T92钢(NF616)是上世纪90年代日本新日铁公司在T/P91钢的基础上,将材料进行了进一步的合金化,增加W含量到1.8%,减少Mo含量到0.5%,并增加了适量的B元素。与T/P91钢相比,T92钢的持久强度有较大幅度的提高,可用于625℃以下的高温蒸汽管道。目前,T92钢凭借其优异的综合性能已成为新一代超(超)临界火力机组的理想用钢。然而,国产T92钢投入使用的时间较短导致T92钢长期运行后的的数据资料匮乏,同时国内外超(超)临界机组的运行调峰方式的差异,造成材料在长期高温服役过程中微观组织结构与性能退化不一样,对机理的研究也不够深入,尤其是目前还没有有效的T92钢蠕变寿命预测方法,更谈不上剩余寿命的预测及寿命预测的验证。基于此,本文以某国产T92钢的模拟加速老化样品为研究对象,研究材料在蠕变过程中的组织结构演变与力学性能变化的规律,并基于Larson-Miller参数法的蠕变寿命预测方程对其寿命进行了预测。本文运用扫描电镜、透射电镜和纳米压痕仪等现代材料分析方法对模拟不同工况参数T92钢的显微组织结构、断裂机理及力学性能进行了分析。研究表明,供货态T92钢的组织为典型的板条状回火马氏体+碳化物,在长期的高温及应力的作用下,材料的微观组织无法保持其原始组织的稳定性,逐渐开始退化。板条马氏体发生回复,材料中呈弥散分布的原始第二相向原奥氏体晶界、亚晶界及板条马氏体边界偏聚,并发生聚集和粗化,并伴随着新相Laves相的析出。T92钢中的M23C6碳化物颗粒呈棒状和球状两种形态,在蠕变过程中,具有球状形态的颗粒更为稳定,Laves相则一般依附在大尺寸的M23C6颗粒上析出,析出位置主要在原奥氏体晶界、亚晶界等界面上。与M23C6相相比,Laves相的粗化速度较快,当Laves相长大到一定的尺寸时,将会诱发材料中蠕变孔洞的产生,孔洞的聚集和联结造成材料的断裂及过早失效。对比蠕变样品中受应力区域与不受应力区域的析出相平均尺寸发现,应力明显加速Laves相的形核和粗化,而M23C6的平均尺寸则略有增加。此外,在整个蠕变过程中,基体的主要合金元素(Cr、W、Mo等)的百分含量均逐渐减少,合金元素逐渐由固溶态向化合态进行转移,这些微观组织结构的软化共同造成材料宏观显微硬度的下降。其次,本文结合微纳米压痕硬度测试技术获取了700℃下不同时间断裂后的T92钢蠕变样品中板条马氏体基体的硬度,排除了高角边界对结果的影响,再结合微观组织分析方法,探讨了不同模拟工况条件下马氏体基体的退化机制。结果表明T92钢在长时高温及应力的作用下,板条马氏体中基体的主要强化因素都将发生不同程度的削弱,蠕变过程中Laves相和M23C6相等第二相的析出和粗化造成第二相间距增大;板条马氏体发生回复,晶宽增加;基体中重要的固溶强化元素W、Mo等不断流失,这些因素的综合作用,导致了T92钢在长时蠕变过程中的基体性能的下降,可以通过检查马氏体基体的硬度来判断,结果表明基体硬度随蠕变时间的增加而不断下降。最后,本文对600℃,649℃和700℃下的T92钢的加速老化数据进行拟合,建立了T92钢高温过程中的对数曲线,提出了一种基于Larson-Miller参数法的寿命预测方法,通过该方法尝试了T92钢外推10万小时的持久强度,与ECCC的外推结果相当。