 T91
材料牌號：T91低合金鋼
德國牌號：X10CrMoVNNb91
一、 T91低合金鋼概述：
T91低合金鋼又稱改良型9Cr-1Mo鋼，即T91/P91鋼，這類鋼是70年代至80年代，美國在早期的9Cr-1Mo鋼基礎上研究成功的。90年代中期出現在國內安裝的進口機組中，現在已經在我國的大型電站鍋爐上較普遍采用。這類鋼可以說是熱強鋼的第三代產品，其主要特點是降低了含碳量，同樣是多元復合強化，但各合金元素含量控制極嚴格，從而改善了鋼的塑韌性和焊接性，提高了鋼的高溫穩定性，其600℃時的持久強度比F11和F12提高了近70%。
在電力行業焊接此類鋼的過程中，通過接觸國外更高層次的技術資料和幾十年的焊接，使焊接人員觀念發生了重要轉變，即：焊接工藝與操作工藝不是一回事，在此類鋼的焊接中，焊工操作工藝的重要性已經退居其次；使用的焊接工藝必須經過評定，評定的依據不再是一系列常溫力學性能，而把重點放在驗證焊接接頭能否獲得預期的塑韌性和金相組織；焊接此類鋼應該在焊接工藝的全過程嚴格受控。此類鋼對焊接工藝的嚴謹性要求與早期的9Cr-1Mo鋼相比更高，焊接熱輸入量要求更嚴格，焊后熱處理的溫度和保溫時間對焊接接頭的韌性有很大影響，必須給予足夠重視。
二、T91低合金鋼化學成分：見表-1：
表-1 %
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C≤ |
Si≤ |
Mn≤ |
P≤ |
S≤ |
Cr≥ |
Ni≥ |
Mo≥ |
N≤ |
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0.08-0.12 |
0.20-0.50 |
0.30-0.60 |
0.020 |
0.010 |
8.0-9.5 |
0.40 |
0.85-1.05 |
0.03-0.07 |
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其他 |
Cu≤ |
Fe≤ |
Al≤ |
Ti≤ |
Co≤ |
Nb≤ |
W≤ |
V≤ |
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- |
余量 |
- |
- |
- |
0.06-0.10 |
- |
0.18-0.25 |
三、T91低合金鋼力學性能：
1、T91低合金鋼抗拉強度 σb (MPa)：≥585
2、T91低合金鋼屈服強度 σ0.2 (MPa)：≥415
3、T91低合金鋼伸長率 δ5 (％)：≥20
4、T91低合金鋼硬度（HB）：250
四、 T91低合金鋼熱處理工藝：
T91的最終熱處理為正火高溫回火，正火溫度為1040℃，保溫時間不少于10min，回火溫度為730～780℃，保溫時間不少于1h，最終熱處理后的組織為回火。
五、T91低合金鋼主要特性：
T91鋼中各合金元素分別起到固溶強化、彌散強化和提高鋼的抗氧化性、抗腐蝕性能，具體分析如下：
1、碳是鋼中固溶強化作用最明顯的元素，隨含碳量的增加，鋼的短時強度上升，塑性、韌性下降，對T91這類馬氏體鋼而言，含碳量的上升會加快碳化物球化和聚集速度，加速合金元素的再分配，降低鋼的焊接性、耐蝕性和抗氧化性，故耐熱鋼一般都希望降低含碳量，但含碳太低，鋼的強度將降低。T91鋼與12Cr1MoV鋼相比，含碳量降低20%，這是綜合考慮上述因素的影響而決定的。
2、T91鋼中含微量氮，氮的作用體現在兩個方面。一方面起固溶強化作用，常溫下氮在鋼中的溶解度很小，T91鋼焊后熱影響區在焊接加熱和焊后熱處理過程中，將先后出現VN的固溶和析出過程：焊接加熱時熱影響區內已形成的奧氏體組織由于VN的溶入，氮含量增加，此后常溫組織中的過飽和程度提高，在隨后的焊后熱處理中有細小的VN析出，這增加了組織穩定性，提高了熱影響區的持久強度值。另一方面，T91鋼中還含有少量A1，氮能與其形成A1N，A1N在1 100℃以上才大量溶入基體，在較低溫度下又重新析出，能起到較好的彌散強化效果。
3、加入鉻主要是提高耐熱鋼的抗氧化性、抗腐蝕能力，含鉻量小于5%時，600℃開始劇烈氧化，而含鉻量達5%時就具有良好的抗氧化性。12Cr1MoV鋼在580℃以下具有良好的抗氧化性，腐蝕深度為0.05 mm/a，600℃時性能開始變差，腐蝕深度為0.13 mm/a。T91含鉻量提高到9%左右，使用溫度能達到650℃，主要措施就是使基體中溶有更多的鉻。
4、釩與鈮都是強碳化物形成元素，加入后能與碳形成細小而穩定的合金碳化物，有很強的彌散強化效果。
5、加入鉬主要是為了提高鋼的熱強性，起到固溶強化的作用。
六、T91低合金鋼品種規格與供應狀態：
1、品種分類：上海寶嶼特種合金可生產各種規格的T91無縫管、T91鋼板、T91圓鋼、T91鍛件、T91法蘭、T91圓環、T91焊管、T91鋼帶、T91絲材及T91配套焊材。
2、交貨狀態：無縫管：固溶+酸白，長度可定尺；板材：固溶、酸洗、切邊；焊管：固溶酸白+RT%探傷，鍛件：退火+車光；棒材以鍛軋狀態、表面磨光或車光；帶材經冷軋、固溶軟態、去氧化皮交貨；絲材以固溶酸洗盤狀或直條狀、固溶直條細磨光狀態交貨。 |
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