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)(shi)體組織(zhi)，一個基本的先決條(tiao)件(jian)，就是在相(xiang)圖中必須(xu)存在有(you)奧氏(shi)(shi)體（y相(xiang)）的區域才有(you)可(ke)能(neng)。對于無碳Fe-Cr二元合金平(ping)衡相(xiang)圖而(er)言，鉻(ge)含量(liang)大(da)于12％時，在所有(you)溫度條(tiao)件(jian)下均不存在奧氏(shi)(shi)體組織(zhi)。而(er)12％的鉻(ge)含量(liang)，一般是保證不銹(xiu)鋼具有(you)起碼的耐蝕性能(neng)所必需的最低含量(liang)。為克服(fu)上述矛盾(dun)，只有(you)加入(ru)能(neng)改變相(xiang)圖擴大(da)γ相(xiang)區的元素，主要(yao)是碳等，才能(neng)實現上述先決條(tiao)件(jian)。
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)(tan)對鋼(gang)的(de)組織(zhi)與性(xing)能的(de)重(zhong)大影響(xiang)，馬(ma)氏體（鉻）不銹(xiu)鋼(gang)習慣上可(ke)按碳(tan)(tan)含量（相對比較）大體分為三類即低(di)碳(tan)(tan)類（＜0.15％C）、中(zhong)碳(tan)(tan)類（0.2～0.4％C）和高碳(tan)(tan)類（0.6～1.0％C）。如(ru)1Cr13鋼(gang)屬于(yu)馬(ma)氏體不銹(xiu)鋼(gang)的(de)低(di)碳(tan)(tan)類。
馬氏(shi)(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)強(qiang)度(du)主要取決于碳(tan)。隨(sui)著碳(tan)含量(liang)(liang)的(de)(de)增(zeng)加，其強(qiang)度(du)、硬度(du)和(he)耐(nai)磨性(xing)顯(xian)著提高(gao)，而冷(leng)塑性(xing)、韌性(xing)及耐(nai)蝕(shi)性(xing)則下降。為(wei)改善耐(nai)蝕(shi)性(xing)能，可(ke)提高(gao)鉻(ge)(ge)含量(liang)(liang)，但受如下因素(su)制約：因為(wei)鉻(ge)(ge)屬(shu)于穩定鐵素(su)體(ti)和(he)縮小（封閉）奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)y相(xiang)區的(de)(de)元素(su)，并阻礙從奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)化溫度(du)冷(leng)卻時奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)向馬氏(shi)(shi)(shi)體(ti)的(de)(de)轉變，所以提高(gao)鉻(ge)(ge)含量(liang)(liang)時，還需相(xiang)應提高(gao)碳(tan)含量(liang)(liang)來擴大y相(xiang)區，才能獲得馬氏(shi)(shi)(shi)體(ti)組織；當碳(tan)含量(liang)(liang)達(da)0.6％時，純（單一）奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)y相(xiang)區最高(gao)鉻(ge)(ge)含量(liang)(liang)向右移(yi)動至最大值，可(ke)達(da)18％左右。繼續增(zeng)加過多的(de)(de)碳(tan)，因形成碳(tan)化物等不(bu)再擴大y相(xiang)區，但能提高(gao)耐(nai)磨性(xing)。因此，馬氏(shi)(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼一般含鉻(ge)(ge)量(liang)(liang)在(zai)12～18％之間(jian)，含碳(tan)量(liang)(liang)較高(gao)，在(zai)0.1～1.0％范圍內(nei)。
另一類(lei)（或第四類(lei)）為加有(you)少量(liang)鎳的馬氏(shi)體不銹鋼(gang)。鎳屬于(yu)穩定奧(ao)氏(shi)體和擴大（開啟）y相區的元素。加入(ru)2％Ni時就有(you)明顯效果。這(zhe)樣可以用(yong)鎳代碳，如(ru)通常使用(yong)的1Cr17Ni2高(gao)鉻馬氏(shi)體不銹鋼(gang)。因低碳、高(gao)鉻并加鎳，比(bi)一般馬氏(shi)體不銹鋼(gang)具(ju)有(you)更好(hao)的耐蝕(shi)性能和強度與韌性的配(pei)合(he)。
馬氏(shi)體(ti)不銹鋼(gang)的熱處理(li)對(dui)力學性(xing)能和(he)耐(nai)蝕性(xing)能等有重要影響。因(yin)此(ci)，根據(ju)不同的使用要求，應選定相應適宜的熱處理(li)工(gong)藝制度(du)(du)。通常(chang)包括(kuo)：在(zai)高(gao)溫奧氏(shi)體(ti)化(hua)溫度(du)(du)區間保溫，淬火形成馬氏(shi)體(ti)，在(zai)高(gao)溫淬火后(hou)，因(yin)存(cun)在(zai)內應力大(da)和(he)脆(cui)化(hua)等問題，還必須(xu)進行回(hui)火得到回(hui)火馬(ma)氏體(ti)，才能保證實(shi)用(yong)的(de)(de)綜合性(xing)能。回火(huo)處(chu)理分(fen)為高(gao)溫(wen)(wen)(wen)回火(huo)（600～750℃范(fan)(fan)圍(wei)，以改善和(he)調整強度(du)(du)(du)與(yu)韌性(xing)配合等綜合力(li)學性(xing)能為目的(de)(de)）和(he)低(di)(di)(di)溫(wen)(wen)(wen)回火(huo)（低(di)(di)(di)于(yu)(yu)400℃，以消(xiao)除應(ying)力(li)而(er)又不(bu)引起組織有(you)明顯變化為目的(de)(de)）兩(liang)種(zhong)。因馬(ma)氏體(ti)不(bu)銹鋼(gang)在(zai)約400～600℃左右范(fan)(fan)圍(wei)內回火(huo)，引起沖擊(ji)韌性(xing)的(de)(de)降低(di)(di)(di)。同時由(you)于(yu)(yu)析出鉻碳(tan)化物造成耐(nai)蝕性(xing)下(xia)降。故一般應(ying)避免在(zai)此溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)范(fan)(fan)圍(wei)內回火(huo)。從耐(nai)蝕性(xing)角度(du)(du)(du)看(kan)，采(cai)用(yong)低(di)(di)(di)碳(tan)鋼(gang)和(he)低(di)(di)(di)溫(wen)(wen)(wen)回火(huo)更(geng)有(you)利(li)。含碳(tan)高(gao)的(de)(de)比低(di)(di)(di)碳(tan)馬(ma)氏體(ti)不(bu)銹鋼(gang)對(dui)回火(huo)脆性(xing)更(geng)敏感，冷加(jia)工成形性(xing)和(he)可焊性(xing)更(geng)差（因此必須焊前預熱和(he)焊后(hou)熱處(chu)理，甚至不(bu)作(zuo)焊接件等）。總之，如對(dui)強度(du)(du)(du)硬度(du)(du)(du)要求不(bu)高(gao)時，應(ying)盡量采(cai)用(yong)低(di)(di)(di)碳(tan)馬(ma)氏體(ti)不(bu)銹鋼(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(bu)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。
