火电是我国当前电力能源供给的主要方式,大力发展核电、风电以及光伏发电等清洁能源,并提高火电机组的能源转化效率是实现节能减排的重要途径。新型含铝奥氏体耐热钢具有突出的抗氧化和抗蠕变性能,已成为超超临界火电及第四代核反应堆的重要候选材料,但在管材热成形工艺中易出现裂纹、变形不均等缺陷。因此,研究新型含铝奥氏体耐热钢的热变形行为及可加工性,具有重要意义。本文以Fe-15Cr-27Ni-4Al-2Mo-0.6Nb奥氏体耐热钢为研究对象,使用Gleeble-3800热力模拟试验机分别进行单、双道次热压缩试验。单、双道次热压缩试验的变形温度和应变速率分别为900-1200℃、0.001-10 s-1和900-1100℃、0.01-1 s-1,道次间保温时间为2-50 s。基于流变应力曲线和微观组织分析,研究了该奥氏体耐热钢在热压缩过程中的流变行为及微观组织演变规律,为其热成形工艺设计奠定了理论基础。基于单道次真应力-真应变曲线,分析了变形温度和应变速率对流变应力的影响,表明材料的流变应力与变形温度呈负相关,而与应变速率呈正相关。并且在变形温度低于1000℃或应变速率大于0.01 s-1时,流变应力表现得更为敏感。基于Arrhenius本构模型,采用五次多项式拟合,建立了耦合应变的热变形本构方程。相关性分析并结合平均相对误差表明,该模型能够可靠描述该奥氏体耐热钢的流变应力变化。材料发生动态再结晶的比例随变形温度升高而增加。在应变速率小于0.1 s-1时,再结晶晶粒的长大较为明显;而在高于0.1 s-1时,再结晶的形核占主导。析出相数量随温度升高或应变速率降低而减少,且其尺寸在变形温度低于1200℃时,随温度升高而增大。不同于大多数奥氏体钢,该奥氏体耐热钢在试验研究范围内的真正软化机制是动态回复、动态再结晶共存的复合型软化机制。基于加工硬化率法和应力应变曲线法,建立了材料的动态再结晶模型。材料的再结晶体积分数随应变增加呈S型曲线分布。基于双道次真应力-真应变曲线,分析了变形温度、应变速率以及道次间保温时间对流变应力和亚动态再结晶的影响,并建立了亚动态再结晶动力学方程。亚动态再结晶体积分数与变形温度、应变速率和道次间保温时间均呈正相关。随道次间保温时间的增加,亚动态再结晶体积分数的增加速度逐渐减缓。适当的道次间保温时间可以有效改善材料热变形后的显微组织。基于动态材料模型,通过绘制该奥氏体耐热钢在不同应变下的功率耗散图和流变失稳图,得到了热加工图。随应变量的增加,功率耗散峰值区逐渐向较高温度和较低应变速率方向移动,流变失稳区基本维持在中高应变速率范围内。微观组织演变表明,该奥氏体耐热钢在研究范围内的最优热加工参数范围为变形温度1125-1200℃和应变速率0.01-0.1 s-1。