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。
馬氏體不(bu)銹(xiu)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(de)馬氏體(ti)組織(zhi)，一個(ge)基本(ben)的(de)先決(jue)(jue)條件，就是(shi)在相(xiang)(xiang)圖(tu)(tu)中必須存在有(you)(you)奧(ao)(ao)氏體(ti)（y相(xiang)(xiang)）的(de)區(qu)域才有(you)(you)可能(neng)(neng)。對(dui)于(yu)無碳Fe-Cr二(er)元(yuan)合金平衡相(xiang)(xiang)圖(tu)(tu)而言，鉻含(han)(han)量(liang)大于(yu)12％時，在所(suo)有(you)(you)溫(wen)度條件下均不存在奧(ao)(ao)氏體(ti)組織(zhi)。而12％的(de)鉻含(han)(han)量(liang)，一般是(shi)保(bao)證不銹鋼具有(you)(you)起碼的(de)耐蝕性能(neng)(neng)所(suo)必需的(de)最(zui)低含(han)(han)量(liang)。為(wei)克服上述矛盾，只有(you)(you)加入(ru)能(neng)(neng)改變相(xiang)(xiang)圖(tu)(tu)擴大γ相(xiang)(xiang)區(qu)的(de)元(yuan)素，主(zhu)要(yao)是(shi)碳等，才能(neng)(neng)實現上述先決(jue)(jue)條件。
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(dui)鋼(gang)的組織與(yu)性能的重(zhong)大影響(xiang)，馬(ma)(ma)氏體（鉻）不銹鋼(gang)習慣上(shang)可(ke)按碳含量（相對(dui)比較）大體分為三類(lei)(lei)即低(di)碳類(lei)(lei)（＜0.15％C）、中碳類(lei)(lei)（0.2～0.4％C）和高碳類(lei)(lei)（0.6～1.0％C）。如1Cr13鋼(gang)屬(shu)于馬(ma)(ma)氏體不銹鋼(gang)的低(di)碳類(lei)(lei)。
馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)(de)強(qiang)度(du)主要取決于(yu)碳(tan)(tan)。隨著(zhu)碳(tan)(tan)含量(liang)(liang)的(de)(de)(de)增(zeng)加(jia)，其強(qiang)度(du)、硬(ying)度(du)和(he)耐(nai)(nai)磨性顯著(zhu)提(ti)高，而(er)冷塑性、韌性及耐(nai)(nai)蝕性則下降(jiang)。為改善(shan)耐(nai)(nai)蝕性能(neng)(neng)，可(ke)提(ti)高鉻(ge)含量(liang)(liang)，但(dan)受如(ru)下因素制約：因為鉻(ge)屬于(yu)穩定鐵(tie)素體(ti)(ti)和(he)縮小(xiao)（封閉）奧氏(shi)體(ti)(ti)y相(xiang)區(qu)的(de)(de)(de)元素，并阻(zu)礙從奧氏(shi)體(ti)(ti)化溫度(du)冷卻時奧氏(shi)體(ti)(ti)向(xiang)馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)轉變，所(suo)以提(ti)高鉻(ge)含量(liang)(liang)時，還需(xu)相(xiang)應提(ti)高碳(tan)(tan)含量(liang)(liang)來擴大(da)y相(xiang)區(qu)，才(cai)能(neng)(neng)獲得馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)組(zu)織；當(dang)碳(tan)(tan)含量(liang)(liang)達0.6％時，純（單一(yi)）奧氏(shi)體(ti)(ti)y相(xiang)區(qu)最(zui)高鉻(ge)含量(liang)(liang)向(xiang)右移(yi)動至最(zui)大(da)值，可(ke)達18％左右。繼續增(zeng)加(jia)過多的(de)(de)(de)碳(tan)(tan)，因形成碳(tan)(tan)化物(wu)等不(bu)(bu)再擴大(da)y相(xiang)區(qu)，但(dan)能(neng)(neng)提(ti)高耐(nai)(nai)磨性。因此，馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼一(yi)般含鉻(ge)量(liang)(liang)在12～18％之間，含碳(tan)(tan)量(liang)(liang)較高，在0.1～1.0％范圍內。
