在电力、石油化工以及航空航天等众多领域,有许多9Cr-1Mo耐热钢金属构件长期服役在高温、高压条件下,使得蠕变损伤成为制约其结构完整性和安全运行的重要因素。为了保证这些金属构件能够安全、高效运行,蠕变寿命的精准预测一直是业界关注的焦点。近年来,国内外在高温金属构件寿命预测研究领域虽然已取得了不少研究成果,有的甚至进入了工程应用,但对各类蠕变寿命预测方法的系统研究和综合评价还鲜有报道。本文以P91钢为研究对象,在综合考虑工程应用中服役温度和载荷应力等外部因素的基础上,对其分别进行了不同条件下的高温蠕变持久试验;结合TTP参数法(LM法、OSD法、Wilshire模型法)和基于蠕变曲线外推法(θ法、改进θ法、K-R模型法)等不同方法,分别对所测的P91钢蠕变寿命进行了外推计算;参照ECCC数据,系统分析和综合评价了上述方法的外推精度和适用范围;此外,在对传统连续介质蠕变损伤力学模型的进行改进的基础上,实现了其数值求解。具体研究内容和主要结论如下:通过采用LM法、OSD法和Wilshire模型法等三种TTP参数法对P91钢高温蠕变寿命进行外推时,结果表明模型选取对外推精度影响较大。LM法和OSD法在外推2 ×105h以上的蠕变寿命时,均出现过估计现象;相比LM法和OSD法之下,Wilshire模型法的外推精度最高,本文拟合得到的Wilshire模型法参数Qc值取314.7 kJ·mol-1能够很好关联P91钢的持久数据;在采用基于蠕变曲线外推法(θ法、改进θ法和K-R模型法等)进行蠕变寿命预测时发现:该类方法在短时蠕变寿命预测时均与实验数据吻合较好,并能得到不同温度和应力条件下的完整蠕变曲线;当外推长时蠕变寿命时,K-R模型法的外推精度最高、改进θ法次之、θ参数法最差;通过对给定条件下蠕变机制的系统分析,结合传统的连续介质蠕变损伤力学模型,提出了一种改进的CDM模型用于高温蠕变寿命的定量预测;通过数值计算,结果发现其预测结果与实验数据吻合度较高,从而为耐热钢的高温温蠕变寿命预测提供了一条有效途径;综合比较上述各种预测方法,可以发现,Wilshire模型法和K-R模型法在外推长时蠕变寿命时均具有较高精度,同时Wilshire模型法的预测精度最高。但这两种方法都是基于唯象模型的参数外推法,均不能反映材料的真实蠕变进程,因而模型参数的选取往往很难控制;CDM模型法由于能够从物理机制上揭示材料蠕变行为的本质,若能建立起蠕变过程中多种微观组织演化的相关参量与CDM模型中损伤程度的量化关系,便很容易实现模型参数的合理求解,因而使得该方法在工程应用中成为实现金属构件高温蠕变寿命精准预的强有力工具。