馬氏體不銹鋼可分為鉻系馬氏體(ti)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)、鉻系馬氏體不(bu)銹鋼的焊接性(xing)
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。
鉻系馬氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)隨(sui)著碳(tan)含量(liang)(liang)的(de)(de)增(zeng)加(jia)，焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭的(de)(de)冷(leng)裂(lie)紋傾(qing)向加(jia)大。所以用來制造焊(han)(han)接(jie)結構的(de)(de)多(duo)數是1Cr13、2Cr13等(deng)馬氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)，含碳(tan)量(liang)(liang)更高的(de)(de)3Cr13、4Cr13等(deng)冷(leng)裂(lie)紋傾(qing)向更強，一般不(bu)能焊(han)(han)接(jie)。已知Cr13型不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)中隨(sui)碳(tan)+氮含量(liang)(liang)的(de)(de)增(zeng)加(jia)，硬化(hua)加(jia)強，裂(lie)紋傾(qing)向加(jia)劇。可(ke)見降低碳(tan)+氮可(ke)以顯著改善(shan)Cr13型馬氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)焊(han)(han)接(jie)延遲裂(lie)紋的(de)(de)敏感性。
1Cr13馬(ma)(ma)氏(shi)體不銹鋼，實(shi)際上是半馬(ma)(ma)氏(shi)體組織，在焊(han)接熱影響區(qu)近(jin)縫區(qu)會形成粗大(da)鐵素體及(ji)沿晶界析出的碳、氮化(hua)合物，塑性(xing)(xing)、韌(ren)性(xing)(xing)顯著(zhu)降低。因此(ci)在采用同(tong)質焊(han)材(cai)時，焊(han)材(cai)中應添加(jia)鈮(ni)、鈦、鋁等合金(jin)元素，可細化(hua)晶粒，提高(gao)焊(han)縫金(jin)屬(shu)的塑性(xing)(xing)、韌(ren)性(xing)(xing)，防止裂紋的產生(sheng)。
二、鉻系馬氏體不銹鋼的焊接方法(fa)及焊接材料
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。
鉻系馬氏體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹鋼，因(yin)(yin)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)性較差，采(cai)用與母(mu)(mu)材(cai)(cai)成(cheng)分(fen)相同的(de)焊(han)(han)(han)材(cai)(cai)時，通常均應(ying)(ying)采(cai)取焊(han)(han)(han)前預(yu)熱(re)(re)(re)，焊(han)(han)(han)后熱(re)(re)(re)處理。但(dan)當焊(han)(han)(han)件的(de)拘束度(du)大，且(qie)難以進(jin)行(xing)預(yu)熱(re)(re)(re)和焊(han)(han)(han)后熱(re)(re)(re)處理時，也可以采(cai)用奧氏體(ti)(ti)型(xing)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)材(cai)(cai)料（表2-6),以提高焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)的(de)塑性和韌性，防止裂(lie)紋的(de)發生(sheng)。但(dan)奧氏體(ti)(ti)或以奧氏體(ti)(ti)為主(zhu)的(de)焊(han)(han)(han)縫(feng)金屬強度(du)要低(di)于(yu)馬氏體(ti)(ti)母(mu)(mu)材(cai)(cai)，而且(qie)由于(yu)焊(han)(han)(han)縫(feng)金屬的(de)化學成(cheng)分(fen)和顯微組織(zhi)與母(mu)(mu)材(cai)(cai)差別較大，焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)殘余應(ying)(ying)力(li)較大，對焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)的(de)使用性能產生(sheng)不(bu)(bu)利影響，特別是對接(jie)(jie)(jie)頭(tou)的(de)疲(pi)勞(lao)蠕變(bian)性能和應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕破(po)裂(lie)不(bu)(bu)利。因(yin)(yin)此，采(cai)用奧氏體(ti)(ti)焊(han)(han)(han)材(cai)(cai)時，應(ying)(ying)根據使用條件嚴(yan)格選擇，并要求進(jin)行(xing)工藝評定。有時還可采(cai)用鎳基合(he)金焊(han)(han)(han)材(cai)(cai)，使焊(han)(han)(han)縫(feng)的(de)膨脹系數與母(mu)(mu)材(cai)(cai)接(jie)(jie)(jie)近(jin)，盡量降低(di)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)殘余應(ying)(ying)力(li)和高溫熱(re)(re)(re)應(ying)(ying)力(li)。
