馬氏體不銹鋼可分為鉻系馬(ma)氏體不銹鋼(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(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。
鉻系馬氏(shi)體不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)隨著碳(tan)(tan)含量(liang)的(de)(de)(de)(de)增(zeng)加(jia)(jia)，焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭的(de)(de)(de)(de)冷裂(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)(wen)傾向加(jia)(jia)大。所以(yi)用來(lai)制造焊(han)接(jie)(jie)結構的(de)(de)(de)(de)多數是(shi)1Cr13、2Cr13等馬氏(shi)體不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)，含碳(tan)(tan)量(liang)更高的(de)(de)(de)(de)3Cr13、4Cr13等冷裂(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)(wen)傾向更強(qiang)，一般不(bu)(bu)能焊(han)接(jie)(jie)。已知Cr13型(xing)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)中(zhong)隨碳(tan)(tan)+氮(dan)(dan)含量(liang)的(de)(de)(de)(de)增(zeng)加(jia)(jia)，硬化加(jia)(jia)強(qiang)，裂(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)(wen)傾向加(jia)(jia)劇。可見(jian)降低(di)碳(tan)(tan)+氮(dan)(dan)可以(yi)顯(xian)著改善Cr13型(xing)馬氏(shi)體不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)焊(han)接(jie)(jie)延遲(chi)裂(lie)(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)(wen)的(de)(de)(de)(de)敏感性(xing)。
1Cr13馬(ma)氏(shi)體(ti)不(bu)銹鋼(gang)，實際上是半馬(ma)氏(shi)體(ti)組織，在(zai)焊(han)(han)接熱影響區近(jin)縫區會形成(cheng)粗(cu)大鐵(tie)素體(ti)及沿晶(jing)界析出的(de)碳、氮(dan)化(hua)合(he)物，塑(su)性、韌性顯著(zhu)降低。因此在(zai)采(cai)用同質焊(han)(han)材時，焊(han)(han)材中應(ying)添加(jia)鈮(ni)、鈦、鋁等(deng)合(he)金(jin)(jin)元素，可細化(hua)晶(jing)粒，提高焊(han)(han)縫金(jin)(jin)屬的(de)塑(su)性、韌性，防止裂紋的(de)產生。
二(er)、鉻系馬氏體不銹(xiu)鋼的焊接(jie)方法及焊接(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(ge)系(xi)馬氏(shi)(shi)體不銹鋼，因焊(han)接(jie)性(xing)(xing)較差，采用(yong)(yong)(yong)與母材(cai)(cai)成分(fen)相同(tong)的(de)(de)焊(han)材(cai)(cai)時(shi)，通(tong)常均應(ying)采取焊(han)前預熱，焊(han)后(hou)熱處(chu)理(li)。但當焊(han)件(jian)的(de)(de)拘束度大，且難以(yi)進行預熱和(he)(he)焊(han)后(hou)熱處(chu)理(li)時(shi)，也可以(yi)采用(yong)(yong)(yong)奧氏(shi)(shi)體型焊(han)接(jie)材(cai)(cai)料（表2-6),以(yi)提高焊(han)接(jie)接(jie)頭的(de)(de)塑性(xing)(xing)和(he)(he)韌性(xing)(xing)，防止裂紋的(de)(de)發生。但奧氏(shi)(shi)體或以(yi)奧氏(shi)(shi)體為主的(de)(de)焊(han)縫(feng)金屬強(qiang)度要低(di)(di)于(yu)馬氏(shi)(shi)體母材(cai)(cai)，而且由(you)于(yu)焊(han)縫(feng)金屬的(de)(de)化學成分(fen)和(he)(he)顯微組織與母材(cai)(cai)差別較大，焊(han)接(jie)殘余應(ying)力較大，對焊(han)接(jie)接(jie)頭的(de)(de)使用(yong)(yong)(yong)性(xing)(xing)能產生不利影響，特別是對接(jie)頭的(de)(de)疲勞(lao)蠕變性(xing)(xing)能和(he)(he)應(ying)力腐蝕破裂不利。因此，采用(yong)(yong)(yong)奧氏(shi)(shi)體焊(han)材(cai)(cai)時(shi)，應(ying)根據使用(yong)(yong)(yong)條(tiao)件(jian)嚴格(ge)選(xuan)擇，并(bing)要求進行工藝評定。有時(shi)還可采用(yong)(yong)(yong)鎳基(ji)合金焊(han)材(cai)(cai)，使焊(han)縫(feng)的(de)(de)膨脹系(xi)數與母材(cai)(cai)接(jie)近，盡量(liang)降低(di)(di)焊(han)接(jie)殘余應(ying)力和(he)(he)高溫熱應(ying)力。
