锆及其合金的理化特性及分类

9.2.2.1 锆及其合金的理化特性

1）物理性质。锆与钛具有类似的物理性能。室温下锆的组织为密排六方晶格，当加热到862℃时，α相转变为具有体心立方晶格的β相。其物理性能见表9-1。

2）化学性质。与钛类似，锆易与氧、氢、氮反应并因而变脆。它还与许多金属和合金反应而生成金属间化合物。当温度仅升至大约204℃时，它就发生氧化；温度更高时，氧化速率升高。在399℃时，锆与氮缓慢发生反应；高于816℃，反应速率迅速升高。在316～982℃的温度区间内，锆由于吸氢而很快脆化。因此工业上对锆及锆合金中的氧、氮、氢含量均有严格限制。美国ASTM标准对工业级锆（R60702）限定：w（O）<0.16%、w（N）<0.025%、w（H）<0.005%^[7]。

锆及其合金置于400℃的CO或CO₂气体介质中，就会与其发生反应；温度继续升至800℃，反应急剧增强。

在碱液中，锆的耐蚀性胜于钛及不锈钢，因此可用作化工装置中的衬里设备。除HF、浓硫酸、热浓磷酸以外的多数酸液，锆均不受其浸蚀，表面稳定的氧化膜使其内部金属免受氧化；但当温度超过850℃，氧化膜迅速被分解。

9.2.2.2 锆及其合金的分类(www.xing528.com)

锆及锆合金主要有一般工业用和核工业用锆合金，其主要化学成分及典型的力学性能见表9-3。其中核工业用锆合金Zr-0、Zr-2、Zr-4不仅限于核工业用。锆合金主要是为了核工业中，特别是压力核动力反应堆中的耐蚀应用场合而研制的。

表9-3 锆及其合金的主要成分和典型力学性能Table 9-3 Main compositions and typical mechanical properties of zirconium and its alloy

（续）