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(ti)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(ben)的先(xian)決(jue)條件，就是在相(xiang)圖中(zhong)必須(xu)存在有奧氏(shi)(shi)體（y相(xiang)）的區域才(cai)有可能(neng)。對于無碳Fe-Cr二元合金平衡相(xiang)圖而言，鉻(ge)含量大于12％時(shi)，在所(suo)有溫度條件下均不存在奧氏(shi)(shi)體組織(zhi)。而12％的鉻(ge)含量，一般(ban)是保證(zheng)不銹鋼具(ju)有起(qi)碼的耐(nai)蝕性能(neng)所(suo)必需的最低含量。為克(ke)服上述矛盾，只有加入能(neng)改變相(xiang)圖擴(kuo)大γ相(xiang)區的元素(su)，主要是碳等，才(cai)能(neng)實現上述先(xian)決(jue)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(jian)于碳(tan)對鋼的組織與性能的重大(da)影響，馬氏(shi)體(ti)（鉻）不(bu)銹鋼習慣上(shang)可按碳(tan)含量（相對比較）大(da)體(ti)分為三(san)類即低(di)碳(tan)類（＜0.15％C）、中(zhong)碳(tan)類（0.2～0.4％C）和高碳(tan)類（0.6～1.0％C）。如1Cr13鋼屬于馬氏(shi)體(ti)不(bu)銹鋼的低(di)碳(tan)類。
馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹鋼的強度(du)主要取決于(yu)碳。隨著碳含量(liang)(liang)的增(zeng)加(jia)，其強度(du)、硬度(du)和耐磨性顯著提(ti)高(gao)(gao)，而冷(leng)塑性、韌性及(ji)耐蝕性則下(xia)(xia)降。為(wei)(wei)改善耐蝕性能，可提(ti)高(gao)(gao)鉻含量(liang)(liang)，但(dan)(dan)受如下(xia)(xia)因(yin)素(su)制約：因(yin)為(wei)(wei)鉻屬于(yu)穩(wen)定鐵素(su)體(ti)和縮(suo)小（封閉）奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)y相(xiang)區的元素(su)，并阻礙從奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)化溫度(du)冷(leng)卻時奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)向馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)的轉(zhuan)變，所以提(ti)高(gao)(gao)鉻含量(liang)(liang)時，還需(xu)相(xiang)應提(ti)高(gao)(gao)碳含量(liang)(liang)來擴大(da)(da)y相(xiang)區，才(cai)能獲得(de)馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)組織；當碳含量(liang)(liang)達0.6％時，純（單一(yi)）奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)y相(xiang)區最高(gao)(gao)鉻含量(liang)(liang)向右(you)移(yi)動至最大(da)(da)值，可達18％左右(you)。繼續增(zeng)加(jia)過(guo)多的碳，因(yin)形成碳化物(wu)等不(bu)再擴大(da)(da)y相(xiang)區，但(dan)(dan)能提(ti)高(gao)(gao)耐磨性。因(yin)此(ci)，馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹鋼一(yi)般含鉻量(liang)(liang)在12～18％之間，含碳量(liang)(liang)較(jiao)高(gao)(gao)，在0.1～1.0％范圍內。
另(ling)一(yi)類（或(huo)第四類）為加有少(shao)量鎳的(de)馬氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)。鎳屬(shu)于穩定(ding)奧氏(shi)體(ti)和擴(kuo)大（開(kai)啟）y相區的(de)元素。加入2％Ni時就有明(ming)顯效果。這樣可以用(yong)(yong)鎳代碳，如通常使(shi)用(yong)(yong)的(de)1Cr17Ni2高鉻馬氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)。因低碳、高鉻并加鎳，比一(yi)般馬氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)具有更(geng)好的(de)耐(nai)蝕性能和強度與韌性的(de)配合。
馬氏(shi)(shi)體不銹鋼(gang)的熱處理對力學(xue)性能(neng)和耐蝕(shi)性能(neng)等有重要(yao)影響。因此(ci)，根據不同的使用要(yao)求，應選定相應適(shi)宜的熱處理工藝制度(du)。通(tong)常(chang)包括：在高溫(wen)(wen)(wen)奧氏(shi)(shi)體化溫(wen)(wen)(wen)度(du)區間保溫(wen)(wen)(wen)，淬(cui)火形成馬氏(shi)(shi)體，在高溫(wen)(wen)(wen)淬(cui)火后，因存在內(nei)應力大和脆化等問題，還必須(xu)進行回火得到(dao)回火馬(ma)(ma)氏體，才能(neng)(neng)保證(zheng)實用(yong)的(de)(de)綜合(he)性(xing)能(neng)(neng)。回(hui)(hui)火(huo)(huo)處理(li)分為(wei)高(gao)(gao)溫回(hui)(hui)火(huo)(huo)（600～750℃范圍，以(yi)改善和(he)調整強度與韌(ren)性(xing)配(pei)合(he)等(deng)綜合(he)力(li)學(xue)性(xing)能(neng)(neng)為(wei)目的(de)(de)）和(he)低(di)(di)(di)溫回(hui)(hui)火(huo)(huo)（低(di)(di)(di)于400℃，以(yi)消除應力(li)而又(you)不引(yin)起組織(zhi)有明顯(xian)變化(hua)為(wei)目的(de)(de)）兩種。因馬(ma)(ma)氏體不銹鋼在約(yue)400～600℃左(zuo)右范圍內(nei)回(hui)(hui)火(huo)(huo)，引(yin)起沖擊韌(ren)性(xing)的(de)(de)降(jiang)(jiang)低(di)(di)(di)。同(tong)時(shi)由于析(xi)出鉻碳(tan)化(hua)物造成(cheng)耐蝕性(xing)下(xia)降(jiang)(jiang)。故一般應避免(mian)在此溫度范圍內(nei)回(hui)(hui)火(huo)(huo)。從耐蝕性(xing)角(jiao)度看，采用(yong)低(di)(di)(di)碳(tan)鋼和(he)低(di)(di)(di)溫回(hui)(hui)火(huo)(huo)更(geng)有利。含碳(tan)高(gao)(gao)的(de)(de)比(bi)低(di)(di)(di)碳(tan)馬(ma)(ma)氏體不銹鋼對回(hui)(hui)火(huo)(huo)脆性(xing)更(geng)敏感，冷(leng)加工成(cheng)形性(xing)和(he)可焊(han)性(xing)更(geng)差（因此必須焊(han)前(qian)預熱(re)和(he)焊(han)后(hou)熱(re)處理(li)，甚至不作焊(han)接件(jian)等(deng)）。總之，如(ru)對強度硬度要求不高(gao)(gao)時(shi)，應盡量采用(yong)低(di)(di)(di)碳(tan)馬(ma)(ma)氏體不銹鋼。
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。
