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本文采用粉末冶金技术制备了纯钼及不同ZrB2含量的钼合金棒材。并分别对纯钼及钼合金进行不同温度(800℃、900℃、1000℃、1100℃、1200℃、1300℃、1400℃、1500℃)保温1小时的退火处理，分析了退火处理工艺对钼合金显微组织及硬度的影响，确定了ZrB2掺杂钼合金的去应力退火工艺。对去应力退火试样进行了室温拉伸及含缺口三点弯曲试验，分别测试了纯钼及钼合金的强度及韧度，采用扫描电子显微镜观察了拉伸及三点弯曲断口形貌，分析了断裂模式。通过对钼合金微观组织及力学性能研究，分析和讨论了钼合金室温强韧化机制，理论分离计算了细晶强化、颗粒强化、化学强化等各自对钼合金强度的贡献值。还研究了1100℃不同时间(15min、30min、1h、2h、4h、8h)退火处理后钼合金的微观组织、拉伸强度及塑性的变化规律，分析了ZrB2掺杂钼合金的回复和再结晶过程。
ZrB2的掺杂会引起铝合金的物相组成发生了变化，热力学计算证明了高温条件下ZrB2与Mo及残余氧元素之间存在化学反应。透射电子显微镜观察发现了ZrB2掺杂钼合金中存在亚微米级与微米级球状或椭球状颗粒，及少量纳米级球状颗粒，这些第二相颗粒主要是：ZrO2、ZrB2及微量ZrB12、ZrB51和Zr。对纯钼及钼合金微观组织形貌观察发现，ZrB2掺杂铝合金晶粒尺寸不但明显小于纯钼，且随着ZrB2掺杂量的增加，晶粒尺寸愈加细小；同时提高了钼合金的再结晶温度。力学性能研究发现ZrB2的掺杂提高了钼合金的强度，且随着掺杂ZrB2的质量分数的增加，铝合金的强度呈上升趋势，但塑性略有下降；拉伸断口由纯钼的解理断口转变为钼合金的韧窝断口。ZrB2的掺杂还明显提高了钼合金的断裂韧度，尤其ZrB2的质量分数为2.5wt％和3.5wt％时韧度提高明显，约为纯钼的3倍。
系统研究了钼合金的强韧化机制，其研究结果表明钼合金的强化机制主要来源于细晶强化、颗粒弥散强化和化学强化，其中当ZrB2掺杂质量分数小于2.5wt％时以细晶强化为主，大于2.5wt％时以化学强化为主。韧化机制主要来源于细晶韧化、颗粒韧化及相变增韧。ZrB2的掺杂延长了钼合金的回复和再结晶的发生时间，有效阻止了再结晶晶粒长大，同时提高了相同变形量下的再结晶激活能。