Zr与Zr合金具有诸多优异的理化性能,如中子吸收截面积小、抗氧化、抗辐照、耐腐蚀、热膨胀系数小及密度低等,有望在航空航天、能源、船舶以及生物医学等领域获得广泛应用。然而,现有Zr合金的强度较低,限制了其大规模的工程化应用。因此,为拓宽Zr合金的应用领域,研究并制备新型高强度Zr合金具有重要意义。本文采用不同的制备工艺获得了具有不同状态的Zr-B二元合金和Zr-Ti-B三元合金。系统研究了含硼锆合金的成分、相结构、显微组织形貌及力学性能之间的关系。首先利用真空非自耗电弧熔炼炉和水冷铜坩埚电磁感应熔炼炉制备了不同成分及不同尺寸的Zr-B二元合金铸锭,并对其进行热加工及热处理,随后展开研究。结果表明,微量B元素的添加能够显著细化Zr合金的显微组织,原始β晶粒及α板条的尺寸均随着B含量的增加而逐渐减小。β晶粒的细化机制为B元素在固-液界面前沿富集导致成分过冷,从而促进β形核质点的增加。α板条的细化是由于原始β晶粒的细化形成了更多的β晶界,从而在缩小α相生长空间的同时增加了其形核位置。轧制变形能够显著改变Zr-B二元合金的显微组织。原始β晶界、α板条及ZrB₂相均在轧制力的作用下沿轧制方向被拉长并发生了扭转,而部分与轧制方向不一致的α相与Zr B₂相则在轧制力的作用下发生了断裂、扭折或弯曲。经轧制变形后,具有最高B含量的Zr-0.8B（wt.%）合金的室温抗拉强度可达856.56MPa,比纯Zr提高了28%。凝固析出的ZrB₂相可通过增殖位错、阻碍位错滑移及承担传递载荷来强化合金。另外,晶粒细化也起到了明显地强化效果,其主要是通过Hall-Petch机制来提高合金基体的强度。对Zr-0.8B合金进行锻造+轧制+退火处理后发现,合金的强度随着退火温度的增加而逐渐降低,但塑性逐渐提高。当退火温度为800℃时,合金的抗拉强度降到最低值691.91MPa,断后延伸率则达到了最大值21.63%。影响退火态Zr-B合金强度的主要因素有:合金基体的强度、ZrB₂相对位错运动的阻力、亚结构、晶粒度以及固溶强化对强度的贡献。对Zr-Ti-B三元合金的研究发现,合金中Ti元素的添加能够显著提高合金的强度,固溶强化是Ti元素强化含硼锆合金的主要机制。ZrB₂相及TiB相能够在（50Zr-50Ti）-x B合金中同时生成,但ZrB₂相中溶入了部分Ti元素,TiB相中则溶入了部分Zr元素。ZrB₂相及TiB相的体积分数均随着B含量的增加而增加,并均能起到强化合金的效果。轧制态（25Zr-75Ti）-1B合金的抗拉强度可达994.96MPa,并具有8.82%的断后延伸率。与铸态合金相比,其抗拉强度提高了7%左右,断后延伸率提高了135%。B元素的添加能够显著提高Zr合金的组织稳定性。这主要归因于合金中增强相的存在能够阻碍晶界的迁移,从而抑制晶粒的迅速长大。含硼锆合金的强化机制主要由固溶强化、细晶强化及第二相强化三种机制组成。三种机制相互协调、共同合作改善了含硼锆合金的室温力学性能。另外,在Zr合金中引入增强相来提高强度往往是以降低塑性为代价的,因此,若要利用硼化物增强相来改善Zr合金的综合力学性能,必须要适当控制B元素的添加量。