不銹鋼的耐腐蝕性主要是因含有12％以上的鉻，并在鋼的表面形成氧化（或鈍化）膜所致。鐵-鉻二元相圖則是不(bu)銹鋼的基礎（圖1-2-1）。鉻具有體心立方晶格結構，與α-Fe屬于同一晶型，點陣常數也接近，相互形成連續固溶體。在圖1-2-1 831℃至1394℃的溫度范圍內，靠近純鐵一邊，存在一個被封閉的y相區（或稱為高溫奧氏體穩定區域。所謂奧氏體，指鐵和其它元素形成的面心立方晶格結構的固溶體。通常對一般鋼是指碳和其它元素在y-Fe中的間隙固溶體）。在同廣闊（直至純鉻）的α相（鐵素體）區之間，存在一個窄的a和y雙相區域。
馬氏體不銹鋼屬于既具有基本的耐蝕性，又能通過熱處理進行強化的不銹鋼。主要強化機理是奧氏體經淬火轉變為馬氏體組織。屬相變硬化。所謂馬氏體是指奧氏體通過無擴散型相變而轉變成的亞穩定相（具有鐵磁性，其硬度或強度主要由過飽和的碳含量決定）。隨鋼的成分和熱處理方法不同，有的還存在少量殘余奧氏體、鐵素體或珠光體。
為獲得馬氏(shi)體(ti)組織，一個基(ji)本的(de)先決條(tiao)件，就是在(zai)相(xiang)圖中必(bi)須存(cun)在(zai)有(you)奧氏(shi)體(ti)（y相(xiang)）的(de)區域才有(you)可能。對(dui)于(yu)無碳Fe-Cr二元合金平衡相(xiang)圖而言(yan)，鉻含(han)量大(da)于(yu)12％時(shi)，在(zai)所有(you)溫(wen)度條(tiao)件下均不(bu)存(cun)在(zai)奧氏(shi)體(ti)組織。而12％的(de)鉻含(han)量，一般是保證不(bu)銹(xiu)鋼具有(you)起(qi)碼的(de)耐蝕性能所必(bi)需的(de)最低含(han)量。為克服(fu)上述矛盾，只(zhi)有(you)加(jia)入能改變相(xiang)圖擴大(da)γ相(xiang)區的(de)元素，主要是碳等，才能實(shi)現上述先決條(tiao)件。
隨著碳含量的增加，y相區邊界逐漸向高鉻方向擴展。Cr13型不銹鋼是不銹鋼發展最早的鉻系基礎鋼種。含碳很低的0Cr13鋼仍屬于鐵素體型不銹鋼。1Cr13鋼（約含0.1％C），因還有鐵素體相（即淬火后組織由馬氏體和鐵素體組成），屬半馬氏體型；含碳量為0.2～0.4％時，如2～4Cr13鋼則為馬氏體組織。
鑒于碳(tan)對(dui)鋼的組織與(yu)性能的重(zhong)大影響(xiang)，馬氏體(ti)（鉻(ge)）不銹(xiu)鋼習(xi)慣上可(ke)按碳(tan)含量（相對(dui)比較）大體(ti)分為三類(lei)(lei)即低(di)碳(tan)類(lei)(lei)（＜0.15％C）、中碳(tan)類(lei)(lei)（0.2～0.4％C）和高碳(tan)類(lei)(lei)（0.6～1.0％C）。如1Cr13鋼屬于馬氏體(ti)不銹(xiu)鋼的低(di)碳(tan)類(lei)(lei)。
馬氏體不(bu)銹(xiu)鋼的(de)強度(du)主要取決于碳(tan)。隨著(zhu)碳(tan)含(han)(han)量(liang)的(de)增(zeng)加，其強度(du)、硬(ying)度(du)和耐(nai)(nai)磨(mo)性顯著(zhu)提高(gao)(gao)(gao)(gao)，而冷塑性、韌性及(ji)耐(nai)(nai)蝕性則下降。為改善耐(nai)(nai)蝕性能，可(ke)提高(gao)(gao)(gao)(gao)鉻含(han)(han)量(liang)，但受如下因素制約：因為鉻屬于穩定鐵素體和縮小（封閉）奧氏體y相區(qu)(qu)的(de)元素，并阻礙從奧氏體化溫度(du)冷卻時奧氏體向(xiang)馬氏體的(de)轉變，所以提高(gao)(gao)(gao)(gao)鉻含(han)(han)量(liang)時，還需相應提高(gao)(gao)(gao)(gao)碳(tan)含(han)(han)量(liang)來擴大(da)y相區(qu)(qu)，才能獲得馬氏體組織；當碳(tan)含(han)(han)量(liang)達(da)0.6％時，純（單一(yi)）奧氏體y相區(qu)(qu)最(zui)高(gao)(gao)(gao)(gao)鉻含(han)(han)量(liang)向(xiang)右移動至最(zui)大(da)值，可(ke)達(da)18％左(zuo)右。繼(ji)續增(zeng)加過多的(de)碳(tan)，因形成碳(tan)化物等(deng)不(bu)再擴大(da)y相區(qu)(qu)，但能提高(gao)(gao)(gao)(gao)耐(nai)(nai)磨(mo)性。因此，馬氏體不(bu)銹(xiu)鋼一(yi)般含(han)(han)鉻量(liang)在12～18％之間，含(han)(han)碳(tan)量(liang)較高(gao)(gao)(gao)(gao)，在0.1～1.0％范圍內。
