核电站压力容器的接管安全端焊接接头长期处在高温与高压的交变复杂应力作用中,同时还承受中子辐照、启停堆功率变化所引起的压力突变等的安全隐患,成为核电安全之薄弱环节。因此研究焊接接头在核电环境下断裂行为及其断裂机理具有学术价值和实际意义。本文以核电站压力容器焊接接头(SA508-3-309L/308L-316L)为研究对象,利用金相显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜表征异种金属焊接接头不同区域的微观组织,利用显微硬度测试及拉伸试验来表征焊接接头的力学性能,考察了焊接接头在不同(应变速率和温度)环境下的断裂行为与断裂韧性,探究了影响焊接接头断裂行为的组织因素及作用机制。主要结果如下:研究表明,焊接接头存在明显的组织不均匀性,焊缝近316L处硬度值最低,并且在拉伸试验中焊接接头的断裂位置均发生在焊缝近316L处,强度和韧性较差为接头最薄弱的区域,其原因在于焊缝近316L处大量碳化物的析出,随着拉应力的增加使基体产生空洞、相互连接,形成裂纹最终导致断裂。研究发现,随应变速率的升高,接头强度和断裂韧性值增加、延伸率降低。断裂韧性增幅达34.73%;断裂韧性和屈强差呈线性关系,随应变速率升高位错数量增多且缠结严重,因此接头屈强差增高,而较大的屈强差有益于裂纹的前端应力集中区域的应力发生重新分布,阻碍主裂纹的扩展,因而高载荷速率下断裂韧性值较高。研究表明,焊接接头的强度、延伸率及其断裂韧性值都随着温度的升高而降低;断裂韧性和屈强差呈线性关系。随温度升高,接头位错密度及形变孪晶数量减少,接头屈强差降低,而较小的屈强差不利于裂纹尖端应力集中区域的应力集中释放,致使接头断裂韧性降低。当高温的时候,焊接接头难以借助形变孪生进行变形的协调,削弱了扩展的裂纹发生方向转变的趋势,因此焊接接头的韧性降低。