近年来我国在航空航天、高速列车等领域取得了长足的进步,同时对材料也提出了更高的要求,ZrTiAlV合金因其具有钛合金和锆合金两者的优异性能,在航空航天领域具有良好的发展空间。工程材料在实际使用过程中不可避免的会受到交变载荷的影响,导致疲劳失效。因此开展材料的疲劳行为及疲劳断裂机理研究,具有重要意义。本文以自主研发的新型ZrTiAlV合金为对象,用MTS疲劳试验机分别对锻造态和退火态的ZrTiAlV合金,在室温下进行了高周疲劳性能的研究。根据差示扫描量热分析(DSC)测定的合金相变温度,制定了退火工艺。用万能材料试验机测试了退火状态ZrTiAlV合金的力学性能,测试结果表明在700℃退火,保温2h的合金具有最佳的综合力学性能。对锻造态和退火态ZrTiAlV合金的高周疲劳S-N曲线分析发现,两种状态的锆合金,在循环周次达到10~7时均没有发生疲劳断裂。其中锻造态锆合金的疲劳极限为720 MPa,疲劳强度比为0.65,退火态锆合金的疲劳极限为790 MPa,疲劳强度比为0.71。在825 MPa的应力水平下,两种状态锆合金的疲劳寿命相等。当应力水平大于825 MPa时,锻造态锆合金的疲劳应力比退火态锆合金的疲劳应力高,在小于825 MPa时,退火态锆合金的疲劳应力优于锻造态锆合金。随着循环周次的增加,退火态锆合金显示了更加优异的抗疲劳能力。通过扫描电子显微镜对疲劳断口的基本特征进行分析发现,合金中的杂质和缺陷、以及试样表面状态等都对合金的疲劳性能产生较大影响,疲劳裂纹源易在杂质缺陷处形核并诱发疲劳裂纹的扩展。通过对比锻造态和退火态锆合金的力学性能,发现锻造态合金因其强塑性匹配较差,对疲劳强度有较大影响,在循环交变载荷作用下,塑性应变到一定程度会产生应变集中导致疲劳裂纹的萌生。但通过退火对锆合金进行的强韧化处理后,其综合力学性能得到显著的改善。因此,在进行疲劳试验时发生循环硬化,有利于提高疲劳强度。通过对断口附近区域取样进行透射电子显微镜(TEM)观察分析,可以看到,在α/β界面附近,存在大量的位错堆积,这应该是造成的应力集中,导致疲劳裂纹源形成的主要原因。