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锆锻件的常用执行标准及其性能

发布时间：2025-02-14 11:58:17 浏览次数：

宝鸡宝锆金属材料有限公司，多年来专注于锆棒,锆丝,锆焊丝,锆锻件,锆坩埚,钛棒,锆板,钛丝,钛锻件等产品的深加工与销售。有关锆锻件的常用执行标准及其性能要求，宝锆金属结合工业应用场景和技术规范，整理如下：

一、锆锻件的常用执行标准

锆锻件的生产和验收主要依据以下国际和国内标准，涵盖材料成分、力学性能、加工工艺等要求：

1. 国际标准

ASTM B493

材料牌号：UNS R60702（Zr702）、UNS R60705（Zr705）。

化学成分：严格限制杂质（如Fe、Cr、Ni、Hf等）含量，例如Hf≤4.5%（Zr702）。

力学性能（以Zr702为例）：

抗拉强度≥380 MPa，屈服强度≥240 MPa，延伸率≥18%（室温）。

标准名称：Standard Specification for Zirconium and Zirconium Alloy Forgings

适用范围：锆及锆合金（如Zr702、Zr705）锻件的化学成分、力学性能和检测方法。

关键要求：

ASME BPVC Section II

标准名称：ASME锅炉及压力容器规范（材料篇）

相关条款：引用ASTM B493，并补充压力容器设计中的特殊要求（如高温性能测试）。

ISO 13480

标准名称：Zirconium and zirconium alloys – Forged bars

适用范围：锆合金锻棒材的尺寸公差和性能指标。

2. 国内标准

GB/T 26314-2010

标准名称：锆及锆合金锻件

对标国际标准：等效采用ASTM B493，适用于核工业及化工领域。

特殊要求：增加氢化物取向检测（针对核用锆材）。

NB/T 20005（核行业标准）

标准名称：核电厂用锆及锆合金锻件技术条件

重点：对辐照性能、高温蠕变性能提出附加要求。

二、锆锻件的关键性能指标

锆锻件的性能需满足腐蚀环境、力学载荷和加工要求，核心性能如下：

1. 机械性能

性能参数	Zr702（R60702）典型值	Zr705（R60705）典型值	测试条件
抗拉强度	≥380 MPa	≥550 MPa	室温（25℃）
屈服强度	≥240 MPa	≥380 MPa	室温（25℃）
延伸率	≥18%	≥15%	标距50mm
硬度	≤200 HB	≤220 HB	布氏硬度
高温强度	保持80%室温强度（200℃）	保持75%室温强度（200℃）	高温短时拉伸

2. 耐腐蚀性能

酸性介质：

盐酸（HCl）：≤70%浓度、沸点以下，腐蚀速率<0.1 mm/年。

硫酸（H₂SO₄）：≤60%浓度、100℃，腐蚀速率<0.05 mm/年。

碱性介质：

烧碱（NaOH）：≤40%浓度、130℃以下，腐蚀速率<0.025 mm/年。

氯离子环境：

抗点蚀和应力腐蚀开裂（SCC），优于不锈钢和钛合金。

3. 高温性能

抗氧化性：在300℃以下长期稳定（氧化膜致密）。

蠕变抗力：Zr705优于Zr702，适用于高温承压部件（如核反应堆支架）。

4. 加工与焊接性能

冷加工性：需中间退火（锆易加工硬化）。

焊接工艺：需氩气保护（TIG焊），焊后需酸洗去除氧化层。

三、典型应用场景与选材建议

应用场景	推荐牌号	性能匹配要点
氯碱工业	Zr702	耐湿氯气、中低温烧碱腐蚀
核反应堆部件	Zr705	高强、抗蠕变、低中子吸收截面
强酸设备	Zr702	耐盐酸、硫酸腐蚀
高温承压管道	Zr705	高屈服强度、抗疲劳

四、质量控制与检测要点

化学成分分析：确保杂质（如Fe、Hf）不超标（如Hf≤4.5%）。

力学性能测试：每批次锻件需抽样进行拉伸、硬度试验。

无损检测：

超声波检测（UT）：检测内部缺陷（裂纹、夹杂）。

渗透检测（PT）：表面缺陷检查。

腐蚀试验：按ASTM G2进行沸腾盐酸浸泡测试。

五、锆锻件与其他材料的对比优势

对比项	锆（Zr702/Zr705）	钛（Gr.2/Gr.5）	不锈钢（316L）
耐盐酸腐蚀	优	差（易点蚀）	差
耐湿氯气	优	极差（燃烧）	差
高温强度	中	低	高
成本	高（钛的2~3倍）	中等	低