馬氏體不銹鋼是一類可以通過熱處理（淬火、回火）對其性能進行調(diào)整的不銹鋼，通俗地講，是一類可硬化的不銹鋼。這種特性決定了這類鋼必須具備兩個基本條件：一是在平衡相圖中必須有奧氏體相區(qū)存在，在該區(qū)域溫度范圍內(nèi)進行長時間加熱，使碳化物固溶到鋼中之后，進行淬火形成馬氏體，也就是化學(xué)成分必須控制在Y或Y+α相區(qū)，二是要使合金形成耐腐蝕和氧化的鈍化膜，鉻含量必須在10.5%以上。按合金元素的差別，可分為馬氏體鉻不銹鋼和馬氏體鉻鎳不銹鋼。

 馬氏體鉻不銹鋼的主要合金元素是鐵、鉻和碳。圖1-4是Fe-Cr系相圖富鐵部分，如鉻大于13%時，不存在Y相，此類合金為單相鐵素體合金，在任何熱處理制度下也不能產(chǎn)生馬氏體，為此必須在內(nèi)Fe-Cr二元合金中加入奧氏體形成元素，以擴大Y相區(qū)，對于馬氏體鉻不銹鋼來說，碳、氮是有效元素，碳、氮元素添加使得合金允許更高的鉻含量。在馬氏體鉻不銹鋼中，除鉻外，碳是另一個最重要的必備元素，事實上，馬氏體鉻不銹耐熱鋼是一類鐵、鉻、碳三元合金。當然，還有其他元素，利用這些元素，可根據(jù)Schaeffler 圖確定大致的組織。

 鉻是馬氏體鉻不銹鋼最重要的合金元素。鉻是鐵素體形成元素，足夠的鉻可使鋼變成單一的鐵素體不銹鋼，鉻和碳的相互作用使鋼在高溫時具有穩(wěn)定的Y或Y+α相區(qū)；鉻可以降低奧氏體向鐵素體和碳化物的轉(zhuǎn)變速度，從而提高淬透性；在大氣硫化氫及氧化性酸介質(zhì)中，它能提高鋼的耐蝕性能，這與鉻能促使生成一層鉻的氧化物保護膜有關(guān)，但在還原介質(zhì)中，隨著鉻含量的提高，鋼的耐蝕性下降；鉻含量的提高，鋼的抗氧化性能也明顯提高。

 碳是馬氏體鉻不銹鋼另一重要的合金元素。為了產(chǎn)生馬氏體相變，碳含量要視鋼中的鉻含量而定，一般充分考慮碳、鉻兩者相互關(guān)系及碳的溶解極限（見圖1-5)。在給定的鉻量下，碳含量提高，強度、硬度提高，塑性降低，耐蝕性下降。

 鉬也是馬氏體鉻不銹鋼常加入的元素。鉬是鐵素體形成元素，除改善鋼的耐蝕性外，主要是提高鋼的強度和硬度以及增強二次硬化效應(yīng)。

 馬氏體鉻鎳不銹鋼是主要以鎳代碳而發(fā)展的，這樣鋼不僅強度高而且具有相當?shù)捻g性，因為鎳的加入可以使碳含量降得更低，而鉻含量提高，改善其耐蝕性能。如圖1-6，即使碳含量很低，單一的鐵素體組織也將消失，但鎳含量不能過高，否則由于鎳擴大Y相區(qū)和降低M。點溫度的雙重作用，將使鋼成為單相奧氏體不銹鋼，從而喪失淬火能力。

 在馬氏體鉻鎳不銹鋼中，鉻和碳的作用與在馬氏體鉻不銹鋼中相似，這里不再多談。鎳除前面所提的優(yōu)點外，還能提高鐵鉻合金的鈍化傾向，因此改善了鋼在還原性介質(zhì)中的耐蝕性。