Postoje dve serije legura na bazi cirkonijuma proizvedene u industrijskom obimu: serije cirkonijum-kositar i serije cirkonijum-niobijum. Predstavnik prvog je legura Zr-2, a predstavnik drugog je legura Zr-2.5Nb. Sastav i svojstva cirkonijuma i tri legure cirkonija prikazani su u tabeli. Princip odabira legiranih elemenata silicijuma sa cirkonijumom je: ne može se značajno povećati presjek termičkog neutrona apsorpcije cirkonija; drugi je za poboljšanje otpornosti na koroziju i čvrstoću cirkonija, a da pritom ne pretjerano umanjuje performanse procesa. U leguri cirkonijuma-kositra, kombiniranim dodavanjem kositra, željeza, hroma i nikla (legura Zr-2) može se poboljšati čvrstoća i korozijska otpornost materijala, toplinska provodljivost filma otpornog na koroziju i smanjiti osjetljivost stanje površine do korozije; Zr-4 legura ne sadrži nikal i povećava sadržaj željeza na odgovarajući način. Korozijska apsorpcija vodonika ove legure je samo oko polovine od legure Zr-2.
Obično se legura Zr-2 koristi za reaktor kipuće vode, Zr-4 legura se koristi za vodeni reaktor pod pritiskom. U leguru cirkonijum-niobijum, kada dodana količina niobija dostigne granicu čvrste rastvora α-Zr pri upotrebnoj temperaturi, silicijum cirkonijum ima najbolju otpornost na koroziju. Sadržaj niobija u legurama Zr-1Nb i Zr-2.5Nb veći je od granice krute otopine pri upotrebnoj temperaturi. Prekomjerni niobij postoji u α-Zr u prenasićenom stanju, što štetno utječe na korozijsku otpornost legure, ali je puno bolje postojati u obliku druge faze β-Nb. Većina elemenata nečistoća metala u legama cirkonija i cirkonijuma potrebno je biti ispod 50 ppm, a elementi s velikim presjecima apsorpcije toplinskih neutrona (poput bora i kadmija) ne smiju prelaziti 0,5 ppm; azot koji ozbiljno oštećuje otpornost na koroziju ne smije prelaziti 80 ppm; kisik ima određenu količinu. Prema zahtjevima za čvrstoćom njegov sadržaj je uglavnom 800 ～ 1600ppm.
