T91钢管成分及性能
T91／P91钢介绍
一、概述T91／P91 钢以其良好的高温持久强度、热稳定性和高温抗蠕变能力等综合性能，在电站锅炉的过热器、再热器及主蒸汽管道上获得越来越广的应用。
虽然说T91／P91钢在我国使用和研究已有十多年的历史，一些单位在掌握该钢焊接工艺方面积累了一些经验，并且由国家电力公司电源建设部下发了《T91／P9l钢焊接工艺导则》指导性文件，但在施工现场施焊时，该钢的焊接质量问题仍时有发生。
这表明，一方面是对该钢焊接性的理解不够深人；另一方面对配套焊接工艺关键技术的控制尚不到位。
换言之，对引进钢种及其焊接工艺的消化、吸收以及国产化工作仍须继续进行。
关于T91／P91钢焊接的研究文献逐年增多，电厂机组成功应用的范例无一不与其采用的焊接工艺密切相关。
由于接头的组合类型、管子的规格尺寸(直径和壁厚)不同，焊接所匹配的工艺各异，因而继续开展T9l／P91钢焊接性及其配套工艺的研究，对探寻工艺控制接头性能机理，以及创新工艺核心技术很有必要。
为此，本文特意将典型焊接工艺与该钢焊接性问题相联系，综合评述该钢焊接工艺的特点及其应用。
该项工作对推动T91／P91钢焊接工艺的进一步完善，提高锅炉使用寿命，具有积极的意义和参考价值。
二、T91／P91钢简介随着电力工业的迅速发展，高参数、大容量机组不断涌现，对钢管材料的高温蠕变性能和抗应力腐蚀等性：能提出更高要求。
为此，世界主要的工业发达国家进行了大量研究，先后开发出系列新型铁索体型耐热钢，并成功地用于大容量火力发电机组，其中高CT型9Cr1 MoVNbN耐热钢即为T91／P91钢。
20 世纪70年代美国在试验室改进原有的9Cr1 Mo钢，80年代初确定改良型钢为T91／P 91钢，接着1983年T91／P91钢获美国ASME认可。
80年代末德国从F12钢转向使用T9l／P91钢，90年代初日本大力推广T91／P91钢。
目前世界主要生产锅炉管和大直径厚罐管的钢厂，均已完成了T91／P91钢工业化生产研究，其中日本、德国、法国等国家的铡厂已向全世界供应T91／P9l钢管。
t91合金成分
t91合金成分T91合金是一种常见的高温合金，由铁、铬、钼、钒、锰等元素组成。
它具有优异的高温强度和抗氧化性能，广泛应用于石油、化工、航空航天等领域。
T91合金的主要成分是铁，它是一种常见的金属元素，具有良好的机械性能和导热性能。
铁的含量决定了T91合金的基本性质。
除了铁，T91合金中还含有铬、钼、钒、锰等元素。
这些元素的添加可以提高合金的高温强度和耐氧化性能。
铬是T91合金中的重要元素之一。
它可以形成一层致密的氧化铬膜，保护合金不受高温氧化的侵蚀。
铬的添加可以提高合金的耐热性能，延长使用寿命。
钼是T91合金的另一个重要成分。
它具有良好的耐高温性能和抗氧化性能。
钼的添加可以增加合金的强度和硬度，提高合金在高温下的稳定性。
钒是T91合金中的微量元素，但它对合金的性能有着重要的影响。
钒的添加可以提高合金的高温强度和耐蠕变性能，使合金在高温下保持良好的稳定性。
锰是T91合金中的一种合金化元素，它可以提高合金的高温强度和韧性。
锰的添加还可以增加合金的抗氧化性能，提高合金的使用寿命。
T91合金具有优异的高温强度和抗氧化性能，可以在高温环境下长时间稳定工作。
它被广泛应用于石油、化工、航空航天等领域。
在石油工业中，T91合金常用于炼油装置中的高温高压管道和设备。
在化工工业中，T91合金常用于高温反应器和催化剂管道。
在航空航天领域，T91合金常用于发动机喷管和燃烧室等高温部件。
T91合金是一种具有优异高温性能的合金，其成分包括铁、铬、钼、钒、锰等元素。
它的广泛应用于石油、化工、航空航天等领域，为这些行业的发展做出了重要贡献。
随着科学技术的不断进步，人们对T91合金的研究和应用将会更加深入，为社会的发展带来更大的效益。
t91钢管标准规格
t91钢管标准规格
一、钢管外径
T91钢管的外径通常为91毫米，也称为91毫米钢管。
根据实际需求，也有其他规格的外径，如76毫米、102毫米等。
二、钢管壁厚
T91钢管的壁厚根据规格的不同而有所差异，常见的壁厚有3毫米、4毫米、5毫米等。
壁厚决定了钢管的抗压能力和使用寿命，应根据实际需求进行选择。
三、长度
T91钢管的长度可以根据需要进行定制，常见的长度有4米、6米等。
