世界上最深的海底管道服役深度高达2500 m,且3000 m以上深度的海底管道项目也正在规划中。管线钢作为深海油气工业中广泛应用的材料,针对其在深海环境中的服役安全问题的研究已十分迫切。X80级管线钢作为美国石油工程协会（American Petroleum Institute,API）所推荐的在深海中使用的高级别管线钢,目前还缺乏对其在深海环境服役过程中的腐蚀行为及防护技术的系统研究。本文对X80钢在深海模拟环境中的点蚀行为进行研究,探索其在深海模拟环境中点蚀的萌生、扩展过程及向全面腐蚀转变的机制。并围绕静水压力和溶解氧耦合条件对X80钢腐蚀性能的影响开展了研究,厘清环境因素对X80钢在深海环境中腐蚀行为的影响。建立X80钢在不同静水压力条件下的点蚀有限元模型,对X80钢进行力学-电化学耦合场仿真,基于仿真结果揭示静水压力影响下X80钢的腐蚀过程。此外,本文使用不规则形状钛金属粉末为原料,在X80钢表面制备了冷喷涂钛涂层,并对其力学性能及深海服役性能进行了评价,以筛选出能够满足X80钢在深海环境下服役安全的低成本冷喷涂钛涂层制备工艺。（1）在深海模拟环境中,X80钢表面夹杂物作为阳极相自身溶解或充当阴极相导致金属溶解诱发亚稳态点蚀萌生,在静水压力的作用下,夹杂物和基体界面位置出现应力集中,降低了该位置的电极电势,增大了该位置的腐蚀热力学倾向,并由此导致亚稳态点蚀频率上升。静水压力从0.1 MPa升高至40 MPa,Q×Ipeak（亚稳态点蚀总电荷转移量乘以亚稳态点蚀峰值电流密度,用以表征亚稳态点蚀向稳态点蚀发展的潜势）的累积概率分布特征值从0.75X10-6 C·μA·cm-2增加至1.90×10-6 C·μA·cm-2,亚稳态点蚀向稳态点蚀发展的倾向增加;静水压力的升高明显促进点蚀坑直径的增加,点蚀坑直径的累积概率分布特征值从5.21 μm增加至29.97 μm,而对点蚀坑深度的增加影响较小,深度的累积概率分布特征值从6.03 μm增加至7.71 μm。在静水压力的作用下,点蚀坑边缘位置会出现应力集中,底部的应力值较低,从而导致其倾向于沿水平方向发展。基于腐蚀过程的有限元模拟,提出X80钢在深海环境中点蚀向全面腐蚀的发展机制。结果表明,不同静水压力的条件下,点蚀坑边缘位置腐蚀电流密度最大,中心位置的腐蚀电流密度最小。点蚀坑的径深比（D/h）越小,边缘与中心的腐蚀电流密度差值越大。单点蚀模型的仿真结果表明,40 MPa静水压力下,D/h=1.5时,点蚀坑边缘电流密度最高值为1.27×10-4 A·cm-2,中心电流密度最低值为8.19×10-5 A·cm-2;D/h=4时,边缘电流密度最高值为1.25×10-4 A·cm-2,中心电流密度最低值为9.95×10-5 A·cm-2。静水压力的升高会导致点蚀坑边缘腐蚀电流密度升高,促进其横向扩展,同时,点蚀坑边缘外侧金属基体也加速溶解,40 MPa下,模拟时间至150 h时,加速溶解的金属基体与原有点蚀坑合并形成直径更大,且径深比更高的点蚀坑。双点蚀模型的仿真结果表明,相邻点蚀坑之间的连接位置存在应力集中,在40 MPa下,点蚀坑连接位置最高腐蚀电流密度为1.27×10-4 A·cm-2,点蚀坑中心位置的腐蚀电流密度最低值为8.79×10-5 A·cm-2。随着点蚀的发展,点蚀坑的径深比不断增大,电流密度趋于平均分布,最终在材料表面形成全面腐蚀。（2）通过精确控制温度、溶解氧浓度、静水压力等参数,研究了溶解氧、静水压力耦合环境对X80钢腐蚀性能的影响。静水压力与溶解氧浓度的升高导致X80钢在深海模拟环境中的腐蚀速率增加。静水压力的升高加速了 X80钢腐蚀过程中的阳极反应,并导致腐蚀产物层出现裂纹和剥落,增强了界面反应的离子传质过程,进一步加速腐蚀;同时导致腐蚀产物中出现Fe3O4,Fe3O4主要分布在腐蚀产物内层,作为阴极相促进金属基体的腐蚀。高溶解氧浓度条件下,阳极反应生成的Fe（OH）2被氧化为γ-FeOOH的步骤更容易发生。在静水压力和溶解氧的耦合作用下,一方面静水压力和溶解氧浓度的增加能够协同地促进阴极反应电位的升高,提高腐蚀速率;另一方面,静水压力的升高会导致高溶解氧浓度下产生的腐蚀产物膜发生破坏,从而提高腐蚀速率。（3）以喷涂温度为可调参数,使用多边形钛粉为原料制备低成本冷喷涂钛涂层。随着喷涂温度的升高,冷喷涂钛涂层更加致密并具有更好的机械性能,在900℃喷涂温度工艺制备的涂层孔隙率为0.93%,结合强度为46.7 MPa,硬度值为247 HV,并具有良好的耐磨性能。基于原位电化学测试方法对深海模拟环境中X80钢表面冷喷涂钛涂层进行防护性能评价结果表明,静水压力的升高会促进腐蚀性介质向涂层内基体界面渗透,900℃喷涂温度工艺制备的涂层在40 MPa静水压力下仍能有效地保护基体。