由于(yu)馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)不銹鋼焊(han)(han)接(jie)性較(jiao)差，焊(han)(han)接(jie)馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)不銹鋼時，不論(lun)用手工電弧(hu)焊(han)(han)、藥芯焊(han)(han)絲(si)半自動焊(han)(han)接(jie)或自動焊(han)(han)，還(huan)是用氣體(ti)保護(hu)焊(han)(han)（TIG或MIG)、自動埋弧(hu)焊(han)(han)，都必須(xu)(xu)預熱(re)，保持層間溫度(du)，并進行焊(han)(han)后熱(re)處理(li)。預熱(re)溫度(du)一般為(wei)200℃~300℃.雖然馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)轉變溫度(du)甚高(gao)，但并不推薦采(cai)用高(gao)于(yu)300℃的預熱(re)與層間溫度(du)。鋼中的含碳量仍(reng)然是一個主要因素(su)(su)，由它來選擇預熱(re)溫度(du)，當然還(huan)與工件厚度(du)有關。一旦要采(cai)取焊(han)(han)后熱(re)處理(li)措施，必須(xu)(xu)全面考(kao)慮冶(ye)金因素(su)(su)的利弊。
藥(yao)芯焊(han)(han)絲(si)與埋弧(hu)焊(han)(han)、氣體(ti)保護(hu)焊(han)(han)（包(bao)括熔化與非熔化極(ji)）焊(han)(han)絲(si)的熔敷金屬、化學成分(fen)與手工(gong)電弧(hu)焊(han)(han)焊(han)(han)條僅在硅(gui)、銅、錳含量上有些區別(bie)，其他基(ji)本(ben)一樣。
馬(ma)氏體不(bu)銹(xiu)鋼焊(han)后(hou)熱(re)處理的(de)(de)作用有(you)二：一(yi)是通過退火(huo)降(jiang)低焊(han)縫金(jin)屬與熱(re)影響(xiang)區(qu)(qu)的(de)(de)硬(ying)度(du)，以(yi)改善韌性；二是降(jiang)低焊(han)接殘(can)余(yu)應力。通常對這類鋼的(de)(de)焊(han)后(hou)熱(re)處理采用亞臨界(jie)退火(huo)及完全退火(huo)。完全退火(huo)適用于(yu)把多相組成的(de)(de)熱(re)影響(xiang)區(qu)(qu)轉化(hua)為含鐵素體的(de)(de)組織。完全退火(huo)需有(you)適當的(de)(de)過程(cheng)控制，只(zhi)有(you)在要求取得最為軟(ruan)化(hua)的(de)(de)條件下(xia)才采用，因(yin)為它(ta)有(you)形(xing)成粗大碳化(hua)物的(de)(de)副作用。
電(dian)阻(zu)點焊、閃光焊、電(dian)子束(shu)焊以(yi)及(ji)高頻電(dian)阻(zu)焊皆可用于(yu)馬氏體不銹鋼的(de)焊接，注(zhu)意事(shi)項(xiang)同(tong)上面電(dian)弧焊中所述相同(tong)。
三、低碳鉻－鎳－鉬系馬氏體不銹鋼的焊接
在鉻(ge)系(xi)馬氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)中加入(ru)鎳、鉬(mu)，降低碳(tan)含量，就(jiu)成為低碳(tan)鉻(ge)－鎳－鉬(mu)馬氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)。這種鋼(gang)(gang)(gang)在不(bu)同溫度(du)下(xia)產生不(bu)同數量的(de)逆變奧氏(shi)(shi)體(ti)，但(dan)均保持鉻(ge)系(xi)馬氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)的(de)強度(du)和硬度(du)，同時(shi)又提高了鋼(gang)(gang)(gang)的(de)韌性(xing)，特別(bie)是(shi)其(qi)焊接性(xing)能得到根本的(de)改善。
低(di)碳(tan)鉻－鎳(nie)－鉬系馬(ma)氏體不(bu)銹(xiu)鋼，通常采用同質(zhi)焊接材料(liao)焊接，見表2-6。焊前(qian)一般(ban)不(bu)需(xu)要預(yu)熱(re)或只需(xu)低(di)溫（150℃)預(yu)熱(re)，焊后需(xu)熱(re)處理（600℃,2h)來(lai)保證焊縫和熱(re)影(ying)響區逆(ni)變奧氏體，恢復(fu)其韌性(xing)。由(you)于加熱(re)對含(han)鎳(nie)（Ni)、鉬（Mo)的低(di)碳(tan)馬(ma)氏體鋼的塑性(xing)、韌性(xing)及淬硬傾向的影(ying)響不(bu)太顯著，因(yin)此其抗裂性(xing)能也比較好。
綜(zong)上所述，鉻系馬(ma)氏(shi)體不(bu)銹鋼在(zai)降碳(tan),增加鎳、鉬合金元素以(yi)后，在(zai)回(hui)火狀(zhuang)態下，鋼中產生一定的(de)逆變(bian)奧(ao)(ao)氏(shi)體相，焊(han)接加熱時的(de)晶粒長大(da)(da)趨勢受到抑(yi)制，降低了淬(cui)硬傾向，改(gai)善(shan)了塑、韌性(xing)。同(tong)時，由于逆變(bian)奧(ao)(ao)氏(shi)體的(de)存(cun)在(zai)，提(ti)高了吸收(shou)氫的(de)能力(li)，降低了氫的(de)擴散(san)作用(yong)，使(shi)焊(han)接冷裂紋的(de)敏感(gan)性(xing)大(da)(da)大(da)(da)降低。這種(zhong)鋼的(de)另(ling)一特點(dian)是可以(yi)通過焊(han)后熱處理恢復逆變(bian)奧(ao)(ao)氏(shi)體量，進一步改(gai)善(shan)焊(han)接頭的(de)性(xing)能，因而在(zai)大(da)(da)型焊(han)接結(jie)構如水電(dian)、火電(dian)、核電(dian)等工程(cheng)和(he)壓力(li)容器中有廣闊的(de)應用(yong)前景。
這類鋼各種厚度的板(ban)材(cai)均(jun)可(ke)焊接(jie)，即使特厚板(ban)用(yong)電渣焊，也可(ke)以(yi)不(bu)預熱和焊后不(bu)需立即處理。
