20世纪80年代以前,由于耐热材料的限制,世界范围内常规发电机组蒸汽参数一直难以有效提高。P91铁素体耐热钢从1983年成功研发以来,其优良的服役性能受到了国内外发电工程界的极大关注,并开始在超超临界电站的建设中广泛使用,使发电机组蒸汽参数得到大幅度提高。我国于1987年首次引进P91钢,并于1991年开始试制P91钢,虽然取得了一定的成果,但由于基础研究薄弱,国产P91钢服役性能始终不能达到国际先进水平。钢的高温蠕变性能对其服役性能起着决定性作用,所以针对P91钢基础研究的缺乏,本文通过一系列试验研究杂质元素S和Sn对P91钢蠕变性能的影响。　　含S P91钢和含 Sn P91钢于1328K正火,1033K回火后,在温度区间873K～923K和应力范围150MPa～210MPa进行蠕变试验,通过含S P91钢和含Sn P91钢蠕变本构方程与Monkman-Grant关系式,得到掺杂P91钢持久强度。通过持久强度的对比发现,杂质元素Sn对P91钢蠕变性能产生有害影响更为严重。通过金相观察发现掺杂P91钢蠕变断口附近均有大量空洞出现,且同一温度与应力条件下含Sn P91钢断口处空洞数量明显多于含S P91钢。证明与S元素相比,Sn元素更易促进P91钢空洞形核,对P91钢蠕变性能的影响更为显著。　　采用场发射扫描透射电子显微术(FEG-STEM)分析含S P91钢和含Sn P91钢的第二相形貌、分布与成分。研究发现含S P91钢和含Sn P91钢中均有大量富Cr的M23C6型碳化物与少量的富Nb的MX型碳化物沿晶界析出。蠕变断裂后,第二相类型未发生变化,但第二相明显发生粗化且间距增大。杂质元素 S和Sn未对P91钢第二相类型、形貌及分布产生影响。　　采用场发射扫描透射电子显微术(FEG-STEM)测量晶界成分,发现Sn元素在P91钢晶界处发生偏聚,根据 Seah提出的模型计算可知,Sn元素在晶界偏聚降低了沿晶断裂能,致使空洞在晶界处更容易形核,最终导致材料的蠕变性能降低。通过晶界成分与夹杂物成分分析发现,由于P91钢中Mn元素的存在,S元素未在晶界处发生明显偏聚,而是与Mn元素形成 MnS,以夹杂的形式存在于P91钢中。MnS塑性较好、热膨胀系数大,并且在耐热钢中与基体结合较弱,可有效的促进空洞形核,进而对P91钢蠕变性能产生有害的影响。