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鋯鍛件的常用執行標準及其性能

發布時間：2025-02-14 11:58:17 瀏覽次數：

寶雞寶鋯金屬材料有限公司，多年來專注于鋯棒,鋯絲,鋯焊絲,鋯鍛件,鋯坩堝,鈦棒,鋯板,鈦絲,鈦鍛件等產品的深加工與銷售。有關鋯鍛件的常用執行標準及其性能要求，寶鋯金屬結合工業應用場景和技術規范，整理如下：

一、鋯鍛件的常用執行標準

鋯鍛件的生產和驗收主要依據以下國際和國內標準，涵蓋材料成分、力學性能、加工工藝等要求：

1. 國際標準

ASTM B493

材料牌號：UNS R60702（Zr702）、UNS R60705（Zr705）。

化學成分：嚴格限制雜質（如Fe、Cr、Ni、Hf等）含量，例如Hf≤4.5%（Zr702）。

力學性能（以Zr702為例）：

抗拉強度≥380 MPa，屈服強度≥240 MPa，延伸率≥18%（室溫）。

標準名稱：Standard Specification for Zirconium and Zirconium Alloy Forgings

適用范圍：鋯及鋯合金（如Zr702、Zr705）鍛件的化學成分、力學性能和檢測方法。

關鍵要求：

ASME BPVC Section II

標準名稱：ASME鍋爐及壓力容器規范（材料篇）

相關條款：引用ASTM B493，并補充壓力容器設計中的特殊要求（如高溫性能測試）。

ISO 13480

標準名稱：Zirconium and zirconium alloys – Forged bars

適用范圍：鋯合金鍛棒材的尺寸公差和性能指標。

2. 國內標準

GB/T 26314-2010

標準名稱：鋯及鋯合金鍛件

對標國際標準：等效采用ASTM B493，適用于核工業及化工領域。

特殊要求：增加氫化物取向檢測（針對核用鋯材）。

NB/T 20005（核行業標準）

標準名稱：核電廠用鋯及鋯合金鍛件技術條件

重點：對輻照性能、高溫蠕變性能提出附加要求。

二、鋯鍛件的關鍵性能指標

鋯鍛件的性能需滿足腐蝕環境、力學載荷和加工要求，核心性能如下：

1. 機械性能

性能參數	Zr702（R60702）典型值	Zr705（R60705）典型值	測試條件
抗拉強度	≥380 MPa	≥550 MPa	室溫（25℃）
屈服強度	≥240 MPa	≥380 MPa	室溫（25℃）
延伸率	≥18%	≥15%	標距50mm
硬度	≤200 HB	≤220 HB	布氏硬度
高溫強度	保持80%室溫強度（200℃）	保持75%室溫強度（200℃）	高溫短時拉伸

2. 耐腐蝕性能

酸性介質：

鹽酸（HCl）：≤70%濃度、沸點以下，腐蝕速率<0.1 mm/年。

硫酸（H?SO?）：≤60%濃度、100℃，腐蝕速率<0.05 mm/年。

堿性介質：

燒堿（NaOH）：≤40%濃度、130℃以下，腐蝕速率<0.025 mm/年。

氯離子環境：

抗點蝕和應力腐蝕開裂（SCC），優于不銹鋼和鈦合金。

3. 高溫性能

抗氧化性：在300℃以下長期穩定（氧化膜致密）。

蠕變抗力：Zr705優于Zr702，適用于高溫承壓部件（如核反應堆支架）。

4. 加工與焊接性能

冷加工性：需中間退火（鋯易加工硬化）。

焊接工藝：需氬氣保護（TIG焊），焊后需酸洗去除氧化層。

三、典型應用場景與選材建議

應用場景	推薦牌號	性能匹配要點
氯堿工業	Zr702	耐濕氯氣、中低溫燒堿腐蝕
核反應堆部件	Zr705	高強、抗蠕變、低中子吸收截面
強酸設備	Zr702	耐鹽酸、硫酸腐蝕
高溫承壓管道	Zr705	高屈服強度、抗疲勞

四、質量控制與檢測要點

化學成分分析：確保雜質（如Fe、Hf）不超標（如Hf≤4.5%）。

力學性能測試：每批次鍛件需抽樣進行拉伸、硬度試驗。

無損檢測：

超聲波檢測（UT）：檢測內部缺陷（裂紋、夾雜）。

滲透檢測（PT）：表面缺陷檢查。

腐蝕試驗：按ASTM G2進行沸騰鹽酸浸泡測試。

五、鋯鍛件與其他材料的對比優勢

對比項	鋯（Zr702/Zr705）	鈦（Gr.2/Gr.5）	不銹鋼（316L）
耐鹽酸腐蝕	優	差（易點蝕）	差
耐濕氯氣	優	極差（燃燒）	差
高溫強度	中	低	高
成本	高（鈦的2~3倍）	中等	低