核用SA508-4N钢是生产和制造新一代核电压力容器最具潜力的材料。由于SA508-4N钢中的碳和铬含量变化范围较大，两者的变化势必会对材料的组织性能及后续焊接性产生较大影响。同时，材料本身含有较多提高淬透性和韧性的合金元素，在焊接生产中，热影响区极易产生淬硬组织、组织遗传及韧性下降等问题。为了得到SA508-4N钢焊接热影响区组织性能等相关试验数据，发现和解决SA508-4N钢生产和焊接中的问题，得到了化学成分对母材、热影响区组织及性能的影响，采用最高硬度试验、焊接粗晶区CCT图和高温力学性能试验对焊接粗晶区组织、冷裂纹敏感性和淬硬性等进行了分析和评定，采用焊接热模拟技术对不同热输入下的单道次、双道次焊接热影响区组织及性能进行了研究，采用等温恒速拉伸试验方法对材料在不同热处理温度下的再热裂纹敏感性进行了分析和评价。同时，对SA508-4N钢进行了实际焊接，研究了焊后热处理温度对焊接接头组织及力学性能的影响。　　通过对SA508-4N钢成分A（碳为0.12%，铬为2.0%）、B（碳为0.20%，铬为1.74%）和C（碳为0.12%，铬为1.52%）组织及性能分析发现，成分A的碳化物分布最为理想，低温韧性最优。碳化物的分布形态是决定母材性能的主要因素。随着碳含量的增加，铬含量的减小，碳化物发生粗化，且不均匀性分布增大，引起韧性下降。SA508-4N钢的成分（质量分数，%）：C0.12，Cr2.0，Ni3.6，Mo0.6，Mn0.3，其余为残留元素，其中Cu＜0.05。　　通过对SA508-4N钢焊接粗晶区最高硬度、冷裂纹敏感性评价及SH-CCT图分析发现，SA508-4N钢具有较强的焊接冷裂纹敏感性，焊前需进行适当预热。其中，粗晶区组织类型主要是贝氏体和马氏体。当焊接t8/5＜60s时，显微组织为单相马氏体；当焊接t8/5在60s～600s时，显微组织为马氏体和贝氏体两相；当焊接t8/5＞600s时，显微组织为单相贝氏体。由于成分B的碳含量较高，相转变温度低于成分A和C。　　通过对SA508-4N钢单道次焊接组织及性能分析发现，粗晶区组织为粗大板条马氏体，细晶区为细晶板条马氏体，临界相变区为板条上贝氏体+M-A组织+未溶碳化物+回火马氏体，亚临界相变区为回火马氏体+少量上贝氏体+M-A组织。焊接过程中奥氏体的形成及转变规律对热影响区的组织及性能变化起决定性作用。由于临界相变区形成过程中，有大量未溶碳化物，引起奥氏体稳定性下降，在冷却过程中，发生了中温贝氏体转变，并未形成马氏体，所以，SA508-4N钢不存在不完全淬火热影响区。在热影响区中，上贝氏体组织和M-A组织的形成是引起临界相变区韧性最差的主要原因。成分A在热影响区所形成的晶粒尺寸小、M-A组织含量少且分布合理，其韧性优于成分B。　　通过对SA508-4N钢双道次焊接组织及性能分析发现，由于焊接热影响区组织多为非平衡组织，在再热影响区发生组织遗传现象。在再热影响区中，由于组织遗传导致了再热粗晶区出现低韧性区，同时，由于组织遗传和M-A组织共同作用引起了再热临界相变区也出现低韧性区。对比单道次焊接热影响区，再热影响区的韧性下降幅度较大，且成分B的下降幅度大于成分A，需进行焊后热处理，改善再热影响区韧性。　　通过对SA508-4N钢焊接粗晶区再热裂纹敏感性评价发现，SA508-4N钢粗晶区断面收缩率大于20%，表明材料粗晶区具有较强的抗再热裂纹能力。SA508-4N钢焊接粗晶区拉伸断口处具有明显的沿晶裂纹，表明失效形式为脆性断裂。碳化物析出造成晶内和晶界强度产生差异，引起晶界结合力减小，使裂纹在晶界上形核并扩展，最终形成沿晶断裂。成分A粗晶区在焊后热处理过程中的碳化物析出较为均匀，引起晶内及晶界强度差较小，减小了发生沿晶断裂的几率，其抗再热裂纹能力优于成分B。　　通过对SA508-4N钢实际焊接和焊后热处理组织及性能分析发现，接头组织均在焊后热处理过程中发生了回火现象，临界相变区的M-A组织得到了部分分解，碳化物析出量和直径随热处理温度的升高有所增大，同时，接头强度及韧性较母材也有所下降。成分A中的M-A组织含量小且分解较多，碳化物的析出量和分布较为合理，其性能优于成分B，其中，当焊后热处理温度为580℃时，韧性最好。