Zirkoniumlegering is een non-ferrolegering die is samengesteld uit het toevoegen van andere elementen aan zirkonium als matrix. De belangrijkste legeringselementen zijn tin, niobium, ijzer, enz. Zirkoniumlegering heeft een goede corrosiebestendigheid, matige mechanische eigenschappen, een lage atomaire thermische neutronenabsorptiedoorsnede, een goede compatibiliteit met kernbrandstof en wordt meestal gebruikt als kernstructuurmateriaal voor watergekoelde kernreactoren in water en stoom met hoge temperatuur en hoge druk bij 300~400 graden. Bovendien heeft zirkonium een uitstekende corrosiebestendigheid tegen een verscheidenheid aan zuren, alkaliën en zouten en heeft het een sterke affiniteit met zuurstof, stikstof en andere gassen, dus worden zirkoniumlegeringen ook gebruikt bij de vervaardiging van corrosiebestendige onderdelen en onderdelen van farmaceutische machines en worden ze veel gebruikt als niet-verdampende ontgassingsmiddelen in de elektrische vacuüm- en gloeilampenindustrie.
Er zijn twee soorten zirkoniumlegeringen die op industriële schaal worden geproduceerd: zirkonium-tin en zirkonium-niobium. De legeringskwaliteiten van de eerste zijn Zr-2 en Zr-4, en de typische vertegenwoordiger van de laatste is Zr-2.5Nb. In zirkonium-tinlegeringen kunnen de legeringselementen tin, ijzer, chroom en nikkel de sterkte, corrosiebestendigheid en thermische geleidbaarheid van de corrosiebestendige film verbeteren en de gevoeligheid van de oppervlaktetoestand voor corrosie verminderen. Meestal wordt de Zr-2-legering gebruikt in kokendwaterreactoren en de Zr-4-legering wordt gebruikt in drukwaterreactoren. In zirkonium-niobiumlegeringen is de corrosiebestendigheid van de legering het beste wanneer de hoeveelheid niobium wordt toegevoegd om de oplossingslimiet van de kristalstructuur van zirkonium bij de bedrijfstemperatuur te bereiken. Zirkoniumlegering heeft homogene heterokristallijne transformatie en de kristalstructuur is lichaamsgecentreerd kubisch bij hoge temperatuur en dichtgepakt hexagonaal bij lage temperatuur. Zirkoniumlegeringen hebben een goede plasticiteit en kunnen worden gemaakt tot pijpen, platen, staven en draden door middel van kunststofverwerking, en hun lasbaarheid is ook goed, wat kan worden gebruikt voor lasverwerking.
Zirkonium heeft een kleine thermische neutronenvangstdoorsnede en uitstekende nucleaire eigenschappen, wat een onmisbaar materiaal is voor de ontwikkeling van de atoomenergie-industrie en kan worden gebruikt als structureel materiaal voor reactorkernen. Zirkoniumpoeder is ontvlambaar in de lucht en kan worden gebruikt als detonator en rookloos buskruit. Zirkonium kan worden gebruikt als additief voor deoxidatie en ontzwaveling van hoogwaardig staal en is ook een component van pantserstaal, kanonnenstaal, roestvrij staal en hittebestendig staal. Zirkonium is een belangrijk legeringselement in magnesiumlegeringen, dat de treksterkte en verwerkingseigenschappen van magnesiumlegeringen kan verbeteren. Zirkonium is ook een metamorf middel voor aluminium-magnesiumlegeringen, dat korrels kan verfijnen. Zirkonia en zirkoon zijn de meest waardevolle verbindingen in vuurvaste materialen. Zirkonia is het hoofdmateriaal van nieuwe keramiek en kan niet worden gebruikt als verwarmingsmateriaal om oxidatie bij hoge temperaturen te weerstaan. Zirkonia kan worden gebruikt als additief voor zuurbestendig email en glas, wat de elasticiteit, chemische stabiliteit en hittebestendigheid van glas aanzienlijk kan verbeteren. Zirkoon heeft een sterke lichtreflectieprestatie en goede thermische stabiliteit, en kan worden gebruikt als zonnebrandcrème in keramiek en glas. Zirkonium kan een grote hoeveelheid zuurstof, waterstof, ammoniak en andere gassen absorberen bij verhitting, en is een ideaal gettermiddel, zoals zirkoniumpoeder als ontgassingsmiddel in elektronenbuizen, en zirkoniumdraad zirkoniumplaten als gate-ondersteuningen, anode-ondersteuningen, enz.