從圖9.15和表9.2可看出，馬氏體不銹鋼為鉻含量為11.5％～19.0％的低、中、高碳鋼。馬氏體不銹鋼鋼種可以分為三類：①. 低碳及中碳的Cr13型；②. 低碳含鎳的Cr17Ni2型；③. 高碳的Cr18型。
馬氏體不銹鋼(gang)所含主(zhu)要元素(su)是鉻、鐵和碳，其相對含量決定(ding)了鋼(gang)的組織類別，如圖(tu)9.15所示。
鉻(ge)是鐵素體(ti)形成(cheng)元(yuan)(yuan)素，為了(le)(le)得到(dao)可淬火(huo)的(de)馬(ma)氏體(ti)鉻(ge)不(bu)(bu)銹鋼，鉻(ge)的(de)調整是受限制(zhi)的(de)。不(bu)(bu)銹鋼要求具有良好不(bu)(bu)銹性的(de)最(zui)低鉻(ge)含(han)量約為12％，為了(le)(le)能得到(dao)穩定的(de)奧(ao)(ao)氏體(ti)相區，必須向(xiang)Fe-Cr二元(yuan)(yuan)合(he)金中加入(ru)奧(ao)(ao)氏體(ti)形成(cheng)元(yuan)(yuan)素，碳(tan)和氮(dan)是價(jia)廉(lian)且(qie)有效的(de)元(yuan)(yuan)素。在Fe-Cr-C三元(yuan)(yuan)系中，鉻(ge)含(han)量超過20％時，無論碳(tan)含(han)量如何均不(bu)(bu)能得到(dao)單(dan)一(yi)的(de)奧(ao)(ao)氏體(ti)組織（圖2.34），因此(ci)馬(ma)氏體(ti)不(bu)(bu)銹鋼中的(de)鉻(ge)含(han)量均低于(yu)20％。
鉻提高(gao)Fe-C合金(jin)的(de)(de)淬(cui)透(tou)性(xing)，使其過冷(leng)奧氏體(ti)轉變曲線右移，具(ju)有空冷(leng)淬(cui)硬的(de)(de)能力。圖9.16為(wei)Cr13型不銹鋼的(de)(de)過冷(leng)奧氏體(ti)等溫轉變曲線。碳含量增(zeng)加時，穩(wen)定性(xing)進一步提高(gao)。形(xing)狀復雜的(de)(de)零件(jian)(jian)可分散(san)地(di)在(zai)空氣(qi)中冷(leng)卻或鼓風冷(leng)卻，此時淬(cui)火(huo)溫度取(qu)上限，尺寸較大的(de)(de)零件(jian)(jian)可采用油冷(leng)淬(cui)火(huo)。
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。
在酸(suan)性(xing)(xing)水溶液中(zhong)，鉻對鋼的(de)耐蝕(shi)性(xing)(xing)與(yu)(yu)介(jie)質(zhi)(zhi)性(xing)(xing)質(zhi)(zhi)有關。在氧(yang)化性(xing)(xing)介(jie)質(zhi)(zhi)中(zhong)，隨鉻含(han)(han)量(liang)的(de)提高，鋼的(de)耐蝕(shi)性(xing)(xing)增加，這與(yu)(yu)鉻能(neng)(neng)促使生成一層(ceng)鉻的(de)氧(yang)化物保護膜有關。在稀(xi)硝酸(suan)中(zhong)，鉻含(han)(han)量(liang)為17％～18％時，能(neng)(neng)得到滿(man)意的(de)耐蝕(shi)性(xing)(xing)。在還(huan)原性(xing)(xing)介(jie)質(zhi)(zhi)中(zhong)，隨鉻含(han)(han)量(liang)的(de)提高，鋼的(de)耐蝕(shi)性(xing)(xing)下(xia)降(jiang)。
在馬氏(shi)體鉻不(bu)(bu)(bu)銹鋼中(zhong)(zhong)，碳(tan)是除(chu)鉻外的(de)另(ling)一(yi)重要元素(su)，其奧氏(shi)體形成能力(li)為(wei)(wei)鎳的(de)30倍，微量(liang)的(de)氮也(ye)有相(xiang)(xiang)似(si)的(de)作用。在馬氏(shi)體不(bu)(bu)(bu)銹鋼中(zhong)(zhong)，碳(tan)含(han)量(liang)一(yi)般(ban)在0.1％～1.0％變動(dong)，視鋼中(zhong)(zhong)的(de)鉻含(han)量(liang)而定。圖(tu)9.18為(wei)(wei)碳(tan)對Fe-Cr合(he)金(jin)相(xiang)(xiang)圖(tu)（α＋r）／α相(xiang)(xiang)界的(de)影響。圖(tu)9.19為(wei)(wei)氮對Fe-Cr合(he)金(jin)相(xiang)(xiang)圖(tu)（α＋y）/ α相(xiang)(xiang)界的(de)影響。碳(tan)和氮使(shi)(shi)Fe-Cr合(he)金(jin)的(de)y /（α＋y）相(xiang)(xiang)界向右移(yi)動(dong)，使(shi)(shi)鉻含(han)量(liang)不(bu)(bu)(bu)小(xiao)于12％的(de)合(he)金(jin)既具有不(bu)(bu)(bu)銹性，又能通過淬火進(jin)行(xing)強化。在給定的(de)碳(tan)含(han)量(liang)情況下，合(he)金(jin)中(zhong)(zhong)的(de)鉻含(han)量(liang)是受到(dao)限制(zhi)的(de)。如果(guo)鉻超過一(yi)定的(de)含(han)量(liang)，將形成單相(xiang)(xiang)的(de)鐵素(su)體組織(zhi)而不(bu)(bu)(bu)能進(jin)行(xing)淬火。
