A liga de zircônio é uma liga não ferrosa composta pela adição de outros elementos ao zircônio como matriz. Os principais elementos de liga são estanho, nióbio, ferro, etc. A liga de zircônio tem boa resistência à corrosão, propriedades mecânicas moderadas, baixa seção transversal de absorção de nêutrons térmicos atômicos, boa compatibilidade com combustível nuclear e é usada principalmente como um material estrutural central para reatores nucleares resfriados a água em alta temperatura e alta pressão de água e vapor a 300~400 graus. Além disso, o zircônio tem excelente resistência à corrosão a uma variedade de ácidos, álcalis e sais, e tem uma forte afinidade por oxigênio, nitrogênio e outros gases, então as ligas de zircônio também são usadas na fabricação de peças resistentes à corrosão e peças de máquinas farmacêuticas, e são amplamente utilizadas como agentes desgaseificadores não evapotranspirantes nas indústrias de vácuo elétrico e lâmpadas.
Existem dois tipos de ligas de zircônio produzidas em escala industrial: zircônio-estanho e zircônio-nióbio. Os graus de liga do primeiro são Zr-2 e Zr-4, e o representante típico do último é Zr-2.5Nb. Em ligas de zircônio-estanho, os elementos de liga estanho, ferro, cromo e níquel podem melhorar a resistência, a resistência à corrosão e a condutividade térmica do filme resistente à corrosão e reduzir a sensibilidade do estado da superfície à corrosão. Normalmente, a liga Zr-2 é usada em reatores de água fervente, e a liga Zr-4 é usada em reatores de água pressurizada. Em ligas de zircônio-nióbio, a resistência à corrosão da liga é melhor quando a quantidade de nióbio é adicionada para atingir o limite de solução da estrutura cristalina do zircônio na temperatura de serviço. A liga de zircônio tem transformação heterocristalina homogênea, e a estrutura cristalina é cúbica centrada no corpo em alta temperatura e hexagonal compactada em baixa temperatura. As ligas de zircônio têm boa plasticidade e podem ser transformadas em tubos, placas, barras e fios por processamento plástico, e sua soldabilidade também é boa, o que pode ser usado para processamento de soldagem.
O zircônio tem uma pequena seção transversal de captura de nêutrons térmicos e excelentes propriedades nucleares, que é um material indispensável para o desenvolvimento da indústria de energia atômica e pode ser usado como um material estrutural para núcleos de reatores. O pó de zircônio é inflamável no ar e pode ser usado como detonador e pólvora sem fumaça. O zircônio pode ser usado como um aditivo para desoxidação e dessulfurização de aço de alta qualidade e também é um componente de aço blindado, aço para canhão, aço inoxidável e aço resistente ao calor. O zircônio é um importante elemento de liga em ligas de magnésio, que pode melhorar a resistência à tração e as propriedades de processamento de ligas de magnésio. O zircônio também é um agente metamórfico para ligas de alumínio-magnésio, que podem refinar grãos. Zircônia e zircão são os compostos mais valiosos em refratários. A zircônia é o principal material de novas cerâmicas e não pode ser usada como um material de aquecimento para resistir à oxidação em alta temperatura. A zircônia pode ser usada como um aditivo para esmalte e vidro resistentes a ácidos, o que pode melhorar significativamente a elasticidade, estabilidade química e resistência ao calor do vidro. O zircônio tem forte desempenho de reflexão de luz e boa estabilidade térmica, e pode ser usado como protetor solar em cerâmica e vidro. O zircônio pode absorver uma grande quantidade de oxigênio, hidrogênio, amônia e outros gases quando aquecido, e é um agente getter ideal, como pó de zircônio como um agente desgaseificador em tubos de elétrons, e folhas de zircônio de fio de zircônio como suportes de porta, suportes de ânodo, etc.