為什么T91合金管抗腐蝕？無錫T91鋼管的化學成份 合金元素

T91鋼是美國國立像樹嶺實驗室和美國燃燒工程公司冶金材料實驗室合作研制的新型馬氏體耐熱鋼。它是在9Cr1MoV鋼的基礎上降低含碳量，嚴格限制硫、磷的含量，添加少量的釩、鈮元素進行合金化。

T91

　　根據ASTM213/A213M-85C,T91鋼的化

　　學成份見表1。

　　與T91鋼對應的德國鋼號為X10CrMoVNNb91，日本鋼號為HCM95，法國則為

　　TUZ10CDVNb0901。

　　表1　T91鋼的化學成份%

　　元素 含量

　　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。

　　②T91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。

　　2.2　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10

　　min，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

　　馬氏體。