材料在高温高压条件下长期服役会产生组织劣化和蠕变损伤,使设备服役存在潜在的威胁。研究表明,非线性超声检测技术对组织变化较为敏感,有望成为评价蠕变早期损伤的有效方法。本文对T8钢进行球化退火处理,制备不同球化程度的样品。利用超声声速、衰减系数和非线性超声检测方法对珠光体球化程度进行评价,结合金相分析,得到如下结果:(1)随球化退火保持时间增加,珠光体组织从层片状发展成严重球化。随球化程度增加,声速和衰减系数变化不明显,变化率分别为2.6%和3.7%。传统的超声线性参数对组织变化不敏感。(2)非线性参量随珠光体球化程度增加而单调增加,变化率为57.5%。这是由铁素体基体内相界面的面积增大和石墨化现象导致的。非线性系数能有效表征珠光体的球化程度。对20钢进行蠕变拉伸试验,制备处于不同阶段的蠕变损伤样品。利用声速、衰减系数和非线性参量对蠕变损伤程度进行评价。结合金相和透射电镜微观组织分析,得到如下结果:(1)在蠕变损伤的早期阶段,声速和衰减系数变化不明显,到了蠕变后期,声速降低,衰减系数增加。利用超声线性参数评价蠕变早期损伤较为困难。(2)在蠕变的整个过程中,非线性系数随蠕变保持时间增加而不断增加,变化率为36.5%,和应变呈正比关系。蠕变过程中,随着变形量增加,位错密度不断增加,经过定量拟合,两者呈正比关系。位错密度的增加导致非线性系数增大,经过定量拟合,两者呈正比关系。非线性系数能较好的表征蠕变损伤的整个过程。