对于特定的工程应用，可以根据需要定制合适的长度。
四、弯曲度
T91钢管具有一定的弯曲度，其标准弯曲度应符合相关规范要求。
在施工过程中，应尽量避免过度弯曲，以免损坏钢管。
五、端头处理
T91钢管的端头应进行平整、光滑处理，以方便连接和固定。
常见的端头处理方式有切割、打磨等。
六、表面处理
T91钢管的表面应光滑、无锈蚀、无划痕等缺陷。
常见的表面处理方式有喷涂防锈漆、镀锌等，以提高钢管的耐腐蚀性能和使用寿命。
七、材质
T91钢管采用优质钢材制成，具有良好的耐腐蚀、耐压性能。
其主要成分为铁和碳，同时含有少量的锰、硅等元素。
八、重量
T91钢管的重量根据其规格和长度而有所不同，可以通过以下公式进行计算：重量 = 外径 x 壁厚 x 长度 x 钢材密度（约为7.85g/cm³）。
在实际应用中，可以根据需要计算所需钢管的重量，以方便运输和安装。
锅炉过热器t91材质国际标准
锅炉过热器t91材质国际标准
1.化学成分：T91钢的化学成分有严格的规定，包括C、Si、Mn、P、S、Ni、
Cr、Mo、Nb等元素的具体含量范围。
这些元素的含量对于钢的性能具有重要影响。
2.机械性能：T91钢具有良好的冲击韧性和高而稳定的持久塑性及热强性能。
在
使用温度低于620℃时，其许用应力高于奥氏体不锈钢。
3.应用范围：T91钢在550℃以上的设计许用应力约为T9和2.25Cr-1Mo
钢的两倍，因此它常被用作亚临界、超临界锅炉壁温≤625℃的高温过热器、再热器用钢管，以及壁温≤600℃高温集箱和蒸汽管道，也可作为核电热交换器以及石油裂化装置炉管。
2010年最新T91合金管与P91合金管的区别
2010年最新T91合金管与P91合金管的区别发布日期： 2010-6-4 阅读次数: 45 2010年最新T91合金管与P91合金管的区别|T91化学成份|T91力学性能|T91最新价格T91合金管，T91合金管是美国国立像树岭实验室和美国燃烧工程公司冶金材料实验室合作研制的新型马氏体耐热钢。
它是在9Cr1MoV钢的基础上降低含碳量，严格限制硫、磷的含量，添加少量的钒、铌元素进行合金化。
根据ASTM213/A213M-85C, T91合金管的化学成份见表1。
与T91合金管对应的德国钢号为X10CrMoVNNb91，日本钢号为HCM95，法国则为TUZ10CDVNb0901。
T91合金管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合金管与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合金管中含微量氮，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合金管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合金管中还含有少量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。
T91钢的特点
一、SA-213-T91钢的特点SA-213-T91钢是一种改良型的9Cr-1Mo钢，是在原9Cr-1Mo马氏体钢基础上，降低含碳量，添加微量V、No等合金元素，控制N、Al含量得到的。
其化学成分和常温力学性能分别如表1、表2所示。
由表1可以看出T91钢的化学成分限制是十分严格的。
二、SA-213-T91钢焊接性分析SA-213-T91钢合金元素含量较高（总量约为10％），并有一定的空淬硬化裂纹倾向及焊缝脆化，因此需要焊前预热。
保持一定层间温度及焊后进行热处理，焊接工艺参数宜采用小热输入量施焊，方能保证其焊接接头质量。
鉴于上述的焊接性分析，此钢种在焊接时必须采取行之有效的焊接工艺措施，并严格执行热处理工艺规范。
三、SA-213-T91钢焊接工艺试验1试验条件（1）钢材T91钢，￠63.5mm/4.5mm（2）焊接方法采用手工钨极氩弧焊，氩气流量8－10L/min(背面充氩6－15L/min)（3）环境温度20－30℃，湿度<60％。
（4）焊接位置水平固定（5G），垂直固定（2G）。
（5）热处理设备LWK－12×（0－220）－B。
（6）焊接设备ZX7-315STG。
