本文根据气瓶的实际工况，重点研究了高压天然气气瓶用SA372E70钢在高浓度硫化氢环境中的临界应力强度因子K<,ISCC>大小，以及该材料在不同频率、应力比和硫化氢浓度下的低周腐蚀疲劳性能。为含缺陷的高压天然气容器安全性的评定和气瓶检测标准的制定提供实验依据。 采用螺栓加载法，对改进型WOL试件进行高浓度硫化氢介质中临界应力强度因子K<,ISCC>的试验。在此试验前，先进行了空气中应力强度因子的试验，为K<,ISCC>试验确定加载等级提供依据。 为了解决硫化氢环境中的低周腐蚀疲劳实验的难题，对实验室现有的1-5-2试验机进行了改造，自行设计了测定疲劳裂纹扩展速率装置，实现了硫化氢环境中疲劳裂纹扩展情况的时时监测及采集。模拟天然气气瓶的实际工况，所用频率为f=0.0067Hz和f=0.0033Hz，应力比分别为R=0.6和0.1，硫化氢浓度2300×10<-6>和200×10<-6>。实验过程中，利用计算机自动采集系统，时时采集载荷P及裂纹张开口位移值V，用柔度方程求试样每瞬时裂纹长度a。再通过七点增量递增多项式拟合法，得出了疲劳裂纹扩展速率da/dN与应力强度因子变化幅AK的关系曲线以及数学表达式。 根据所得的da/dN～AK曲线以及裂纹扩展速率表达式，讨论了频率，应力比及H<,2>S浓度对SA372E70钢裂纹扩展速率的影响，结果表明，随频率的降低，裂纹扩展速率增加，应力比的增大也会使裂纹扩展加快，同时，H<,2>S浓度的增加，也会使裂纹扩展速率成增大趋势，但硫化氢浓度的影响不是很大。 利用扫描电镜(SEM)及能谱EDS对不同条件下的腐蚀疲劳断口微观形貌及断口上的产物进行了分析，并就SA372E70钢在硫化氢环境中的腐蚀疲劳裂纹的扩展机理进行了初步的探讨。能谱分析结果表明，断口上的腐蚀产物主要为FeS，是硫化氢对金属的腐蚀所致。断口形貌分析结果，在裂纹扩展区断口平齐，腐蚀疲劳裂纹扩展是以解理为主的脆性开裂，SA372E70钢在H<,2>S溶液中的腐蚀疲劳裂纹扩展的机制为阳极溶解和氢脆，但阳极溶解起主要的作用。根据本实验所得到的SA372E70钢的临界应力强度因子K<,ISCC>值，以及裂纹扩展速率da/dN的结果，采用2001版ASME规范中的逆推法，得出了不同裂纹形状不同检验周期内的初试允许裂纹尺寸范围。