本文主要从以下几个方面来研究组织纳米化Zr-4合金在673K高压釜过热蒸汽中的耐腐蚀性能。首先利用金相显微镜测量普通Zr-4合金与组织纳米化Zr-4合金的氧化膜的厚度，绘制它们在400℃腐蚀的氧化膜生长动力学曲线，从而分析纳米化Zr-4合金的耐腐蚀性能。实验结果表明，纳米化Zr-4合金的腐蚀转折时间比普通Zr-4合金的腐蚀转折时间滞后，达到了100天左右；普通Zr-4合金的氧化膜生长速率要比纳米Zr-4合金的氧化膜的生长速率大。实验结果分析表明，纳米化Zr-4合金的氧化膜生长速率与氧化膜内的四方结构氧化锆的含量有关。利用X射线衍射（XRD）方法研究纳米结构与普通Zr-4合金氧化膜的物相，相的演变，t-ZrO₂以及m-ZrO₂相的晶格常数，晶胞体积，晶粒的择优取向以及应力的影响等因素。实验结果表明，纳米Zr-4合金的t-ZrO₂相的晶胞体积随着腐蚀进行处于降低过程，纳米Zr-4合金的t-ZrO₂处于比较大的压应力状态；纳米Zr-4合金氧化膜内的氧化膜／金属界面处存在的高压应力，这些将有利于稳定t-ZrO₂相，延缓相变的进程，推迟腐蚀转折的发生，从而降低氧化速率。使用EDS方法研究腐蚀过程中氧离子的阴离子空位扩散和氧化物生长情况。从氧元素在普通Zr-4合金与纳米化Zr-4合金中的分布的结果表明，在致密氧化膜形成后的腐蚀过程中，氧离子在普通粗晶Zr-4合金氧化膜中的扩散快于在纳米晶Zr-4合金氧化膜中的扩散。结合几个实验的研究分析结果证明了在673K高温过热蒸汽的高压釜中，纳米化Zr-4合金的耐腐蚀性能要比普通Zr-4合金的耐腐蚀性能好。本文表明，纳米化Zr-4合金耐腐蚀性能的提高与氧化膜内四方氧化锆的含量、四方氧化锆的应力状态以及氧化膜内的高压应力有直接的关系。而关于纳米化Zr-4合金耐腐蚀性能机理仍有待进一步的实验研究和分析。