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為什么T91合金管抗腐蝕？無(wú)錫T91鋼管的化學(xué)成份 合金元素

T91鋼是美國(guó)國(guó)立像樹(shù)嶺實(shí)驗(yàn)室和美國(guó)燃燒工程公司冶金材料實(shí)驗(yàn)室合作研制的新型馬氏體耐熱鋼。它是在9Cr1MoV鋼的基礎(chǔ)上降低含碳量，嚴(yán)格限制硫、磷的含量，添加少量的釩、鈮元素進(jìn)行合金化。

T91

　　根據(jù)ASTM213/A213M-85C,T91鋼的化

　　學(xué)成份見(jiàn)表1。

　　與T91鋼對(duì)應(yīng)的德國(guó)鋼號(hào)為X10CrMoVNNb91，日本鋼號(hào)為HCM95，法國(guó)則為

　　TUZ10CDVNb0901。

　　表1　T91鋼的化學(xué)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(qiáng)化、彌散強(qiáng)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(qiáng)化作用最明顯的元素，隨含碳量的增加，鋼的短時(shí)強(qiáng)度上

　　升，塑性、韌性下降，對(duì)T91這類(lèi)馬氏體鋼而言，含碳量的上升會(huì)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(qiáng)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(xiàn)在兩個(gè)方面。一方面起固溶強(qiáng)化作用，

　　常溫下氮在鋼中的溶解度很小，T91鋼焊后熱影響區(qū)在焊接加熱和焊后熱處理過(guò)

　　程中，將先后出現(xiàn)VN的固溶和析出過(guò)程：焊接加熱時(shí)熱影響區(qū)內(nèi)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(guò)飽和程度提高，在隨后的

　　焊后熱處理中有細(xì)小的VN析出，這增加了組織穩(wěn)定性，提高了熱影響區(qū)的持久強(qiáng)

　　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(qiáng)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(shí)，

　　600℃開(kāi)始劇烈氧化，而含鉻量達(dá)5%時(shí)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(shí)性能開(kāi)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(dá)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(qiáng)碳化物形成元素，加入后能與碳形成細(xì)小而穩(wěn)定的合金碳化

　　物，有很強(qiáng)的彌散強(qiáng)化效果。

　　⑤加入鉬主要是為了提高鋼的熱強(qiáng)性，起到固溶強(qiáng)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(shí)間不少于10

　　min，回火溫度為730～780℃，保溫時(shí)間不少于1h，最終熱處理后的組織為回火

　　馬氏體。