Por ser um aço inoxidável que pode ajustar as propriedades do material por meio de tratamento térmico, o aço inoxidável martensítico é um aço inoxidável endurecível. As características do aço inoxidável martensítico são alta dureza, fortes propriedades mecânicas e de resistência à corrosão. Estas características determinam que os aços inoxidáveis martensíticos devem ter duas condições básicas. Primeiro, deve existir uma região de fase austenita no diagrama de fases de equilíbrio. Em segundo lugar, para permitir que os aços inoxidáveis martensíticos formem uma película passiva com forte resistência à corrosão, os aços inoxidáveis martensíticos devem conter mais de 10,5% de cromo.
De acordo com as diferenças nos elementos de liga nos aços inoxidáveis martensíticos, os aços inoxidáveis martensíticos podem ser divididos em aços inoxidáveis martensíticos de cromo e aços inoxidáveis martensíticos de cromo-níquel. Os aços inoxidáveis martensíticos ao cromo podem ser divididos em tipos de baixo carbono, médio carbono e alto carbono. Os aços inoxidáveis martensíticos possuem estrutura cristalina tetragonal de corpo centrado no estado temperado, com propriedades ferromagnéticas. Eles têm resistência à corrosão em ambientes corrosivos relativamente fracos. O teor de cromo nos aços inoxidáveis martensíticos pode ser de até 18% e o teor de carbono pode exceder 1,2%.
Para aumentar a resistência à corrosão dos aços inoxidáveis martensíticos e a afiação das lâminas feitas a partir deles, pode existir excesso de carbonetos na microestrutura. Pequenas adições de nióbio, silício, tungstênio e vanádio podem ser feitas para otimizar o efeito de revenido após a têmpera. Os aços inoxidáveis martensíticos contendo níquel melhoram a resistência à corrosão dos aços inoxidáveis martensíticos com cromo em alguns ambientes e aumentam a tenacidade. O carbono é um elemento indispensável e importante nos aços inoxidáveis martensíticos. Ele permite a formação de uma região de fase entre os elementos de liga binária ferro-cromo, o que também afeta a dureza dos aços inoxidáveis martensíticos no estado temperado. Experimentos mostram que a dureza de um aço inoxidável martensítico com 0,1% de carbono é de cerca de 35 HRC, enquanto um aço inoxidável martensítico com 0,5% de carbono pode ter uma dureza superior a 60 HRC. Contudo, aumentar ainda mais o teor de carbono não aumentará significativamente a dureza.
Existem 18 tipos de aço inoxidável martensítico listados nos padrões nacionais, principalmente dos tipos 13% de cromo e 17% de cromo.
Devido às suas excelentes propriedades mecânicas, resistência moderada à corrosão e boa resistência ao calor abaixo de 650°C, os aços inoxidáveis martensíticos têm sido amplamente utilizados em vários campos industriais. Os aços inoxidáveis martensíticos de baixo e médio carbono, como 1G13 e seus graus modificados, são usados principalmente em turbinas a vapor, motores a jato, turbinas a gás, etc.
Aços com carbono ligeiramente superior, como 2G13, são usados principalmente para ferramentas de corte, peças de válvulas, engrenagens, polias, eixos de interruptores e outras peças mecânicas e barras. Aços inoxidáveis martensíticos de alto carbono, como 9G18Mo, são usados para ferramentas de corte, rolamentos, instrumentos cirúrgicos e odontológicos, tesouras, molas, válvulas, eixos, cames, etc.
A faixa de temperatura de fragilidade de revenido dos aços inoxidáveis martensíticos é de 425-565°C. O revenido do aço nesta faixa de temperatura pode reduzir significativamente a resistência ao impacto. Para componentes críticos de resistência ao impacto, esta temperatura de revenido deve ser evitada e a aplicação nesta faixa de temperatura também deve ser evitada.