（7）焊接材料焊丝：TGS-9cb,￠2.4mm，化学成分见表3。
2 焊接工艺规范（1）焊前坡口制备（其形状尺寸见图1）。
（2）焊前清理彻底清除坡口内外母材表面两侧10mm范围内及焊丝表面的油污、铁锈、水分等，直至露出金属光泽。
（3）对口点固焊将焊丝熔化金属直接点固在对口的根部，对口错边不超过1.0mm；点固焊前用火焰加热点固焊区到150℃；点固焊及正常施焊过程中不得在管子表面试电流，乱引弧。
（4）焊前预热焊前采用电阻加热坡口两侧150mm左右，预热温度为150℃。
层间温度保持在200－300℃左右。
（5）焊前规范参数见表4。
（6）焊后采用高温回火热处理方法。
温度：760±10℃；恒温时间：0.5h；升温速度：280℃/h；降温速度：213℃/h；热处理曲线图见图2（300℃以下可不控制）。
T91及不锈钢
T91根据ASTM213/A213M-85C,T91钢的化学成份见表1。
与T91钢对应的德国钢号为X10CrMoVNNb91，日本钢号为HCM95，法国则为TUZ10CDVNb0901。
表1 T91钢的化学成份%元素含量C 0.08-0.12Mn 0.30-0.60P ≤0.02S ≤0.01Si 0.20-0.50Cr 8.00-9.50Mo 0.85-1.05V 0.18-0.25Nb 0.06-0.10N 0.03-0.07Ni ≤0.40T91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钢材性能简介
5. 机械性能
T91钢的常温抗拉强度 钢的常温抗拉强度≥585 MPa，常温 钢的常温抗拉强度 ， 屈服强度≥415 MPa，硬度 屈服强度 ，硬度≤250 HB，伸长 ， 标距的标准圆形试样) 率(50 mm标距的标准圆形试样 ≥ 20%，许 标距的标准圆形试样 ， 用应力值［ ］ 用应力值［σ］650℃=30 MPa。 ℃ 。
3.1 碳是钢中固溶强化 作用最明显的元 随含碳量的增加， 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， 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， 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， 希望降低含碳量，但含碳太低，钢的强度将 降低。 降低。
T91钢材各化学元素含量表 钢材各化学元素含量表
表：
元素 含量 % 元素 含量 % 元素 含量 % 元素 含量 % C S 碳 硫 Mn 锰 0.300.30-0.60 Si 硅 0.200.20-0.50 V 钒 0.180.18-0.25 Ni 镍 ≤0.40 P 磷 0.080.08-0.12 ≤0.01 Mo 钼 0.850.85-1.05 N 氮 0.030.03-0.07 ≤0.02 Cr 铬 8.008.00-9.50 Nb 铌 0.060.06-0.10
6.
焊接性能
按照国际焊接学会推荐的碳当量公式 算得T91的碳当量为： 的碳当量为： 算得 的碳当量为 Ceq=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15 ≈0.1+0.6/6+(9+1+0.2)/5+0.4/15 ≈2.3 其中: 碳当量； 其中 Ceq 碳当量；C 碳；Mn 锰；Cr 铬； Mo 钼；V 钒； Ni 镍；Cu 铜。 可见T91的焊接性较差。 的焊接性较差。 可见 的焊接性较差
t91钢管标准规格
t91钢管标准规格T91钢管是一种热轧合金钢管，常用于高温高压工作环境下的管道系统。
它具有优异的耐高温、耐压性能，被广泛应用于石油、化工、电力等行业。
T91钢管的标准规格对于确保管道系统的安全运行和性能表现非常重要。
根据相关标准规定，T91钢管的标准规格主要包括管径、壁厚、长度和材质等方面的要求。
以下是对T91钢管标准规格的详细描述：1. 管径：T91钢管的管径一般范围在1/2英寸到36英寸之间，可根据工程需求进行定制。
常见的管径规格有1/2英寸、3/4英寸、1英寸、2英寸、3英寸、4英寸、6英寸、8英寸、10英寸、12英寸、16英寸、20英寸、24英寸、30英寸和36英寸。
