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(gang)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(ti)不銹(xiu)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。

  為獲得馬氏體(ti)組織，一(yi)個基本的先決(jue)(jue)條(tiao)件，就是(shi)在相(xiang)圖(tu)(tu)中必須存(cun)在有(you)(you)奧氏體(ti)（y相(xiang)）的區(qu)域才有(you)(you)可能(neng)。對(dui)于無碳Fe-Cr二(er)元(yuan)合金平衡(heng)相(xiang)圖(tu)(tu)而言，鉻含(han)量(liang)大(da)于12％時，在所有(you)(you)溫度條(tiao)件下均不存(cun)在奧氏體(ti)組織。而12％的鉻含(han)量(liang)，一(yi)般是(shi)保證不銹鋼具有(you)(you)起碼的耐蝕(shi)性能(neng)所必需的最(zui)低含(han)量(liang)。為克(ke)服上述(shu)矛盾，只有(you)(you)加入能(neng)改變相(xiang)圖(tu)(tu)擴大(da)γ相(xiang)區(qu)的元(yuan)素，主要(yao)是(shi)碳等，才能(neng)實現上述(shu)先決(jue)(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。

  鑒于碳(tan)對鋼(gang)的(de)組織與性能的(de)重大(da)影響，馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)（鉻）不銹鋼(gang)習(xi)慣上(shang)可(ke)按(an)碳(tan)含量(liang)（相對比較）大(da)體(ti)分為(wei)三(san)類即低(di)碳(tan)類（＜0.15％C）、中碳(tan)類（0.2～0.4％C）和高碳(tan)類（0.6～1.0％C）。如1Cr13鋼(gang)屬于馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)不銹鋼(gang)的(de)低(di)碳(tan)類。

  馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)的(de)強度主要取決于碳(tan)(tan)。隨著碳(tan)(tan)含(han)(han)(han)量(liang)的(de)增加，其強度、硬度和(he)(he)耐磨(mo)性(xing)顯著提(ti)(ti)高(gao)，而冷塑性(xing)、韌性(xing)及耐蝕性(xing)則下(xia)降。為(wei)改善耐蝕性(xing)能(neng)，可提(ti)(ti)高(gao)鉻(ge)(ge)含(han)(han)(han)量(liang)，但受如下(xia)因(yin)素(su)制約：因(yin)為(wei)鉻(ge)(ge)屬于穩(wen)定鐵素(su)體(ti)(ti)和(he)(he)縮小(xiao)（封(feng)閉）奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)y相(xiang)區的(de)元素(su)，并阻礙從奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)化溫度冷卻時奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)向(xiang)馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)的(de)轉(zhuan)變，所以提(ti)(ti)高(gao)鉻(ge)(ge)含(han)(han)(han)量(liang)時，還需相(xiang)應提(ti)(ti)高(gao)碳(tan)(tan)含(han)(han)(han)量(liang)來(lai)擴大y相(xiang)區，才能(neng)獲得馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)組織；當碳(tan)(tan)含(han)(han)(han)量(liang)達(da)0.6％時，純（單一(yi)）奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)y相(xiang)區最高(gao)鉻(ge)(ge)含(han)(han)(han)量(liang)向(xiang)右(you)移動至(zhi)最大值，可達(da)18％左(zuo)右(you)。繼續增加過多的(de)碳(tan)(tan)，因(yin)形(xing)成(cheng)碳(tan)(tan)化物等(deng)不(bu)再擴大y相(xiang)區，但能(neng)提(ti)(ti)高(gao)耐磨(mo)性(xing)。因(yin)此，馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)一(yi)般含(han)(han)(han)鉻(ge)(ge)量(liang)在(zai)12～18％之間，含(han)(han)(han)碳(tan)(tan)量(liang)較高(gao)，在(zai)0.1～1.0％范(fan)圍內。

  另一類(lei)（或第四類(lei)）為加(jia)(jia)有少量鎳(nie)(nie)的(de)(de)馬氏體(ti)不銹(xiu)鋼。鎳(nie)(nie)屬(shu)于穩(wen)定奧氏體(ti)和擴大（開啟）y相區的(de)(de)元素。加(jia)(jia)入(ru)2％Ni時就有明顯效果。這(zhe)樣可以用(yong)(yong)鎳(nie)(nie)代碳(tan)，如通常(chang)使用(yong)(yong)的(de)(de)1Cr17Ni2高鉻(ge)馬氏體(ti)不銹(xiu)鋼。因低碳(tan)、高鉻(ge)并加(jia)(jia)鎳(nie)(nie)，比一般馬氏體(ti)不銹(xiu)鋼具有更好的(de)(de)耐蝕性能和強度與韌性的(de)(de)配(pei)合。

  馬氏體不銹鋼的熱處(chu)理對力(li)學性能和耐蝕性能等有重要(yao)影響。因(yin)此(ci)，根據不同的使用要(yao)求(qiu)，應選定相應適宜的熱處(chu)理工(gong)藝制度(du)。通常包括：在高溫(wen)奧氏體化溫(wen)度(du)區間(jian)保溫(wen)，淬火形(xing)成馬氏體，在高溫(wen)淬火后，因(yin)存在內應力(li)大和脆化等問題，還必須(xu)進行回火得到回火馬氏(shi)體(ti)，才能保證實用(yong)的(de)綜合性能。回(hui)火處理分(fen)為高溫(wen)(wen)回(hui)火（600～750℃范(fan)圍，以改善和(he)調整(zheng)強(qiang)度(du)(du)與韌性配合等綜合力學(xue)性能為目(mu)的(de)）和(he)低(di)溫(wen)(wen)回(hui)火（低(di)于400℃，以消除(chu)應力而(er)又不(bu)(bu)引(yin)起(qi)組織(zhi)有(you)明顯(xian)變化為目(mu)的(de)）兩種。因馬氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼在約400～600℃左右范(fan)圍內回(hui)火，引(yin)起(qi)沖擊韌性的(de)降低(di)。同時由于析出鉻碳(tan)(tan)(tan)(tan)化物造成(cheng)耐蝕(shi)性下降。故一般應避免在此溫(wen)(wen)度(du)(du)范(fan)圍內回(hui)火。從耐蝕(shi)性角度(du)(du)看(kan)，采(cai)用(yong)低(di)碳(tan)(tan)(tan)(tan)鋼和(he)低(di)溫(wen)(wen)回(hui)火更(geng)有(you)利。含(han)碳(tan)(tan)(tan)(tan)高的(de)比低(di)碳(tan)(tan)(tan)(tan)馬氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼對回(hui)火脆性更(geng)敏感(gan)，冷加工成(cheng)形性和(he)可焊(han)(han)性更(geng)差（因此必須焊(han)(han)前預熱和(he)焊(han)(han)后熱處理，甚至(zhi)不(bu)(bu)作焊(han)(han)接件等）。總之，如對強(qiang)度(du)(du)硬(ying)度(du)(du)要求不(bu)(bu)高時，應盡量采(cai)用(yong)低(di)碳(tan)(tan)(tan)(tan)馬氏(shi)體(ti)不(bu)(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。