另(ling)一類（或第四(si)類）為加(jia)有(you)少量鎳(nie)的馬(ma)氏體不銹鋼。鎳(nie)屬于(yu)穩定奧氏體和擴大（開(kai)啟）y相區的元素。加(jia)入2％Ni時就有(you)明顯效果。這樣可以用鎳(nie)代碳，如通常(chang)使用的1Cr17Ni2高(gao)鉻馬(ma)氏體不銹鋼。因低碳、高(gao)鉻并加(jia)鎳(nie)，比一般(ban)馬(ma)氏體不銹鋼具有(you)更好的耐蝕(shi)性能和強度(du)與韌性的配合。
馬(ma)氏(shi)體(ti)不(bu)銹鋼(gang)的熱處理(li)對(dui)力學(xue)性能(neng)和耐蝕性能(neng)等有重要影響。因此，根據不(bu)同的使用(yong)要求(qiu)，應選定相應適宜的熱處理(li)工藝制度(du)。通常(chang)包括：在高溫(wen)(wen)奧氏(shi)體(ti)化(hua)溫(wen)(wen)度(du)區間保溫(wen)(wen)，淬火形成馬(ma)氏(shi)體(ti)，在高溫(wen)(wen)淬火后，因存在內應力大和脆化(hua)等問題，還必須進行回火得到回火馬氏(shi)體(ti)，才能保證實(shi)用(yong)的(de)綜合(he)性(xing)(xing)能。回(hui)(hui)火處(chu)理分為(wei)高(gao)溫回(hui)(hui)火（600～750℃范(fan)圍，以(yi)改善和(he)(he)調整(zheng)強(qiang)度(du)與韌性(xing)(xing)配合(he)等綜合(he)力學(xue)性(xing)(xing)能為(wei)目的(de)）和(he)(he)低(di)(di)(di)溫回(hui)(hui)火（低(di)(di)(di)于400℃，以(yi)消除應力而又(you)不(bu)(bu)(bu)引起(qi)組織有(you)明顯變化為(wei)目的(de)）兩種。因馬氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)在(zai)約(yue)400～600℃左右范(fan)圍內(nei)回(hui)(hui)火，引起(qi)沖擊韌性(xing)(xing)的(de)降低(di)(di)(di)。同時(shi)由于析出鉻碳(tan)化物(wu)造成耐(nai)蝕性(xing)(xing)下(xia)降。故(gu)一般應避免(mian)在(zai)此溫度(du)范(fan)圍內(nei)回(hui)(hui)火。從耐(nai)蝕性(xing)(xing)角(jiao)度(du)看(kan)，采(cai)用(yong)低(di)(di)(di)碳(tan)鋼(gang)和(he)(he)低(di)(di)(di)溫回(hui)(hui)火更(geng)有(you)利。含碳(tan)高(gao)的(de)比低(di)(di)(di)碳(tan)馬氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)對回(hui)(hui)火脆性(xing)(xing)更(geng)敏感，冷加工成形(xing)性(xing)(xing)和(he)(he)可焊(han)性(xing)(xing)更(geng)差（因此必須(xu)焊(han)前預熱(re)和(he)(he)焊(han)后熱(re)處(chu)理，甚至不(bu)(bu)(bu)作焊(han)接(jie)件等）。總之，如對強(qiang)度(du)硬度(du)要(yao)求(qiu)不(bu)(bu)(bu)高(gao)時(shi)，應盡量(liang)采(cai)用(yong)低(di)(di)(di)碳(tan)馬氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)。
馬氏體不銹鋼耐蝕性一般不如鐵素體型、更不如奧氏體不銹鋼(gang)。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。
