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(shi)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(wei)獲得馬氏體(ti)組(zu)織，一(yi)個(ge)基本(ben)的(de)先決條件，就是(shi)(shi)在(zai)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)圖(tu)中必須存在(zai)有(you)奧氏體(ti)（y相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)）的(de)區域才有(you)可(ke)能(neng)(neng)。對(dui)于無碳(tan)Fe-Cr二元合金平(ping)衡相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)圖(tu)而言，鉻(ge)含(han)量(liang)(liang)大于12％時，在(zai)所有(you)溫(wen)度條件下均(jun)不存在(zai)奧氏體(ti)組(zu)織。而12％的(de)鉻(ge)含(han)量(liang)(liang)，一(yi)般(ban)是(shi)(shi)保(bao)證不銹鋼(gang)具有(you)起碼的(de)耐蝕性能(neng)(neng)所必需的(de)最低含(han)量(liang)(liang)。為(wei)克(ke)服上(shang)述矛盾，只有(you)加入能(neng)(neng)改變相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)圖(tu)擴大γ相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)區的(de)元素，主要是(shi)(shi)碳(tan)等，才能(neng)(neng)實現上(shang)述先決條件。
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(yu)碳(tan)對鋼(gang)的(de)(de)組織與性能的(de)(de)重大(da)影響，馬氏(shi)體(ti)（鉻(ge)）不銹(xiu)鋼(gang)習慣上(shang)可按碳(tan)含量(liang)（相對比(bi)較(jiao)）大(da)體(ti)分為三類即低碳(tan)類（＜0.15％C）、中碳(tan)類（0.2～0.4％C）和高碳(tan)類（0.6～1.0％C）。如1Cr13鋼(gang)屬于(yu)馬氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)低碳(tan)類。
馬氏(shi)體不(bu)銹鋼的(de)強度(du)主要取決(jue)于碳(tan)。隨著碳(tan)含(han)量的(de)增加，其(qi)強度(du)、硬度(du)和耐(nai)磨(mo)性(xing)(xing)顯著提(ti)高(gao)(gao)(gao)，而(er)冷塑性(xing)(xing)、韌(ren)性(xing)(xing)及耐(nai)蝕(shi)性(xing)(xing)則(ze)下降。為改善耐(nai)蝕(shi)性(xing)(xing)能，可提(ti)高(gao)(gao)(gao)鉻(ge)含(han)量，但(dan)受如(ru)下因素制約：因為鉻(ge)屬于穩定鐵素體和縮小（封閉）奧(ao)氏(shi)體y相(xiang)(xiang)區的(de)元素，并阻礙從奧(ao)氏(shi)體化(hua)溫度(du)冷卻時奧(ao)氏(shi)體向馬氏(shi)體的(de)轉(zhuan)變，所以提(ti)高(gao)(gao)(gao)鉻(ge)含(han)量時，還需相(xiang)(xiang)應提(ti)高(gao)(gao)(gao)碳(tan)含(han)量來擴大(da)y相(xiang)(xiang)區，才能獲得馬氏(shi)體組織(zhi)；當碳(tan)含(han)量達(da)0.6％時，純(chun)（單一）奧(ao)氏(shi)體y相(xiang)(xiang)區最高(gao)(gao)(gao)鉻(ge)含(han)量向右(you)移動(dong)至最大(da)值，可達(da)18％左右(you)。繼續增加過多(duo)的(de)碳(tan)，因形(xing)成(cheng)碳(tan)化(hua)物等不(bu)再擴大(da)y相(xiang)(xiang)區，但(dan)能提(ti)高(gao)(gao)(gao)耐(nai)磨(mo)性(xing)(xing)。因此，馬氏(shi)體不(bu)銹鋼一般含(han)鉻(ge)量在12～18％之間，含(han)碳(tan)量較高(gao)(gao)(gao)，在0.1～1.0％范圍內。
另一類（或第(di)四類）為加(jia)有少(shao)量鎳(nie)的(de)(de)馬(ma)氏體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼。鎳(nie)屬(shu)于穩(wen)定奧氏體(ti)(ti)和擴大（開(kai)啟）y相(xiang)區(qu)的(de)(de)元(yuan)素。加(jia)入(ru)2％Ni時就有明(ming)顯效果。這樣可以用(yong)鎳(nie)代碳，如通(tong)常使(shi)用(yong)的(de)(de)1Cr17Ni2高(gao)鉻馬(ma)氏體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼。因(yin)低碳、高(gao)鉻并加(jia)鎳(nie)，比一般馬(ma)氏體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼具有更好的(de)(de)耐蝕性能和強度(du)與韌性的(de)(de)配合。
馬氏體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼的熱處理對力學性能(neng)和耐蝕性能(neng)等有(you)重要(yao)(yao)影響。因(yin)此，根據不同的使用(yong)要(yao)(yao)求，應選定相應適宜的熱處理工(gong)藝(yi)制度(du)(du)。通(tong)常包括：在高(gao)(gao)溫奧氏體(ti)(ti)化溫度(du)(du)區間保溫，淬火形(xing)成馬氏體(ti)(ti)，在高(gao)(gao)溫淬火后(hou)，因(yin)存在內(nei)應力大和脆(cui)化等問題，還必須(xu)進行回(hui)火得到回(hui)火馬(ma)氏體(ti)(ti)，才(cai)能保證實用(yong)的(de)綜合性能。回(hui)火(huo)(huo)處(chu)理分為高溫(wen)(wen)回(hui)火(huo)(huo)（600～750℃范圍，以改(gai)善和(he)調整強度(du)(du)與(yu)韌性配合等綜合力學性能為目(mu)的(de)）和(he)低(di)溫(wen)(wen)回(hui)火(huo)(huo)（低(di)于(yu)400℃，以消除應力而又不引(yin)起(qi)組織有(you)明(ming)顯變化(hua)為目(mu)的(de)）兩種。因馬(ma)氏體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼在約400～600℃左右(you)范圍內回(hui)火(huo)(huo)，引(yin)起(qi)沖擊韌性的(de)降(jiang)低(di)。同時由于(yu)析出鉻碳(tan)化(hua)物造成(cheng)耐蝕(shi)性下降(jiang)。故一般應避免在此溫(wen)(wen)度(du)(du)范圍內回(hui)火(huo)(huo)。從(cong)耐蝕(shi)性角度(du)(du)看，采用(yong)低(di)碳(tan)鋼和(he)低(di)溫(wen)(wen)回(hui)火(huo)(huo)更有(you)利。含碳(tan)高的(de)比低(di)碳(tan)馬(ma)氏體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼對(dui)回(hui)火(huo)(huo)脆性更敏(min)感，冷(leng)加工成(cheng)形性和(he)可焊(han)性更差（因此必(bi)須焊(han)前預熱(re)和(he)焊(han)后熱(re)處(chu)理，甚至(zhi)不作(zuo)焊(han)接(jie)件(jian)等）。總之，如對(dui)強度(du)(du)硬度(du)(du)要求不高時，應盡量采用(yong)低(di)碳(tan)馬(ma)氏體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼。
馬氏體不銹鋼耐蝕性一般不如鐵素體型、更不如奧氏(shi)體(ti)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。
