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(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(wei)獲得(de)馬氏體(ti)(ti)組織，一(yi)個基本的(de)(de)先決條(tiao)(tiao)件，就是(shi)(shi)在相圖(tu)中必(bi)須(xu)存(cun)在有奧氏體(ti)(ti)（y相）的(de)(de)區(qu)域才(cai)有可能。對于(yu)無碳Fe-Cr二元(yuan)合(he)金平衡相圖(tu)而(er)言，鉻含(han)(han)量(liang)大于(yu)12％時，在所(suo)有溫度(du)條(tiao)(tiao)件下均(jun)不(bu)存(cun)在奧氏體(ti)(ti)組織。而(er)12％的(de)(de)鉻含(han)(han)量(liang)，一(yi)般是(shi)(shi)保證不(bu)銹鋼具有起碼的(de)(de)耐蝕性(xing)能所(suo)必(bi)需的(de)(de)最低含(han)(han)量(liang)。為(wei)克(ke)服(fu)上述矛盾，只有加入能改變相圖(tu)擴大γ相區(qu)的(de)(de)元(yuan)素，主要是(shi)(shi)碳等，才(cai)能實現上述先決條(tiao)(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(yu)碳(tan)對鋼的組織與性能的重(zhong)大影響(xiang)，馬氏(shi)(shi)體（鉻）不銹鋼習慣(guan)上可按(an)碳(tan)含量（相對比(bi)較）大體分為三類即低碳(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鋼屬于(yu)馬氏(shi)(shi)體不銹鋼的低碳(tan)類。
馬氏(shi)體(ti)不(bu)銹鋼(gang)的強(qiang)度(du)主要(yao)取決于碳(tan)。隨(sui)著碳(tan)含(han)(han)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)的增(zeng)加(jia)，其(qi)強(qiang)度(du)、硬度(du)和(he)耐(nai)磨性(xing)顯著提(ti)(ti)高，而冷(leng)塑(su)性(xing)、韌性(xing)及(ji)耐(nai)蝕性(xing)則下降。為(wei)改善耐(nai)蝕性(xing)能，可(ke)提(ti)(ti)高鉻含(han)(han)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)，但受如下因(yin)素制約：因(yin)為(wei)鉻屬于穩定鐵(tie)素體(ti)和(he)縮小(xiao)（封閉(bi)）奧(ao)氏(shi)體(ti)y相(xiang)(xiang)區(qu)的元素，并阻礙從奧(ao)氏(shi)體(ti)化(hua)(hua)溫度(du)冷(leng)卻時奧(ao)氏(shi)體(ti)向(xiang)馬氏(shi)體(ti)的轉變，所(suo)以提(ti)(ti)高鉻含(han)(han)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)時，還(huan)需相(xiang)(xiang)應(ying)提(ti)(ti)高碳(tan)含(han)(han)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)來擴(kuo)大(da)y相(xiang)(xiang)區(qu)，才能獲得馬氏(shi)體(ti)組織；當碳(tan)含(han)(han)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)達0.6％時，純（單(dan)一(yi)）奧(ao)氏(shi)體(ti)y相(xiang)(xiang)區(qu)最(zui)高鉻含(han)(han)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)向(xiang)右移動至最(zui)大(da)值，可(ke)達18％左右。繼續增(zeng)加(jia)過(guo)多(duo)的碳(tan)，因(yin)形成碳(tan)化(hua)(hua)物(wu)等(deng)不(bu)再擴(kuo)大(da)y相(xiang)(xiang)區(qu)，但能提(ti)(ti)高耐(nai)磨性(xing)。因(yin)此，馬氏(shi)體(ti)不(bu)銹鋼(gang)一(yi)般含(han)(han)鉻量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)在12～18％之間，含(han)(han)碳(tan)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)較(jiao)高，在0.1～1.0％范圍內。
另(ling)一類（或第四類）為加(jia)(jia)有(you)少量鎳(nie)(nie)的(de)(de)(de)(de)馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹鋼。鎳(nie)(nie)屬于穩定奧氏(shi)(shi)體(ti)和擴大(da)（開啟）y相區(qu)的(de)(de)(de)(de)元素。加(jia)(jia)入2％Ni時就有(you)明顯(xian)效果。這樣可以用鎳(nie)(nie)代碳(tan)，如通(tong)常使用的(de)(de)(de)(de)1Cr17Ni2高鉻馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹鋼。因低(di)碳(tan)、高鉻并(bing)加(jia)(jia)鎳(nie)(nie)，比(bi)一般(ban)馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹鋼具有(you)更好的(de)(de)(de)(de)耐蝕性能(neng)和強(qiang)度與韌性的(de)(de)(de)(de)配合。
馬(ma)氏體(ti)不(bu)銹鋼(gang)的(de)熱(re)處理對力(li)學(xue)性能(neng)(neng)和耐蝕(shi)性能(neng)(neng)等(deng)有重要影響。因(yin)(yin)此，根據不(bu)同(tong)的(de)使用要求，應(ying)選定相(xiang)應(ying)適宜(yi)的(de)熱(re)處理工藝制(zhi)度(du)。通常包(bao)括：在高溫(wen)(wen)奧(ao)氏體(ti)化(hua)溫(wen)(wen)度(du)區間保溫(wen)(wen)，淬火形成馬(ma)氏體(ti)，在高溫(wen)(wen)淬火后，因(yin)(yin)存在內(nei)應(ying)力(li)大和脆(cui)化(hua)等(deng)問題，還必須進行回(hui)火得到回(hui)火馬(ma)氏體(ti)，才能(neng)保證實用(yong)的(de)綜(zong)合性(xing)能(neng)。回(hui)(hui)火(huo)(huo)處理(li)分為高溫回(hui)(hui)火(huo)(huo)（600～750℃范圍(wei)，以(yi)改善和調整強度(du)與韌性(xing)配合等(deng)綜(zong)合力學性(xing)能(neng)為目的(de)）和低溫回(hui)(hui)火(huo)(huo)（低于400℃，以(yi)消除應力而又不(bu)引起組織有明顯變化為目的(de)）兩種(zhong)。因(yin)馬(ma)氏體(ti)不(bu)銹鋼在(zai)(zai)約400～600℃左右范圍(wei)內(nei)回(hui)(hui)火(huo)(huo)，引起沖(chong)擊韌性(xing)的(de)降(jiang)低。同時由于析出鉻碳(tan)(tan)化物造(zao)成(cheng)耐(nai)蝕性(xing)下降(jiang)。故(gu)一般應避(bi)免在(zai)(zai)此溫度(du)范圍(wei)內(nei)回(hui)(hui)火(huo)(huo)。從耐(nai)蝕性(xing)角度(du)看(kan)，采用(yong)低碳(tan)(tan)鋼和低溫回(hui)(hui)火(huo)(huo)更(geng)有利(li)。含碳(tan)(tan)高的(de)比低碳(tan)(tan)馬(ma)氏體(ti)不(bu)銹鋼對回(hui)(hui)火(huo)(huo)脆(cui)性(xing)更(geng)敏(min)感，冷加工成(cheng)形(xing)性(xing)和可焊性(xing)更(geng)差（因(yin)此必(bi)須焊前(qian)預熱和焊后熱處理(li)，甚至不(bu)作焊接件(jian)等(deng)）。總之，如(ru)對強度(du)硬度(du)要求不(bu)高時，應盡量采用(yong)低碳(tan)(tan)馬(ma)氏體(ti)不(bu)銹鋼。
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。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。
