T91鋼因其優(yōu)異的高溫持久性能、抗蠕變性能以及良好的導(dǎo)熱性、低的線膨脹系數(shù)、較低的生產(chǎn)成本，最高使用的上限溫度可達(dá)593℃，因此其成為超高臨界壓發(fā)電廠鍋爐管用鋼不可替代的材料。T91 鋼熱軋態(tài)為板條馬氏體，因其較高的硬度使得后期的加工工序難以進(jìn)行，因此需要進(jìn)行回火處理來降低硬度。過低的回火溫度對T91鋼的組織性能影響不大；T91 鋼的再結(jié)晶溫度為790 ℃，過高的回火溫度會使組織發(fā)生再結(jié)晶生成鐵素體，造成組織形態(tài)不均。
科研工作者結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況，為改善T91組織性能而利于后期加工，利用金相觀察、掃描電鏡及顯微硬度試驗(yàn)等手段，研究分析300～780℃不同回火溫度及回火冷卻速度下T91鋼的組織及硬度變化規(guī)律。試驗(yàn)結(jié)果表明，300～400℃回復(fù)程度低，硬度難以降低; 500～600℃為碳化物析出敏感區(qū)間，大量碳化物在基體彌散析出，在此區(qū)間硬度較高且有上升趨勢; 隨著溫度從600升高到780℃，碳化物沿晶界充分析出，硬度降低。
隨著回火冷卻速度的增加，硬度逐漸降低，以5℃/min 緩慢冷卻經(jīng)過500～600℃敏感區(qū)間，碳化物彌散析出，基體硬度較高；以780℃回火保溫和較快冷卻速度(50℃/min) 進(jìn)行冷卻處理后，快速通過碳化物析出敏感區(qū)間，碳化物在基體析出少，硬度明顯降低，綜合性能滿足后續(xù)加工。