耐热钢辐射管广泛应用于钢铁、化工和热电行业的退火炉、加热炉等工业加热装置中,其长期服役过程中的安全稳定性是保证整体设备安全生产及稳定运行的重要因素。若辐射管在服役过程中过早出现严重变形或发生破裂失效,会对其功能发挥及产品质量有很大影响,进而造成重大的经济损失。为了研究耐热钢辐射管在服役过程中发生变形和破裂的机理,对宝钢连续退火炉中高温服役近2年后发生严重变形的辐射管的材质损伤类型及产生原因进行了深入研究。分析结果表明,在高温下服役的辐射管材料出现第二相粗化现象,组织形貌的变化包括二次析出相的粗化和合并,以及初态碳化物由骨架状演化为链状分布在晶界上；处于氧化性燃烧气氛下的辐射管内壁发生严重氧化,表面氧化皮的开裂和脱落以及亚表面晶界氧化形成的大量空洞造成管壁有效壁厚减薄；研究发现,分别处于含N2燃烧气氛和保护性气氛中的辐射管内壁和外壁均出现氮化腐蚀现象,氮化导致M23C6碳化物向M2(C,N)和M6(C,N)相的不断转化以及第二相的进一步粗化。辐射管材质高温损伤的力学性能评估结果表明,晶界氧化腐蚀产生的空洞造成材料显微硬度值明显降低；高温时效和渗氮作用下第二相的粗化导致材料硬度值升高,高温蠕变和持久性能降低,常温和高温服役时脆性断裂敏感性增加。耐热钢辐射管在工程应用中的劣化损伤问题较为复杂,研究工作的目的不单是对材料的损伤机理和劣化程度进行分析、评估,而是进一步提出延迟材料损伤发展的方法。研究发现辐射管内壁形成连续致密的氧化膜能够显著影响到材料的高温腐蚀行为,其中氧化腐蚀及亚表面退化程度降低并且分布均匀；氮化腐蚀程度明显降低,第二相粗化得到抑制。论文最后结合在役耐热钢辐射管高温下的材质损伤分析,提出控制辐射管高温腐蚀和变形的方法,为实际应用中对辐射管装置的改进和维护提供了理论基础。