1、锆板
锆板是以金属锆（Zr）或锆合金为主要成分的板状材料，通常厚度为0.5~50 mm，宽度可达2000 mm以上。锆因其在高温、强酸（如浓盐酸、硫酸）及核辐射环境中的优异稳定性，被广泛应用于化工、核工业、航空航天等极端工况领域，是钛、钽等金属的重要替代材料。
2、性能
1）耐腐蚀性：
在浓盐酸（≥37% HCl）、硫酸（≥70% H₂SO₄）中的耐蚀性远超钛（钛仅适用于稀酸），尤其在还原性酸中表现卓越。
抗高温氧化性（≤500℃），表面形成致密ZrO₂膜，阻止进一步腐蚀。
2）机械性能：
抗拉强度≥380 MPa（纯锆），锆合金（如Zr-2.5Nb）可达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），是核反应堆燃料包壳的首选材料。
3、材质
1）纯锆：
R60702（Zr702）：纯度≥99.2%，通用工业级锆，用于化工设备；
R60704（Zr704）：添加1.5% Sn，提升高温强度，用于核工业。
2）锆合金：
Zr-2.5Nb（R60705）：含2.5%铌，用于核反应堆压力管（抗蠕变）；
Zr-1Nb：优化抗氢脆性能，适用于高温水冷环境。
4、 特点
1）优势：
在浓盐酸、硫酸中的耐蚀性是钛的10倍以上（如70℃下37% HCl中腐蚀速率＜0.01 mm/a）；
抗辐照损伤能力强，是核燃料包壳的唯一实用材料；
生物相容性优异，可用于植入医疗器械。
2）局限性：
成本高昂（价格约为钛板的5~8倍）；
对氢氟酸（HF）极度敏感（腐蚀速率＞10 mm/a）；
加工硬化倾向明显，需中间退火处理。
5、执行标准
1）国际标准：
ASTM B551/B551M《锆及锆合金薄板、带材和板材》
ASME SB-551（核级锆材规范）
2）国内标准：
GB/T 26314-2010《锆及锆合金板材》
NB/T 20005（核电站用锆合金管技术条件）
特殊认证：核工业需满足IAEA（国际原子能机构）的质保体系要求。
6、应用领域
1）化工行业：
浓盐酸储罐内衬、硫酸蒸发器加热管；
醋酸合成反应器（抗Br⁻腐蚀）。
2）核工业：
核燃料棒包壳（Zr-2、Zr-4合金）；
反应堆压力管（Zr-2.5Nb）。
3）医疗领域：
骨科植入物（利用生物惰性）；
手术器械耐腐蚀部件。
4）航空航天：
火箭发动机燃烧室内衬（抗高温氧化）。
7、制造工艺
1）熔炼：
真空电弧熔炼（VAR）或电子束熔炼（EBM），确保低杂质（O≤0.16%，N≤0.007%）。
2）热加工：
锆锭加热至750~850℃热轧成板坯，总变形量≥80%。
3）冷轧与退火：
冷轧每道次变形量≤30%，中间退火温度550~650℃（消除加工硬化）。
4）表面处理：
酸洗（10% HNO₃ + 2% HF溶液）去除氧化层；
电解抛光（Ra≤0.4 μm）提升耐蚀性。
8、锆板与钛板的具体区别
| 对比项 | 锆板 | 钛板 |
| 耐腐蚀性 | 抗浓盐酸（37%）、硫酸（70%）更优 | 仅适用于稀酸（＜10% HCl） |
| 高温性能 | 抗氧化温度可达500℃（纯锆） | 抗氧化温度≤300℃（纯钛） |
| 核性能 | 中子吸收截面低，用于核反应堆 | 中子吸收截面较高，不适用核燃料包壳 |
| 成本 | 价格高（约5~8倍钛价） | 相对低廉 |
| 加工难度 | 加工硬化明显，需频繁退火 | 塑性好，易冷成型 |
| 典型应用 | 核包壳、浓酸反应器 | 海水淡化、氯碱设备 |
9、采购方法与注意事项
1）采购流程：
需求确认：
明确介质条件（酸浓度、温度）、力学性能（如抗拉强度≥400 MPa）。
供应商筛选：
优先选择具备核级锆材生产资质（如美国ATI、法国CEZUS）；
核查材料追溯性（熔炼炉号、热处理记录）。
技术验证：
要求提供腐蚀测试报告（按ASTM G31标准）；
核用锆板需提供辐照性能数据（如氢化物取向因子≤1.5）。
2）注意事项：
防污染控制：
加工环境需与钛、钢隔离，避免铁污染（Fe≤0.05%）；
存储时需真空包装，防止氢脆（吸氢后韧性下降）。
加工限制：
禁止使用含氟切削液（防止HF生成）；
焊接需在氩气保护箱内进行，焊丝选用ERZr3。
经济性优化：
非承压部件可采用锆-钢复合板（复层厚度≥2 mm）；
低腐蚀区域改用哈氏合金C-276降低成本。
锆板凭借其在极端腐蚀和核环境中的不可替代性，成为高端工业领域的“终极防腐材料”。与钛板相比，锆板在浓酸和核工况中优势显著，但成本与加工难度更高。采购时需严格审核供应商资质与材料性能数据，并在加工中控制污染与氢脆风险。在盐酸浓度＞20%或核辐射场景下，锆板是唯一可行选择；而对于海水或稀酸环境，钛板更具经济性。
