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腐蚀疲劳是指腐蚀性介质与交变应力协同作用所引起的材料破坏的现象，它广泛存在于石油化工、核工业、航空航天以及海洋船舶等工业之中。随着我国工业化水平的高速发展，对安全生产与设备安全性的要求也越来越高，腐蚀疲劳问题在工程领域中也显得愈加重要。在对疲劳问题的研究中，腐蚀疲劳因为腐蚀环境、服役工况的多变性而显得更加复杂，它将会涉及到力学、电化学、材料科学等多个学科。国家2006年2020年中长期发展纲要中也将“材料服役与环境的相互作用、性能演变、失效机制及寿命预测原理等”列为重大战略需求的基础性研究项目，以期望解决材料的环境服役问题。基于以上研究背景，本文对腐蚀疲劳问题展开了一系列的研究。由于腐蚀疲劳包含了腐蚀与疲劳两个不同的问题，对腐蚀疲劳的研究可以通过腐蚀、疲劳分别进行研究后再进行综合研究。因此，为了解决工程中的腐蚀疲劳及其可靠性的问题，本文的研究主要分三个部分，一是疲劳可靠性问题的研究，二是腐蚀程度评定的研究，三是腐蚀疲劳及其可靠性问题的研究。在疲劳可靠性的研究中，本文基于对数疲劳寿命遵循正态分布的假设，通过构造材料对数疲劳寿命、对数疲劳寿命标准差分别与应力水平之间的函数μ（S）与σ（S），建立得到了材料的条件概率密度分布曲面（CPDDS）并对其性质展开了讨论。该CPDDS可以较全面的反映材料的疲劳性质如S-N曲线、p-S-N曲线及理论疲劳极限。材料的理论疲劳极限即材料在规定的服役时间内发生失效的概率为小概率事件时的疲劳强度值，该定义利用CPDDS中的小概率事件突破了传统方法中对疲劳极限的定义。本部分研究提出了一种通过建立材料的CPDDS来研究材料疲劳性能的方法，同时该方法还可以用于随后的腐蚀疲劳及其可靠性的研究中。为了对材料经受H2S腐蚀后的腐蚀程度进行评定，本文提出了逐层显微硬度试验的方法。通过材料经H2S腐蚀后的硬度随材料打磨层深的变化，证明了金属材料在不同浓度的H2S溶液中经过不同时间腐蚀后会产生H2S腐蚀层、氢脆影响层的分层现象，其中溶液浓度对分层的影响不明显，腐蚀时间对分层有显著性影响。对本文采用的45号钢材料来说，经过48h浸泡腐蚀后材料的氢脆影响层会达到最大值，经过96h浸泡腐蚀后材料的H2S腐蚀层会达到最大值。通过对金属材料腐蚀评定的研究，本文还提出了材料氢脆影响层中硬度随腐蚀溶液浓度、腐蚀时间与层深变化而变化的力学模型，并对模型中的参数进行了物理定义，该模型的提出为氢损伤的研究提供了研究思路。在腐蚀疲劳及其可靠性的研究中，本文结合材料腐蚀评定与疲劳可靠性研究方法，提出了一种研究工程中腐蚀疲劳问题的新方法，为腐蚀疲劳的机理解释提供了定性的解释。本文以45号钢为例进行了腐蚀疲劳的试验研究，研究发现腐蚀对材料产生的分层现象会对材料的疲劳行为产生重要的影响。H2S腐蚀层因为点蚀坑的存在极易引发微裂纹的萌生与加速裂纹扩展，导致材料的抗疲劳特性减弱，引起材料理论疲劳极限的降低；氢脆影响层中包含的氢损伤会导致材料失效的随机性增大，导致材料疲劳寿命的分散性增大，引起材料可靠性寿命的降低。以上的研究结果为材料基于疲劳强度的可靠性设计、基于疲劳寿命的可靠性设计提供了理论参考，同时可用于工程中服役设备与材料的检修方案制定提供有效的试验数据。