空蚀、海水腐蚀与生物污损是船舶螺旋桨在服役过程中面临的三大关键问题。在螺旋桨高速转动时,空蚀和海水腐蚀是其主要损伤形式;但在船舶停泊时,螺旋桨则面临海水腐蚀和生物引起的腐蚀问题;当螺旋桨从静止状态到高速转动时,腐蚀与污损对材料表面造成的损伤会进一步改变螺旋桨表面粗糙度、压力场和流场分布,而这些因素与材料表面空蚀行为密切相关。同时,空蚀也会改变螺旋桨表面特性进而影响腐蚀及污损生物的贴附行为。然而在螺旋桨材料损伤研究领域,污损生物贴附对空蚀行为的影响以及空蚀、腐蚀、污损协同损伤机制相关研究尚未见报道,多因素耦合损伤机理是迫切需要研究的关键科学问题。本论文以螺旋桨最广泛使用的铜合金-铸造镍铝青铜（Nickel aluminum bronze,NAB）为研究对象,主要研究了NAB在纯腐蚀、纯空蚀的单因素作用下失效机理,以及多因素下的腐蚀-空蚀耦合作用、污损对于空蚀行为的影响。主要创新点及结论如下:（1）静态腐蚀条件下,NAB合金的腐蚀优先开始于残余β’相,以及κ相连接处的α相基质。随着腐蚀时间延长,NAB表面形成以碱式氯化铜为外层,氧化铝为内层的保护性腐蚀产物膜。保护膜在15天时表现出最佳的耐腐蚀性能,但后续增厚过程中,膜内部κ相脱落使应力增加,保护膜变松散导致耐腐蚀性能稍微降低。（2）创新性使用原位SEM、XRD、显微硬度深入分析了NAB在去离子水中的纯空蚀行为。潜伏期初期,空化对于材料的作用类似喷丸,在材料表面施加了冲击压力,使表面位错密度上升,残余应力与硬度迅速增加,但微观形貌未变。潜伏期后期,为消耗空泡破裂及热效应带来的能量,材料表面产生微裂纹和塑性变形。塑性变形超过材料断裂极限时,NAB表面发生材料断裂与剥离,空蚀进入加速期。总结了纯空蚀的两种典型机制,直接破坏机制:空化过程中能量不断堆积引发的材料在晶界及裂纹处的优先变形断裂;以及间接破坏机制:软α基质的优先变形将弥散的κ晶粒挤出,残留的凹坑成为空化形核点,空化在此加剧。（3）腐蚀-空蚀协同由多种机制综合:空化高频气泡破裂带来氧气传质速率增加,并破坏表面氧化膜,加速腐蚀过程;NAB合金中选择性腐蚀增加空化形核位点,加速空蚀过程。此外,相对于纯空蚀,腐蚀增加了空蚀破坏形式:κ相边界处的α基质优先溶解,降低两相之间结合力,使κ相在空泡作用下优先震动剥落,留下凹坑。凹坑与晶界处的优先腐蚀使空蚀速率增加。（4）枯草芽孢杆菌的污损使NAB合金表面形成了完整的生物膜,隔绝海水介质。生物膜的保护性能较腐蚀产物膜弱,但由于生物膜的耐蚀性能来自于细菌与胞外聚合物（Extracellular polymeric substances,EPS）,为外源性保护膜;腐蚀产物膜为基材的元素溶解生成,是内源性保护膜。这造成污损后的材料表面破坏较浅,使得材料在后续空蚀过程中仍保留初始状态空蚀机制。最终结果表明,相对于纯腐蚀样品,污损60天后的合金的耐空蚀性能降低速率延缓了46.7%。本论文的研究工作扩展了测量空蚀过程的实验内容,探究了假定船舶从不同停航时间到后续运行这一周期中的螺旋桨服役表现,深化了单因素与多因素影响下螺旋桨材料的破坏机理。研究结果为螺旋桨材料的定向设计与防护提供了理论支撑。