馬氏體不銹鋼可分為鉻系馬氏體不銹(xiu)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)、鉻系馬氏(shi)體不銹(xiu)鋼(gang)的焊接(jie)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)體不銹鋼(gang)隨著碳含(han)量的(de)增加(jia)，焊(han)(han)(han)接接頭的(de)冷(leng)裂紋(wen)傾向加(jia)大(da)。所(suo)以用來制造焊(han)(han)(han)接結(jie)構的(de)多數是1Cr13、2Cr13等(deng)馬(ma)氏(shi)體不銹鋼(gang)，含(han)碳量更高的(de)3Cr13、4Cr13等(deng)冷(leng)裂紋(wen)傾向更強，一般不能(neng)焊(han)(han)(han)接。已知Cr13型(xing)不銹鋼(gang)中隨碳+氮(dan)含(han)量的(de)增加(jia)，硬化加(jia)強，裂紋(wen)傾向加(jia)劇。可(ke)見降(jiang)低碳+氮(dan)可(ke)以顯著改善Cr13型(xing)馬(ma)氏(shi)體不銹鋼(gang)的(de)焊(han)(han)(han)接延遲裂紋(wen)的(de)敏感性。
1Cr13馬(ma)氏體不銹鋼(gang)，實際上是(shi)半馬(ma)氏體組織，在焊接(jie)熱影響區近縫區會形成粗大(da)鐵素體及沿晶界析出的碳、氮化(hua)合(he)(he)物，塑性(xing)(xing)(xing)、韌性(xing)(xing)(xing)顯(xian)著降低。因此(ci)在采用(yong)同質焊材時，焊材中(zhong)應添(tian)加鈮、鈦、鋁等合(he)(he)金元素，可細化(hua)晶粒，提高焊縫金屬的塑性(xing)(xing)(xing)、韌性(xing)(xing)(xing)，防止(zhi)裂(lie)紋的產生。
二、鉻系馬氏體不銹鋼的(de)焊接(jie)(jie)方(fang)法及焊接(jie)(jie)材料(liao)
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(xi)馬氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹鋼，因焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)性(xing)較差，采用與母材成分(fen)相同的(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)材時(shi)，通常(chang)均應采取焊(han)(han)(han)(han)(han)前(qian)預(yu)熱，焊(han)(han)(han)(han)(han)后熱處理(li)。但當焊(han)(han)(han)(han)(han)件(jian)(jian)的(de)拘束度(du)大，且(qie)難以(yi)(yi)(yi)進行預(yu)熱和(he)(he)焊(han)(han)(han)(han)(han)后熱處理(li)時(shi)，也可以(yi)(yi)(yi)采用奧氏(shi)體(ti)(ti)型焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)材料（表2-6),以(yi)(yi)(yi)提高(gao)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)接(jie)頭的(de)塑性(xing)和(he)(he)韌(ren)性(xing)，防止裂(lie)紋的(de)發生(sheng)。但奧氏(shi)體(ti)(ti)或以(yi)(yi)(yi)奧氏(shi)體(ti)(ti)為(wei)主的(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)縫金(jin)(jin)屬強度(du)要低于馬氏(shi)體(ti)(ti)母材，而且(qie)由于焊(han)(han)(han)(han)(han)縫金(jin)(jin)屬的(de)化學(xue)成分(fen)和(he)(he)顯微組織與母材差別較大，焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)殘(can)余應力較大，對(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)接(jie)頭的(de)使(shi)(shi)(shi)用性(xing)能產生(sheng)不(bu)利影響(xiang)，特別是對(dui)接(jie)頭的(de)疲勞蠕變性(xing)能和(he)(he)應力腐蝕破(po)裂(lie)不(bu)利。