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(shi)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。
為獲得馬氏(shi)體(ti)組織，一(yi)個基本的(de)(de)先決條(tiao)件，就(jiu)是在(zai)相(xiang)圖(tu)中必(bi)須存在(zai)有奧氏(shi)體(ti)（y相(xiang)）的(de)(de)區域才有可能(neng)(neng)。對于無(wu)碳(tan)Fe-Cr二元合金(jin)平衡(heng)相(xiang)圖(tu)而言，鉻(ge)(ge)含(han)量大于12％時(shi)，在(zai)所有溫(wen)度條(tiao)件下均不(bu)存在(zai)奧氏(shi)體(ti)組織。而12％的(de)(de)鉻(ge)(ge)含(han)量，一(yi)般(ban)是保證不(bu)銹鋼具有起碼的(de)(de)耐(nai)蝕性(xing)能(neng)(neng)所必(bi)需的(de)(de)最(zui)低含(han)量。為克服上(shang)述矛盾，只有加(jia)入(ru)能(neng)(neng)改變相(xiang)圖(tu)擴(kuo)大γ相(xiang)區的(de)(de)元素，主要是碳(tan)等，才能(neng)(neng)實現(xian)上(shang)述先決條(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(tan)對鋼(gang)(gang)的組織與性能(neng)的重大影(ying)響(xiang)，馬氏(shi)(shi)體（鉻(ge)）不銹(xiu)鋼(gang)(gang)習慣上可按(an)碳(tan)含(han)量（相對比較(jiao)）大體分(fen)為三類(lei)即低碳(tan)類(lei)（＜0.15％C）、中碳(tan)類(lei)（0.2～0.4％C）和(he)高碳(tan)類(lei)（0.6～1.0％C）。如(ru)1Cr13鋼(gang)(gang)屬于馬氏(shi)(shi)體不銹(xiu)鋼(gang)(gang)的低碳(tan)類(lei)。
馬(ma)氏體(ti)不(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)強度(du)(du)主(zhu)要取決于碳(tan)(tan)。隨著(zhu)碳(tan)(tan)含(han)(han)(han)量(liang)的(de)(de)增加，其強度(du)(du)、硬度(du)(du)和耐磨(mo)性(xing)顯著(zhu)提高(gao)(gao)，而冷塑性(xing)、韌性(xing)及耐蝕(shi)性(xing)則下降。為(wei)改(gai)善耐蝕(shi)性(xing)能，可提高(gao)(gao)鉻(ge)含(han)(han)(han)量(liang)，但(dan)受如下因素(su)制(zhi)約：因為(wei)鉻(ge)屬于穩定鐵(tie)素(su)體(ti)和縮(suo)小(xiao)（封閉）奧氏體(ti)y相區(qu)的(de)(de)元素(su)，并阻礙從奧氏體(ti)化溫度(du)(du)冷卻時(shi)奧氏體(ti)向(xiang)馬(ma)氏體(ti)的(de)(de)轉變，所以提高(gao)(gao)鉻(ge)含(han)(han)(han)量(liang)時(shi)，還需(xu)相應提高(gao)(gao)碳(tan)(tan)含(han)(han)(han)量(liang)來擴大y相區(qu)，才能獲得(de)馬(ma)氏體(ti)組織；當(dang)碳(tan)(tan)含(han)(han)(han)量(liang)達0.6％時(shi)，純（單一(yi)）奧氏體(ti)y相區(qu)最(zui)(zui)高(gao)(gao)鉻(ge)含(han)(han)(han)量(liang)向(xiang)右移動(dong)至最(zui)(zui)大值(zhi)，可達18％左右。繼續(xu)增加過多的(de)(de)碳(tan)(tan)，因形成碳(tan)(tan)化物等(deng)不(bu)再擴大y相區(qu)，但(dan)能提高(gao)(gao)耐磨(mo)性(xing)。因此(ci)，馬(ma)氏體(ti)不(bu)銹鋼(gang)一(yi)般含(han)(han)(han)鉻(ge)量(liang)在(zai)(zai)12～18％之間，含(han)(han)(han)碳(tan)(tan)量(liang)較高(gao)(gao)，在(zai)(zai)0.1～1.0％范圍內。
