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(ma)氏(shi)體不銹鋼所含(han)主要元素是(shi)鉻、鐵和碳，其相對含(han)量決定了鋼的組(zu)織類別，如圖9.15所示。
鉻(ge)是(shi)鐵素(su)體(ti)形成元(yuan)(yuan)素(su)，為了得(de)到可(ke)淬火的(de)馬氏體(ti)鉻(ge)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)，鉻(ge)的(de)調整是(shi)受限制的(de)。不(bu)銹(xiu)鋼(gang)要(yao)求具有良好(hao)不(bu)銹(xiu)性的(de)最低鉻(ge)含量(liang)(liang)約為12％，為了能得(de)到穩定的(de)奧(ao)氏體(ti)相區，必須向Fe-Cr二元(yuan)(yuan)合(he)金中加入奧(ao)氏體(ti)形成元(yuan)(yuan)素(su)，碳和氮是(shi)價廉(lian)且有效的(de)元(yuan)(yuan)素(su)。在Fe-Cr-C三元(yuan)(yuan)系中，鉻(ge)含量(liang)(liang)超(chao)過20％時，無論(lun)碳含量(liang)(liang)如何均不(bu)能得(de)到單一的(de)奧(ao)氏體(ti)組(zu)織（圖2.34），因此馬氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)中的(de)鉻(ge)含量(liang)(liang)均低于20％。
鉻提高(gao)Fe-C合金(jin)的淬透性，使其過冷(leng)奧氏體轉變曲(qu)線右移，具有空冷(leng)淬硬的能力。圖9.16為Cr13型不銹(xiu)鋼的過冷(leng)奧氏體等溫轉變曲(qu)線。碳含(han)量增加時，穩(wen)定性進一步提高(gao)。形狀復雜(za)的零件可分散(san)地在(zai)空氣中冷(leng)卻(que)或(huo)鼓風冷(leng)卻(que)，此時淬火(huo)溫度(du)取上限，尺寸較大的零件可采用(yong)油(you)冷(leng)淬火(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(zai)酸性(xing)(xing)水溶液中(zhong)，鉻(ge)對鋼的(de)(de)耐蝕(shi)性(xing)(xing)與(yu)介質性(xing)(xing)質有(you)關(guan)。在(zai)氧(yang)化(hua)性(xing)(xing)介質中(zhong)，隨(sui)鉻(ge)含(han)量的(de)(de)提高(gao)，鋼的(de)(de)耐蝕(shi)性(xing)(xing)增加，這(zhe)與(yu)鉻(ge)能促使生成一層(ceng)鉻(ge)的(de)(de)氧(yang)化(hua)物保(bao)護膜(mo)有(you)關(guan)。在(zai)稀硝酸中(zhong)，鉻(ge)含(han)量為17％～18％時(shi)，能得到滿意的(de)(de)耐蝕(shi)性(xing)(xing)。在(zai)還原性(xing)(xing)介質中(zhong)，隨(sui)鉻(ge)含(han)量的(de)(de)提高(gao)，鋼的(de)(de)耐蝕(shi)性(xing)(xing)下降。
在(zai)(zai)馬氏體(ti)鉻(ge)不銹鋼中(zhong)，碳(tan)(tan)(tan)是除鉻(ge)外的另一(yi)重要元素(su)，其奧氏體(ti)形成(cheng)能(neng)力為鎳(nie)的30倍，微量(liang)的氮也有(you)相(xiang)似的作用(yong)。在(zai)(zai)馬氏體(ti)不銹鋼中(zhong)，碳(tan)(tan)(tan)含(han)量(liang)一(yi)般在(zai)(zai)0.1％～1.0％變動，視鋼中(zhong)的鉻(ge)含(han)量(liang)而定(ding)。圖(tu)9.18為碳(tan)(tan)(tan)對Fe-Cr合(he)金(jin)相(xiang)圖(tu)（α＋r）／α相(xiang)界(jie)的影響(xiang)。圖(tu)9.19為氮對Fe-Cr合(he)金(jin)相(xiang)圖(tu)（α＋y）/ α相(xiang)界(jie)的影響(xiang)。碳(tan)(tan)(tan)和氮使(shi)Fe-Cr合(he)金(jin)的y /（α＋y）相(xiang)界(jie)向右移動，使(shi)鉻(ge)含(han)量(liang)不小于12％的合(he)金(jin)既具有(you)不銹性，又能(neng)通過淬火進行強化。在(zai)(zai)給定(ding)的碳(tan)(tan)(tan)含(han)量(liang)情(qing)況下，合(he)金(jin)中(zhong)的鉻(ge)含(han)量(liang)是受到限制(zhi)的。如果鉻(ge)超過一(yi)定(ding)的含(han)量(liang)，將(jiang)形成(cheng)單相(xiang)的鐵素(su)體(ti)組織而不能(neng)進行淬火。
