氢化锆具有单位体积氢含量大、热中子吸收截面小、受射线照射性能稳定、热导率高、加工性能好、与包壳材料和其他结构材料相容性好等特点,是目前理想的固体慢化剂材料之一。但氢致裂纹问题严重影响了氢化锆的制备和使用性能,锆合金氢致裂纹规律的研究显得尤为重要。研究锆合金氢致裂纹机理对于制备无裂纹氢化锆和反应堆氢化锆慢化剂设计有一定的指导意义。因此,本文进行了一系列吸氢和脱氢实验,首先对吸氢样品微观裂纹、XRD物相信息、金相组织结构、微观形貌、残余应力等进行了分析;然后研究了氢化锆样品在高温、恒温脱氢过程中的相转变规律;最后研究了不同锆合金的氢化结果。论文取得的主要成果如下:（1）通过氢化实验获得了 7种氢含量的氢化锆样品,对其进行了相组成和组织形貌分析。结果表明,氢含量较低时,氢化锆无显微裂纹,当吸氢量较高时,样品中出现微观裂纹,并且随着氢含量的增加,裂纹变得粗大。随着氢含量的增加,氢化锆依次发生α→γ→δ→ε的相变;且各相的组织特征为:α-Zr以等轴晶粒的形式存在;针状特征的γ氢化物在晶内析出;网状特征的δ氢化物首先沿晶界析出,并不断向晶粒内部延伸,直至侵占整个晶粒;ε氢化物为板条状。（2）研究了氢含量对氢化锆残余应力的影响。结果表明,Zr-1Nb合金表面残余应力为压应力,大小约为160Mpa,而氢化物表面则为拉应力,氢化锆的形成改变了样品残余应力的状态,并且随着氢含量的增多,表面残余应力逐渐增大。结合氢化锆晶格常数的精确确定,物相的转变和晶胞体积的膨胀导致了锆合金到氢化锆应力状态的改变。（3）研究了氢化锆在高温脱氢过程的相转变规律。结果表明,在室温到950℃升温过程中,随着温度的升高,氢化锆的相变过程可以分为5个不同区域:ε<400℃<δ<550℃<δ+α<600℃<δ+α+β<650℃<α+β。在 500℃和 600℃恒温过程中,氢化锆发生了δ→α的相转变,500℃恒温1500 min后物相组成没有发生变化,但600℃恒温500 min后样品基本上完成了完全脱氢。氢化锆脱氢过程中的具体相变温度点和相变序列,386℃:ε→δ（吸热反应）;520℃:δ→α（放热反应）;670℃:δ→α+β（吸热反应）;717℃:α→β（放热反应）;901℃:β→α（吸热反应）。（4）研究了三种不同锆合金对氢化锆致裂倾向和微观形貌的影响。结果表明,相较于合金元素主要为Nb的Zr-1Nb和M5合金,合金元素主要为Sn的Zr-4氢化锆更易产生裂纹,且晶粒尺寸更小。Zr-1Nb和M5氢化锆基体中弥散着大量富铌絮状物和少许颗粒物,Zr-4氢化锆则没有絮状物,主要以片状物存在。Zr-4氢化锆裂纹处有Sn的富集,这可能是导致Zr-4氢化锆更易致裂的原因。