钛棒，以钛（Ti）为主要成分的棒材，含少量铝、钒等合金元素（如Ti-6Al-4V）。钛棒具有轻质高强、生物兼容特点，主要应用于航空、医疗、海洋等领域。锆棒，以锆（Zr）为主要成分的棒材，常含少量铪（Hf），核级锆需控制铪含量。 具有耐蚀耐高温、中子透明、核电不可替代。 多用于核电、化工、特种等特殊领域。为便于广大终端客户，深刻了解两种不同合金的棒材，中扬金属结合相关资料，从材质、性能、工艺、流程、应用等维度，通过表格逐项分类概述：
1、定义与核心用途对比
| 维度 | 钛棒 | 锆棒 |
| 定义 | 由纯钛或钛合金制成的棒材，通过锻造、轧制等工艺成型。 | 由纯锆或锆合金制成的棒材，通常用于耐腐蚀或核工业领域。 |
| 核心用途 | 航空航天结构件、医疗器械、化工设备、体育器材。 | 核反应堆燃料组件、化工反应器内衬、耐酸设备、特种阀门。 |
2、材质细分对比
| 维度 | 钛棒 | 锆棒 |
| 纯金属材质 | 工业纯钛（Gr1-Gr4，如TA1-TA4）。 | 工业纯锆（R60700、R60702，如Zr-1、Zr-2）。 |
| 合金材质 | α型（TA7）、α+β型（TC4/Ti-6Al-4V）、β型（TB5/Ti-15V-3Cr）。 | 锆合金（Zr-2：含Sn、Fe、Cr；Zr-4：含Sn、Fe、Cr、Nb；Zr-702）。 |
| 杂质控制 | 氧含量≤0.2%（Gr1），铁≤0.3%。 | 铪（Hf）含量≤0.01%（核级锆），氢≤0.005%。 |
3、性能特点对比
| 维度 | 钛棒 | 锆棒 |
| 物理性能 | 密度4.5g/cm³，熔点1668℃，导热性差（17W/m·K）。 | 密度6.5g/cm³，熔点1852℃，导热性更差（22W/m·K）。 |
| 力学性能 | 抗拉强度≥240MPa（Gr1）至≥930MPa（TC4）；延伸率≥20%（Gr1）。 | 抗拉强度≥380MPa（Zr-702），核级锆合金强度≥550MPa；延伸率≥16%。 |
| 耐腐蚀性 | 耐海水、氯离子、硝酸，但高温下易氧化。 | 耐强酸（硫酸、盐酸）、高温高压水腐蚀，核环境抗辐照性能优异。 |
| 特殊性能 | 生物相容性高，无磁性。 | 低热中子吸收截面（核级锆），抗氢脆性。 |
4、执行标准对比
| 维度 | 钛棒 | 锆棒 |
| 国际标准 | ASTM B348（钛及钛合金棒材）、AMS 4928（航空级）。 | ASTM B550（核级锆合金棒）、ASTM B351（工业级锆棒）。 |
| 中国标准 | GB/T 2965（钛及钛合金棒材）、GB/T 3620.1（牌号）。 | GB/T 8769（锆及锆合金棒材）、EJ/T 20130（核级锆合金）。 |
| 核工业标准 | 无特殊核级标准。 | ASTM B811（核级锆合金无缝管）、RCC-M（法国压水堆规范）。 |
5、加工工艺对比
| 维度 | 钛棒 | 锆棒 |
| 熔炼工艺 | 真空自耗电弧熔炼（VAR）、冷床炉熔炼（EBCHM）。 | 电子束熔炼（EBM）、真空自耗电弧熔炼（VAR），核级需多次熔炼去杂质。 |
| 成型工艺 | 热锻（900-1000℃）、热轧、冷拔（小尺寸）。 | 热锻（700-900℃）、热挤压，需避免晶粒粗化。 |
| 热处理 | 退火（650-800℃）消除应力，β退火用于改善韧性。 | 真空退火（500-600℃），核级锆需β淬火+时效处理。 |
| 表面处理 | 酸洗（HF+HNO₃）、喷砂、抛光。 | 酸洗（HF+HNO₃+甘油），电解抛光（核级防污染）。 |
6、关键技术对比
| 维度 | 钛棒 | 锆棒 |
| 技术难点 | 高温氧化控制、大尺寸棒材组织均匀性、β合金冷加工开裂。 | 核级锆铪分离（Hf≤0.01%）、辐照蠕变控制、氢化物取向管理。 |
| 核心设备 | 真空熔炼炉、数控锻压机、保护气氛热处理炉。 | 电子束熔炼炉、超净加工车间、中子辐照测试装置。 |
7、加工流程对比
| 步骤 | 钛棒典型流程 | 锆棒典型流程 |
| 1. 原料制备 | 海绵钛→压制电极→真空熔炼→铸锭。 | 海绵锆→氢化粉碎→提纯（去除铪）→压制电极→真空熔炼→铸锭。 |
| 2. 热加工 | 铸锭加热至β相区（1000℃）→多向锻造→轧制。 | 铸锭加热至α+β相区（800℃）→等温锻造→热挤压。 |
| 3. 冷加工 | 冷拔（小尺寸）→矫直→切割。 | 冷轧（有限变形）→真空退火→精磨。 |
| 4. 检测 | 超声波探伤、金相分析、力学性能测试。 | 氢含量检测、晶粒取向分析、中子吸收截面测试（核级）。 |
8、应用领域对比
| 领域 | 钛棒典型应用 | 锆棒典型应用 |
| 航空航天 | 飞机发动机压气机轴、起落架连杆。 | 无（锆密度较高，不适用于航空减重）。 |
| 核工业 | 无（钛中子吸收截面较高）。 | 核燃料包壳管、控制棒导向管、反应堆压力容器内衬。 |
| 化工 | 氯碱电解槽电极、耐蚀管道支架。 | 硫酸反应器搅拌轴、盐酸储罐内衬。 |
| 医疗 | 骨科植入物（人工关节）、手术器械。 | 无（锆生物相容性较低）。 |
| 新兴领域 | 3D打印钛合金粉末原料、氢能储罐。 | 第四代核反应堆（快堆）结构材料、固态电池锆基电解质。 |
9、未来发展对比
| 维度 | 钛棒 | 锆棒 |
| 技术方向 | 超细晶钛棒（纳米晶强化）、低成本钛合金（Ti-Fe-O系）。 | 抗辐照锆合金（如M5合金）、锆基复合材料（Zr-SiC）。 |
| 应用扩展 | 深海探测器耐压壳体、新能源汽车轻量化部件。 | 熔盐堆锆合金包壳、氢燃料电池双极板镀层。 |
| 环保挑战 | 海绵钛冶炼能耗高（克劳尔法），需开发绿色电解工艺。 | 核废料中锆的回收处理（长寿命同位素分离）。 |
总结核心差异
1）材料本质：
钛棒：轻量化优先，生物相容性突出。
锆棒：核性能优先，耐极端腐蚀环境。
2）工艺核心：
钛棒：追求高温塑性变形与组织调控。
锆棒：强调核级纯度与辐照稳定性控制。
3）产业定位：
钛棒：覆盖高端制造（航空、医疗）与民用领域（体育、建筑）。
锆棒：高度集中于核能产业链，属于“小批量、高门槛”特种材料。
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