Monel K-500合金具有优异的性能在石油、化工等领域都有大量应用,可用于制造阀门、螺栓、船舶叶轮等工业部件。但该合金在热加工性能较差,在实际锻造过程中发生了粉碎性的开裂,导致了目前锻件生产无法完成。观察断裂组织发现合金中存在大量微裂纹,微裂纹附近聚集大量沿晶析出的碳化物,因此推测碳化物是产生锻造裂纹的主要原因。本文采取真空熔炼法冶炼不同碳含量的合金。分别对合金显微组织特征、热处理工艺及含碳量对合金组织性能影响进行研究。研究合金在不同热处理制度下碳化物析出及溶解规律;观察一次碳化物及二次碳化物形貌及其形成机制,发现一次碳化物在后期热处理过程中很难消除且形貌粗大与基体没有共格关系,当温度高达1100℃时才可以消除。二次碳化物析出峰值温度为850℃,900℃左右开始溶解。通过降低合金中的碳含量发现在850℃时效时低碳合金碳化物析出明显少于高碳;研究不同碳含量合金经过不同热处理工艺对冲击性能的影响,发现低碳合金冲击韧性普遍优于高碳合金;观察断口形貌发现韧窝底部存在大量TiC,晶界上连续分布的网状TiC容易造成塑性降低。通过控制碳含量减少碳化物析出,并通过600℃时效让其析出γ’强化相,既提高合金强度又避免产生裂纹造成失效。通过Gleeble-3800热模拟机上对不同碳含量的Monel K-500进行高温压缩实验,试样在压缩前经过时效处理,让其析出大量碳化物。研究该合金在变形温度在850～1150℃,应变速率在0.01～10s-1的流变应力行为。研究表明:高碳合金在变形温度为850℃、应变速率为0.ls-1开始动态再结晶;求得不同碳含量合金的热变形激活能Q均为375 kJ/mol,建立了该合金的流变应力方程。以合金热模拟压缩试验的应力-应变数据为基础,建立在不同碳含量合金在不同应变下的热加工图,并结合光学显微镜进行分析,确定合金压缩变形的加工“安全区”和“失稳区”。研究不同变形条件下的微观变形机制,提出工艺参数范围,避免锻造时产生微裂纹。高碳合金最佳热加工条件范围为:应变速率为0.1～10s-1、变形温度为1000～1100℃,耗散功率在40%左右,获得组织细小且均匀。低碳合金最佳热加工条件范围为:温度 1100～1150℃,应变速率 0.1～1 s-1。