馬氏體不銹鋼可分為鉻系馬氏體不銹鋼和低碳鉻－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(ge)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(ge)系馬(ma)氏體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼隨著碳(tan)含(han)量(liang)的增(zeng)加(jia)，焊接(jie)接(jie)頭的冷(leng)裂(lie)(lie)紋(wen)傾向(xiang)(xiang)加(jia)大。所以用(yong)來制造焊接(jie)結構的多數是(shi)1Cr13、2Cr13等馬(ma)氏體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼，含(han)碳(tan)量(liang)更高(gao)的3Cr13、4Cr13等冷(leng)裂(lie)(lie)紋(wen)傾向(xiang)(xiang)更強，一般不(bu)(bu)能焊接(jie)。已知Cr13型不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼中隨碳(tan)+氮(dan)含(han)量(liang)的增(zeng)加(jia)，硬化加(jia)強，裂(lie)(lie)紋(wen)傾向(xiang)(xiang)加(jia)劇。可見降低(di)碳(tan)+氮(dan)可以顯(xian)著改善Cr13型馬(ma)氏體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼的焊接(jie)延遲裂(lie)(lie)紋(wen)的敏感性。
1Cr13馬(ma)氏體(ti)不銹鋼，實際上是半馬(ma)氏體(ti)組織(zhi)，在(zai)焊(han)(han)接熱影(ying)響區近縫區會形成粗大鐵(tie)素體(ti)及沿晶(jing)界(jie)析出的碳、氮化合物，塑性(xing)、韌性(xing)顯著(zhu)降低。因此在(zai)采用同質焊(han)(han)材時，焊(han)(han)材中(zhong)應添加(jia)鈮、鈦、鋁等合金(jin)元素，可細化晶(jing)粒(li)，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(sheng)。
二、鉻系馬氏體不(bu)銹鋼的焊(han)接方法及焊(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(ge)系馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)，因焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)性(xing)(xing)較差，采(cai)用(yong)與母材(cai)(cai)(cai)成(cheng)分(fen)相(xiang)同的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)材(cai)(cai)(cai)時，通(tong)常均應(ying)(ying)采(cai)取焊(han)(han)(han)(han)前(qian)預(yu)熱(re)(re)，焊(han)(han)(han)(han)后(hou)熱(re)(re)處理(li)。但當焊(han)(han)(han)(han)件的(de)(de)拘束度大，且難以進行預(yu)熱(re)(re)和焊(han)(han)(han)(han)后(hou)熱(re)(re)處理(li)時，也(ye)可以采(cai)用(yong)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)型焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)材(cai)(cai)(cai)料（表2-6),以提高焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)的(de)(de)塑性(xing)(xing)和韌性(xing)(xing)，防止裂紋的(de)(de)發生。但奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)或以奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)為主的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)縫金屬強度要(yao)低于(yu)馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)母材(cai)(cai)(cai)，而且由(you)于(yu)焊(han)(han)(han)(han)縫金屬的(de)(de)化學成(cheng)分(fen)和顯微組織(zhi)與母材(cai)(cai)(cai)差別較大，焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)殘(can)余應(ying)(ying)力較大，對(dui)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)的(de)(de)使用(yong)性(xing)(xing)能(neng)產生不(bu)(bu)利(li)影響，特(te)別是對(dui)接(jie)(jie)頭(tou)的(de)(de)疲勞(lao)蠕變性(xing)(xing)能(neng)和應(ying)(ying)力腐蝕破裂不(bu)(bu)利(li)。因此，采(cai)用(yong)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)焊(han)(han)(han)(han)材(cai)(cai)(cai)時，應(ying)(ying)根據(ju)使用(yong)條件嚴格選擇(ze)，并要(yao)求進行工(gong)藝評(ping)定。有時還(huan)可采(cai)用(yong)鎳基合金焊(han)(han)(han)(han)材(cai)(cai)(cai)，使焊(han)(han)(han)(han)縫的(de)(de)膨脹(zhang)系數與母材(cai)(cai)(cai)接(jie)(jie)近，盡(jin)量降低焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)殘(can)余應(ying)(ying)力和高溫熱(re)(re)應(ying)(ying)力。
