Zirkoniumlegering er en ikke-jernholdig legering som består av å tilsette andre elementer til zirkonium som en matrise. De viktigste legeringselementene er tinn, niob, jern osv. Zirkoniumlegering har god korrosjonsbestandighet, moderate mekaniske egenskaper, lavt atomisk termisk nøytronabsorpsjonstverrsnitt, god kompatibilitet med kjernebrensel, og brukes mest som et kjernestrukturmateriale for vann- avkjølte atomreaktorer i høy temperatur og høyt trykk vann og damp ved 300~400 grader. I tillegg har zirkonium utmerket korrosjonsbestandighet mot en rekke syrer, alkalier og salter, og har en sterk affinitet for oksygen, nitrogen og andre gasser, så zirkoniumlegeringer brukes også til fremstilling av korrosjonsbestandige deler og farmasøytiske maskindeler, og er mye brukt som ikke-evapotranspirasjonsavgassingsmidler i den elektriske vakuum- og lyspæreindustrien.
Det er to typer zirkoniumlegeringer produsert i industriell skala: zirkonium-tinn og zirkonium-niob. Legeringskvalitetene til førstnevnte er Zr-2 og Zr-4, og den typiske representanten for sistnevnte er Zr-2.5Nb. I zirkonium-tinnlegeringer kan legeringselementene tinn, jern, krom og nikkel forbedre styrken, korrosjonsmotstanden og termisk ledningsevne til den korrosjonsbestandige filmen, og redusere følsomheten til overflatetilstanden for korrosjon. Vanligvis brukes Zr-2-legeringen i kokende vannreaktorer, og Zr-4-legeringen brukes i trykkvannsreaktorer. I zirkonium-niob legeringer er korrosjonsmotstanden til legeringen best når mengden niob tilsettes for å nå løsningsgrensen for krystallstrukturen til zirkonium ved brukstemperaturen. Zirkoniumlegering har homogen heterokrystallinsk transformasjon, og krystallstrukturen er kroppssentrert kubisk ved høy temperatur og tettpakket sekskantet ved lav temperatur. Zirkoniumlegeringer har god plastisitet og kan lages til rør, plater, stenger og ledninger ved plastbehandling, og sveisbarheten deres er også god, som kan brukes til sveisebehandling.
Zirkonium har et lite termisk nøytronfangst-tverrsnitt og enestående kjernefysiske egenskaper, som er et uunnværlig materiale for utviklingen av atomenergiindustrien og kan brukes som et strukturelt materiale for reaktorkjerner. Zirkoniumpulver er brannfarlig i luften og kan brukes som detonator og røykfritt krutt. Zirkonium kan brukes som tilsetningsstoff for deoksidering og avsvovling av høykvalitetsstål, og er også en komponent i panserstål, kanonstål, rustfritt stål og varmebestandig stål. Zirkonium er et viktig legeringselement i magnesiumlegeringer, som kan forbedre strekkfastheten og prosessegenskapene til magnesiumlegeringer. Zirkonium er også et metamorft middel for aluminium-magnesium-legeringer, som kan foredle korn. Zirconia og zircon er de mest verdifulle forbindelsene i ildfaste materialer. Zirconia er hovedmaterialet i ny keramikk og kan ikke brukes som oppvarmingsmateriale for å motstå høytemperaturoksidasjon. Zirconia kan brukes som tilsetning til syrefast emalje og glass, noe som kan forbedre elastisiteten, den kjemiske stabiliteten og varmebestandigheten til glass betydelig. Zirkon har sterk lysrefleksjonsevne og god termisk stabilitet, og kan brukes som solkrem i keramikk og glass. Zirkonium kan absorbere en stor mengde oksygen, hydrogen, ammoniakk og andre gasser ved oppvarming, og er et ideelt gettermiddel, slik som zirkoniumpulver som avgassingsmiddel i elektronrør, og zirkoniumtrådzirkoniumplater som portstøtter, anodestøtter, etc. .