馬氏體不銹鋼可分為鉻系馬氏體不(bu)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、鉻系馬氏體不銹鋼的焊接性
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。
鉻系馬(ma)氏(shi)體(ti)不(bu)銹鋼隨(sui)著(zhu)碳含(han)量的(de)增(zeng)加(jia)(jia)，焊(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭的(de)冷(leng)裂(lie)紋(wen)傾向加(jia)(jia)大。所以用(yong)來制(zhi)造焊(han)接(jie)(jie)(jie)結構的(de)多數(shu)是1Cr13、2Cr13等(deng)馬(ma)氏(shi)體(ti)不(bu)銹鋼，含(han)碳量更(geng)(geng)高的(de)3Cr13、4Cr13等(deng)冷(leng)裂(lie)紋(wen)傾向更(geng)(geng)強，一般不(bu)能(neng)焊(han)接(jie)(jie)(jie)。已(yi)知Cr13型(xing)不(bu)銹鋼中隨(sui)碳+氮含(han)量的(de)增(zeng)加(jia)(jia)，硬化加(jia)(jia)強，裂(lie)紋(wen)傾向加(jia)(jia)劇。可見降(jiang)低碳+氮可以顯著(zhu)改善(shan)Cr13型(xing)馬(ma)氏(shi)體(ti)不(bu)銹鋼的(de)焊(han)接(jie)(jie)(jie)延遲裂(lie)紋(wen)的(de)敏感性。
1Cr13馬氏體(ti)(ti)不(bu)銹鋼，實際上是半馬氏體(ti)(ti)組織，在(zai)焊(han)接熱影響區近縫區會形成粗(cu)大鐵素體(ti)(ti)及沿晶(jing)界(jie)析出的(de)碳、氮(dan)化合物，塑性、韌性顯著降低。因此(ci)在(zai)采用同質焊(han)材時，焊(han)材中(zhong)應添加鈮、鈦(tai)、鋁(lv)等合金元素，可細化晶(jing)粒，提高焊(han)縫金屬的(de)塑性、韌性，防(fang)止裂紋(wen)的(de)產生。
二、鉻(ge)系馬(ma)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。
鉻系馬氏(shi)體(ti)(ti)(ti)不(bu)銹鋼，因焊(han)(han)(han)(han)接(jie)性(xing)較(jiao)差(cha)，采(cai)用(yong)(yong)與(yu)(yu)母(mu)(mu)材成(cheng)(cheng)分相同(tong)的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)材時，通(tong)常均應(ying)采(cai)取焊(han)(han)(han)(han)前預熱(re)(re)，焊(han)(han)(han)(han)后熱(re)(re)處理。但當(dang)焊(han)(han)(han)(han)件(jian)的(de)(de)拘束度(du)大(da)(da)，且難以(yi)(yi)進行預熱(re)(re)和(he)(he)(he)焊(han)(han)(han)(han)后熱(re)(re)處理時，也可以(yi)(yi)采(cai)用(yong)(yong)奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)型焊(han)(han)(han)(han)接(jie)材料（表2-6),以(yi)(yi)提高焊(han)(han)(han)(han)接(jie)接(jie)頭的(de)(de)塑性(xing)和(he)(he)(he)韌性(xing)，防止(zhi)裂紋的(de)(de)發生。但奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)或以(yi)(yi)奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)為主(zhu)的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)縫金(jin)屬強(qiang)度(du)要(yao)低(di)(di)于(yu)馬氏(shi)體(ti)(ti)(ti)母(mu)(mu)材，而且由(you)于(yu)焊(han)(han)(han)(han)縫金(jin)屬的(de)(de)化學成(cheng)(cheng)分和(he)(he)(he)顯(xian)微組織(zhi)與(yu)(yu)母(mu)(mu)材差(cha)別較(jiao)大(da)(da)，焊(han)(han)(han)(han)接(jie)殘(can)余(yu)應(ying)力較(jiao)大(da)(da)，對焊(han)(han)(han)(han)接(jie)接(jie)頭的(de)(de)使(shi)用(yong)(yong)性(xing)能(neng)產(chan)生不(bu)利(li)影(ying)響，特(te)別是對接(jie)頭的(de)(de)疲(pi)勞蠕變(bian)性(xing)能(neng)和(he)(he)(he)應(ying)力腐(fu)蝕(shi)破裂不(bu)利(li)。因此，采(cai)用(yong)(yong)奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)焊(han)(han)(han)(han)材時，應(ying)根據使(shi)用(yong)(yong)條件(jian)嚴(yan)格選擇，并(bing)要(yao)求進行工藝評定(ding)。有(you)時還可采(cai)用(yong)(yong)鎳基合金(jin)焊(han)(han)(han)(han)材，使(shi)焊(han)(han)(han)(han)縫的(de)(de)膨脹系數與(yu)(yu)母(mu)(mu)材接(jie)近，盡量降(jiang)低(di)(di)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)殘(can)余(yu)應(ying)力和(he)(he)(he)高溫熱(re)(re)應(ying)力。
