随着我国工业的发展,许多大型设备长期在高温、高压工况下服役,往往这些设备和容器承受较高的温度和复杂载荷作用,它们的典型失效形式主要为疲劳、蠕变及蠕变-疲劳交互。材料在蠕变-疲劳交互作用下的损耗与破坏,不仅仅是单纯的蠕变或者疲劳所造成的,因此若单纯从蠕变或者疲劳方式研究材料的失效行为,已经不能满足材料的可靠性研究。为保证高温结构结构完整性,研究高温蠕变-疲劳交互作用下的裂纹扩展具有重要意义。本文主要以P92耐热钢为研究对象,开展了P92钢在630℃下蠕变-疲劳裂纹扩展试验研究,主要工作和结论如下:(1)基于所建立的蠕变-疲劳裂纹扩展试验系统,进行了P92钢在630℃下的应力控制的蠕变-疲劳裂纹扩展试验,研究不同保载时间、试样厚度与裂纹深度对蠕变-疲劳裂纹扩展行为的影响,研究发现,随着保载时间的增大,裂纹初始扩展阶段与稳定扩展阶段所占比例逐渐增加,在同一t avg(C)下,裂纹扩展速率也逐渐增大;在同一t avg(C)下,裂纹深度0a/w为0.35时的裂纹扩展速率最大;厚度7.5mm与10mm对蠕变-疲劳裂纹扩展无影响,其裂纹扩展速率均大于试样厚度为5mm时的裂纹扩展速率。(2)P92钢在高温蠕变-疲劳交互作用下的断口主要表现为蠕变孔洞以及微裂纹;循环载荷作用在晶界产生复杂的应力,使得韧窝、孔洞的成核与聚集程度加强,造成孔洞大而深。微裂纹的形成可能是由于韧窝或蠕变孔洞发生强烈聚集,并快速长大,形成微裂纹。(3)P92钢在蠕变-疲劳交互作用下的断裂属于蠕变韧性断裂,应该用t avg(C)作为裂纹扩展的断裂参量;i fa-lg(N/N)曲线以及da/dN-N曲线中的拐点,分别对应蠕变-疲劳裂纹萌生区向扩展区转变周次以及扩展区向瞬断区转变的周次(4)根据Saxena线性叠加模型,建立了P92钢在蠕变-疲劳交互下的裂纹扩展速率预测公式,在一定的误差范围内,Saxena线性叠加公式可以较好的预测裂纹扩展速率。