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(gang)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(huo)得馬氏體組(zu)織，一個基本的(de)先決(jue)條(tiao)件，就是在相圖(tu)中必(bi)須(xu)存在有奧氏體（y相）的(de)區域才有可能(neng)(neng)。對于(yu)無碳Fe-Cr二元合(he)金平衡相圖(tu)而(er)言，鉻含(han)(han)量(liang)大(da)于(yu)12％時(shi)，在所有溫(wen)度條(tiao)件下均不存在奧氏體組(zu)織。而(er)12％的(de)鉻含(han)(han)量(liang)，一般是保證不銹鋼具有起碼(ma)的(de)耐(nai)蝕(shi)性(xing)能(neng)(neng)所必(bi)需的(de)最低(di)含(han)(han)量(liang)。為克服上述矛盾(dun)，只(zhi)有加入能(neng)(neng)改變相圖(tu)擴大(da)γ相區的(de)元素(su)，主要是碳等，才能(neng)(neng)實(shi)現上述先決(jue)條(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。
鑒于碳對鋼的組織與性能的重大影響(xiang)，馬氏(shi)(shi)體(ti)（鉻）不(bu)銹(xiu)鋼習慣上可按(an)碳含量（相對比較）大體(ti)分為三類(lei)即低(di)碳類(lei)（＜0.15％C）、中碳類(lei)（0.2～0.4％C）和(he)高(gao)碳類(lei)（0.6～1.0％C）。如1Cr13鋼屬于馬氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼的低(di)碳類(lei)。
馬(ma)(ma)(ma)氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)的(de)強度主要(yao)取(qu)決于碳(tan)。隨著(zhu)碳(tan)含(han)(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)的(de)增(zeng)加，其強度、硬度和耐磨性顯著(zhu)提高(gao)，而冷(leng)塑性、韌(ren)性及(ji)耐蝕(shi)性則下降(jiang)。為改善耐蝕(shi)性能，可提高(gao)鉻(ge)(ge)含(han)(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)，但受(shou)如下因素(su)制(zhi)約：因為鉻(ge)(ge)屬于穩(wen)定鐵素(su)體和縮小（封(feng)閉）奧(ao)氏(shi)體y相區的(de)元(yuan)素(su)，并阻礙從奧(ao)氏(shi)體化溫度冷(leng)卻時奧(ao)氏(shi)體向馬(ma)(ma)(ma)氏(shi)體的(de)轉變，所以提高(gao)鉻(ge)(ge)含(han)(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)時，還需相應提高(gao)碳(tan)含(han)(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)來擴大(da)y相區，才能獲得(de)馬(ma)(ma)(ma)氏(shi)體組織；當碳(tan)含(han)(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)達0.6％時，純（單一）奧(ao)氏(shi)體y相區最高(gao)鉻(ge)(ge)含(han)(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)向右移(yi)動至最大(da)值，可達18％左(zuo)右。繼續增(zeng)加過多的(de)碳(tan)，因形成碳(tan)化物等不(bu)再擴大(da)y相區，但能提高(gao)耐磨性。因此，馬(ma)(ma)(ma)氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)一般含(han)(han)(han)(han)鉻(ge)(ge)量(liang)(liang)(liang)在12～18％之(zhi)間，含(han)(han)(han)(han)碳(tan)量(liang)(liang)(liang)較高(gao)，在0.1～1.0％范圍內。
另一類(lei)（或(huo)第四類(lei)）為(wei)加(jia)(jia)有少(shao)量鎳(nie)(nie)的馬氏體不銹鋼。鎳(nie)(nie)屬于穩定奧氏體和擴大（開(kai)啟）y相區的元素(su)。加(jia)(jia)入2％Ni時(shi)就(jiu)有明顯效果。這樣(yang)可以(yi)用(yong)鎳(nie)(nie)代碳，如通常(chang)使用(yong)的1Cr17Ni2高鉻馬氏體不銹鋼。因低碳、高鉻并加(jia)(jia)鎳(nie)(nie)，比一般馬氏體不銹鋼具有更(geng)好的耐蝕性能和強度與韌(ren)性的配合。
馬(ma)氏(shi)體不銹鋼的熱處理(li)對力學性(xing)能和耐蝕性(xing)能等有重(zhong)要(yao)影響。因此，根據不同(tong)的使用要(yao)求，應選(xuan)定相應適宜的熱處理(li)工藝制(zhi)度。通常(chang)包括：在(zai)高溫(wen)奧氏(shi)體化溫(wen)度區間保(bao)溫(wen)，淬火(huo)形成馬(ma)氏(shi)體，在(zai)高溫(wen)淬火(huo)后，因存在(zai)內應力大和脆(cui)化等問題，還(huan)必須進(jin)行回火(huo)得到回火(huo)馬(ma)氏(shi)(shi)體，才能(neng)保證實用的綜合性(xing)(xing)能(neng)。回(hui)(hui)火(huo)(huo)處(chu)理分(fen)為高(gao)溫(wen)(wen)回(hui)(hui)火(huo)(huo)（600～750℃范圍(wei)(wei)，以改善和(he)調(diao)整強度與韌性(xing)(xing)配合等綜合力(li)學性(xing)(xing)能(neng)為目的）和(he)低(di)溫(wen)(wen)回(hui)(hui)火(huo)(huo)（低(di)于400℃，以消除應(ying)力(li)而又不(bu)引起組織有明顯(xian)變化為目的）兩種。因馬(ma)氏(shi)(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)在約400～600℃左右范圍(wei)(wei)內回(hui)(hui)火(huo)(huo)，引起沖擊韌性(xing)(xing)的降(jiang)低(di)。同時(shi)由(you)于析出鉻碳(tan)(tan)化物(wu)造成耐(nai)蝕(shi)性(xing)(xing)下降(jiang)。故一般應(ying)避免在此溫(wen)(wen)度范圍(wei)(wei)內回(hui)(hui)火(huo)(huo)。從耐(nai)蝕(shi)性(xing)(xing)角度看(kan)，采用低(di)碳(tan)(tan)鋼(gang)(gang)和(he)低(di)溫(wen)(wen)回(hui)(hui)火(huo)(huo)更有利。含碳(tan)(tan)高(gao)的比低(di)碳(tan)(tan)馬(ma)氏(shi)(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)對回(hui)(hui)火(huo)(huo)脆性(xing)(xing)更敏感，冷(leng)加工成形性(xing)(xing)和(he)可(ke)焊(han)性(xing)(xing)更差（因此必(bi)須焊(han)前預(yu)熱(re)和(he)焊(han)后熱(re)處(chu)理，甚(shen)至不(bu)作(zuo)焊(han)接件(jian)等）。總之，如對強度硬度要求(qiu)不(bu)高(gao)時(shi)，應(ying)盡量(liang)采用低(di)碳(tan)(tan)馬(ma)氏(shi)(shi)體不(bu)銹(xiu)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(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。