由于馬(ma)氏(shi)體(ti)不(bu)銹鋼焊(han)接性(xing)較(jiao)差，焊(han)接馬(ma)氏(shi)體(ti)不(bu)銹鋼時，不(bu)論(lun)用手工電弧焊(han)、藥芯焊(han)絲半自(zi)動焊(han)接或自(zi)動焊(han)，還是(shi)用氣體(ti)保護(hu)焊(han)（TIG或MIG)、自(zi)動埋(mai)弧焊(han)，都(dou)必須預(yu)熱(re)，保持層間(jian)溫(wen)度，并進行焊(han)后(hou)熱(re)處理(li)。預(yu)熱(re)溫(wen)度一般(ban)為200℃~300℃.雖然(ran)馬(ma)氏(shi)體(ti)轉變溫(wen)度甚高，但并不(bu)推薦(jian)采(cai)用高于300℃的預(yu)熱(re)與(yu)(yu)層間(jian)溫(wen)度。鋼中的含碳量仍(reng)然(ran)是(shi)一個主要因素(su)，由它來選擇預(yu)熱(re)溫(wen)度，當然(ran)還與(yu)(yu)工件厚度有關。一旦要采(cai)取(qu)焊(han)后(hou)熱(re)處理(li)措施，必須全面考慮冶金(jin)因素(su)的利(li)弊(bi)。
藥芯焊(han)(han)絲與(yu)(yu)(yu)埋(mai)弧焊(han)(han)、氣體保(bao)護焊(han)(han)（包(bao)括熔化與(yu)(yu)(yu)非熔化極）焊(han)(han)絲的熔敷(fu)金屬、化學(xue)成分與(yu)(yu)(yu)手工(gong)電(dian)弧焊(han)(han)焊(han)(han)條僅在硅、銅、錳(meng)含量上有些(xie)區(qu)別，其(qi)他基本一樣。
馬氏體不(bu)銹鋼焊后熱(re)(re)處理的(de)作用(yong)(yong)有(you)二：一(yi)是通(tong)過退火(huo)(huo)降低焊縫金屬與(yu)熱(re)(re)影響區(qu)的(de)硬(ying)度，以改善(shan)韌性；二是降低焊接殘余應力。通(tong)常對這類鋼的(de)焊后熱(re)(re)處理采用(yong)(yong)亞臨(lin)界退火(huo)(huo)及完(wan)(wan)全退火(huo)(huo)。完(wan)(wan)全退火(huo)(huo)適(shi)用(yong)(yong)于把多相組成的(de)熱(re)(re)影響區(qu)轉化為(wei)含鐵素(su)體的(de)組織。完(wan)(wan)全退火(huo)(huo)需有(you)適(shi)當的(de)過程(cheng)控制，只(zhi)有(you)在要求取(qu)得最為(wei)軟(ruan)化的(de)條(tiao)件下才采用(yong)(yong)，因為(wei)它有(you)形成粗大碳化物的(de)副(fu)作用(yong)(yong)。
電阻點焊(han)(han)(han)、閃光焊(han)(han)(han)、電子(zi)束焊(han)(han)(han)以(yi)及高頻電阻焊(han)(han)(han)皆可用于馬氏體不(bu)銹鋼的(de)焊(han)(han)(han)接(jie)，注(zhu)意事項同上(shang)面電弧焊(han)(han)(han)中所述相同。
三、低碳鉻－鎳(nie)－鉬系(xi)馬(ma)氏體(ti)不銹鋼的焊接(jie)
在鉻(ge)系(xi)馬(ma)氏(shi)體不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼中加入鎳、鉬，降低(di)(di)碳(tan)含量，就(jiu)成為低(di)(di)碳(tan)鉻(ge)－鎳－鉬馬(ma)氏(shi)體不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼。這種鋼在不(bu)(bu)(bu)同溫度下產生不(bu)(bu)(bu)同數量的(de)逆變奧氏(shi)體，但均保持(chi)鉻(ge)系(xi)馬(ma)氏(shi)體不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼的(de)強度和(he)硬度，同時又提(ti)高了鋼的(de)韌性，特(te)別(bie)是(shi)其焊接(jie)性能得到根本的(de)改善(shan)。
低(di)碳鉻(ge)－鎳－鉬系馬(ma)氏(shi)體(ti)不銹鋼，通常(chang)采用同(tong)質焊接材(cai)料焊接，見表(biao)2-6。焊前一般不需要預(yu)熱(re)(re)(re)或(huo)只需低(di)溫（150℃)預(yu)熱(re)(re)(re)，焊后需熱(re)(re)(re)處理（600℃,2h)來保證(zheng)焊縫和熱(re)(re)(re)影(ying)響(xiang)區逆變奧(ao)氏(shi)體(ti)，恢復其韌性。由于(yu)加熱(re)(re)(re)對(dui)含鎳（Ni)、鉬（Mo)的(de)低(di)碳馬(ma)氏(shi)體(ti)鋼的(de)塑性、韌性及(ji)淬硬傾向的(de)影(ying)響(xiang)不太顯著，因此(ci)其抗裂性能也(ye)比較(jiao)好。
綜(zong)上所述，鉻系馬(ma)氏體不銹鋼在(zai)降(jiang)碳,增加鎳、鉬合金(jin)元(yuan)素以后(hou)，在(zai)回火狀態下，鋼中產生一(yi)定(ding)的(de)(de)(de)逆(ni)變(bian)(bian)奧氏體相，焊接加熱時的(de)(de)(de)晶粒長大(da)趨勢受到抑制(zhi)，降(jiang)低(di)了淬硬傾向，改善(shan)了塑、韌性。同時，由(you)于逆(ni)變(bian)(bian)奧氏體的(de)(de)(de)存在(zai)，提高了吸收氫(qing)的(de)(de)(de)能力(li)，降(jiang)低(di)了氫(qing)的(de)(de)(de)擴(kuo)散作用(yong)，使焊接冷裂(lie)紋的(de)(de)(de)敏感性大(da)大(da)降(jiang)低(di)。這(zhe)種鋼的(de)(de)(de)另一(yi)特點是(shi)可(ke)以通過(guo)焊后(hou)熱處(chu)理(li)恢(hui)復逆(ni)變(bian)(bian)奧氏體量，進一(yi)步改善(shan)焊接頭的(de)(de)(de)性能，因而在(zai)大(da)型(xing)焊接結構如水電(dian)、火電(dian)、核電(dian)等工程(cheng)和(he)壓力(li)容器(qi)中有廣闊(kuo)的(de)(de)(de)應用(yong)前景。
這類鋼(gang)各(ge)種厚(hou)度的板(ban)材均可(ke)焊接，即使特厚(hou)板(ban)用(yong)電渣焊，也(ye)可(ke)以(yi)不(bu)預熱和(he)焊后不(bu)需(xu)立(li)即處理(li)。