因此(ci)，采用奧氏(shi)體(ti)(ti)焊(han)(han)(han)(han)(han)材時(shi)，應根據使(shi)(shi)(shi)用條件(jian)(jian)嚴(yan)格選擇，并(bing)要求進行工藝評定。有時(shi)還(huan)可采用鎳基合金(jin)(jin)焊(han)(han)(han)(han)(han)材，使(shi)(shi)(shi)焊(han)(han)(han)(han)(han)縫的(de)膨脹系(xi)數與母材接(jie)近，盡量降低焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)殘(can)余應力和(he)(he)高(gao)溫熱應力。
由(you)于馬氏體(ti)不(bu)銹鋼焊(han)(han)(han)(han)接(jie)性較差，焊(han)(han)(han)(han)接(jie)馬氏體(ti)不(bu)銹鋼時(shi)，不(bu)論用手工(gong)(gong)電(dian)弧焊(han)(han)(han)(han)、藥(yao)芯(xin)焊(han)(han)(han)(han)絲半自(zi)(zi)(zi)動焊(han)(han)(han)(han)接(jie)或(huo)自(zi)(zi)(zi)動焊(han)(han)(han)(han)，還是(shi)用氣體(ti)保(bao)護焊(han)(han)(han)(han)（TIG或(huo)MIG)、自(zi)(zi)(zi)動埋弧焊(han)(han)(han)(han)，都必須(xu)預(yu)(yu)(yu)熱(re)(re)，保(bao)持(chi)層間(jian)溫(wen)度，并(bing)進行焊(han)(han)(han)(han)后(hou)熱(re)(re)處理。預(yu)(yu)(yu)熱(re)(re)溫(wen)度一(yi)般(ban)為200℃~300℃.雖然(ran)(ran)馬氏體(ti)轉變溫(wen)度甚高(gao)，但并(bing)不(bu)推薦采用高(gao)于300℃的(de)預(yu)(yu)(yu)熱(re)(re)與(yu)層間(jian)溫(wen)度。鋼中(zhong)的(de)含(han)碳量(liang)仍(reng)然(ran)(ran)是(shi)一(yi)個主(zhu)要(yao)因素(su)，由(you)它(ta)來選擇預(yu)(yu)(yu)熱(re)(re)溫(wen)度，當然(ran)(ran)還與(yu)工(gong)(gong)件厚(hou)度有(you)關。一(yi)旦要(yao)采取焊(han)(han)(han)(han)后(hou)熱(re)(re)處理措(cuo)施(shi)，必須(xu)全(quan)面(mian)考慮冶(ye)金因素(su)的(de)利弊。
藥芯焊(han)(han)絲(si)與埋弧(hu)焊(han)(han)、氣體保護焊(han)(han)（包括熔(rong)化與非(fei)熔(rong)化極）焊(han)(han)絲(si)的熔(rong)敷金屬、化學(xue)成分(fen)與手工電弧(hu)焊(han)(han)焊(han)(han)條(tiao)僅(jin)在(zai)硅、銅、錳含量(liang)上有些區別(bie)，其他基本(ben)一樣(yang)。
馬氏體不銹鋼焊(han)后熱(re)處理(li)(li)的(de)(de)作用(yong)(yong)有二：一是(shi)通過(guo)退(tui)火(huo)降低焊(han)縫(feng)金屬與(yu)熱(re)影響區的(de)(de)硬度，以改善韌(ren)性(xing)；二是(shi)降低焊(han)接殘余應力。通常對這(zhe)類鋼的(de)(de)焊(han)后熱(re)處理(li)(li)采(cai)用(yong)(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(shi)用(yong)(yong)于把多相(xiang)組成的(de)(de)熱(re)影響區轉化(hua)為(wei)含鐵素(su)體的(de)(de)組織。完(wan)全(quan)退(tui)火(huo)需有適(shi)當的(de)(de)過(guo)程(cheng)控(kong)制，只有在要求(qiu)取得(de)最為(wei)軟化(hua)的(de)(de)條件下(xia)才采(cai)用(yong)(yong)，因(yin)為(wei)它有形(xing)成粗大碳化(hua)物的(de)(de)副作用(yong)(yong)。
