馬氏體不銹鋼可分為鉻系馬氏體不(bu)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、鉻系馬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。
鉻系馬氏體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)隨著碳(tan)含量(liang)的(de)增(zeng)加(jia)(jia)(jia)，焊(han)接(jie)接(jie)頭的(de)冷裂(lie)紋(wen)傾(qing)向加(jia)(jia)(jia)大。所(suo)以(yi)用來制(zhi)造焊(han)接(jie)結構的(de)多數是(shi)1Cr13、2Cr13等馬氏體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)，含碳(tan)量(liang)更(geng)高的(de)3Cr13、4Cr13等冷裂(lie)紋(wen)傾(qing)向更(geng)強，一般不能焊(han)接(jie)。已知Cr13型(xing)不銹(xiu)鋼(gang)中隨碳(tan)+氮含量(liang)的(de)增(zeng)加(jia)(jia)(jia)，硬(ying)化加(jia)(jia)(jia)強，裂(lie)紋(wen)傾(qing)向加(jia)(jia)(jia)劇(ju)。可見(jian)降低碳(tan)+氮可以(yi)顯著改善Cr13型(xing)馬氏體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)的(de)焊(han)接(jie)延遲(chi)裂(lie)紋(wen)的(de)敏感性。
1Cr13馬氏(shi)(shi)體不銹鋼，實際(ji)上(shang)是半(ban)馬氏(shi)(shi)體組織，在焊接(jie)熱(re)影響區近縫(feng)區會形成粗(cu)大(da)鐵素體及沿晶界(jie)析出(chu)的(de)碳、氮化(hua)合物，塑性(xing)、韌性(xing)顯著降低。因此在采用(yong)同質焊材時，焊材中應添加鈮、鈦、鋁等合金元(yuan)素，可(ke)細化(hua)晶粒，提(ti)高焊縫(feng)金屬的(de)塑性(xing)、韌性(xing)，防止裂紋(wen)的(de)產生。
二、鉻系(xi)馬氏體(ti)不(bu)銹鋼的(de)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(xi)馬(ma)氏(shi)體不銹(xiu)鋼，因(yin)(yin)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)性較(jiao)(jiao)差(cha)，采(cai)用與母(mu)材(cai)(cai)(cai)成(cheng)分(fen)相同的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)材(cai)(cai)(cai)時，通常均(jun)應(ying)采(cai)取焊(han)(han)(han)(han)前(qian)預(yu)熱(re)，焊(han)(han)(han)(han)后熱(re)處理。但(dan)當焊(han)(han)(han)(han)件(jian)的(de)(de)(de)(de)拘束度大(da)，且(qie)難以(yi)進行(xing)預(yu)熱(re)和(he)焊(han)(han)(han)(han)后熱(re)處理時，也可以(yi)采(cai)用奧氏(shi)體型(xing)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)材(cai)(cai)(cai)料（表2-6),以(yi)提高(gao)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)頭的(de)(de)(de)(de)塑性和(he)韌(ren)性，防(fang)止(zhi)裂紋的(de)(de)(de)(de)發生。但(dan)奧氏(shi)體或以(yi)奧氏(shi)體為主的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)金(jin)屬強(qiang)度要(yao)低于馬(ma)氏(shi)體母(mu)材(cai)(cai)(cai)，而且(qie)由于焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)金(jin)屬的(de)(de)(de)(de)化(hua)學成(cheng)分(fen)和(he)顯微組織與母(mu)材(cai)(cai)(cai)差(cha)別較(jiao)(jiao)大(da)，焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)殘(can)余(yu)應(ying)力(li)較(jiao)(jiao)大(da)，對焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)頭的(de)(de)(de)(de)使用性能產生不利影響(xiang)，特(te)別是(shi)對接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)頭的(de)(de)(de)(de)疲勞蠕變性能和(he)應(ying)力(li)腐蝕(shi)破裂不利。因(yin)(yin)此，采(cai)用奧氏(shi)體焊(han)(han)(han)(han)材(cai)(cai)(cai)時，應(ying)根據(ju)使用條(tiao)件(jian)嚴格選擇(ze)，并要(yao)求(qiu)進行(xing)工藝(yi)評(ping)定。有時還可采(cai)用鎳(nie)基合金(jin)焊(han)(han)(han)(han)材(cai)(cai)(cai)，使焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)的(de)(de)(de)(de)膨脹系(xi)數與母(mu)材(cai)(cai)(cai)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)近(jin)，盡量降低焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)殘(can)余(yu)應(ying)力(li)和(he)高(gao)溫熱(re)應(ying)力(li)。
