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T91钢是在9Cr1Mo钢的基础上添加V、Nb、N等元素而形成的一种新型马氏体型耐热钢,具有很高的高温综合性能,可用来制造火力发电厂锅炉的蒸汽管道、再热器等设施。由于T91钢长期在高温和压力作用下运行,组织发生老化,使其高温性能下降,进而导致管材提前失效甚至发生爆管事故,因而有必要对T91钢的金属监督进行研究。
通过对T91钢进行高温老化试验,模拟其实际运行条件,并通过组织观察和性能测试来分析T91钢老化前后组织的变化和力学性能、物理化学性能的变化。
研究发现,T91钢的初始组织为回火板条马氏体组织,并有细小的碳化物颗粒弥散分布于其间。T91钢通过沉淀析出强化,固溶强化、板条马氏体强化、位错强化等复合强化的综合作用而获得很好的高温综合性能。
在高温老化的过程中,T91钢中的回火马氏体组织发生回复,并最终出现块状铁素体组织,同时碳化物颗粒发生Ostwald熟化,粗化长大并偏聚于晶界,成为裂纹的发源地。
在试验的基础上结合耐热钢寿命评估的一些基本方法对T91钢的寿命评估和金属监督进行了初步的探讨,推导出T91钢寿命预测的公式,并将T91钢的组织变化情况分为五个等级,将公式和金相分析法结合起来作为T91钢金属监督的基本方法。