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(ge)系(xi)馬(ma)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)體不銹(xiu)鋼(gang)隨著(zhu)碳(tan)含(han)量(liang)的增(zeng)加(jia)，焊(han)接(jie)接(jie)頭的冷裂(lie)(lie)紋傾向(xiang)加(jia)大。所以(yi)用來制造焊(han)接(jie)結構(gou)的多數是1Cr13、2Cr13等(deng)馬(ma)氏(shi)體不銹(xiu)鋼(gang)，含(han)碳(tan)量(liang)更高(gao)的3Cr13、4Cr13等(deng)冷裂(lie)(lie)紋傾向(xiang)更強，一般不能焊(han)接(jie)。已知Cr13型不銹(xiu)鋼(gang)中隨碳(tan)+氮含(han)量(liang)的增(zeng)加(jia)，硬(ying)化加(jia)強，裂(lie)(lie)紋傾向(xiang)加(jia)劇(ju)。可(ke)見降低碳(tan)+氮可(ke)以(yi)顯著(zhu)改善Cr13型馬(ma)氏(shi)體不銹(xiu)鋼(gang)的焊(han)接(jie)延遲裂(lie)(lie)紋的敏(min)感性(xing)。
1Cr13馬氏體(ti)不銹鋼，實際上是(shi)半(ban)馬氏體(ti)組織，在焊(han)(han)接熱影響區近(jin)縫區會形成粗大鐵(tie)素體(ti)及沿(yan)晶(jing)界析出的(de)碳(tan)、氮(dan)化合物，塑性(xing)、韌(ren)性(xing)顯著降低。因此在采(cai)用同質焊(han)(han)材(cai)時(shi)，焊(han)(han)材(cai)中應(ying)添加鈮、鈦、鋁等(deng)合金(jin)元素，可細化晶(jing)粒，提高焊(han)(han)縫金(jin)屬的(de)塑性(xing)、韌(ren)性(xing)，防止裂紋(wen)的(de)產生(sheng)。
二(er)、鉻系馬氏體(ti)不銹鋼的焊(han)接(jie)方法及(ji)焊(han)接(jie)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)不銹(xiu)鋼，因焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)性(xing)較差，采用(yong)與母(mu)材(cai)成(cheng)分相(xiang)同的(de)焊(han)(han)(han)材(cai)時，通常均應采取焊(han)(han)(han)前預(yu)熱，焊(han)(han)(han)后(hou)熱處理。但當焊(han)(han)(han)件的(de)拘(ju)束度(du)大(da)，且難以進行預(yu)熱和焊(han)(han)(han)后(hou)熱處理時，也可以采用(yong)奧氏(shi)體(ti)(ti)型焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)材(cai)料（表2-6),以提(ti)高焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)的(de)塑性(xing)和韌性(xing)，防止裂紋的(de)發生。但奧氏(shi)體(ti)(ti)或以奧氏(shi)體(ti)(ti)為(wei)主的(de)焊(han)(han)(han)縫金(jin)屬(shu)強度(du)要(yao)低于(yu)馬氏(shi)體(ti)(ti)母(mu)材(cai)，而(er)且由于(yu)焊(han)(han)(han)縫金(jin)屬(shu)的(de)化學成(cheng)分和顯(xian)微組(zu)織與母(mu)材(cai)差別較大(da)，焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)殘余(yu)應力(li)較大(da)，對焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)的(de)使(shi)用(yong)性(xing)能產生不利影響，特別是(shi)對接(jie)(jie)頭(tou)的(de)疲勞(lao)蠕變性(xing)能和應力(li)腐蝕破裂不利。因此，采用(yong)奧氏(shi)體(ti)(ti)焊(han)(han)(han)材(cai)時，應根據使(shi)用(yong)條件嚴格(ge)選擇，并要(yao)求進行工藝(yi)評定。有時還(huan)可采用(yong)鎳基(ji)合(he)金(jin)焊(han)(han)(han)材(cai)，使(shi)焊(han)(han)(han)縫的(de)膨(peng)脹系數與母(mu)材(cai)接(jie)(jie)近，盡量降低焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)殘余(yu)應力(li)和高溫熱應力(li)。
由(you)于(yu)馬氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)焊(han)接(jie)性較差，焊(han)接(jie)馬氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)時，不(bu)論用(yong)手工(gong)電弧焊(han)、藥芯焊(han)絲半(ban)自動焊(han)接(jie)或自動焊(han)，還(huan)是用(yong)氣(qi)體保(bao)護焊(han)（TIG或MIG)、自動埋弧焊(han)，都必須(xu)(xu)預熱(re)(re)，保(bao)持層(ceng)間溫(wen)(wen)度(du)，并進行焊(han)后熱(re)(re)處理(li)。預熱(re)(re)溫(wen)(wen)度(du)一般為200℃~300℃.雖然(ran)馬氏體轉(zhuan)變溫(wen)(wen)度(du)甚高，但并不(bu)推薦采用(yong)高于(yu)300℃的預熱(re)(re)與層(ceng)間溫(wen)(wen)度(du)。鋼(gang)中的含碳量仍然(ran)是一個主要因素，由(you)它(ta)來選(xuan)擇(ze)預熱(re)(re)溫(wen)(wen)度(du)，當然(ran)還(huan)與工(gong)件厚度(du)有(you)關(guan)。一旦(dan)要采取焊(han)后熱(re)(re)處理(li)措施，必須(xu)(xu)全面考慮冶金因素的利弊。