由(you)于馬氏(shi)體不銹鋼(gang)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)性較(jiao)差(cha)，焊(han)(han)(han)(han)接(jie)馬氏(shi)體不銹鋼(gang)時，不論用手工電弧焊(han)(han)(han)(han)、藥芯焊(han)(han)(han)(han)絲半自動(dong)(dong)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)或自動(dong)(dong)焊(han)(han)(han)(han)，還(huan)是(shi)用氣體保護焊(han)(han)(han)(han)（TIG或MIG)、自動(dong)(dong)埋弧焊(han)(han)(han)(han)，都必(bi)須預(yu)熱(re)(re)(re)，保持(chi)層間(jian)溫(wen)度，并進(jin)行焊(han)(han)(han)(han)后熱(re)(re)(re)處理。預(yu)熱(re)(re)(re)溫(wen)度一般(ban)為(wei)200℃~300℃.雖(sui)然(ran)馬氏(shi)體轉變溫(wen)度甚高，但并不推薦采(cai)(cai)用高于300℃的預(yu)熱(re)(re)(re)與(yu)層間(jian)溫(wen)度。鋼(gang)中的含碳量仍然(ran)是(shi)一個(ge)主要因素(su)(su)，由(you)它(ta)來選擇預(yu)熱(re)(re)(re)溫(wen)度，當(dang)然(ran)還(huan)與(yu)工件厚(hou)度有關。一旦(dan)要采(cai)(cai)取焊(han)(han)(han)(han)后熱(re)(re)(re)處理措施，必(bi)須全面考慮冶金因素(su)(su)的利弊(bi)。
藥芯焊(han)絲(si)與埋弧(hu)焊(han)、氣體(ti)保護(hu)焊(han)（包括熔化(hua)與非(fei)熔化(hua)極）焊(han)絲(si)的熔敷金屬、化(hua)學成分與手工電弧(hu)焊(han)焊(han)條僅在硅(gui)、銅、錳含量上有些區別，其(qi)他基本一樣。
馬氏體不銹鋼焊(han)后熱(re)(re)處理的(de)作用(yong)(yong)有(you)二(er)：一是通過退(tui)火(huo)降(jiang)(jiang)低焊(han)縫(feng)金屬與熱(re)(re)影響區的(de)硬度，以改善(shan)韌(ren)性；二(er)是降(jiang)(jiang)低焊(han)接殘(can)余應力。通常對(dui)這類鋼的(de)焊(han)后熱(re)(re)處理采用(yong)(yong)亞臨界(jie)退(tui)火(huo)及完全(quan)退(tui)火(huo)。完全(quan)退(tui)火(huo)適用(yong)(yong)于把多(duo)相組(zu)(zu)成(cheng)的(de)熱(re)(re)影響區轉化為(wei)含鐵素體的(de)組(zu)(zu)織(zhi)。完全(quan)退(tui)火(huo)需有(you)適當的(de)過程控制，只有(you)在要求(qiu)取得最為(wei)軟化的(de)條(tiao)件下才采用(yong)(yong)，因為(wei)它有(you)形成(cheng)粗大碳化物的(de)副作用(yong)(yong)。
電阻(zu)點焊(han)、閃(shan)光焊(han)、電子(zi)束焊(han)以及高頻電阻(zu)焊(han)皆可用(yong)于馬(ma)氏體不(bu)銹鋼的(de)焊(han)接，注意(yi)事項同(tong)上面電弧焊(han)中(zhong)所述相同(tong)。
三、低碳鉻－鎳(nie)－鉬(mu)系(xi)馬氏(shi)體不銹鋼的焊接
在鉻系馬(ma)氏體不銹鋼(gang)中加入鎳、鉬，降低碳含量，就成為低碳鉻－鎳－鉬馬(ma)氏體不銹鋼(gang)。這種鋼(gang)在不同溫(wen)度(du)下產生不同數(shu)量的(de)逆(ni)變奧氏體，但均(jun)保(bao)持鉻系馬(ma)氏體不銹鋼(gang)的(de)強度(du)和硬度(du)，同時又提高了鋼(gang)的(de)韌性(xing)，特別是其焊接性(xing)能得到根本的(de)改善(shan)。
低(di)碳鉻－鎳(nie)－鉬(mu)(mu)系馬氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹鋼，通常采用(yong)同(tong)質焊接材料焊接，見表2-6。焊前一般(ban)不(bu)需要預熱或只需低(di)溫（150℃)預熱，焊后需熱處理(li)（600℃,2h)來保證焊縫和(he)熱影響區逆變奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)，恢復其(qi)韌(ren)性。由(you)于加熱對含鎳(nie)（Ni)、鉬(mu)(mu)（Mo)的(de)低(di)碳馬氏(shi)(shi)體(ti)鋼的(de)塑性、韌(ren)性及(ji)淬(cui)硬傾向的(de)影響不(bu)太(tai)顯著(zhu)，因(yin)此其(qi)抗(kang)裂性能也比較好。
綜上所述(shu)，鉻系馬氏體不銹(xiu)鋼在降(jiang)碳,增加(jia)鎳、鉬合金元素以(yi)后，在回火狀態(tai)下(xia)，鋼中產生一(yi)(yi)定(ding)的(de)(de)(de)逆變(bian)(bian)奧氏體相，焊(han)(han)(han)接(jie)加(jia)熱(re)時的(de)(de)(de)晶粒(li)長(chang)大(da)(da)趨(qu)勢受到(dao)抑制，降(jiang)低(di)了(le)淬硬傾(qing)向，改善了(le)塑(su)、韌性。同時，由于逆變(bian)(bian)奧氏體的(de)(de)(de)存(cun)在，提高了(le)吸收氫的(de)(de)(de)能力，降(jiang)低(di)了(le)氫的(de)(de)(de)擴散(san)作用，使焊(han)(han)(han)接(jie)冷(leng)裂紋的(de)(de)(de)敏感性大(da)(da)大(da)(da)降(jiang)低(di)。這種鋼的(de)(de)(de)另一(yi)(yi)特點是(shi)可以(yi)通過焊(han)(han)(han)后熱(re)處理恢復逆變(bian)(bian)奧氏體量，進一(yi)(yi)步改善焊(han)(han)(han)接(jie)頭的(de)(de)(de)性能，因而在大(da)(da)型焊(han)(han)(han)接(jie)結(jie)構如水電、火電、核(he)電等工程和(he)壓力容器中有廣闊的(de)(de)(de)應用前景(jing)。
這類鋼各種厚(hou)度(du)的(de)板材均可焊接，即使(shi)特厚(hou)板用(yong)電(dian)渣焊，也可以不(bu)預(yu)熱和焊后不(bu)需(xu)立即處理。
