随着石油、化工、海洋工程和宇航工业的发展,材料越来越多地应用于复杂载荷及各种恶劣的环境中,环境作用下的破坏也因此不断增加。虽然对环境作用下材料失效的研究取得了明显的进步。但由于环境的复杂性,其破坏也不断出现新的不可预料的形式,尤其是当环境腐蚀与应力交互作用时,其复杂性迄今为止仍是极具挑战性的课题。本文以304奥氏体不锈钢在氯离子溶液中的多轴腐蚀疲劳行为为研究对象,通过实验研究、理论分析和数值模拟分析的方法,研究多轴交变载荷下材料在腐蚀环境中的点蚀形成及扩展,以及点蚀向裂纹转变的过程,所取得的主要进展和结论如下：采用中断实验法研究了多轴交变载荷作用下304不锈钢在氯化铁溶液中的点蚀及点蚀向裂纹转变的行为,通过三维形貌仪对试样表面的点蚀群演化数据进行采集,记录了在腐蚀环境与多轴交变载荷作用下,材料表面点蚀发展及点蚀向裂纹转变的过程。分析了不同比例与非比例加载形式下,点蚀对材料失效机理的影响。统计了不同多轴复杂加载形式下点蚀群的分布及点蚀分布的演化,发现点蚀群的深度比较符合对数正态分布。并根据实验结果分析了不同加载形式下点蚀深度的演化规律,发现比例加载条件下,由于最大主应力方向固定,应力作用更集中,更容易促进点蚀坑处的钝化膜破裂,进而加速点蚀坑发展及裂纹的形成。针对一系列不同形貌的半椭球形点蚀坑进行了3D数值模拟研究,考察了多轴载荷下点蚀坑形貌对点蚀应力集中的影响,基于模拟分析的结果,拟合出应力集中系数随点蚀坑形貌的变化关系式。进一步分析了点蚀坑局部溶解对应力集中的影响,发现局部溶解发生时,应力集中系数会发生突变,这种不规则演化往往比点蚀坑规则演化更具危险性。在对点蚀坑底部的应力分析中发现,比例与非比例加载下点蚀底部Mises应力演化模式差异较大,对材料的不同失效行为起到了一定的解释作用。