熱機械加工，結合變形和熱處理，是控制顯微組織從而改善金屬和合金性能的一種極為有效的方法。自從二十世紀八十年代初提出晶界工程（GBE）的概念以來，熱機械加工業已成為改變多晶材料晶界特征分布的主要方法。合金800H（UNSN08810）是一種通過Ti（C，N）沉淀和M23C6強化的固溶強化合金。研究人員通過800H合金以說明熱機械加工對合金顯微組織包括晶界特征分布、沉淀物及位錯變化的影響，以及最終對性能的影響。

試驗料取自羅萊合金公司的800H合金板材（約6.4mm厚）。交貨狀態合金板材的化學成分（wt.%）為：Fe-20.42Cr-31.59Ni-0.76Mn-0.57Ti-0.50Al-0.42Cu-0.13Si-0.069C-0.01N-0.014P-0.001S，合金在1177℃下退火2.25小時，然后水淬。根據以往的經驗，對交貨試樣進行熱機械加工，冷加工厚度壓縮量約為6%，然后在1050℃下退火，水淬。為進行比較，將交貨狀態的試樣和經處理過的試樣置于850℃大氣下退火1000小時以賦予晶界沉淀特性。利用掃描電子顯微鏡（SEM）、能量色散型X射線分光儀（EDS）、電子背散射衍射（EBSD）、透射電子顯微鏡（TEM）、和原子力顯微鏡（AFM）來描述熱機械加工的800H合金試樣中晶界、沉淀、和位錯等顯微組織變化的特征。研究結果如下：

觀察發現，熱機械加工不僅大大提高了低-ΣCSLBs（Σ定義為兩個相鄰晶粒之間晶界重位的倒易密度值，CSLBs指重位點陣晶界，3≤低-ΣCSLBs≤29）的比例，而且在加工后的基體中還發現納米級沉淀（主要由Ti（C，N）組成）。此外，熱機械加工改變了位錯的分布，并發現一些晶界沉淀物，如Ti（C，N）和Cr23C6。

對經850℃、1000小時退火處理試樣和交貨狀態試樣的晶界類型和晶界沉淀物之間的相互關系進行了分析。在共格Σ3晶界上僅觀察到Ti（C，N），而在其它晶界上觀察到Ti（C，N）和Cr23C6。分析表明，在共格Σ3晶界的Ti（C，N）有最小的長寬比和最大的晶界覆蓋率。與經退火處理試樣相比，交貨狀態試樣中的沉淀物在共格Σ3晶界上顯示有相似的長寬比和較小的晶界覆蓋率，而在一般晶界上有較大的晶界覆蓋率。

根據沉淀物形態的統計分析，認為低-ΣCSLBs，特別是Σ3、Σ9、Σ7和Σ21晶界有益于材料性能的改善，如抗晶間腐蝕性能和蠕變-疲勞壽命。經處理的試樣強度大大提高，而延展性與交貨狀態試樣的相差不大。熱機械加工所帶來和改變的納米級沉淀物、位錯和不同晶界對提高材料性能起著協同作用。在經處理的試樣中大幅度增加的低-ΣCSLBs，與納米級沉淀物相比，在低溫強化中會起到更顯著的作用。