一般来讲,在热处理过程中,一些合金元素可能会偏聚到样品表面。在氧化、腐蚀过程中,合金元素的表面偏聚又可能会影响到氧的吸附,从而影响到样品的耐腐蚀性能。因此,合金元素的表面偏聚可能也是影响锆合金耐腐蚀性能的一个因素。在本文中,我们利用X射线光电子能谱仪（XPS）检测了具有（0001）[10（?）0]和（0001）[11（?）0]织构的Zr-4（Zr-1.17 Sn-0.23 Fe-0.11 Cr,wt.%）和B合金（Zr-0.88Sn-0.85 Nb-0.12 Fe-0.01 Cr,wt.%）片状样品在298 K,773 K和873 K真空加热时,样品的轧面（S_N）,垂直于轧向的截面（S_R）和平行于轧向的截面（S_T）上Sn含量的变化,研究了合金元素Sn的表面偏聚问题。结果显示Zr-4样品的Sn表面偏聚呈现各向异性特征,在样品不同面上的偏聚程度大小顺序为:S_R≈S_T＞S_N利用大晶粒Zr-4（直径0.2-0.8 mm）样品的实验结果也同样显示Sn表面偏聚的各向异性特征,在不同晶面上Sn偏聚程度的规律为（10（?）0）（11（?）0）（0001）,与具有织构的多晶样品的规律一致。利用断键理论计算得到的结果,也证实α-Zr中Sn表面偏聚存在各向异性特征,其规律与实验所得到的规律一致。而B合金片状样品在加热到773 K时未检测到Sn的表面偏聚,但是在加热到873K时,尽管B合金的Sn含量比Zr-4的低,但Sn的表面偏聚却比Zr-4样品的更加明显,不过其各向异性特征却不如Zr-4样品的显著。我们认为B合金添加Nb后形成了较多的第二相,当样品加热至773 K时,合金元素Sn首先偏聚在相界面上,因此没有检测到Sn表面偏聚。而B合金在873 K时出现明显的Sn表面偏聚现象,这可能与固溶在α-Zr中的Nb能促进Sn扩散有关。通过利用密度泛函理论（DFT）计算Zr₅₃Sn₁和Zr₅₂Sn₁Nb₁的混合热结果证实了Nb的这种作用。在773 K/10.3 MPa的过热蒸汽中腐蚀时,Zr-4样品的耐腐蚀性能呈现各向异性特征,S_N面主要出现均匀腐蚀,而S_R和S_T面主要发生疖状腐蚀。Zr-4大晶粒样品经过773 K过热蒸汽中腐蚀1 h后,用原子探针层析技术（APT）检测了氧化膜较厚区域（将发展为疖状腐蚀斑的区域）与氧化膜较薄区域（腐蚀70 h后也不会形成疖状腐蚀斑的区域）的氧化膜与基体界面（O/M）的元素成分。结果显示在氧化膜较厚区域的O/M界面有较为明显的Sn偏聚,而在氧化膜较薄区域的O/M界面却没有检测到明显的Sn偏聚。由此,提出了与O/M界面Sn偏聚相关的Zr-4样品疖状腐蚀机制,而Zr-4样品出现疖状腐蚀的各向异性也主要与Sn在O/M界面偏聚的各向异性有关。B合金样品在773 K/10.3 MPa的过热蒸汽中腐蚀时,S_N,S_R和S_T面都只出现均匀腐蚀,并且无各向异性特征,分析认为合金元素Nb的添加使得B合金含有较多第二相,阻止了Sn在O/M界面偏聚是造成这种现象的主要原因。在633 K/18.6 MPa的0.01 M LiOH水溶液中腐蚀时,采用测量氧化膜厚度随腐蚀时间变化的方法研究了Zr-4和B合金样品3个不同表面的耐腐蚀性能,结果显示它们都是均匀腐蚀。但是Zr-4样品3个不同面的耐腐蚀性能呈现各向异性特征,S_N面有明显的腐蚀转折,而S_R和S_T面的腐蚀转折却不及S_N面的明显;可是B合金样品3个不同的表面却没有耐腐蚀性能的各向异性特征。分别从氧化膜断口形貌、氧化膜中微观裂纹分布、氧化膜内外表面形貌、氧化膜中Li⁺浓度分布、氧化膜中合金元素分布以及氧化膜中氧化锆晶粒之间的取向差讨论了这些因素对氧化膜生长的影响。认为在不同取向的基体晶粒表面上生成的氧化膜存在不同的晶粒取向差可能是造成Zr-4样品氧化膜生长各向异性的主要原因。而B合金样品不出现腐蚀各向异性可能与Nb在氧化膜中的氧化锆晶粒晶界上偏聚有关,但是由于实验条件限制未能得到有效的实验结果,因此在文中只作试探性地讨论。