随着火电厂机组向大容量、高参数方向发展，对材料性能的要求也越来越苛刻。SA-213T91钢管是目前火力发电厂中超临界/超超临界锅炉用首选材料之一，但目前关于T91材料的组织认定、运行过程中的组织退化规律以及内壁氧化膜的形成机制还存在争议，因此非常有必要对上述问题做进一步的研究和探讨。本文以T91管交货态的新管、电厂实际运行管以及加速老化实验管为研究对象，探讨了不同温度和时间的正火、回火处理对T91新管组织和硬度的影响，对组织进行了认定；用萃取的方法分别从实际运行管和高温加速老化管中提取碳化物，并对碳化物成分、物相和形貌进行了详细分析；最后就T91管水蒸汽侧氧化膜的形成机理进行了深入研究。首先，我们讨论了不同温度和时间的正火、回火工艺对T91管交货前的组织和硬度的影响。金相分析、XRD物相分析、SEM形貌分析和硬度测量等实验结果表明，随正火温度的升高，形成的板条马氏体粗大，碳化物和合金元素的固溶完全，1050℃正火后硬度最高，约为380Hv；随回火温度升高，将发生正火马氏体的回复、再结晶和相变重结晶过程，790℃为再结晶点，820℃为相变重结晶点；在一定温度下，回火时间也对T91正火组织产生影响，760℃下，随回火时间延长，将发生马氏体分解；随回火温度升高或时间延长，硬度下降。综合考虑，T91管的最佳正火工艺为1050℃-40min，最佳回火工艺为760℃-2h，最终获得的组织为回火马氏体，即T91管交货态（新管）的组织。然后，分析了运行时间、压力和温度对T91管组织和硬度的影响。金相实验、碳化物萃取后XRD分析及SEM形貌观察结果表明，运行时间越长，压力和温度越高，T91管中马氏体位向逐渐消失；碳化物尺寸逐渐增大，而数量逐渐减少；碳化物形貌由杆状向球状转变；T91管的硬度也会随之下降。同时发现，碳化物中的合金元素迁移相对量中以Mo最多,Cr次之,Fe的含量则是逐渐降低。最后，对T91管蒸汽侧氧化皮的形成机理进行了讨论，认为氧化皮的形成过程是Fe原子向外扩散的外生长和O原子向内扩散的内生长两个同时进行的过程，最终生成的氧化皮共分三层：以Fe2O3/Fe3O4为主的外层，以(Fe，Cr)3O4为主的内层和富Cr的过渡区。