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(wei)獲得(de)馬氏體(ti)組(zu)織，一(yi)個基本(ben)的(de)先(xian)決(jue)條(tiao)件(jian)，就是(shi)在(zai)(zai)(zai)相圖中必須(xu)存在(zai)(zai)(zai)有奧氏體(ti)（y相）的(de)區域才有可能。對于無碳(tan)(tan)Fe-Cr二元(yuan)合金(jin)平衡(heng)相圖而言，鉻含量(liang)大(da)于12％時，在(zai)(zai)(zai)所有溫度條(tiao)件(jian)下均不(bu)存在(zai)(zai)(zai)奧氏體(ti)組(zu)織。而12％的(de)鉻含量(liang)，一(yi)般是(shi)保證(zheng)不(bu)銹鋼具有起(qi)碼的(de)耐蝕性能所必需(xu)的(de)最低含量(liang)。為(wei)克服上述矛盾(dun)，只有加入能改變相圖擴(kuo)大(da)γ相區的(de)元(yuan)素，主要是(shi)碳(tan)(tan)等，才能實(shi)現上述先(xian)決(jue)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。

  鑒于碳(tan)對鋼(gang)的組織與性能的重大(da)影響，馬(ma)氏(shi)體(ti)（鉻）不銹(xiu)鋼(gang)習慣上可按碳(tan)含量（相對比(bi)較）大(da)體(ti)分為三類(lei)(lei)即低碳(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(gang)屬于馬(ma)氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)的低碳(tan)類(lei)(lei)。

  馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)強(qiang)度主要取決于(yu)碳(tan)(tan)。隨著碳(tan)(tan)含(han)(han)(han)量(liang)的(de)(de)增加(jia)，其強(qiang)度、硬度和(he)耐(nai)磨性(xing)(xing)顯(xian)著提高，而冷塑性(xing)(xing)、韌性(xing)(xing)及耐(nai)蝕性(xing)(xing)則下降(jiang)。為(wei)改(gai)善耐(nai)蝕性(xing)(xing)能，可提高鉻(ge)含(han)(han)(han)量(liang)，但(dan)受如下因素制約(yue)：因為(wei)鉻(ge)屬于(yu)穩(wen)定鐵素體(ti)(ti)和(he)縮小（封閉(bi)）奧氏(shi)體(ti)(ti)y相(xiang)區(qu)的(de)(de)元素，并(bing)阻礙從(cong)奧氏(shi)體(ti)(ti)化溫度冷卻(que)時(shi)奧氏(shi)體(ti)(ti)向(xiang)馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)的(de)(de)轉(zhuan)變，所以提高鉻(ge)含(han)(han)(han)量(liang)時(shi)，還需相(xiang)應(ying)提高碳(tan)(tan)含(han)(han)(han)量(liang)來擴大(da)(da)y相(xiang)區(qu)，才能獲(huo)得馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)組織；當碳(tan)(tan)含(han)(han)(han)量(liang)達0.6％時(shi)，純（單一）奧氏(shi)體(ti)(ti)y相(xiang)區(qu)最高鉻(ge)含(han)(han)(han)量(liang)向(xiang)右(you)移動至(zhi)最大(da)(da)值，可達18％左(zuo)右(you)。繼續增加(jia)過多的(de)(de)碳(tan)(tan)，因形成碳(tan)(tan)化物等不(bu)再擴大(da)(da)y相(xiang)區(qu)，但(dan)能提高耐(nai)磨性(xing)(xing)。因此，馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼一般含(han)(han)(han)鉻(ge)量(liang)在(zai)12～18％之間(jian)，含(han)(han)(han)碳(tan)(tan)量(liang)較高，在(zai)0.1～1.0％范圍內。

  另一(yi)類（或第四類）為加(jia)(jia)(jia)有少量鎳(nie)的(de)(de)馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)不銹鋼。鎳(nie)屬(shu)于穩定奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)和(he)(he)擴大（開啟）y相(xiang)區(qu)的(de)(de)元素(su)。加(jia)(jia)(jia)入2％Ni時就有明顯效(xiao)果。這樣可以用(yong)鎳(nie)代碳，如通常使用(yong)的(de)(de)1Cr17Ni2高鉻馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)不銹鋼。因(yin)低(di)碳、高鉻并加(jia)(jia)(jia)鎳(nie)，比一(yi)般馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)不銹鋼具有更好的(de)(de)耐(nai)蝕性能和(he)(he)強度與韌性的(de)(de)配合。

  馬(ma)氏(shi)(shi)體不(bu)銹鋼的(de)(de)熱處理(li)對力學性能和耐(nai)蝕性能等有重要影(ying)響。因此，根據不(bu)同的(de)(de)使用要求，應(ying)選(xuan)定相應(ying)適(shi)宜的(de)(de)熱處理(li)工藝制度。通常包括：在高(gao)溫奧氏(shi)(shi)體化(hua)溫度區間保溫，淬火形(xing)成(cheng)馬(ma)氏(shi)(shi)體，在高(gao)溫淬火后，因存(cun)在內應(ying)力大和脆(cui)化(hua)等問題，還必須進行回火得到(dao)回火馬氏體(ti)，才能保證實用的(de)(de)綜合性(xing)(xing)能。回火(huo)(huo)(huo)(huo)處理分為(wei)高溫(wen)回火(huo)(huo)(huo)(huo)（600～750℃范圍(wei)，以改善(shan)和調整強度(du)與韌性(xing)(xing)配合等(deng)綜合力學性(xing)(xing)能為(wei)目的(de)(de)）和低(di)(di)溫(wen)回火(huo)(huo)(huo)(huo)（低(di)(di)于400℃，以消除應(ying)力而又不(bu)引起(qi)組織有明(ming)顯變化為(wei)目的(de)(de)）兩種(zhong)。因(yin)馬氏體(ti)不(bu)銹鋼在約400～600℃左右范圍(wei)內(nei)回火(huo)(huo)(huo)(huo)，引起(qi)沖擊韌性(xing)(xing)的(de)(de)降低(di)(di)。同時由于析(xi)出鉻碳(tan)化物造成耐蝕性(xing)(xing)下降。故(gu)一(yi)般(ban)應(ying)避(bi)免在此溫(wen)度(du)范圍(wei)內(nei)回火(huo)(huo)(huo)(huo)。從耐蝕性(xing)(xing)角度(du)看，采用低(di)(di)碳(tan)鋼和低(di)(di)溫(wen)回火(huo)(huo)(huo)(huo)更有利。含碳(tan)高的(de)(de)比低(di)(di)碳(tan)馬氏體(ti)不(bu)銹鋼對回火(huo)(huo)(huo)(huo)脆性(xing)(xing)更敏(min)感，冷加工成形性(xing)(xing)和可(ke)焊(han)性(xing)(xing)更差（因(yin)此必須焊(han)前預熱和焊(han)后(hou)熱處理，甚至不(bu)作焊(han)接件等(deng)）。總之，如(ru)對強度(du)硬度(du)要(yao)求不(bu)高時，應(ying)盡量采用低(di)(di)碳(tan)馬氏體(ti)不(bu)銹鋼。

  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。