锆合金具有优异的核性能,堆内高温、高压和水蒸汽工况条件下,其耐腐蚀和抗中子辐照性能良好,具有适中的力学性能、良好的加工性能,以及与铀燃料良好的相容性,因此锆合金成为核燃料组件格架条带用薄板带材的重要材料。本文以新锆合金薄板带材为研究对象,采用数值模拟、工艺试验和显微分析相结合的方法,在研究薄板带材试件成形质量与冲制成形、材料显微组织之间关系的基础上,基于正交试验,优化设计冲制工艺参数,显著提升了薄板带材的冲制成形质量。本文研究结果可为推进压水堆核电站用新锆合金薄板带材的国产化提供理论参考和技术支撑。本文首先对新锆合金薄板带材进行了三向拉伸试验,获得数值模拟所需的材料基本力学性能参数;基于薄板带材试件拉深、弯曲、胀形等冲制成形仿真研究,发现新锆合金薄板带材试件的主要失效形式为拉破和胀破,对应试件冲制成形过程中的变形方式主要为拉延和胀形;采用透射电镜（TEM）对新锆合金中的第二相进行分析,发现第二相主要分布于晶界和晶内,分布于晶界的第二相的Nb含量远高于晶内第二相,而分布于晶界的第二相的Cr含量与之相反;新锆合金存在孪晶,而第二相对滑移和孪晶产生影响,从而影响新锆合金薄板带材塑性变形;采用电子背散射衍射（EBSD）技术对新锆合金的显微形貌进行分析,发现新锆合金的晶粒较粗大,平均晶粒尺寸8.25μm;拉伸试验分析发现新锆合金的硬化指数值较低;新锆合金晶界分布中,小角度晶界占比22%,大角度晶界占比达78%,晶界对滑移的阻碍作用比较明显;新锆合金试件成形质量与冲制成形过程中的变形方式、带材晶粒尺寸与第二相等材料因素密切关联。其次,本文探索了冲制工艺因素对薄板带材成形极限图的影响,发现影响新锆合金薄板带材冲制的工艺因素中,冲压速度和压边力影响较小,摩擦系数影响较大,而凸凹模间隙影响显著。最后,本文基于正交试验,从工艺补充的角度对冲制工艺参数进行了优化设计,发现:冲压速度为1 000 mm·s^-1、压边力为20kN、摩擦系数为0.125、凸凹模间隙为0.5484mm条件下,新锆合金薄板带材最大减薄率降低22.2%,最大主应变减小14.7%,安全裕度提高1.5%。仿真计算和试验证实:新锆合金薄板带材冲制试件的破裂率大大降低,薄板带材的冲制成形质量得到显著提升。