Zr702/Zr704/Zr705鋯合金板棒材的性能特點(diǎn)生產(chǎn)工藝與應(yīng)用領(lǐng)域

以下是利泰金屬針對(duì)Zr702、Zr704、Zr705鋯合金的深度解析，涵蓋性能、執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)、應(yīng)用領(lǐng)域、生產(chǎn)工藝及選購(gòu)方法：

一、合金成分與分類

二、性能特點(diǎn)

1、Zr702（工業(yè)純鋯）

板材/棒材性能：

機(jī)械性能：抗拉強(qiáng)度 ≥ 380 MPa，延伸率 ≥ 20%，硬度較低（HV ~150）。

耐腐蝕性：在高溫水、稀硫酸、鹽酸中表現(xiàn)優(yōu)異，但對(duì)氫氟酸敏感。

加工性：冷/熱加工性能良好，易焊接（TIG、EBW）。

高溫性能：長(zhǎng)期使用溫度 ≤ 300℃（抗氧化性一般）。

2、 Zr704（核級(jí)鋯合金）

板材/棒材性能：

機(jī)械性能：抗拉強(qiáng)度 ≥ 550 MPa，屈服強(qiáng)度 ≥ 380 MPa，延伸率 ≥ 16%。

耐腐蝕性：在高溫高壓水（如核反應(yīng)堆冷卻劑）中耐腐蝕性極佳，抗輻照腫脹。

加工性：需控制加工溫度，避免晶粒粗化；焊接需嚴(yán)格工藝（如真空電子束焊）。

高溫性能：適用于350℃以下核反應(yīng)堆環(huán)境。

3、 Zr705（高強(qiáng)度鋯合金）

板材/棒材性能：

機(jī)械性能：抗拉強(qiáng)度 ≥ 750 MPa，屈服強(qiáng)度 ≥ 550 MPa，延伸率 ≥ 12%。

耐腐蝕性：在酸性環(huán)境（如硫酸、硝酸）中優(yōu)于Zr702，但長(zhǎng)期高溫水腐蝕性能略遜于Zr704。

加工性：冷加工困難，需熱成型（熱軋/熱鍛）；焊接需預(yù)熱和后熱處理。

高溫性能：短期使用溫度可達(dá)400℃（抗氧化性一般）。

三、執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)

四、應(yīng)用領(lǐng)域

五、生產(chǎn)工藝

1、板材生產(chǎn)流程

熔煉：真空電弧熔煉（VAR）或電子束熔煉（EBM），減少雜質(zhì)（Hf、O?）。

熱軋：加熱至750-900℃（Zr702/Zr704）或更高（Zr705需防氧化），軋制成板坯。

冷軋+退火：Zr702/Zr704冷軋后需中間退火（650℃）；Zr705需熱軋后直接成型。

表面處理：酸洗（HF+HNO?混合液）去除氧化層，拋光或鈍化處理。

2、棒材生產(chǎn)流程

擠壓/鍛造：Zr702/Zr704可用熱擠壓（850℃）；Zr705需多道次鍛造（β相區(qū)處理）。

熱處理：Zr704需β淬火+時(shí)效（優(yōu)化抗輻照性能）；Zr705需固溶+時(shí)效強(qiáng)化。

機(jī)加工：車削/磨削（硬質(zhì)合金刀具），避免粘刀。

六、選購(gòu)方法

1、按應(yīng)用需求選材

耐腐蝕優(yōu)先：酸性環(huán)境選Zr702或Zr705；核反應(yīng)堆必選Zr704。

強(qiáng)度優(yōu)先：Zr705 > Zr704 > Zr702。

高溫性能：Zr704（核級(jí)）> Zr705 > Zr702。

2、供應(yīng)商審核要點(diǎn)

認(rèn)證文件：核級(jí)材料需提供質(zhì)保書（如ASME NCA 3800）、輻照性能報(bào)告（Zr704）。

檢測(cè)報(bào)告：

化學(xué)成分（Hf ≤ 0.01%為核級(jí)要求）。

力學(xué)性能（拉伸、沖擊試驗(yàn)）。

腐蝕測(cè)試（如高壓釜試驗(yàn)，驗(yàn)證耐水腐蝕性）。

3、成本控制

Zr702：成本最低，適用于非核領(lǐng)域常規(guī)耐腐蝕需求。

Zr704：價(jià)格高昂（核級(jí)認(rèn)證+嚴(yán)格工藝），僅限核電關(guān)鍵部件。

Zr705：中高成本，適用于高強(qiáng)度耐酸場(chǎng)景。

4、加工工藝適配性

板材：需確認(rèn)厚度公差（如±0.05mm）和表面光潔度（Ra ≤ 1.6μm）。

棒材：關(guān)注晶粒度（ASTM E112評(píng)級(jí)，核級(jí)要求≤7級(jí)）。

焊接工藝：Zr704需專用焊材（如Zr-4焊絲）和惰性氣體保護(hù)。

七、橫向?qū)Ρ扰c總結(jié)

總結(jié)建議：

化工/制藥：優(yōu)先Zr702板材（性價(jià)比高）。

核電：必須選用Zr704并嚴(yán)格核質(zhì)保流程。

特種設(shè)備：需兼顧強(qiáng)度與耐腐蝕時(shí)選Zr705棒材。

采購(gòu)注意：核級(jí)材料需追溯熔煉爐號(hào)，民用領(lǐng)域可放寬標(biāo)準(zhǔn)。

建議在采購(gòu)前與供應(yīng)商明確技術(shù)協(xié)議，必要時(shí)進(jìn)行材料復(fù)驗(yàn)（如超聲波探傷、腐蝕試驗(yàn)）。