Ферросиликоцирконий с алюминием ФЦ30С45А10

Самым первым потребителем металлического циркония была черная металлургия. Цирконий оказался хорошим раскислителем.

По раскисляющему действию он превосходит титан и марганец.

Одновременно цирконий уменьшает содержание в стали газов и серы, присутствие которых делает ее менее пластичной.

Стали, легированные цирконием, не теряют необходимой вязкости в широком интервале температур, они хорошо сопротивляются ударным нагрузкам.

Поэтому цирконий добавляют в сталь, для изготовление броневых плит. При этом учитывается и тот факт, что добавки циркония положительно сказываются и на прочности стали.

Если образец стали, не легированной цирконием, разрушается при нагрузке около 900 кг, то сталь той же рецептуры, но с добавкой всего лишь 0,1% циркония выдерживает нагрузку уже в 1600 кг.

Значительные количества циркония потребляет и цветная металлургия. Здесь его действие весьма разнообразно.

Незначительные добавки циркония повышают теплостойкость алюминиевых сплавов, а многокомпонентные магниевые сплавы с добавкой циркония становятся более коррозионно-устойчивыми.

Цирконий повышает стойкость титана к действию кислот. Коррозионная стойкость сплава титана с 14% Zr в 5%-ной соляной кислоте при 100°C в 70 раз больше, чем у технически чистого титана.

Иначе влияет цирконий на молибден. Добавка 5% циркония удваивает твердость этого тугоплавкого, но довольно мягкого металла.

В отечественной металлургии для легирования стали распространённой является лигатура силикоцирконий (ферросиликоцирконий) ZrSi₂ марки ЦрСА, содержащая Zr 35-50% и Si 30-45%, остальное Al, Fe и примеси.

Когда цирконий присаживают в ковш с жидкой сталью, в результате его реакции с растворенным кислородом образуется нерастворимый оксид, который всплывает и удаляется как шлак.

Избавляясь от газовых пузырей кислорода, сталь становится более прочной, но не теряет вязкости. Так же цирконий добавляют в металлы для повышения их коррозионной стойкости.

Помимо этого, в литейном производстве применяют цирконистые огнеупоры (огнеупорные кирпичи и плиты) для футеровки ванн высокотемпературных печей для закалки сталей, для кладки печей для плавки алюминия.

Применение циркония и гафния / Нехамкин Л.Г. (ред). — М.: Металлургия, 1979.

Цирконий является также компонентом других сплавов, содержащих алюминий, марганец, хром, титан или бор и предназначенных для легирования сталей.

Влияние циркония на свойства стали обусловлено тем, что он энергично взаимодействует с кислородом, азотом, серой, образуя прочные химические соединения. Сталь не стареет, когда азот, присутствующий в ней, соединяется с цирконием.

Цирконий замедляет рост зерна и является более сильным раскислителем, чем бор, кремний, титан, ванадий или марганец.

Цирконий получил промышленное применение главным образом в качестве добавки в низколегированные конструкционные стали.

Кроме того, цирконий как легирующий элемент входит в состав специальных сталей (броневых, орудийных, нержавеющих, жаропрочных).

Сплавы, содержащие цирконий, применяют в качестве модификаторов серого чугуна; они также способствуют получению серого чугуна при присадке их в белый чугун, который для превращения в ковкий обычно подвергают отжигу.

Присадка циркониевых сплавов в высокосернистый и маломарганцовистый литейный чугун устраняет образование свободных карбидов и нейтрализует влияние серы .

В цветной металлургии цирконий применяют для получения сплавов на титановой, магниевой, алюминиевой и медной основах.

Сравнительно небольшие добавки циркония существенно уменьшают размер зерна магния и тем самым улучшают механические свойства материала.

Введение циркония во многокомпонентные магниевые сплавы значительно улучшает их структуру и коррозионную стойкость при температурах 330—350°С.

Сплавы меди с цирконием, содержащие от 0,1 до 5,0% Zr, способны к упрочнению, которое достигается термической обработкой.

Небольшие добавки циркония к меди, повышая ее прочность, лишь в незначительной степени снижают ее электропроводность.

Из сплава меди с цирконием изготавливают электроды для точечной сварки и электропровода особой прочности.

В некоторых никелевых или молибденовых сплавах цирконий содержится в виде окисной или карбидной фазы, которая обеспечивает упрочнение сплава.