馬氏體不銹鋼可分為鉻系馬氏體不銹鋼(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)、鉻系馬氏(shi)體(ti)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)(xiu)鋼(gang)隨(sui)著(zhu)碳含量的(de)(de)(de)增(zeng)加(jia)，焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)的(de)(de)(de)冷(leng)裂紋(wen)(wen)傾向加(jia)大(da)。所以用來制造(zao)焊(han)接(jie)(jie)結構(gou)的(de)(de)(de)多數是1Cr13、2Cr13等(deng)馬(ma)氏(shi)體不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)，含碳量更(geng)高的(de)(de)(de)3Cr13、4Cr13等(deng)冷(leng)裂紋(wen)(wen)傾向更(geng)強(qiang)，一般不能焊(han)接(jie)(jie)。已(yi)知Cr13型不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)中隨(sui)碳+氮含量的(de)(de)(de)增(zeng)加(jia)，硬化加(jia)強(qiang)，裂紋(wen)(wen)傾向加(jia)劇。可見降低碳+氮可以顯著(zhu)改善Cr13型馬(ma)氏(shi)體不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)焊(han)接(jie)(jie)延遲裂紋(wen)(wen)的(de)(de)(de)敏感性。
1Cr13馬(ma)氏(shi)體不銹(xiu)鋼(gang)，實際(ji)上是半馬(ma)氏(shi)體組織，在(zai)焊接熱影響區(qu)近(jin)縫區(qu)會形成粗(cu)大(da)鐵素(su)體及沿晶(jing)界(jie)析出的碳、氮(dan)化(hua)合物，塑性、韌(ren)性顯著降低(di)。因此在(zai)采用同質焊材時，焊材中應添加鈮、鈦(tai)、鋁等合金元素(su)，可細化(hua)晶(jing)粒，提高焊縫金屬的塑性、韌(ren)性，防止裂紋的產生。
二、鉻系馬氏(shi)體不銹鋼的焊接方法(fa)及焊接材料
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(ge)系(xi)(xi)馬氏(shi)(shi)體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)，因焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)性較(jiao)差(cha)，采(cai)(cai)(cai)(cai)用與(yu)(yu)母材(cai)(cai)成分相同(tong)的(de)(de)(de)焊(han)(han)材(cai)(cai)時，通(tong)常均應(ying)采(cai)(cai)(cai)(cai)取焊(han)(han)前預(yu)熱(re)(re)，焊(han)(han)后(hou)熱(re)(re)處理。但(dan)當(dang)焊(han)(han)件的(de)(de)(de)拘束度大，且難以進行(xing)(xing)預(yu)熱(re)(re)和焊(han)(han)后(hou)熱(re)(re)處理時，也(ye)可以采(cai)(cai)(cai)(cai)用奧氏(shi)(shi)體型焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)材(cai)(cai)料（表2-6),以提高(gao)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)頭的(de)(de)(de)塑性和韌性，防止裂紋的(de)(de)(de)發生(sheng)。但(dan)奧氏(shi)(shi)體或以奧氏(shi)(shi)體為主的(de)(de)(de)焊(han)(han)縫金屬強度要(yao)低(di)于馬氏(shi)(shi)體母材(cai)(cai)，而且由于焊(han)(han)縫金屬的(de)(de)(de)化(hua)學成分和顯微(wei)組織與(yu)(yu)母材(cai)(cai)差(cha)別較(jiao)大，焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)殘(can)余應(ying)力較(jiao)大，對焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)頭的(de)(de)(de)使(shi)用性能(neng)(neng)產生(sheng)不(bu)(bu)利影響，特別是對接(jie)(jie)(jie)(jie)頭的(de)(de)(de)疲勞蠕變性能(neng)(neng)和應(ying)力腐蝕破裂不(bu)(bu)利。因此，采(cai)(cai)(cai)(cai)用奧氏(shi)(shi)體焊(han)(han)材(cai)(cai)時，應(ying)根據(ju)使(shi)用條件嚴(yan)格選擇，并要(yao)求進行(xing)(xing)工藝評(ping)定(ding)。有(you)時還可采(cai)(cai)(cai)(cai)用鎳基合金焊(han)(han)材(cai)(cai)，使(shi)焊(han)(han)縫的(de)(de)(de)膨(peng)脹系(xi)(xi)數與(yu)(yu)母材(cai)(cai)接(jie)(jie)(jie)(jie)近，盡量降低(di)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)殘(can)余應(ying)力和高(gao)溫熱(re)(re)應(ying)力。
