鋯鍛件綜合指南

1、定義

鋯鍛件是通過鍛造工藝（如熱鍛、冷鍛或等溫鍛造）將鋯或鋯合金加工成特定形狀的金屬部件，具有高強度、耐腐蝕和耐高溫特性。

2、材質

工業級鋯：純度99.2%以上（如R60702），用于化工設備。

核級鋯合金：如Zircaloy-2（核燃料包殼）、Zircaloy-4（壓力管）、Zr-2.5Nb（CANDU堆壓力管）。

3、常見形狀

塊/餅：用于法蘭、閥門基材。

環/筒：管道連接件、反應堆部件。

棒/軸：醫療植入物或機械傳動部件。

4、核心性能

耐腐蝕性：耐鹽酸、硫酸（優于鈦），但忌氫氟酸。

機械性能：高溫下強度保持（300℃以上仍穩定）。

核性能：熱中子吸收截面極低（0.18b），適合核環境。

加工性：高溫塑性好，但需氬氣保護防氧化。

5、執行標準

國際：ASTM B351（核級）、ASTM B550（工業級）。

中國：GB/T 8767（鋯及鋯合金鑄錠與鍛件）。

6、應用領域

核工業：燃料組件、壓力管（占全球鋯用量的90%）。

化工：反應器、換熱器（替代哈氏合金降低成本）。

醫療：骨科植入物（生物相容性接近鈦）。

海洋工程：海水淡化設備閥門。

7、制造工藝

熔煉：電子束熔煉（EBM）提純，核級鋯需控制鉿含量＜0.01%。

鍛造：

多向鍛造：細化晶粒（如環軋成型）。

等溫鍛造：900-1000℃下慢速成型，減少殘余應力。

熱處理：真空退火（650-800℃），消除加工硬化。

檢測：

超聲探傷（ASTM B594 Level 3）。

晶間腐蝕試驗（ASTM G2）。

8、與鈦/鎳鍛件的區別

9、采購要點

技術規格：明確ASTM等級（如Gr.702或Zircaloy-4）。

供應商資質：需持有ASME NPT證書（核設備）。

檢測文件：

質保書含熔煉批次號（核級需追溯至海綿鋯來源）。

第三方UT檢測報告（至少符合ASTM B351 Class 2）。

交付風險：核級鋯交貨周期常達6-12個月，需提前規劃。

表面處理：要求酸洗鈍化（ASTM B614標準）。

10、注意事項

氫脆防控：儲存環境濕度＜40%，避免吸氫導致開裂。

加工污染：禁止與碳鋼工具接觸（鐵污染會降低耐蝕性）。

焊接工藝：必須使用氬氣保護焊（TIG焊），焊后需退火。

通過系統化選擇材料、嚴控供應鏈并驗證工藝參數，可確保鋯鍛件在苛刻環境下的可靠性。

相關鏈接