馬氏體不銹鋼可分為鉻系馬氏(shi)體不銹鋼(gang)和低碳鉻－鎳－鉬系（超級）馬氏體不銹鋼。由于它們的合金系統不同，其微觀組織及其性能有較大的差異。
一(yi)、鉻系馬氏體(ti)不銹鋼的焊接性
鉻系馬氏體不銹鋼有 1Cr13、2Cr13、3Cr13、Y3Cr13、3Cr13Mo、4Cr13、3Cr16、7Cr17等鋼種，這些鋼種是鉻從11.5%~18%按其耐腐蝕性派生出來的。鉻是鐵素體形成元素，為了保持馬氏體組織，較高的鉻需要較多的碳含量，以使在熱處理后形成馬氏體。馬氏體不銹鋼在臨界溫度（AC3)以上是面心立方的奧氏體組織，在快速冷卻到臨界溫度以下時，奧氏體轉變為體心立方的馬氏體。組織的轉變引起體積變化，產生應力，從而提高了硬度和降低了塑性。這一特性對于焊接接頭的影響尤其重要，因此焊后在熱影響區容易引起裂紋。特別是電弧焊時，熔池因吸收氫的作用，剛度大的結構焊后經過一定的潛伏期，氫將引起焊縫和熔合區的延遲（冷）裂紋。與碳鋼、低合金鋼相比，馬氏體不銹鋼中氫的擴散速度緩慢，約為碳鋼的1/10~1/25。延遲裂紋在焊后5天之內仍應注意，有可能發生開裂。
鉻系(xi)馬(ma)氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)隨著(zhu)碳(tan)含量(liang)(liang)的(de)增(zeng)(zeng)加，焊(han)接(jie)接(jie)頭(tou)的(de)冷裂紋(wen)傾向加大。所以(yi)(yi)用來制造焊(han)接(jie)結構的(de)多數是1Cr13、2Cr13等馬(ma)氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)，含碳(tan)量(liang)(liang)更高的(de)3Cr13、4Cr13等冷裂紋(wen)傾向更強，一般不(bu)能焊(han)接(jie)。已知Cr13型不(bu)銹(xiu)鋼(gang)中隨碳(tan)+氮含量(liang)(liang)的(de)增(zeng)(zeng)加，硬化加強，裂紋(wen)傾向加劇。可(ke)見降低(di)碳(tan)+氮可(ke)以(yi)(yi)顯著(zhu)改善Cr13型馬(ma)氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)焊(han)接(jie)延遲裂紋(wen)的(de)敏感(gan)性。
1Cr13馬氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼，實際上是半馬氏(shi)體(ti)組織，在(zai)焊(han)(han)接熱影響(xiang)區近縫區會形成粗(cu)大(da)鐵(tie)素(su)體(ti)及沿(yan)晶界析(xi)出的碳、氮(dan)化合物(wu)，塑性(xing)、韌性(xing)顯著降低(di)。因(yin)此在(zai)采用同質焊(han)(han)材時，焊(han)(han)材中應添(tian)加鈮、鈦、鋁等合金(jin)元素(su)，可細化晶粒，提高焊(han)(han)縫金(jin)屬的塑性(xing)、韌性(xing)，防(fang)止裂(lie)紋的產生。
二、鉻系馬氏體不(bu)銹鋼的焊(han)接方法(fa)及焊(han)接材料
熔化焊的各種方法均可用來焊接鉻系馬氏體不銹鋼，但最常用的方法是手工焊條電弧焊和鎢極氬弧焊。當采用手工焊條電弧焊時應盡可能采用低氫、超低氫焊條，焊前焊條要經過300℃~350℃的高溫烘烤以減少擴散氫的含量，降低冷裂紋的敏感性。鎢極氬弧焊（TIG)主要使用于薄壁構件和管道焊件，以及重要部件的打底焊。TIG焊的特點是焊接質量高，焊縫成型美觀，可單面焊雙面成型，保證鋼管內焊縫的成型質量。焊接時為防止背面氧化，打底焊通常采取氬氣背面保護的措施。Ar+CO2或Ar+O2的富氬混合氣體保護焊也常用于焊接馬氏體不銹鋼，具有焊接效率高、焊縫質量較好以及焊縫金屬具有較高抗氫致（冷）裂紋的特點。表2-6是已標準化的Cr13型馬氏體及低碳鉻－鎳－鉬系馬氏體不銹鋼常用焊材和焊接方法。
鉻系馬(ma)氏體不銹鋼，因焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)性(xing)較(jiao)差，采(cai)(cai)用(yong)與(yu)母材成分相同的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)材時(shi)(shi)，通常均應(ying)采(cai)(cai)取焊(han)(han)(han)(han)(han)前(qian)預熱(re)，焊(han)(han)(han)(han)(han)后熱(re)處(chu)理(li)。