Sanicro 25新型奥氏体耐热钢在700℃/35 MPa超超临界机组中具有广阔的应用前景,焊接是保证其连接的关键性技术。本文以循环应力为纽带,结合显微组织分析和循环变形行为,围绕位错和沉淀相的交互作用,系统研究了Sanicro 25钢及其焊接接头循环硬化的显微机理并建立了循环硬化模型,揭示了循环损伤的显微机理,建立了基于显微组织的疲劳寿命解析模型,为疲劳工况下材料设计,疲劳失效机理分析和疲劳寿命评估提供理论基础。本文的主要结论如下:（1）揭示了基于位错形态和Cr23C6分布的循环硬化机理,建立了循环硬化模型。当应变率小于4×10-3s-1时,分布在Nb Cr N相周围的Cr23C6能够使位错弯曲,产生改进FHP背应力从而导致循环硬化。当应变率为4×10-3s-1时,形成在Nb Cr N相/基体界面处的Cr23C6能够钉扎位错,从而导致循环硬化。考虑Cr23C6分布建立的循环硬化模型能够准确计算最大循环应力。（2）基于位错和沉淀相交互作用,提出了循环损伤的显微机理。随着总应变幅值增加,位错和沉淀相交互作用增加导致疲劳裂纹集中在沉淀相周围,即疲劳裂纹形成的吉布斯自由能改变增加。因此,分散损伤转变为集中损伤,导致疲劳寿命显著减少。随着应变率减少,位错和沉淀相交互作用增加导致沉淀相周围的蠕变孔洞增加,即蠕变损伤增加。因此,蠕变损伤增加导致疲劳寿命减少。（3）提出了循环硬化第II阶段的软化行为（位错湮灭）对疲劳寿命的影响机理。揭示了压缩加载过程中位错湮灭机理:交滑移引起的螺型位错湮灭和上边界运动引起的相邻刃型位错偶极子湮灭。基于位错湮灭机理建立的疲劳寿命解析模型表明:位错湮灭率与位错密度变化率比值越大,疲劳寿命越长。（4）研究了不同焊后热处理对焊接接头疲劳行为的影响机制。焊缝位错形态演变决定了焊接接头的疲劳寿命。在最优焊后热处理条件下,揭示了焊接接头循环变形的显微机理。随着总应变幅值增加,焊缝位错形态由平行于加载轴分布（0.2%）,转变为位错缠结（0.3%和0.4%）,最后变为位错缠绕沉淀相（0.5%）。基于焊缝位错形态建立的循环硬化模型能够准确计算焊接接头的最大循环应力。（5）考虑正的循环屈服应变和对称三角波,建立了基于最大循环应力的疲劳损伤方程。结合循环硬化模型和疲劳损伤方程建立的焊接接头疲劳寿命解析模型能够准确表征焊缝显微组织对焊接接头疲劳寿命的影响。