六 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 （%）
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规范
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C
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Mn
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Si
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P
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S
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Cr
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Ni
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Mo
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V
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Nb
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N
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Al
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SA213
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0.08-0.12
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0.30-0.60
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0.20-0.50
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≤.020
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≤.010
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8.0-9.5
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≤0.40
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0.85-1.05
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0.18-0.25
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0.06-0.10
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0.03-0.07
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≤.040
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GB5310
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0.08-0.12
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0.30-0.60
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0.20-0.50
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≤.020
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≤.010
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8.0-9.5
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≤0.40
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0.85-1.05
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0.18-0.25
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0.06-0.10
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0.03-0.07
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≤.040
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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
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规范
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拉伸性能（纵向）
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硬度HB
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AKv（J）
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σs(MPa)
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σb(MPa)
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δ(%)
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横向
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纵向
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SA213
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≥415
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≥585
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≥20
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≤250
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3.4 持久强度σ （MPa）
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规范
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580℃
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590℃
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600℃
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610℃
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620℃
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630℃
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640℃
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650℃
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SA213
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119
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109
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97
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85
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73
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63
|
53
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44
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3.5 最大许用应力σ（MPa）
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温度℃
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450
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475
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500
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525
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550
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575
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600
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625
|
650
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|
σ
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124
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117
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110
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103
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95
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83
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65
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45
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29
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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。