但當焊(han)(han)(han)(han)(han)件(jian)的(de)(de)拘束度(du)大(da)，且難以進行(xing)預熱(re)和(he)(he)焊(han)(han)(han)(han)(han)后熱(re)處(chu)理(li)時(shi)(shi)，也可以采(cai)(cai)用(yong)奧氏體型焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)材料（表2-6),以提高(gao)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭的(de)(de)塑性(xing)和(he)(he)韌(ren)性(xing)，防(fang)止裂紋的(de)(de)發生。但奧氏體或以奧氏體為主的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)縫金屬強度(du)要低(di)于(yu)馬(ma)氏體母材，而且由于(yu)焊(han)(han)(han)(han)(han)縫金屬的(de)(de)化學成分和(he)(he)顯微組織與(yu)母材差別(bie)較(jiao)大(da)，焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)殘余應(ying)力較(jiao)大(da)，對(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭的(de)(de)使用(yong)性(xing)能(neng)產生不利(li)影響(xiang)，特別(bie)是對(dui)接(jie)(jie)(jie)頭的(de)(de)疲勞蠕變性(xing)能(neng)和(he)(he)應(ying)力腐蝕(shi)破裂不利(li)。因此(ci)，采(cai)(cai)用(yong)奧氏體焊(han)(han)(han)(han)(han)材時(shi)(shi)，應(ying)根據使用(yong)條件(jian)嚴(yan)格選擇，并要求進行(xing)工(gong)藝評(ping)定。有(you)時(shi)(shi)還可采(cai)(cai)用(yong)鎳(nie)基(ji)合金焊(han)(han)(han)(han)(han)材，使焊(han)(han)(han)(han)(han)縫的(de)(de)膨脹系數與(yu)母材接(jie)(jie)(jie)近，盡(jin)量降低(di)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)殘余應(ying)力和(he)(he)高(gao)溫熱(re)應(ying)力。
由(you)于馬(ma)氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)(gang)焊(han)(han)接性較差，焊(han)(han)接馬(ma)氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)(gang)時(shi)，不(bu)論用(yong)手工電弧(hu)焊(han)(han)、藥(yao)芯焊(han)(han)絲半自(zi)動(dong)焊(han)(han)接或自(zi)動(dong)焊(han)(han)，還(huan)是用(yong)氣體保(bao)護焊(han)(han)（TIG或MIG)、自(zi)動(dong)埋弧(hu)焊(han)(han)，都必須(xu)預(yu)熱(re)，保(bao)持層(ceng)間(jian)溫度，并進行焊(han)(han)后熱(re)處理。預(yu)熱(re)溫度一(yi)(yi)般為200℃~300℃.雖然(ran)馬(ma)氏(shi)體轉變溫度甚高，但并不(bu)推薦(jian)采用(yong)高于300℃的(de)預(yu)熱(re)與層(ceng)間(jian)溫度。鋼(gang)(gang)中(zhong)的(de)含(han)碳量仍然(ran)是一(yi)(yi)個主(zhu)要因素(su)，由(you)它(ta)來選擇預(yu)熱(re)溫度，當然(ran)還(huan)與工件(jian)厚(hou)度有關(guan)。一(yi)(yi)旦要采取焊(han)(han)后熱(re)處理措施，必須(xu)全面考慮冶(ye)金(jin)因素(su)的(de)利弊。
藥芯焊(han)絲(si)(si)與(yu)埋弧焊(han)、氣體保護焊(han)（包括熔化與(yu)非熔化極）焊(han)絲(si)(si)的熔敷(fu)金屬、化學成(cheng)分與(yu)手工電(dian)弧焊(han)焊(han)條僅在硅、銅(tong)、錳含量上有些(xie)區別，其(qi)他基本(ben)一(yi)樣(yang)。
