在航空航天、火电能源等行业中,服役中的部件不仅要承受恒定的工作载荷,同时还要经受由于机器启-停控制等导致短时载荷突然变大等情况,因此,为了正确评价构件的可靠性,避免意外事故的发生,需要获得材料的断裂韧性或阻力曲线。实际断裂韧性评定时通常采用标准尺寸试样,在结构取样困难或者材料有限,难以满足标准规定尺寸时,就需要采用小尺寸试样进行测试。另外,P92钢具有优良的特性,在超超临界火电机组中得到广泛使用,因此,本文以电厂用钢P92钢为研究对象,首先获得了其室温及高温条件下的基本力学性能,之后设计了不同尺寸的试样进行高温断裂韧性试验研究,并采用数值模拟方法研究了试样尺寸及侧槽结构对试验的影响,论文的主要研究内容及结果如下:(1)在630°C条件下,基于各种小尺寸CT试样通过高温断裂韧性试验获得了P92钢的断裂韧性阻力曲线以及相应的条件断裂韧度,发现小尺寸试样会得到较保守的阻力曲线并低估断裂韧性值。(2)采用能量释放率R研究试样尺寸及侧槽的影响规律,对曲线转化进行研究。发现不开侧槽的试样的稳态段能量释放率更高,曲线转化方面可由CT5的塑性阻力曲线转化得到CT15的塑性阻力曲线。(3)对高温环境下的试样断口进行宏观和微观的观察,发现P92钢在高温载荷作用下,其孔洞首先在晶界上形核,随载荷作用进一步长大,连接形成微裂纹,最终导致断裂。(4)采用数值分析方法,在ABAQUS中建立三维的试样模型,研究了不同尺寸试样的应力状态和拘束差异。发现侧槽可提高试样的拘束水平,并且试样尺寸越小,这种效应更明显;侧槽还可使试样在厚度上的应力分布更均匀,因而使得裂纹扩展前沿更平齐。