锆合金以其优异的核性能、耐腐蚀性和机械性能而被广泛应用于核工业,例如燃料元件中的定位格栅和包壳管等。本文采用Gleeble-3800型热模拟试验机和四辊可逆热轧机分别对Zirlo锆合金进行了热压缩实验和多道次热轧实验。同时,利用Zeiss-Axio Cam MRc5金相显微镜和EBSD技术对微观组织进行了表征。研究了淬火态Zirlo锆合金在变形温度500～700℃及应变速率0.01 s-1和最大变形量为70%的试验条件下的微观组织演变规律、变形机制及动态再结晶（DRX）机制。此外,还研究了淬火态Zirlo锆合金在轧制速度30～60 m·min-1和初始温度630℃条件下多道次热轧过程的有限元模拟。研究结果可以用来指导Zirlo锆合金的微观组织及织构调控和热轧工艺参数优化。首先,分析了Zirlo锆合金热变形过程中的DRX行为。在考虑变形热效应的基础上,对真应力—真应变曲线进行了温度修正,并在Arrhenius方程的基础上建立了峰值应力模型。同时,对该模型进行了验证,发现预测值基本在10%误差线以内并且相关系数达到0.99432。利用EBSD技术对Zirlo锆合金淬火态和压缩后的微观组织及织构进行了表征。运用晶内取向差转轴法（IGMA）和施密特因子（SF）及临界剪切应力（CRSS）法确定了Zirlo锆合金的主要变形机制。此外,通过选取特征晶粒确定了Zirlo锆合金的主要DRX机制。结果表明,随着变形温度的升高,织构发生明显演化。DRX机制在500和650℃下主要为连续动态再结晶（CDRX）,而在700℃下主要为不连续动态再结晶（DDRX）。其次,建立了Zirlo锆合金热变形过程中的DRX模型。利用修正好的真应力—真应变曲线,基于Sellars模型构建了DRX临界条件模型,其中包括峰值应变模型和临界应变模型。基于Yada模型构建了DRX动力学模型。同时,对DRX体积分数的预测值和实验值进行了比较。此外,建立了DRX晶粒尺寸模型。结果表明,DRX体积分数的预测曲线为典型的“S”型特征。DRX体积分数的预测值和实验值基本吻合,最大误差不超过7%。最后,模拟了Zirlo锆合金多道次热轧过程的宏观变形及微观组织演变。利用EBSD技术对Zirlo锆合金热轧后的微观组织及织构进行了表征。建立了多道次热轧有限元模型,并将微观组织演变模型导入到Deform软件中作为材料模型,实现了多道次热轧过程的宏观模拟和微观组织平均统计特征的预测。在轧制速度30～60 m·min-1和初始温度630℃下,对Zirlo锆合金板材从板厚104 mm轧制到19 mm的十道次热轧过程进行了有限元模拟,并与热轧实验结果进行了对比。结果表明,模拟结果与实验结果基本吻合。随着多道次热轧的进行,平均晶粒尺寸由8.5μm减小到1.17μm,而DRX体积分数由0增大到45.3%了。随着轧制速度的增大,轧板的表面温度及心部温度增大而轧辊的轧制力和轧板的最终板厚减小。