為了強化馬氏體耐熱鋼,采用控制熱變形程中的溫度、速率、弛豫時間及熱處理工藝的方法制備了多尺度碳氮化物。研究了工藝參數和熱處理工藝對多尺度碳氮化物析出相的影響。結果表明,碳氮化物析出相尺度主要分布在50 nm以下和100~200 nm,其中尺寸在50 nm以下的析出相可強化基體和阻礙位錯運動;而尺寸在100~200 nm的碳氮化物析出相可促進亞晶界的形成以及馬氏體板條界和原奧氏體晶界的穩定。聊城鋼管經過處理的馬氏體耐熱鋼在蠕變或時效過程中組織的高溫穩定性增強,可延長材料在高溫長時條件下的服役壽命。