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核级压力容器壳体材料一般选用A508-Ⅲ钢，其服役条件极为恶劣。作为核级压力容器的薄弱环节，焊缝同样要承受高温、高压和强烈的中子辐照，使焊缝熔敷金属产生严重的脆化倾向，通常表现为冲击性能的显著降低和韧脆转变温度的明显升高。所以，对焊缝熔敷金属的塑韧性有一定的裕量要求，以满足经长期运行后，还能确保核级压力容器安全可靠运行。A508-Ⅲ钢母材的强韧化机理已有深入研究，但其熔敷金属的强韧化机理及影响因素报道较少。本文以A508-Ⅲ钢埋弧焊熔敷金属作为研究对象，以拉伸性能和冲击性能作为主要评价指标，借助金相显微镜、扫描电子显微镜及透射电子显微镜等仪器，开展了A508-Ⅲ埋弧焊熔敷金属焊后热处理-成分-宏观/微观组织-性能之间关系的研究，并探索了熔敷金属的裂纹扩展行为。经620℃×24h焊后热处理的熔敷金属综合力学性能最佳，其抗拉强度为605MPa，屈服强度为530MPa，冲击试验上平台能量为234J，韧脆转变温度为-55℃，金相组织为少量先共析铁素体GBF+针状铁素体AF+少量贝氏体B。焊态熔敷金属中存在焊接冶金脱氧产物Al2SiO5和Mn2TiO4，620℃×24h焊后热处理态熔敷金属中析出M3C系碳化物，620℃×40h焊后热处理态熔敷金属中析出针状Mo2C碳化物，针状Mo2C碳化物的析出造成熔敷金属二次硬化。基体中析出物过多会导致熔敷金属强度的上升和冲击韧性的下降。室温冲击断口微观形貌主要是韧窝，断裂模式为塑性断裂，塑性裂纹的启裂主要受夹杂物所影响，通过控制夹杂物的直径，减少夹杂物的数量，使其均匀分布于基体中，可以提高熔敷金属的室温冲击韧性；低温冲击断口微观形貌主要是韧窝+准解理，断裂模式为塑性断裂+准解理断裂，脆性裂纹的扩展主要受针状铁素体尺寸所限制，通过细化针状铁素体，可以提高熔敷金属的低温冲击韧性。不同合金元素含量配比的熔敷金属的抗拉强度和屈服强度均随其“碳当量”值的增加而升高，“碳当量”值过高导致熔敷金属冲击性能的下降。此关系可以作为成分和性能设计的依据。