Inconel合金是一种固溶强化型耐蚀变形高温合金，广泛用于石油化工、造船和核电工业。该合金的Cr、Mo、Nb含量高，固溶强化作用强烈，热加工成形具有一定难度。初始组织对热加工很重要，而这主要通过热处理控制。因此，研究该合金的热处理工艺对研究其热加工性能有重要意义。
1.试验材料与方法
试验合金采用真空感应熔炼(VIM)，化学成分如表1所示。
锭经均匀化，开坯锻造，轧制等加工成型材。从此型材上取样，并进行一系列热处理工艺试验，具体工艺如表2所示。
2.试验结果
（1）晶粒度由于大部分试样晶粒不均匀，因此晶粒度只评再结晶小晶粒，见表3，这也能反映再结晶程度是否充分。
Inconel的热加工一般在℃以上高温进行，已达到再结晶温度。再结晶程度与温度、保温时间和冷却方式有关。从表3可以看出，在热处理时间和冷却方式均相同时，温度越高，再结晶后的晶粒尺寸越大；在温度和冷却方式均相同时，热处理时间越长，再结晶的晶粒越粗大；而温度与热处理时间均相同时，则水淬比空冷的晶粒稍细一些，因为空冷试样的再结晶晶粒有较充足的时间长大。
（2）金相组织试样用王水甘油腐蚀剂在20V电压下电解腐蚀制出，不同热处理工艺下Inconel金相组织如图1~图3所示。
经℃×60min处理后，Inconel合金在小变形区和大变形区同时存在再结晶晶粒和原始晶粒，如图1所示。但是小变形区由于再结晶不充分导致原始晶粒尺寸比大变形区的大，且数量更多。而大变形区的晶粒尺寸分布较均匀，在水淬试样的大变形区几乎观察不到特别大的晶粒。且晶粒比空冷试样的稍细小。在该温度下，再结晶不完全。
℃热处理与℃相比，晶粒略有长大，大变形区的再结晶依然不完全。而在℃，再结晶范围进一步增大，晶粒尺寸均匀。在℃下，随着时间的延长，晶粒略有长大。
温度升高到℃后，再结晶区组织较℃以下热处理组织更为均匀，但也出现较多孪晶，如图2所示。
试样经℃热处理后，晶粒进一步长大，有个别较大的晶粒出现，见图3。因为温度较高，晶粒相对于温度较低时要明显大很多，说明此温度下晶粒长大严重。大晶粒都呈不太规则的块状，而小晶粒基本呈等轴状。在水淬组织中经常发现在大晶粒之间夹着孪晶。而这些属于退火孪晶，一般在晶粒三叉点形成，且周围是再结晶完成并继续长大的晶粒。
3.结果分析
在这几组热处理试样中，从已再结晶区和未再结晶区的面积比例看，随着温度的升高，未再结晶区面积逐渐减小，因为温度的升高使再结晶的驱动力增强，再结晶过程进行得越来越充分。在℃以下，再结晶不充分。温度达到℃以上时，再结晶基本进行完全，再结晶后的晶粒较均匀，且处理时间每延长30min，晶粒度增大0.5级。随着温度的升高，晶粒逐渐增大，在不同的处理温度下，水淬试样要比空冷的晶粒稍细小一些。℃时有大量退火孪晶生成。
再结晶是通过形成新的细小等轴晶来消除变形和内应力的过程。再结晶的驱动力是回复后剩下的应变能。由于试样本身变形不均匀，因此各处应变能不一样，所以再结晶的进度也不一样。再结晶越充分，释放的应变能越多，基体中残留应力越少，对以后的加工越有利。在同一个试样里，大变形区的再结晶最先进行。当大变形区再结晶充分时，小变形区的再结晶还没进行完全，这时如果一味提高温度或延长时间是不太可取的，须慎重考虑，因为在小变形区的再结晶进一步进行的同时，大变形区已完成再结晶的晶粒会继续长大，可能不利于后续加工。所以热处理应该使合金组织达到一个较为平衡、均匀的状态。
就本合金而言，金相组织观察表明℃×min和℃×60min是加工前较好的一个热处理工艺。晶粒尺寸比较细小，尺寸分布较均匀，且没有过大的晶粒。
经过以上的试验与分析，得出以下结论：
(1)在轧态合金变形量与热处理温度的综合影响下，随着温度从℃升高到℃，晶粒尺寸缓慢增大，晶粒度从8、9级降到6、7级。在同样温度下，水淬处理的晶粒比空冷的略细。
(2)在℃以下，再结晶不充分，温度达到℃以上时，再结晶进行完全。℃×min和℃×60min是加工前较好的一个热处理工艺。
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