SA508-4Ni-Cr-Mo鋼是目前最有應(yīng)用前景和發(fā)展?jié)摿Φ暮穗娬痉磻?yīng)堆壓力容器用鋼。與現(xiàn)今在用的SA508-3Mn-Ni-Mo（SA508-3）鋼相比，SA508-4Ni-Cr-Mo（SA508-4）鋼同時兼具高強(qiáng)度和高韌性的優(yōu)良性能，并且其合金成分含量和熱處理工藝都會對機(jī)械性能產(chǎn)生影響。應(yīng)用到淬火和高溫回火之間的中間臨界區(qū)熱處理工藝IHT (intercritical heat treatment)在SA508-3鋼的熱處理過程中，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)熱處理后雖具有較高的強(qiáng)度但韌性不足的缺憾，因此受到廣泛好評和應(yīng)用。
SA508-4鋼與SA508-3鋼相比，成分的改變改善了熱處理后的組織，進(jìn)一步提高了機(jī)械性能，屈服強(qiáng)度達(dá)到755MPa，拉伸強(qiáng)度提高到820MPa，斷后伸長率為22.80%，室溫下的沖擊韌度提高為263J/cm~2。SA508-4鋼調(diào)質(zhì)熱處理后為馬氏體和貝氏體的雙相混合組織，采用空氣中冷卻淬火是最合適的方式。IHT應(yīng)用到SA508-4上，導(dǎo)致鋼的強(qiáng)度雖略有升高但韌性降低。 SA508-4鋼中Ni、Cr含量提高能細(xì)化奧氏體晶界和馬氏體組織，增加碳化物析出量，細(xì)化碳化物顆粒，并且屈服強(qiáng)度，沖擊韌性等隨Ni、Cr含量的增加而增大。
目前，核電技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到二代、三代和三代+。隨著核電技術(shù)的發(fā)展使反應(yīng)堆內(nèi)環(huán)境愈加嚴(yán)苛，例如第四代堆型中的超臨界水冷堆壓力容器內(nèi)設(shè)計壓力27.5MPa、主腔室設(shè)計溫度350℃、出口腔室設(shè)計溫度550℃、設(shè)計壽命60年，從而對材料的要求愈加苛刻。當(dāng)前620MPa級的SA508-3鋼是各國核反應(yīng)堆壓力容器用鋼的通用選擇。但其淬透性、強(qiáng)度、韌性并不能滿足新一代核電站的要求，如超臨界水冷堆壓力容器若用SA508-3制造則壁厚將達(dá)440mm，法蘭處壁厚更是厚達(dá)700mm，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了SA508-3鋼的制造極限。因此需要開發(fā)725MPa級的新一代核電用鋼SA508Gr.4N。
SA508Gr.4N鋼是ASME鍋爐及壓力容器規(guī)范中核電機(jī)組關(guān)鍵材料的4N級，其用于制造反應(yīng)堆壓力容器、蒸汽發(fā)生器和穩(wěn)壓器等。反應(yīng)堆壓力容器等大鍛件制造難度極大，常常面臨著鍛件厚截面組織和性能不均勻的問題，大鍛件中心部位往往是性能最差的部位。使大鍛件中心部位獲得細(xì)小均勻的晶粒是保證大鍛件組織和性能重要因素。