馬氏體不銹鋼焊(han)(han)后熱(re)(re)(re)處(chu)理(li)的(de)(de)(de)(de)作用(yong)有(you)二(er)：一是通過退(tui)火(huo)降低(di)焊(han)(han)縫金屬與熱(re)(re)(re)影(ying)響區(qu)(qu)的(de)(de)(de)(de)硬(ying)度(du)，以改善韌(ren)性；二(er)是降低(di)焊(han)(han)接殘余應(ying)力。通常對(dui)這類鋼的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)后熱(re)(re)(re)處(chu)理(li)采(cai)用(yong)亞臨界退(tui)火(huo)及完(wan)全(quan)退(tui)火(huo)。完(wan)全(quan)退(tui)火(huo)適用(yong)于把(ba)多相(xiang)組成的(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)影(ying)響區(qu)(qu)轉化(hua)(hua)為(wei)含鐵素體的(de)(de)(de)(de)組織。完(wan)全(quan)退(tui)火(huo)需有(you)適當的(de)(de)(de)(de)過程控制，只有(you)在(zai)要求取得最為(wei)軟化(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)條(tiao)件(jian)下才(cai)采(cai)用(yong)，因為(wei)它有(you)形(xing)成粗大碳(tan)化(hua)(hua)物(wu)的(de)(de)(de)(de)副作用(yong)。
電(dian)阻點焊(han)(han)(han)、閃光焊(han)(han)(han)、電(dian)子(zi)束焊(han)(han)(han)以及高(gao)頻電(dian)阻焊(han)(han)(han)皆(jie)可用于馬氏體不銹鋼(gang)的焊(han)(han)(han)接，注(zhu)意事項同上面電(dian)弧焊(han)(han)(han)中所述相(xiang)同。
三(san)、低(di)碳鉻－鎳－鉬系馬氏體不銹鋼的焊接(jie)
在鉻系馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼中加入(ru)鎳、鉬，降低(di)碳含量，就成為低(di)碳鉻－鎳－鉬馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼。這種(zhong)鋼在不(bu)同溫度下產生不(bu)同數量的(de)(de)逆變奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)，但均保持(chi)鉻系馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼的(de)(de)強(qiang)度和硬度，同時又提高了鋼的(de)(de)韌性，特別是其焊接性能得(de)到根本的(de)(de)改善。
低碳(tan)(tan)鉻－鎳－鉬系馬氏體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)，通(tong)常(chang)采用同質焊接材料焊接，見表2-6。焊前一(yi)般不需(xu)要預熱(re)或只需(xu)低溫（150℃)預熱(re)，焊后(hou)需(xu)熱(re)處理（600℃,2h)來保(bao)證焊縫(feng)和熱(re)影(ying)(ying)響(xiang)區逆變奧氏體(ti)，恢復其韌(ren)性。由于加熱(re)對含鎳（Ni)、鉬（Mo)的低碳(tan)(tan)馬氏體(ti)鋼(gang)的塑(su)性、韌(ren)性及淬硬傾向(xiang)的影(ying)(ying)響(xiang)不太顯著，因(yin)此其抗裂性能也比較好。
綜上所述，鉻系馬氏(shi)體(ti)(ti)不銹鋼在(zai)(zai)降碳,增(zeng)加鎳、鉬(mu)合金元素以后，在(zai)(zai)回火狀態下，鋼中(zhong)產生一(yi)定的逆(ni)變奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)相(xiang)，焊接加熱(re)時的晶粒長大(da)趨勢受(shou)到抑(yi)制(zhi)，降低了淬硬傾向(xiang)，改善(shan)了塑、韌性。同時，由(you)于逆(ni)變奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)的存在(zai)(zai)，提高了吸(xi)收氫的能力，降低了氫的擴散作用(yong)，使焊接冷裂(lie)紋的敏感性大(da)大(da)降低。這種鋼的另(ling)一(yi)特點是可(ke)以通過(guo)焊后熱(re)處(chu)理(li)恢復逆(ni)變奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)量(liang)，進一(yi)步改善(shan)焊接頭的性能，因而在(zai)(zai)大(da)型焊接結構如水(shui)電、火電、核電等工程和壓(ya)力容器中(zhong)有廣闊的應用(yong)前景。
這類(lei)鋼各(ge)種厚度的(de)板材均可焊(han)接(jie)，即使特厚板用電渣焊(han)，也可以(yi)不預熱和焊(han)后不需立即處理。
