T91/P91（10Cr9Mo1VNb）钢管

1  简介
        T91是由美国橡胶岭国家试验室研制开发的、用于核电（也可用于其它方面）高温受压部件的材料，该钢是在T9（9Cr-1Mo）钢的基础上，降C、添加V、Nb、N从而形成的新型铁素体型钢；  ASME  SA-213标准钢号，我国于1995年将该钢移植到GB5310标准中，牌号定为10Cr9Mo1VNb。
T91钢具有较好的综合力学性能、时效前后的组织和性能稳定，具有良好的焊接性能和工艺性能，较高的持久强度及抗氧化性。与奥氏体TP304H相比，具有比奥氏体不锈钢更低的热膨胀系数和较高的导热系数，且持久强度的等强温度和等应力温度较高，分别达到625℃和607℃。
2  用途
        T91钢可代替TP304H（1Cr18Ni9）奥氏体不锈钢管，制造金属壁温不超过625℃的亚临界、超临界的电站锅炉的高温过热器和再热器等受压件，也可用作为压力容器和核电高温受压件用钢。P91主要用于制造金属壁温不超过600℃高温过热器和再热器联箱、主蒸汽管道，其在超临界机组中应用的优越性更为明显。
        
3  技术要求及试验数据

3.1  化学成分
化  学  成  分  （%）
      规范    C    Mn    Si    P    S    Cr    Ni    Mo    V    Nb    N    Al
SA213    0.08-0.12    0.30-0.60    0.20-0.50    ≤.020    ≤.010    8.0-9.5    ≤0.40    0.85-1.05    0.18-0.25    0.06-0.10    0.03-0.07    ≤.040
GB5310    0.08-0.12    0.30-0.60    0.20-0.50    ≤.020    ≤.010    8.0-9.5    ≤0.40    0.85-1.05    0.18-0.25    0.06-0.10    0.03-0.07    ≤.040
3.2  金相组织
        T91钢的供货状态为正火+回火热处理，金相组织为回火索氏体（或称马氏体）。
3.3  力学性能

室温力学性能
规范    拉伸性能（纵向）    硬度HB    AKv（J）
    σs(MPa)    σb(MPa)    δ(%)        横向    纵向
SA213    ≥415    ≥585    ≥20    ≤250        
3.4  持久强度σ  （MPa）
规范    580℃    590℃    600℃    610℃    620℃    630℃    640℃    650℃
SA213    119    109    97    85    73    63    53    44
3.5  最大许用应力σ（MPa）

温度℃    450    475    500    525    550    575    600    625    650
σ    124    117    110    103    95    83    65    45    29
注：  摘自ASME  II卷D篇1A表并内插的数据
3.6  抗氧化性

        对进口T91和国产T91钢在600、625和650℃的蒸汽抗氧化性试验证实：T91钢管在三个温度下均为一级完全抗氧化性。优于SA213-T22管的抗氧化性，在600℃相同条件下的氧化腐蚀深度为T22的74%左右。

4  工艺资料

4.1  热处理
        T91钢的供货状态为正火+回火。热处理规范为正火温度1050±10℃，保温时间3min/mm并至少20min；回火温度780±10℃，保温时间不低于60min。

4.2  焊接
        可采用手工焊、钨极气体保护焊或熔化极自动焊，同种钢焊接可用日制CM-9Cb手工焊条，钨极气体保护焊可用日制TGS-9Cb和熔化极自动焊用MGS-9Cb焊丝，与奥氏体不锈钢焊接可用ERNiCr-3焊材。
        该钢无再热裂倾向，却有冷裂倾向。小口径薄壁管焊前可不预热，厚壁管焊前200℃预热可防止冷裂。焊后经750℃保温不少于1小时的消除应力热处理。

4.3  弯管
冷变形量大于10%或弯管半径小于3倍的钢管外径时，需进行加热不低于730℃、保温不少于1小时的回火热处理，以消除钢管的冷作硬化。热弯温度超过回火温度时应进行重新正火加回火。