圖9.20和圖9.21為不(bu)同(tong)鉻含量時(shi)的(de)Fe-Cr-C三元系垂直截面圖。隨鉻含量的(de)增加，共析(xi)點S左移，共析(xi)轉(zhuan)變的(de)溫度區間(jian)(jian)升高(gao)，轉(zhuan)變區間(jian)(jian)變寬。
根據圖9.21，當鉻含(han)量(liang)(liang)為18％，碳含(han)量(liang)(liang)低于(yu)(yu)0.08％時(shi)，加熱直至熔點，不出(chu)現α→γ和γ→8轉變，屬于(yu)(yu)鐵素(su)體(ti)鋼(gang)；在碳含(han)量(liang)(liang)為0.08％～0.22％時(shi)，加熱后只(zhi)有部分鐵素(su)體(ti)可(ke)(ke)(ke)以(yi)轉變為奧氏(shi)體(ti)，淬火(huo)后可(ke)(ke)(ke)得到鐵素(su)體(ti)十(shi)馬(ma)氏(shi)體(ti)的組(zu)織，屬于(yu)(yu)半鐵素(su)體(ti)鋼(gang)；在碳含(han)量(liang)(liang)大于(yu)(yu)0.22％時(shi)，加熱后可(ke)(ke)(ke)以(yi)得到奧氏(shi)體(ti)組(zu)織或(huo)奧氏(shi)體(ti)十(shi)未(wei)溶(rong)碳化物，淬火(huo)后可(ke)(ke)(ke)以(yi)得到馬(ma)氏(shi)體(ti)組(zu)織或(huo)馬(ma)氏(shi)體(ti)十(shi)未(wei)溶(rong)碳化物，屬于(yu)(yu)馬(ma)氏(shi)體(ti)鋼(gang)，加熱時(shi)含(han)鉻的碳化物溶(rong)解緩(huan)慢。
為改(gai)善(shan)(shan)馬氏(shi)體鉻不銹(xiu)鋼的(de)(de)(de)綜合性能，可以添加(jia)鎳，鎳是(shi)擴(kuo)大(da)γ相區(qu)的(de)(de)(de)元素。在含(han)16％～18％Cr的(de)(de)(de)條件下，加(jia)入2％Ni對(dui)擴(kuo)大(da)γ相區(qu)有(you)明顯效果（圖9.22），即(ji)使(shi)碳(tan)含(han)量很低(di)，單一的(de)(de)(de)鐵素體組織也(ye)將消失(shi)，加(jia)熱時(shi)出現混合的(de)(de)(de)a＋y組織，使(shi)合金具有(you)部分淬火(huo)能力(li)。含(han)碳(tan)0.2％時(shi)，加(jia)熱可以完全轉變為奧氏(shi)體，淬火(huo)后得到完全的(de)(de)(de)馬氏(shi)體組織，從(cong)而改(gai)善(shan)(shan)鋼的(de)(de)(de)力(li)學性能。
鎳(nie)能(neng)(neng)明顯地改善Cr13型馬氏(shi)體不銹鋼(gang)的耐氣蝕(shi)性能(neng)(neng)，含2％Ni的鋼(gang)的耐氣蝕(shi)性能(neng)(neng)較含1％Ni的鋼(gang)約提高(gao)3倍。
錳在這(zhe)類鋼(gang)中（易切(qie)削鋼(gang)除(chu)外(wai)）含量不超過1％，對(dui)鋼(gang)的性能沒有影響。
硅在這類(lei)鋼(gang)中的(de)(de)含量不超(chao)過1％，每增(zeng)加1％Si可(ke)使(shi)Ac1提高(gao)45～50℃。硅是縮小γ相區的(de)(de)元(yuan)素，提高(gao)硅含量將促進鐵素體的(de)(de)形成(cheng)，影響鋼(gang)的(de)(de)淬硬能(neng)力。
鉬(mu)是鐵素(su)體(ti)形成元素(su)，在馬氏體(ti)不銹鋼(gang)(gang)中的加入量一(yi)般不超過1％。鉬(mu)可改(gai)善這類鋼(gang)(gang)的耐蝕性，可增(zeng)強鋼(gang)(gang)的二次硬化能力，溶于基體(ti)的一(yi)部分鉬(mu)可提(ti)高鋼(gang)(gang)的高溫強度(du)。
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。