由于馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)焊(han)(han)接性較差，焊(han)(han)接馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)時，不(bu)論用手(shou)工電(dian)弧焊(han)(han)、藥芯焊(han)(han)絲(si)半自(zi)動(dong)焊(han)(han)接或(huo)自(zi)動(dong)焊(han)(han)，還是(shi)用氣體(ti)(ti)(ti)保護焊(han)(han)（TIG或(huo)MIG)、自(zi)動(dong)埋弧焊(han)(han)，都必須(xu)預(yu)熱，保持層間(jian)溫(wen)度(du)，并(bing)進(jin)行(xing)焊(han)(han)后(hou)熱處(chu)理。預(yu)熱溫(wen)度(du)一般為(wei)200℃~300℃.雖(sui)然(ran)(ran)馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)轉變(bian)溫(wen)度(du)甚高，但并(bing)不(bu)推(tui)薦采用高于300℃的預(yu)熱與層間(jian)溫(wen)度(du)。鋼(gang)(gang)中的含碳(tan)量仍然(ran)(ran)是(shi)一個主要(yao)因素，由它來(lai)選(xuan)擇預(yu)熱溫(wen)度(du)，當然(ran)(ran)還與工件厚度(du)有關。一旦要(yao)采取焊(han)(han)后(hou)熱處(chu)理措施，必須(xu)全面考慮(lv)冶金因素的利弊。
藥芯焊(han)絲與埋(mai)弧焊(han)、氣體保(bao)護焊(han)（包括熔化與非熔化極）焊(han)絲的(de)熔敷金屬、化學成(cheng)分與手工(gong)電弧焊(han)焊(han)條僅在硅、銅、錳含(han)量上有些區別(bie)，其他基本一樣(yang)。
馬氏體不銹鋼焊(han)(han)(han)后(hou)(hou)熱(re)(re)處(chu)理的作用有二：一是通過(guo)退(tui)火(huo)降低(di)焊(han)(han)(han)縫金(jin)屬(shu)與熱(re)(re)影響區的硬度，以改善韌性；二是降低(di)焊(han)(han)(han)接(jie)殘余應力。通常對這類鋼的焊(han)(han)(han)后(hou)(hou)熱(re)(re)處(chu)理采(cai)用亞(ya)臨界(jie)退(tui)火(huo)及完(wan)全(quan)退(tui)火(huo)。完(wan)全(quan)退(tui)火(huo)適用于(yu)把多(duo)相組成(cheng)的熱(re)(re)影響區轉化為(wei)含(han)鐵素體的組織。完(wan)全(quan)退(tui)火(huo)需有適當的過(guo)程控制，只有在(zai)要求(qiu)取得最(zui)為(wei)軟(ruan)化的條件(jian)下(xia)才采(cai)用，因為(wei)它有形成(cheng)粗大碳化物的副作用。
電(dian)阻點焊(han)(han)、閃光焊(han)(han)、電(dian)子束焊(han)(han)以(yi)及高頻電(dian)阻焊(han)(han)皆可用(yong)于馬氏體不銹鋼的焊(han)(han)接，注意(yi)事項同(tong)上面電(dian)弧焊(han)(han)中所述相同(tong)。
三、低碳鉻(ge)－鎳－鉬系馬氏體(ti)不(bu)銹鋼的焊接
在(zai)鉻系(xi)馬氏體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)中加入鎳、鉬，降低(di)碳(tan)含量(liang)，就成(cheng)為低(di)碳(tan)鉻－鎳－鉬馬氏體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)。這種(zhong)鋼(gang)(gang)在(zai)不(bu)(bu)(bu)同(tong)(tong)溫度(du)下產生不(bu)(bu)(bu)同(tong)(tong)數量(liang)的(de)逆變(bian)奧氏體(ti)，但均保持鉻系(xi)馬氏體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)強度(du)和硬度(du)，同(tong)(tong)時(shi)又提高了鋼(gang)(gang)的(de)韌(ren)性(xing)，特別是其焊接性(xing)能得到根(gen)本的(de)改善。
低碳鉻－鎳－鉬系馬氏(shi)體(ti)不(bu)銹鋼，通(tong)常(chang)采(cai)用同質焊(han)接(jie)材料焊(han)接(jie)，見表2-6。焊(han)前一般不(bu)需(xu)要預熱(re)或(huo)只需(xu)低溫（150℃)預熱(re)，焊(han)后(hou)需(xu)熱(re)處理（600℃,2h)來保證焊(han)縫和熱(re)影響區逆變奧(ao)氏(shi)體(ti)，恢(hui)復其(qi)韌性(xing)。由(you)于加(jia)熱(re)對含(han)鎳（Ni)、鉬（Mo)的(de)低碳馬氏(shi)體(ti)鋼的(de)塑性(xing)、韌性(xing)及淬硬傾(qing)向的(de)影響不(bu)太顯著，因此其(qi)抗裂性(xing)能也(ye)比較好。
綜上(shang)所述，鉻系(xi)馬氏(shi)體(ti)不銹鋼在降(jiang)碳(tan),增加鎳、鉬合金元素以后，在回(hui)火狀態(tai)下，鋼中產生一(yi)定的(de)(de)(de)(de)逆變奧氏(shi)體(ti)相(xiang)，焊(han)(han)接加熱(re)時的(de)(de)(de)(de)晶粒長大趨勢受到抑制，降(jiang)低(di)了淬(cui)硬傾(qing)向，改(gai)善(shan)了塑、韌性(xing)。同時，由于(yu)逆變奧氏(shi)體(ti)的(de)(de)(de)(de)存在，提高了吸收氫的(de)(de)(de)(de)能力，降(jiang)低(di)了氫的(de)(de)(de)(de)擴散(san)作用，使焊(han)(han)接冷裂(lie)紋的(de)(de)(de)(de)敏(min)感性(xing)大大降(jiang)低(di)。這種鋼的(de)(de)(de)(de)另一(yi)特點是可以通過(guo)焊(han)(han)后熱(re)處理恢復(fu)逆變奧氏(shi)體(ti)量(liang)，進一(yi)步(bu)改(gai)善(shan)焊(han)(han)接頭的(de)(de)(de)(de)性(xing)能，因(yin)而在大型(xing)焊(han)(han)接結構(gou)如水(shui)電(dian)、火電(dian)、核電(dian)等工程(cheng)和壓力容器中有廣闊的(de)(de)(de)(de)應用前(qian)景。
這類(lei)鋼各(ge)種厚度的板材均可(ke)焊接，即(ji)(ji)使特(te)厚板用電渣焊，也可(ke)以不(bu)預熱和焊后不(bu)需立(li)即(ji)(ji)處理。
