随着绿色能源需求的不断增加,核电站向着大型化和一体化发展,新一代的SA508-4N反应堆压力容器钢因其优异的性能引起国内外研究学者广泛关注。在服役过程中,中子辐照引起反应堆压力容器钢杂质原子的晶界偏聚,造成钢的非硬化脆化,从而导致因脆性断裂引发的灾难性事故发生。其中,在长期高温、高压和高剂量辐照的服役条件下,反应堆压力容器钢的母材和焊接热影响区是易发生辐照脆化的薄弱区域。由于对辐照后反应堆压力容器钢测试的局限性,研究中常采用因杂质原子晶界偏聚导致的低温脆性预测由辐照引起的非硬化脆化倾向。同时,在连铸过程中的矫直操作期间,杂质元素会导致钢材产生横向裂纹,直接影响成材率和质量,从而降低废钢的循环利用率。目前常采用热模拟拉伸实验近似还原矫直期间钢材的组织,通过材料热塑性的高低预测横向裂纹发生的可能性。此外,Ce的添加可以显著降低钢材的低温脆化倾向和提高热塑性。然而,有关P和Ce对SA508-4N钢低温脆性和热塑性的影响及作用机理的研究仍是空白。本文采用热时效模拟法、热模拟焊接实验、热模拟拉伸实验和冲击实验,系统探究了P和Ce对SA508-4N反应堆压力容器钢低温脆性以及热塑性的影响,弥补了相关领域存在的空白。结合俄歇电子能谱（AES）、高分辨透射电子显微镜（FEGSTEM）、扫描电子显微镜（SEM）及光学显微镜（OM）等表征手段,本文阐明了P和Ce对SA508-4N钢低温脆性以及热塑性的影响机制。主要研究内容如下:本文通过热时效法模拟P晶界偏聚引起的非硬化脆化,探究了P对SA508-4N反应堆压力容器钢母材低温脆性的影响,并通过低温脆性预测了P晶界偏聚引起的辐照脆化。结果表明,SA508-4N钢母材的韧-脆性转变温度与P平衡晶界偏聚浓度存在线性关系。同时,原奥氏体晶粒尺寸通过影响P-SA508-4N钢的P偏聚自由能,带来低温脆性的变化。当原奥氏体晶粒尺寸较大时,较高的P晶界偏聚自由能会导致P平衡晶界偏聚浓度显著增加。结合平衡偏聚动力学模型及韧-脆性转变温度与P平衡晶界偏聚浓度之间的定量关系,本文绘制了P-SA508-4N钢的温度-时间脆化图,为实际工程提供有效的理论依据和指导意义。为了有效降低P晶界偏聚引起的SA508-4N钢母材脆化倾向,本文探究了Ce的添加对P-SA508-4N反应堆压力容器钢母材低温脆性的影响及作用机理。结果表明,Ce原子和P原子的晶界偏聚行为存在位置竞争关系;Ce的晶界偏聚可以显著抑制溶质原子P的晶界偏聚,降低P-SA508-4N钢母材的韧-脆性转变温度,从而有效降低材料的低温脆性,以保证SA508-4N钢在服役期间安全运行。在P和Ce对SA508-4N钢母材低温脆性影响机制研究的基础上,本文采用焊接热模拟实验和热时效模拟法详细研究了P和Ce对SA508-4N反应堆压力容器钢粗晶焊接热影响区低温脆性的影响。结果表明,P-SA508-4N钢粗晶焊接热影响区的韧-脆性转变温度随P晶界偏聚浓度的增加而升高。同时,P-SA508-4N和P+Ce-SA508-4N钢的粗晶焊接热影性区的韧-脆性转变温度要高于母体的韧-脆性转变温度,即粗晶焊接热影响区发生低温脆化的倾向更大。此外,Ce的晶界偏聚行为可以明显降低P平衡晶界偏聚浓度,即Ce-P的相互作用系数小于0。因此,添加Ce可以有效地降低P-SA508-4N钢粗晶焊接热影响区的低温脆性,进而降低辐照脆化倾向。最后,本文还采用热模拟拉伸实验具体研究了P和Ce对SA508-4N反应堆压力容器钢热塑性的影响。结果表明,P可以有效抑制热变形过程的晶界滑移,显著提高SA508-4N钢的热塑性。因此,P-SA508-4N钢的矫直操作可以在低于750 oC的温度下进行。同时,通过添加微量Ce,SA508-4N钢动态再结晶的起始温度降低,从而显著提高热塑性,热塑性曲线低谷消失。此外,P和Ce的联合作用进一步显著提高了SA508-4N钢的热塑性。