由于奥氏体不锈钢和镍基合金具有良好的耐腐蚀性能和力学性能而被广泛应用于核电设备的结构材料，但是这些材料在轻水反应堆的高温水环境中发生的应力腐蚀开裂(SCC)却成为影响核电站长期安全运行和寿命的关键问题之一。现已知道，应力腐蚀裂纹尖端微观区域的力学状态是影响裂纹扩展速率的三大因素之一，利用多尺度方法研究see裂尖断裂过程区环境、材料和力学氛围是深入了解应力腐蚀开裂机理和扩展速率的重要手段之一。本论文借助数值模拟分析方法，利用宏观和微观尺度相结合的手段对镍基合金应力腐蚀裂纹尖端区域的应力应变和断裂参量进行了分析和研究。完成的主要研究工作如下：(1)借助数值模拟方法，以标准紧凑拉伸试样为研究对象，利用有限元软件ABAQUS建立宏观全局模型及裂纹断裂过程区的微观子模型，重点研究了由氧化膜及基体金属构成的氧化膜模型应力腐蚀裂纹尖端区域的相关断裂参量。研究在外载K恒定的情况下，分别以基体金属材料和氧化膜材料力学参量为影响因素，裂尖区域断裂参量变化情况；以氧化膜厚度为影响因素，研究在外载K恒定的情况下，裂尖区域断裂参量变化情况。(2)在氧化膜模型的研究基础上，结合电化学理论，提出了沟形裂纹的概念。在宏观模型分析的基础上，利用有限元软件ABAQUS子模型技术，重点研究含沟形裂纹模型中由氧化膜及基体金属构成的应力腐蚀裂纹尖端区域的应力应变场和裂尖应变率。由于沟形裂纹在形成过程中是一个动态的过程，研究在外载K值恒定的情况下，沟形裂纹长度变化对裂尖区域断裂参量的影响；核电材料在应力腐烛状态下容易发生分叉裂纹，研究在外载K值恒定的情况下，沟形裂纹分叉对裂尖区域断裂参量的影响；在应力腐蚀裂纹金相分析的基础上，发现核电材料易发生沿晶扩展，扩展方向将不断变化，研究在K值恒定情况下，裂纹扩展方向对裂尖区域断裂参量的影响。(3)鉴于SCC裂纹在实际扩展中是动态连续的复杂过程，建立了对含氧化膜应力腐蚀裂纹动态扩展模型，并在此基础上对裂纹动态过程中的裂尖断裂参量进行了专门的研究。(4)分别研究了K值恒定和变化情况下静态裂纹裂尖区域塑性应变率；研究了裂纹在动态过程中的裂尖区域塑性应变率。本研究结果为定量预测轻水反应堆的高温水环境下奥氏体不锈钢和镍基合金应力腐蚀裂纹扩展速率提供了依据。