ASTM A182 F91 Type 1 – UNS K90901
抗蠕变改良型9Cr-1Mo-V-Nb（“P91”）钢
添加V、Nb和N改良的9Cr-1Mo马氏体钢，按ASTM A182锻造。细小的碳氮化物使其抗蠕变性能远优于F22和F9，可在超临界蒸汽中采用更薄的壁厚。需要严格控制热处理和焊接。
牌号与对应牌号
| 体系 | 牌号 |
|---|---|
| UNS | K90901 |
| W.Nr./EN | X10CrMoVNb9-1 – 1.4903 (EN 10222-2) |
| DIN | X10CrMoVNb9-1 |
| JIS | SFVAF28 (JIS G3203) |
| 商品名 | Grade 91, P91, T91, 改良型 9Cr-1Mo |
| 其他 | 管材 A335 P91; 板材 A387 Gr 91; 管件 A234 WP91; 铸件 A217 C12A |
各产品形态适用标准
| 形态 | 标准 |
|---|---|
| 锻件（法兰、管件、阀门） | ASTM A182/A182M F91 Type 1 / Type 2；ASME SA-182 |
| 大型锻件 | ASTM A336 F91 |
| 管材 | ASTM A335 P91 / A213 T91 |
| 板材 | ASTM A387 Gr 91 |
| 对焊管件 | ASTM A234 WP91 |
| 铸件 | ASTM A217 C12A |
公差和 HS 编码
- 锻造棒材（圆棒和方棒）：直径方向加工余量从 2 mm（Ø 6–16 mm）到 24 mm（Ø 400–500 mm）。例如成品 Ø 100–125 mm：+7 mm，公差 +6 / −0（长度最大 3,500 mm）。
- 锻造圆盘：直径余量 4 至 9 mm，高度余量 3 至 11 mm，仅正公差。
- 切割和机加工：带锯长度 −0 / +5 至 +15 mm；水刀直径 +10 % 厚度（最小 2 mm）；机加工零件直径 −0 / +2 至 +5 mm。查看完整表格（INF 002 和 INF 003，适用于所有合金）。
| 形态 | NCM（巴西，8 位） | HS（国际，6 位） | HTS（美国，10 位）* | CN（欧盟，8 位）* |
|---|---|---|---|---|
| 锻造棒材 | 7228.40.00 | 7228.40 | 7228.40.0000 | 7228 40 90 |
| 板材（> 10 mm，宽度 ≥ 600 mm） | 7225.40.90 | 7225.40 | 7225.40.3050 | 7225 40 40 |
| 无缝管 | 7304.19.00 | 7304.19 | 7304.19.5050 | 7304 19 10 |
| 焊接管 | 7306.19.00 | 7306.19 | 7306.19.5150 | 7306 19 00 |
| 法兰和管件 | 7307.91.00 | 7307.91 | 7307.91.5030 | 7307 91 00 |
税则类别：合金钢（按化学成分，依据第 72 章注释和第十五类注释 5）。
管材：7304.19 和 7306.19 为油气管道用管线管；锅炉管、换热器管或工艺管归入 7304.39/7304.59（无缝）和 7306.30/7306.50（焊接）。
*：美国和欧盟编码仅供参考。NCM 依据现行法规（归类总规则、第 72、74 和 75 章注释及第十五类注释 5）。请根据物品尺寸和表面状态，向您的报关行确认最终编码。HS = NCM 的前 6 位。
化学成分 (%)
ASTM A182/A182M – F91 Type 1
| 元素 | 范围 (%) |
|---|---|
| C | 0.08 – 0.12 |
| Mn | 0.30 – 0.60 |
| P | ≤ 0.020 |
| S | ≤ 0.010 |
| Si | 0.20 – 0.50 |
| Ni | ≤ 0.40 |
| Cr | 8.0 – 9.5 |
| Mo | 0.85 – 1.05 |
| V | 0.18 – 0.25 |
| Nb | 0.06 – 0.10 |
| N | 0.030 – 0.070 |
| Al | ≤ 0.02 |
| Ti / Zr | 各 ≤ 0.01 |
力学性能
正火 + 回火 – ASTM A182 F91（Type 1和2）
| 性能 | 数值 |
|---|---|
| 屈服强度（0.2%） | ≥ 415 MPa |
| 抗拉强度 | ≥ 585 MPa |
| 伸长率 | ≥ 20% |
| 断面收缩率 | ≥ 40% |
| 硬度 | 190 – 248 HBW |
典型物理性能
| 性能 | 数值 |
|---|---|
| 密度 | 7.77 g/cm³ |
| 弹性模量 | ≈ 218 GPa |
| 热导率（20 °C） | ≈ 26 W/m·K |
| 热膨胀系数（20–100 °C） | ≈ 10.9 µm/m·K |
