自40年代以來，首先為適應迅速進步的航空、航天工業的需要，發展了沉淀硬化不銹鋼。其化學成分一般不超過18-8鉻鎳奧氏體不銹鋼的鉻、鎳含量，碳含量低，添加有少量形成析出硬化相的所謂硬化元素，如鋁、鈦、鈮、銅和鉬等。在最終形成馬氏體后，經時效處理，析出金屬間化合物（如Ni3A1、Ni3Ti等）和某些少量碳化物以產生沉淀硬化。它比普通馬氏體不銹鋼具有更高的強度，更好的可焊性、韌性、冷加工成形性和耐蝕性等。主要有馬氏體型沉淀硬化不銹鋼和半奧氏體（奧氏體-馬氏體）型沉淀硬化不銹鋼。前者以GB0Cr17Ni4Cu4Nb（相當美國阿姆公司商業代號17-4PH）鋼，后者以GB0Cr17Ni7A1（相當17-7PH）及 0Cr15Ni7Mo2A1（相當PH15-7Mo）鋼為代表。簡稱PH（PrecipitationHardening）不銹鋼。
60年代初，國際鎳公司利用超低碳馬氏體進行沉淀硬化，研制了一種高強度、高韌性的Fe-Ni系馬氏體時效鋼。為改善耐蝕性能，隨后發展了含鉻的馬氏體時效不銹鋼。它利用馬氏體相變、超低碳馬氏體和金屬間化合物相的時效硬化等相結合的方法，獲得優良的綜合性能，成為正在發展中的新一代高強度不銹鋼。它具有馬氏體時效鋼的全部優點和比沉淀硬化不銹鋼更優越的性能。
我國從60年代初開始，逐漸發展了奧氏體型、半奧氏體型、馬氏體型沉淀硬化不銹鋼和馬氏體時效不銹鋼。
一、半奧氏體沉淀硬化不銹鋼
半奧氏體型PH不銹鋼，是以奧氏體狀態供貨。奧氏體因屬面心立方晶格結構，塑性好，具有易于各類加工等優良的工藝性能。此類鋼在交貨前，需進行固溶處理（簡稱A處理，一般在1000～1050℃，空冷）。經A處理后的狀態（簡稱A態），其金相組織基本為奧氏體，尚含約5～20％的鐵素體。但不穩定。為保證獲得上述室溫不穩定的奧氏體組織，最關鍵的是必須嚴格控制好化學成分，并通過正確的熱處理方法控制馬氏體相變溫度區，使鋼在成型和制造容器部件的過程中處于奧氏體狀態，從而具有奧氏體不銹鋼容易冷加工成形和焊接等優良的工藝性能。然后，需經特殊的中間處理，使奧氏體轉變為低碳馬氏體基體，并進一步通過時效處理進行沉淀硬化達到更高的強度。
鑒于此類鋼的熱處理工藝制度是不銹鋼中最復雜的一種，要求也十分嚴格。應切實執行有關規定，才能得到標準性能。但也可根據設計人員和用戶的不同要求和具體制造使用情況，在相當寬的溫度和時間范圍內進行各種選擇，制定特殊的熱處理工藝制度。這里以其代表鋼種為例，僅簡化介紹幾種基本的熱處理方法。
半奧氏體PH不銹鋼經固溶處理后（A態），其強度很低。因此，首先必須使奧氏體轉變為馬氏體。完成這一相變硬化過程，可采取三種途徑。
1. 調節處理（簡稱T處理）
經A處理后的奧氏體，在隨后的加熱過程中，會析出富鉻碳化物，使奧氏體中實際成分發生變化（如鉻、碳、氮等含量下降），穩定性降低，冷卻時更容易轉變為馬氏體。即影響（提高）了馬氏體轉變溫度（M3）。換言之，通過選擇合適的溫度和保溫一定的時間，可以控制M、點高于室溫至某一溫度。如此類PH鋼一般在700～800℃作為奧氏體調節溫度，冷卻至室溫后，主要組織為低碳馬氏體（其M，點約在65～93℃，馬氏體轉變終了溫度M：點約為16℃）（6）。
2. 冷處理（簡稱R處理）