2. 壁厚：T91钢管的壁厚要求根据管道的工作压力和温度来确定，以确保管道的强度和耐压性能。
一般来说，T91钢管的壁厚范围在1mm到100mm之间，常见的壁厚规格有1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、8mm、10mm、12mm、15mm、20mm、25mm、30mm、35mm、40mm、50mm、60mm、70mm、80mm、90mm和100mm。
3. 长度：T91钢管的长度可以根据工程要求定制，一般标准长度为6米、12米或者随机长度。
在运输和安装过程中，需要注意管道长度的合理切割和连接，以确保管道的完整性和稳定性。
4. 材质：T91钢管采用合金钢制造，其主要成分包括铬、钼、钨、锆、铌、钢、硅、锰、磷、硫、铝、铁和碳等。
合适的材质配比可以提高T91钢管的高温强度、耐腐蚀性和耐压性能，确保管道系统的安全运行。
T91钢管的标准规格对于管道系统的设计、制造、安装和维护非常重要。
遵循标准规格可以确保管道系统的质量、安全性和可靠性，降低运行风险，延长管道的使用寿命。
同时，标准规格还为相关部门和企业提供了统一的技术要求和参考标准，促进了钢管产业的发展和标准化。
总之，T91钢管的标准规格涉及管径、壁厚、长度和材质等方面的要求。
T91 焊接工艺
T91/P91焊接新疆机电职业技术学院赵辉一、T91/P91的发展及其特点1．T91/P91的由来和发展1974年，美国能源部委托橡树岭国家实验室（ORNL）与燃烧工程公司（CE）联合研究用于液体金属快中子增值计划的钢材，开始在9Cr钢的基础上进行了改进工作，改进了的9Cr-Mo钢各个方面的性能都优于EM12和F12（X20CrMoV121），其在593℃下10万小时的蠕变断裂强度可达100Mpa。
1983-1984年，美国ASME将T91/P91纳入标准，表示为X10CrMoV91。
1987年，法国瓦鲁瑞克公司针对T91与EM12和F12三种钢材发表了评估报告，认为T91/P91具有明显的优点。
20世纪80年代末，德国也从F12转向T91/P91，并进一步发展焊接材料。
二十世纪八十年代后期, 1987年引进该钢种并在电厂应用。
二十世纪九十年代，我国陕西的蒲城、天津的杨柳青、四川的珞璜等电厂已经使用P91钢的蒸汽主管道。
进入二十一世纪后，宝钢对T91/P91钢材进行研发生产，目前国内T91/P91钢材性能已和进口钢材相当。
2．T91/P91钢材的特点T91 /P91钢被高参数火力发电机组广泛应用，是因为该钢种的使用性能具有以下优点：与不锈钢相比，该钢具有低的热膨胀系数和良好的导热性能；该钢具有较高的室温抗拉强度，σb最高可达770 MPa，而且塑性也较好；该钢的冲击韧度和材料脆性转变温度明显优于同类X20 和EMl2 钢；该钢具有更高的高温持久强度和许用应力，它在550 ℃高温经过105 h 运行后的高温持久强度是T22 钢的2 倍；在540 ℃～610 ℃内的许用应力明显高于T22 TP304H和X20钢；该钢具有良好的整管弯曲加工性能; 该钢的高温疲劳性能优于T22和TP304H 钢，高温抗氧化性能也远高于T22钢。
二、T91/P91的化学成分和力学性能1．T91/P91的化学成分化学成分的变化是导致金属力学性能改变的主导因素。
T91钢管性能及热力校正措施探讨
于表 ３ 。可 以看 出 ，Ｔ９ １钢 抗拉 强 度最 大值 可
电站 所用 的钢 种 ，最 关 心 的物理 性 能是 材 达 ７ ７ ０ Ｍｐ ａ ，从表 中还 可以看 出 Ｔ９ １钢的塑性 料 的热膨胀 系数 和导 热性 。Ｔ９ １钢 的 主要物 理 也 比较好 。 性 能数据 见表 ２ 。钢 的物理 性 能 与化 学成 分 和
由室 温 （ ２ ０ ￣ Ｃ）至指 定 温度 的 平均 热膨 胀系数 ／ （ １ ０ ・ Ｋ ）
１ ０． ６ １ ０． ９
１ ５ ０ ２ ０ ０ ２ ５ ０ ３ ０ ０
２ ７ ２ ８ ２ ８ ２ ９
２１ ０ ２ ０ ７ ２ ０ ３ ｌ ９ ９
ｏ ｓ ， Ｍ Ｐａ
≥ ４１ ５
抗 拉 强度
ｏ ｕ ／ Ｍ Ｐａ
５ ８ ５ ７ ７ ０
延伸 率
６ ５ ／Ｍ Ｐａ
≥２ ０
硬 度
ＨＢ
≤ ２５ ０
