铬系马氏体不锈钢有:1Cr13.2Cr13.3Cr13Y3Cr13.3Cr13Mo4Cr13.3Cr167Cr17等钢种,这些钢种是铬从11.5%~18%按其耐蚀性派生出来的。铬是铁素体形成元素,为了保持马氏体组织,较高的铬需要较多的碳含量,以使在热处理后形成马氏体。马氏体不锈钢在临界(AC)温度以上是面心立方的奥氏体组织,在快速冷却到临界温度以下时,奥氏体转变为体心立方的马氏体。组织的转变引起体积变化,产生应力,从而提高了硬度和降低塑性。这一特性对于焊接接头的影响尤其重要,因此焊后在热影响区容易引起裂纹。特别是电弧焊时,熔池因吸氢的作用,刚度大的结构焊后经过一定的潜伏期,氢将引起焊缝和熔合区的延迟(冷)裂纹。与碳钢、低合金钢相比,氢的扩散速度缓慢,约为碳钢的1/10-1/25,延迟裂纹焊后5天之内仍应注意,可能发生开裂。

铬系马氏体不锈钢随着碳含量的增加,焊接接头的冷裂绞倾向加大。所以用来制造焊接结构的多数是1Cr132Cr13等马氏体不锈钢,含碳更高的3Cr134Cr13等冷裂纹倾向更强,一般不能焊接。

已知Cr13型不错钢中C+N的含量的增加,硬化加强,裂纹倾向加剧。如图4-2是马氏体不锈钢用斜Y型坡口铁研式裂纹试验的裂纹敏感性和C+N总含量的关系。由图可见降低C+N可以显著改善Cr13型马氏体不锈钢的焊接延迟裂纹的敏感性。

1Cr13马氏体不锈钢,实际上是半马氏体组织,在焊接热影响区近缝区会形成粗大铁素体及沿晶界析出的碳、氮化物,塑韧性显著降低。因此在采用同质焊材时,焊材中应添加Nb TiA1等合金元素,可细化晶粒,提高焊缝金属的塑韧性,防止裂纹的产生。