本文主要研究西气东输二线的API X80高钢级管线钢母材部分，在室温下进行了基本力学试验和疲劳裂纹扩展试验，用扫描电镜观察断口形貌，并进行有限元分析，由于X80钢较好的韧性，最后提出了可以用来描述其疲劳裂纹扩展速率的表达式。研究表明：（1）X80管线钢在室温下拉伸行为呈现各向异性，拉伸曲线呈现连续屈服特征，断口形貌呈等轴韧窝状；（2）随着应力比R的增加，会降低疲劳寿命和疲劳裂纹扩展量；当载荷幅值增加时，同理也会降低疲劳寿命和裂纹扩展量；在相同的裂尖应力场条件下，应力比R越高，裂纹扩展速率越低；而载荷幅值的大小对于裂纹扩展速率的影响较小；（3）试件取向对于疲劳裂纹扩展速率的影响很小，但是T-L方向由于断裂韧性较低，故最终裂纹扩展长度较长；（4）从微观断面分析，X80管线钢的疲劳裂纹扩展主要是滑移机制导致，在大载荷快速扩展区，伴随有延性静态断裂模式，同时在裂纹尖端处产生严重钝化。对于X80管线钢裂尖大面积屈服导致的特殊疲劳裂纹扩展规律，无法沿用其他经典模型预测其裂纹扩展速率，故以Walker模型为基础，通过引入有效J积分幅，通过对塑性区进行修正，得到了一个可以评价韧性材料疲劳裂纹扩展速率的表达式。该表达式考虑了塑性区对裂纹扩展速率的影响，考虑了裂纹闭合和裂尖钝化问题对裂纹扩展带来的影响。该表达式可以很好的预测X80管线钢的疲劳裂纹扩展速率，可以模拟不同应力比和不同载荷幅值的情况，同时在不同的试样取向L-T和T-L方向都能够很好的描述。