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航天飞行器活动构件所使用的材料一直沿用传统的合金钢和钛合金,而与这些传统材料相比,锆及锆合金具有抗辐照损伤、抗原子氧侵蚀、膨胀系数小等优势,具有作为航空航天器活动构件材料使用的发展潜力。合金化是提高金属材料机械性能的有效方法之一,目前,科研工作者已经研制出了多种成分配比的新型锆合金,如ZrAl、ZrTi、ZrTiAl、ZrCr、ZrB、ZrTiAlV及ZrBe等。这些锆合金的抗拉强度和纯锆相比显著提高,ZrTiAlV合金的抗拉强度甚至超过了1600 MPa,具有非常广阔的应用前景。因此,对ZrTiAlV系合金的微观组织和强韧化机理的深入研究将进一步促进我国新型锆合金的开发利用,为优化锆合金的加工工艺及力学性能提供充足的实验数据与理论支持。本课题选用新型51.1Zr40.2Ti4.5Al4.2V合金,通过金相显微镜（OM）、X射线衍射（XRD）和背散射电子衍射（EBSD）技术对其轧制变形及退火组织进行表征和分析,开展如下工作:首先采用固溶水冷淬火处理方式获得β态ZrTiAlV合金作为实验材料,随后在室温和液氮条件下对其进行轧制变形,通过OM、XRD及EBSD对其变形微观组织进行表征和分析。结果发现β-ZrTiAlV合金组织为亚稳态,在室温和液氮低温条件下轧制变形后,由于应力诱导相变部分组织转变为密排六方的α’相,并与母相保持Burgers取向关系:（0001）α’∥{011}β,<11-20>α’∥<111>β。在室温轧制变形量低于50%时,随着轧制变形量的增加形变诱导马氏体转变持续进行,当轧制变形量大于50%时马氏体转变停止;在液氮低温条件下轧制,由于低温抑制变形过程中位错运动（滑移、攀移）相消和位错重排的过程而导致变形能力下降,但形变诱发马氏体转变仍随轧制变形量的增加持续进行;相比于室温轧制变形,液氮低温抑制了形变诱导马氏体的转变。轧制变形过程中,形变诱导马氏体形貌也发生一定变化,当变形量为5%时,马氏体α’相为典型的板条状,随轧制变形量的增加部分原始β相晶粒完全转变为α’相,相变过程中并未出现理论上的12种α’变体。在形变诱导马氏体转变过程中,马氏体板条内还产生了形变诱导（101?2）<1?011>α’孪晶,孪晶的数量受轧制变形量和轧制变形温度的影响,增加变形量及降低变形温度都更有利于孪晶的形成。随后将变形材料在700℃-850℃进行退火处理,通过EBSD对其退火组织进行分析发现:微观组织方面,变形组织在700℃以上退火后形变诱导α’相马氏体又转变为β相,成为完全β相组织。当退火温度为700℃时,轧制变形量为20%的板材还处于再结晶形核阶段,能清晰观察到畸变的原始β晶粒的晶界,只是在原始β晶界处出现少量再结晶晶核。随着轧制变形量的增加,再结晶分数增加,原始变形β晶粒的晶界消失;当继续增加退火温度,再结晶晶粒完全取代变形基体,再结晶过程完成。晶粒尺寸方面,当退火温度≤750℃时在相同退火温度及退火时间条件下,随着轧制变形量的增加平均再结晶晶粒尺寸逐渐减小;当退火温度>750℃时退火组织发生二次再结晶并导致晶粒异常长大,晶粒尺寸极不均匀且在本实验范围内变形量为70%的板材在850℃退火60min组织的平均晶粒尺寸达到最大。织构方面,轧制变形量为20%的样品退火组织取向分布均匀,没有出现明显的再结晶织构;退火温度≤750℃时,轧制变形量为50%和70%的退火组织中出现具有{111}取向特征的取向带,并且具有{111}织构;当退火温度>750℃时,退火组织中形成{111}织构,但具{111}取向特征的取向带消失。