從圖9.15和表9.2可看出，馬氏體不銹(xiu)鋼為鉻含量為11.5％～19.0％的低、中、高碳鋼。馬氏體不銹鋼(gang)鋼種可以分為三類：①. 低碳及中碳的Cr13型；②. 低碳含鎳的Cr17Ni2型；③. 高碳的Cr18型。
馬氏體(ti)不銹(xiu)鋼所(suo)含(han)主(zhu)要元素是鉻、鐵和碳(tan)，其(qi)相對含(han)量決(jue)定了鋼的組織類別，如圖9.15所(suo)示。
鉻(ge)是(shi)(shi)鐵(tie)素體(ti)形成(cheng)元(yuan)(yuan)素，為了得到(dao)可淬火的馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)鉻(ge)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)，鉻(ge)的調整是(shi)(shi)受限制的。不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)要(yao)求具有良好不(bu)銹(xiu)(xiu)性的最低(di)鉻(ge)含(han)量(liang)約為12％，為了能得到(dao)穩定(ding)的奧氏(shi)(shi)體(ti)相(xiang)區，必須(xu)向Fe-Cr二元(yuan)(yuan)合金中(zhong)加入奧氏(shi)(shi)體(ti)形成(cheng)元(yuan)(yuan)素，碳(tan)和氮是(shi)(shi)價廉且(qie)有效(xiao)的元(yuan)(yuan)素。在(zai)Fe-Cr-C三元(yuan)(yuan)系中(zhong)，鉻(ge)含(han)量(liang)超過20％時，無論(lun)碳(tan)含(han)量(liang)如何均不(bu)能得到(dao)單一(yi)的奧氏(shi)(shi)體(ti)組織（圖2.34），因此馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)中(zhong)的鉻(ge)含(han)量(liang)均低(di)于20％。
鉻提(ti)高Fe-C合金的(de)淬透性，使其過冷奧氏體(ti)(ti)轉變(bian)曲線(xian)右移，具有(you)空(kong)冷淬硬的(de)能力(li)。圖9.16為Cr13型不銹鋼的(de)過冷奧氏體(ti)(ti)等(deng)溫轉變(bian)曲線(xian)。碳含量(liang)增加時，穩定性進一步提(ti)高。形狀復(fu)雜的(de)零件可分散地(di)在空(kong)氣中冷卻或鼓風冷卻，此時淬火溫度取上限，尺寸較大的(de)零件可采用油冷淬火。
鉻的最重要作用是使鋼具有耐蝕性和不銹性。隨著鋼中鉻含量的增加，其耐大氣腐蝕性能也提高，引起耐蝕性突變的鉻含量約為12％，如圖9.17所示。在高溫H2S中，鉻的影響也遵循這一規律。
在(zai)(zai)酸性(xing)水溶液(ye)中(zhong)，鉻(ge)對(dui)鋼的耐(nai)(nai)蝕(shi)性(xing)與介質(zhi)性(xing)質(zhi)有關(guan)。在(zai)(zai)氧化性(xing)介質(zhi)中(zhong)，隨(sui)鉻(ge)含量的提(ti)高(gao)，鋼的耐(nai)(nai)蝕(shi)性(xing)增加，這與鉻(ge)能(neng)(neng)促使生成一(yi)層鉻(ge)的氧化物保護膜有關(guan)。在(zai)(zai)稀硝酸中(zhong)，鉻(ge)含量為17％～18％時，能(neng)(neng)得到(dao)滿意的耐(nai)(nai)蝕(shi)性(xing)。在(zai)(zai)還(huan)原(yuan)性(xing)介質(zhi)中(zhong)，隨(sui)鉻(ge)含量的提(ti)高(gao)，鋼的耐(nai)(nai)蝕(shi)性(xing)下降。
在(zai)(zai)馬氏(shi)體(ti)(ti)鉻(ge)(ge)不(bu)銹鋼(gang)中(zhong)，碳是(shi)除(chu)鉻(ge)(ge)外的(de)另(ling)一重要元(yuan)素，其奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)形(xing)成能力為(wei)(wei)鎳的(de)30倍，微量(liang)的(de)氮也有(you)相似的(de)作用。在(zai)(zai)馬氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)中(zhong)，碳含(han)量(liang)一般在(zai)(zai)0.1％～1.0％變動，視鋼(gang)中(zhong)的(de)鉻(ge)(ge)含(han)量(liang)而(er)定(ding)。圖9.18為(wei)(wei)碳對Fe-Cr合金(jin)相圖（α＋r）／α相界(jie)的(de)影響。圖9.19為(wei)(wei)氮對Fe-Cr合金(jin)相圖（α＋y）/ α相界(jie)的(de)影響。碳和氮使Fe-Cr合金(jin)的(de)y /（α＋y）相界(jie)向右移(yi)動，使鉻(ge)(ge)含(han)量(liang)不(bu)小于12％的(de)合金(jin)既具有(you)不(bu)銹性，又能通過淬(cui)火進(jin)行(xing)強化。在(zai)(zai)給定(ding)的(de)碳含(han)量(liang)情況下，合金(jin)中(zhong)的(de)鉻(ge)(ge)含(han)量(liang)是(shi)受到限(xian)制的(de)。如(ru)果鉻(ge)(ge)超過一定(ding)的(de)含(han)量(liang)，將形(xing)成單(dan)相的(de)鐵素體(ti)(ti)組織而(er)不(bu)能進(jin)行(xing)淬(cui)火。
