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锆合金因具有小的热中子吸收截面、良好耐蚀性能以及在辐照环境中具有长期尺寸稳定性被认为是一种潜在的航空结构材料,几乎能满足空间技术的发展所要求航空结构材料应具有的优良性能。近年来发展了一系列ZrTiAlV合金以满足航空结构材料的高强度要求。本文以51.1Zr-40.2Ti-4.5Al-4.2V合金为研究对象,主要研究了热变形参数和热处理工艺对其组织与力学性能的影响。51.1Zr-40.2Ti-4.5Al-4.2V合金的热变形结果显示,在低变形温度和高应变速率条件下,真应力-应变曲线表现出一个明显的应力降。应力降的幅度随着变形温度的升高和应变速率的降低而降低。在高变形温度和低应变速率条件下,真应力-应变曲线表现出典型的动态再结晶特征。变形温度及应变速率对峰值应力的影响可以用一个双曲正弦Arrhenius-type方程来描述。并以此建立了51.1Zr-40.2Ti-4.5Al-4.2V合金在应变为0.7时的微观机制图。51.1Zr-40.2Ti-4.5Al-4.2V合金在热变形后得到不同形态的β相组织,在随后的时效过程中发生相转变,析出α相。变形温度和应变速率是主要的影响因素。应变速率一定时,随着变形温度的升高,α相的体积分数呈现增加的变化趋势;变形温度一定时,随着应变速率的升高,α相的体积分数呈现降低的趋势。51.1Zr-40.2Ti-4.5Al-4.2V合金经850?C-1050?C固溶处理后得到单一具有不同初始晶粒尺寸的β相,固溶温度越高,初始晶粒尺寸就越大。时效处理过程中发生β→α相转变。固溶温度影响α相的析出,固溶温度越高,在时效处理时析出的α相就越少,且α相的板条宽度也随之降低。即初始晶粒尺寸越小,越容易析出α相,并且α相越容易长大成较粗的板条状结构。时效温度也对其有影响。随着时效温度的降低,促进了β相到α相的转变,并且从β相中析出的α相板条宽度呈现降低的趋势。固溶处理后,合金的硬度固溶温度的增加而不断下降。固溶时效热处理后合金的硬度也随固溶温度和时效温度发生变化。时效温度一定时,随着固溶温度的增加,合金的硬度几乎线性增加;在固溶温度一定时,随着时效温度的增加而逐渐降低。