近年来,随着机械、汽车的高性能化和轻量化,建筑的高层化及桥梁的大跨距化,作为紧固连接部件的高强度螺栓的工作应力不断提高,在各种苛刻服役环境中所面临的延迟断裂风险明显增加。对此,本文主要通过恒载荷拉伸（CLT）试验、慢应变速率拉伸（SSRT）试验、氢热分析（TDS）、腐蚀浸泡试验、电化学充氢及氢渗透试验等方法,结合金相显微镜、扫描电子显微镜、电子背散射衍射、透射电子显微镜等研究手段,研究了微合金化元素Nb对实验钢微观组织、力学性能特别是延迟断裂行为的影响;在此基础上,研究了在不同氢侵入方式下V+Nb复合微合金化高强度螺栓钢40Cr Mo VNb的延迟断裂行为,以期为耐延迟断裂高强度螺栓钢的成分优化设计及工业应用提供理论依据及实验基础。主要结论如下:针对微合金化元素Nb对1300 MPa级42Cr Mo V高强度螺栓钢延迟断裂行为的研究结果表明,添加0.03 wt%的Nb元素,大部分（～82%）形成了Nb C碳化物,从而显著地细化了原奥氏体晶粒和相应的马氏体组织,所引起的强化效果约为60MPa。Nb元素的加入使实验钢的有效氢扩散系数降低了～39%,并显著地提高耐腐蚀性能,使腐蚀速率和腐蚀坑深度分别降低了～24%和～48%。CLT和TDS实验结果表明,添加Nb元素提高了实验钢对可扩散氢的容许度并使延迟断裂抗力提高了～13%,减少了脆性沿晶断裂的趋势。实验钢中Nb C析出相的氢陷阱效应及其引起的晶粒细化效应、腐蚀抗力的提高以及固溶态Nb元素提高晶界结合力的作用是其耐延迟断裂性能得到进一步改善的主要原因。上述结果表明,高强度螺栓钢添加适量Nb元素是进一步改善其耐延迟断裂性能的有效途径。针对V+Nb复合微合金化的高强度螺栓钢40Cr Mo VNb,采用SSRT实验对其在预充氢及动态充氢方式下氢致延迟断裂行为的研究结果表明,随着充氢电流密度J增加,实验料的缺口抗拉强度均先是快速降低,随后缓慢降低且逐渐趋于稳定,即呈现出对数变化关系式。在相同J下,动态充氢样的缺口抗拉强度仅是预充氢样的52～58%左右,以相对缺口抗拉强度损失表征的氢脆敏感性指数HEI高达48～59%,明显高于预充氢样（13～25%）。实验料缺口根部附近脆性区主要呈准解理+少量沿晶断裂的混合断裂,且动态充氢样的脆性区面积比例（52～64%）显著地高于预充氢样（4～8%）。这表明,在动态充氢的情况下,实验钢呈现出更低的耐延迟断裂抗力和更高的氢脆敏感性,这种差异主要与钢中氢吸附与扩散富集特征及氢陷阱等有关。因此,对于基于氢陷阱设计的高强度螺栓钢,需重点考虑服役环境中氢侵入的影响,以保证其安全服役。