随着能源短缺及环境恶化的问题日渐严重,世界各国都在大力提倡节能减排和走可持续发展道路。对于发电行业来说,发展更高蒸汽参数的高效超超临界机组已经成为未来电厂建设和改造的目标。由于蒸汽参数的提高,电站锅炉的高温设备与构件工作所需温度提高的同时对其材料的性能也提出了更高要求。它们通常在蠕变状态下服役,而在蠕变和复杂应力共同作用下的多轴蠕变失效逐渐成为主要的失效形式。因此材料的多轴蠕变性能是影响锅炉管道寿命的重要因素。目前,国内外学者对T/P92钢等超超临界机组受热面备选材料的蠕变性能进行了大量研究,然而这些研究大多是基于单轴蠕变试验,由于电厂高温部件在实际运行过程中大多处于多轴应力状态,故国内外学者利用缺口试样也进行了大量多轴蠕变试验。尽管试样由于缺口存在而在缺口处形成一定的多轴应力状态,但应力多轴度在缺口处分布不均且可控性差,材料在该试验条件下蠕变寿命的实验结果不具代表性。因此,在单轴和缺口试验基础上,本文采用了内压-拉伸条件下的多轴蠕变试验。本文以P92钢为研究对象,在650℃的条件下进行了该试验。通过选取合适的内压和拉伸应力加载组合以获得不同的多轴度,进而研究其多轴蠕变行为。利用扫描电镜观察内压试样的断口形貌及其微观组织金相,分析P92钢在不同多轴度下的力学性能及微观组织变化情况,总结了多轴度对蠕变行为的影响及析出相的演变规律。建立改进的K-R蠕变本构模型并通过单轴蠕变试验结果拟合出了相关参数。通过实验过程中测出的蠕变曲线,验证了模型的准确性,并利用有限元模拟来分析蠕变过程中的应力变化、多轴度和径比对试样蠕变的影响以及蠕变过程的损伤情况。同时结合损伤模型对实际管道的寿命进行了分析。结果表明,在等效应力一定的条件下,内压-拉伸加载组合下P92钢的蠕变寿命随多轴度的增加而减小,主要原因是多轴度的增加导致蠕变孔洞数量的增加及第二相粒子析出、增长程度加大。此外有限元分析表明损伤在管壁上不均匀分布且受多轴度的影响。并且在损伤模型基础上,获得的断裂应力可以在一定程度上预测内压管道的寿命。