《表1 ASME标准中Grade 91 (T91/P91) 化学成分 (质量分数) 变化历程 (1)》

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《宝钢Grade 91钢化学成分控制研究》

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注:（1）ASME标准要求w（Cr）为8.00%~9.50%，w（Mo）为0.85%~1.05%，w（V）为0.18%~0.25%，w（Nb）为0.06%~0.10%。（2）2014年EPRI提案Item 14-1540中提出的化学成分。

化学成分决定钢的力学性能。Grade 91钢的合金化原理[11]如图2所示，钢中V、Nb、N的碳氮化物是形成弥散强化和析出强化的关键元素，Al和Ti含量也要严格控制，以避免含量过高造成钢中弥散相Nb、V（C、N）分布不均匀和体积份额降低，从而引起蠕变断裂强度的降低。通常Al在钢中是作为炼钢时的脱氧定氮剂加入的。用Al脱氧的效率高而且成本比较低，是目前最广泛的脱氧方法。但若耐热钢中残余Al含量过高，将降低钢的持久塑性及强度，因此有必要严格控制Grade 91钢中的Al含量。Al对9Cr-0.5Mo-1.8W钢蠕变断裂影响如图3所示[12]。ASME标准中Grade 91（T91/P91）化学成分变化历程见表1[13-14]。从表1可以看出，对于Grade 91钢的化学成分，主要是严格控制Al、Ti、Zr元素，其中2006年ASME标准将w（Al）≤0.04%修改为w（Al）≤0.02%，并延续至今。