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(wei)獲得馬氏(shi)體(ti)組(zu)織，一個基本(ben)的(de)(de)(de)先決條件，就是在(zai)(zai)相(xiang)圖中必須存在(zai)(zai)有(you)(you)奧氏(shi)體(ti)（y相(xiang)）的(de)(de)(de)區(qu)域才(cai)(cai)有(you)(you)可(ke)能(neng)(neng)。對于無碳(tan)Fe-Cr二元合金平衡相(xiang)圖而言(yan)，鉻(ge)含量大(da)(da)于12％時，在(zai)(zai)所有(you)(you)溫度條件下均不(bu)存在(zai)(zai)奧氏(shi)體(ti)組(zu)織。而12％的(de)(de)(de)鉻(ge)含量，一般是保證不(bu)銹鋼具有(you)(you)起碼的(de)(de)(de)耐蝕(shi)性能(neng)(neng)所必需的(de)(de)(de)最低含量。為(wei)克服上(shang)述矛盾，只有(you)(you)加入能(neng)(neng)改變相(xiang)圖擴大(da)(da)γ相(xiang)區(qu)的(de)(de)(de)元素(su)，主要是碳(tan)等，才(cai)(cai)能(neng)(neng)實(shi)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。
鑒于碳(tan)對(dui)鋼(gang)(gang)的組(zu)織與性(xing)能的重大影(ying)響，馬氏體（鉻）不銹鋼(gang)(gang)習慣(guan)上可按碳(tan)含量（相對(dui)比(bi)較）大體分為三(san)類(lei)即低碳(tan)類(lei)（＜0.15％C）、中碳(tan)類(lei)（0.2～0.4％C）和高碳(tan)類(lei)（0.6～1.0％C）。如(ru)1Cr13鋼(gang)(gang)屬于馬氏體不銹鋼(gang)(gang)的低碳(tan)類(lei)。
馬氏體(ti)(ti)(ti)不(bu)銹鋼的(de)(de)強度主要取決(jue)于碳(tan)(tan)。隨(sui)著碳(tan)(tan)含(han)量(liang)的(de)(de)增加，其強度、硬度和耐(nai)磨性(xing)(xing)(xing)顯著提(ti)高(gao)，而冷(leng)塑性(xing)(xing)(xing)、韌性(xing)(xing)(xing)及耐(nai)蝕性(xing)(xing)(xing)則下降。為改善耐(nai)蝕性(xing)(xing)(xing)能，可提(ti)高(gao)鉻(ge)(ge)(ge)含(han)量(liang)，但受(shou)如(ru)下因(yin)(yin)素(su)制約：因(yin)(yin)為鉻(ge)(ge)(ge)屬于穩定鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)和縮小(xiao)（封閉）奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)(ti)y相(xiang)區(qu)(qu)的(de)(de)元素(su)，并(bing)阻礙從奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)(ti)化溫度冷(leng)卻時(shi)奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)(ti)向(xiang)馬氏體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)轉變，所以提(ti)高(gao)鉻(ge)(ge)(ge)含(han)量(liang)時(shi)，還需相(xiang)應提(ti)高(gao)碳(tan)(tan)含(han)量(liang)來(lai)擴大(da)y相(xiang)區(qu)(qu)，才(cai)能獲得馬氏體(ti)(ti)(ti)組(zu)織；當碳(tan)(tan)含(han)量(liang)達0.6％時(shi)，純（單一）奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)(ti)y相(xiang)區(qu)(qu)最(zui)高(gao)鉻(ge)(ge)(ge)含(han)量(liang)向(xiang)右移(yi)動至最(zui)大(da)值，可達18％左右。繼續增加過多的(de)(de)碳(tan)(tan)，因(yin)(yin)形成碳(tan)(tan)化物等不(bu)再擴大(da)y相(xiang)區(qu)(qu)，但能提(ti)高(gao)耐(nai)磨性(xing)(xing)(xing)。因(yin)(yin)此，馬氏體(ti)(ti)(ti)不(bu)銹鋼一般(ban)含(han)鉻(ge)(ge)(ge)量(liang)在12～18％之間(jian)，含(han)碳(tan)(tan)量(liang)較高(gao)，在0.1～1.0％范圍(wei)內。
