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、鉻系馬氏體(ti)不銹鋼的焊接(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)氏體不銹(xiu)鋼(gang)隨著(zhu)碳(tan)含量(liang)(liang)的(de)增加(jia)(jia)，焊接(jie)接(jie)頭(tou)的(de)冷(leng)裂(lie)紋(wen)傾(qing)向(xiang)加(jia)(jia)大。所(suo)以用(yong)來制(zhi)造焊接(jie)結構的(de)多(duo)數(shu)是1Cr13、2Cr13等馬(ma)氏體不銹(xiu)鋼(gang)，含碳(tan)量(liang)(liang)更高的(de)3Cr13、4Cr13等冷(leng)裂(lie)紋(wen)傾(qing)向(xiang)更強，一(yi)般不能焊接(jie)。已知Cr13型不銹(xiu)鋼(gang)中(zhong)隨碳(tan)+氮含量(liang)(liang)的(de)增加(jia)(jia)，硬(ying)化加(jia)(jia)強，裂(lie)紋(wen)傾(qing)向(xiang)加(jia)(jia)劇。可(ke)見降低碳(tan)+氮可(ke)以顯著(zhu)改(gai)善Cr13型馬(ma)氏體不銹(xiu)鋼(gang)的(de)焊接(jie)延遲裂(lie)紋(wen)的(de)敏感性。
1Cr13馬氏(shi)體不銹鋼，實際上是(shi)半馬氏(shi)體組織，在焊接熱影響區近縫(feng)區會形成粗大鐵素體及沿晶界(jie)析(xi)出的(de)碳、氮(dan)化合物，塑性(xing)(xing)、韌(ren)性(xing)(xing)顯著降低。因此在采用同質焊材(cai)時(shi)，焊材(cai)中應添(tian)加鈮、鈦、鋁等(deng)合金元素，可(ke)細化晶粒，提高焊縫(feng)金屬的(de)塑性(xing)(xing)、韌(ren)性(xing)(xing)，防止裂(lie)紋的(de)產生。
二、鉻系馬氏(shi)體不銹鋼的焊接(jie)方法及焊接(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)不銹鋼，因(yin)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)性較(jiao)差，采用與(yu)母(mu)(mu)材(cai)(cai)(cai)成分(fen)相同(tong)的焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)材(cai)(cai)(cai)時，通常均應采取(qu)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)前(qian)預(yu)熱(re)，焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)后熱(re)處理。但當焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)件的拘束度大，且(qie)難以(yi)進行(xing)預(yu)熱(re)和(he)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)后熱(re)處理時，也可以(yi)采用奧氏(shi)體(ti)型焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)材(cai)(cai)(cai)料（表2-6),以(yi)提高焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭的塑性和(he)韌性，防止(zhi)裂紋的發(fa)生。但奧氏(shi)體(ti)或以(yi)奧氏(shi)體(ti)為主的焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)金屬強度要低于(yu)(yu)馬氏(shi)體(ti)母(mu)(mu)材(cai)(cai)(cai)，而且(qie)由于(yu)(yu)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)金屬的化學成分(fen)和(he)顯微組織與(yu)母(mu)(mu)材(cai)(cai)(cai)差別(bie)較(jiao)大，焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)殘余應力(li)較(jiao)大，對(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭的使用性能(neng)產生不利(li)影響(xiang)，特別(bie)是對(dui)接(jie)(jie)頭的疲勞(lao)蠕變性能(neng)和(he)應力(li)腐蝕破裂不利(li)。因(yin)此，采用奧氏(shi)體(ti)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)材(cai)(cai)(cai)時，應根據使用條件嚴格選擇，并要求進行(xing)工藝評定。有(you)時還可采用鎳(nie)基合(he)金焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)材(cai)(cai)(cai)，使焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)的膨脹系數與(yu)母(mu)(mu)材(cai)(cai)(cai)接(jie)(jie)近，盡量降低焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)殘余應力(li)和(he)高溫(wen)熱(re)應力(li)。
