在化工、石油、能源等行业中,为了满足某些特定功能而在设备的一些部位上开孔、开槽。这些设备在高温环境中运行时,还承受反复的机械载荷。这种情况容易导致在开孔和开槽的部位发生断裂,并且这种断裂发生前没有明显的预兆,会造成严重的人员伤亡和财产损失。造成这种破坏的原因主要是高温环境下的蠕变作用和反复载荷的疲劳作用。由于这些缺口部位的应力和应变分布复杂,影响蠕变-疲劳特征的因素很多,因此对这方面的研究仍然有大量的工作要去完成。SS304不锈钢因其优良的耐腐蚀性和加工性能,被广泛的应用在一些条件苛刻的环境中,因此本文选择此材料作为研究对象。本文选择环向缺口的圆棒试件,针对U形和V形两种缺口形状进行了实验研究以及断面的微观形貌分析。首先,对含V形缺口的试件进行了常温下的疲劳试验,研究了缺口深度和开口角度对疲劳寿命的影响。在300MPa的应力幅下,试件的疲劳寿命随着缺口深度的增加而逐渐变短。在400MPa的应力幅下,试件的疲劳寿命随着缺口深度的增加而逐渐变长。在这两种应力幅下,试件的疲劳寿命都随缺口开口角度的减小而降低。然后,对含U形和V形缺口的试件在600℃环境中进行了蠕变-疲劳试验,研究了缺口尺寸和保载时间对蠕变-疲劳作用的影响。对于V形缺口,在没有保载的情况下,试件的寿命随开口角度的增加呈现V字形分布;在保载1min的情况下,试件的寿命随开口角度的增加而减小。随着保载时间的增加,试件的寿命急剧降低,体现了蠕变作用的加强会削弱试件的疲劳强度。其次,利用扫描电子显微镜观察试件断裂后断面的微观形貌,分析了试件发生断裂的过程。观察到保载时间的增加,导致有更多的空洞长大聚集,在断面上形成韧窝。最后,提出了几个针对单一变量的寿命预测方程,以及根据寿命中期的平均变形速率来预测含缺口试件寿命的模型。经过检验,该模型的预测寿命具有比较低的误差,能够满足工程的需要。