ＡＳ ＴＭ Ａ２ １ ３ ＡＳ ＴＭ Ａ２ １ ３ ＧＢ５ ３ ｌ ０ ～９ ５
的热膨 胀系数 和 良好 的导热性 相 组 织 呈 典 型 的 马 氏 体 结 构 ，导 致 可 以减少 膨 胀应力 和 由温度 梯 度产 生 的热 瞬态 Ｍ２ ３ Ｃ ６碳化物及 内部较 细的沉 淀转换 成西箔之 应力 。 后 ，会发 现次 晶粒 内较大 的位 错 密度 ，这 种具 有高位 错密度 的细晶粒结 构是 Ｔ９ １钢 高蠕 变强 度 的决定 因素 。
０． ５ Ｏ ９ ． ５０ １． Ｏ５ ０． ２ ５ ０． １ ０ ０． ０７
T91钢
T91钢(SA213-T91)焊接工艺研究一、前言T91钢（SA213-T91）作为大型发电锅炉过热器、再热器的新型钢种，日趋成熟，目前被各国广泛采用。
近年来，我国随着国外机组的引进，带动了原有锅炉用钢的替代步伐。
为找出一个更适合现场应用的合理工艺，以指导焊工培训和规范现场施焊，我们进行了T91钢（SA213-T91）焊接工艺的研究。
我们通过十四套焊接工艺设计方案的试验对比，筛选出了以药芯焊丝作为打底材料，实芯焊丝作为填充及盖面材料的氩弧焊焊接工艺，表现了很强的实用性，较好的性能指标。
二、试验研究的技术指标和标准T91钢基本化学成分如表1，性能基本要求如表2。
表1T91钢化学成分（%）(GB5310-95)C Si Mn P S Cr Mo Ni Nb V AL N0.08～0.12 0.20～0.50 0.30～0.60 ≤0.02≤0.01 8.0～9.50 0.85～1.05 ≤0.40 0.06～0.10 0.18～0.25 ≤0.04 0.03～0.07表2T91钢性能指标(来自T91/P91钢管焊接工艺暂行规定)抗拉强度（Mpa）屈服强度（Mpa）延伸率（%）弯曲角（°）冲击韧性（J/cm2）硬度HB≥585≥415≥20≥50≥68≤250三、设计方案本次试验研究，我们根据焊接材料、焊接方法、热处理方式、热处理时间的不同组合方式进行了14种组合试验见表3，焊接热处理规范曲线见图1。
表3焊材、焊接方法、热处理方式组合方案序号材料组合焊接方法焊接位置层次热处理方式热处理时间（h）内壁保护方式1 药芯焊丝打底药芯焊丝盖面 Ws 5G2 箱式炉 1 熔渣2 药芯焊丝打底实芯焊丝盖面 Ws 5G 2 箱式炉 1 熔渣3 药芯焊丝打底电焊条盖面 Ws/Ds 5G 2 箱式炉 1 熔渣4 实芯焊丝打底实芯焊丝盖面 Ws 5G 2 箱式炉 1 充氩5 实芯焊丝打底电焊条盖面 Ws/Ds 5G 2 箱式炉 1 充氩6 药芯焊丝打底实芯焊丝填充、盖面 Ws 2G 3 火焰 0.5 熔渣7 药芯焊丝打底实芯焊丝盖面 Ws 5G 2 火焰 0.5 熔渣8 药芯焊丝打底实芯焊丝盖面 Ws 2G 2 火焰 0.5 熔渣9 药芯焊丝打底实芯焊丝填充、盖面 Ws 5G 3 火焰 0.5 熔渣10 药芯焊丝打底实芯焊丝填充、盖面 Ws 5G 3 远红外 1 熔渣11 药芯焊丝打底实芯焊丝填充、盖面 Ws 5G 3 远红外 2 熔渣12 药芯焊丝打底电焊条填充、盖面 Ws/Ds 5G 3 远红外 2 熔渣13 药芯焊丝打底实芯焊丝填充、盖面 Ws 5G 3 远红外 4 熔渣14 药芯焊丝打底实芯焊丝填充、盖面 Ws 5G 3 远红外 4 熔渣图1焊接热处理规范曲线四、焊前准备1. 试验所用T91钢材、药芯焊丝及实芯焊丝化学成分复验。
T91P91和T92P92两种高温钢才的详细介绍
T91P91和T92P92两种高温钢才的详细介绍弧光闪耀人生，火花飞出精彩！焊接路上家园伴你同行！T91/P91性能特点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。
它与奥氏体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℃。
T91与T9(9Cr-1Mo)钢相比，600℃的持久强度是后者的三倍，且保持了T9(9Cr-lMo)钢的优良的抗高温腐蚀性能。
应用范围该钢的最高使用温度为650℃、最佳使用温度为585-625℃，T91常用于制造壁温不超过650℃的高温过热器、高温再热器、屏式过热器等重要部件，用于亚临界锅炉的过热器和再热器上可替代TP304H 和部分TP347H，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集箱、主蒸汽管道，其在超临界机组中应用的优越性更为明显。