由(you)于馬氏體(ti)不(bu)(bu)銹鋼焊(han)(han)接(jie)性較差，焊(han)(han)接(jie)馬氏體(ti)不(bu)(bu)銹鋼時，不(bu)(bu)論用(yong)手工電弧(hu)焊(han)(han)、藥芯焊(han)(han)絲半自(zi)動焊(han)(han)接(jie)或(huo)自(zi)動焊(han)(han)，還是用(yong)氣體(ti)保護焊(han)(han)（TIG或(huo)MIG)、自(zi)動埋弧(hu)焊(han)(han)，都必須預(yu)(yu)(yu)熱，保持層間(jian)溫(wen)度(du)(du)，并進(jin)行焊(han)(han)后熱處理。預(yu)(yu)(yu)熱溫(wen)度(du)(du)一般為200℃~300℃.雖然馬氏體(ti)轉變溫(wen)度(du)(du)甚高，但并不(bu)(bu)推(tui)薦(jian)采用(yong)高于300℃的(de)(de)預(yu)(yu)(yu)熱與層間(jian)溫(wen)度(du)(du)。鋼中(zhong)的(de)(de)含碳量仍(reng)然是一個主(zhu)要(yao)因素，由(you)它來選擇預(yu)(yu)(yu)熱溫(wen)度(du)(du)，當然還與工件厚度(du)(du)有(you)關(guan)。一旦要(yao)采取焊(han)(han)后熱處理措施，必須全面考慮冶金因素的(de)(de)利弊。
藥芯焊(han)絲與(yu)(yu)埋弧(hu)焊(han)、氣體(ti)保護焊(han)（包括(kuo)熔化與(yu)(yu)非熔化極）焊(han)絲的熔敷金(jin)屬(shu)、化學(xue)成分與(yu)(yu)手工電(dian)弧(hu)焊(han)焊(han)條(tiao)僅在硅、銅、錳(meng)含量上(shang)有些區別，其(qi)他基本一樣。
馬氏體(ti)不(bu)銹鋼(gang)焊(han)(han)后熱(re)處理的(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)有二(er)：一是通過退(tui)(tui)(tui)火(huo)(huo)降低(di)焊(han)(han)縫金屬與熱(re)影(ying)響區(qu)的(de)(de)(de)硬(ying)度(du)，以改善韌(ren)性；二(er)是降低(di)焊(han)(han)接殘余應(ying)力。通常對這類鋼(gang)的(de)(de)(de)焊(han)(han)后熱(re)處理采(cai)用(yong)亞(ya)臨界退(tui)(tui)(tui)火(huo)(huo)及完(wan)全退(tui)(tui)(tui)火(huo)(huo)。完(wan)全退(tui)(tui)(tui)火(huo)(huo)適用(yong)于(yu)把多(duo)相組成的(de)(de)(de)熱(re)影(ying)響區(qu)轉化為含鐵素體(ti)的(de)(de)(de)組織。完(wan)全退(tui)(tui)(tui)火(huo)(huo)需有適當的(de)(de)(de)過程控制(zhi)，只有在要求取得(de)最為軟化的(de)(de)(de)條件下才采(cai)用(yong)，因為它有形成粗大(da)碳(tan)化物的(de)(de)(de)副作(zuo)用(yong)。
電阻點焊(han)、閃光(guang)焊(han)、電子束焊(han)以及高(gao)頻電阻焊(han)皆可(ke)用于馬氏體不銹鋼(gang)的焊(han)接(jie)，注意事項同(tong)上面(mian)電弧焊(han)中(zhong)所述相同(tong)。
三、低碳鉻－鎳－鉬(mu)系馬氏體不(bu)銹鋼的焊接(jie)
在(zai)鉻系馬氏體(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)中加入(ru)鎳、鉬(mu)，降低碳含量，就成為低碳鉻－鎳－鉬(mu)馬氏體(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)。這種鋼(gang)在(zai)不(bu)(bu)同(tong)(tong)溫(wen)度下(xia)產生不(bu)(bu)同(tong)(tong)數(shu)量的(de)逆變奧氏體(ti)，但均保(bao)持鉻系馬氏體(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)的(de)強度和硬度，同(tong)(tong)時又提高了鋼(gang)的(de)韌性(xing)，特別(bie)是其焊(han)接性(xing)能得到(dao)根本的(de)改善。
低(di)碳(tan)鉻－鎳－鉬系馬(ma)氏體不銹鋼，通常采用同質焊接(jie)材料焊接(jie)，見(jian)表(biao)2-6。焊前(qian)一般不需(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)來保證焊縫和熱(re)影(ying)響區逆變奧氏體，恢復其韌性(xing)(xing)(xing)。由于加熱(re)對(dui)含(han)鎳（Ni)、鉬（Mo)的低(di)碳(tan)馬(ma)氏體鋼的塑性(xing)(xing)(xing)、韌性(xing)(xing)(xing)及淬硬(ying)傾向的影(ying)響不太顯著，因(yin)此(ci)其抗裂(lie)性(xing)(xing)(xing)能也比較好。
綜上所述，鉻系馬(ma)氏(shi)體(ti)不銹鋼(gang)在(zai)(zai)降碳,增加鎳(nie)、鉬合金元素以后，在(zai)(zai)回火狀(zhuang)態下，鋼(gang)中產生一定(ding)的(de)逆變奧氏(shi)體(ti)相(xiang)，焊接(jie)(jie)加熱時的(de)晶粒長大(da)(da)趨勢受到抑(yi)制，降低(di)了(le)(le)淬硬(ying)傾向，改善了(le)(le)塑、韌性。同(tong)時，由于逆變奧氏(shi)體(ti)的(de)存在(zai)(zai)，提(ti)高(gao)了(le)(le)吸收氫的(de)能力(li)，降低(di)了(le)(le)氫的(de)擴散作用，使焊接(jie)(jie)冷裂紋的(de)敏感性大(da)(da)大(da)(da)降低(di)。這種(zhong)鋼(gang)的(de)另一特點是可以通過焊后熱處理恢復(fu)逆變奧氏(shi)體(ti)量，進一步改善焊接(jie)(jie)頭(tou)的(de)性能，因而在(zai)(zai)大(da)(da)型焊接(jie)(jie)結構如水電(dian)、火電(dian)、核(he)電(dian)等工(gong)程和壓力(li)容器中有廣闊的(de)應用前景。
這類鋼各種厚度的板(ban)材均可焊接，即使(shi)特(te)厚板(ban)用電渣焊，也可以不(bu)預熱和焊后(hou)不(bu)需立即處理(li)。
