马氏体不锈钢可通过热处理获得较高的强度和良好的韧性，在机械制造、化工和能源工业中得到了广泛应用。我国核反应堆驱动机构中磁极、导向板等零件采用12Cr13马氏体不锈钢（403或401不锈钢）制造，使用中需承受较大的冲击载荷，因此该不锈钢应具有优异的冲击韧性。
研究表明，影响马氏体不锈钢冲击韧性的因素包括化学成分、热处理制度和显微组织等。随着Cr，Si含量的增加和C，Mn含量的降低，马氏体钢组织中δ-铁素体含量增加，使12Cr13不锈钢的热塑性、冲击韧性降低。热处理可引起475℃回火脆性，或因为热处理后冷却缓慢而导致第二类回火脆性，大大降低马氏体不锈钢的冲击韧性。藤田辉夫认为冷却速度慢是Cr13型马氏体钢冲击韧性性能降低的原因。显微组织中的晶粒尺寸、夹杂物和δ-铁素体均对冲击性能有影响最为显著，含量较多的铁素体在热处理过程中难以溶解，易于保留在调质组织中，导致冲击韧性降低。
驱动机构材料采购规范对退火处理态12Cr13不锈钢的冲击韧性能提出了较高要求，规定该不锈钢在0℃时的冲击功A≥56J。为了获得退火态组织与冲击韧性的关系，中国科学院金属研究所的科研人员采用锻造的不锈钢棒材，系统研究了12Cr13不锈钢退火处理过程中的组织转变和力学性能，分析和讨论了碳化物对冲击韧性的影响。
实验所用材料是直径135mm的锻造棒材，其化学成分（质量分数，%）为：C0.121，Si0.26，Mn0.48，Cr13.01，P0.012，S0.0055，Co0.02，N0.02，Fe余量。用线切割方法从棒材上切割出尺寸为12mm×12mm的冲击试样。将试样在760～780℃范围内退火2h，出炉空冷。为了对比样品尺寸效应对组织和冲击性能的影响，从直径135mm棒材上截取长度为60mm的试样，在860℃退火2h，出炉静置空冷，并切取组织分析样品和标准冲击试样。
冲击实验在Zwick/RoellRKP450示波冲击试验机上进行，冲击韧性以冲击功表示。硬度测试前，样品经磨制、抛光。硬度实验采用标准Vickers硬度方法测定（载荷980N），每个样品测定10次，取平均值。
金相（OM）和扫描电镜（SEM）观察用腐蚀剂采用FeCl3-HCl水溶液。采用金相分析软件统计放大倍数为200的各样品中的δ-铁素体含量，统计视场为10个。12Cr13不锈钢显微组织分析采用PhilipsESEMXL30FEGSEM观察，碳化物尺寸在放大3500倍时统计得出，统计视场为5个。
实验结果表明，碳化物形貌是决定不锈钢冲击韧性的关键因素。分布在原马氏体晶粒内、尺寸细小、分布均匀的颗粒状碳化物可显著改善12Cr13的冲击性能；而分布在晶界上的块状和条状碳化物，以及铁素体晶粒内随机分布的大颗粒状碳化物，则严重恶化不锈钢的冲击韧性。退火温度对碳化物析出和分布具有较大影响，当退火处理温度由760℃升高到860℃时，碳化物尺寸增大，使得12Cr13不锈钢的冲击功由151J降到106J；当碳化物完全消失且呈块状或条状分布时，不锈钢冲击功降低至5J。（心远）
