T91钢是由美国大象岭实验室和美国燃烧工程公司冶金材料实验室开发的新型马氏体耐热钢。

根据astm213/a213m-85c，T91钢的化学成分如表1所示。T91钢对应的钢号为德国的x10crmovnnb91、日本的hcm95和法国的tuz10cdvnb0901。表1T91钢c0.08-0.12mn0.30-0.60p化学成分%元素含量≤0.02s≤0.01si0.20-0.50cr8.00-9.50mo0.85-1.05v0.18-0.25nb0.06-0.10n0.03-0.07ni≤0.40编辑T91钢中的每种合金元素，以发挥固溶强化、弥散强化和改善钢的性能和耐腐蚀性的作用，具体分析如下。①碳是钢中固溶强化的一种元素。随着碳含量的增加合金精密管，钢的短期强度增加，塑性和韧性降低。对于T91等马氏体钢，碳含量的增加将加速碳化物的球化和聚集，加速合金元素的重新分布，并提高钢的焊接性、耐蚀性和电阻。因此，耐热钢一般需要含碳量，但如果含碳量太低，钢的强度就会降低。与12Cr1MoV钢相比，T91钢的含碳量为20%，这是综合考虑上述因素的影响而确定的。②T91钢中含有微量氮，氮的作用体现在两个方面。一方面，它起到固溶强化的作用。在室温下，氮在钢中的溶解度很小。在焊接加热和焊后热处理过程中，T91钢的焊后热影响区会相继发生VN的固溶和沉淀：在焊接加热过程中，由于VN的溶解，热影响区形成的奥氏体组织会增加，然后常温组织中的过饱和度会增加，并且在随后的焊后热处理中会有细小的VN沉淀，这增加了组织的稳定性，并提高了热影响区的耐久强度值。另一方面，T91钢还含有少量A1，其中氮可以形成A1N。只有当温度高于1100℃时，A1N才会溶解到基体中，然后在较低温度下重新析出，这可以更好地发挥弥散强化作用。③添加铬主要是为了提高耐热钢的电阻和耐腐蚀性。当铬含量低于5%时，600℃开始剧烈氧化，当铬含量达到5%时，具有良好的电阻。12Cr1MoV钢在580℃以下具有良好的耐蚀性，腐蚀深度为0.05mm/a。在600℃时，性能开始恶化，腐蚀深度为0.13mm/a。T91的铬含量增加到9%左右，使用温度可达到650℃。主要措施是使更多的铬溶解在基体中。④钒和铌都是强碳化物形成元素，加入后能与碳形成细小稳定的合金碳化物，具有较强的弥散强化作用。⑤钼主要用于提高钢的热强度，并起到固溶强化作用。2.2热处理工艺T91的更终热处理为正火+高温回火，正火温度为1040℃，保温时间不少于10min，回火温度为730～780℃，保温时间不少于1h，更终热处理后的组织为回火马氏体。2.3机械性能T91钢在室温下具有抗拉强度≥585mpa，室温屈服强度≥415mpa，硬度≤250hb，伸长率（标准圆形试样，50mm标距）≥20%，许用应力值〔σ〕650℃=30MPa2.4焊接性能根据焊接协会的碳当量公式计算T91的碳当量。可以看出，T91的焊接性较差。