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随着对健康生活和可持续发展的重视,人们希望创造出更加节能、环保的材料以降低对环境的破坏和满足经济发展需求。铁素体不锈钢具有良好的热稳定性、导热性、耐腐蚀性和抗氧化性等性能。由于减少了Ni元素的使用,使其具有良好的经济和环保效益。17CrNbCu铁素体耐热不锈钢是一种可用于汽车排气系统等领域的潜在材料,为评估材料在高温下的使用性能,本论文着重对17CrNbCu钢高温力学性能进行研究。热轧态17CrNbCu钢经1100?C、保温30 min固溶处理后,可以获得晶粒尺寸为115.6μm的均匀等轴晶组织。对固溶处理后的17CrNbCu钢分别进行了高温拉伸和蠕变实验,研究其变形行为;利用OM、SEM、TEM、EDS等表征方法分析了变形组织的演化规律。取得的主要结论如下:在600?C-900?C区间,随着变形温度的升高,实验钢的屈服强度、抗拉强度和均匀延伸率均下降,而断裂延伸率升高。这与高温下动态回复增强、原子扩散与晶界迁移能力提高有关;在8.33×10-55 s-1-1.67×10-3 s-1区间,实验钢的屈服强度、抗拉强度、均匀延伸率和断裂延伸率均随应变速率的降低而下降。由于在低应变速率下实验时间延长,导致材料中富Nb和富Cu析出相熟化程度加剧,致使断裂延伸率明显降低。实验钢在700?C和850?C下拉伸应力指数分别为11.3和7,形变激活能为784.8 kJ mol-1。高温拉伸形变机制为析出强化与位错攀移的交互作用控制机制。在700?C-850?C、15 MPa-90 MPa条件下,实验钢展现出典型的三段式蠕变形变特征;随着外加应力或温度的降低,最小蠕变速率下降,蠕变寿命增大。实验钢的蠕变应力指数在6-9.7之间,蠕变激活能为555.9 kJ mol-1。较高的应力指数和蠕变激活能意味着蠕变形变机制为幂律位错型机制与沉淀强化机制的交互作用。根据实验数据建立Larson-Miller方程:log=-1.25838×10-4LM+5.13416,可实现对实验钢蠕变寿命的预测。实验钢蠕变过程中形成了Cu-rich相、Fe2Nb型的Laves相、碳化物NbC和Fe3Nb3C。晶界附近Nb、Cu等元素向晶界扩散导致在其附近形成沉淀空区（precipitation free zones,PFZs）,随着蠕变的进行,析出相尺寸和PFZs面积不断增大。外加应力使位错运动加快,增加了位错密度,促进了析出相的形成和长大;而温度的升高使动态回复增强,并提高了析出相形核功,从而抑制了析出相形核;但高温下原子和位错扩散加快,有利于析出相的长大。Orowan缠绕机制对实验钢蠕变强度的提高起更重要的作用,而析出相的熟化使其强化作用显著下降。实验钢的高温拉伸和蠕变断裂形式均为韧性断裂。微空洞容易在析出相周围生成和扩展形成裂纹,最终导致材料断裂。