马氏体时效钢包含高强度钢的一个专门类别，它们与传统钢的区别在于它们通过冶金反应来硬化，而与C没有关系。这些钢在大约480℃的温度下由金属间化合物沉淀而强化。术语`maraging`是从`马氏体时效硬化`而来，其所指的是低碳马氏体的时效硬化。
工业上，马氏体时效钢设计用来提供屈服强度从1030-2420兆帕的特定水平。一些实验性马氏体时效钢具有高达3450兆帕的屈服强度。这些钢具有很高的镍、钴和钼的含量，并具有极低的含碳量。事实上，碳在这些钢中是杂质，并尽量保持工业尽可能低的水平。马氏体时效钢的其它变型已经研制出来，作为特殊使用。马氏体时效钢在美国和国外的不少钢铁公司中已进行大量生产。
不用碳而用金属的间沉淀达到硬化产生一些独特的特点，这使马氏体时效钢独立于传统钢之外。淬透性不再有任何关系。退火后形成的低碳马氏体相当软—HRC30-35。当时效硬化时，仅有极其轻微的尺寸改变。因此十分复杂的形状，可先在软状态下机加工，然后以最小的变形进行硬化。焊接性能是优秀的。断裂韧性比普通的高强度钢好的多。这种不平常的特性，以使马氏体时效钢广泛应用需要此种特性的地方。
物理冶金学特性：马氏体时效钢可以被认为是高合金低碳马氏体。这些钢中的相变可以在图1所示的两相图的帮助下加以解释。亚稳状态图表明这些钢在从奥氏体化温度冷却时的典型行为。直到到达Ms温度和形成马氏体为止均不产生相变。即使是厚截面极缓慢的冷却也只产生马氏体，因而没有淬透性不足的问题。
除镍以外的合金元素明显地改变图1所示的Ms温度，但不改变转变与冷却速率无关这一特性。除镍以外的元素通常降低Ms的转变区间，但钴除外，钴使其升高。钴在马氏体时效钢的一个作用就是提高马氏体的转变区间，因此较大量的其它合金元素就可以加入，而仍然许可在冷却到室温之前，完全转变为马氏体。
大部分牌号的马氏体时效钢具有200-300℃左右的Ms温度，并在室温时为完全的Ms。此Ms普通为低碳体心立方“板条状” Ms，含有高的位错密度但不含孪晶。这种Ms相当软（大约为HRC30）。有好的延展性并可机加工。
马氏体时效钢的时效硬化，大约在480℃热处理几个小时可产生。这样处理时发生的冶金反应可用图1右边的平衡图来解释。延长保温时间，组织倾向于回复到平衡相—主要为铁素体和奥氏体。所幸的是，促使硬化的沉淀反应，较产生铁素体和奥氏体的逆转反应迅速的多.在逆转变发生之前，强度能得到极大的提高。然而，随着时效时间的延长或提高温度，硬度将达到一最大值，然后开始下降。这些钢的软化，通常不仅由于过时效,就术语的通常意义-即使沉淀质点的粗化—而且通过逆转为奥氏体而产生。这两个过程是交互联系的；富镍的沉淀质点的熔化,局部地使基体的镍富集,这有利于奥氏体的形成，极大数量的奥氏体(约50%)可终于由延长加热时间而形成。
实质上, 马氏体时效钢的时效硬化主要是由于金属间化合物的沉淀而引起。主要硬化剂是钼.形成Fe-Ni-Mo合金相,这种化合物Fe2Mo本身是亚稳态的.
