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。
為獲得馬(ma)氏體(ti)組織，一個基本(ben)的(de)先(xian)(xian)決條件(jian)，就(jiu)是在相(xiang)圖中必(bi)須存在有奧(ao)氏體(ti)（y相(xiang)）的(de)區(qu)域才有可能(neng)。對(dui)于(yu)無碳(tan)Fe-Cr二元(yuan)合(he)金平衡相(xiang)圖而言，鉻含量(liang)大于(yu)12％時，在所有溫度條件(jian)下均不存在奧(ao)氏體(ti)組織。而12％的(de)鉻含量(liang)，一般是保證不銹鋼具有起碼的(de)耐蝕性能(neng)所必(bi)需的(de)最低(di)含量(liang)。為克(ke)服(fu)上述矛盾，只有加入(ru)能(neng)改變相(xiang)圖擴大γ相(xiang)區(qu)的(de)元(yuan)素(su)，主(zhu)要是碳(tan)等，才能(neng)實現上述先(xian)(xian)決條件(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(yu)碳(tan)對鋼的(de)組織(zhi)與性(xing)能的(de)重大(da)影響，馬氏體(ti)（鉻(ge)）不銹鋼習(xi)慣上可按碳(tan)含(han)量（相(xiang)對比(bi)較）大(da)體(ti)分(fen)為三(san)類即低(di)碳(tan)類（＜0.15％C）、中(zhong)碳(tan)類（0.2～0.4％C）和(he)高碳(tan)類（0.6～1.0％C）。如1Cr13鋼屬(shu)于(yu)馬氏體(ti)不銹鋼的(de)低(di)碳(tan)類。
馬(ma)氏(shi)(shi)體不銹(xiu)鋼的(de)強(qiang)度(du)主要取決于(yu)碳。隨著(zhu)碳含(han)(han)量(liang)的(de)增加(jia)(jia)，其強(qiang)度(du)、硬度(du)和(he)耐磨性顯著(zhu)提(ti)高(gao)，而冷(leng)塑性、韌性及(ji)耐蝕性則下降(jiang)。為(wei)改(gai)善耐蝕性能，可提(ti)高(gao)鉻(ge)含(han)(han)量(liang)，但(dan)受如(ru)下因(yin)素制約：因(yin)為(wei)鉻(ge)屬于(yu)穩定鐵素體和(he)縮小(xiao)（封閉）奧氏(shi)(shi)體y相(xiang)區的(de)元(yuan)素，并阻(zu)礙從(cong)奧氏(shi)(shi)體化(hua)(hua)溫度(du)冷(leng)卻時(shi)奧氏(shi)(shi)體向(xiang)馬(ma)氏(shi)(shi)體的(de)轉變(bian)，所以提(ti)高(gao)鉻(ge)含(han)(han)量(liang)時(shi)，還需(xu)相(xiang)應(ying)提(ti)高(gao)碳含(han)(han)量(liang)來擴(kuo)大(da)y相(xiang)區，才能獲得馬(ma)氏(shi)(shi)體組織；當碳含(han)(han)量(liang)達0.6％時(shi)，純(chun)（單一）奧氏(shi)(shi)體y相(xiang)區最高(gao)鉻(ge)含(han)(han)量(liang)向(xiang)右(you)移動至最大(da)值，可達18％左右(you)。繼(ji)續增加(jia)(jia)過多的(de)碳，因(yin)形成(cheng)碳化(hua)(hua)物等不再擴(kuo)大(da)y相(xiang)區，但(dan)能提(ti)高(gao)耐磨性。因(yin)此，馬(ma)氏(shi)(shi)體不銹(xiu)鋼一般含(han)(han)鉻(ge)量(liang)在(zai)12～18％之間，含(han)(han)碳量(liang)較高(gao)，在(zai)0.1～1.0％范圍內。
另(ling)一類（或第四類）為加有少量鎳的(de)馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹鋼。鎳屬于穩定(ding)奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)和擴大（開啟）y相區的(de)元素(su)。加入2％Ni時就有明顯(xian)效果。這樣(yang)可以用(yong)鎳代碳，如通(tong)常使用(yong)的(de)1Cr17Ni2高鉻(ge)馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹鋼。因低碳、高鉻(ge)并加鎳，比一般馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹鋼具(ju)有更(geng)好的(de)耐蝕(shi)性能和強度與(yu)韌性的(de)配合。
馬氏體不銹鋼的熱(re)處(chu)理對力學性能和耐(nai)蝕性能等(deng)有(you)重要影(ying)響。因此，根據不同(tong)的使用要求(qiu)，應選定相應適宜的熱(re)處(chu)理工藝(yi)制度(du)。通常包括：在(zai)(zai)高(gao)溫奧氏體化(hua)溫度(du)區間保(bao)溫，淬(cui)火(huo)形成馬氏體，在(zai)(zai)高(gao)溫淬(cui)火(huo)后，因存在(zai)(zai)內應力大和脆化(hua)等(deng)問題，還(huan)必須進行回火(huo)得(de)到回火(huo)馬(ma)氏體(ti)，才(cai)能(neng)(neng)保(bao)證實用的(de)綜(zong)合(he)性(xing)能(neng)(neng)。回(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)處理分(fen)為高溫(wen)回(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)（600～750℃范(fan)圍(wei)，以改(gai)善(shan)和(he)(he)調整強(qiang)度與韌(ren)性(xing)配合(he)等(deng)綜(zong)合(he)力學性(xing)能(neng)(neng)為目的(de)）和(he)(he)低(di)溫(wen)回(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)（低(di)于400℃，以消除應力而又(you)不引起(qi)(qi)組織有明(ming)顯變(bian)化為目的(de)）兩種。因馬(ma)氏體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)在約400～600℃左(zuo)右范(fan)圍(wei)內(nei)回(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)，引起(qi)(qi)沖(chong)擊韌(ren)性(xing)的(de)降低(di)。同時(shi)由于析出鉻碳(tan)化物(wu)造成(cheng)耐(nai)蝕(shi)性(xing)下降。故一般應避免在此溫(wen)度范(fan)圍(wei)內(nei)回(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)。從耐(nai)蝕(shi)性(xing)角度看，采用低(di)碳(tan)鋼(gang)(gang)(gang)和(he)(he)低(di)溫(wen)回(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)更有利(li)。含(han)碳(tan)高的(de)比低(di)碳(tan)馬(ma)氏體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)對回(hui)(hui)火(huo)(huo)(huo)脆性(xing)更敏(min)感(gan)，冷加工成(cheng)形性(xing)和(he)(he)可焊(han)性(xing)更差（因此必須焊(han)前預熱(re)(re)和(he)(he)焊(han)后熱(re)(re)處理，甚至不作焊(han)接件(jian)等(deng)）。總之，如對強(qiang)度硬度要(yao)求不高時(shi)，應盡(jin)量采用低(di)碳(tan)馬(ma)氏體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)。
馬氏體不銹鋼耐蝕性一般不如鐵素體型、更不如奧氏體不(bu)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。
