T91鋼是由美國大象嶺實驗室和美國燃燒工程公司冶金材料實驗室開發的新型馬氏體耐熱鋼。

根據astm213/a213m-85c，T91鋼的化學成分如表1所示。T91鋼對應的鋼號為德國的x10crmovnnb91、日本的hcm95和法國的tuz10cdvnb0901。表1T91鋼c0.08-0.12mn0.30-0.60p化學成分%元素含量≤0.02s≤0.01si0.20-0.50cr8.00-9.50mo0.85-1.05v0.18-0.25nb0.06-0.10n0.03-0.07ni≤0.40編輯T91鋼中的每種合金元素，以發揮固溶強化、彌散強化和改善鋼的性能和耐腐蝕性的作用，具體分析如下。①碳是鋼中固溶強化的一種元素。隨著碳含量的增加合金精密管，鋼的短期強度增加，塑性和韌性降低。對于T91等馬氏體鋼，碳含量的增加將加速碳化物的球化和聚集，加速合金元素的重新分布，并提高鋼的焊接性、耐蝕性和電阻。因此，耐熱鋼一般需要含碳量，但如果含碳量太低，鋼的強度就會降低。與12Cr1MoV鋼相比，T91鋼的含碳量為20%，這是綜合考慮上述因素的影響而確定的。②T91鋼中含有微量氮，氮的作用體現在兩個方面。一方面，它起到固溶強化的作用。在室溫下，氮在鋼中的溶解度很小。在焊接加熱和焊后熱處理過程中，T91鋼的焊后熱影響區會相繼發生VN的固溶和沉淀：在焊接加熱過程中，由于VN的溶解，熱影響區形成的奧氏體組織會增加，然后常溫組織中的過飽和度會增加，并且在隨后的焊后熱處理中會有細小的VN沉淀，這增加了組織的穩定性，并提高了熱影響區的耐久強度值。另一方面，T91鋼還含有少量A1，其中氮可以形成A1N。只有當溫度高于1100℃時，A1N才會溶解到基體中，然后在較低溫度下重新析出，這可以更好地發揮彌散強化作用。③添加鉻主要是為了提高耐熱鋼的電阻和耐腐蝕性。當鉻含量低于5%時，600℃開始劇烈氧化，當鉻含量達到5%時，具有良好的電阻。12Cr1MoV鋼在580℃以下具有良好的耐蝕性，腐蝕深度為0.05mm/a。在600℃時，性能開始惡化，腐蝕深度為0.13mm/a。T91的鉻含量增加到9%左右，使用溫度可達到650℃。主要措施是使更多的鉻溶解在基體中。④釩和鈮都是強碳化物形成元素，加入后能與碳形成細小穩定的合金碳化物，具有較強的彌散強化作用。⑤鉬主要用于提高鋼的熱強度，并起到固溶強化作用。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10min，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。2.3機械性能T91鋼在室溫下具有抗拉強度≥585mpa，室溫屈服強度≥415mpa，硬度≤250hb，伸長率（標準圓形試樣，50mm標距）≥20%，許用應力值〔σ〕650℃=30MPa2.4焊接性能根據焊接協會的碳當量公式計算T91的碳當量。可以看出，T91的焊接性較差。