沉淀硬化不锈钢又叫析出强化不锈钢，常用于核电、宇航等工业，是具有超高强度的不锈钢。一般按其钢材内部组织可分为沉淀硬化马氏体不锈钢、沉淀硬化半奥氏体不锈钢及沉淀硬化奥氏体不锈钢。有人把沉淀硬化马氏体不锈钢归入马氏体不锈钢，把后两类归入奥氏体不锈钢。
马氏体时效不锈钢是经过固溶处理后，马氏体转变终了温度Mf在室温下以上，因此，冷至室温时总是以单相马氏体组织存在，由固溶态再进行时效处理，产生析出相而强化。也有人把这类钢分为沉淀硬化马氏体不锈钢和马氏体时效不锈钢。在固溶状态下，前者在马氏体基体组织中含有少量铁素体（10%左右）和少量残余奥氏体，后者在马氏体基体组织中只含有少量残余奥氏体，后者的韧性相对较高。表7-1给出了典型沉淀硬化马氏体不锈钢的化学成分。可以看到，它们都含有Nb，因为Nb可以明显地提高硬度（图5-7）。
这就使加Nb的沉淀硬化马氏体不锈钢具有良好的抗回火性，这是因为Nb抑制了碳化铬的形成，
因而，能够将Cr的有效含量保留在基体中，这就像铁素体不锈钢一样改善了耐腐蚀性。

沉淀硬化半奥氏体不锈钢在经过固溶处理后，冷至室温时总是以奥氏体组织存在，而且含有5%～20%的铁素体，但奥氏体组织不是很稳定，通过一系列的冷热处理或机械变形后，奥氏体可以转变为马氏体，再经过时效而强化。
沉淀硬化奥氏体不锈钢的组织为稳定的奥氏体，热处理也不能改变其组织。因此，只有通过加入析出强化元素，通过时效处理而强化。