另一類（或第四類）為加(jia)有(you)少(shao)量鎳(nie)的(de)馬氏(shi)體(ti)不銹鋼(gang)。鎳(nie)屬于穩定奧(ao)氏(shi)體(ti)和擴(kuo)大（開啟）y相區的(de)元(yuan)素。加(jia)入(ru)2％Ni時就有(you)明顯效果。這樣可以用鎳(nie)代(dai)碳(tan)，如通常(chang)使用的(de)1Cr17Ni2高鉻馬氏(shi)體(ti)不銹鋼(gang)。因低(di)碳(tan)、高鉻并加(jia)鎳(nie)，比一般馬氏(shi)體(ti)不銹鋼(gang)具有(you)更(geng)好的(de)耐蝕性(xing)能和強度與韌(ren)性(xing)的(de)配合。
馬(ma)氏體(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)的(de)熱處(chu)理(li)對力(li)學性能和(he)耐(nai)蝕性能等有重要(yao)影響。因此，根據不(bu)同的(de)使用要(yao)求(qiu)，應(ying)選定(ding)相應(ying)適宜(yi)的(de)熱處(chu)理(li)工藝(yi)制(zhi)度。通(tong)常包括：在(zai)高(gao)溫(wen)(wen)奧氏體(ti)(ti)化(hua)溫(wen)(wen)度區(qu)間保溫(wen)(wen)，淬火(huo)形(xing)成馬(ma)氏體(ti)(ti)，在(zai)高(gao)溫(wen)(wen)淬火(huo)后，因存在(zai)內應(ying)力(li)大和(he)脆化(hua)等問題，還必須進行回(hui)(hui)火(huo)得到回(hui)(hui)火(huo)馬氏體(ti)，才能保證(zheng)實用(yong)的綜合(he)性(xing)能。回(hui)(hui)(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)(huo)處理分為(wei)高(gao)溫回(hui)(hui)(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)(huo)（600～750℃范圍，以改(gai)善和(he)調整強度(du)(du)與韌性(xing)配(pei)合(he)等綜合(he)力學(xue)性(xing)能為(wei)目(mu)的）和(he)低(di)溫回(hui)(hui)(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)(huo)（低(di)于400℃，以消除應(ying)力而(er)又不(bu)(bu)引起組織有明顯變化為(wei)目(mu)的）兩種(zhong)。因馬氏體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)在(zai)約400～600℃左右范圍內(nei)回(hui)(hui)(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)(huo)，引起沖擊(ji)韌性(xing)的降低(di)。同時(shi)由于析出鉻碳(tan)化物造成耐蝕性(xing)下降。故一般(ban)應(ying)避(bi)免在(zai)此(ci)溫度(du)(du)范圍內(nei)回(hui)(hui)(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)(huo)。從耐蝕性(xing)角(jiao)度(du)(du)看，采用(yong)低(di)碳(tan)鋼(gang)(gang)和(he)低(di)溫回(hui)(hui)(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)(huo)更有利。含碳(tan)高(gao)的比低(di)碳(tan)馬氏體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)對回(hui)(hui)(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)(huo)脆(cui)性(xing)更敏感(gan)，冷(leng)加工成形性(xing)和(he)可焊(han)(han)性(xing)更差（因此(ci)必須焊(han)(han)前(qian)預熱和(he)焊(han)(han)后熱處理，甚(shen)至不(bu)(bu)作焊(han)(han)接件等）。總(zong)之，如對強度(du)(du)硬度(du)(du)要求不(bu)(bu)高(gao)時(shi)，應(ying)盡量(liang)采用(yong)低(di)碳(tan)馬氏體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)。
馬氏體不銹鋼耐蝕性一般不如鐵素體型、更不如奧氏體不銹(xiu)鋼。不適用于強腐蝕介質條件，不耐晶間腐蝕、點蝕和應力腐蝕等。但比鐵素體和奧氏體兩類不銹鋼優越之處，在于可以通過熱處理強化。主要適用于對強度、硬度、耐磨性等要求較高并兼有一定耐蝕性的零部件等。馬氏體不銹鋼熱加工容易。除低碳鋼外，一般冷塑性、韌性不良；因可在空氣中淬硬，可焊性差。一般不宜作焊接件使用。有些牌號還可作為耐熱鋼使用，如1Cr13等。
