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工業(yè)級鋯棒及鋯管的力學(xué)性能及應(yīng)用

工業(yè)級鋯及鋯合金因在高溫高壓的環(huán)境中具有良好的力學(xué)性能和抗腐蝕性能，在化工、石油、航空、航海中具有廣闊的應(yīng)用前景。本文闡述了工業(yè)級鋯及鋯合金的合金化原理，分析了R60702（Zr3）R60705(Zr5)在不同溫度下的力學(xué)性能，指出傳統(tǒng)石油、化工及醫(yī)療行業(yè)中使用的不銹鋼和鎳及合金結(jié)構(gòu)件或零部件已不能完全滿足苛刻條件下的工況需求，概述了工業(yè)級鋯及鋯合金在硫酸、醋酸、鹽酸等惡劣腐蝕及空間技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用和研究現(xiàn)狀。新型工業(yè)鋯已經(jīng)表現(xiàn)出優(yōu)異的綜合性能和巨大的應(yīng)用潛力，因而核結(jié)果材料生產(chǎn)加工研究者應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)新型工業(yè)鋯的技術(shù)研究并強(qiáng)化其應(yīng)用，這對加快我國工業(yè)化和空間領(lǐng)域的發(fā)展具有重要戰(zhàn)略意義。

1.工業(yè)鋯力學(xué)性能

傳統(tǒng)的工業(yè)鋯及鋯合金主要是 R60700 （Zr1）R60702(Zr3) R60705(Zr5) 在不同溫度下的力學(xué)性能分別如圖1和圖2所示。從圖1可見，在室溫350℃的區(qū)間下，R60702的鋯材抗啦強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度呈現(xiàn)降低的趨勢，而延伸率則先升高后降低而隨后又呈現(xiàn)升高的趨勢，因為200℃是R60702力學(xué)性能的轉(zhuǎn)折點。從圖2可知，在室溫至500℃的區(qū)間下，R60705鋯合金的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度同樣呈現(xiàn)降低的趨勢，而延伸率則呈現(xiàn)先升高而后在降低的趨勢；同時200℃為R60705力學(xué)性能的轉(zhuǎn)折點。但是在低于200℃時，R60705鋯合金的強(qiáng)度明顯優(yōu)于R60702的強(qiáng)度，而延伸率則相反，所以在實際應(yīng)用中應(yīng)按需選擇，區(qū)別對待。

2.工業(yè)鋯的應(yīng)用

鋯及鋯合金已經(jīng)廣泛應(yīng)用于國防事業(yè) 化工 石油 航空 航天

航海等領(lǐng)域。其產(chǎn)品有 鋯反應(yīng)釜 壓力容器 鋯法蘭 鋯彎頭 

鋯鍛件 鋯加工件 鋯靶材 鋯板 鋯棒 鋯絲 鋯箔 鋯標(biāo)準(zhǔn)件   

鋯顆粒等

傳統(tǒng)石油、化工及醫(yī)療行業(yè)中使用的不銹鋼和鎳基合金結(jié)構(gòu)件或零部件已不能完全滿足苛刻條件下的工況需求，基于鋯良好的抗腐蝕性及力學(xué)性能特點，鋯及鋯合金在化工、醫(yī)療及其他領(lǐng)域中發(fā)揮著越來越重要的作用。

傳統(tǒng)大型儲硫酸容器是指容量在100 m3以上，由罐壁、罐頂、罐底及附件組成的大型容器，介質(zhì)分?jǐn)?shù)20%的稀硫酸，工作溫度為120~140℃，設(shè)計溫度為180℃。猶豫質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的稀硫酸具有很強(qiáng)的腐蝕性，對大型儲酸罐的設(shè)計和材料選擇案提出了更高的要求。雖然金屬鉭、 鉭鈮合金 鈦鈮合金等材料雖然具有良好的抗腐蝕性，但是價格高昂。所以工業(yè)鋯及鋯合金常作為大型儲硫酸容器的首選材料。