Ti80合金是一种新型近α钛合金,具有高强、高韧、可焊、耐蚀等优异的综合性能,是目前较多使用的船用钛合金之一。然而目前关于Ti80的研究集中于组织与力学性能调控,其在海洋环境中腐蚀失效的系统理论并不完备,海洋工程装备正面临腐蚀风险,明确Ti80服役安全的环境边界、敏感组织、应力应变作用已迫在眉睫。因此本文通过电化学测试、应力腐蚀试验和组织成分分析分别研究了环境、组织、应变因素对Ti80应力腐蚀行为的影响和机理。由于Ti80合金复杂的化学成分提高了其腐蚀行为和机理研究的难度,因此先对纯钛进行电化学试验和腐蚀浸泡试验,明晰Ti元素在海水环境中的行为模式,为后续Ti80的相关研究提供基础。研究结果表明,Ti在pH值为1、4、7、10的海水中腐蚀速率极低,表面钝化膜由大量TiO2和少量TiO组成,其中TiO2含量在90%左右,各pH条件下钝化膜成分差异不大。纯钛的耐蚀性随pH值减小而降低,pH值减小将导致腐蚀电位Ecorr降低和电荷转移电阻Rct减小,维钝电流密度ipass和钝化膜中点缺陷浓度增加。进而研究了 Ti80合金母材在模拟海水中的应力腐蚀行为与机理。结果表明,Ti80可以在模拟海水中保持钝化,其表面钝化膜由TiO2、Al2O3、Nb2O5、ZrO2、MoO2和MoO3组成。钝化膜厚度随pH值增加而减小,Rct随之减小,钝化膜对基体保护能力减弱,维钝电流密度增加。pH值对Ti80在模拟海水中应力腐蚀敏感性影响不大,对于不添加F-的模拟海水,pH值在2到10范围内应力腐蚀敏感性低于20%,几乎不发生应力腐蚀。F-的加入促进TiO2溶解,使得钝化膜Rct和Rf减小,显著降低钝化膜的稳定性,提高其维钝电流密度。F-浓度提高Ti80在模拟海水中的应力腐蚀敏感性。在pH=2添加0.001 mol/L F-模拟海水中,在应力作用下可诱发点蚀,蚀坑直径可达10～30μm,但不发生应力腐蚀开裂。在pH=2添加0.01 mol/L F-模拟海水中,由点蚀导致的应力集中诱发应力腐蚀裂纹萌生、扩展,应力腐蚀敏感性可达63.4%。发生应力腐蚀开裂的临界F-浓度在0.001～0.01 mol/L之间。焊接可能导致材料组织和性能的劣化,是应力腐蚀开裂发生的高危区域。因此研究了 Ti80焊接组织在模拟海水中的应力腐蚀行为与机理。结果表明,Ti80焊缝熔池区组织的钝化膜同样由TiO2、Al2O3、Nb2O5、ZrO2、MoO2和MoO3组成,pH值降低、F-浓度增加均促进钝化膜中TiO2的溶解,导致其稳定性降低。pH=2添加0.01 mol/LF-环境下应力腐蚀敏感性可达38.3%,应力腐蚀开裂现象严重,但其敏感性弱于母材。在焊接组织中,β相由于富含Nb、Zr、Mo元素导致其电位高于α相,α相作为阳极优先溶解,溶解形成的蚀坑造成应力集中诱发应力腐蚀裂纹萌生。焊接热影响区尺寸小而组织复杂,单一组织的应力腐蚀敏感性难以对应,是应力腐蚀行为研究的难点。因此通过热处理成功制备了焊接热影响区900℃、1100℃、1300℃、1500℃的热模拟组织。900℃热模拟组织的α相呈近等轴状,1100℃、1300℃、1500℃热模拟组织的α相呈针状,β相呈片层状分布于α晶界处,平均晶粒尺寸1300℃＞1100℃＞1500℃＞900 ℃。Ti80组织的热模拟温度越高应力腐蚀敏感性越强,900℃热模拟组织的应力腐蚀敏感性与母材相当。对比不同组织的Ti80可知,应力腐蚀敏感性由高到低为1500℃热模拟组织＞900℃热模拟组织≈母材＞焊缝熔池区组织。在 pH=2、pH=2 添加 0.001 mol/L F-和 pH=2 添加 0.01 mol/L F-模拟海水中对不同应变状态下的Ti80母材、900℃和1500℃热模拟组织进行力学-电化学测试,结果表明塑性变形显著提高Ti80在模拟海水中的电化学活性,而弹性变形的作用并不明显,应变作用机制符合滑移-溶解机理。通过机器学习挖掘应变、环境、组织与电化学行为的关系,决策树和梯度提升树算法都可准确预测不同应变状态、组织和环境中Ti80的电化学行为。相对重要性对比结果显示,在弹性变形范围内,F-浓度对电化学行为影响最大,材料的组织影响次之,应变几乎没有影响;在塑性变形范围内,F-浓度对电化学行为影响最大,应变状态次之,材料的组织影响最小。塑性变形提高了环境因素对电化学行为的影响,抑制了组织差异对电化学行为的影响。组织因素中影响最大的是小角度晶界比例,其次是内核平均错位,平均晶粒尺寸的影响最小。