9%Cr-1%Mo钢由于其极好的抗蠕变性和抗高温腐蚀性能被广泛用于传统热动力装置中的高温零部件。广泛使用的P91是一种加有微合金化元素Nb和V的改进型9%Cr-1%Mo钢。P91钢的显微组织中因存在亚微米级的Nb和V的碳氮化物颗粒，使其显示出增强的抗蠕变性能。这些颗粒是在制造和热处理过程中形成的。

尽管9%Cr-1%Mo钢具有明显的抗腐蚀和抗蠕变性能，但由于零部件在长期服役后或经过极度的局部过热后出现显微组织变化，导致9%Cr-1%Mo钢可能遭受性能降低。装置停止过程中当它们被冷却时，它们还要经历氢损失。

P91钢通常以调质状态服役。经过在约1040℃时奥氏体化的正火处理+空冷，接着在约780℃时回火，得到这种状态。该处理结果形成细小的亚微米级碳化物颗粒分布的回火马氏体组织。这种显微组织在600℃以上的温度服役时非常稳定，因此具有良好的抗蠕变性能。

当材料逐渐冷到室温时，材料失效的潜伏缘由是氢导致的裂纹，所以测定材料中氢扩散和聚集的参数，以及弄清这些参数与显微组织的碳化物颗粒尺寸、性质、密度及位错密度等特性之间的关系至关重要。有科研职员对改进型9%Cr-1%Mo钢（P91）中氢扩散进行了研究。为了获得不同位错密度和不同性质的碳氮化物析出所形成的显微组织，他们选择了五种不同的冶金条件，见表1。

 随测试温度和冶

表1 对P91钢进行的5种热处理