T91／P91钢是一种可替代TP304H（可在625℃代替TP304H奥氏体钢，大大地降低材料使用成本）的铁素体钢，而且和先进的蒸汽系统的发展相适应。
该钢是完成主蒸汽温度由538'C向566'C过渡的首选材料，是完成主蒸汽温度由566℃向593℃过渡的关键材料，是用于改造现役发电机组高温部件的最有前途的替换材料，具有广阔的应用前景。
我国已成功地用于亚临界机组的主蒸汽管道，取得了很好的运行业绩，目前的超临界机组的主蒸汽管道广泛采用P91。
P91在欧洲应用的最大蒸汽参数是588℃/28.6Mpa和580℃/31Mpa。
T92/P92性能特点与T91/P91一样，T92/P92具有比奥氏体钢更为优良的热膨胀系数和导热系数。
T92/P92是一种新型的9%Cr的马氏体热强钢。
该钢是由日本新日铁公司在T/P91（9Cr-1Mo-V-Nb）合金成分的基础上通过加入1.8％的W取代部分Mo，大大提高了固溶强化的效果，T92与T91相比，600℃以下的力学性能两者大致相当，600℃以上则T92为高，600℃的许用应力比T91高34％；延伸率和断面收缩率在400℃以下大致相同，400℃以上T92略低些；时效后T92的冲击值有所下降，但仍不低；在600、650℃其持久强度远高于相应温度下的T91(且具有良好的持久塑性)，在650℃为T91的1.6倍；与TP347H 的等强温度为625℃，当温度低于625℃时，T92的持久强度高于TP347H。
T91焊接接头组织和力学性能分析
T91焊接接头组织和力学性能分析通过T91钢管直径Ф42×5mm在进行不同的焊接工艺规范进行焊接和焊后热处理，通过一系列的试验，对焊接接头的组织和力学性能试验结果进行分析总结，从而找到一个焊接T91钢管的比较合理的焊接规范和焊后热处理方式。
标签：T91；焊接；显微组织；热处理工艺1 引言T91钢是一种改进的9Cr-1Mo钢，是在T9（9Cr1Mo）钢的基础上通过添加V、Nb、N等合金元素而形成的一种改进的高强度马氏体耐热钢[1]。
技术人员必须掌握钢的组织和性能，并采用合适的焊接工艺规范，另外还要配以合理的焊后热处理方式，才能有效保证焊缝的质量性能要求。
本文主要通过一系列的试验，进行T91钢的焊接接头的组织观察、分析和进行接头的力学性能试验，从金相组织照片上分析T91的金相组织，而从硬度，强度，弯曲情况来分析T9钢的力学性能，从而找出一个合理的供技术人员参考的工艺规范。
2 试验材料、设备及方法2.1 试样材料试样材料为4个T91钢管：直径42×5mm，长度200mm。
2.2 焊接材料KJ191TIG焊丝，Ф2.0mm，喷嘴尺寸：Ф10mm，钨极直径：Ф2.5mm，型号：Wce-20。
2.3 试验设备（1）焊接设备。
TIG焊机：ZX7-400ST，手工电弧焊焊机：ZX7-400STG。
（2）切割设备。
电火花切割机：DK77，工作行程：400×320mm；砂轮切割机：S2ST-200。
（3）力学性能试验设备。
数显万能试验机：WES-600；液体压力万能材料试验机：WES-30（最大载荷为30吨）；冲击万能试验机：JBN-300；箱式电阻炉型号：SX24-10；砂轮打磨机。
（4）金相试验设备。
电子显微镜；砂纸、抛光机、低高倍显微镜、显微硬度试验机、电解浸蚀试验机、10%的草酸溶液、吹风机。
2.4 试验方法2.4.1 焊接试样制备试验过程共分三种：用不同的电流，电流I=90A，I=110A，I=130A。
11 T91 P91 钢介绍
材更小的结果表明，温度对焊接头的影响不如温度对母材 的影响来得强烈。
• 在所分析的寿命范围内，在相同的应变幅下， 575℃时母 材的寿命反而较焊接头的为低。这说明在较大应变幅作用 下，P91钢管焊接头的抗疲劳性能较好。
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•
•
疲劳裂纹扩展速率试验结果分析
表明温度对母材及接头的扩展速率均有重 要影响：即温度升高对裂纹扩展速速率有 较大的促进作用。 P91焊接头的裂纹扩展速率处于正常范围 内。
