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(wei)(wei)獲得馬氏體組(zu)織(zhi)，一個基本的先(xian)決(jue)條(tiao)件(jian)，就是在(zai)(zai)相(xiang)圖(tu)中(zhong)必須(xu)存在(zai)(zai)有(you)奧氏體（y相(xiang)）的區(qu)域才有(you)可能。對于無(wu)碳Fe-Cr二元合金平衡相(xiang)圖(tu)而言，鉻含量(liang)(liang)(liang)大(da)于12％時，在(zai)(zai)所有(you)溫(wen)度條(tiao)件(jian)下均不存在(zai)(zai)奧氏體組(zu)織(zhi)。而12％的鉻含量(liang)(liang)(liang)，一般是保證(zheng)不銹(xiu)鋼具有(you)起碼的耐蝕性能所必需(xu)的最低含量(liang)(liang)(liang)。為(wei)(wei)克(ke)服上(shang)述矛盾，只有(you)加入能改變相(xiang)圖(tu)擴(kuo)大(da)γ相(xiang)區(qu)的元素，主要是碳等，才能實現上(shang)述先(xian)決(jue)條(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。

  鑒于(yu)碳(tan)對(dui)鋼的組織與性能的重大影響(xiang)，馬(ma)氏體(ti)（鉻）不銹鋼習慣上可按碳(tan)含量（相對(dui)比較）大體(ti)分(fen)為(wei)三類即低碳(tan)類（＜0.15％C）、中(zhong)碳(tan)類（0.2～0.4％C）和(he)高(gao)碳(tan)類（0.6～1.0％C）。如1Cr13鋼屬于(yu)馬(ma)氏體(ti)不銹鋼的低碳(tan)類。

  馬氏體(ti)(ti)(ti)不(bu)銹鋼的(de)(de)強度(du)(du)主要取決于(yu)碳(tan)(tan)。隨(sui)著碳(tan)(tan)含(han)(han)(han)量(liang)的(de)(de)增加(jia)，其強度(du)(du)、硬度(du)(du)和耐磨性(xing)顯著提(ti)(ti)高(gao)(gao)，而冷(leng)塑(su)性(xing)、韌性(xing)及耐蝕(shi)性(xing)則下降(jiang)。為改善耐蝕(shi)性(xing)能(neng)，可提(ti)(ti)高(gao)(gao)鉻(ge)(ge)含(han)(han)(han)量(liang)，但受(shou)如下因素(su)制(zhi)約(yue)：因為鉻(ge)(ge)屬于(yu)穩(wen)定鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)和縮小（封閉）奧氏體(ti)(ti)(ti)y相(xiang)(xiang)區的(de)(de)元素(su)，并阻礙(ai)從奧氏體(ti)(ti)(ti)化溫(wen)度(du)(du)冷(leng)卻時奧氏體(ti)(ti)(ti)向馬氏體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)轉變，所以提(ti)(ti)高(gao)(gao)鉻(ge)(ge)含(han)(han)(han)量(liang)時，還需(xu)相(xiang)(xiang)應提(ti)(ti)高(gao)(gao)碳(tan)(tan)含(han)(han)(han)量(liang)來擴(kuo)大(da)y相(xiang)(xiang)區，才能(neng)獲得馬氏體(ti)(ti)(ti)組織；當碳(tan)(tan)含(han)(han)(han)量(liang)達0.6％時，純(chun)（單(dan)一(yi)）奧氏體(ti)(ti)(ti)y相(xiang)(xiang)區最高(gao)(gao)鉻(ge)(ge)含(han)(han)(han)量(liang)向右移動(dong)至最大(da)值，可達18％左右。繼續增加(jia)過多(duo)的(de)(de)碳(tan)(tan)，因形成碳(tan)(tan)化物等不(bu)再擴(kuo)大(da)y相(xiang)(xiang)區，但能(neng)提(ti)(ti)高(gao)(gao)耐磨性(xing)。因此，馬氏體(ti)(ti)(ti)不(bu)銹鋼一(yi)般含(han)(han)(han)鉻(ge)(ge)量(liang)在12～18％之間，含(han)(han)(han)碳(tan)(tan)量(liang)較高(gao)(gao)，在0.1～1.0％范(fan)圍內。

  另一類(lei)（或第(di)四類(lei)）為加有(you)(you)少量(liang)鎳(nie)(nie)的(de)(de)馬(ma)氏體不(bu)(bu)銹鋼(gang)。鎳(nie)(nie)屬(shu)于(yu)穩(wen)定奧氏體和擴(kuo)大（開啟）y相區的(de)(de)元素。加入2％Ni時就有(you)(you)明顯效果。這樣(yang)可以(yi)用鎳(nie)(nie)代碳(tan)，如通常使用的(de)(de)1Cr17Ni2高鉻(ge)馬(ma)氏體不(bu)(bu)銹鋼(gang)。因低(di)碳(tan)、高鉻(ge)并加鎳(nie)(nie)，比一般馬(ma)氏體不(bu)(bu)銹鋼(gang)具有(you)(you)更好的(de)(de)耐(nai)蝕性能和強度與韌(ren)性的(de)(de)配合。

  馬氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的熱處(chu)理對力學性(xing)能和耐蝕性(xing)能等有重要影響。因(yin)(yin)此，根(gen)據不(bu)同(tong)的使用要求，應選定相應適宜(yi)的熱處(chu)理工(gong)藝制(zhi)度。通常包括：在高溫奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)化溫度區(qu)間保(bao)溫，淬火形成馬氏(shi)體(ti)(ti)，在高溫淬火后，因(yin)(yin)存在內應力大和脆(cui)化等問(wen)題，還必須進行回火得到(dao)回火馬氏體，才能(neng)保(bao)證實(shi)用的綜合性(xing)能(neng)。回(hui)火處理(li)分為(wei)(wei)高溫回(hui)火（600～750℃范(fan)圍(wei)，以改(gai)善和調整(zheng)強(qiang)度(du)(du)與韌性(xing)配合等綜合力學(xue)性(xing)能(neng)為(wei)(wei)目的）和低(di)溫回(hui)火（低(di)于400℃，以消除應力而又不(bu)(bu)引起組織有明顯變化為(wei)(wei)目的）兩種。因馬氏體不(bu)(bu)銹鋼在約400～600℃左(zuo)右(you)范(fan)圍(wei)內(nei)回(hui)火，引起沖擊韌性(xing)的降(jiang)低(di)。同時(shi)由于析(xi)出鉻碳(tan)化物造成耐(nai)蝕性(xing)下降(jiang)。故(gu)一般應避免在此溫度(du)(du)范(fan)圍(wei)內(nei)回(hui)火。從耐(nai)蝕性(xing)角度(du)(du)看，采用低(di)碳(tan)鋼和低(di)溫回(hui)火更(geng)(geng)有利。含碳(tan)高的比低(di)碳(tan)馬氏體不(bu)(bu)銹鋼對回(hui)火脆性(xing)更(geng)(geng)敏(min)感，冷加工成形性(xing)和可焊(han)(han)性(xing)更(geng)(geng)差(cha)（因此必須(xu)焊(han)(han)前(qian)預熱(re)(re)和焊(han)(han)后熱(re)(re)處理(li)，甚至不(bu)(bu)作焊(han)(han)接件等）。總之，如(ru)對強(qiang)度(du)(du)硬度(du)(du)要求不(bu)(bu)高時(shi)，應盡量采用低(di)碳(tan)馬氏體不(bu)(bu)銹鋼。

  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(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。