沉淀硬化不锈钢也叫析出强化不锈钢，常用于核工业和宇航等领域，它是一类具有超高强度的不锈钢。沉淀硬化不锈钢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和沉淀硬化奥氏体不锈钢。也有人把第一类归入马氏体不锈钢，后两类归入奥氏体不锈钢。
沉淀硬化奥氏体不锈钢的组织为稳定奥氏体组织，热处理也不能改变。这样，只需在奥氏体不锈钢中加入析出强化性元素，通过时效处理来强化。
沉淀硬化马氏体不锈钢，有人也把它分出叫做马氏体时效不锈钢的。但它们是有区别的，其区别在于：固溶状态下，沉淀硬化马氏体不锈钢是在马氏体基体中含有少量铁素体（10%左右）和少量残余奥氏体；而马氏体时效不锈钢在马氏体基体中只含有少量残余奥氏体、不含铁素体。所以，马氏体时效不锈钢的韧性较沉淀硬化马氏体不锈钢高。
沉淀硬化半奥氏体不锈钢，是在固溶处理，冷至室温时，仍以奥氏体组织存在，而且含有5%～20%的铁素体。但是这种奥氏体组织并不稳定，通过一系列热冷处理或机械变形后，奥氏体将转变为马氏体，可以再通过时效而强化。
沉淀硬化不锈钢的力学性能，除受化学成分的影响之外，还受热处理工艺的很大影响，因此，在实际生产中，必须严格按热处理工艺执行。常用的热处理工艺有如下几种：
均匀化处理：一般指铸件、锻件，在1150℃左右加热保温，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，并溶入固溶体，使钢再结晶而软化。
调整处理：处理温度为760～1000℃，以调整钢中合金元素的分布，来控制马氏体转变温度。
时效处理：处理温度为460～620℃，处理温度和保温时间对组织力学性能影响很大，若希望得到较高的韧性，可采用较高的时效处理温度。
冰冷处理：处理温度-50～-80℃，使具有较低马氏体转变终了温度（Mf）的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定时间的处理，并确定下一步如何进行强化和时效处理。
应该指出，并不是所有沉淀硬化不锈钢都要经过这些处理，而是根据钢的化学成分及实际需要来选用。