由于核电主管道服役环境苛刻,主管道不锈钢及其焊接接头在高温高压腐蚀环境中易发生应力腐蚀破坏,严重威胁核电站安全运行。同时,由于核电站设计服役寿命长,材料长期在高温环境服役面临热老化退化的风险,导致材料组织及性能发生变化,影响构件的服役性能。为了保证核电站安全有效运行,不锈钢及其焊接接头长期在服役条件下材料组织结构及性能的稳定性成为核电站安全运行的关键。为了明确不锈钢及其焊接接头在核电厂恶劣运行环境下长期服役过程中的组织演变机理及其对应力腐蚀性能的影响,对长期热老化前后材料的组织及性能进行了研究。本文以核电站主管道316LN不锈钢及其焊接接头为研究对象,通过X射线衍射、扫描电子显微镜、电子背散射衍射、透射电子显微镜以及高分辨透射电镜等表征手段研究了 316LN不锈钢焊接接头不均匀组织特点及热老化对不同区域微观组织结构的影响机制;通过高温空气小冲杆试验方法研究了焊接不均匀组织及热老化组织演变对接头不同区域高温力学性能及形变断裂行为的影响;建立了高温高压水小冲杆应力腐蚀评价方法,并在模拟压水堆核电站一回路高温高压水环境下研究了焊接不均匀组织及热老化对316LN不锈钢焊接接头不同区域高温高压水环境下应力腐蚀开裂性能的影响。主要结论如下:（1）焊接接头不同区域的组织不均匀直接影响其力学性能和变形机制。热影响区中,位错密度较高,残余应变较高,提高了硬度及强度;在焊缝金属区,存在针状和条带状铁素体,微裂纹易沿针状铁素体及奥氏体相界处萌生,焊缝金属强度及塑性变形降低;在熔合区,由于焊缝金属强度较低及塑性变形较差,微裂纹倾向于在焊缝金属侧发生萌生和扩展。（2）接头不同区域不同的组织和应力状态导致不同的热老化组织演变机制。长期热老化导致316LN基体内位错密度降低,缠结的位错重排形成大量规则排列的位错偶极子、平面阵列、层错和扩展位错结构,材料硬度略有增加;而在焊接接头内,残余应变较高,奥氏体相内微观组织无明显变化,铁素体相内发生调幅分解以及G相析出,增加了铁素体内畸变,使焊缝金属应变增加,焊缝金属硬度明显上升。（3）热老化使316LN基体、热影响区和焊缝金属中的奥氏体相的高温形变机制由未老化时的位错滑移和孪晶共同作用转变为位错多滑移控制。同时,焊缝金属中长期热老化使铁素体发生硬化,增加了铁素体和奥氏体相之间的变形不协调性,位错更容易塞积在相界面,导致裂纹容易沿相界面产生。（4）建立了一套高温高压水小冲杆应力腐蚀实验方法,可以对材料高温高压水环境应力腐蚀敏感性进行准确评价。通过与高温高压水环境标准慢应变速率拉伸应力腐蚀测试方法比较,确定了高温高压水环境小冲杆应力腐蚀评价结果与标准慢拉伸试验具有高度一致性。（5）焊接接头不均匀组织不同的形变、硬化机制及晶界特征造成不同的高温高压水环境应力腐蚀敏感性,并对应力腐蚀裂纹萌生及扩展行为产生明显影响。在316LN基体中,应力腐蚀裂纹易于沿晶界和沿滑移带萌生和扩展,最终展现为沿晶及穿晶混合断裂模式,应力腐蚀敏感性最低;在热影响区中,热影响区硬化和∑3特殊角晶界减少,应力腐蚀裂纹易于沿晶界和沿滑移带萌生,但主要沿晶界扩展,展现为沿晶断裂模式,应力腐蚀敏感性最高;在焊缝金属中,应力腐蚀裂纹沿铁素体-奥氏体相界、滑移带和奥氏体晶界萌生和扩展;在熔合区,有别于室温空气环境,高温高压水环境应力腐蚀裂纹倾向于在热影响区侧萌生和扩展。（6）长期热老化后焊接接头各区域不同的组织演变规律导致焊接接头各区域的高温高压水应力腐蚀敏感性产生了不同变化。长期热老化导致316LN奥氏体基体高温高压水应力腐蚀敏感性增加,可能与其晶间腐蚀敏感性增加有关;热影响区热老化过程中组织变化不明显,热老化对其应力腐蚀敏感性影响较小;焊缝金属中铁素体调幅分解及G相析出,长期热老化对焊缝金属应力腐蚀敏感性影响最小。应力腐蚀敏感性按热影响区、基体、焊缝金属依次下降。