電(dian)阻點焊(han)、閃(shan)光焊(han)、電(dian)子束焊(han)以及(ji)高頻電(dian)阻焊(han)皆(jie)可用于馬(ma)氏體不銹鋼的焊(han)接，注意事項(xiang)同上面電(dian)弧(hu)焊(han)中所述相同。
三、低碳鉻－鎳－鉬系馬氏體(ti)不銹鋼的焊(han)接
在鉻系(xi)馬(ma)氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼中加入(ru)鎳(nie)、鉬(mu)，降低(di)碳含量(liang)，就成為低(di)碳鉻－鎳(nie)－鉬(mu)馬(ma)氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼。這種鋼在不(bu)(bu)同溫度下產生不(bu)(bu)同數量(liang)的(de)(de)逆(ni)變奧氏(shi)體(ti)，但均保(bao)持鉻系(xi)馬(ma)氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)強度和硬度，同時又(you)提高(gao)了鋼的(de)(de)韌性，特別是其焊接性能得到(dao)根本(ben)的(de)(de)改善(shan)。
低(di)(di)碳鉻－鎳－鉬(mu)系馬氏體(ti)不銹鋼(gang)(gang)，通常采用同質焊(han)(han)接材料(liao)焊(han)(han)接，見表2-6。焊(han)(han)前一般不需要預(yu)熱(re)(re)或只需低(di)(di)溫（150℃)預(yu)熱(re)(re)，焊(han)(han)后需熱(re)(re)處理(li)（600℃,2h)來保證焊(han)(han)縫和熱(re)(re)影響區(qu)逆(ni)變奧氏體(ti)，恢復其韌(ren)性。由于加熱(re)(re)對含鎳（Ni)、鉬(mu)（Mo)的低(di)(di)碳馬氏體(ti)鋼(gang)(gang)的塑性、韌(ren)性及淬硬傾向的影響不太顯著(zhu)，因此其抗裂(lie)性能也比較好。
綜上所述，鉻系馬氏體不銹鋼在(zai)降(jiang)碳,增加鎳(nie)、鉬合金(jin)元素以后，在(zai)回火狀(zhuang)態下，鋼中產生(sheng)一定(ding)的(de)逆(ni)(ni)變奧(ao)氏體相，焊(han)接(jie)(jie)加熱(re)(re)時(shi)的(de)晶粒長大(da)趨勢受到(dao)抑制，降(jiang)低了(le)(le)淬硬傾向，改善了(le)(le)塑、韌性(xing)。同時(shi)，由(you)于(yu)逆(ni)(ni)變奧(ao)氏體的(de)存(cun)在(zai)，提高了(le)(le)吸收氫的(de)能(neng)力(li)(li)，降(jiang)低了(le)(le)氫的(de)擴散作用(yong)，使焊(han)接(jie)(jie)冷裂(lie)紋的(de)敏感性(xing)大(da)大(da)降(jiang)低。這種鋼的(de)另(ling)一特點是可(ke)以通過焊(han)后熱(re)(re)處(chu)理恢(hui)復逆(ni)(ni)變奧(ao)氏體量，進一步改善焊(han)接(jie)(jie)頭的(de)性(xing)能(neng)，因而在(zai)大(da)型焊(han)接(jie)(jie)結構如水電(dian)(dian)(dian)、火電(dian)(dian)(dian)、核電(dian)(dian)(dian)等工程和壓(ya)力(li)(li)容器中有廣闊的(de)應用(yong)前景。
這類鋼各種厚度的板(ban)材均可(ke)焊(han)(han)接(jie)，即使特厚板(ban)用(yong)電(dian)渣(zha)焊(han)(han)，也可(ke)以不預熱和(he)焊(han)(han)后不需立即處理。
