铀是核工业领域中非常重要的金属材料,但铀在氧气、氢化或潮湿空气等环境介质中极易发生腐蚀,铀材料的腐蚀与防腐蚀一直以来都是核材料研究者关注的热点和重点。采用铌元素合金化后通过淬火处理可以获得铌均匀分布的马氏体铀铌合金,该合金具有优异的抗氧化性能和高密度特性,广泛地应用于核工业中。但是,根据铀铌二元相图,铀铌合金的马氏体为亚稳态组织,在受热情况下会发生铌的再分配进而转变为包含贫铌相和富铌相的平衡珠光体组织,最终导致合金腐蚀性能下降。铌元素与环境杂质碳具有极强的亲和力,合金化过程中容易形成夹杂物存在于马氏体或者珠光体组织中。当前,对于显微组织影响铀铌合金腐蚀性能的微观材料学机制仍然缺乏系统的认识。本文以U2Nb和U5.5Nb合金为研究对象,分别对其马氏体组织和珠光体组织在电解质溶液和氢气氛下的腐蚀行为进行了研究,根据实验结果讨论了这两种不同显微组织影响腐蚀性能的微观机理。该研究既可以完善对铀铌合金腐蚀机制方面的认识,也可以为合金部件性能评估和预测提供一定的参考。本文获得的研究结果如下:（1）马氏体组织铀铌合金的表面电位随铌含量的增加近似成双段线性增加:当铌含量小于1.14wt%时,铀铌合金的表面电势随铌含量按照EV=-592.5+160·x线性增加,在此区间,铌含量增加将显著提高铀铌合金的耐腐蚀性能;当铌含量大于1.14wt%时,表面电势随铌含量按照Ev=-419.4+16.1·x线性增加,在此区间,增加铌含量对铀铌合金耐腐蚀性能的改善效率为之前的十分之一;耐蚀单相铀铌合金最小铌添加量应大于1.14wt%;（2）马氏体铀铌合金中主要夹杂物为Nb2C和UN,其中Nb2C与合金基体具有共格界面关系,Nb2C夹杂物周围基体中无成份起伏。随碳含量增加,UN与C进一步结合形成U（C,N）复合夹杂物,且易与Nb2C发生聚集形成夹杂物团簇,该团簇区域存在显著的电位不均匀分布,其中U（C,N）夹杂物为显微组织中电位最低位置,进而成为U2Nb和U5.5Nb的电化学腐蚀过程中的点蚀萌生位置。（3）在弱酸性Cl离子溶液中,片层间距较小的U5.5Nb珠光体组织表现出与马氏体组织类似的钝化特征;片层间距较大的U2Nb珠光体组织则表现出与非合金铀类似的活性溶解特征。珠光体铀铌合金的电化学腐蚀在微观上为典型的点蚀行为,初始点蚀发生在显微组织中电位最低的贫铌相,蚀坑随着贫铌相的溶解而向合金内部扩展,最终形成多孔的腐蚀破坏层;片层间距越大,单个贫铌相尺寸越大,蚀坑越容易向合金内部扩展,而当片层间距较小时,点蚀扩展遇到富铌相则受阻。（4）珠光体铀铌合金的氢化腐蚀过程存在两类典型的氢化物择优生长通道:（a）贫铌的α相片层,片层间距较大的U2Nb合金中氢化物生长速率与非合金铀接近;片层间距较小的U5.5Nb合金中氢化物生长速率比非合金铀约低一个数量级;（b）变形条带。变形条带的产生由氢化腐蚀产物和合金基体的力学性能共同决定:当腐蚀产物较为致密且具有较高的断裂强度时,氢化物生长产生的膨胀应力主要通过合金基体释放,导致合金基体产生显著的变形条带,氢化物进一步生长主要沿变形条带扩展,表现为表面层状生长特征（U5.5Nb珠光体氢化特征）;当腐蚀产物的断裂强度低于基体合金时,氢化物生长产生的膨胀应力会导致腐蚀产物破裂,氢化物的进一步生长主要沿着贫铌片层扩展,表现出点蚀生长的特征（U2Nb珠光体氢化特征）。（5）U5.5Nb合金马氏体组织的抗氢化腐蚀能力远高于珠光体组织和非合金铀。在100℃进行氢化腐蚀时,未发现氢化物的形核与相变孪晶和表面夹杂物等材料学微观缺陷有明显关联性。氢化物易在合金表面的尖锐棱角等应力集中位置优先形核。马氏体U5.5Nb合金在氢化腐蚀过程中,氢化物生成时伴随的膨胀应力导致氢化物前沿的基体微区内产生高密度形变孪晶缺陷,该孪晶缺陷为氢化物进一步长大时的择优生长路径。这种氢化物择优生长最终导致U5.5Nb马氏体组织的宏观氢化腐蚀过程表现出表面层状腐蚀特征。