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(ma)氏(shi)體不(bu)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)獲(huo)得馬氏(shi)體(ti)組織(zhi)(zhi)，一個基本的先(xian)決條(tiao)件(jian)，就(jiu)是(shi)在(zai)相(xiang)(xiang)圖(tu)中必須存(cun)在(zai)有(you)(you)奧氏(shi)體(ti)（y相(xiang)(xiang)）的區(qu)(qu)域(yu)才(cai)有(you)(you)可能(neng)。對(dui)于(yu)無(wu)碳Fe-Cr二元合金平(ping)衡相(xiang)(xiang)圖(tu)而言，鉻含(han)量大(da)于(yu)12％時，在(zai)所有(you)(you)溫度條(tiao)件(jian)下(xia)均不存(cun)在(zai)奧氏(shi)體(ti)組織(zhi)(zhi)。而12％的鉻含(han)量，一般是(shi)保證不銹鋼具有(you)(you)起碼(ma)的耐蝕性能(neng)所必需的最低含(han)量。為(wei)克服(fu)上(shang)述矛盾，只有(you)(you)加入能(neng)改變相(xiang)(xiang)圖(tu)擴大(da)γ相(xiang)(xiang)區(qu)(qu)的元素，主(zhu)要是(shi)碳等(deng)，才(cai)能(neng)實現上(shang)述先(xian)決條(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。

  鑒于碳(tan)對鋼(gang)的(de)組織與性能的(de)重大影響，馬(ma)氏(shi)體（鉻(ge)）不銹鋼(gang)習(xi)慣上可按碳(tan)含量（相(xiang)對比較）大體分為三類(lei)即低碳(tan)類(lei)（＜0.15％C）、中(zhong)碳(tan)類(lei)（0.2～0.4％C）和高碳(tan)類(lei)（0.6～1.0％C）。如1Cr13鋼(gang)屬于馬(ma)氏(shi)體不銹鋼(gang)的(de)低碳(tan)類(lei)。

  馬氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)強(qiang)度(du)主要取決于(yu)碳(tan)。隨著(zhu)碳(tan)含(han)(han)量(liang)(liang)的(de)(de)增加(jia)，其(qi)強(qiang)度(du)、硬(ying)度(du)和(he)耐(nai)(nai)磨性(xing)(xing)(xing)顯(xian)著(zhu)提高，而(er)冷塑性(xing)(xing)(xing)、韌性(xing)(xing)(xing)及耐(nai)(nai)蝕性(xing)(xing)(xing)則下降。為改(gai)善耐(nai)(nai)蝕性(xing)(xing)(xing)能，可提高鉻(ge)(ge)含(han)(han)量(liang)(liang)，但(dan)受如下因(yin)(yin)素制約：因(yin)(yin)為鉻(ge)(ge)屬于(yu)穩定鐵素體(ti)(ti)和(he)縮小（封閉）奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)y相(xiang)區(qu)的(de)(de)元素，并阻礙從(cong)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)化溫(wen)度(du)冷卻時奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)向馬氏(shi)體(ti)(ti)的(de)(de)轉變，所以提高鉻(ge)(ge)含(han)(han)量(liang)(liang)時，還需(xu)相(xiang)應提高碳(tan)含(han)(han)量(liang)(liang)來擴(kuo)大y相(xiang)區(qu)，才能獲得馬氏(shi)體(ti)(ti)組織；當碳(tan)含(han)(han)量(liang)(liang)達0.6％時，純（單一）奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)y相(xiang)區(qu)最(zui)高鉻(ge)(ge)含(han)(han)量(liang)(liang)向右移(yi)動至最(zui)大值，可達18％左(zuo)右。繼(ji)續增加(jia)過(guo)多的(de)(de)碳(tan)，因(yin)(yin)形(xing)成(cheng)碳(tan)化物等不(bu)再擴(kuo)大y相(xiang)區(qu)，但(dan)能提高耐(nai)(nai)磨性(xing)(xing)(xing)。因(yin)(yin)此，馬氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)一般含(han)(han)鉻(ge)(ge)量(liang)(liang)在12～18％之間，含(han)(han)碳(tan)量(liang)(liang)較高，在0.1～1.0％范(fan)圍內。

