为了研究服役构件的蠕变损伤行为,本文采用磁性检测法、X射线衍射法以及硬度法等方法来表征P91钢在不同蠕变状态下的损伤情况。首先对P91钢进行高温单轴拉伸试验,得到不同温度下P91钢的高温力学性能。随后,通过给定条件下高温蠕变持久试验,得到了所需的蠕变曲线和试样的断裂时间。根据完整的蠕变曲线,在各蠕变阶段选取间断时间点进行蠕变间断试验,制备不同蠕变状态下的损伤试样。最后利用磁滞回线检测、X射线衍射检测以及硬度检测对蠕变试样的损伤状态进行参数化表征,并结合金相观察以及断口组织观察,进一步验证参数化表征的准确性。具体的研究内容与结论如下:1)高温单轴拉伸试验得到P91钢在620℃和600℃条件下的力学性能,包括抗拉强度σb、屈服强度σ0.2、弹性模量E以及延伸率δ。通过蠕变持久试验获得了 620℃、145 MPa和600℃、175MPa条件下的蠕变曲线和断裂时间,并获得蠕变间断试验的时间,进而通过蠕变间断试验制备损伤试样。2)磁性检测、X射线衍射以及硬度法检测的结果显示:磁性参数矫顽力(Hc)、剩磁(Br)以及最大磁导率(μm)随着蠕变时间的变化趋势,半宽高(FWHM)、位错密度(ρ)随蠕变时间的变化趋势,以及硬度值(HV)随着蠕变时间的变化趋势均呈现先上升后下降的趋势。结合金相以及断口组织观察,结果显示:上述三种检测方法可以较好地表征高温下的蠕变损伤状态。3)通过对上述三种测量结果的全面分析,结果表明:磁性检测方法中磁性参数受材料的化学成分以及结构影响,且测量简单,但在短时蠕变损伤中,表征参数对材料内部组织的演化情况不够敏感;X射线衍射方法较为成熟,但其适用于应力急剧变化且范围较小时,且局限于测量构件表面的损伤状态,并对人体健康具有一定的危害;硬度检测法简单易行,但硬度参量是反映材料内部组织演化以及材料性能的间接参量,一般作为参考指标来使用。综上所述,本文采用的磁性检测法、X射线衍射法以及硬度法均实现了对P91钢不同蠕变状态的参数化表征,且每种方法各有优缺点。其中,磁性检测法能够更直接地反映P91钢在不同蠕变阶段的内部组织演化情况,以便进一步表征P91钢在蠕变过程中材料内部的损伤情况。