由于(yu)馬(ma)氏體(ti)不銹鋼焊接(jie)性較差，焊接(jie)馬(ma)氏體(ti)不銹鋼時，不論用手工電弧(hu)(hu)焊、藥芯焊絲半自(zi)(zi)動焊接(jie)或(huo)自(zi)(zi)動焊，還(huan)是用氣體(ti)保護(hu)焊（TIG或(huo)MIG)、自(zi)(zi)動埋弧(hu)(hu)焊，都必須預(yu)(yu)熱(re)，保持層間(jian)(jian)溫(wen)度(du)(du)(du)(du)，并進行焊后熱(re)處(chu)理。預(yu)(yu)熱(re)溫(wen)度(du)(du)(du)(du)一般為200℃~300℃.雖(sui)然馬(ma)氏體(ti)轉(zhuan)變溫(wen)度(du)(du)(du)(du)甚高，但(dan)并不推薦采(cai)用高于(yu)300℃的(de)預(yu)(yu)熱(re)與層間(jian)(jian)溫(wen)度(du)(du)(du)(du)。鋼中(zhong)的(de)含(han)碳(tan)量(liang)仍然是一個主(zhu)要因(yin)素，由它來選擇預(yu)(yu)熱(re)溫(wen)度(du)(du)(du)(du)，當(dang)然還(huan)與工件厚(hou)度(du)(du)(du)(du)有(you)關。一旦(dan)要采(cai)取焊后熱(re)處(chu)理措施，必須全面考慮冶(ye)金因(yin)素的(de)利弊(bi)。
藥芯焊絲與埋弧焊、氣體保護焊（包括熔(rong)(rong)化(hua)與非熔(rong)(rong)化(hua)極(ji)）焊絲的(de)熔(rong)(rong)敷金(jin)屬、化(hua)學成分(fen)與手工電弧焊焊條(tiao)僅在硅、銅(tong)、錳含(han)量上有(you)些區別，其他基(ji)本(ben)一樣。
馬氏(shi)體(ti)不銹鋼焊后(hou)熱處理(li)的(de)(de)作用有(you)二：一是(shi)通過退(tui)(tui)火(huo)降(jiang)低焊縫金(jin)屬與熱影響區的(de)(de)硬(ying)度，以改善韌性；二是(shi)降(jiang)低焊接殘余應力。通常對這類鋼的(de)(de)焊后(hou)熱處理(li)采用亞臨(lin)界退(tui)(tui)火(huo)及(ji)完(wan)(wan)全退(tui)(tui)火(huo)。完(wan)(wan)全退(tui)(tui)火(huo)適(shi)(shi)用于把多相(xiang)組(zu)成(cheng)的(de)(de)熱影響區轉化為含鐵素體(ti)的(de)(de)組(zu)織。完(wan)(wan)全退(tui)(tui)火(huo)需(xu)有(you)適(shi)(shi)當的(de)(de)過程控制，只有(you)在要求(qiu)取得(de)最為軟化的(de)(de)條件下才采用，因為它有(you)形成(cheng)粗大碳化物的(de)(de)副作用。
電(dian)阻(zu)點(dian)焊、閃光焊、電(dian)子(zi)束焊以及高頻電(dian)阻(zu)焊皆(jie)可用(yong)于(yu)馬氏體不銹(xiu)鋼的(de)焊接，注(zhu)意事項同上面電(dian)弧(hu)焊中(zhong)所述相同。
三(san)、低碳鉻－鎳－鉬系馬(ma)氏體不銹(xiu)鋼的(de)焊接
在鉻(ge)系(xi)(xi)馬氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)中加入鎳、鉬(mu)，降低碳含量，就成為低碳鉻(ge)－鎳－鉬(mu)馬氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)。這(zhe)種鋼(gang)在不(bu)同溫度(du)下(xia)產生不(bu)同數量的(de)(de)逆變奧氏體，但均保持鉻(ge)系(xi)(xi)馬氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)強度(du)和硬(ying)度(du)，同時又提(ti)高了鋼(gang)的(de)(de)韌性，特別是其焊(han)接性能得到根本的(de)(de)改善。
低(di)碳(tan)鉻－鎳－鉬系馬(ma)氏(shi)體(ti)不(bu)銹鋼，通常采用同質(zhi)焊(han)接材料焊(han)接，見(jian)表2-6。焊(han)前一般(ban)不(bu)需(xu)要預熱(re)(re)或只需(xu)低(di)溫（150℃)預熱(re)(re)，焊(han)后(hou)需(xu)熱(re)(re)處(chu)理（600℃,2h)來保證(zheng)焊(han)縫和熱(re)(re)影響(xiang)區逆變奧氏(shi)體(ti)，恢復其(qi)韌(ren)性(xing)。由(you)于(yu)加(jia)熱(re)(re)對含(han)鎳（Ni)、鉬（Mo)的(de)低(di)碳(tan)馬(ma)氏(shi)體(ti)鋼的(de)塑性(xing)、韌(ren)性(xing)及淬硬傾(qing)向的(de)影響(xiang)不(bu)太顯(xian)著(zhu)，因此其(qi)抗裂性(xing)能也比較好。
綜上所述，鉻系馬氏體(ti)不銹鋼(gang)在(zai)降(jiang)碳(tan),增加(jia)鎳、鉬(mu)合(he)金元素(su)以(yi)后，在(zai)回火(huo)狀態下，鋼(gang)中產生一(yi)定的逆變奧氏體(ti)相(xiang)，焊接加(jia)熱(re)時(shi)的晶粒(li)長大(da)趨勢(shi)受到抑(yi)制，降(jiang)低了淬硬傾向，改善(shan)了塑、韌性(xing)。同時(shi)，由于逆變奧氏體(ti)的存在(zai)，提高(gao)了吸收(shou)氫(qing)的能力，降(jiang)低了氫(qing)的擴散作用，使焊接冷(leng)裂(lie)紋的敏感性(xing)大(da)大(da)降(jiang)低。這(zhe)種(zhong)鋼(gang)的另一(yi)特點是可以(yi)通過焊后熱(re)處(chu)理恢復逆變奧氏體(ti)量，進(jin)一(yi)步改善(shan)焊接頭的性(xing)能，因而在(zai)大(da)型焊接結(jie)構如(ru)水(shui)電、火(huo)電、核電等(deng)工(gong)程和壓力容器中有(you)廣闊的應用前景。
這類鋼各種厚(hou)度的板材均(jun)可(ke)焊(han)(han)接，即使特(te)厚(hou)板用(yong)電渣(zha)焊(han)(han)，也(ye)可(ke)以(yi)不預熱和焊(han)(han)后不需(xu)立即處理(li)。
