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

Опубликовано: Apr 30, 2025 16:21

Сохранить

**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**

Заявление об источниках данных: За исключением общедоступной информации, все остальные данные обрабатываются SMM на основе общедоступной информации, рыночного общения и с опорой на внутреннюю базу данных и модели SMM. Они приведены только для справки и не являются рекомендациями для принятия решений.

По любым вопросам или для получения дополнительной информации, пожалуйста, свяжитесь: lemonzhao@smm.cn

Для получения дополнительной информации о доступе к нашим исследовательским отчётам обращайтесь:service.en@smm.cn

Связанные новости

47 минут назад

[Анализ SMM] Высокие спотовые премии на рафинированную медь создают пространство для ценообразования: почему некоторые торговцы ломом повышают свои заявки?

[SMM анализ: высокие спотовые премии на рафинированную медь создают пространство для ценообразования: почему некоторые торговцы ломом повышают свои заявки?] Заявки на медную стружку варьируются от 98,5% до почти паритета, что отражает различия покупателей и торговых моделей. Высокие спотовые премии на медь в Китае и бэквордация на LME позволяют некоторым трейдерам продавать запасы дорого и пополнять их по более низкому трехмесячному ориентиру. Однако издержки и базисные риски ограничивают эту стратегию. Прямые потребители могут предлагать более высокие цены ради гарантий поставок, качества и потребностей во вторичном сырье.

47 минут назад

57 минут назад

[Flash | Индекс горнодобывающего производства Чили в июле упал на 7,2% в годовом исчислении; добыча металлических руд снизилась на 10,7%]

31 августа Национальный институт статистики Чили (INE) сообщил, что индекс промышленного производства страны в июле снизился на 5,1% в годовом исчислении. В том числе индекс горнодобывающего производства (IPMin) сократился на 7,2%, при этом добыча металлических руд упала на 10,7%, отняв у индекса 9,301 процентного пункта, главным образом из-за снижения добычи и переработки меди. Данные USGS показывают, что в 2025 году на Чили пришлось около 16% мирового производства молибдена. Недавние потери выпуска на чилийских медно-молибденовых рудниках были сосредоточены на стадии обогащения, что сильнее сказывается на попутном молибдене, чем на меди; поэтому ожидается, что влияние на мировое предложение молибдена проявится в 2026 году.

57 минут назад

1 час назад

Шанхайская фьючерсная биржа одобрила корректировку складских мощностей для фьючерсов на медь, алюминий и цинк в Шанхае

2 сентября Шанхайская фьючерсная биржа (SHFE) объявила об утверждении корректировки складских мощностей компании Shanghai Yuqiang Supply Chain Management Co., Ltd. для фьючерсов на медь, алюминий и цинк. На складе по адресу: г. Шанхай, ул. Гунхэ Синьлу, 3501, компания аннулирует квалификацию хранения фьючерсов на медь и алюминий, при этом утверждённая мощность склада для фьючерсов на цинк останется без изменений — 20 000 тонн. На площадке по адресу: г. Шанхай, район Миньхан, ул. Цзичуань, 2222, будет аннулирована квалификация хранения фьючерсов на цинк, а утверждённая мощность будет скорректирована до 45 000 тонн меди и 5 000 тонн алюминия.

Связанные новости

Eldorado оценивает расширение мельницы на 43% на McIlvenna Bay по мере приближения рудника к коммерческой добыче

Sep 03, 2026 09:11