应力腐蚀是石油化工设备、石油天然气管道腐蚀破坏的重要形式,是一种危害性极大的脆性断裂破坏,往往是在没有明显预兆的情况下,突然发生管道的灾难性破坏,其后果极其严重,给工业生产和经济造成巨大的损失。　　 本文选用X80管线钢及焊接接头,采用超声表面滚压加工(USRP)处理方法对其进行表面加工,利用金相显微镜、微观硬度测试、透射电镜等试验方法对USRP处理后的试样表面进行表征,并分析试样表面的微观结构和组织性能:通过电化学测试、慢应变速率拉伸试验(SSRT)、扫描电镜等试验方法,研究模拟土壤溶液介质中USRP处理对X80管线钢及焊接接头应力腐蚀行为的影响规律。结果表明:　　 (1)超声表面滚压加工处理能改善管线钢表层性能。经过USRP处理之后,X80管线钢及焊接接头表层晶粒细化,表层晶粒尺寸达到了200nm左右,在材料表面形成了塑性流变层,表面粗糙度显著降低,而且处理后母材与焊缝表层的硬度相对于基体组织的硬度提高了近一倍,并且沿厚度方向呈现梯度分布。　　 (2)超声表面滚压加工处理能够改善材料的耐电化学腐蚀性能。通过动电位极化曲线的测试,USRP处理后母材及焊缝的自腐蚀电位均有所提高,自腐蚀电流密度均明显降低,耐腐蚀性能得到明显改善。　　 (3)X80管线钢及焊接接头在高pH值溶液中的应力腐蚀机理主要是阳极溶解与膜破裂机制,断裂形式为沿晶断裂;而在近中性溶液中的应力腐蚀机理为阳极溶解与氢致开裂机制混合,断裂形式为穿晶断裂。　　 (4)超声表面滚压加工处理能够显著改善材料的耐应力腐蚀性能。经过USRP处理之后,表面会形成一定厚度的塑性流变层,晶界的体积分数增高。在高pH值溶液中,使Ni、Cr、Mo等元素的分布更加均匀,有利于表面钝化膜的形成,并且形成的钝化膜更加致密;在近中性溶液中,在裂纹起裂和扩展阶段会受到更大的阻力,需要消耗更大的能量,表面强化层可以阻止氢向金属内部扩展,表面残余压应力的存在会降低裂纹扩展的驱动力。通过SSRT试验结果表明,经USRP处理之后,试样的应变量、抗应力腐蚀断裂寿命明显增加,应力腐蚀敏感性降低。