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核燃料组件的制造技术水平是保障压水堆核电站正常运行的重要条件,其关键核心元件由锆合金薄板带材冲制而成的不同内、外条带组成。目前薄板带材用锆合金的研究主要集中在第二相粒子与耐腐蚀性能等方面,涉及与冲制性能关联密切显微组织的研究较少。本文以冲制性能良好的新锆合金作为研究对象,采用场发射扫描电镜、透射电镜、扫描电镜、X射线衍射仪结合第一性原理计算,对其薄板成品带材显微组织及第二相粒子的结构特征进行研究,探索真空热处理条件下带材第二相粒子和显微组织随退火温度的演变规律,揭示新锆合金良好冲制性能的主要原因及因素,研究结果期望为开发具有自主知识产权的商用新锆合金提供理论依据。本文首先研究了新锆合金的显微组织及第二相粒子的结构特征,发现其成品带材的晶粒形貌呈等轴状,晶粒平均尺寸3.39μm;存在{0001}<101—0>和{0001}<112—0>两种织构,大部分晶粒<112—0>//带材RD方向,较少晶粒<101—0>//带材RD方向;第二相粒子分布在晶粒内部及晶界,平均尺寸114nm,尺寸较大为不规则椭圆形的Zr-Nb-Fe相,尺寸较小为圆形的β-Nb相;Zr-Nb-Fe第二相粒子为ZrCr2型密排六方（HCP）晶体结构,晶格常数a=0.54nm、c=0.88nm,Fe倾向于占据Cr（Ⅰ）位置,Nb原子倾向于占据Cr（Ⅱ）位置。其次,本文研究了真空热处理条件下不同退火温度对新锆合金显微组织和第二相粒子的影响,发现随着退火温度的改变,新锆合金薄板退火带材与成品带材相比,晶粒形貌无较大差别;退火温度降低,带材晶粒尺寸减小,第二相粒子细小和均匀弥散分布;退火温度升高,再结晶过程进行充分,{101—0}的织构强度变弱,{112—0}的织构强度变强,晶粒取向由轧制态{0001}<101—0>织构转变为再结晶态{0001}<112—0>;第二相粒子Zr-Nb-Fe相高温下不稳定,易溶于基体相,随着温度的升高,β-Zr粒子的结构最稳定,β-Nb粒子次之,α-Zr粒子最差。最后,本文分析了新锆合金薄板成品带材具有良好冲制性能的主要原因,认为退火及轧制变形是影响带材冲制的主要因素。其中,退火温度对晶粒及第二相粒子的形貌、分布等影响不大,对带材织构影响较大;退火温度升高,新锆合金织构发生转变,晶粒取向由轧制态{0001}<101—0>织构转变为再结晶态{0001}<112—0>,晶粒发生再结晶,恢复带材的塑性变形能力,利于带材冲制性能提升;不断积累轧制小变形量,诱发新锆合金再结晶过程中晶粒细化,导致孪晶破碎或者消除孪晶,使实现位错运动的滑移更易进行,退火及轧制变形共同作用,导致新锆合金薄板成品带材具有良好的冲制性能。