核电是当今世界绿色能源的核心组成,锆合金由于其优异的核性能广泛应用于反应堆材料,Mo元素对核级锆合金的耐腐蚀性、力学性能等非常有益。因此,含Mo锆合金是新型核级锆合金研究的重要方向,但由于钼元素有高熔点、高比重的特点,获得成分均匀、组织一致工业化水平的Zr Mo合金仍然是一难题。本文通过制备中间母合金、反偏析合金布料、合理的真空自耗熔炼和热补缩工艺,成功研制了工业化水平的Zr08Mo新型核级锆合金。研究了Zr-Mo母合金的制备工艺,分析了Mo元素配比对合金化效果、分布均匀性等的影响,探索了熔化功率及冷却时间对母合金质量的影响,揭示了Mo元素在母合金中存在的形式和分布规律。同时,研究了母合金的反偏析布料进和熔炼工艺对Zr08Mo合金中Mo元素均匀性的影响,讨论了熔化功率、电磁搅拌强度和凝固速度对Mo元素分布的影响机理,分析了凝固组织的形成和生长规律。此外还研究了Zr08Mo合金熔炼末期的补缩工艺制度,探索了两种补缩方式和不同补缩时间对铸锭冒口深度的影响,讨论了熔炼末期熔体结晶方向、晶体形貌和功率及时间的关系,分析了补缩期不同截面组织形貌特征及形成机理。最后,对Zr08Mo合金铸锭优选工艺及加工性能进行了验证。研究结果表明:Mo的重量比为15%时,采用真空非自耗炉以12k W的熔化功率和20min的冷却时间,可制得无夹杂、成分均匀且含氧量低的Zr-Mo母合金,即Zr15Mo。反偏析的布料方式可提高Mo元素在Zr08Mo中的均匀性,较佳的补偿量为10%。真空自耗熔炼中电磁搅拌为影响Mo元素分布均匀性的主导因素,而且随着电磁搅拌强度的增加Mo元素的均匀性变好,较佳的磁场搅拌电流为6A。冷却强度对Mo元素均匀性的影响次之,随着冷却强度的增加Mo元素的均匀性先变好再逐渐转差,经试验优选的参数为40t/h。熔化功率对Mo元素均匀性的影响与冷却强度相似,经试验优选的参数为320k W。熔炼末期不同的热补缩方式对铸锭末期熔池形貌和冒口深度的影响不同,其中阶梯法降电流的方式可得到浅的熔池深度和小的冒口;在相同的补缩方式下随着补缩时间的增加冒口减小,结合生产效率合理的补缩时间为80min。通过δ3mm板材加工的验证可以得出:Zr08Mo合金加工性能良好,具有很好的工艺塑性,其板坯淬火组织主要为网篮化组织,对应不同铸锭位置的淬火金相组织均匀一致,横向及纵向的室温、高温力学性能,晶粒度等级和耐腐蚀性均满足现行商业化锆合金标准要求,其中耐疖状腐蚀性能优于改进型Zr-4合金,且性能一致性良好。