馬氏體不銹鋼是一類(lèi)可通過(guò)熱處理（淬火回火）對(duì)其性能進(jìn)行調(diào)整的不銹鋼，通俗地講是一類(lèi)可硬化的不銹鋼，此類(lèi)鋼具有高的硬度、良好的力學(xué)性能和不銹性，這些特性決定了此類(lèi)鋼必須具備兩個(gè)基本條件：其一，在平衡相圖中必須有奧氏體相區(qū)存在；其二，為使鋼形成耐腐蝕的鈍化膜，鉻含量必須在10.5％以上。根據(jù)鋼中合金元素的差別，可將馬氏體不銹鋼區(qū)分為馬氏體鉻不銹鋼和馬氏體鉻鎳不銹鋼。在馬氏體鉻不銹鋼中又可劃分成低碳、中碳和高碳三種類(lèi)型。馬氏體不銹鋼在淬火狀態(tài)下具有體心四方（bct）晶體結(jié)構(gòu)（馬氏體），具有鐵磁性，在較弱腐蝕環(huán)境中具有耐蝕性。鋼中的鉻含量可達(dá)18％，碳可以超過(guò)1.2％。為了提高鋼的耐腐性和刃具的鋒利度，組織中允許存在過(guò)剩碳化物，為了改善淬火后的回火效應(yīng)，可適當(dāng)加入鈮、硅、鎢和釩。含鎳馬氏體不銹鋼改善了鉻馬氏體不銹鋼在某些介質(zhì)中的耐蝕性和提高了鋼的韌性。馬氏體不銹鋼中的碳是不可缺少的重要元素，它使Fe-Cr二元合金形成γ相區(qū)且決定了鋼在淬火狀態(tài)下馬氏體的硬度。大量試驗(yàn)表明，0.10％C的馬氏體的硬度值大約為35HRC，0.5％C的馬氏體其硬度值可超過(guò)60HRC，再高的碳其硬度值未見(jiàn)明顯變化。
我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)中（GB1220-92）共列入18個(gè)馬氏體不銹鋼牌號(hào)，基本是13％Cr和17％Cr的兩種類(lèi)型，為了賦予鋼的其他特性派生出一些改進(jìn)型牌號(hào)，馬氏體不銹鋼的發(fā)展網(wǎng)絡(luò)見(jiàn)圖3-1。
馬氏體不銹鋼，由于具有良好的力學(xué)性能和中等程度的耐蝕性以及在低于650℃的良好耐熱性，已廣泛應(yīng)用于各工業(yè)領(lǐng)域，低碳和中碳馬氏體不銹鋼，如1Cr13及其改良型，主要用于蒸汽透平、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)、氣體透平等領(lǐng)域。在石油和石油化工領(lǐng)域此類(lèi)材料也得到廣泛應(yīng)用。
稍高碳的2Cr13等馬氏體不銹鋼主要用刀具，閥門(mén)部件，齒輪、滑輪、開(kāi)關(guān)軸類(lèi)等機(jī)械部件、桿件以及軋輥。高碳馬氏體不銹鋼，如9Cr18Mo等的應(yīng)用領(lǐng)域包括刀具、軸承、外科和牙科器械、刀剪、彈簧、閥門(mén)、軸桿類(lèi)、凸輪等。
馬氏體不銹鋼回火脆性溫度范圍出現(xiàn)在425～565℃，在此溫度回火鋼的沖擊韌性急劇下降，對(duì)于要求耐沖擊的部件應(yīng)不采用此溫度回火并避免在此溫度范圍內(nèi)應(yīng)用。
1. 馬氏體鉻不銹鋼
馬氏體鉻不銹鋼中主要合金元素是鉻，隨鋼中含鉻量的提高，鋼的耐蝕性隨之提高。鋼的力學(xué)性能主要取決于鋼中的碳含量，為了改善鋼強(qiáng)度和硬度以及增強(qiáng)二次硬化效應(yīng)，有時(shí)加入少量的鉬。
2. 鉻-鎳馬氏體不銹鋼
在鉻馬氏體不銹鋼的基礎(chǔ)上加入鎳而形成鉻鎳馬氏體不銹鋼。由于鎳的加入可使低碳的鐵一鉻合金具有淬火能力，同時(shí)由于鎳的存在可使低碳（＜0.15％）馬氏體鉻不銹鋼的鉻含量向更高的水平推移，提高了鋼的耐蝕性，從而解決了馬氏體鉻不銹鋼為提高其耐蝕性以損失鋼的硬度為代價(jià)的難題。此外鎳的加入也改善了鋼的耐還原性介質(zhì)的能力和提高了鋼的塑韌性。
