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(shi)體(ti)不銹鋼(gang)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)馬氏體組織，一個基本(ben)的先決條(tiao)件，就是(shi)在(zai)(zai)(zai)相(xiang)圖(tu)中必(bi)須存在(zai)(zai)(zai)有奧氏體（y相(xiang)）的區域才有可能(neng)。對于(yu)無碳Fe-Cr二(er)元合金平衡相(xiang)圖(tu)而言，鉻含量(liang)(liang)大于(yu)12％時(shi)，在(zai)(zai)(zai)所(suo)有溫(wen)度條(tiao)件下均(jun)不存在(zai)(zai)(zai)奧氏體組織。而12％的鉻含量(liang)(liang)，一般是(shi)保證不銹鋼具(ju)有起碼的耐(nai)蝕性能(neng)所(suo)必(bi)需的最低含量(liang)(liang)。為克服上述矛盾(dun)，只有加入能(neng)改變相(xiang)圖(tu)擴大γ相(xiang)區的元素，主要是(shi)碳等，才能(neng)實(shi)現(xian)上述先決條(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(jian)于碳(tan)(tan)對(dui)鋼(gang)的(de)組織(zhi)與性能的(de)重大影響(xiang)，馬氏體（鉻）不銹鋼(gang)習慣上可按(an)碳(tan)(tan)含(han)量(liang)（相對(dui)比較(jiao)）大體分為三(san)類(lei)(lei)即低碳(tan)(tan)類(lei)(lei)（＜0.15％C）、中(zhong)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1Cr13鋼(gang)屬于馬氏體不銹鋼(gang)的(de)低碳(tan)(tan)類(lei)(lei)。

  馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼的(de)強(qiang)度(du)主要(yao)取決(jue)于(yu)碳。隨著碳含(han)量(liang)(liang)的(de)增加，其強(qiang)度(du)、硬(ying)度(du)和耐(nai)磨性顯著提(ti)高(gao)，而冷塑(su)性、韌性及(ji)耐(nai)蝕性則下降(jiang)。為改善耐(nai)蝕性能，可提(ti)高(gao)鉻含(han)量(liang)(liang)，但(dan)受(shou)如下因(yin)素制約：因(yin)為鉻屬于(yu)穩定鐵素體(ti)和縮小(xiao)（封閉）奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)y相區的(de)元(yuan)素，并阻礙從(cong)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)化溫度(du)冷卻時(shi)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)向馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)的(de)轉變，所以提(ti)高(gao)鉻含(han)量(liang)(liang)時(shi)，還需相應提(ti)高(gao)碳含(han)量(liang)(liang)來擴(kuo)大y相區，才(cai)能獲得馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)組織；當(dang)碳含(han)量(liang)(liang)達(da)(da)0.6％時(shi)，純（單一）奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)y相區最高(gao)鉻含(han)量(liang)(liang)向右(you)移動至最大值，可達(da)(da)18％左右(you)。繼續增加過(guo)多的(de)碳，因(yin)形(xing)成碳化物等不再擴(kuo)大y相區，但(dan)能提(ti)高(gao)耐(nai)磨性。因(yin)此，馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼一般含(han)鉻量(liang)(liang)在(zai)12～18％之間，含(han)碳量(liang)(liang)較高(gao)，在(zai)0.1～1.0％范圍(wei)內。

  另一類（或第四類）為加有(you)(you)少量鎳(nie)(nie)的(de)馬(ma)氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼。鎳(nie)(nie)屬(shu)于(yu)穩定奧氏(shi)體(ti)和擴(kuo)大（開啟）y相區的(de)元素(su)。加入(ru)2％Ni時就有(you)(you)明(ming)顯(xian)效果。這樣(yang)可(ke)以用(yong)鎳(nie)(nie)代碳(tan)，如通常使用(yong)的(de)1Cr17Ni2高鉻(ge)馬(ma)氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼。因低碳(tan)、高鉻(ge)并加鎳(nie)(nie)，比(bi)一般馬(ma)氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼具有(you)(you)更(geng)好的(de)耐(nai)蝕性能和強(qiang)度與(yu)韌(ren)性的(de)配合。

  馬(ma)氏體不銹鋼(gang)的熱(re)處理對力(li)學性(xing)能和(he)耐蝕性(xing)能等有重要(yao)影(ying)響(xiang)。因此，根(gen)據不同的使用要(yao)求，應(ying)選定相應(ying)適宜的熱(re)處理工藝(yi)制度(du)。通(tong)常包括：在高(gao)溫奧氏體化溫度(du)區間保溫，淬(cui)火(huo)(huo)形成馬(ma)氏體，在高(gao)溫淬(cui)火(huo)(huo)后，因存在內應(ying)力(li)大和(he)脆化等問(wen)題，還必須進行(xing)回(hui)火(huo)(huo)得(de)到(dao)回(hui)火(huo)(huo)馬氏(shi)(shi)體，才能保證實用(yong)的(de)綜合性(xing)(xing)能。回(hui)火(huo)(huo)處理(li)分為(wei)(wei)高溫(wen)回(hui)火(huo)(huo)（600～750℃范(fan)圍(wei)，以(yi)改善和(he)調整強度(du)與(yu)韌性(xing)(xing)配合等綜合力學性(xing)(xing)能為(wei)(wei)目的(de)）和(he)低溫(wen)回(hui)火(huo)(huo)（低于(yu)400℃，以(yi)消除應力而又不引起(qi)組織有明顯變化(hua)(hua)為(wei)(wei)目的(de)）兩(liang)種。因馬氏(shi)(shi)體不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)在約400～600℃左(zuo)右范(fan)圍(wei)內(nei)回(hui)火(huo)(huo)，引起(qi)沖(chong)擊(ji)韌性(xing)(xing)的(de)降(jiang)(jiang)低。同時由(you)于(yu)析出鉻碳(tan)(tan)化(hua)(hua)物造成(cheng)耐蝕(shi)性(xing)(xing)下(xia)降(jiang)(jiang)。故(gu)一般應避免(mian)在此溫(wen)度(du)范(fan)圍(wei)內(nei)回(hui)火(huo)(huo)。從耐蝕(shi)性(xing)(xing)角度(du)看，采(cai)用(yong)低碳(tan)(tan)鋼(gang)(gang)(gang)和(he)低溫(wen)回(hui)火(huo)(huo)更(geng)(geng)有利(li)。含碳(tan)(tan)高的(de)比低碳(tan)(tan)馬氏(shi)(shi)體不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)對(dui)回(hui)火(huo)(huo)脆(cui)性(xing)(xing)更(geng)(geng)敏感，冷加工成(cheng)形(xing)性(xing)(xing)和(he)可焊性(xing)(xing)更(geng)(geng)差（因此必須(xu)焊前預熱和(he)焊后(hou)熱處理(li)，甚至不作焊接件等）。總之(zhi)，如對(dui)強度(du)硬度(du)要求不高時，應盡(jin)量采(cai)用(yong)低碳(tan)(tan)馬氏(shi)(shi)體不銹(xiu)鋼(gang)(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(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。