钛合金因具有高比强度、优良的耐腐蚀性和无磁性等性能特点成为了深海环境中重要的结构材料。然而,目前对钛合金钝化膜在深海环境中的耐蚀性以及在钝化膜发生损坏,产生腐蚀裂纹后,在腐蚀裂纹微区尖端环境中的溶解与自愈合行为的研究甚少。本文利用自研的模拟深海环境实验装置,采用动电位极化曲线测试、电化学阻抗谱测试（EIS）和莫特-肖特基（Mott-Schottky）测试方法结合X射线光电子能谱分析（XPS）等分析测试方法对钛合金及其钝化膜在模拟深海环境中的耐蚀性进行了系统研究。探讨了魏氏、等轴和双态三种组织类型的钛合金在模拟深海环境中的耐蚀性影响规律。采用微电极法、常规电化学测试以及摩擦磨损-电化学同步检测对钛合金钝化膜在应力腐蚀裂纹尖端区的溶解与自愈合行为及溶解氧（DO）、p H值和Cl^-浓度对钝化膜溶解与自愈合行为的影响进行了研究。在模拟浅海、1000 m和3000 m深海环境中对钛合金进行了动电位极化曲线测试、EIS和Mott-Schottky测试。研究结果表明:在模拟深海环境中,钛合金的维钝电流密度（i_p）比在模拟浅海环境中高一个数量级,钛合金的钝化能力随着深度增加而降低,钝化膜的薄膜电阻（R_f）减小,薄膜电容（CPE_f）增大,施主能级密度（N_D）增大,耐腐蚀性下降。XPS元素分析结果表明,钝化膜主要由Ti O₂组成,并具有非化学计量比的中间氧化物,在钝化膜内层和在深海环境中形成的钝化膜中Ti O₂含量减少,低价钛氧化物含量增多,导致点缺陷浓度增大。在模拟浅海、1000 m、2000 m深海环境中对魏氏、等轴和双态组织钛合金进行了动电位极化测试、EIS、Mott-Schottky测试和金相分析。研究结果表明:在模拟浅海环境中,三种组织的钛合金均表现出优异的钝化性能,而且耐蚀性相差不大。在模拟深海环境中,双态组织钝化膜为n型半导体,等轴和魏氏组织钝化膜由内层p型半导体膜和外层n型半导体膜构成,双态组织钝化膜的耐蚀性优于等轴和魏氏组织,这可能是与双态组织中β相占比更高有关。对模拟1000 m深海环境中钛合金应力腐蚀裂纹尖端环境进行了理化性质测试,并在模拟裂纹尖端微区溶液中对钛合金进行了动电位极化曲线、EIS和Mott-Schottky测试。研究结果表明:在模拟深海环境中应力腐蚀裂纹尖端区溶液急剧酸化、Cl^-富集,钛合金钝化膜的施主能级密度（N_D）增大,维钝电流密度（i_p）增大,阻抗值降低,钝化膜的溶解能力增强,自愈合能力下降,耐蚀性下降。对钛合金在不同的DO、p H值和Cl^-浓度的模拟裂纹尖端溶液中进行摩擦磨损实验,同时进行开路电位和EIS测试。研究结果表明:钛合金钝化膜修复能力强,但在低DO条件下因溶解氧还原反应受到限制,减缓了钝化膜的自愈合,Cl^-因溶液p H值的不同而对钝化膜的自愈合产生不同的作用,加速了碱性环境中钝化膜的溶解和自愈合,减缓了酸性环境中钝化膜的自愈合。低DO、高Cl^-浓度和低p H值均导致自愈合后钝化膜的膜层缺陷多,耐蚀性低。