发展聚变能是解决当今能源危机的重要举措，由于核聚变的苛刻条件，寻找理想的聚变堆内衬材料显得尤为重要。钒合金的特殊性能（如中子辐照下保持良好的尺寸稳定性和低活化特性、与液体锂良好的相容性、抗辐射诱变膨胀）使其成为核聚变反应堆的内衬结构材料的合适选择，但是较低的抗拉强度阻碍了其工程应用的进程。为了提高钒合金的强度和塑性，本文采用机械合金化的方法，在基体V-4Cr-4Ti合金粉末中添加适量的YH₂和Ti₃SiC₂制成V-4Cr-4Ti-1.8YH₂-x Ti₃SiC₂（x=0、0.4、0.8和1.2）系列合金粉末。为了研究粉末机械合金化合理的工艺参数，本实验设置了两个球料比和一系列球磨时间，通过对比得出合理的球磨工艺参数为：球料比7:1，球磨时间为50h-70h。这个阶段合金粉末不仅能够完成机械合金化，而且还没有发现磨球和球罐带来的外来污染。对完成合金化的合金粉末采用放电等离子烧结，经过热等静压技术（SPS-HIP工艺）处理成型试样，并辅以真空退火后处理，得到实测密度达到理论加和密度以上的高密度试样。在整个工序中采用保护措施（用Ta片和Zr箔包覆）可以有效地解决试样渗碳，渗氮和吸氧问题。上述措施不仅能够提高钒合金的致密度，而且有利于消除内应力和脱氢，显著提高了钒合金的力学性能。对不同温度下退火的钒合金的拉伸实验结果进行分析，发现不同热处理温度对合金的力学性能影响较大，添加Ti₃SiC₂可以显著改善基体V-4Cr-4Ti-1.8YH₂合金的拉伸强度、屈服强度和延伸率。V-4Cr-4Ti-1.8YH₂-0.4Ti₃SiC₂合金在退火温度为1100℃时是系列合金综合力学性能最好的，其屈服强度为875MPa、抗拉强度可以达到1108MPa、延伸率为16.8%，对其微观组织进行了表征和分析后发现晶粒尺寸大多在0.5μm以下，合金中存在V-4Cr-4Ti的固溶体，其晶粒尺寸约为400nm。Ti₃SiC₂相在合金中以大约100nm左右的粒子分布于V基相内部的亚晶界之间，对合金起到弥散强化的作用。添加到合金粉末中的氢化钇（YH₂）在高温能够和试样中的氧结合形成20nm左右的Y2O3晶粒弥散分布于基相之中，不仅起到了固氧和净化晶界的作用，而且它对合金细晶强化和弥散强化的作用，从而提高钒合金材料的塑性，提高钒合金的强度。