应力松弛不仅是高温条件下螺栓法兰连接系统设计的核心问题，也是高温结构完整性理论不可或缺的重要内容，因此，对应力松弛设计及理论的研究具有重要的理论意义和工程价值。 本文针对国产超超临界汽轮机组用高温材料1Cr10NiMoW2VNbN，进行了高温下材料宏观松弛行为、松弛蠕变关系、松弛表征方法、加速蠕变试验、蠕变松弛转换及松弛损伤机理等一系列研究，主要研究内容和结论如下： (1)进行了高温材料1Cr10NiMoW2VNbN的应力松弛试验；研究了环境温度、初应力对松弛行为的影响；分析讨论了利用Hook-Norton模型、广义Maxwell模型、Logistic模型以及多项式模型进行长时数据外推的可行性。结果表明：温度对松弛行为有很大影响，所建立的双对数多项式模型可以较好地外推松弛剩余应力。 (2)提出了基于时间硬化理论的松弛函数，并根据长时松弛特点作了简化；基于应力松弛试验，研究了同温下松弛行为的初应力的相关性。结果表明：时间—应力关系呈双对数线性关系；初应力—对数松弛速率呈半对数线性分布。据此构建了包含初应力为变量的简化的应力松弛模型，可以用于进行剩余应力的表征与预测。 (3)根据松弛与蠕变的关系，综合利用数值计算方法和图解法对短时应力松弛数据作了转换，获得了材料蠕变曲线，形成了基于应力松弛的蠕变加速试验方法。试验发现，基于短时松弛试验转换得到的蠕变曲线与常规蠕变试验数据吻合较好，表明这一方法可用于高温构件的蠕变行为预测和寿命设计。 (4)考虑蠕变速率对应力松弛的总体影响，提出一种基于平均蠕变速率的线性蠕变—松弛转换模型，以幂律蠕变转换模型为基础，确立了一套基于蠕变数据的松弛性能预测方法。应力松弛试验验证结果表明，该模型转换数据较好地吻合于实际试验结果，可用于已知蠕变性能数据的高温材料松弛行为的预测。 (5)在应力松弛和蠕变试验的基础上，分析了应力松弛与蠕变的内在物理联系，并对试验材料的微观结构作了比较。研究表明，应力松弛是变应力下的蠕变；松弛失效与蠕变失效本质上是一致的；应力松弛微观机理与蠕变第一和第二阶段是相似的，晶粒位错、攀移、原子扩散及碳化物沉淀相的析出、长大和粗化是松弛的主要机制，是导致微观结构退化的主要原因。由此明确了应力松弛与蠕变的本质联系。 (6)以材料变应力条件下的蠕变损伤机理为出发点，基于Kachanov—Robatnov和Othman-Hayhurst蠕变损伤假设，构建了松弛条件下的损伤本构方程；基于Schlottner—Seeley平均蠕变断裂速率原理、时间硬化理论构建了松弛条件下损伤模型，采用该模型对高温紧固材料1Cr10NiMoW2VNbN进行了损伤预测和实验验证。结果表明， 该模型预测数据较好地吻合于实际试验结果，可用于高温材料应力松弛条件下损伤寿命评估。