另一(yi)類（或第四類）為(wei)加(jia)(jia)有少量鎳的(de)(de)馬氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)。鎳屬于(yu)穩(wen)定(ding)奧氏(shi)體(ti)(ti)和(he)擴(kuo)大（開啟(qi)）y相區的(de)(de)元素。加(jia)(jia)入2％Ni時就(jiu)有明顯效果(guo)。這樣可以用(yong)鎳代碳，如(ru)通常(chang)使(shi)用(yong)的(de)(de)1Cr17Ni2高鉻(ge)馬氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)。因(yin)低碳、高鉻(ge)并加(jia)(jia)鎳，比一(yi)般馬氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)具有更好的(de)(de)耐(nai)蝕(shi)性能和(he)強度與韌(ren)性的(de)(de)配合。
馬氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼的熱處理對力學性(xing)能和耐蝕性(xing)能等有重要(yao)影響。因(yin)此，根據不同的使(shi)用要(yao)求，應(ying)選(xuan)定相應(ying)適宜的熱處理工藝制度(du)。通(tong)常包括：在(zai)高溫(wen)奧氏(shi)體(ti)化溫(wen)度(du)區間保(bao)溫(wen)，淬(cui)火(huo)形(xing)成馬氏(shi)體(ti)，在(zai)高溫(wen)淬(cui)火(huo)后，因(yin)存(cun)在(zai)內應(ying)力大和脆(cui)化等問題，還必須進行回火(huo)得到回火(huo)馬氏體，才能保證實用的(de)(de)綜(zong)合(he)性(xing)能。回(hui)火(huo)(huo)(huo)處(chu)理分(fen)為高溫(wen)回(hui)火(huo)(huo)(huo)（600～750℃范圍，以(yi)改(gai)善和調整強度(du)(du)(du)(du)與韌性(xing)配合(he)等綜(zong)合(he)力(li)(li)學(xue)性(xing)能為目的(de)(de)）和低(di)(di)溫(wen)回(hui)火(huo)(huo)(huo)（低(di)(di)于(yu)(yu)400℃，以(yi)消除應(ying)力(li)(li)而又不(bu)(bu)引起組織有明顯變化為目的(de)(de)）兩種。因(yin)馬氏體不(bu)(bu)銹鋼(gang)在(zai)(zai)約(yue)400～600℃左右范圍內(nei)回(hui)火(huo)(huo)(huo)，引起沖擊韌性(xing)的(de)(de)降低(di)(di)。同時(shi)由于(yu)(yu)析(xi)出鉻(ge)碳(tan)(tan)化物造成耐蝕性(xing)下降。故一般(ban)應(ying)避免在(zai)(zai)此(ci)溫(wen)度(du)(du)(du)(du)范圍內(nei)回(hui)火(huo)(huo)(huo)。從耐蝕性(xing)角度(du)(du)(du)(du)看(kan)，采(cai)用低(di)(di)碳(tan)(tan)鋼(gang)和低(di)(di)溫(wen)回(hui)火(huo)(huo)(huo)更(geng)有利。含碳(tan)(tan)高的(de)(de)比低(di)(di)碳(tan)(tan)馬氏體不(bu)(bu)銹鋼(gang)對回(hui)火(huo)(huo)(huo)脆性(xing)更(geng)敏感，冷加工成形性(xing)和可焊(han)性(xing)更(geng)差(cha)（因(yin)此(ci)必須焊(han)前預熱(re)和焊(han)后(hou)熱(re)處(chu)理，甚(shen)至不(bu)(bu)作焊(han)接(jie)件等）。總之，如對強度(du)(du)(du)(du)硬度(du)(du)(du)(du)要求不(bu)(bu)高時(shi)，應(ying)盡(jin)量采(cai)用低(di)(di)碳(tan)(tan)馬氏體不(bu)(bu)銹鋼(gang)。
馬氏體不銹鋼耐蝕性一般不如鐵素體型、更不如奧氏體(ti)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。
