本方向针对核电站与航空发动机部件长期服役中的性能退化，研究热老化、辐照、氢与腐蚀环境单独或共同作用下的组织演化与失效方式。

铸造双相不锈钢方面，观察 400 摄氏度长期时效中铁素体的调幅分解与 G 相析出，测量其与冲击韧性下降、脆性断裂之间的关系，为冷却剂主管道等部件的热老化评价提供判据。焊接接头方面，比较异种金属安全端接头中焊缝、热影响区与母材在组织与残余应力上的差异，并跟踪长时服役后的性能变化。锆合金方面，研究氢化物的析出位置、取向与应力再取向行为，以及氢致损伤在拉伸与疲劳载荷下的表现形式。辐照损伤方面，用离子辐照模拟中子辐照，观察奥氏体不锈钢与铁基合金中位错环、位错胞与元素偏聚的演化，并说明离子辐照结果向堆内条件外推时的适用边界。

四个方面共用同一套思路：把服役条件作为输入，组织特征量作为中间变量，宏观力学性能与失效方式作为输出，建立可比较的数据关系。