各種不銹鋼中包含有Cr、Ni、Mn、Mo、Cu、Si、C、N、Nb等合金元素，它們對鋼的組織有不同的影響，Cr、Mo、Ti、Nb本身具有體心立方（bcc）晶格結構，加入鋼中使占α-Fe體心立方晶格結構穩定，因而是縮小γ區的元素，使A3上升，A4下降，見圖1-8（b）。在Fe-Cr合金中，Cr含量大于13％時就不出現高溫γ相區了。高鉻不銹鋼如Cr17，Cr25是屬于鐵素體不銹鋼，從高溫到室溫具有體心立方晶格結構，只有鐵素體單相。鉬、鈦、鈮等加入都縮小γ相區，使鐵素體含量增加。所以稱鉻、鉬、鈦、鈮等為鐵素體形成元素。
鎳、錳、銅等元素本(ben)身具有面心立方(fang)晶(jing)格(ge)(ge)結構(gou)，加入鋼中使(shi)(shi)A3下降、A4上升(sheng)，擴大γ相(xiang)區，并且穩(wen)(wen)定γ-Fe，使(shi)(shi)高溫面心立方(fang)晶(jing)格(ge)(ge)結構(gou)的奧氏(shi)體能夠穩(wen)(wen)定到室溫，沒有相(xiang)變產生。但銅的作用比鎳、錳小得多，鎳、錳在一定溫度(du)范圍內可與(yu)γ-Fe無(wu)限互(hu)溶。
1. Fe-Cr 不銹(xiu)鋼
不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的基(ji)本金(jin)相(xiang)組織(zhi)可用Fe-Cr系列(lie)狀態圖表示，如(ru)圖1-8所示。在800～1200℃之間(jian)，在所謂的γ環形圈內，是以(yi)奧氏(shi)(shi)(shi)體(ti)相(xiang)（y）存在。γ相(xiang)急劇冷卻時，則變態為馬氏(shi)(shi)(shi)體(ti)相(xiang)。在γ環形圈外側，從高(gao)溫(wen)到常(chang)溫(wen)以(yi)穩定的鐵素(su)(su)體(ti)相(xiang)（α）存在。馬氏(shi)(shi)(shi)體(ti)系列(lie)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)、鐵素(su)(su)體(ti)系列(lie)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)就是含有這(zhe)些金(jin)相(xiang)組織(zhi)的不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)。所以(yi)Fe-Cr系列(lie)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)一(yi)般不(bu)(bu)(bu)是馬氏(shi)(shi)(shi)體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)，就是鐵素(su)(su)體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)。
從(cong)圖(tu)1-8中可(ke)以看出(chu)，除(chu)了在(zai)一定濃度、溫度范圍(wei)形成(cheng)。相(xiang)外，在(zai)相(xiang)當(dang)大的(de)鉻含(han)量(liang)范圍(wei)內形成(cheng)α相(xiang)（鐵(tie)素體）。仔細分(fen)析Fe-Cr相(xiang)圖(tu)的(de)左側部分(fen)，在(zai)鉻含(han)量(liang)小(xiao)于(yu)8％時(shi)，隨(sui)(sui)鉻量(liang)的(de)增(zeng)多，A4點(dian)(dian)降(jiang)低(di)(di)，A3點(dian)(dian)也降(jiang)低(di)(di)；鉻含(han)量(liang)大于(yu)8％時(shi)，隨(sui)(sui)鉻量(liang)的(de)增(zeng)多，A3點(dian)(dian)升高(gao)(gao)，A4點(dian)(dian)降(jiang)低(di)(di)，從(cong)而在(zai)鉻含(han)量(liang)小(xiao)于(yu)12.5％的(de)范圍(wei)內形成(cheng)封閉的(de)γ圈。這表明，鉻含(han)量(liang)大于(yu)12.5％的(de)Fe-Cr合金，就(jiu)不(bu)(bu)(bu)再(zai)出(chu)現γ相(xiang)。因而，高(gao)(gao)鉻不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)，如Cr17、Cr25、Cr28等，都是(shi)鐵(tie)素體不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)，這些鋼(gang)(gang)從(cong)高(gao)(gao)溫到室溫都是(shi)體心立方（bcc）點(dian)(dian)陣，即(ji)不(bu)(bu)(bu)論加熱和(he)冷(leng)卻都不(bu)(bu)(bu)發生α→γ相(xiang)變。
