由于世界对新能源代替传统能源的呼吁,国家对核电产业的重视,研发设计拥有自主知识产权的核电设备刻不容缓。锆合金因为具备极低的热中子截面,良好的耐腐蚀性能和机械性能,被大量应用于核反应堆中的结构件。但是我国商用锆合金一直依赖进口,所以加深对锆合金的研究,并进行自主研究开发是当务之急。此次研究采用了自主设计的Zr-Sn-Nb-Fe-Cu-Si-O合金,分别通过冷轧和热轧对材料进行10%,20%,30%,和40%的变形,随后在580℃和680℃下进行了1.5h,3h,6h和15h的热处理。通过金相显微镜,扫描电子显微镜,透射电子显微镜,电子背散射衍射,维氏硬度仪等设备方法,研究了热处理和加工工艺对Zr-Sn-Nb-Fe-Cu-Si-O合金中第二相粒子长大行为和材料表面硬度的影响。得到的结果如下:(1)通过对不同变形量的Zr-Sn-Nb-Fe-Cu-Si-O合金进行不同温度和时间下的热处理后发现:合金中的第二相粒子为具有密排六方结构(C15)的ZrNbFe粒子,其中Nb:Fe=2:7;该粒子在β相淬火后已全部析出。合金在热处理前具有较高的变形量,在热处理时选择较高的温度,和较长的时间,可以有效的提高第二相粒子弥散分布的趋势。热处理温度的提高和时间的延长也可以使得第二相粒子尺寸升高而且形状变的规则。第二相粒子分布的弥散化,尺寸的降低是由于热处理前的变形在基体中引入了新的位错缺陷成为新的第二相粒子的形核点,并给元素扩散提供短途通道所致。(2)锆合金表面硬度的变化情况与材料变形量,热处理的温度和热处理的时间之间有关。材料变形量的提高会在合金中引入缺陷和位错,使得材料的表面硬度升高;随着热处理温度升高,时间的延长,合金越容易发生再结晶,使得表面硬度降低。这几种关系相互制衡影响材料的表面硬度。(3)通过热轧制备的材料中第二相粒子的尺寸,分布等与通过冷轧制备的材料没有很大的差别。第二相粒子的分布均遵循二阶长大动力学规律。但是热轧可以有效的使第二相粒子的分布弥散化。通过算式分析,证明了当材料中第二相粒子的分布符合二阶长大动力学时,若将热处理温度增高,时间延长,第二相粒子的平均尺寸将趋于常数,不受其他因素的影响。这也通过讲热轧后的材料在不同温度下热处理15小时的扫描电镜结果证实。