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(xiu)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(bu)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)體組(zu)織(zhi)，一(yi)個基本的(de)(de)先決(jue)條(tiao)件，就(jiu)是在相圖中必須存(cun)(cun)在有奧(ao)氏(shi)體（y相）的(de)(de)區(qu)域才有可能(neng)(neng)(neng)。對于無(wu)碳Fe-Cr二元合(he)金平衡相圖而言，鉻(ge)含量大于12％時，在所有溫度條(tiao)件下均不存(cun)(cun)在奧(ao)氏(shi)體組(zu)織(zhi)。而12％的(de)(de)鉻(ge)含量，一(yi)般(ban)是保證不銹鋼具有起碼的(de)(de)耐蝕性(xing)能(neng)(neng)(neng)所必需(xu)的(de)(de)最(zui)低(di)含量。為克服上(shang)述矛盾，只有加入能(neng)(neng)(neng)改變相圖擴大γ相區(qu)的(de)(de)元素，主要(yao)是碳等，才能(neng)(neng)(neng)實現上(shang)述先決(jue)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(jian)于(yu)碳(tan)對鋼(gang)(gang)(gang)的(de)組織(zhi)與性(xing)能的(de)重大(da)影響，馬氏體(ti)（鉻）不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)習慣上可按碳(tan)含量（相對比較）大(da)體(ti)分為三類即低碳(tan)類（＜0.15％C）、中(zhong)碳(tan)類（0.2～0.4％C）和(he)高(gao)碳(tan)類（0.6～1.0％C）。如(ru)1Cr13鋼(gang)(gang)(gang)屬于(yu)馬氏體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)低碳(tan)類。

  馬氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)的(de)強(qiang)度(du)主要取決于碳(tan)(tan)。隨著碳(tan)(tan)含(han)(han)量的(de)增加(jia)，其強(qiang)度(du)、硬(ying)度(du)和(he)耐(nai)磨(mo)性(xing)(xing)顯著提高(gao)，而冷(leng)塑性(xing)(xing)、韌性(xing)(xing)及耐(nai)蝕(shi)性(xing)(xing)則下降。為改善(shan)耐(nai)蝕(shi)性(xing)(xing)能(neng)，可(ke)提高(gao)鉻含(han)(han)量，但(dan)受如下因(yin)素(su)制約：因(yin)為鉻屬于穩定鐵素(su)體(ti)(ti)和(he)縮(suo)小（封閉(bi)）奧氏(shi)體(ti)(ti)y相區(qu)的(de)元素(su)，并阻(zu)礙從奧氏(shi)體(ti)(ti)化溫度(du)冷(leng)卻(que)時奧氏(shi)體(ti)(ti)向馬氏(shi)體(ti)(ti)的(de)轉變，所以提高(gao)鉻含(han)(han)量時，還(huan)需相應提高(gao)碳(tan)(tan)含(han)(han)量來擴大y相區(qu)，才能(neng)獲得(de)馬氏(shi)體(ti)(ti)組織；當碳(tan)(tan)含(han)(han)量達(da)0.6％時，純（單一）奧氏(shi)體(ti)(ti)y相區(qu)最(zui)高(gao)鉻含(han)(han)量向右移動至最(zui)大值，可(ke)達(da)18％左右。繼續增加(jia)過多的(de)碳(tan)(tan)，因(yin)形成(cheng)碳(tan)(tan)化物等(deng)不(bu)再(zai)擴大y相區(qu)，但(dan)能(neng)提高(gao)耐(nai)磨(mo)性(xing)(xing)。因(yin)此，馬氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)一般含(han)(han)鉻量在12～18％之間(jian)，含(han)(han)碳(tan)(tan)量較高(gao)，在0.1～1.0％范圍內。

  另一(yi)類（或第四類）為(wei)加(jia)有(you)少量鎳(nie)的馬氏(shi)體(ti)不銹鋼(gang)。鎳(nie)屬于(yu)穩定奧氏(shi)體(ti)和擴大（開啟）y相區的元素。加(jia)入(ru)2％Ni時就有(you)明顯效果。這(zhe)樣(yang)可以用鎳(nie)代碳(tan)，如通常(chang)使用的1Cr17Ni2高(gao)鉻(ge)馬氏(shi)體(ti)不銹鋼(gang)。因低碳(tan)、高(gao)鉻(ge)并加(jia)鎳(nie)，比(bi)一(yi)般馬氏(shi)體(ti)不銹鋼(gang)具有(you)更好的耐蝕性(xing)能和強度與韌性(xing)的配合。

  馬氏(shi)體不(bu)銹鋼的(de)熱(re)處(chu)理對力(li)學性(xing)能(neng)和耐蝕(shi)性(xing)能(neng)等有重要(yao)影響。因此，根據不(bu)同(tong)的(de)使用要(yao)求(qiu)，應(ying)選定相應(ying)適宜(yi)的(de)熱(re)處(chu)理工藝制度(du)。通(tong)常包括(kuo)：在高(gao)溫奧氏(shi)體化溫度(du)區間保(bao)溫，淬(cui)火(huo)(huo)形成馬氏(shi)體，在高(gao)溫淬(cui)火(huo)(huo)后(hou)，因存在內應(ying)力(li)大和脆(cui)化等問題(ti)，還必須進(jin)行回火(huo)(huo)得到回火(huo)(huo)馬(ma)氏(shi)(shi)體，才能保證實用(yong)的(de)綜合性能。回(hui)火(huo)處理分為(wei)(wei)高溫(wen)回(hui)火(huo)（600～750℃范(fan)圍(wei)，以改善(shan)和(he)調整強度(du)與韌性配(pei)合等綜合力學性能為(wei)(wei)目的(de)）和(he)低溫(wen)回(hui)火(huo)（低于400℃，以消除應(ying)力而(er)又不(bu)引起組織有(you)明(ming)顯變化為(wei)(wei)目的(de)）兩(liang)種。因馬(ma)氏(shi)(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼在約400～600℃左右范(fan)圍(wei)內(nei)回(hui)火(huo)，引起沖擊(ji)韌性的(de)降低。同(tong)時由于析出鉻(ge)碳化物造成(cheng)(cheng)耐蝕(shi)性下降。故一般應(ying)避免在此(ci)溫(wen)度(du)范(fan)圍(wei)內(nei)回(hui)火(huo)。從(cong)耐蝕(shi)性角度(du)看，采(cai)(cai)用(yong)低碳鋼和(he)低溫(wen)回(hui)火(huo)更有(you)利(li)。含碳高的(de)比低碳馬(ma)氏(shi)(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼對回(hui)火(huo)脆性更敏(min)感，冷加(jia)工(gong)成(cheng)(cheng)形性和(he)可焊(han)(han)性更差（因此(ci)必須焊(han)(han)前(qian)預熱和(he)焊(han)(han)后熱處理，甚至不(bu)作焊(han)(han)接件等）。總之，如對強度(du)硬度(du)要求(qiu)不(bu)高時，應(ying)盡量采(cai)(cai)用(yong)低碳馬(ma)氏(shi)(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼。

  馬氏體不銹鋼耐蝕性一般不如鐵素體型、更不如奧(ao)氏體不(bu)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。