T91鋼中各合金元素分別起到固溶強(qiáng)化、彌散強(qiáng)化和提高鋼的抗氧化性、抗腐蝕性能,具體分析如下。
①碳是鋼中固溶強(qiáng)化作用最明顯的元素,隨含碳量的增加,鋼的短時(shí)強(qiáng)度上升,塑性、韌性下降,對(duì)T91這類馬氏體鋼而言,含碳量的上升會(huì)加快碳化物球化和聚集速度,加速合金元素的再分配,降低鋼的焊接性、耐蝕性和抗氧化性,故耐熱鋼一般都希望降低含碳量,但含碳太低,鋼的強(qiáng)度將降低。T91鋼與12Cr1MoV鋼相比,含碳量降低20%,這是綜合考慮上述因素的影響而決定的。
②T91鋼中含微量氮,氮的作用體現(xiàn)在兩個(gè)方面。一方面起固溶強(qiáng)化作用,常溫下氮在鋼中的溶解度很小,T91鋼焊后熱影響區(qū)在焊接加熱和焊后熱處理過程中,將先后出現(xiàn)VN的固溶和析出過程:焊接加熱時(shí)熱影響區(qū)內(nèi)已形成的奧氏體組織由于VN的溶入,氮含量增加,此后常溫組織中的過飽和程度提高,在隨后的焊后熱處理中有細(xì)小的VN析出,這增加了組織穩(wěn)定性,提高了熱影響區(qū)的持久強(qiáng)度值。另一方面,T91鋼中還含有少量A1,氮能與其形成A1N,A1N在1 100℃以上才大量溶入基體,在較低溫度下又重新析出,能起到較好的彌散強(qiáng)化效果。