环境污染的日益严重、化石燃料的日渐紧缺,使得提高燃煤电站效率和减少废气排放成为全社会亟待解决的问题。提高机组参数(蒸汽的温度和压力)是燃煤电站增效减排的重要途径,但同时受高温材料技术发展的严重限制。9%Cr热强钢作为超(超)临界机组的关键材料,广泛用于制作主蒸汽管道等锅炉构件。本文着眼于566℃级超临界机组和600℃级超超临界机组锅炉用9%Cr铁素体热强钢,研究了长期时效对P91焊接接头(625℃时效)和P92焊接金属(650℃时效)微观组织和力学性能的影响,并对两者的微观组织稳定性和力学性能进行了对比。借助SEM-BSE、EBSD、TEM及XRD等先进分析手段,讨论了析出相、晶界、亚晶及位错微观结构的变化,建立了微观组织与力学性能之间的相互关系。研究结果表明P91母材中M23C6型碳化物与铁素体基体之间、M23C6型碳化物附近析出的Laves相与M23C6型碳化物之间、P92焊接金属中Laves相与铁素体基体存在一定的取向关系。亚晶形成时,位向差往往低于2°,时效时不断合并、长大,形成2-15°的小角度晶界,因此时效后小角度晶界增加是亚晶合并、长大的结果。本文通过对两种9%Cr铁素体热强钢微观组织和力学性能的系统研究及对比,阐明了两种材料在时效不同阶段,造成硬度和强度降低的原因和机理,为我国超超临界锅炉用热强钢焊接工艺和焊接材料的选择提供了参考,对超超临界机组铁素体耐热钢的进一步发展具有一定的理论意义和工程价值。