2. Fe-Cr-Ni-Mn 不銹鋼
從冶金觀點來說，奧氏(shi)體(ti)(ti)組織無論對鋼(gang)廠還是對加(jia)工制造(zao)(zao)廠都是他(ta)(ta)們所希望和需要的組織結構(gou)。在(zai)不(bu)銹鋼(gang)中(zhong)，可以使用其他(ta)(ta)奧氏(shi)體(ti)(ti)形成(cheng)元(yuan)素，如錳、氮、銅等來部分地代替鎳以保持(chi)其奧氏(shi)體(ti)(ti)組織。在(zai)由于鎳的供應短缺(que)的情況下(xia)，這種(zhong)200類型的節鎳型鋼(gang)得到了極大的發展。這類鋼(gang)在(zai)卡(ka)車、拖(tuo)車、汽車以及(ji)軌道交(jiao)通等的制造(zao)(zao)中(zhong)得到大量應用。
Fe-Cr-Mn三元(yuan)(yuan)系(xi)中(zhong)，既(ji)有(you)(you)縮小(xiao)γ相(xiang)(xiang)區的(de)(de)元(yuan)(yuan)素Cr，又有(you)(you)擴(kuo)大γ相(xiang)(xiang)區的(de)(de)元(yuan)(yuan)素Ni或Mn，在這種情況下，不(bu)(bu)銹鋼的(de)(de)組織就(jiu)要由給定成分的(de)(de)合金(jin)在Fe-Cr-Mn相(xiang)(xiang)圖(tu)中(zhong)的(de)(de)位置(zhi)來確定。例如，在Fe-Cr-Mn三元(yuan)(yuan)相(xiang)(xiang)圖(tu)的(de)(de)1000℃等溫截(jie)面上(shang)（圖(tu)1-9）可(ke)以看(kan)出(chu)，Mn擴(kuo)大γ相(xiang)(xiang)區的(de)(de)能力比Ni小(xiao)，含(han)錳的(de)(de)奧氏體(ti)(ti)溶(rong)解(jie)促成鐵(tie)素體(ti)(ti)的(de)(de)元(yuan)(yuan)素Cr的(de)(de)量最多只有(you)(you)14％。Cr17Mn13鋼的(de)(de)成分示態點(dian)在γy+αα兩相(xiang)(xiang)區；由于含(han)錳奧氏體(ti)(ti)有(you)(you)足(zu)夠的(de)(de)穩(wen)定性，在冷(leng)至室(shi)溫的(de)(de)過程中(zhong)不(bu)(bu)發生相(xiang)(xiang)變，因而得到(dao)的(de)(de)是奧氏體(ti)(ti)加鐵(tie)素體(ti)(ti)的(de)(de)雙相(xiang)(xiang)組織。
在1955年，12Cr17Mn6Ni5N（201）型不銹鋼被AISI接納為標準(zhun)成(cheng)分(fen)。12Cr18Mn9Ni5N（202）型也被采用。
當把兩種(zhong)選(xuan)擇(ze)的(de)材(cai)料(liao)的(de)各種(zhong)性能進(jin)行比較(jiao)時，就會(hui)發現(xian)200系(xi)(xi)(xi)列具有一些明顯(xian)的(de)優(you)點。200系(xi)(xi)(xi)列合金較(jiao)高(gao)的(de)退火(huo)強度對某些用(yong)途是非常重要(yao)的(de)，而(er)且在(zai)生產和加(jia)工(gong)中也會(hui)發現(xian)許(xu)多優(you)點。除(chu)此之外，200系(xi)(xi)(xi)列不銹鋼(gang)的(de)價格也比300系(xi)(xi)(xi)列的(de)低。
3. Fe-Cr-Ni 不(bu)銹鋼
Fe-Cr-Ni系列狀態圖如圖1-9所示。Ni是穩定(ding)奧(ao)氏體(ti)相（y）的元(yuan)素(su)，30％Ni將γ區(qu)擴(kuo)大至500～1450℃區(qu)間內。
Fe-Cr-Ni三元系中，既有(you)縮小γ相區(qu)的元素(su)Cr，又有(you)擴大γ相區(qu)的元素(su)Ni或Mn，在這種(zhong)情況下，不銹鋼的組織就要由給定成分的合金在Fe-Cr-Ni相圖(tu)中的位置來確定。例如，在Fe-Cr-Ni三元相圖(tu)的1100℃等溫(wen)截(jie)面(mian)上（圖(tu)1-10），Cr18Ni8的成分示(shi)態(tai)點在γ相區(qu)，于是，這種(zhong)成分的鋼快冷至(zhi)室(shi)溫(wen)后，即可得(de)到單(dan)相奧氏體組織。
