新型复合析出强化奥氏体耐热钢在先进超超临界机组建设中具有广阔的应用前景,焊接是奥氏体耐热钢推广应用不可缺少的加工制造环节。本文系统地研究了Sanicro 25钢及其焊接接头与SP2215焊接接头的组织与力学性能、蠕变变形与强化、蠕变断裂与损伤、蠕变微观组织演化等行为,并进行了蠕变外推强度预测,为先进超超临界机组过/再热器选材、新型奥氏体耐热合金工业化与国产化等方面提供科学依据,具有重要的科学意义与工程应用价值。本文的主要结论如下:（1）以Sanicro 25母材组织与性能为基础研发了Sanicro 25国产同质焊丝,实现了Sanicro 25无缝钢管的氩弧焊等强焊接。该接头在室温、923 K和973 K下的抗拉强度分别达到母材的99.8%、98.4%与93.9%,焊缝的室温冲击韧性超过母材51.7%,讨论了母材与焊缝中第二相的分布对强度和韧性的影响。从各区域组织的差异性解释了SP2215焊接接头的拉伸行为、冲击韧性和显微硬度分布。（2）研究了Sanicro 25钢的蠕变变形与断裂机制。Sanicro 25钢在973 K、998 K和1023 K下的蠕变门槛应力分别为129.5 MPa、111.5 MPa和82.0 MPa,阐明了Sanicro 25钢蠕变过程中位错与第二相之间的交互关系,即纳米Cu相为剪切机理、纳米MX相为攀移机理。Sanicro 25蠕变损伤容限值在4-6之间,蠕变加速阶段占蠕变寿命的2成。Sanicro 25的蠕变空洞形核于粗化的晶间碳化物Cr23C6周围,空洞长大后聚集成裂纹,导致了最终的蠕变断裂。同时,伴随着蠕变过程中位错胞的大量产生,Sanicro 25中的小角度晶界增多。（3）针对Sanicro 25同质焊接接头试样开展了973 K下180-240 MPa应力水平的蠕变试验,通过分析蠕变延性、裂纹萌生位置、晶界变形行为和断裂前沿组织等特征解释了Sanicro 25焊接接头试样在不同试验应力水平下蠕变行为与机制的区别;针对SP2215焊接接头试样开展了923 K下180-240 MPa应力水平的蠕变试验,利用蠕变延性理论、有效应力理论、断口形貌和晶粒变形行为等特征解释了SP2215焊接接头试样在不同试验应力水平下蠕变行为的区别。（4）对比了Sanicro 25焊接接头蠕变后母材和焊缝中纳米相的分布规律,在973 K、180 MPa的蠕变条件下,纳米Cu相尺寸在5.0 nm左右,纳米MX相尺寸在7.0 nm左右;分析了SP2215焊接接头蠕变之后母材中纳米相的分布规律,纳米Cu相的尺寸稳定在3.8 nm左右,纳米MX相的尺寸稳定在16.0 nm左右,两析出相均具有较高的均匀分布性和较强的抗粗化能力。揭示了SP2215钢焊接接头高温蠕变过程中母材区晶内M23C6形核机制,纳米Nb Cr N相转变为Sigma相的过程。（5）选用时间-温度参数法与基于蠕变断裂激活能的方法预测了SP2215和Sanicro 25母材的十万小时蠕变外推强度,进行了精度分析,认为SP2215在923 K下105小时外推蠕变强度为83.71 MPa,Sanicro 25在923 K下的105小时外推蠕变强度为154.54 MPa,Sanicro 25在973 K下的105小时外推蠕变强度为91.63 MPa。利用焊接接头蠕变强度减弱系数预测了长期蠕变试验中控制焊接接接头蠕变断裂的主要因素。