經A處理后的鋼也可以采用冷處理方法使奧氏體轉變為馬氏體。最簡單的辦法是深冷處理。如此類PH鋼A態直接置于-150℃左右（已低于M：點）。但這在工藝上難以實現（一般易獲得的冷處理溫度為-78℃）。因此，通常先經過高溫調節處理（約950℃左右），只析出少量碳化物（其Ms點約在室溫，M1點約為-73℃）。而后再經-78℃冷處理，可獲得相對T處理含碳較高的馬氏體組織。
綜上所述，T處理和R處理，一般均包括了奧氏體成分調整的處理和隨后的馬氏體相變處理兩個步驟。T和R處理后的狀態依次稱為T和R狀態。
3. 冷變形處理（簡稱C處理）
經A處理后的奧氏體，只要成分控制或調整得恰當，在室溫下進行塑性變形或冷加工（變形），也可誘發馬氏體相變。為獲得必要數量的馬氏體，冷軋時宜高于60％的變形量。
最后熱處理是時效處理（簡稱H處理）。通過各種途徑獲得的過飽和低碳馬氏體基體，均需經H處理產生沉淀硬化。其溫度范圍一般在450～650℃左右。當金屬間化合物微細的析出相即將析出（即孕育期的最后階段）時，獲得最高強化作用。若延長時效時間（或提高H處理的溫度）會造成過時效，反而使強度有所降低。但常對耐蝕性有利。如同最高強度狀態比較，一般PH不銹鋼的斷裂韌性和抗應力腐蝕性能均有提高（8）。此類鋼的時效比簡單的沉淀硬化機理復雜的多，尤其是在565℃過時效時，同時發生的還有馬氏體基體的回火和部分逆轉變為奧氏體等。時效過程的沉淀硬化，還可采取分級時效，一般采用多級時效（簡稱MH處理）達到更佳效果。此類鋼常用的熱處理工藝制度代表符號有TH、RH、CH等處理。H后的數字按外來習慣指時效處理的華氏溫度。例如，常見TH1050表示A處理后，再經T處理和565℃（華氏1050F）H處理的一種標準熱處理制度，其處理后的狀態稱為TH1050狀態。
二、馬氏體沉淀硬化不銹鋼
馬氏體PH不銹鋼通常以馬氏體狀態供貨（有的含低于10％的鐵素體）。以其代表鋼種0Cr17Ni4Cu4Nb為例，其化學成分保證了經固溶（A）處理后空冷至室溫時為低碳馬氏體（含鐵素體小于2～5％）組織（雖比普通馬氏體不銹鋼易于加工，但不如半奧氏體PH不銹鋼，較難進行深度冷成型）。再經時效（H）處理產生沉淀硬化。與半奧氏體PH不銹鋼相比其強化機理相同，但熱處理工藝簡單。通過改變H處理溫度，可在相當寬的范圍內調整機械性能。其耐蝕性常可接近18-8奧氏體不銹鋼，比普通馬氏體不銹鋼優越。其焊接性能較好，不需焊前預熱，但對缺口敏感性大。當溫度高于425℃時，其強度顯著下降。
三、馬氏體時效不銹鋼
馬氏體時效不銹鋼通常以馬氏體狀態供貨。其主要特點是含碳量很低，一般不大于0.03％C，甚至達到高純化。經固溶處理后，冷至室溫獲得體心立方晶格結構的馬氏體（不同于碳鋼中常見的那種因碳過飽和引起的畸變體心正方結構）。超低碳馬氏體具有優良的塑性、韌性和冷加工成形性（冷變形量可達80％以上）。而后通過時效處理析出金屬間化合物達到高強度。此類鋼中鎳含量對組織和強度均有影響。它與某些硬化元素形成沉淀硬化相，還可固溶強化馬氏體。鎳屬于形成并穩定奧氏體的元素，可減少鐵素體（δ相）。同時，它又強烈降低馬氏體轉變溫度（一般希望M1點在室溫以上），故而鎳含量受到限制，一般約含4～8％Ni。含鉻量一般低于15％，達不到高鉻不銹鋼的水平，但比Cr13型馬氏體不銹鋼耐蝕性要好些。