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。
為獲得(de)馬(ma)氏體組織，一個基本的(de)(de)先決條件，就是在(zai)相圖中必須存(cun)在(zai)有(you)奧(ao)氏體（y相）的(de)(de)區域才有(you)可能。對于無碳(tan)(tan)Fe-Cr二元合金平衡相圖而(er)言，鉻(ge)含(han)量(liang)大于12％時，在(zai)所(suo)(suo)有(you)溫度條件下均不存(cun)在(zai)奧(ao)氏體組織。而(er)12％的(de)(de)鉻(ge)含(han)量(liang)，一般是保(bao)證不銹鋼具有(you)起碼的(de)(de)耐蝕性能所(suo)(suo)必需的(de)(de)最(zui)低含(han)量(liang)。為克服上述(shu)矛盾(dun)，只有(you)加入(ru)能改變相圖擴(kuo)大γ相區的(de)(de)元素(su)，主要(yao)是碳(tan)(tan)等，才能實現上述(shu)先決條件。
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(yu)碳(tan)(tan)對(dui)鋼的組織與性能的重大(da)影響(xiang)，馬氏(shi)體(ti)（鉻(ge)）不(bu)銹(xiu)鋼習慣上可按碳(tan)(tan)含量（相對(dui)比較）大(da)體(ti)分(fen)為三類(lei)(lei)即低碳(tan)(tan)類(lei)(lei)（＜0.15％C）、中碳(tan)(tan)類(lei)(lei)（0.2～0.4％C）和高碳(tan)(tan)類(lei)(lei)（0.6～1.0％C）。如(ru)1Cr13鋼屬于(yu)馬氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼的低碳(tan)(tan)類(lei)(lei)。
馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)不銹鋼的強度(du)(du)主要取決于(yu)碳(tan)(tan)。隨著碳(tan)(tan)含(han)(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)的增加(jia)，其強度(du)(du)、硬度(du)(du)和(he)耐磨(mo)性顯著提(ti)高，而(er)冷塑性、韌性及耐蝕(shi)性則下降。為(wei)改善耐蝕(shi)性能，可(ke)提(ti)高鉻含(han)(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)，但受如下因(yin)素制約：因(yin)為(wei)鉻屬于(yu)穩定(ding)鐵(tie)素體(ti)(ti)(ti)和(he)縮(suo)小（封閉）奧氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)y相(xiang)區(qu)(qu)的元(yuan)素，并阻(zu)礙(ai)從(cong)奧氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)化(hua)(hua)溫度(du)(du)冷卻時奧氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)向馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)的轉變(bian)，所(suo)以提(ti)高鉻含(han)(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)時，還需相(xiang)應(ying)提(ti)高碳(tan)(tan)含(han)(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)來(lai)擴大y相(xiang)區(qu)(qu)，才能獲(huo)得馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)組織；當碳(tan)(tan)含(han)(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)達(da)0.6％時，純（單(dan)一(yi)）奧氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)y相(xiang)區(qu)(qu)最高鉻含(han)(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)向右(you)移動至最大值，可(ke)達(da)18％左右(you)。繼續增加(jia)過多的碳(tan)(tan)，因(yin)形成(cheng)碳(tan)(tan)化(hua)(hua)物等不再擴大y相(xiang)區(qu)(qu)，但能提(ti)高耐磨(mo)性。因(yin)此，馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)不銹鋼一(yi)般(ban)含(han)(han)(han)(han)鉻量(liang)(liang)(liang)在12～18％之間(jian)，含(han)(han)(han)(han)碳(tan)(tan)量(liang)(liang)(liang)較高，在0.1～1.0％范圍內。
另一(yi)類（或第四(si)類）為加(jia)(jia)有(you)少量鎳(nie)(nie)的馬(ma)氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)。鎳(nie)(nie)屬于穩定奧氏(shi)體和擴大(da)（開啟）y相區的元素。加(jia)(jia)入(ru)2％Ni時就有(you)明顯效果。這樣可以(yi)用鎳(nie)(nie)代碳，如(ru)通常使用的1Cr17Ni2高鉻馬(ma)氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)。因(yin)低碳、高鉻并(bing)加(jia)(jia)鎳(nie)(nie)，比(bi)一(yi)般馬(ma)氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)具有(you)更好的耐(nai)蝕(shi)性能和強度與韌性的配(pei)合。
馬(ma)氏體不(bu)(bu)銹鋼的(de)(de)熱處(chu)理對力學性能和耐蝕性能等有重要(yao)影(ying)響。因此(ci)，根(gen)據不(bu)(bu)同的(de)(de)使用要(yao)求，應選定相應適(shi)宜的(de)(de)熱處(chu)理工藝制度(du)。通常包括(kuo)：在高(gao)溫奧(ao)氏體化溫度(du)區間(jian)保溫，淬(cui)火(huo)形成馬(ma)氏體，在高(gao)溫淬(cui)火(huo)后，因存(cun)在內應力大和脆化等問題，還必須進行回(hui)火(huo)得到回(hui)火(huo)馬(ma)氏(shi)體，才能保證實用的綜合性(xing)(xing)(xing)(xing)能。回火(huo)處理分(fen)為高溫回火(huo)（600～750℃范圍(wei)，以(yi)改(gai)善和(he)調整(zheng)強度(du)與韌(ren)(ren)性(xing)(xing)(xing)(xing)配合等綜合力學性(xing)(xing)(xing)(xing)能為目(mu)的）和(he)低(di)溫回火(huo)（低(di)于400℃，以(yi)消除應(ying)力而又不(bu)(bu)引起(qi)組織有明顯變化(hua)為目(mu)的）兩種。因(yin)馬(ma)氏(shi)體不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼在(zai)約400～600℃左右范圍(wei)內(nei)回火(huo)，引起(qi)沖(chong)擊韌(ren)(ren)性(xing)(xing)(xing)(xing)的降低(di)。同時(shi)由于析出(chu)鉻(ge)碳(tan)化(hua)物造成耐(nai)蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)(xing)下降。故一(yi)般應(ying)避(bi)免在(zai)此溫度(du)范圍(wei)內(nei)回火(huo)。從耐(nai)蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)(xing)角度(du)看，采(cai)用低(di)碳(tan)鋼和(he)低(di)溫回火(huo)更有利。含碳(tan)高的比低(di)碳(tan)馬(ma)氏(shi)體不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼對(dui)回火(huo)脆性(xing)(xing)(xing)(xing)更敏(min)感，冷加(jia)工成形性(xing)(xing)(xing)(xing)和(he)可焊性(xing)(xing)(xing)(xing)更差(cha)（因(yin)此必(bi)須焊前預熱和(he)焊后熱處理，甚至(zhi)不(bu)(bu)作焊接件等）。總之，如對(dui)強度(du)硬(ying)度(du)要求(qiu)不(bu)(bu)高時(shi)，應(ying)盡量采(cai)用低(di)碳(tan)馬(ma)氏(shi)體不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼。
馬氏體不銹鋼耐蝕性一般不如鐵素體型、更不如奧氏體不(bu)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。
