为应对能源短缺与环境危机,我国电力行业面临着提高煤电使用的经济性以及环保性的严峻考验,而通过提高火电机组的蒸汽参数(温度、压力),可以有效提高火力发电厂效率,因此这就对超(超)临界火电机组锅炉用钢的性能提出了更高的要求。P92钢是在P91钢基础上通过改善合金成分,采用复合多元强化手段而研发出的一种新型9%Cr铁素体耐热钢,P92钢以其优异的综合性能应用于超(超)临界火电机组的锅炉本体过热器、再热器之中,有效的提升了电厂效率和火电机组长期安全运行的稳定性,目前已逐渐应用于我国的超超临界机组建设中。而目前国内对P92钢焊接实际应用研究方面还比较少,所以通过研究合适可行的焊接工艺和焊后热处理工艺,分析接头中组织与性能之间的关系,为P92钢焊接的应用提供理论与数据支持。本文选取由宝钢生产的6 mm板厚的P92铁素体耐热钢作为研究对象,采用钨极氩弧焊(TIG)技术,选用合适的焊接工艺参数对P92钢进行表面自熔焊,随后制定不同焊后热处理工艺。对经不同焊后热处理工艺的接头进行金相组织、力学性能和电化学腐蚀的测试,其中力学性能测试评估包括显微硬度分布、冲击性能以及摩擦磨损性能,金相分析着重对接头中δ-铁素体的大小以及形态进行对比,并对接头的冲击断口形貌和磨损形貌进行微观观察和机理的分析,对P92铁素体耐热钢接头中组织与性能之间的关系进行了研究。研究结果表明:P92钢经TIG自熔焊后在接头中会出现δ-铁素体,δ-铁素体多分布于热影响区,在焊缝中心呈条状且出现几率小,δ-铁素体的硬度要明显低于临近板条马氏体的硬度。P92钢接头中焊缝的平均硬度值要高于母材的平均硬度值,焊态下焊缝硬度最高,冲击韧性最低,这主要因为焊态下焊缝所生成的淬火马氏体组织硬度和脆性很高。经760℃回火热处理,焊缝区显微硬度显著降低,冲击韧性提高,接头中δ-铁素体含量显著减少。随着回火时间的延长,对接头的硬度影响不大,但焊缝冲击韧性提升,断口形貌从韧/脆混合断裂向韧性断裂过渡。同时,经焊后热处理工艺,接头的抗电化学腐蚀能力逐渐减弱,耐磨性能逐渐降低,磨损形貌从磨粒磨损向粘着磨损和表面疲劳磨损转变。本文还对P92钢进行活性氩弧焊(A-TIG)探索性实验,研究结果发现其焊缝的硬度和冲击韧性较传统TIG焊缝差异不大,但是熔深有明显的增加。此种焊接方法焊接P92钢在活性化焊剂的选择上还有待进一步研究。