核电压力容器的接管安全端处于反应堆一回路压力边界,多为异种钢焊接结构,属于核安全重点关注部位。该种焊接安全端处于高温、高压的交变复杂应力的作用,同时还承受强烈的中子辐照,是核安全之薄弱环节。因此研究接头在不同服役环境因素作用下,接头的断裂行为及机理十分重要。本文以核电压力容器接头(SA508-3-309L/308L-316L)为对象,应用金相显微镜、扫描及透射电镜详细表征了接头不同区域的微观组织,采用硬度及拉伸试验表征接头局部力学性能,考察了接头焊缝金属在模拟压水堆核电站一回路服役不同的环境因素(氢、应变速率及温度)作用下的断裂韧性和断裂行为,探究影响接头断裂行为的组织因素作用机制。所获主要结果如下：研究发现,接头存在显著的组织不均匀性,焊缝及母材界面区域由于焊接过程的热流动及元素扩散形成复杂的熔合区及热影响区,焊缝存在多种形态的铁素体。焊缝具有最低的硬度、强度和塑性。且拉伸试验中接头断裂均发生在隔离层内,因此隔离层为接头最薄弱环节,其原因主要是由于隔离层内铁素体为板条状的形貌、局部低强度匹配及最高的焊接残余应力导致的。结果表明,接头强度及延伸率均随温度升高而显著降低,断裂位置仍为隔离层。随温度升高,焊接接头的断裂韧性降低。高温下,焊缝内的第二相粒子更易成为裂纹源,使得裂纹更易扩展,同时接头焊缝内位错密度降低,致使接头屈强差下降,较小的屈强差不利于一次疲劳裂纹前端应力集中部位的应力重新分布,从而断裂韧性降低。研究发现,应变速率对未充氢接头拉伸性能影响不明显,但断裂韧性随载荷速率升高逐渐升高。氢促进位错增殖使接头强度略有降低,且延伸率下降。断裂韧性在氢致表观屈服应力降低的作用下急剧下降。充氢接头断口局部区域出现解理平面、界面开裂等脆性特征断口形貌。氢与位错的交互作用存在一个临界应变速率,低于临界应变速率氢对接头的影响较大,高于临界应变速率时影响逐渐降低。因此随应变速率降低,接头延伸率及断裂韧性损失均逐渐增大。