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本文以三种供货状态(时效温度分别为540℃、620℃和640℃)的FV520B材料为研究对象,采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和力学性能测试的方法研究了其显微组织和力学性能。采用电化学测试方法研究了材料在模拟服役环境中的腐蚀行为及机理。采用疲劳实验研究了材料的疲劳行为,并建立了疲劳寿命预测模型。采用慢应变速率拉伸试验(SSRT)研究了材料在模拟服役环境中的应力腐蚀开裂行为,并对其应力腐蚀开裂机理进行了分析。结果表明,当时效温度为540℃时,材料的显微组织为回火马氏体,当时效温度为620℃、640℃时,材料的显微组织为回火马氏体+残余奥氏体,640℃时效后有大量细小的强化相析出。在540℃～640℃时效温度范围内,随着时效温度的升高,材料的强度和硬度下降,塑性和韧性升高,应变硬化指数增大。拉伸和冲击断口微观形貌为韧窝,纤维区的韧窝尺寸较大,放射区的韧窝尺寸较小;随着时效温度的升高,纤维区和放射区的韧窝尺寸增大。随着时效温度的升高,材料在测试环境中的开路电位正移,腐蚀产物膜的致密性提高,腐蚀速率减小,耐蚀性提高。当环境中存在CO2或H2S时,材料的腐蚀速率增大,腐蚀加剧;当环境中同时存在CO2和H2S时,材料的腐蚀速率最大,腐蚀最严重;FV520B材料在测试环境中的耐蚀性次序为:矿化水>矿化水+CO2>矿化水+H2S>矿化水+H2S+CO2。在实验室大气环境中,三种供货状态的FV520B材料均存在疲劳极限,随时效温度的升高,材料的疲劳极限减小,其中540℃时效后材料的疲劳极限为695.2MPa,620℃时效后材料的疲劳极限为603.4MPa,640℃时效后材料的疲劳极限为565.7MPa。三种供货状态的FV520B材料的疲劳寿命预测公式分别为:Nf=2.13 ×109(Sa-695.2)-2,Nf=5.40 ×109(9(Sa-603.4)-2,Nf=2.34×109(9(Sa-565.7)-2。三种供货状态的FV520B材料在实验室大气环境中的疲劳裂纹均萌生于试样表面或棱角处,540℃时效后,疲劳裂纹扩展区的微观形貌以解理断裂为主,并伴随少量的疲劳条带;620℃时效后,疲劳裂纹扩展区的微观形貌以疲劳条带为主,并伴随少量的解理特征640℃时效后,疲劳裂纹扩展区的微观形貌以疲劳条带为主。在矿化水、矿化水+CO2环境中,材料无明显的应力腐蚀开裂倾向;在矿化水+H2S、矿化水+CO2+H2S环境中,材料具有明显的应力腐蚀开裂倾向,应力腐蚀敏感性顺序依次为:矿化水+H2S+CO2>矿化水+H2S>矿化水+CO2>矿化水。随着时效温度的升高,材料在各测试环境中的应力腐蚀敏感性减小。在矿化水、矿化水+CO2环境中,拉应力和Cl-导致FV520B材料表面的钝化膜破裂,产生点蚀,在拉应力的作用下促使材料发生应力腐蚀开裂。在矿化水+H2S、矿化水+CO2+H2S环境中,一方面拉应力和C1-导致FV520B材料表面的钝化膜破裂,在材料表面形成点蚀坑,裂纹在点蚀坑处萌生,在拉应力的作用下裂纹长大扩展,最终导致材料发生应力腐蚀开裂;另一方面由于H2S电离产生H+,H+被还原成H,扩散聚集到晶界等不连续处或缺陷处导致氢致开裂,加速了材料的应力腐蚀开裂。