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• 与T9（9Cr-1Mo）钢相比，其在600℃的持久强
度是后者的三倍，且保持了原T9（9Cr-1Mo）钢 的优良的特性，其先后于1983年纳入ASME SA213、
1984年纳入SA335规范，牌号分别为T91/P91， 我国于1995年也将该钢移植到GB5310标准中， 牌号定为10Cr9Mo1VNb。
如温度对母材的影响来得强烈。
• 3 温度升高将加速裂纹扩展，温度对焊接头和母材的影响 趋势相同。
• 4 住友所供钢管的母材以及焊接头在550℃下的持久性能 基本上满足ASME SA335对P91钢管的要求，而在575℃ 的持久强度略为偏低。
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• 测试用住友提供的P91大口径钢管 • P91大口径钢管以及其焊接头在三个温度（室温、550℃、 575℃）下测试了低周疲劳、疲劳裂纹扩展速率和550℃、 575℃持久强度， • 综合性结论是：P91钢管在高温下有较好的低周疲劳特性、 抗裂纹扩展能力、抗裂性能、适当的持久强度，适宜用于 高温工作。
上海锅炉厂 哈尔滨锅炉厂
东方锅炉厂
42.0~76.0
3.5~12.5
t91标准
T91钢是一种高强度、耐腐蚀的金属材料，常用于制造高压容器、管道等。
其化学成分和力学性能都有一定的标准。
在化学成分方面，T91钢的C含量为0.08~0.12%，Si含量为0.2~0.5%，Mn含量为0.3~0.6%，P含量≤0.02%，S含量≤0.01%，Ni含量≤0.4%，Cr含量为8~9.5%，Mo含量为0.85~1.05%，Nb含量为0.06~0.1%，V含量未具体规定。
在力学性能方面，T91钢的抗拉强度≥585MPa，屈服强度≥415MPa，伸长率≥20%。
其显微组织通常为回火马氏体或回火索氏体。
此外，T91钢的母材硬度合格范围为180~250HB，焊接接头硬度合格范围为185~290HB。
以上信息仅供参考，具体可以查阅相关的材料科学书籍或咨询专业人士以获取更准确的信息。
11 T91 P91 钢介绍解析
时的热强性是T9钢的三倍；在625℃时与TP304H钢相当。 并且，与奥氏体钢焊接接头没有早期失效敏感性。T91钢 的这些特性正适合应用在600~650℃区间替代TP304H、 TP347H等钢种制造大容量锅炉。
2
• 1995年该钢以“10Cr9Mo1VNb”牌号纳入国标GB5310«
高压锅炉用无缝钢管»标准中。
4
• T91钢的室温性能规定了强度的下限值和硬度的 上限值，说明过高的硬度将不利于钢管的加工性 能。 • T91钢是在9Cr-1Mo钢的基础上添加V、Nb、N合 金元素，使形成MC相沉淀强化。大大提高热强性。 9%的Cr含量在提高抗氧化性的同时也通过固溶强
化提高铁素体的强度和硬度，因此，为了把硬度
• 标准
• ASMESA213： • C0.08～0.12 Si 0.20～0.50 Mn 0.30～0.60 S ≤0.010 Cr8.00～9.50 Mo 0.85～1.05 V0.18~0.25 Ni≤0.40 Nb0.06~0.10 N 0.030~0.070 P≤ 0.020 Al≤0.040
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• P91钢主要用于制作高压锅炉的过热器和
再热器管及火力发电站的主蒸汽管道。由 于这种耐热钢具有较好的热强性能、焊接 性能和工艺性能，以及对应力腐蚀开裂不 敏感和生产成本较低，所以是亚临界压力、 超临界压力火力发电机组和核电机组的理 想用材，并具有广阔的市场前景。
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• 我国从90年代初开始研制和生产P91钢管，并已将
受压部件的材料。其是在原9Cr-1Mo钢基础上，进一
步优化改进了化学成分，以达到细化晶粒、提高钢管 的持久强度要求，从而形成的新型铁素体型耐热合金 钢。该钢综合力学性能、焊接性能和工艺性能良好。 与奥氏体TP304H相比，具有比奥氏体不锈钢更低的
T91材料焊接及热处理
