マルテンサイト系ステンレス鋼
製品製作のために切削加工や塑性加工を行う場合は、マルテンサイト組織は硬くて加工しづらいため、まず焼なましを行った状態で加工を行うことがマルテンサイト系ステンレス鋼では一般的である。焼なまし状態のマルテンサイト系は、フェライト系ステンレス鋼や普通鋼と同じ程度の被削性となる。加工後、焼入れ・焼戻しが行われる。焼入れ・焼戻し前の加工では、最終形状あるいはほぼ最終の形状へと仕上げる。ただし焼入れ後にも加工する必要がある場合もあり、その場合は高い硬度に対処して削る必要がある。冷間成形加工を行う場合も焼なまし状態で行う。炭素量が増えるほど成形性が悪くなる。
被削性を向上させるために、硫黄やセレンを添加したマルテンサイト系の快削鋼もある。例として、JIS SUS420J2 の被削性指数が45程度であるのに対して、硫黄を 0.15 % 以上含む SUS420F の被削性指数は55程度となる。また、同じ工具寿命で比較すると、SUS420F は SUS420J2 の3倍から5倍まで加工速度を上げることができる。ただし、上記のとおり、硫黄やセレンの添加は耐食性の低下を引き起こす。
マルテンサイト系ステンレス鋼を溶接するときは、溶接割れの発生を防ぐために予熱することが重要である。マルテンサイト系で特に問題となる溶接割れは、溶接後に溶接部の温度がおよそ 300 °C 以下になったときに起こる低温割れと呼ばれるものである。
前述のとおりマルテンサイト系は高温からの急冷でマルテンサイト化して硬化するため、硬いが靭性に欠けるマルテンサイト相が溶接熱影響部に生成される。溶接熱影響部には高炭素マルテンサイトが局部的に形成し、これが溶接部の靭性を低下させる一因である。溶接材料には被溶接物と同じ材料を用いることが一般的だが、この場合、溶接金属も同様にマルテンサイト化して硬化することになる。これを防ぐために、マルテンサイト系を溶接するときは予熱することが重要である。予熱することによって溶接部の冷却速度が遅くなり、急冷による硬化を抑えることができる。低炭素系マルテンサイト系のマルテンサイト変態開始温度を目安として、被溶接物の温度を 200–400 °C 程度に上げて予熱する。
イギリスのハリー・ブレアリーは、1907年からシェフィールドのブラウン・ファース研究所 (Brown Firth Research Laboratories) で初代所長として働いていた。ブラウン・ファース研究所は、戦艦の造船会社ジョン・ブラウン・アンド・カンパニー(John Brown and Company, 以下ブラウン社)と装甲板を製造していた製鋼会社トーマス・ファース・アンド・サンズ(Thomas Firth and Sons, 以下ファース社)との合併事業によるものであった。1912年5月、ライフル銃で起きていたエロージョンと汚損を調査するために、ブレアリーはエンフィールドにあったロイヤル・スモール・アームズ・ファクトリーへ出向いた。検討の結果、ブレアリーはクロムを 10 % 以上含ませた高クロム鋼は有効ではないかと判断した。ブレアリーはクロム 5–6 % のクロム鋼を扱ってきた経験は既にあり、融点の高いクロムの含有が有効と考えた。当時、クロム鋼は航空機用エンジンの排気弁でも使われていた。1912年6月4日に「低炭素、高クロムで、含有率が異なる鉄鋼を用いて、すぐにも腐食試験を開始すべきではないか」とブレアリーは記している。
ブレアリーはクロム 10 % 以上、炭素 0.3 % 程度の組成を目標にした。最初はるつぼ炉によって作製したが炭素の含有量が多くなってしまうため、次いで電気アーク炉による作製が試みられた。試料作製は、アーク炉溶解を当時早くから扱っていたファース社が行った。1913年8月13日、一回目の作製が行われたが上手く行かず、同年8月20日に二回目の作製が行われ、目標の組成に近いクロム鋼を作製することができた。