圖(tu)(tu)9.20和圖(tu)(tu)9.21為不同鉻含量(liang)時的Fe-Cr-C三元系垂直截(jie)面圖(tu)(tu)。隨鉻含量(liang)的增加，共(gong)析點(dian)S左移，共(gong)析轉變的溫度區間(jian)升高，轉變區間(jian)變寬。
根據圖9.21，當鉻含(han)量為18％，碳含(han)量低于(yu)(yu)0.08％時(shi)(shi)，加(jia)(jia)熱(re)(re)(re)直(zhi)至熔點，不出現α→γ和γ→8轉(zhuan)變，屬于(yu)(yu)鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)鋼；在(zai)碳含(han)量為0.08％～0.22％時(shi)(shi)，加(jia)(jia)熱(re)(re)(re)后只有部(bu)分鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)可以轉(zhuan)變為奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)，淬(cui)火(huo)后可得到鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)十(shi)馬氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)的(de)組織，屬于(yu)(yu)半鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)鋼；在(zai)碳含(han)量大于(yu)(yu)0.22％時(shi)(shi)，加(jia)(jia)熱(re)(re)(re)后可以得到奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)組織或奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)十(shi)未(wei)溶碳化物，淬(cui)火(huo)后可以得到馬氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)組織或馬氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)十(shi)未(wei)溶碳化物，屬于(yu)(yu)馬氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)鋼，加(jia)(jia)熱(re)(re)(re)時(shi)(shi)含(han)鉻的(de)碳化物溶解緩慢(man)。
為改善馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)鉻不銹鋼的(de)綜(zong)合性能，可(ke)以添加鎳，鎳是擴(kuo)大γ相(xiang)區的(de)元素。在含(han)16％～18％Cr的(de)條件(jian)下(xia)，加入2％Ni對(dui)擴(kuo)大γ相(xiang)區有明顯效果(guo)（圖9.22），即使碳(tan)含(han)量很(hen)低，單一(yi)的(de)鐵素體(ti)組(zu)(zu)織也將(jiang)消失，加熱時(shi)出現混合的(de)a＋y組(zu)(zu)織，使合金具有部分淬火(huo)能力。含(han)碳(tan)0.2％時(shi)，加熱可(ke)以完全轉變為奧氏(shi)體(ti)，淬火(huo)后得到完全的(de)馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)組(zu)(zu)織，從(cong)而改善鋼的(de)力學性能。
鎳能(neng)(neng)(neng)明顯地改善Cr13型馬氏體不銹鋼的(de)耐氣(qi)蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)，含(han)(han)2％Ni的(de)鋼的(de)耐氣(qi)蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)較(jiao)含(han)(han)1％Ni的(de)鋼約提高3倍。
錳在這類鋼(gang)(gang)中（易切削鋼(gang)(gang)除外(wai)）含(han)量(liang)不超過1％，對鋼(gang)(gang)的性能沒有影響。
硅(gui)在這類鋼(gang)中的(de)含(han)量不超過1％，每增加(jia)1％Si可使Ac1提(ti)高(gao)45～50℃。硅(gui)是(shi)縮(suo)小γ相(xiang)區(qu)的(de)元素(su)，提(ti)高(gao)硅(gui)含(han)量將促進鐵素(su)體的(de)形成，影響鋼(gang)的(de)淬硬能力。
鉬是鐵素(su)體形成(cheng)元素(su)，在馬(ma)氏體不銹鋼(gang)中的(de)加入(ru)量一般(ban)不超過1％。鉬可(ke)改善這類鋼(gang)的(de)耐蝕性，可(ke)增強鋼(gang)的(de)二次硬化能力，溶于基體的(de)一部分鉬可(ke)提(ti)高鋼(gang)的(de)高溫強度。
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(shi)傾向。