另一(yi)類（或第四類）為加有(you)少(shao)量鎳(nie)的(de)馬氏體不(bu)(bu)銹鋼。鎳(nie)屬于穩(wen)定奧氏體和(he)擴大(da)（開啟(qi)）y相(xiang)區(qu)的(de)元素。加入2％Ni時(shi)就有(you)明顯效果。這樣可以用鎳(nie)代(dai)碳，如通常使用的(de)1Cr17Ni2高鉻馬氏體不(bu)(bu)銹鋼。因(yin)低碳、高鉻并(bing)加鎳(nie)，比一(yi)般馬氏體不(bu)(bu)銹鋼具有(you)更好的(de)耐(nai)蝕性能和(he)強度與韌性的(de)配(pei)合。
馬氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)熱(re)處理(li)對力學性能和(he)(he)耐(nai)蝕(shi)性能等(deng)有重要(yao)影響。因此，根據不(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)使用要(yao)求，應(ying)選定相應(ying)適(shi)宜的(de)(de)熱(re)處理(li)工(gong)藝制(zhi)度(du)(du)。通常包括(kuo)：在高溫(wen)奧氏(shi)體(ti)化溫(wen)度(du)(du)區間保溫(wen)，淬火(huo)形成馬氏(shi)體(ti)，在高溫(wen)淬火(huo)后，因存在內應(ying)力大(da)和(he)(he)脆化等(deng)問(wen)題，還必須進行回火(huo)得(de)到回火(huo)馬(ma)氏體，才(cai)能保證實用(yong)的(de)(de)綜合(he)(he)性(xing)(xing)能。回火(huo)(huo)(huo)處理分為(wei)高(gao)溫(wen)回火(huo)(huo)(huo)（600～750℃范圍(wei)，以(yi)改善和(he)調整強度(du)(du)與(yu)韌性(xing)(xing)配(pei)合(he)(he)等綜合(he)(he)力(li)學性(xing)(xing)能為(wei)目的(de)(de)）和(he)低(di)(di)溫(wen)回火(huo)(huo)(huo)（低(di)(di)于(yu)400℃，以(yi)消(xiao)除應力(li)而又不(bu)引(yin)起(qi)組(zu)織有明顯變化為(wei)目的(de)(de)）兩種。因馬(ma)氏體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼在約400～600℃左右范圍(wei)內(nei)回火(huo)(huo)(huo)，引(yin)起(qi)沖擊韌性(xing)(xing)的(de)(de)降(jiang)低(di)(di)。同時(shi)由于(yu)析出鉻碳(tan)(tan)化物造成耐蝕(shi)性(xing)(xing)下降(jiang)。故一般應避免(mian)在此溫(wen)度(du)(du)范圍(wei)內(nei)回火(huo)(huo)(huo)。從耐蝕(shi)性(xing)(xing)角度(du)(du)看，采用(yong)低(di)(di)碳(tan)(tan)鋼和(he)低(di)(di)溫(wen)回火(huo)(huo)(huo)更(geng)有利。含碳(tan)(tan)高(gao)的(de)(de)比低(di)(di)碳(tan)(tan)馬(ma)氏體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼對(dui)回火(huo)(huo)(huo)脆性(xing)(xing)更(geng)敏感，冷加工成形(xing)性(xing)(xing)和(he)可焊(han)性(xing)(xing)更(geng)差（因此必須焊(han)前預熱(re)和(he)焊(han)后熱(re)處理，甚至不(bu)作(zuo)焊(han)接件等）。總(zong)之，如(ru)對(dui)強度(du)(du)硬度(du)(du)要(yao)求不(bu)高(gao)時(shi)，應盡(jin)量采用(yong)低(di)(di)碳(tan)(tan)馬(ma)氏體不(bu)銹(xiu)(xiu)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(gang)。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。
