U-2Nb合金是核工业中重要的核结构材料,以其高密度高强度的优势在辐射屏蔽等方面广泛应用。因目前对其相变过程尚不明确,对其结构与力学性能的关联缺乏量化分析,导致对该合金的性能认识不够全面,本文针对这两个科学问题,采用光学显微镜、扫描电镜等分析仪器与拉伸、压缩实验等测试方法,研究了 U-2Nb合金450℃～635℃的等温相变动力学过程与对应的力学性能变化。对其相转变速率、相变反应激活能、形核位置等进行统计分析,为判断该合金相变机制做出了前期准备,对结构与性能的关联做了分析总结。本文完成了相转变速率的数据采集与整体动力学方程的建模,计算了对应的激活能,辨别了不同相变情形下的显微组织形貌特征,初步解释了显微结构与力学性能的关联。结果表明:U-2Nb合金在550℃-635℃的等温相变过程中存在两类特征鲜明的显微组织样貌,针状组织与胞状组织,分属于两类相变机制。影响它们力学性能的主要因素是针状组织或者胞状组织的片层间距,受温度与时间的共同影响。片层间距主要取决于其形成温度,温度越高,片层间距越大,强度随之降低,塑性随之提升,等温时间与片层间距呈正相关。这一温区内获得的最佳综合性能为延伸率22%,断面收缩率27.4%,抗拉强度875MPa,屈服强度410MPa。在450℃～500℃进行淬火加回火工艺的样品主要形貌特征为针状马氏体与回火形成的团状组织共存状态,团状组织生长前沿呈胞状组织样貌。影响其力学性能的主要因素可能是针状马氏体的织构与回火生成的颗粒状组织的分布与大小,其整体强度高,均在1000MPa以上,塑性差,延伸率与断面收缩率均在5%以内。等温温度对其塑性的影响相对强度较小,延长等温时间对其塑性有微弱改善。