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(ma)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(huo)得馬氏體組織(zhi)，一個基本(ben)的(de)先(xian)決條(tiao)(tiao)件(jian)，就(jiu)是(shi)在相(xiang)圖中必須存在有(you)(you)奧(ao)氏體（y相(xiang)）的(de)區域才有(you)(you)可(ke)能(neng)(neng)。對于無碳Fe-Cr二(er)元(yuan)合金平(ping)衡相(xiang)圖而言，鉻含(han)量(liang)大于12％時(shi)，在所(suo)有(you)(you)溫度條(tiao)(tiao)件(jian)下均不存在奧(ao)氏體組織(zhi)。而12％的(de)鉻含(han)量(liang)，一般是(shi)保證不銹(xiu)鋼具有(you)(you)起碼(ma)的(de)耐蝕性(xing)能(neng)(neng)所(suo)必需的(de)最低含(han)量(liang)。為克服(fu)上(shang)述矛(mao)盾，只有(you)(you)加入能(neng)(neng)改變相(xiang)圖擴大γ相(xiang)區的(de)元(yuan)素，主(zhu)要是(shi)碳等，才能(neng)(neng)實(shi)現上(shang)述先(xian)決條(tiao)(tiao)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(jian)于碳(tan)對鋼(gang)(gang)的組織與(yu)性能的重大影響(xiang)，馬(ma)(ma)氏體(ti)（鉻）不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)習慣上(shang)可按碳(tan)含(han)量(liang)（相對比(bi)較）大體(ti)分為(wei)三(san)類即低(di)碳(tan)類（＜0.15％C）、中(zhong)碳(tan)類（0.2～0.4％C）和高(gao)碳(tan)類（0.6～1.0％C）。如1Cr13鋼(gang)(gang)屬于馬(ma)(ma)氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的低(di)碳(tan)類。
馬(ma)氏體(ti)(ti)不(bu)銹鋼的(de)強(qiang)(qiang)度(du)主要取(qu)決于碳(tan)。隨著碳(tan)含(han)(han)(han)(han)量(liang)(liang)的(de)增(zeng)加，其強(qiang)(qiang)度(du)、硬度(du)和耐(nai)(nai)磨性(xing)(xing)顯(xian)著提高，而(er)冷塑性(xing)(xing)、韌性(xing)(xing)及耐(nai)(nai)蝕(shi)性(xing)(xing)則下(xia)降。為(wei)改善耐(nai)(nai)蝕(shi)性(xing)(xing)能，可提高鉻含(han)(han)(han)(han)量(liang)(liang)，但(dan)受如(ru)下(xia)因素制約：因為(wei)鉻屬于穩定鐵素體(ti)(ti)和縮小（封閉）奧氏體(ti)(ti)y相(xiang)(xiang)區(qu)(qu)的(de)元素，并阻礙(ai)從(cong)奧氏體(ti)(ti)化溫度(du)冷卻時奧氏體(ti)(ti)向馬(ma)氏體(ti)(ti)的(de)轉變，所以提高鉻含(han)(han)(han)(han)量(liang)(liang)時，還需相(xiang)(xiang)應(ying)提高碳(tan)含(han)(han)(han)(han)量(liang)(liang)來(lai)擴(kuo)大y相(xiang)(xiang)區(qu)(qu)，才能獲得馬(ma)氏體(ti)(ti)組織；當碳(tan)含(han)(han)(han)(han)量(liang)(liang)達0.6％時，純（單一(yi)(yi)）奧氏體(ti)(ti)y相(xiang)(xiang)區(qu)(qu)最高鉻含(han)(han)(han)(han)量(liang)(liang)向右移(yi)動(dong)至最大值(zhi)，可達18％左右。繼續(xu)增(zeng)加過多的(de)碳(tan)，因形成碳(tan)化物等不(bu)再擴(kuo)大y相(xiang)(xiang)區(qu)(qu)，但(dan)能提高耐(nai)(nai)磨性(xing)(xing)。因此，馬(ma)氏體(ti)(ti)不(bu)銹鋼一(yi)(yi)般含(han)(han)(han)(han)鉻量(liang)(liang)在12～18％之間，含(han)(han)(han)(han)碳(tan)量(liang)(liang)較(jiao)高，在0.1～1.0％范圍內。
