锆合金具有低的热中子吸收截面，良好的抗腐蚀性能和机械强度，而普遍作为核燃料包壳和结构材料，是其他合金所不能取代的。它处在核反应堆核能裂变反应、核能转换成热能的释发部位，又是防止反应堆放射性裂变产物向外逸出的首道屏障，需经受高温、高压、强腐蚀、冲刷、辐射环境的考验。

上海有色金属研究所在1963年研究锆铪分离成功，获国家发明奖。后由该所所属上海合利冶炼厂生产原子能级无铅海绵锆。在此基础上，研制锆－2合金管。该所自行设计制造小型真空自耗炉、2米真空退火炉，添置挤压机、轧管机和一些试验仪器。以无铪锆为合金基体，加入适量的Ni、Fe、Cr元素，经熔铸、挤压、轧制、热处理，于1964年10月试制出中国第一个用于核潜艇反应堆的直径8×0.5毫米锆－2合金管，至1970年共生产供应7吨，填补了空白。

进入70年代，为适应中国核电发展的需要，对锆合金材质量提出新的更高要求。由于锆－2合金中的Ni易吸氢产生脆裂现象，根据国家重点728工程（秦山核电站）的需要，上海有色金属研究所于1974年在锆中添加Sn、Fe、Cr等元素，并限制Ni的含量，研制锆－4合金管。首批生产473公斤，经有关部门鉴定通过，1975年获市重大科技成果奖。接着，锆－4合金管投入批量生产。该所又先后设计制造500千克自耗熔炼炉、8米真空退火炉、400吨水压机和β测厚、YY11型涡流探伤等检测仪器，建立内喷外抛工艺，锆－4合金管的质量进一步提高。为中国第一座自行设计制造的秦山核电站提供了14000支、重约6吨的锆－4合金管，解决了该工程一期用料的需要。

秦山核电站投产运行和换料证明，核燃料组件锆－4合金包壳管性能优良，运行安全可靠。获市人民政府授予“上海市全面完成秦山一期工程作出重大贡献的核电工作先进集体”和国家科技进步二等奖。秦山核电站包壳燃料元件棒换料，出堆的锆－4合金管表面依然乌黑光亮如初，无一损裂，这进一步表明该所生产的锆－4合金管的质量可以信赖。而在广东大亚湾核电站使用法国生产的燃料元件棒包壳管换料时却发现有多支破损的憾事。

1992年，根据中国核电发展需要，上海有色金属研究所建立“核电站用锆合金材料”火炬计划项目。至1994年合计投入人民币783万元，完善锆管生产线，改进工艺，添置仿皮尔格式轧管机、计算机控制的6米立式真空退火炉、高压釜腐蚀试验自动控制装置、高灵敏度探伤仪、内表面喷砂处理等设备，扩大生产品种。除原有包壳用管外，增加端塞棒、格架带、导向管。参照法国、瑞典、加拿大等国有关标准，制订所内生产技术标准。经过几年努力，逐步形成年产25吨各种锆合金材料的能力。1995～1996年生产供应PC工程和秦山核电站用材计有直径15.24×0.4×489毫米、10×0.7×3200毫米两种规格锆－4合金管18.7吨，直径10.5毫米锆合金棒1.6吨，0.6～0.7毫米锆合金薄板0.8吨。产品经宜宾核燃料元件厂实测，认为13项主要技术性能指标中，有6项优于国外标准，7项相当。1996年，核工业用优质锆合金无缝管获市优秀新产品一等奖，市标准化科技成果一等奖和五部委（局）（国家科委、中国工商银行、劳动部、外国专家局、国家技术监督局）领发的国家级新产品证书。

该所在研制生产中，完成一系列研究工作。主要有“提高锆－4合金管性能研究”、“锆合金管收缩应变比测试方法研究”、“核反应堆用包壳材料内外表面处理设备及工艺研究”、“Pilger轧机大变形量冷轧加工工艺研究”、“压水堆燃料组件定位架用锆－4合金带材研究”和“旋压法加工锆－4合金导向管研究”10余项。分别通过鉴定或应用于生产。被列为市重点科技攻关项目的“30万千瓦核电站高燃耗燃料元件用锆－4合金管研制”课题，于1996年11月4日通过以中国科学院、工程院院士秦山核电站总设计师欧阳予为组长、PC工程总设计师耿其瑞研究员为副组长的鉴定委员会的好评，认为“上海有色金属研究所研制生产的锆－4合金管已达到设计技术条件所规定的全部要求，可用于30万千瓦核电站提高燃耗值、延长运转周期”。

该所不但为秦山核电站等提供所需的锆－4合金材料，还承接市核电办公室、市重大工程办公室等布置的“广东大亚湾核电站燃料包壳管国产化研究”任务。通过一段时间的研究，试制的直径9.5×0.57毫米锆－4合金管，性能达到大亚湾核电站换料技术条件。1996年通过项目鉴定，认为“上海有色金属研究所研制生产的锆－4合金管综合性能良好，与法国法马通公司90年代同类产品水平相当，属国内先进”。为今后大亚湾核电站换料走向国产化创造良好的基础。

近几年，中国核电工业发展迅速，秦山二期、三期，广东岭澳、阳江，江苏连云港和山东、辽宁等地，将先后兴建十几座核电站，装机容量可达2000～2500万千瓦。据计算，到2008年，单是锆－4合金管需求量将达100余吨。而随着核电工业的发展，发达国家已出现Zr－Sn—Nb为基体的新一代锆合金材料，以提高核燃料的燃耗值，延长换料周期（从12个月延长到18～24个月），降低发电成本。上海有色金属研究所已开始作相应研究。