馬氏體時效鋼是超高強度鋼之一。這種鋼的突出優點是熱處理工藝簡單方便，固溶後機械加工後及時熱處理變形小，加工性能和焊接性能好。馬氏體時效鋼的熱處理工藝和性能見下表。近幾年來，用馬氏體時效鋼製作模具較為廣泛；但是在國內，這種鋼主要用於精密鍛模和塑料模具。
18Ni250性能
18Ni250主要成分
由於馬氏體時效鋼不是通過碳的過飽和固溶或碳化物沉澱來強化的，而是通過一些合金元素在時效時產生的金屬間化合物沉澱來強化的，所以鋼中的碳和硫、磷一樣是有害雜質元素。碳含量越低越好，一般不超過0.03%(重要用途應低於0.01%)。鋼的主要合金元素是鎳、鈷、鉬、鈦
在馬氏體時效鋼中，鉻和錳可以部分替代鎳和鈷，而在最近發展起來的無鈷鋼種中，鎢代鉬或釩代鈷。矽是一種雜質元素，其含量不應超過0.1%。鋁一般作為煉鋼過程中的脫氧劑加入，殘留量在0.05%~0.2%之間。此外，微量元素可用於處理硼、鋯、鈣、鎂和稀土元素，以改善鋼的某些性能。
18Ni250強度等級
常用的典型馬氏體時效鋼按強度等級分類。
18Ni(200).18Ni(250).18Ni(300)和18Ni(350)是廣泛實際應用的鋼種。
18Ni250分類
具有高延性、高韌性和超高強度的鋼種是馬氏體時效鋼，開發這種鋼的材料理念是高純度、高鎳、超低碳鋼。這樣，即使在較小的冷卻速度下，馬氏體組織也可以淬火，具有優異的衝擊抗力和斷裂韌性。馬氏體三大時效鋼為：
18Ni250馬氏體時效鋼
這種鋼有三種類型，屈服強度分別為1350MPa.1650MPa和1950MPa。這種鋼的雜質含量很低，需要一次或二次真空冶煉。它還含有0.003%B.0.002%Zr和0.005%Ca，以去除雜質，幫助改善熱塑性能。
熱處理工藝包括850℃~870℃的固溶處理、空冷或水淬，480℃時效3h。除Co外，加入的合金元素都降低了Ms點，但Mf點可以保持高於室溫，這樣固溶後淬冷後就可以完全轉化為馬氏體。硬化相的時效析出主要是小片狀，但也有一些。也可以產生嚴重的過時效，Co的作用是加強沉澱硬化，而Mo是失效硬化的主要元素。
調節時效溫度和時間可以獲得不同的強度。時效性溫度過高(>600℃)，由於鋼點低，會導致奧氏體形成，這種奧氏體由於高度合金化，使Ms點降低到室溫以下，穩定保留。如需高強度，可在失效前對原低碳馬氏體進行50%形變量的冷塑性變形
該鋼在高抗拉強度下仍具有優異的衝擊韌性，並具有強化缺口的作用，其缺口強度與抗拉強度之比在1.35~1.65之間。50%的冷變形加工可以在失效前提高到1700MPa.2000MPa和2100MPa。
18Ni250生產工藝
主要生產工藝有冶煉、熱加工、冷加工、焊接、熱處理和表面處理。
18Ni250冶煉
一般採用真空感應爐熔煉和真空自耗爐重熔雙真空冶煉工藝。對強度等級低於1500MPa的鋼種，可採用非真空冶煉或非真空冶煉加電渣重熔工藝。但是，對於高強度等級和重要用途的鋼種，必須採用雙真空冶煉技術。當真空自耗重熔時，應嚴格控制電流和熔池溫度，以免鋼錠出現嚴重的枝狀偏析。
18Ni250熱加工
馬氏體時效鋼在高溫下具有良好的熱塑性，其熱加工性能1cr18Ni9Ti大致相同。對鈦、鉬含量高的鋼種，鋼錠凝固時容易發生這些元素的微觀偏析，熱加工後形成各向異性的帶狀顯微結構。減少或消除微觀偏析的有效措施是在選擇合適的鋼錠尺寸和熱加工時進行充分的高溫均質化處理。為防止Ti(C,N)等化合物沿奧氏體晶界沉澱而產生的高溫緩冷脆性，熱加工後應儘量避免工件在1100~750C溫度範圍內緩冷或停留。為終鍛造應在較低溫度(950~850C)下，以較大的變形量(大於25%)完成，以獲得細晶粒和較好的力學性能。
18Ni250冷加工
冷加工性能在固溶狀態下非常好。易於拉拔、冷軋、彎曲、深沖等加工。鋼的加工硬化指數為0.02~0.03，低於普通鋼。所以在加工過程中不需要軟化退火就可以進行90%以上的冷加工。
18Ni250焊接
良好的焊接性能是馬氏體時效鋼的優點之一。幾乎所有的焊接工藝都可以應用。焊絲成分與被焊鋼成分基本相同，焊前無需預熱，焊後無處理也無裂紋，直接時效後，接頭係數可超過90%。
18Ni250熱處理
簡單的熱處理工藝是馬氏體時效鋼的另一個重要優點。鋼經熱加工後，應在冷加工和時效強化前固溶。目的是溶解熱加工後剩餘的沉澱物，使基體溶解有足夠的強化元素，獲得均勻的高位錯密度全馬氏體組織。固溶溫度一般為820~840℃，固溶時間為每25ram厚度1h，固溶後空冷，冷卻速度對組織和性能影響不大。馬氏體時效鋼的高強度是通過時效處理獲得的。時效性溫度一般為480℃，強度等級高的鋼種可採用510(C)，時效性時間為3~6h，時效性後空冷。時效性後，在馬氏體基體上沉澱出大量彌散和超顯微的金屬間化合物，使材料強度翻倍，韌性損失小。
馬氏體時效鋼的性能也可以通過奧氏體變形、馬氏體變形或兩者結合來提高。奧氏體變形處理將奧氏體晶粒尺寸減小到10um以下，從而獲得具有一定延性、強度大於3500MPa的馬氏體時效鋼。馬氏體變形處理是在固溶後和時效前進行的，由於更多的位錯，通常可以使強度提高200MPa。固溶前的馬氏體變形可以細化奧氏體晶粒，提高鋼時效後的強度。
18Ni250表面處理
如果不進行表面處理，馬氏體時效鋼的耐磨性和疲勞強度不如普通高強度鋼。因此，這種用途的零件必須進行表面處理(氣體滲氮、離子氮化或離子注入等)。離子氮化可使18Ni(250)鋼滾動軸承的接觸疲勞壽命提高1倍以上。
馬氏體時效鋼的應用已廣泛應用於火箭發動機外殼、飛彈外殼、鈾同位素離心分離器、直升機起落架、高壓容器、轉軸、齒輪、軸承、高壓傳感器、緊固件、彈簧、鋁合金擠壓模具和鑄件模具、精密模具、冷衝壓模具等工模。