另(ling)一類（或第四類）為加(jia)有(you)少量鎳的馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)不銹鋼。鎳屬于穩(wen)定奧氏(shi)體(ti)(ti)和(he)擴大（開啟）y相(xiang)區的元素(su)。加(jia)入(ru)2％Ni時就(jiu)有(you)明顯效果(guo)。這(zhe)樣(yang)可以用鎳代碳，如通常使(shi)用的1Cr17Ni2高(gao)鉻(ge)馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)不銹鋼。因低碳、高(gao)鉻(ge)并加(jia)鎳，比一般馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)不銹鋼具(ju)有(you)更(geng)好的耐蝕性能和(he)強度與韌(ren)性的配(pei)合。
馬(ma)氏(shi)(shi)體不銹鋼的(de)熱處(chu)理(li)對力(li)學(xue)性能和耐(nai)蝕性能等(deng)有重要影響。因此，根據不同的(de)使用要求，應(ying)選定相應(ying)適(shi)宜的(de)熱處(chu)理(li)工(gong)藝制(zhi)度(du)。通(tong)常包括：在高(gao)溫(wen)(wen)奧氏(shi)(shi)體化溫(wen)(wen)度(du)區間保溫(wen)(wen)，淬火形成馬(ma)氏(shi)(shi)體，在高(gao)溫(wen)(wen)淬火后(hou)，因存在內應(ying)力(li)大和脆化等(deng)問題，還必須(xu)進(jin)行回火得到回火馬(ma)氏體(ti)，才能(neng)保證(zheng)實(shi)用(yong)的(de)綜合(he)性(xing)(xing)能(neng)。回火(huo)(huo)(huo)處理分為(wei)高溫(wen)回火(huo)(huo)(huo)（600～750℃范圍(wei)，以改善(shan)和調(diao)整強度(du)(du)(du)與韌(ren)性(xing)(xing)配合(he)等綜合(he)力學性(xing)(xing)能(neng)為(wei)目的(de)）和低(di)(di)(di)溫(wen)回火(huo)(huo)(huo)（低(di)(di)(di)于(yu)400℃，以消(xiao)除應力而又(you)不(bu)(bu)引起組織有明顯變化為(wei)目的(de)）兩(liang)種(zhong)。因馬(ma)氏體(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)在約400～600℃左右范圍(wei)內回火(huo)(huo)(huo)，引起沖擊韌(ren)性(xing)(xing)的(de)降(jiang)(jiang)低(di)(di)(di)。同時由于(yu)析出鉻碳(tan)化物造成(cheng)耐(nai)蝕(shi)性(xing)(xing)下(xia)降(jiang)(jiang)。故一(yi)般(ban)應避(bi)免(mian)在此(ci)溫(wen)度(du)(du)(du)范圍(wei)內回火(huo)(huo)(huo)。從耐(nai)蝕(shi)性(xing)(xing)角度(du)(du)(du)看，采(cai)用(yong)低(di)(di)(di)碳(tan)鋼(gang)和低(di)(di)(di)溫(wen)回火(huo)(huo)(huo)更有利。含(han)碳(tan)高的(de)比低(di)(di)(di)碳(tan)馬(ma)氏體(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)對回火(huo)(huo)(huo)脆性(xing)(xing)更敏感，冷加工成(cheng)形(xing)性(xing)(xing)和可焊(han)性(xing)(xing)更差（因此(ci)必須焊(han)前預熱(re)和焊(han)后熱(re)處理，甚至不(bu)(bu)作(zuo)焊(han)接件等）。總之(zhi)，如對強度(du)(du)(du)硬度(du)(du)(du)要求不(bu)(bu)高時，應盡量采(cai)用(yong)低(di)(di)(di)碳(tan)馬(ma)氏體(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)。
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。
