鈦棒，以鈦（Ti）為主要成分的棒材，含少量鋁、釩等合金元素（如Ti-6Al-4V）。鈦棒具有輕質(zhì)高強、生物兼容特點，主要應用于航空、醫(yī)療、海洋等領(lǐng)域。鋯棒，以鋯（Zr）為主要成分的棒材，常含少量鉿（Hf），核級鋯需控制鉿含量。 具有耐蝕耐高溫、中子透明、核電不可替代。 多用于核電、化工、特種等特殊領(lǐng)域。為便于廣大終端客戶，深刻了解兩種不同合金的棒材，中揚金屬結(jié)合相關(guān)資料，從材質(zhì)、性能、工藝、流程、應用等維度，通過表格逐項分類概述：
1、定義與核心用途對比
| 維度 | 鈦棒 | 鋯棒 |
| 定義 | 由純鈦或鈦合金制成的棒材，通過鍛造、軋制等工藝成型。 | 由純鋯或鋯合金制成的棒材，通常用于耐腐蝕或核工業(yè)領(lǐng)域。 |
| 核心用途 | 航空航天結(jié)構(gòu)件、醫(yī)療器械、化工設備、體育器材。 | 核反應堆燃料組件、化工反應器內(nèi)襯、耐酸設備、特種閥門。 |
2、材質(zhì)細分對比
| 維度 | 鈦棒 | 鋯棒 |
| 純金屬材質(zhì) | 工業(yè)純鈦（Gr1-Gr4，如TA1-TA4）。 | 工業(yè)純鋯（R60700、R60702，如Zr-1、Zr-2）。 |
| 合金材質(zhì) | α型（TA7）、α+β型（TC4/Ti-6Al-4V）、β型（TB5/Ti-15V-3Cr）。 | 鋯合金（Zr-2：含Sn、Fe、Cr；Zr-4：含Sn、Fe、Cr、Nb；Zr-702）。 |
| 雜質(zhì)控制 | 氧含量≤0.2%（Gr1），鐵≤0.3%。 | 鉿（Hf）含量≤0.01%（核級鋯），氫≤0.005%。 |
3、性能特點對比
| 維度 | 鈦棒 | 鋯棒 |
| 物理性能 | 密度4.5g/cm3，熔點1668℃，導熱性差（17W/m·K）。 | 密度6.5g/cm3，熔點1852℃，導熱性更差（22W/m·K）。 |
| 力學性能 | 抗拉強度≥240MPa（Gr1）至≥930MPa（TC4）；延伸率≥20%（Gr1）。 | 抗拉強度≥380MPa（Zr-702），核級鋯合金強度≥550MPa；延伸率≥16%。 |
| 耐腐蝕性 | 耐海水、氯離子、硝酸，但高溫下易氧化。 | 耐強酸（硫酸、鹽酸）、高溫高壓水腐蝕，核環(huán)境抗輻照性能優(yōu)異。 |
| 特殊性能 | 生物相容性高，無磁性。 | 低熱中子吸收截面（核級鋯），抗氫脆性。 |
4、執(zhí)行標準對比
| 維度 | 鈦棒 | 鋯棒 |
| 國際標準 | ASTM B348（鈦及鈦合金棒材）、AMS 4928（航空級）。 | ASTM B550（核級鋯合金棒）、ASTM B351（工業(yè)級鋯棒）。 |
| 中國標準 | GB/T 2965（鈦及鈦合金棒材）、GB/T 3620.1（牌號）。 | GB/T 8769（鋯及鋯合金棒材）、EJ/T 20130（核級鋯合金）。 |
| 核工業(yè)標準 | 無特殊核級標準。 | ASTM B811（核級鋯合金無縫管）、RCC-M（法國壓水堆規(guī)范）。 |
5、加工工藝對比
| 維度 | 鈦棒 | 鋯棒 |
| 熔煉工藝 | 真空自耗電弧熔煉（VAR）、冷床爐熔煉（EBCHM）。 | 電子束熔煉（EBM）、真空自耗電弧熔煉（VAR），核級需多次熔煉去雜質(zhì)。 |
| 成型工藝 | 熱鍛（900-1000℃）、熱軋、冷拔（小尺寸）。 | 熱鍛（700-900℃）、熱擠壓，需避免晶粒粗化。 |
