Aliajul de zirconiu este un aliaj neferos compus din adăugarea altor elemente la zirconiu ca matrice. Principalele elemente de aliere sunt staniul, niobiul, fierul etc. Aliajul de zirconiu are o rezistență bună la coroziune, proprietăți mecanice moderate, secțiune transversală scăzută de absorbție a neutronilor termici atomici, compatibilitate bună cu combustibilul nuclear și este utilizat în principal ca material structural de bază pentru apă- reactoare nucleare răcite la temperatură ridicată și apă și abur de înaltă presiune la 300 ~ 400 de grade. În plus, zirconiul are o rezistență excelentă la coroziune la o varietate de acizi, alcaline și săruri și are o afinitate puternică pentru oxigen, azot și alte gaze, astfel încât aliajele de zirconiu sunt, de asemenea, utilizate la fabricarea de piese rezistente la coroziune și piese de mașini farmaceutice, și sunt utilizate pe scară largă ca agenți de degazare fără evapotranspirație în industria vidului electric și a becurilor.
Există două tipuri de aliaje de zirconiu produse la scară industrială: zirconiu-staniu și zirconiu-niobiu. Calitățile de aliaje ale primului sunt Zr-2 și Zr{-4, iar reprezentantul tipic al celui din urmă este Zr{-2,5Nb. În aliajele de zirconiu-staniu, elementele de aliere staniu, fier, crom și nichel pot îmbunătăți rezistența, rezistența la coroziune și conductivitatea termică a filmului rezistent la coroziune și pot reduce sensibilitatea stării de suprafață la coroziune. De obicei, aliajul Zr-2 este utilizat în reactoare cu apă fierbinte, iar aliajul Zr-4 este utilizat în reactoare cu apă sub presiune. În aliajele de zirconiu-niobiu, rezistența la coroziune a aliajului este cea mai bună atunci când se adaugă cantitatea de niobiu pentru a atinge limita de soluție a structurii cristaline a zirconiului la temperatura de serviciu. Aliajul de zirconiu are o transformare heterocristalină omogenă, iar structura cristalină este cubică centrată pe corp la temperatură ridicată și hexagonală compactă la temperatură scăzută. Aliajele de zirconiu au plasticitate bună și pot fi transformate în țevi, plăci, bare și fire prin prelucrarea plasticului, iar sudarea lor este, de asemenea, bună, care poate fi folosită pentru prelucrarea sudării.
Zirconiul are o secțiune transversală mică de captare a neutronilor termici și proprietăți nucleare remarcabile, care este un material indispensabil pentru dezvoltarea industriei energiei atomice și poate fi folosit ca material structural pentru miezurile reactoarelor. Pulberea de zirconiu este inflamabilă în aer și poate fi folosită ca detonator și praf de pușcă fără fum. Zirconiul poate fi folosit ca aditiv pentru dezoxidarea și desulfurarea oțelului de înaltă calitate și este, de asemenea, o componentă a oțelului blindat, oțelului pentru tun, oțel inoxidabil și oțel rezistent la căldură. Zirconiul este un element de aliere important în aliajele de magneziu, care poate îmbunătăți rezistența la tracțiune și proprietățile de prelucrare ale aliajelor de magneziu. Zirconiul este, de asemenea, un agent metamorfic pentru aliajele de aluminiu-magneziu, care poate rafina boabele. Zirconia și zirconul sunt cei mai valoroși compuși din materiale refractare. Zirconia este principalul material al ceramicii noi și nu poate fi folosit ca material de încălzire pentru a rezista la oxidarea la temperaturi înalte. Zirconia poate fi folosită ca aditiv pentru smalțul și sticlă rezistente la acizi, ceea ce poate îmbunătăți semnificativ elasticitatea, stabilitatea chimică și rezistența la căldură a sticlei. Zirconul are performanțe puternice de reflexie a luminii și o bună stabilitate termică și poate fi folosit ca protecție solară în ceramică și sticlă. Zirconiul poate absorbi o cantitate mare de oxigen, hidrogen, amoniac și alte gaze atunci când este încălzit și este un agent getter ideal, cum ar fi pulberea de zirconiu ca agent de degazare în tuburile electronice și foile de zirconiu din sârmă de zirconiu ca suporturi de poartă, suporturi anozi etc. .