热扩孔裂纹特征 为了研究裂纹产生的原因， 首先对裂纹附近取样， 进行夹杂、化学成分分析。 结果发现， 热扩孔后的管坯化学成分、 夹杂物水平均符合要求。 为此进一步对裂纹处的组织进行观察， 如图 2 （ a ）所示， 观察面为沿管材长度方向 的纵截面。 可以观察到， 裂纹附近为混晶组织， 平均晶粒尺寸为 42μm 。 另外，可以明显观察到， 裂纹存在于粗晶和细晶的界面处并沿着界面扩展。 通过扫描电镜（ SEM ）对裂纹附近组织进行观察， 如图 2 （ b ）所示。 裂纹沿着晶界处扩展， 且裂纹附近的组织没有观察到明显的析出 相。由 此可见， Inconel601 合金热扩孔裂纹的产生并不是由于组织中析出相不合格而造成的， 与管坯原始晶粒的均匀性和热扩口 的参数选择有关。因此， 深入了解管坯原始组织特征和热扩孔过程对管坯质量的影响尤为重要。
组织特征 图 3 为 Inconel601 合金热扩孔前管坯的 径向组织照片。 其中 管坯外径 准320mm ， 内 径 准45 mm ，管坯边缘处为严重的混晶组织， 粗大的晶粒被细小的晶粒所包围， 如图 3 （ a ）所示。 而在 1/2 半径处的组织为 均匀等轴晶， 平均晶 粒尺寸 40 μm ， 如图 3 （ b ）所示。 另外， 无论是边缘还是 1/2 半径处均没有观察到析出相和超标夹杂物存在。大量研究表明， 混晶组织会恶化金属材料的热加工塑性， 再者管坯产生的热扩孔裂纹均存在于表层， 由此可见， 裂纹的产生受到初始混晶影响较大。
图 4 为 经热力 学计算后 得到的 Inconel 601 合金中 各析出相数量与温度的关系图。 由 图可知， 在600～1600℃ 之间， 在 825℃ 以上合金为单一的奥氏体组织， 初熔点高达 1410℃ ， 主要的析出 的 相为M 23 C 6 型碳化物， 析出 温度为 825℃ 。 图 5 （ a ） 为800℃ 保温 10min 水淬后的组织形貌， 可以观察到，晶界上存在富 Cr 的碳化物析出。 而在 900℃ 下保温10min 水淬后， 晶界上的析出相已经完全回溶， 为单一的奥氏体组织形貌， 如图 5 （ b ）所示。 实际热扩孔的温度要远高于 900℃ ， 达到 1160～1200℃ ， 组织为单一的奥氏体组织， 结合上述对裂纹附近组织的观察， 进一步证实了此合金的热裂纹形成并不是由于合金中析出相或者夹杂等有害相而造成的。 研究表明 ， Inconel601 合金在 900～1200℃ 具有较好的 热加工塑性， 而在此温度区间内 合金无有害相析出，亦说明热扩孔裂纹的产生与加工温度的选择无关。
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