沉淀硬化不锈钢（也有称析出强化不锈钢）常用于核电宇航等工业，主要特点是一类具有超高强度的不锈钢。一般按其组织形态可分为三类：沉淀硬化马氏体不锈钢，沉淀硬化半奥氏体不锈钢，沉淀硬化奥氏体不锈钢，也有的书把第一类归到马氏体不锈钢，第二类、第三类归到奥氏体不锈钢。
马氏体时效不锈钢是固溶处理后，冷至室温时总是以马氏体组织存在，由固溶态再进行时效处理产生析出相而强化。也有资料把这类钢分为马氏体沉淀硬化不锈钢和马氏体时效不锈钢，在固溶态下，前者在马氏体基体中含少量的铁素体（10%左右）和少量残余奥氏体，后者为马氏体基体中只有少量的残余奥氏体，后者的韧性相对较高。沉淀硬化半奥氏体不锈钢是固溶热处理后，冷至室温时，以奥氏体组织存在，而且含有5%~20%铁素体组织，但奥氏体组织不是十分稳定，通过一系列热冷处理或机械变形处理后，奥氏体转变成马氏体，再通过时效而强化。
奥氏体沉淀硬化不锈钢，其组织为稳定奥氏体组织，热处理是不能改变组织，为此，只能通过加入析出强化元素，通过时效处理而强化。沉淀硬化不锈钢力学性能除对化学成分敏感外，对热处理制度也很敏感，因而在实际生产中这类钢必须严格按照热处理工艺规程操作。常用的热处理工艺有如下几种：
均匀化处理：一般指铸、锻件，在1150℃左右进行加热，促使合金元素和组织均匀化。
高温固溶处理：通常在1000℃以上析出相分解，使钢进行再结晶软化。
调整处理：处理温度为760~1000℃，调整钢中合金元素的分布，控制马氏体的相变温度。
时效处理：处理温度为460~620℃，处理温度与时间对组织和力学性能影响较大，若希望获得较好的韧性，可采用较高的时效温度处理。
冰冷处理：处理温度为－50~-80℃，使具有较低的马氏体相变温度钢也能完全转变为马氏体组织。
转变冷却处理：在一定时间内冷却到某一温度并保持一段时间的处理，以确定下一步进行强化或时效处理。