  另一類（或第四類）為加(jia)有少量(liang)鎳(nie)的馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)。鎳(nie)屬于穩定奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)和擴大（開(kai)啟）y相區的元素。加(jia)入2％Ni時就(jiu)有明(ming)顯效果(guo)。這樣可以(yi)用鎳(nie)代碳(tan)，如通(tong)常使用的1Cr17Ni2高鉻馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)。因低碳(tan)、高鉻并(bing)加(jia)鎳(nie)，比一般馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)具有更好(hao)的耐蝕性(xing)能和強度與韌性(xing)的配合。

  馬氏體不銹鋼的熱處理對力(li)學性(xing)(xing)能和耐蝕性(xing)(xing)能等(deng)有重要影響。因此，根據不同(tong)的使用要求，應(ying)選定相應(ying)適宜的熱處理工藝(yi)制(zhi)度。通(tong)常(chang)包括：在(zai)高溫(wen)奧氏體化溫(wen)度區間保溫(wen)，淬火(huo)(huo)(huo)形(xing)成馬氏體，在(zai)高溫(wen)淬火(huo)(huo)(huo)后，因存在(zai)內應(ying)力(li)大和脆化等(deng)問題，還必須進行(xing)回火(huo)(huo)(huo)得到(dao)回火(huo)(huo)(huo)馬(ma)(ma)氏(shi)體，才(cai)能保證實用(yong)的(de)綜(zong)(zong)合(he)(he)性(xing)(xing)能。回(hui)火(huo)(huo)(huo)處(chu)理分為(wei)高(gao)(gao)溫(wen)(wen)回(hui)火(huo)(huo)(huo)（600～750℃范圍(wei)，以改(gai)善和(he)調整強(qiang)度(du)與韌(ren)性(xing)(xing)配合(he)(he)等(deng)綜(zong)(zong)合(he)(he)力學性(xing)(xing)能為(wei)目(mu)的(de)）和(he)低(di)(di)(di)(di)(di)溫(wen)(wen)回(hui)火(huo)(huo)(huo)（低(di)(di)(di)(di)(di)于(yu)(yu)400℃，以消除應(ying)(ying)(ying)力而(er)又不引起(qi)組織有明顯(xian)變化為(wei)目(mu)的(de)）兩種。因馬(ma)(ma)氏(shi)體不銹鋼(gang)(gang)在約400～600℃左右范圍(wei)內回(hui)火(huo)(huo)(huo)，引起(qi)沖(chong)擊韌(ren)性(xing)(xing)的(de)降低(di)(di)(di)(di)(di)。同時(shi)由于(yu)(yu)析出鉻碳(tan)化物造(zao)成(cheng)耐(nai)蝕性(xing)(xing)下降。故一(yi)般應(ying)(ying)(ying)避免在此(ci)溫(wen)(wen)度(du)范圍(wei)內回(hui)火(huo)(huo)(huo)。從耐(nai)蝕性(xing)(xing)角度(du)看，采用(yong)低(di)(di)(di)(di)(di)碳(tan)鋼(gang)(gang)和(he)低(di)(di)(di)(di)(di)溫(wen)(wen)回(hui)火(huo)(huo)(huo)更(geng)有利。含(han)碳(tan)高(gao)(gao)的(de)比低(di)(di)(di)(di)(di)碳(tan)馬(ma)(ma)氏(shi)體不銹鋼(gang)(gang)對(dui)(dui)回(hui)火(huo)(huo)(huo)脆性(xing)(xing)更(geng)敏感，冷加工(gong)成(cheng)形性(xing)(xing)和(he)可焊性(xing)(xing)更(geng)差（因此(ci)必須焊前預熱(re)和(he)焊后(hou)熱(re)處(chu)理，甚至(zhi)不作焊接件等(deng)）。總之，如(ru)對(dui)(dui)強(qiang)度(du)硬度(du)要求不高(gao)(gao)時(shi)，應(ying)(ying)(ying)盡量采用(yong)低(di)(di)(di)(di)(di)碳(tan)馬(ma)(ma)氏(shi)體不銹鋼(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。