圖9.20和圖9.21為(wei)不同鉻含量(liang)時的(de)(de)(de)Fe-Cr-C三元系垂直截面圖。隨鉻含量(liang)的(de)(de)(de)增(zeng)加，共(gong)析(xi)點S左移(yi)，共(gong)析(xi)轉變(bian)的(de)(de)(de)溫度區(qu)間(jian)升(sheng)高，轉變(bian)區(qu)間(jian)變(bian)寬。
根據圖9.21，當鉻(ge)含量(liang)為(wei)18％，碳(tan)(tan)含量(liang)低于0.08％時，加(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)直(zhi)至熔點(dian)，不(bu)出現(xian)α→γ和γ→8轉變，屬(shu)于鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)鋼(gang)；在碳(tan)(tan)含量(liang)為(wei)0.08％～0.22％時，加(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)后(hou)只有部分鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)可(ke)以(yi)轉變為(wei)奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)，淬火后(hou)可(ke)得(de)到(dao)鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)十馬氏(shi)體(ti)(ti)(ti)的組織，屬(shu)于半(ban)鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)鋼(gang)；在碳(tan)(tan)含量(liang)大(da)于0.22％時，加(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)后(hou)可(ke)以(yi)得(de)到(dao)奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)組織或奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)十未溶碳(tan)(tan)化(hua)物，淬火后(hou)可(ke)以(yi)得(de)到(dao)馬氏(shi)體(ti)(ti)(ti)組織或馬氏(shi)體(ti)(ti)(ti)十未溶碳(tan)(tan)化(hua)物，屬(shu)于馬氏(shi)體(ti)(ti)(ti)鋼(gang)，加(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)時含鉻(ge)的碳(tan)(tan)化(hua)物溶解緩慢。
為改善馬氏體(ti)鉻(ge)不銹(xiu)鋼(gang)的(de)綜合性(xing)能(neng)(neng)，可(ke)以添加(jia)(jia)鎳，鎳是擴(kuo)(kuo)大γ相(xiang)(xiang)區的(de)元(yuan)素。在(zai)含16％～18％Cr的(de)條件下，加(jia)(jia)入(ru)2％Ni對擴(kuo)(kuo)大γ相(xiang)(xiang)區有明顯效(xiao)果（圖9.22），即使(shi)碳含量很低，單一的(de)鐵素體(ti)組織(zhi)(zhi)也將消失，加(jia)(jia)熱時(shi)出現混合的(de)a＋y組織(zhi)(zhi)，使(shi)合金具有部分淬火(huo)能(neng)(neng)力。含碳0.2％時(shi)，加(jia)(jia)熱可(ke)以完(wan)全(quan)(quan)轉變(bian)為奧氏體(ti)，淬火(huo)后得到完(wan)全(quan)(quan)的(de)馬氏體(ti)組織(zhi)(zhi)，從而改善鋼(gang)的(de)力學性(xing)能(neng)(neng)。
鎳能明顯(xian)地改善Cr13型馬氏體不(bu)銹鋼(gang)的(de)耐(nai)氣蝕性能，含(han)2％Ni的(de)鋼(gang)的(de)耐(nai)氣蝕性能較含(han)1％Ni的(de)鋼(gang)約提高(gao)3倍。
錳在這類(lei)鋼(gang)中(zhong)（易切削鋼(gang)除外）含量不超過1％，對鋼(gang)的性能沒有影響。
硅在這類鋼中(zhong)的(de)含量(liang)不(bu)超過1％，每增(zeng)加1％Si可使Ac1提高45～50℃。硅是縮小γ相區的(de)元(yuan)素(su)，提高硅含量(liang)將(jiang)促進鐵(tie)素(su)體的(de)形成，影響鋼的(de)淬硬能力。
鉬是鐵素(su)體形(xing)成元素(su)，在馬(ma)氏體不銹鋼(gang)中的(de)加入(ru)量一(yi)(yi)般不超(chao)過(guo)1％。鉬可改善這類鋼(gang)的(de)耐蝕(shi)性，可增強(qiang)鋼(gang)的(de)二(er)次硬(ying)化能力，溶于(yu)基體的(de)一(yi)(yi)部分鉬可提高(gao)鋼(gang)的(de)高(gao)溫強(qiang)度。
硫作為易切削元素加入鋼中，可以改善鋼的切削性能，但降低鋼的沖擊韌性。硫的加入還降低這類鋼在硝酸等介質中耐蝕性。有時用硒代替硫，可減輕鋼的點蝕傾向，在加入0.25％～0.60％Mo之后，可以完全消除點蝕傾向。
