Legura cirkonijuma je legura obojenih metala koja se sastoji od dodavanja drugih elemenata cirkonijumu kao matrici. Glavni legirajući elementi su kalaj, niobij, željezo itd. Legura cirkonijuma ima dobru otpornost na koroziju, umjerena mehanička svojstva, nizak presjek apsorpcije atomskih toplinskih neutrona, dobru kompatibilnost s nuklearnim gorivom i uglavnom se koristi kao osnovni strukturni materijal za vodu. hlađeni nuklearni reaktori na visokim temperaturama i visokim pritiskom vode i pare na 300~400 stepeni. Osim toga, cirkonij ima odličnu otpornost na koroziju na razne kiseline, alkalije i soli, te ima jak afinitet prema kisiku, dušiku i drugim plinovima, pa se legure cirkonija također koriste u proizvodnji dijelova otpornih na koroziju i dijelova farmaceutskih mašina, i naširoko se koriste kao agensi za otplinjavanje bez evapotranspiracije u industriji električnih vakuuma i sijalica.
Postoje dvije vrste legura cirkonijuma koje se proizvode u industrijskom obimu: cirkonijum-kalaj i cirkonijum-niobijum. Stepen legure prvog je Zr-2 i Zr-4, a tipičan predstavnik drugog je Zr-2.5Nb. U legurama cirkonij-kalaj, legirajući elementi kalaj, željezo, krom i nikal mogu poboljšati čvrstoću, otpornost na koroziju i toplinsku provodljivost filma otpornog na koroziju i smanjiti osjetljivost površinskog stanja na koroziju. Obično se legura Zr-2 koristi u reaktorima s ključalom vodom, a legura Zr-4 se koristi u reaktorima s vodom pod pritiskom. U legurama cirkonijum-niobijum, otpornost legure na koroziju je najbolja kada se doda količina niobija da bi se dostigla granica rastvorljivosti kristalne strukture cirkonija na radnoj temperaturi. Legura cirkonijuma ima homogenu heterokristalnu transformaciju, a kristalna struktura je kubična na visokoj temperaturi i zbijeno heksagonalna na niskoj temperaturi. Legure cirkonija imaju dobru plastičnost i mogu se plastičnom obradom izrađivati u cijevi, ploče, šipke i žice, a dobra je i njihova zavarljivost, što se može koristiti za obradu zavarivanja.
Cirkonij ima mali poprečni presjek hvatanja toplinskih neutrona i izvanredna nuklearna svojstva, što je nezamjenjiv materijal za razvoj industrije atomske energije i može se koristiti kao konstrukcijski materijal za jezgre reaktora. Cirkonijum u prahu je zapaljiv u vazduhu i može se koristiti kao detonator i bezdimni barut. Cirkonijum se može koristiti kao aditiv za deoksidaciju i odsumporavanje visokokvalitetnog čelika, a takođe je i sastavni deo oklopnog čelika, topovskog čelika, nerđajućeg čelika i čelika otpornog na toplotu. Cirkonijum je važan legirajući element u legurama magnezijuma, koji može poboljšati vlačnu čvrstoću i svojstva obrade legura magnezijuma. Cirkonijum je takođe metamorfno sredstvo za legure aluminijum-magnezijum, koje mogu da rafinišu zrna. Cirkonijum i cirkon su najvredniji spojevi u vatrostalnim materijalima. Cirkonij je glavni materijal nove keramike i ne može se koristiti kao materijal za grijanje da bi se odupirao oksidaciji pri visokim temperaturama. Cirkonijum se može koristiti kao aditiv za emajl i staklo otporan na kiseline, što može značajno poboljšati elastičnost, hemijsku stabilnost i otpornost na toplotu stakla. Cirkon ima jaku refleksiju svjetlosti i dobru termičku stabilnost, te se može koristiti kao krema za sunčanje u keramici i staklu. Cirkonijum može apsorbovati veliku količinu kiseonika, vodika, amonijaka i drugih gasova kada se zagreva, i idealno je sredstvo za dobijanje, kao što je cirkonijum u prahu kao agens za otplinjavanje u elektronskim cevima, i cirkonijumske žice od cirkonijumskih listova kao nosači kapija, anodni nosači itd. .