晶间应力腐蚀是一种十分特别的腐蚀类型,金属材料发生晶间应力腐蚀开裂前没有明显征兆,材料一旦开裂往往产生灾难性后果。黄铜是一种常见的二元合金,具备良好的机械性能以及耐磨性能,往往被广泛应于精密仪器、船舶零件以及枪炮弹壳制造业。但是,黄铜在硫化氢环境中容易发生晶间应力腐蚀,限制了其广泛应用。目前,应力腐蚀研究只能通过拉伸实验再现腐蚀过程,表征腐蚀形貌,分析腐蚀产物,推断应力腐蚀机理。实验研究难以从电子、原子层次对应力腐蚀机理作出系统深入阐释。量化计算在化学反应领域的广泛应用及第一性原理拉伸实验的顺利开展使量化方法模拟晶间应力腐蚀机理成为可能。为了从电子和原子层次获得黄铜在H₂S环境下发生晶间应力腐蚀开裂的机理,本文采用量子化学方法研究了晶界、元素偏析、腐蚀粒子吸附分解、H⁺渗透对黄铜的影响规律,采用第一性原理拉伸试验测试了多因素影响下黄铜的力学性能,经研究和分析后得到了以下结论:构建了黄铜∑5（210）/[100]晶界模型,并通过计算表面能验证了模型的合理性,结构分析和电子特性分析表明:晶界具有更加混乱的原子排布,能形成电子密集区和电子稀疏区,原子/电子稀疏区是导致黄铜抗拉性能降低的重要原因;通过计算偏析能,分析了Zn元素在黄铜晶界发生偏析的位点和浓度,偏析晶界电子分析表明:Zn元素原子半径小、与Cu的相互作用弱,偏析后能缓解晶界电子聚集,从而导致黄铜抗拉性能降低;其次,分析了理想黄铜表面、理想晶界表面、偏析晶界表面的吸附位点,研究了H₂S、HS^-、S^2-、H⁺在三种表面的吸附规律,研究表明:H₂S吸附在理想晶界的4号顶位最稳定,HS^-吸附在理想晶界的2号洞位最稳定,S^2-吸附在理想黄铜表面的洞位最稳定,H⁺吸附在偏析晶界的1号洞位最稳定,S^2-吸附能增加黄铜抗拉性能;H₂S在三种表面分解的过渡态计算表明:相对于理想黄铜表面和理想晶界,H₂S在偏析晶界分解的反应能垒更低,反应更容易发生;H⁺的渗透研究表明:H⁺渗透后夺取金属成键电子,降低黄铜抗拉性能,晶界处较大的孔道和Zn元素在晶界偏析有利于H⁺的渗透。通过第一性原理拉伸测试确定了黄铜晶间应力腐蚀的有害因素有:晶界、偏析、H⁺渗透,有利因素为硫化作用,系统深入地阐述了各因素对黄铜晶间应力腐蚀的作用机制。因此,本文研究对采用第一性原理探究其他合金的腐蚀机理具有借鉴意义。