильной термопластической деформации, что не соответствует потребностям конструкции компонентов. **Б. Существующие продукты требуют модернизации** **Потребности в НИОКР**: разработка медных сплавов с высокой прочностью, теплопроводностью, стабильностью и термостойкостью при повышенных температурах. **Болевая точка**: рост токов в разъемах для электромобилей увеличивает нагрев материала и рабочую температуру, что приводит к снижению характеристик сплава и термопластической деформации, что не соответствует требованиям эксплуатации. **Прогнозируемый спрос**: ожидается, что внутренний спрос на медные сплавы для разъемов электромобилей достигнет **291 тыс. тонн** к 2025 году, при среднегодовом темпе роста (CAGR) 21,9% в период с 2021 по 2025 год. Только для разъемов электромобилей потребуется **247 тыс. тонн** медных сплавов к 2025 году. **Требования**: высокая электропроводность и антивозрастные характеристики при высоких температурах имеют решающее значение для обеспечения надежной работы, безопасности, увеличения срока службы, эффективности и снижения затрат. **Процесс плавки медных сплавов с высокой теплостойкостью, прочностью и электропроводностью** **Потенциальные клиенты**: диверторы термоядерных реакторов, кристаллизаторы непрерывного литья, вкладыши камеры сгорания ракет, разъемы для электромобилей, IC-проводники и электроды для контактной сварки. **Прорывы в НИОКР**: разработанный сплав удовлетворяет срочной потребности в высокопроизводительных теплоотводящих материалах для термоядерных реакторов и предлагает широкие возможности применения в таких отраслях, как кристаллизаторы, вкладыши ракет и электромобили, с большим потенциалом на рынке. **Основные технологии**: 1. Точный контроль испарения/потери элементов путем оптимизации параметров вакуумной плавки. 2. Термомеханическая обработка, адаптированная к составу для контроля микроструктуры/характеристик. 3. Инновационная конструкция формы с «многоступенчатыми поднимателями» для повышения выхода продукции. **Преимущества оптимизации состава** **Цель**: достижение высокой прочности, электро- и теплопроводности, а также адекватной пластичности при повышенных температурах. **Задача**: сбалансировать прочность и электро- и теплопроводность. **Решение**: конструкция состава и термомеханическая обработка для препятствования движению дислокаций/зерен, обеспечивая стабильную микроструктуру и характеристики при высоких температурах. **Инновации**: 1. **Многофункциональные легирующие элементы**: высокая температура растворимости в меди, низкотемпературное выпадение фаз с высокой температурой плавления, снижение энергии сдвига слоев (способствует образованию двойников). 2. **Сочетание элементов**: совместное добавление V и Ti образует стабильные фазы Laves, повышающие термостойкость при минимальной потере проводимости. 3. **Добавление оксидов редкоземельных элементов**: многокомпонентные взаимодействия укрепляют, закаляют и очищают сплав. 4. **Уточнение второй фазы**: бимодальные наночастицы образуют когерентные/полукогерентные структуры с матрицей, блокируя дислокации; равномерно распределенные фазы Laves на границах зерен препятствуют движению зерен. 5. **Низко-Σ границы зерен**: введение низко-Σ (совпадающих решеток) границ повышает обрабатываемость и пластичность. **Достигнуто синергетическое повышение термостойкости и теплопроводности.** **2.1 Медный сплав с высокой теплостойкостью, прочностью и электропроводностью – CuCrZrTiV** - **Характеристики при повышенных температурах**: рабочая температура превышает C18150 на 100°C; срок службы при 450°C в 9 раз дольше. - **Устранена хрупкость при средних температурах**. - **Отличная устойчивость к облучению**: после облучения ионами меди с дозой 3 dpa наблюдаются только дефектные тетраэдры размером 5 нм и дислокационные петли размером 3,5 нм. - **Скорость ползучести при 450°C/50 МПа: 2,89×10⁻¹⁰ с⁻¹; прочность при растяжении при 450°C: 371 МПа (14,6% относительного удлинения); теплопроводность >300 Вт/м·К; превосходная термостойкость по сравнению с IG-CuCrZr.** Обсуждались дополнительные сплавы: CuCrZrHf (антиползучесть) и CuHfSc (ультравысокая электропроводность). **Освоены основные технологии** **Основные продукты**: медные сплавы с высокой теплостойкостью, прочностью и электропроводностью. **Проверка**: завершено партионное производство и испытания 50 кг; внедрены в ITER и кристаллизаторы непрерывного литья. **Порошковая металлургия для термостойких сплавов** **3.1 Ультрапрочный сплав Cu-W** - Прочность при комнатной температуре ≥795 МПа; прочность при 450°C ≥289 МПа; температура размягчения >1050°C (близка к температуре плавления меди); отсутствие снижения твердости после отжига при 700°C/400 ч. **Инновация**: достигнута рекордно высокая прочность (795 МПа) при отличной термостойкости. **3.2 Ультратермостойкий сплав на основе тантала Ta-Series** - Температура размягчения CuTaZrY превышает 850°C (базовый уровень GlidCop-Al15) на ≥200°C. **Механизм стабильности**: бимодальные оболочечно-ядерные наночастицы фиксируют границы зерен и дислокации. **Выводы** 1. **Сплав CuCrZrTiV**: прочность при растяжении при 450°C достигает 395 МПа (превышает IG-CuCrZr), температура размягчения 600°C (на 200°C выше, чем у IG-CuCrZr), устранена хрупкость при средних температурах. 2. **Сплав CuCrZrHf**: сбалансирована термостойкость, проводимость и устойчивость к ползучести. 3. **Сплав CuHfSc**: прочность при комнатной температуре 623 МПа, проводимость 95% IACS. 4. **Сплав Cu-W**: прочность 795 МПа (самая высокая из известных) с пластичностью и проводимостью, превосходящими существующие медные сплавы, полученные методом ПМ. 5. **Сплав CuTaZrY**: самая высокая из известных температур размягчения (>1050°C), на 200°C выше, чем у GlidCop-Al15, с высокой прочностью и теплопроводностью. **Посмотрите отчет о 20-й конференции и выставке медной промышленности CCIE-2025 SMM**

SMM

Технический семинар: Производство и применение высокотемпературных, высокопрочных и высокопроводящих медных сплавов [[Конференция SMM по меди]]

【Анализ SMM】Анализ и прогноз тенденций китайской отрасли по производству рафинированного олова в апреле 2025 года

Издержки производства приводят к значительным убыткам; производство ферросиликомарганца снизилось в апреле в месячном исчислении [анализ SMM]