《表1 国内锆合金牌号和化学成分及对应ASTM标准牌号w(%)》

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《国内锆合金及其铸造工艺的研究进展》

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注：Zr-2、Zr-4中还添加有其他合金元素。

国内锆合金牌号中，奇数合金牌号Zr-1、Zr-3、Zr-5，用于一般工业；偶数牌号Zr-0、Zr-2、Zr-4，用于核工业，详情参见GB/T 26314-2010《锆及锆合金牌号和化学成分》[10]。由表1可知，核级锆及锆合金中不能含有铪（Hf）元素；另外，对材料中的杂质元素要求的更为严格。这是由于铪的热中子吸收截面很高，为104 b，是锆的520～650倍，所以必须将铪清除干净，否则将严重影响材料的核性能。核级的锆材必须非常纯净，冶炼时除了要把铪元素清除干净外，还要把其他易于吸收中子的元素清除干净，因此对杂质元素的要求更为严格[8]。因为锆与铪的外层电子结构相同，加上受到镧系收缩效应的影响，锆与铪的理化性质很相似，所以矿物形成时常伴生在一起[2]，用一般方法很难将其分离。我国也是近年来才掌握了锆与铪的分离技术，国核锆业等公司具备了生产核级海绵锆的能力，而锆中含有少量的铪并不会影响其力学性能和耐腐蚀性能[11]。因此为了节约成本，用于一般工业的锆合金允许含有少量的铪元素，其含量≤4.5%。