T91钢管成分及性能

T91钢管成分及性能

钢的化学成份%

C 0.08-0.12 Mn 0.30-0.60 P ≤0.02 S ≤0.01 Si 0.20-0.50 Cr 8.00-9.50

Mo 0.85-1.05 V 0.18-0.25 Nb 0.06-0.10 N 0.03-0.07 Ni ≤0.40

T91钢中各合金元素分别起到固溶强化、弥散强化和提高钢的抗氧化性、抗

腐蚀性能，具体分析如下。

①碳是钢中固溶强化作用最明显的元素，随含碳量的增加，钢的短时强度上

升，塑性、韧性下降，对T91这类马氏体钢而言，含碳量的上升会加快碳化物球

化和聚集速度，加速合金元素的再分配，降低钢的焊接性、耐蚀性和抗氧化性，

故耐热钢一般都希望降低含碳量，但含碳太低，钢的强度将降低。T91钢与

12Cr1MoV钢相比，含碳量降低20%，这是综合考虑上述因素的影响而决定的。

②T91钢中含微量氮，氮的作用体现在两个方面。一方面起固溶强化作用，

常温下氮在钢中的溶解度很小，T91钢焊后热影响区在焊接加热和焊后热处理过

程中，将先后出现VN的固溶和析出过程：焊接加热时热影响区内已形成的奥氏体

组织由于VN的溶入，氮含量增加，此后常温组织中的过饱和程度提高，在随后的

焊后热处理中有细小的VN析出，这增加了组织稳定性，提高了热影响区的持久强

度值。另一方面，T91钢中还含有少量A1，氮能与其形成A1N，A1N在1 100℃以上

才大量溶入基体，在较低温度下又重新析出，能起到较好的弥散强化效果。

③加入铬主要是提高耐热钢的抗氧化性、抗腐蚀能力，含铬量小于5%时，

600℃开始剧烈氧化，而含铬量达5%时就具有良好的抗氧化性。12Cr1MoV钢在580

℃以下具有良好的抗氧化性，腐蚀深度为0.05 mm/a，600℃时性能开始变差，腐

蚀深度为0.13 mm/a。T91含铬量提高到9%左右，使用温度能达到650℃，主要措

施就是使基体中溶有更多的铬。

④钒与铌都是强碳化物形成元素，加入后能与碳形成细小而稳定的合金碳化

物，有很强的弥散强化效果。

⑤加入钼主要是为了提高钢的热强性，起到固溶强化的作用。

2.2 热处理工艺

T91的最终热处理为正火+高温回火，正火温度为1040℃，保温时间不少于10

min，回火温度为730～780℃，保温时间不少于1h，最终热处理后的组织为回火

马氏体。

2.3 机械性能

T91钢的常温抗拉强度≥585 MPa，常温屈服强度≥415 MPa，硬度≤250 HB

，伸长率(50 mm标距的标准圆形试样)≥20%，许用应力值［σ]650℃=30 MPa。