藥(yao)芯焊絲(si)與埋弧(hu)焊、氣體保護(hu)焊（包括熔化與非熔化極）焊絲(si)的熔敷(fu)金屬(shu)、化學成分與手工電弧(hu)焊焊條僅(jin)在硅、銅、錳含量(liang)上有些區別，其他基本一樣。
馬氏體不(bu)銹鋼(gang)焊(han)后熱(re)處理的(de)作(zuo)(zuo)用有(you)(you)二：一是(shi)通過退火(huo)(huo)降低焊(han)縫金屬與熱(re)影(ying)響區(qu)(qu)的(de)硬(ying)度，以改(gai)善韌(ren)性；二是(shi)降低焊(han)接殘余應力。通常對這類鋼(gang)的(de)焊(han)后熱(re)處理采(cai)用亞臨界退火(huo)(huo)及(ji)完(wan)全(quan)退火(huo)(huo)。完(wan)全(quan)退火(huo)(huo)適用于把多相組成的(de)熱(re)影(ying)響區(qu)(qu)轉化(hua)為(wei)含鐵素體的(de)組織(zhi)。完(wan)全(quan)退火(huo)(huo)需有(you)(you)適當的(de)過程控制，只有(you)(you)在要求(qiu)取(qu)得最(zui)為(wei)軟(ruan)化(hua)的(de)條件下才采(cai)用，因為(wei)它有(you)(you)形成粗(cu)大(da)碳化(hua)物的(de)副作(zuo)(zuo)用。
電(dian)(dian)(dian)阻點焊(han)(han)、閃光焊(han)(han)、電(dian)(dian)(dian)子束焊(han)(han)以及高(gao)頻電(dian)(dian)(dian)阻焊(han)(han)皆可用于馬氏體不銹(xiu)鋼的焊(han)(han)接(jie)，注(zhu)意事項同上面電(dian)(dian)(dian)弧焊(han)(han)中(zhong)所述相同。
三、低碳鉻－鎳－鉬系馬氏體(ti)不銹鋼的焊接
在(zai)鉻系馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)不銹鋼(gang)中加入鎳、鉬，降低碳(tan)含(han)量，就(jiu)成為低碳(tan)鉻－鎳－鉬馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)不銹鋼(gang)。這種鋼(gang)在(zai)不同(tong)溫度下(xia)產生不同(tong)數(shu)量的(de)逆變(bian)奧氏(shi)(shi)體(ti)，但均保持鉻系馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)不銹鋼(gang)的(de)強度和硬度，同(tong)時(shi)又提高了鋼(gang)的(de)韌性(xing)，特別是(shi)其焊接性(xing)能(neng)得到根本(ben)的(de)改(gai)善。
低碳鉻－鎳－鉬系(xi)馬氏體不銹(xiu)鋼，通常采用同質(zhi)焊接(jie)材料焊接(jie)，見表2-6。焊前一般(ban)不需要預熱(re)或只(zhi)需低溫（150℃)預熱(re)，焊后需熱(re)處理（600℃,2h)來保證焊縫和熱(re)影響(xiang)區逆變奧氏體，恢復其韌(ren)性(xing)。由于加熱(re)對含鎳（Ni)、鉬（Mo)的低碳馬氏體鋼的塑性(xing)、韌(ren)性(xing)及淬硬(ying)傾向的影響(xiang)不太顯著，因此(ci)其抗裂(lie)性(xing)能也比較好。
綜上所述，鉻系馬氏(shi)體(ti)不銹鋼(gang)(gang)在降碳,增加鎳、鉬合金元素以(yi)后，在回火狀態下，鋼(gang)(gang)中產(chan)生一定的(de)(de)逆變(bian)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)相，焊接加熱時(shi)的(de)(de)晶(jing)粒長大(da)趨(qu)勢受到抑制(zhi)，降低(di)了(le)淬(cui)硬(ying)傾向，改善(shan)了(le)塑、韌性(xing)。同時(shi)，由于逆變(bian)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)的(de)(de)存(cun)在，提高了(le)吸(xi)收氫的(de)(de)能力，降低(di)了(le)氫的(de)(de)擴散作(zuo)用(yong)，使焊接冷裂紋的(de)(de)敏感性(xing)大(da)大(da)降低(di)。這種鋼(gang)(gang)的(de)(de)另一特(te)點是可以(yi)通過焊后熱處理恢復(fu)逆變(bian)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)量，進一步改善(shan)焊接頭(tou)的(de)(de)性(xing)能，因而在大(da)型(xing)焊接結構(gou)如水(shui)電、火電、核電等(deng)工程和(he)壓力容器(qi)中有廣闊的(de)(de)應用(yong)前(qian)景。
這類鋼各種厚(hou)度的板(ban)材(cai)均可焊接(jie)，即使(shi)特厚(hou)板(ban)用電渣(zha)焊，也(ye)可以不(bu)(bu)預熱和焊后(hou)不(bu)(bu)需立即處理。