| 熱處理 | 退火（650-800℃）消除應力，β退火用于改善韌性。 | 真空退火（500-600℃），核級鋯需β淬火+時效處理。 |
| 表面處理 | 酸洗（HF+HNO?）、噴砂、拋光。 | 酸洗（HF+HNO?+甘油），電解拋光（核級防污染）。 |
6、關(guān)鍵技術(shù)對比
| 維度 | 鈦棒 | 鋯棒 |
| 技術(shù)難點 | 高溫氧化控制、大尺寸棒材組織均勻性、β合金冷加工開裂。 | 核級鋯鉿分離（Hf≤0.01%）、輻照蠕變控制、氫化物取向管理。 |
| 核心設備 | 真空熔煉爐、數(shù)控鍛壓機、保護氣氛熱處理爐。 | 電子束熔煉爐、超凈加工車間、中子輻照測試裝置。 |
7、加工流程對比
| 步驟 | 鈦棒典型流程 | 鋯棒典型流程 |
| 1. 原料制備 | 海綿鈦→壓制電極→真空熔煉→鑄錠。 | 海綿鋯→氫化粉碎→提純（去除鉿）→壓制電極→真空熔煉→鑄錠。 |
| 2. 熱加工 | 鑄錠加熱至β相區(qū)（1000℃）→多向鍛造→軋制。 | 鑄錠加熱至α+β相區(qū)（800℃）→等溫鍛造→熱擠壓。 |
| 3. 冷加工 | 冷拔（小尺寸）→矯直→切割。 | 冷軋（有限變形）→真空退火→精磨。 |
| 4. 檢測 | 超聲波探傷、金相分析、力學性能測試。 | 氫含量檢測、晶粒取向分析、中子吸收截面測試（核級）。 |
8、應用領(lǐng)域?qū)Ρ?/strong>
| 領(lǐng)域 | 鈦棒典型應用 | 鋯棒典型應用 |
| 航空航天 | 飛機發(fā)動機壓氣機軸、起落架連桿。 | 無（鋯密度較高，不適用于航空減重）。 |
| 核工業(yè) | 無（鈦中子吸收截面較高）。 | 核燃料包殼管、控制棒導向管、反應堆壓力容器內(nèi)襯。 |
| 化工 | 氯堿電解槽電極、耐蝕管道支架。 | 硫酸反應器攪拌軸、鹽酸儲罐內(nèi)襯。 |
| 醫(yī)療 | 骨科植入物（人工關(guān)節(jié)）、手術(shù)器械。 | 無（鋯生物相容性較低）。 |
| 新興領(lǐng)域 | 3D打印鈦合金粉末原料、氫能儲罐。 | 第四代核反應堆（快堆）結(jié)構(gòu)材料、固態(tài)電池鋯基電解質(zhì)。 |
9、未來發(fā)展對比
| 維度 | 鈦棒 | 鋯棒 |
| 技術(shù)方向 | 超細晶鈦棒（納米晶強化）、低成本鈦合金（Ti-Fe-O系）。 | 抗輻照鋯合金（如M5合金）、鋯基復合材料（Zr-SiC）。 |
| 應用擴展 | 深海探測器耐壓殼體、新能源汽車輕量化部件。 | 熔鹽堆鋯合金包殼、氫燃料電池雙極板鍍層。 |
| 環(huán)保挑戰(zhàn) | 海綿鈦冶煉能耗高（克勞爾法），需開發(fā)綠色電解工藝。 | 核廢料中鋯的回收處理（長壽命同位素分離）。 |
總結(jié)核心差異
1）材料本質(zhì)：
鈦棒：輕量化優(yōu)先，生物相容性突出。
鋯棒：核性能優(yōu)先，耐極端腐蝕環(huán)境。
2）工藝核心：
鈦棒：追求高溫塑性變形與組織調(diào)控。
鋯棒：強調(diào)核級純度與輻照穩(wěn)定性控制。
3）產(chǎn)業(yè)定位：
鈦棒：覆蓋高端制造（航空、醫(yī)療）與民用領(lǐng)域（體育、建筑）。
鋯棒：高度集中于核能產(chǎn)業(yè)鏈，屬于“小批量、高門檻”特種材料。
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