本论文以一种新型Zr-Sn-Nb系合金（Zr-1.0Sn-0.3Nb-0.3Fe-0.1Cu）为研究对象,结合透射电子显微镜（TEM）、扫描透射电子显微镜（STEM）、电子通道衬度相（ECC）、金相光学显微镜（OM）等现代表征技术,研究了不同冷却速率对实验合金的显微组织及第二相析出的影响,并对随后的时效过程中第二相的演化规律进行了系统的研究。主要结论如下:（1）探究了实验合金的显微组织随冷却速度降低变化规律:细小的针状马氏体组织（水冷）→Basket-weave编篮状魏氏组织（液氮冷）→Parallel-plate平行板条状魏氏组织（空冷）→Lenticular粗大的板条状组织（炉冷）。随冷却速率的下降,板条宽度逐渐增大。炉冷样品中还发现了热应力诱导孪晶,透射结果表明其为{101?2}拉伸孪晶。（2）发现并鉴定了两种新型的Zr-（Fe,Cu）型第二相:BCT结构I相,在四种样品中均有发现,晶格参数a=b=6.49?,c=5.37?,可能的空间群I4cm（110）,I4c2（120）和I4/mcm（140）,推测其形成机制为Cu元素置换Zr₂Fe中的某些Fe原子,该相结构和化学成分在时效时均无明显变化;简单六方H相,只在某些快冷时效样品（水冷、液氮冷）中发现,晶格参数a=7.87?,c=3.33?,随着时效时间的延长,这种相逐渐消失,推测其为一种亚稳过渡相。（3）探究了四种冷却速率样品中第二相随时效时间的演化规律1)水冷:ω+β→Zr₃（Fe,Cu）,H相→Zr₃（Fe,Cu）,H相,Zr（Nb,Fe）₂→Zr₃（Fe,Cu）,I相,Zr（Nb,Fe）₂→Zr₃（Fe,Cu）,I相,Zr（Nb,Fe）₂2)液氮冷:β（富Nb）,I相→I相,H相,Zr（Nb,Fe）₂→I相,H相,Zr（Nb,Fe）₂→I相,H相,Zr（Nb,Fe）₂→I相,Zr（Nb,Fe）₂3)空冷:β（富Nb）,I相→I相,Zr（Nb,Fe）₂→I相,Zr（Nb,Fe）₂→I相,Zr（Nb,Fe）₂→I相,Zr（Nb,Fe）₂4)炉冷:β（富Nb）,I相,Zr（Nb,Fe）₂→β（富Nb）,I相,Zr（Nb,Fe）₂→β（富Nb）,I相,Zr（Nb,Fe）₂→β（富Nb）,I相,Zr（Nb,Fe）₂→I相,Zr（Nb,Fe）₂。（4）随着时效的进行,几种样品中均出现了第二相逐渐在晶内位错处析出的现象,同时伴随着时效的延长,位错的运动导致了晶界及第二相附近有大量位错网、位错墙堆积;在许多Zr-（Fe,Cu）颗粒附近观察到Nb元素富集或细小的Zr（Nb,Fe）₂颗粒析出,推测是Nb元素在Zr-（Fe,Cu）颗粒析出生长时逐渐在基体-第二相界面堆积所导致的。