1、鋯板
鋯板是以金屬鋯（Zr）或鋯合金為主要成分的板狀材料，通常厚度為0.5~50 mm，寬度可達(dá)2000 mm以上。鋯因其在高溫、強(qiáng)酸（如濃鹽酸、硫酸）及核輻射環(huán)境中的優(yōu)異穩(wěn)定性，被廣泛應(yīng)用于化工、核工業(yè)、航空航天等極端工況領(lǐng)域，是鈦、鉭等金屬的重要替代材料。
2、性能
1）耐腐蝕性：
在濃鹽酸（≥37% HCl）、硫酸（≥70% H?SO?）中的耐蝕性遠(yuǎn)超鈦（鈦僅適用于稀酸），尤其在還原性酸中表現(xiàn)卓越。
抗高溫氧化性（≤500℃），表面形成致密ZrO?膜，阻止進(jìn)一步腐蝕。
2）機(jī)械性能：
抗拉強(qiáng)度≥380 MPa（純鋯），鋯合金（如Zr-2.5Nb）可達(dá)600 MPa；
塑性好，延伸率≥20%，便于冷成型加工。
3）核性能：
中子吸收截面低（0.18 barn），是核反應(yīng)堆燃料包殼的首選材料。
3、材質(zhì)
1）純鋯：
R60702（Zr702）：純度≥99.2%，通用工業(yè)級(jí)鋯，用于化工設(shè)備；
R60704（Zr704）：添加1.5% Sn，提升高溫強(qiáng)度，用于核工業(yè)。
2）鋯合金：
Zr-2.5Nb（R60705）：含2.5%鈮，用于核反應(yīng)堆壓力管（抗蠕變）；
Zr-1Nb：優(yōu)化抗氫脆性能，適用于高溫水冷環(huán)境。
4、 特點(diǎn)
1）優(yōu)勢(shì)：
在濃鹽酸、硫酸中的耐蝕性是鈦的10倍以上（如70℃下37% HCl中腐蝕速率＜0.01 mm/a）；
抗輻照損傷能力強(qiáng)，是核燃料包殼的唯一實(shí)用材料；
生物相容性優(yōu)異，可用于植入醫(yī)療器械。
2）局限性：
成本高昂（價(jià)格約為鈦板的5~8倍）；
對(duì)氫氟酸（HF）極度敏感（腐蝕速率＞10 mm/a）；
加工硬化傾向明顯，需中間退火處理。
5、執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)
1）國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)：
ASTM B551/B551M《鋯及鋯合金薄板、帶材和板材》
ASME SB-551（核級(jí)鋯材規(guī)范）
2）國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)：
GB/T 26314-2010《鋯及鋯合金板材》
NB/T 20005（核電站用鋯合金管技術(shù)條件）
特殊認(rèn)證：核工業(yè)需滿足IAEA（國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)）的質(zhì)保體系要求。
6、應(yīng)用領(lǐng)域
1）化工行業(yè)：
濃鹽酸儲(chǔ)罐內(nèi)襯、硫酸蒸發(fā)器加熱管；
醋酸合成反應(yīng)器（抗Br?腐蝕）。
2）核工業(yè)：
核燃料棒包殼（Zr-2、Zr-4合金）；
反應(yīng)堆壓力管（Zr-2.5Nb）。
3）醫(yī)療領(lǐng)域：
骨科植入物（利用生物惰性）；
手術(shù)器械耐腐蝕部件。
4）航空航天：
火箭發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室內(nèi)襯（抗高溫氧化）。
7、制造工藝
1）熔煉：
真空電弧熔煉（VAR）或電子束熔煉（EBM），確保低雜質(zhì)（O≤0.16%，N≤0.007%）。
2）熱加工：
鋯錠加熱至750~850℃熱軋成板坯，總變形量≥80%。
3）冷軋與退火：
冷軋每道次變形量≤30%，中間退火溫度550~650℃（消除加工硬化）。
4）表面處理：
酸洗（10% HNO? + 2% HF溶液）去除氧化層；
電解拋光（Ra≤0.4 μm）提升耐蝕性。
8、鋯板與鈦板的具體區(qū)別
| 對(duì)比項(xiàng) | 鋯板 | 鈦板 |
| 耐腐蝕性 | 抗?jié)恹}酸（37%）、硫酸（70%）更優(yōu) | 僅適用于稀酸（＜10% HCl） |
| 高溫性能 | 抗氧化溫度可達(dá)500℃（純鋯） | 抗氧化溫度≤300℃（純鈦） |
| 核性能 | 中子吸收截面低，用于核反應(yīng)堆 | 中子吸收截面較高，不適用核燃料包殼 |
| 成本 | 價(jià)格高（約5~8倍鈦價(jià)） | 相對(duì)低廉 |
| 加工難度 | 加工硬化明顯，需頻繁退火 | 塑性好，易冷成型 |
| 典型應(yīng)用 | 核包殼、濃酸反應(yīng)器 | 海水淡化、氯堿設(shè)備 |
9、采購(gòu)方法與注意事項(xiàng)
1）采購(gòu)流程：
需求確認(rèn)：
明確介質(zhì)條件（酸濃度、溫度）、力學(xué)性能（如抗拉強(qiáng)度≥400 MPa）。
供應(yīng)商篩選：
優(yōu)先選擇具備核級(jí)鋯材生產(chǎn)資質(zhì)（如美國(guó)ATI、法國(guó)CEZUS）；
核查材料追溯性（熔煉爐號(hào)、熱處理記錄）。
技術(shù)驗(yàn)證：
要求提供腐蝕測(cè)試報(bào)告（按ASTM G31標(biāo)準(zhǔn)）；
核用鋯板需提供輻照性能數(shù)據(jù)（如氫化物取向因子≤1.5）。
2）注意事項(xiàng)：
防污染控制：
加工環(huán)境需與鈦、鋼隔離，避免鐵污染（Fe≤0.05%）；
存儲(chǔ)時(shí)需真空包裝，防止氫脆（吸氫后韌性下降）。
加工限制：
禁止使用含氟切削液（防止HF生成）；
焊接需在氬氣保護(hù)箱內(nèi)進(jìn)行，焊絲選用ERZr3。
經(jīng)濟(jì)性優(yōu)化：
非承壓部件可采用鋯-鋼復(fù)合板（復(fù)層厚度≥2 mm）；
低腐蝕區(qū)域改用哈氏合金C-276降低成本。
鋯板憑借其在極端腐蝕和核環(huán)境中的不可替代性，成為高端工業(yè)領(lǐng)域的“終極防腐材料”。與鈦板相比，鋯板在濃酸和核工況中優(yōu)勢(shì)顯著，但成本與加工難度更高。采購(gòu)時(shí)需嚴(yán)格審核供應(yīng)商資質(zhì)與材料性能數(shù)據(jù)，并在加工中控制污染與氫脆風(fēng)險(xiǎn)。在鹽酸濃度＞20%或核輻射場(chǎng)景下，鋯板是唯一可行選擇；而對(duì)于海水或稀酸環(huán)境，鈦板更具經(jīng)濟(jì)性。
