压力设备，如锅炉、压力容器、压力管道等，是特种设备的主要组成部分，广泛应用于能源、石油化工、冶金、食品、医药等领域，并具有爆炸危险性。压力设备在使用过程中，特别是压力容器和压力管道，其材料既承受环境或介质腐蚀，也承受内（外）压载荷带来的高应力。承受应力和腐蚀介质（环境）的共同作用是压力容器和压力管道材料所面临的正常工作状态。材料在应力和腐蚀介质（环境）的共同作用下，易发生损伤直至失效，导致设备发生结构性破坏，引发泄漏、爆炸等恶性事故。因此，只有关注并研究压力容器和压力管工作状态下所面临的损伤及其演化规律，才能评价其损伤进程，保障其安全使用。基于压力容器和压力管道工作状态下材料所面临的损伤实际，本文首次提出了压力容器和压力管道材料的常见损伤形式—应变腐蚀损伤，并进行了较为系统的理论和试验研究。本文选择了压力容器和压力管道最典型、最常用的三种材料Q235B、Q345R和L390，分别在ASS盐雾环境和NS4溶液中进行了不同应力（应变）水平下的应变腐蚀损伤试验和电化学测试，对腐蚀后的试样进行了显微组织分析、腐蚀表面扫描电镜分析和能谱分析。通过分析材料在相同腐蚀环境中不同应力（应变）水平下的腐蚀形态、腐蚀失重比和腐蚀失重速率、局部电化学特性等参数，研究了这三种材料应变腐蚀损伤的行为和演化规律。通过腐蚀试样的显微组织和腐蚀表面扫描电镜、能谱分析，探讨了其应变腐蚀损伤机理。在对Q235B和Q345R两种材料的腐蚀失重及电化学数据进行了对比分析后，发现了二者应变腐蚀损伤演化规律的不同，提出了力学因素材料敏感性修正因子来修正不同材料的力学化学描述。同时，本文应用损伤力学方法，根据金属材料的力学化学效应理论及应变腐蚀试验数据和机理，分别建立了一个工程实用的、简化的应变腐蚀损伤单元体积模型和一个以细观损伤力学为基础的改进的孔隙率模型。通过这两个损伤模型的建立，描述了金属材料应变腐蚀损伤演化的进程，研究探讨了应变腐蚀损伤的寿命评估方法，实现了压力容器和压力管道应变腐蚀损伤的预测评估。Q235B的应变腐蚀损伤试验研究结果表明，Q235B试样的应变腐蚀损伤以点蚀为主，应力水平越高的试样点蚀程度越严重。随腐蚀时间延长，点蚀坑密度先增后减，尺寸逐渐增大，深径比呈下降趋势。Q235B的腐蚀失重比随时间呈直线关系，应力水平越高，斜率越大。腐蚀失重速率随腐蚀时间呈先快速下降然后趋稳的趋势，稳定后的Q235B应变腐蚀损伤是一个固定损伤速率的进程，并根据试验数据提出了不同应力水平下可用于工程估算的Q235B应变腐蚀损伤稳定失重速率数据表。腐蚀失重比和腐蚀失重速率随应力水平的增加而增大。电化学测试结果表明，Q235B加载试样的自腐蚀电位负移较大，腐蚀倾向增加。带缺口加载试样缺口处的腐蚀电位分布基本与缺口处的应力分布状况相对应，应力高的部位腐蚀电位高（腐蚀电流密度大），腐蚀速度快，应力低的部位则反之。试样显微组织分析、腐蚀表面扫描电镜及能谱分析表明，Q235B应变腐蚀损伤是从晶界开始的，晶粒是在晶界先腐蚀后脱落或溶解。腐蚀表面腐蚀坑内部存在多处深孔表明Q235B试样在ASS盐雾环境中的应变腐蚀损伤有产生孔蚀的倾向。Q345R应变腐蚀损伤研究表明，Q345R试样的点蚀坑不明显。同样，其腐蚀失重比与腐蚀时间呈线性关系，应力水平越高，斜率越大。Q345R应变腐蚀损伤趋于稳定所需的时间较长，最终稳定的腐蚀失重速率也较低，相比Q235B在ASS盐雾环境中的耐腐蚀性更强。腐蚀失重比和腐蚀失重速率随应力水平的增加而增大。电化学测试结果表明，Q345R加载试样的自腐蚀电位负移较大，腐蚀倾向增加；试样的腐蚀电位分布与缺口处应力分布状况的对应情况不明显。试样显微组织分析、腐蚀表面扫描电镜及能谱分析表明，Q345R试样腐蚀表面为粗糙的面积腐蚀形态，并出现由腐蚀坑连接而成的较深的腐蚀沟槽。Q345R应变腐蚀损伤是沿晶界进行的，腐蚀形式表现为晶粒的整体脱落或溶解。Q235B和Q345R的腐蚀失重及电化学数据对比分析表明，不同材料的应变腐蚀行为对应力水平的敏感度不同，因此，本文通过力学化学关系分析提出增加力学因素敏感性修正因子来反映工程实际中金属材料的力学化学关系。L390应变腐蚀损伤试验研究表明，L390应变腐蚀损伤出现较少点蚀，腐蚀失重比随时间的变化基本呈线性关系，随应力水平的增加，曲线的斜率增大。腐蚀失重速率随时间呈先下降后趋稳趋势，其最终稳定的腐蚀失重速率较低，所需的稳定时间也较长。腐蚀失重比和腐蚀失重速率随应力水平增加呈明显加速趋势，表明L390材料对应力水平的敏感度大。电化学测试结果表明，L390的自腐蚀电位值总体比Q235B和Q345R的偏负，加载试样的自腐蚀电位负移较大，带缺口加载试样缺口处的局部腐蚀电位与缺口处的应力分布状况相对应，应力高的部位腐蚀电位高。试样显微组织分析、腐蚀表面扫描电镜及能谱分析表明，其应变腐蚀损伤是沿晶界进行的，腐蚀过程中发生整个晶粒的溶解或脱落。本文在研究了力学因素损伤、腐蚀因素损伤的损伤力学方法基础上，根据力学化学效应理论及应变腐蚀机理，首先根据本文的试验结果数据分析，建立了一个工程实用的、简化的应变腐蚀损伤单元体积模型，并进行了估算结果与试验数据的验证和分析。然后，根据力学化学效应的热力学、电化学方程，建立了一个以细观损伤力学为基础的改进的孔隙率模型。其中，单元体积模型只需进行少量试验或根据文献的试验数据即可估算构件的应变腐蚀损伤进程及寿命，便于工程实际应用。改进的孔隙率模型可应用于弹性、塑性范围的应变腐蚀损伤描述，并根据本文试验结果对模型进行了修正，使其更符合应变腐蚀损伤的实际进程。