HK40合金在石化转化炉管、辐射管和乙烯裂解炉管得到广泛应用。但是随着工业的发展，对炉管的性能提出更高的要求。炉管的抗结焦和抗渗碳性能也成为乙烯裂解工业的关键，炉管的抗结焦性不好就需要频繁地进行清焦，导致炉管的使用寿命大大降低。

通过在Fe-Cr-Ni合金中加入Al元素生成金属间化合物从而起到强化的作用，已在镍基高温合金中得到了大量应用。Al的加入可以提高合金的抗氧化性、高温强度、抗结焦性和抗渗碳性能。有研究证实了HP40合金中加入5wt%~20wt%的A1替代Ni可以提高合金的抗结焦和抗渗碳性能，而加入5wt%～10wt%的Al也明显提高了合金的抗氧化性能。而当钢中的铝含量达到或超过一定含量时，会显著降低钢的塑性和焊接性能，因此使钢难于塑性加工及焊接。另外HP40合金为获得奥氏体组织和良好的抗渗碳能力，含有大量的Ni元素。如果加入Al元素并能在表面获得致密Al2O3，则可能降低所需的Ni含量。从这个角度看，本文选择了级别较低的HK40作为研究对象，主要研究铝的加入对合金组织的影响，尤其是新生成金属间化合物的形态及其分布，为下一步研究改性材料的力学性能、抗氧化腐蚀性以及防渗碳结焦等研究奠定基础。

用线切割法从HK40炉管壁上切取尺寸约为30mm×20mm×4mm的试样，炉管的成分(质量分数，%)为：1.21Si，24.64Cr，1.38Mn，54.74Fe，18.03Ni。试样的六个表面用100#SiC砂纸进行打磨，去除表面氧化物，依次用丙酮溶液、蒸馏水清洗后吹干，称取约180g的试样四份，按0wt%、2wt%、4wt%、6wt%的比例加入纯铝，在真空电弧熔炼炉中加热熔化，熔炼过程中采用氩气保护。熔化的液体状在水冷铜坩埚中保温2min，关闭电弧，熔液在铜模中凝固。用线切割法从铸锭上切取尺寸为20mm×10mm×1.5mm的试样，在试样边缘切出一个Φ1.6mm小孔，用于挂样。试样的六个表面分别用100#、400#、800#和1200#SiC砂纸逐级进行打磨。然后用研磨膏抛光并洗净吹干。

当加Al量为2wt%时，Al元素全部固溶于基体中，未形成沉淀相。显微组织与HK40合金基本一致，即为奥氏体+碳化物。当加Al量为4wt%时，析出的AlNi、Fe2Al5金属间沉淀相弥散分布于基体相γ中。当加Al量增加到6wt%时，基体相转变成以铁素体为主，同时有大量AlNi金属间化合物析出。