热处理、焊接和机加工
| 项目 | 常规做法 |
|---|---|
| 使用温度 | 蠕变工况下使用至约600–625 °C（ASME允许至649 °C）。 |
| 热处理 | 正火1,040–1,080 °C + 回火730–800 °C（Type 1）。若超出该温度范围或冷却不当，会形成铁素体/未回火马氏体，丧失抗蠕变性能。 |
| 焊接 | 预热200–250 °C，层间温度≤ 300–350 °C，PWHT前冷却至约100 °C以下；焊材AWS E9015-B91 / E9018-B91（A5.5）、ER90S-B91（A5.28）、E91T1-B91；必须进行745–775 °C的PWHT。控制焊缝金属的Ni+Mn含量（< 1.2%）。 |
| 机加工 | 中等；比F22更难加工，需使用硬质合金刀具。 |
规划 ASTM A182 F91 Type 1 的自由锻：锻造比、细长比以及需要发送的材料量 →模拟钢锭或棒材的下料方案 →
焊接用填充金属
焊丝成分通常与母材不完全相同：各页面会说明原因。
典型应用
- 超临界电站的主蒸汽管道和再热蒸汽管道
- 锅炉和余热锅炉（HRSG）的集箱及管件
- 高压高温阀门
- 炼厂高温加热炉和换热器
- 容器接管和抗蠕变部件
替代材料： 较低温度/压力和更简单的焊接用F22；要求更高抗蠕变性能用F92（含W）；关注硫化而非蠕变时用F9；约625 °C以上用347H不锈钢。
ASTM A182 F91 Type 1：完整指南
ASTM A182 F91钢是什么
F91是Grade 91的锻件版本，与P91和T91管材为同一合金。它属于高温用Cr-Mo合金钢系列，与F11、F22、F5和F9同属一类。与不锈钢不同，选用F91不是为了耐水溶液腐蚀，而是为了抗蠕变，即在500至650 °C下承受数万小时应力而不产生过大变形的能力。
化学成分及各元素的作用
9%铬和1%钼提供抗蒸汽氧化能力和固溶强化。使F91区别于F9的是受控添加的钒（0.18 – 0.25%）、铌（0.06 – 0.10%）和氮（0.030 – 0.070%）：这些元素形成细小而稳定的碳氮化物，在服役期间钉扎组织，使抗蠕变性能高于常规9Cr-1Mo。铝限制在0.02%，以免消耗氮。
热处理
标准工艺为1,040 – 1,080 °C正火，然后730 – 800 °C回火。Dustre在自有炉中完成该工艺并留有温度记录，属于其热处理服务的一部分。经过锻造或显著冷变形的零件必须重新进行完整的热处理循环。
焊接
F91的焊接至关重要，需要经评定的工艺：同类焊材（9Cr-1Mo-V）、预热200 – 250 °C、控制层间温度，以及745 – 775 °C的焊后热处理。若无PWHT，热影响区仍为硬而脆的马氏体，接头丧失抗蠕变性能。这是采购和使用该材料制造时的主要关注点。
应用
锅炉和汽轮机中的法兰、锻造管件、阀门、集箱、封头和蒸汽管道零件；工作温度在500 °C以上的炼油和石化设备；炉子和反应器部件。在450 °C以下的温度，通常用F22或F11替代F91更经济。
供货形式与Dustre服务
自由锻圆棒和方坯，带锯定尺切割，粗加工或精加工机加工，以及硬度、拉伸和冲击试验。所有材料均附3.1检验证书并可追溯炉号。
常见问题
ASTM A182 F91 Type 1 的化学成分是什么？
依据 ASTM A182/A182M – F91 Type 1：C 0.08 – 0.12; Mn 0.30 – 0.60; P ≤ 0.020; S ≤ 0.010; Si 0.20 – 0.50; Ni ≤ 0.40。
哪些标准涵盖 ASTM A182 F91 Type 1？
锻件（法兰、管件、阀门）: ASTM A182/A182M F91 Type 1 / Type 2；ASME SA-182. 大型锻件: ASTM A336 F91. 管材: ASTM A335 P91 / A213 T91. 板材: ASTM A387 Gr 91. 对焊管件: ASTM A234 WP91. 铸件: ASTM A217 C12A.
ASTM A182 F91 Type 1 最高可在多少温度下使用？
蠕变工况下使用至约600–625 °C（ASME允许至649 °C）。
哪些材料可以替代 ASTM A182 F91 Type 1？
较低温度/压力和更简单的焊接用F22；要求更高抗蠕变性能用F92（含W）；关注硫化而非蠕变时用F9；约625 °C以上用347H不锈钢。
在巴西哪里可以购买 ASTM A182 F91 Type 1？
Dustre 供应棒材、板材、管材、块料以及锻造或机加工零件形态的 ASTM A182 F91 Type 1，视库存情况而定，并附质量证书。总部位于 Osasco/SP，分公司位于 Joinville/SC 和 Baixo Guandu/ES，可发货至巴西全国。如需报价，请通过 WhatsApp +55 11 98649-0075 联系我们的助理 Helena，或发送邮件至 [email protected]。
