2205双相不锈钢（Duplex Stainless Steel,DSS）以其优良的力学和抗腐蚀性能广泛应用于石油化工、海洋工程、核电等领域,疲劳裂纹萌生与扩展是双相不锈钢在循环载荷运行下的主要失效模式之一。因此,为保证双相不锈钢设备在疲劳寿命周期内安全可靠运行,必须深入研究双相不锈钢的疲劳性能及失效机理。目前针对双相不锈钢的疲劳研究尚没有建立完备的疲劳失效理论,本文针对2205双相不锈钢疲劳裂纹萌生与扩展规律开展了研究。基于损伤力学建立了描述双相不锈钢疲劳失效的弹塑性疲劳损伤本构模型,预测了缺口疲劳裂纹萌生及扩展寿命,研究了过载疲劳裂纹的迟滞行为,揭示了双相不锈钢的疲劳裂纹萌生与扩展的微观失效机理。论文的主要工作和结论如下:（1）通过建立不同应力幅下频率和疲劳寿命之间的联系,得到了疲劳寿命转变转折点频率与应力幅值之间的关系式,进而获得2205双相不锈钢疲劳寿命S-N曲线,为基于损伤力学的疲劳寿命预测及损伤评估提供了理论基础。（2）基于损伤力学,建立了针对双相不锈钢的弹塑性疲劳损伤本构模型,编译了用户自定义子程序,同时针对循环加载模式进行了界面二次开发。结果证实,建立的弹塑性疲劳损伤模型对双相不锈钢的疲劳寿命预测具有较高的准确性,预测值小于2倍误差。（3）缺口根部应力集中导致双相不锈钢疲劳寿命显著降低,应力集中系数与疲劳裂纹萌生寿命呈现幂律关系。随着应力幅值的降低,缺口对疲劳寿命的影响越明显,疲劳裂纹萌生寿命在整个疲劳裂纹破断寿命的比重逐步增加。缺口过渡半径和开口坡度对疲劳裂纹萌生的影响不可忽略。（4）拉伸过载显著影响双相不锈钢的疲劳裂纹扩展迟滞行为。通过疲劳裂纹尖端的残余应力分布,可以确立由过载导致的疲劳迟滞区域的尺寸。疲劳迟滞区域与拉伸过载比、载荷比以及过载位置紧密相关。疲劳裂纹尖端残余塑性应变是导致疲劳裂纹迟滞的主要因素。（5）相同宏观应力下,铁素体较奥氏体应力较大,累积剪切应变较小。易滑移晶面与加载方向平行的晶粒具有较快的疲劳损伤累积速率,疲劳损伤失效优先发生在奥氏体中的大角度晶界处和与铁素体相交的相界处,而后向铁素体扩展,穿晶和沿晶失效模式并存。在不同循环数和应力幅值下,铁素体相和奥氏体相的KAM（Kernel Average Misorientation）、晶粒尺寸和织构均发生显著变化。最终微裂纹扩展方向与加载方向呈现45°夹角,宏观裂纹与加载方向垂直。