眾所周知，沉淀硬化處理往往帶來耐蝕性有所下降和增加氫脆的敏感性，馬氏體時效不銹鋼，一般地說，因無鐵素體（δ相）和碳化物的析出等原因，雖在某些環境介質條件下對應力腐蝕敏感，但比普通馬氏體不銹鋼和PH不銹鋼性能優越得多。此類鋼的純度（控制有害雜質元素如C、P、Si、N、S等的含量）及其熱處理對斷裂韌性和應力腐蝕等性能有重要影響。由于此類鋼是航空航天工業重要材料，不僅要求高強度和高的屈強比，而且對其構件長期儲運和使用的安全可靠性要求很高。60年代中期以來，在應力腐蝕領域，引入了斷裂力學理論，采用應力腐蝕開裂門檻應力強度因子（Kiscc）來衡量具有宏觀裂紋的材料在應力腐蝕條件下的破斷韌性值。積極開展了其硬化機理、斷裂韌性和應力腐蝕裂紋等之間關系的研究。馬氏體時效不銹鋼可按鐵鉻鎳和鐵鉻（鎳）鈷系分，也可按強度級別分，如新型超高強度馬氏體時效不銹鋼等。總之，馬氏體時效不銹鋼因具有優良的機械性能和工藝（包括焊接）性能，并兼有一定的耐蝕性等，已成為析出硬化型不銹鋼的主要發展方向。
綜上所述，包括馬氏體型不銹鋼、半奧氏體型和馬氏體型PH不銹鋼以及馬氏體時效不銹鋼，其共同特點是著眼于強度和硬度，適用于超過奧氏體型和鐵素體型不銹鋼強度要求并兼有一定耐蝕性的用途。
關于沉淀硬化不銹鋼的分類，目前比較混亂。歸納起來大體有幾種意見：
1. 我國1964年出版的《合金鋼手冊》將馬氏體型不銹鋼按化學成分劃分為鉻和鉻鎳鋼兩類。其中馬氏體鉻鎳不銹鋼中，又按熱處理強化機理之不同分為淬火馬氏體（如1Cr17Ni2）不銹鋼和沉淀硬化不銹鋼兩類。換句話說，是將沉淀硬化不銹鋼歸入馬氏體不銹鋼這一大類型。但因PH不銹鋼有其特殊性，強化機理同普通馬氏體不銹鋼有明顯區別，我國GB標準和日本JIS標準等均將其獨立分列為一個類型。
2. 60年代以來，馬氏體時效不銹鋼的迅速發展，可將馬氏體不銹鋼按發展階段先后分為：第一代-20年代開始發展起來的（普通）馬氏體不銹鋼；第二代-40年代開始發展起來的沉淀硬化（PH）不銹鋼；第三代--60年代開始發展起來的馬氏體時效不銹鋼。
因為PH不銹鋼和馬氏體時效不銹鋼的共同點都是依靠馬氏體相變硬化和經時效處理的（析出）沉淀硬化相結合而強化。因此常將兩者歸為一類。總稱為沉淀硬化型，另一種
意見則建議總稱為馬氏體時效不銹鋼類。不論名稱如何，關鍵是分清馬氏體PH不銹鋼、半奧氏體PH不銹鋼和馬氏體時效不銹鋼三類之間的異同。
另一種意見將PH不銹鋼和馬氏體時效不銹鋼均歸入高強度不銹鋼。因何謂高強度鋼的具體標準界限尚未統一，又如馬氏體PH不銹鋼常分為中強度級和高強度級。因此，對高強度不銹鋼這一名稱，仍有異議。
3. 美國《不銹鋼手冊》（1977年）將奧氏體型沉淀硬化不銹鋼（如A286等）列入沉淀硬化型不銹鋼中。而美國《金屬手冊》（1985年版）卻把沉淀硬化不銹鋼和馬氏體時效不銹鋼均列入耐熱鋼而未列入不銹鋼。我國相當美國A286的牌號為GH132，歸屬鐵基高溫合金（或稱耐熱合金）、近似A286的0Cr15Ni25Ti2MoA1VB鋼列入GB耐熱鋼標準。0Cr17Ni4Cu4Nb和0Cr17Ni7A1 PH不銹鋼同時列入不銹鋼和耐熱鋼GB標準之中。這說明至今還沒有一種統一的分類方法。但一般認為奧氏體型沉淀硬化不銹鋼，屬于鐵基耐熱合金的前身，并可在更高的溫度范圍使用，如A286類，宜歸入耐熱范疇。
