针对航空发动机加速任务试车载荷谱编制中的蠕变损伤等效加速问题,综合调研了国内外在金属材料高温蠕变问题方面的研究现状,并从材料的蠕变本构模型、变形和断裂的微观机理以及蠕变损伤累积模型和损伤等效准则方面进行了分析。在此基础上针对发动机常用材料GH4169合金,开展了高温拉伸和蠕变试验,以研究材料的拉伸和蠕变性能规律及其相互关系。随后,采用金相显微镜、扫描电镜、电子背散射衍射等方法研究了GH4169合金的微观组织形貌,并揭示了材料蠕变前后的晶体结构特点以及位错密度等微观参量的变化规律,获得了材料从原始状态到不同蠕变阶段下的微观结构形貌及其对应的损伤状态。在材料的宏观试验规律和微观变形机理的研究基础上,建立了一种能够描述蠕变三个阶段的本构模型,并与其他多种模型进行了对比评估,最后通过Fortran程序语言编制了有限元子程序,成功应用于蠕变试样的应力/应变分析中。此外,根据对现有蠕变损伤累积模型的分析,提出了一种新的非线性蠕变损伤累积法则,该法则能够考虑加载历程对材料蠕变损伤的影响,并通过TC11合金和GH4169合金的变载荷蠕变试验结果评估了新模型的有效性。基于上述损伤一致的原则,初步建立了材料的蠕变损伤等效准则。最后,为考虑实际结构中局部存在的多轴应力状态和应力集中的现象,采用3种缺口圆棒试样来模拟实际结构的局部应力特征,进行了高温拉伸和恒载荷蠕变试验,得到不同缺口尺寸下GH4169合金的拉伸和蠕变性能变化规律。采用本文发展的蠕变本构模型对缺口试样进行了有限元分析,获得了缺口试样内部的应力和应变随时间变化的关系。结合有限元分析结果和蠕变损伤累积模型,发展了缺口试样在变载荷蠕变条件下的损伤评估方法,最后通过缺口试样的变载荷蠕变试验进行了损伤评估方法的验证。基于上述研究,本文的主要结论如下:（1）GH4169合金在650℃下的拉伸曲线表现出明显的非线性硬化塑性特征,当材料进入塑性后很快达到其抗拉强度。650℃下材料的蠕变曲线表现出典型的三阶段特征,但蠕变第一阶段占整个寿命的比例小于10%,且第一、二阶段累积的蠕变应变量在2%以内,因此主要的蠕变应变累积发生在第三阶段。此外,本文提出的基于拉伸参数归一化的修正Wilshire方程能够很好地表征各类高温材料的蠕变性能,将温度引起的蠕变性能变化考虑在方程的参数Qc*,k’1,u’,k’2和V’中,且对GH4169合金蠕变寿命的外推预测误差在30%以内。（2）在本文研究的材料和试验条件下,蠕变后的试样中大多数区域的微观结构没有明显变化。随着蠕变应力的减小,材料中GND的密度减小,大的塑性变形和微裂纹集中在断口附近的材料中。在650℃下,试样的裂纹均以晶间模式在靠近表面附近萌生,并继续沿晶界扩展。当应力逐渐增大时,靠近断口部位的材料内部孔洞和裂纹数量减小。此外,氧化在蠕变过程中的作用主要为:在高温和空气环境作用下,试样表面形成致密的氧化层,并且当变形累积到达一定程度时,裂纹倾向于在氧化层和基体交界处萌生。当裂纹穿透氧化层,氧会沿着裂纹扩散到样品的内部,并在晶界上形成氧化物颗粒,影响材料蠕变裂纹扩展的性能。（3）根据材料的蠕变试验结果和微观分析获得的结论,提出了一种新蠕变本构模型,该模型能够描述蠕变曲线的三个阶段,并且能很好地反映材料蠕变性能随应力的变化关系,同时也能够表征材料的蠕变寿命与应力的关系。此外,与θ映射法、BAT蠕变模型以及CMD模型的对比可知,在TC11合金和GH4169合金的蠕变性能和变形曲线表征中,新提出的蠕变模型能够更好地表征不同材料的蠕变变形规律和性能。最后,在上述模型的研究基础上编制了不同蠕变本构的有限元子程序,并将其与商用有限元子程序进行编译链接,形成了可执行的有限元程序。（4）通过对现有的变载荷历程下蠕变损伤评估方法的研究分析,结合材料蠕变性能规律发展了一种新的蠕变损伤累积模型,考虑了加载历程对材料损伤的影响。采用TC11和GH4169合金的变载荷蠕变试验数据评估了不同的蠕变损伤累积模型,结果表明无论是TC11合金还是GH4169合金,新提出的蠕变损伤累积模型能够更好地预测变载荷历程下的剩余寿命,而其他模型很难对材料的变载荷历程蠕变损伤进行准确预测。（5）在本文的研究材料和试验条件下,基于上述发展的材料变载荷历程蠕变损伤累积模型和蠕变本构模型有限元分析技术,提出了缺口试样的蠕变损伤评估方法,该方法能够考虑载荷历程和缺口影响。通过缺口试样的变载荷蠕变试验对该方法的有效性进行了验证,结果表明新提出的缺口试样的变载荷历程损伤评估方法能够很好地表征缺口试样的蠕变损伤,对剩余寿命的预测误差在35%以内。