Мартензитни нерђајући челици имају кубичну кристалну структуру усредсређену на тело и нуде широк спектар својстава и користе се као нерђајући инжењерски челици, нерђајући алатни челици и челици отпорни на пузање. Они су магнетни и нису отпорни на корозију као феритни и аустенитни нерђајући челици због ниског садржаја хрома. Они спадају у четири категорије (са неким преклапањем):
Фе-Цр-Ц класе.Ово су биле прве класе које су коришћене и још увек се широко користе у инжењерингу и апликацијама отпорним на хабање.
Фе-Цр-Ни-Ц класе.Неки угљеник је замењен никлом. Они нуде већу жилавост и већу отпорност на корозију. Класа ЕН 1.4303 (Цастинг граде ЦА6НМ) са 13 процената Цр и 4 процента Ни се користи за већину Пелтон, Каплан и Францис турбина у хидроелектранама јер има добра својства ливења, добру заварљивост и добру отпорност на кавитациону ерозију.
Степени очвршћавања падавинама.Класа ЕН 1.4542 (такође позната као 17/4ПХ), најпознатија класа, комбинује мартензитно очвршћавање и очвршћавање преципитацијом. Постиже високу чврстоћу и добру жилавост и користи се у ваздухопловству између осталих апликација.
Класе отпорне на пузање.Мали додаци ниобијума, ванадијума, бора и кобалта повећавају снагу и отпорност на пузање до око 650 степени (1.202 степена Ф).
Мартензитни нерђајући челици могу бити термички обрађени да би се обезбедила боља механичка својства. Топлотна обрада обично укључује три корака:
аустенитизација,у којој се челик загрева до температуре у опсегу 980–1.050 степени (1.800–1.920 степени Ф), у зависности од класе. Добијени аустенит има кубичну кристалну структуру усмерену на лице.
Гашење.Аустенит се трансформише у мартензит, тврду тетрагоналну кристалну структуру усредсређену на тело. Угашени мартензит је веома тврд и превише крт за већину примена. Може остати нешто резидуалног аустенита.
Каљење.Мартензит се загрева на око 500 степени (932 степена Ф), држи на температури, а затим се хлади ваздухом. Више температуре каљења смањују границу течења и крајњу затезну чврстоћу, али повећавају отпорност на истезање и удар.
Замена неког угљеника у мартензитним нерђајућим челицима азотом је скорашњи развој.[када?] Ограничена растворљивост азота је повећана процесом рафинисања електрошљаке под притиском (ПЕСР), у коме се топљење врши под високим притиском азота. Постигнут је челик који садржи до 0.4 процента азота, што доводи до веће тврдоће и чврстоће и веће отпорности на корозију. Пошто је ПЕСР скуп, нижи, али значајни садржаји азота су постигнути коришћењем стандардног процеса декарбонизације кисеоником аргоном (АОД).
