大部分常用镍铬系奥氏体不锈钢自高温奥氏体状态冷至室温获得的奥氏体基体组织都是亚稳定的，当继续冷却到室温以下更低的温度，或者经受冷变形，其中的一部分或大部分奥氏体会发生马氏体转变，变成马氏体组织。不锈钢中马氏体有两种形态：体心立方的a'马氏体，呈铁磁性；六方结构的ε马氏体，为非铁磁性。由于ε马氏体总是与a'马氏体伴随而出现，有人认为ε马氏体是γ→a＇过程中的一种过渡相，也有人认为ε马氏体是一种独立相。
马氏体转变受钢的化学成分、温度、冷变形量及变形速率的影响。
曾对不同成分的Fe-Mn-Cr-Ni合金的马氏体相变进行过研究（含0.03％C、0.01％～0.03％Si、0.006％～0.019％N、0.012％～0.10％Al）：含20％Mn的Fe-Mn合金自1050℃水冷至室温，发生γ→E转变，相约为40％，再冷却至-196℃，y相几乎全部转变为ε相，只生成少量的α'相。成分为Fe-5％Mn-15％Cr-9％Ni合金自1050℃水冷至室温，10min后冷至-196℃，不发生马氏体相变，仍为100％的y相；冷至室温，再在20℃下施以40％冷变形，将发生γ→ε＋α＇的转变，转变量约为20％，其中约2/3为ε相，1/3为α＇相；如果自1050℃水冷至室温后，再在-196℃下施以40％的冷变形，发生γ→e＋α'的转变，转变量近90％，其中约1/4为ε相，3/4为a'相。成分为Fe-20％Cr-12％Ni的合金自1050℃水冷，10min后冷至-196℃，不发生马氏体相变，冷至室温在20℃下施以40％的冷变形，仅发生γ→E转变，相约为10％；如果冷至室温后再在-196℃下施以40％的冷变形，将发生γ→ε＋α转变，转变量约为55％，15％为ε相，40％为α'相。
对于奥氏体不锈钢的马氏体转变的临界温度M3，已建立起若干Ms，点（a'）与合金成分关系的经验公式，下面是其中的一个表达式：
上面两个公式说明，奥氏体不锈钢中合金元素含量越高，马氏体点就越低，马氏体转变就越不容易发生。
在18Cr-8Ni奥氏体不锈钢中，α'马氏体形成量随冷变形量加大和变形温度降低而增多，如图9.46和图9.47所示。可以看出，在每一变形温度下，α'马氏体含量随冷变形量加大而增长到一定数值后将趋于饱和。随变形温度的降低，在同样变形量的条件下，α'马氏体的生成量增加，其增加也有一个饱和值，亦即无论采取什么措施，不可能完全转变为马氏体。这种奥氏体稳定化受多种因素影响，除合金成分和晶粒度等内在因素外，还有奥氏体化温度、冷却速率等外界因素。
变形速率对马氏体转变的影响主要是变形发热导致材料温度上升的作用，即变形速率越高，材料温度也越高，因而α'马氏体的生成量也越少。
