高强度是工业发展对紧固件轻量化要求的一种必然趋势。20世纪80-90年代,国内外对高强度紧固件的研究主要集中在如何规避高强度所带来的延迟断裂问题,近年来随着各国对石化、海洋等复杂环境资源争夺的加剧,紧固件的抗腐蚀、抗疲劳等特殊性能也日渐引起研究者的重视。本文通过材料选择、热处理及表面处理工艺设计等一系列研究,研制出一种具有高耐腐蚀、高抗疲劳、无延迟断裂等综合性能优良的新型高强紧固件。本文选择45CrNiMoVA材料作为高强紧固件的基础材料,采用“淬火+多元”、“扩散+多元”两种复合热处理工艺作为新型高强紧固件制备工艺,并采用Ni-P镀技术进一步提升紧固件的抗腐蚀性能。通过金相组织检测可知:“淬火+多元”、“扩散+多元”两种处理工艺均能使紧固件表层获得一层厚度较厚、硬度较高的多元共渗层,Ni-P镀工艺又能使紧固件表层复合一层致密的镍磷镀层。通过拉伸、冲击、旋转弯曲疲劳、摩擦磨损、中性盐雾腐蚀、SO2酸性腐蚀、延迟断裂等一系列的性能测定,得出“淬火+多元”组紧固件的综合性能最为优良。其强度等级可达12.9级的超高强度范围。其耐延迟断裂时间超过同材质的常规热处理紧固件100%。其疲劳强度比同材质常规热处理“淬火+回火”紧固件高出近75%,且普遍高于目前市场出售的高强紧固件。其本身的抗盐雾腐蚀能力比市场出售抗腐蚀高强紧固件高出几十甚至上百倍;经过Ni-P镀处理后,其抗盐雾腐蚀能力进一步大幅度提升,超过市场出售201、304不锈钢紧固件。此外该组紧固件.还同样具有较为优良的耐磨性、冲击韧性以及抗SO2腐蚀性。通过对多元共渗层组织结构分析、应力分布模型构建以及疲劳断口 SEM分析等手段,判定出多元处理紧固件具有两种不同的断裂形式;通过多元共渗层化合物层组织结构分析以及第一性原理模拟计算等手段,论证了多元处理紧固件能够较好地抵制其在服役过程中外氢的侵入,从而保证其具有良好的抗延迟断裂性能。