蠕变破坏是高温高压工作条件下焊接部件的主要安全隐患。高温服役的汽轮机转子是汽轮机的关键部件,其结构大型,锻造困难,常使用窄间隙焊接方法将多个锻件连在一起。受焊接过程中焊接冷热循环的影响,焊接接头的微观组织极不均匀,高温下表现出明显的各向异性蠕变特性,它像一个寿命削弱系数影响接头的结构完整性。但究其机理、影响和研究手段,国内外的系统研究还十分有限。本文以CrMoV钢焊接接头焊缝金属为研究对象,采用试验研究和数值模拟方法相结合的方法,系统研究了焊缝金属各向异性蠕变机理及其对接头蠕变损伤的影响。主要研究内容和结论如下：(1)对接头焊缝金属进行金相观察、透射电镜试验和硬度试验。金相试验结果显示,焊缝金属由柱状晶区、粗晶区、等轴晶区及焊缝中心等轴晶区组成；柱状晶和粗晶形状相似,柱状晶晶界模糊,而粗晶轮廓清晰,等轴晶颗粒清晰,而焊缝中心等轴晶并无明显晶界。透射电镜试验表明,焊缝内部的微观组织主要是条状和粒状贝氏体,且粗晶区、等轴晶区、柱状晶区及焊缝中心等轴晶区内的亚晶尺寸逐渐变小。显微维氏硬度测试结果表明,焊缝中心是焊缝最薄弱部位。(2)对焊缝金属环向、径向和轴向微平板试样进行拉伸试验。结果表明,环向、径向和轴向试样的抗拉强度依次降低。径向试样易在柱状晶区断裂,轴向试样易在焊缝中心等轴晶区断裂。(3)对焊缝金属焊道上的环向和径向、焊缝中心径向微圆棒试样进行蠕变试验。发现焊道上的环向、径向试样和焊缝中心径向试样的蠕变寿命及稳态蠕变速率依次降低,焊接接头具有明显的各向异性蠕变行为。结合蠕变断裂试样的断口分析、微观组织观察及有限元分析表明,粗晶区、等轴晶区、柱状晶区和焊缝中心等轴晶区的蠕变性能依次降低,焊接接头各向异性蠕变行为受柱状晶区、粗晶区、等轴晶区及焊缝中心等轴晶区应力重分布的影响。(4)基于改装后的材料蠕变行为原位测试系统,采用微平板试样,对焊缝金属焊道上的环向和径向试样进行蠕变试验。结果表明,微平板试样也可以表征焊缝金属的各向异性蠕变行为,它与微圆棒蠕变试样所测规律一致。