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本文针对我国乙烯裂解炉管材料应用中存在的问题,设计了在HP40中加铝代替部分镍的新型合金。按照设计的成分,分别在电弧炉和中频炉中熔炼合金。本文深入分析了电弧炉和中频炉中熔炼合金加Al后的组织变化,发现5wt.%Al代替Ni的HP40钢中,基体γ-Fe固溶体中有很少量的（Ni,Fe）3Al相沉淀出来,其显微组织与没加铝时相近,即γ相基体和碳化物,大部分合金固溶在γ-Fe中;在加10 wt.%Al的钢中出现了树枝相（Ni,Fe）Al,基体仍然是γ-Fe固溶体;大量的（Ni,Fe）Al树枝相和少量固溶了铝的σ相在含15 wt.%Al钢中生成,基体为α-Fe固溶体;而含铝为20 wt.%Al的微观组织由大量的等轴（Fe,Ni）Al相、α相、σ相和碳化铬组成。在中频炉熔炼的合金中,当未加铝时,其金相组织为奥氏体和共晶莱氏体;当加5wt.%Al时,有少量金属间相呈颗粒状分布在碳化物周围;随铝含量增加,合金基体由原来的γ相转变为α相;再进一步增加铝含量,合金中析出越来越多的FeNiAl金属间化合物相呈羽毛状分布,合金基体也由原来的γ相转变为α相。与电弧炉熔炼合金的相比,含铝10wt.%的合金出现了较大的变化,而含铝为5wt.%的合金变化较小。研究了两种不同熔炼条件下合金的高温抗氧化性能,发现高温下在合金表面形成一层致密的氧化膜Al2O3,提高了合金的抗氧化性能;当铝的加入量为5wt.%时,合金的高温抗氧化性能最好;合金的氧化膜成分从Cr2O3和尖晶石结构（FeCr2O4、NiFe2O4、NiCrO3）逐渐转变为Al2O3。最后研究了1180℃和1220℃28h高温时效下中频炉熔炼的不同含铝量合金的显微组织和力学性能的变化。结果表明,当固溶温度为1180℃时,在含5wt.%Al钢中可观察到只有少量颗粒状的金属间相从基体中沉淀出;随铝含量的增加,在含7.5wt.%Al钢中有均匀的颗粒状金属间化合物从基体中析出;当加铝为10wt.%时,合金中的析出相为树枝状的金属间相和在枝晶间分布细小的颗粒状沉淀相。当固溶温度为1220℃时,在含5wt.%Al钢中,有针状和团絮状的金属间相从基体中沉淀出,分布较均匀;在含7.5wt.%Al钢中有均匀的颗粒状金属间化合物从基体中析出,其析出相比固溶温度为1180℃时的粗大一些;当加铝为10wt.%时,合金中析出相细小且均匀,并在基体中弥散的分布。合金经时效后,两种状态下合金的屈服强度和硬度均变化较小,即热处理后合金力学性能无显著变化。