由于馬氏(shi)(shi)體不銹(xiu)鋼(gang)(gang)焊(han)(han)接性較差，焊(han)(han)接馬氏(shi)(shi)體不銹(xiu)鋼(gang)(gang)時，不論(lun)用(yong)手(shou)工電弧焊(han)(han)、藥芯(xin)焊(han)(han)絲半自(zi)動(dong)焊(han)(han)接或(huo)自(zi)動(dong)焊(han)(han)，還是用(yong)氣體保(bao)(bao)護焊(han)(han)（TIG或(huo)MIG)、自(zi)動(dong)埋弧焊(han)(han)，都必須預熱，保(bao)(bao)持層間溫(wen)(wen)度(du)(du)，并進行焊(han)(han)后熱處理。預熱溫(wen)(wen)度(du)(du)一(yi)般為200℃~300℃.雖然馬氏(shi)(shi)體轉變溫(wen)(wen)度(du)(du)甚高(gao)(gao)，但并不推薦采用(yong)高(gao)(gao)于300℃的預熱與層間溫(wen)(wen)度(du)(du)。鋼(gang)(gang)中(zhong)的含碳量仍(reng)然是一(yi)個主要因(yin)(yin)素(su)，由它來(lai)選擇預熱溫(wen)(wen)度(du)(du)，當然還與工件厚度(du)(du)有關。一(yi)旦要采取焊(han)(han)后熱處理措施，必須全(quan)面考慮冶金因(yin)(yin)素(su)的利弊(bi)。
藥芯焊(han)(han)(han)絲與埋弧焊(han)(han)(han)、氣體(ti)保護焊(han)(han)(han)（包括熔(rong)化(hua)與非熔(rong)化(hua)極）焊(han)(han)(han)絲的熔(rong)敷金屬(shu)、化(hua)學成(cheng)分(fen)與手工(gong)電弧焊(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)條僅在硅、銅、錳含量上有些區別，其他基本一樣。
馬氏(shi)體不銹鋼(gang)焊后熱(re)處(chu)理的作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)有(you)二(er)：一(yi)是(shi)通過(guo)(guo)退火降低焊縫金屬與熱(re)影響(xiang)區的硬(ying)度，以改善韌性；二(er)是(shi)降低焊接殘余(yu)應力。通常對這類鋼(gang)的焊后熱(re)處(chu)理采用(yong)(yong)亞臨界退火及完(wan)全退火。完(wan)全退火適用(yong)(yong)于把(ba)多相(xiang)組成的熱(re)影響(xiang)區轉化(hua)為含鐵素體的組織。完(wan)全退火需有(you)適當的過(guo)(guo)程控制，只有(you)在(zai)要求取得最為軟化(hua)的條件下才采用(yong)(yong)，因為它(ta)有(you)形成粗大碳化(hua)物的副作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)。
電阻點焊、閃光(guang)焊、電子束焊以及高頻電阻焊皆(jie)可(ke)用于馬氏體不銹鋼(gang)的焊接，注(zhu)意事項同上面(mian)電弧(hu)焊中(zhong)所述(shu)相(xiang)同。
三、低(di)碳鉻－鎳(nie)－鉬系馬氏體不銹鋼(gang)的焊接
在(zai)鉻(ge)系馬氏(shi)(shi)體不(bu)銹鋼(gang)(gang)中加入鎳、鉬，降(jiang)低碳(tan)含量，就(jiu)成為低碳(tan)鉻(ge)－鎳－鉬馬氏(shi)(shi)體不(bu)銹鋼(gang)(gang)。這種鋼(gang)(gang)在(zai)不(bu)同溫度下產生不(bu)同數量的逆變奧氏(shi)(shi)體，但(dan)均保持鉻(ge)系馬氏(shi)(shi)體不(bu)銹鋼(gang)(gang)的強度和硬度，同時又提(ti)高了鋼(gang)(gang)的韌性，特別是(shi)其焊接性能(neng)得到根本的改善。
低碳鉻－鎳－鉬系馬氏體(ti)不銹鋼，通(tong)常采用同質焊(han)接材料焊(han)接，見表(biao)2-6。焊(han)前一般不需(xu)(xu)要(yao)預熱(re)或只需(xu)(xu)低溫（150℃)預熱(re)，焊(han)后(hou)需(xu)(xu)熱(re)處理（600℃,2h)來保(bao)證(zheng)焊(han)縫和(he)熱(re)影(ying)(ying)響區逆變奧氏體(ti)，恢復其韌性(xing)(xing)。由于(yu)加熱(re)對含(han)鎳（Ni)、鉬（Mo)的低碳馬氏體(ti)鋼的塑性(xing)(xing)、韌性(xing)(xing)及淬硬傾向的影(ying)(ying)響不太顯著，因此其抗裂性(xing)(xing)能(neng)也比(bi)較好。
綜(zong)上(shang)所述(shu)，鉻系馬(ma)氏體(ti)不銹鋼(gang)在(zai)降碳,增(zeng)加鎳、鉬合(he)金元素以后，在(zai)回火狀態(tai)下，鋼(gang)中(zhong)產生一定的逆變奧氏體(ti)相，焊(han)接加熱(re)時(shi)的晶粒長大(da)趨(qu)勢(shi)受到抑制，降低(di)了淬(cui)硬(ying)傾向，改善了塑(su)、韌性。同(tong)時(shi)，由于逆變奧氏體(ti)的存在(zai)，提(ti)高了吸收氫(qing)的能(neng)力(li)，降低(di)了氫(qing)的擴散作用(yong)，使(shi)焊(han)接冷裂紋的敏感性大(da)大(da)降低(di)。這(zhe)種鋼(gang)的另一特點是可以通過焊(han)后熱(re)處理恢復逆變奧氏體(ti)量(liang)，進一步改善焊(han)接頭的性能(neng)，因(yin)而在(zai)大(da)型焊(han)接結構如水電(dian)、火電(dian)、核電(dian)等工程和(he)壓力(li)容器中(zhong)有廣闊的應(ying)用(yong)前景。
這類鋼各種厚度的板材均可焊接，即(ji)使(shi)特厚板用電渣(zha)焊，也可以不(bu)預熱和焊后(hou)不(bu)需(xu)立(li)即(ji)處(chu)理(li)。
