鋯管棒，是利用金屬鋯和其他金屬制得的合金管形材料。由于鋯的核性能和耐腐蝕性能優(yōu)良，鋯合金管棒常常用于水冷反應(yīng)堆的核燃料組件及堆內(nèi)結(jié)構(gòu)，是重要的核材料。純鋯管棒主要用來(lái)制造化工設(shè)備，因?yàn)閮r(jià)格昂貴用量還不多。常用的鋯管棒的化學(xué)成分及其用途見(jiàn)表，其中鋯錫合金管棒的用量較多。

(1)鋯和氣體的親和力很強(qiáng)，它與氧、氫、氮分別在約200、300和400℃開(kāi)始反應(yīng)，較高的溫度下反應(yīng)迅速，因而熔鑄、熱處理都要在真空爐內(nèi)進(jìn)行。在大氣中進(jìn)行熱加工時(shí)，應(yīng)采取妥善的保護(hù)措施，并且縮短高溫下的操作時(shí)間。

(2)鋯與模具的摩擦系數(shù)較高，容易粘附于模具表面；塑性變形的熱效應(yīng)顯著，加工時(shí)要求有良好的潤(rùn)滑條件。

(3)加工規(guī)范對(duì)產(chǎn)品的使用性能具有較敏感的影響。尤應(yīng)注意控制成品前的冷加工和熱處理工藝，以滿足使用要求。

(4)管棒材的尺寸精度和表面質(zhì)量要求很高。所以，工藝裝備應(yīng)有良好的精度，工模具設(shè)計(jì)和制作應(yīng)先進(jìn)合理。

加工管棒用的鑄錠以海綿鋯為原料。核動(dòng)力工程用材料的錠子，要以核級(jí)海綿鋯為原料，并應(yīng)嚴(yán)格限制Hf、B、Cd、U等20多種雜質(zhì)元素的含量。合金元素可以以高純金屬或母合金等形式加入。

海綿鋯和合金元素一起被壓制成棒狀電極，在真空自耗電極電弧爐內(nèi)進(jìn)行兩次熔煉，可獲得組織致密、成分均勻的鑄錠。壓制棒狀電極之前，海綿鋯與合金元素應(yīng)該大體上均勻混合。壓制的電極應(yīng)有適當(dāng)?shù)闹旅芏?。二次熔煉所得的錠子，表里各處的化學(xué)成分都應(yīng)在規(guī)定的范圍之內(nèi)。

熔鑄鋯錫合金時(shí)，為了避免低熔點(diǎn)合金元素(Sn)在第一次熔煉時(shí)可能超前流淌，合金元素以母合金的形式加入，比以純金屬加入更有利于錠的成分均勻。熔鑄鋯錫合金用的是Zr—Sn—Cr—Fe或Zr—Sn—Cr—Fe—Ni母合金。熔煉鋯鈮合金錠時(shí)，合金元素以Zr—Nb母合金的形式加入，比以純鈮加入較容易避免難熔元素(Nb)的偏析。

母合金通常用真空非白耗電極電弧爐煉制。真空自耗熔煉法制備的鋯合金錠一般重約幾百公斤，它的成分均勻性容易控制，也適合塑性加工的需要。當(dāng)代熔鑄技術(shù)的進(jìn)步已能生產(chǎn)超過(guò)1t重的均質(zhì)大錠。

鋯及其合金感應(yīng)熔煉鑄造技術(shù)已開(kāi)始步入實(shí)用化階段。此法的技術(shù)困難是克服坩堝材質(zhì)對(duì)鋯的污染，解決辦法有：采用復(fù)合涂層坩堝或冷坩堝感應(yīng)熔煉以及采用凝殼鑄造等工藝措施。例如，脈沖反應(yīng)堆用的鋯鈾合金棒既可用2～3次真空自耗熔煉鑄錠再擠壓的方法制取，也可采用真空中頻感應(yīng)爐直接鑄棒。