T91材料焊接及热处理1 T91/P91钢的焊接性能分析1.4 T91/P91钢的组织为马氏体，供货状态一般为正火+回火，属于高合金钢，焊接性较差，易出现冷裂纹、焊接接头脆化、HAZ区软化等问题，必须严格按照工艺规程，方可获得满意的焊接接头。
1.2 应该严格控制焊接和热处理温度，采用较小的参数焊接是应该注意的重点。
1.3 热处理理想保温时间适当延长，有利于焊接接头常温冲击韧度的提高。
2 钢材和焊材该种铝材及其焊材部分国家牌号对照，见表1、表2。
3焊前准备3.1焊接设备选用带衰减的逆变式直流弧焊机3.2焊丝去除表面的油、垢及锈等污物，露出金属光泽焊条进过350℃烘熔1.5-2h,置于80-100℃保温筒内，随用随取。
3.3坡口制备关键注意两点氢弧焊填充时预热温度取160-180℃，温度过高不利于焊工操作，易产生缺陷，还会加重根部氧化。
电弧填充时，道间温度控制在280-320℃之间，因为第一，从工艺上讲，为防止产生热裂纹和减少区的粗晶脆化，需选择小参数，以减少高温停留时间，但采用小参数，焊缝冷却速度快，容易产生淬硬组织而导致冷裂纹、这是个矛盾。
T91/P91钢的MS点转变温度大约在380℃左右，预热温度选在280-320℃，即MS点温度附近，既能保证高温停留时间短，又能使马氏体转变时冷速缓慢，并形成自回火马氏体，解决了既要采用小参数，又不能让焊接冷速太快的矛盾。
第二，从手工操作上讲，该种钢的焊条在300℃左右的预热温度下，有最佳操作性能，熔滴过渡及铁水流动性和飞溅都明显改变。
4.3TIG打底焊4.31为防止T91/P91钢焊缝根部氧化，焊前在管内冲氩保护。
冲氩保护范围以坡口轴向中心为基础，各侧各250-300mm处贴上两层可溶纸（可用报纸代替）。
用浆糊粘住，做成密封气室。
利用细钢管把头敲扁插入焊缝内（有探伤孔控的管道可从探伤孔充氩），大管流量为20-30L/min，小管流量一般为10-15L/min，冲氩时，当感觉氩气从焊缝间隙轻微返出时（也可用打火机是否熄灭来判断）。
t91合金成分
t91合金成分1. 简介t91合金是一种常用的高温高压力下工作的铁素体钢材。
它主要由铁、铬、钼、锑等金属元素组成。
这些元素的合理调配使得t91合金具有优异的耐高温、耐腐蚀和高强度的特性。
本文将深入探讨t91合金的成分及其对材料性能的影响。
2. t91合金的成分t91合金的主要成分如下：•铁（Fe）：铁是t91合金的基本成分，占比最多。
它提供了合金的基本结构和强度。
铁在高温下也可以保持材料的稳定性。
•铬（Cr）：铬是t91合金的主要合金元素之一，占比约为9-12%。
铬的加入可以显著提高合金的耐腐蚀性，特别是对氧化和高温侵蚀的抵抗能力。
•钼（Mo）：钼是t91合金的另一个重要合金元素，占比约为0.25-0.5%。
钼可以提高合金的高温强度和耐蠕变性能，使其在高温环境下保持良好的稳定性。
•锑（Sb）：锑是t91合金中的微量元素，占比约为0.015-0.03%。
锑的加入可以改善合金的热处理性能和硬化能力，提高材料的强度和耐磨性。
此外，t91合金中还含有一些其他的合金元素，如钛（Ti）、铌（Nb）、磷（P）等，它们的含量相对较低，但对于改善合金的工艺性能和高温强度也起到一定的作用。
3. 合金成分对材料性能的影响合金成分的不同调配可以显著影响t91合金的性能表现。
以下将分析合金中各元素对性能的影响。
3.1. 高温强度•铬的加入可以提高合金的高温强度。
铬与铁形成的氧化物膜可以在高温下稳定存在，减少氧的侵蚀，提高合金的强度和耐蠕变性能。
•钼的加入可以进一步增强合金的高温强度。
钼能够与铁形成高熔点的化合物，使合金在高温下保持较好的强度和稳定性。
3.2. 耐腐蚀性•铬的存在使t91合金具有优异的耐腐蚀性。
铬可以与氧、硫等形成稳定的氧化物和硫化物，形成一层致密的防腐层，阻止金属的进一步腐蚀。
•锑的添加可以增强合金的耐磨性和耐腐蚀性，提高材料的使用寿命。
3.3. 工艺性能•合理的锑含量可以使合金在热处理过程中产生细小的碳化物析出，提高材料的硬化能力和耐磨性。
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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。