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硫化氢腐蚀是管线腐蚀的一个重要的原因,为保证管线输送的安全性,抗硫化氢腐蚀性能成为管线钢的重要性能。本文设计两种X80级耐硫化氢腐蚀管线钢(173、27#)和工业生产的具有一定耐酸性能的X80级管线钢(8#)为试验研究材料。运用电化学充氢的手段和升温脱氢分析仪TDS(Thermal Desorption Spectrometry)等办法,通过改变不同的充氢电流密度,发现其和X80级管线钢(8#)中氢含量的关系,研究了氢致裂纹的形成和扩展规律,以及氢含量与氢致开裂和裂纹的关系,较为全面的研究了氢含量对X80级管线钢力学性能的影响；通过对不同热处理工艺的试验钢的耐H2S腐蚀的试验数据分析,运用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)及能谱仪(EDAX)确定不同的显微组织(多边形铁素体组织、针状铁素体组织、马氏体组织以及贝氏体组织)对管线钢的HIC性能的影响；利用Formastor-FⅡ全自动相变仪和Gleeble-1500D热模拟试验机,研究了X80级耐硫化氢管线钢(8#)连续冷却过程中的相变行为,并绘制CCT曲线,讨论了X80级耐硫化氢管线钢在不同冷速下的相变规律,确定了X80级耐硫化氢管线钢控轧控冷生产工艺,为实际生产提供理论依据；运用NACE TM0284《管线钢和压力容器钢抗氢致裂纹评估》A溶液标准要求评估三种X80级管线钢的HIC性能,借助OM、SEM、 EDAX、透射电子显微镜(TEM)及电感耦合等离子体质谱光谱分析仪(ICP-MS),确定三种管线钢的HIC性能的优良,并找出其氢致开裂的原因。实验结果表明：X80管线钢(8#)在可扩散氢含量1.86ppm时裂纹开始萌生：在试样中的可扩散氢量为1ppm时,材料的伸长率下降24.3%；拉伸断口整体呈现出韧窝形貌,可扩散氢量的越大,韧窝越小越浅,并且空洞会变大,空洞边缘出现准解理形貌；试样的冲击功在可扩散氢量在1ppm左右时冲击功几乎没有变化,当氢含量在1.86ppm时冲击功下降了4.9%,试样中氢量继续增大,裂纹开始萌生扩展,断口形貌发生改变,出现水纹状的准解理形貌。不同的组织的HIC敏感性强弱顺序为：贝氏体马氏体的HIC敏感性最强,多边形铁素体的HIC敏感性次之,针状铁素体的组织的HIC敏感性最弱。组织的均匀性对材料的HIC敏感性影响较大,组织越均匀,晶粒越细小,材料的抗HIC敏感性就越强。氢致裂纹是沿着大角度晶界扩展的,小角度晶界具有一定的止裂作用。绘制了X80耐H2S管线钢(17#)的静态CCT曲线,相变温度主要在450-780℃之间；确定了X80级耐H2S腐蚀管线钢控轧控冷工艺参数：变形温度为(830±15)℃,冷却速度为15℃/s,卷取温度为(400±15)℃。C、Mn、S、Si等元素的偏析是导致管线钢HIC性能不合格的一个原因；夹杂物和带有尖端大块状MA是氢致裂纹萌生扩展的源头,确定了0.44C0.99Mn元素合金设计的17#X80耐H2S管线钢的抗HIC性能最高。