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。

 馬氏體不銹鋼所含主要元素是鉻、鐵和碳，其相對含量決定了鋼的組織類別，如圖9.15所示。

  鉻是鐵素體形成元素，為了得到可淬火的馬氏體鉻不銹鋼，鉻的調(diào)整是受限制的。不銹鋼要求具有良好不銹性的最低鉻含量約為12％，為了能得到穩(wěn)定的奧氏體相區(qū)，必須向Fe-Cr二元合金中加入奧氏體形成元素，碳和氮是價廉且有效的元素。在Fe-Cr-C三元系中，鉻含量超過20％時，無論碳含量如何均不能得到單一的奧氏體組織（圖2.34），因此馬氏體不銹鋼中的鉻含量均低于20％。

 鉻提高Fe-C合金的淬透性，使其過冷奧氏體轉(zhuǎn)變曲線右移，具有空冷淬硬的能力。圖9.16為Cr13型不銹鋼的過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線。碳含量增加時，穩(wěn)定性進(jìn)一步提高。形狀復(fù)雜的零件可分散地在空氣中冷卻或鼓風(fēng)冷卻，此時淬火溫度取上限，尺寸較大的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(guī)律。

 在酸性水溶液中，鉻對鋼的耐蝕性與介質(zhì)性質(zhì)有關(guān)。在氧化性介質(zhì)中，隨鉻含量的提高，鋼的耐蝕性增加，這與鉻能促使生成一層鉻的氧化物保護(hù)膜有關(guān)。在稀硝酸中，鉻含量為17％～18％時，能得到滿意的耐蝕性。在還原性介質(zhì)中，隨鉻含量的提高，鋼的耐蝕性下降。

 在馬氏體鉻不銹鋼中，碳是除鉻外的另一重要元素，其奧氏體形成能力為鎳的30倍，微量的氮也有相似的作用。在馬氏體不銹鋼中，碳含量一般在0.1％～1.0％變動，視鋼中的鉻含量而定。圖9.18為碳對Fe-Cr合金相圖（α＋r）／α相界的影響。圖9.19為氮對Fe-Cr合金相圖（α＋y）/ α相界的影響。碳和氮使Fe-Cr合金的y /（α＋y）相界向右移動，使鉻含量不小于12％的合金既具有不銹性，又能通過淬火進(jìn)行強化。在給定的碳含量情況下，合金中的鉻含量是受到限制的。如果鉻超過一定的含量，將形成單相的鐵素體組織而不能進(jìn)行淬火。

 圖9.20和圖9.21為不同鉻含量時的Fe-Cr-C三元系垂直截面圖。隨鉻含量的增加，共析點S左移，共析轉(zhuǎn)變的溫度區(qū)間升高，轉(zhuǎn)變區(qū)間變寬。

 根據(jù)圖9.21，當(dāng)鉻含量為18％，碳含量低于0.08％時，加熱直至熔點，不出現(xiàn)α→γ和γ→8轉(zhuǎn)變，屬于鐵素體鋼；在碳含量為0.08％～0.22％時，加熱后只有部分鐵素體可以轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體，淬火后可得到鐵素體十馬氏體的組織，屬于半鐵素體鋼；在碳含量大于0.22％時，加熱后可以得到奧氏體組織或奧氏體十未溶碳化物，淬火后可以得到馬氏體組織或馬氏體十未溶碳化物，屬于馬氏體鋼，加熱時含鉻的碳化物溶解緩慢。

為改善馬氏體鉻不銹鋼的綜合性能，可以添加鎳，鎳是擴大γ相區(qū)的元素。在含16％～18％Cr的條件下，加入2％Ni對擴大γ相區(qū)有明顯效果（圖9.22），即使碳含量很低，單一的鐵素體組織也將消失，加熱時出現(xiàn)混合的a＋y組織，使合金具有部分淬火能力。含碳0.2％時，加熱可以完全轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體，淬火后得到完全的馬氏體組織，從而改善鋼的力學(xué)性能。

 鎳能明顯地改善Cr13型馬氏體不銹鋼的耐氣蝕性能，含2％Ni的鋼的耐氣蝕性能較含1％Ni的鋼約提高3倍。

 錳在這類鋼中（易切削鋼除外）含量不超過1％，對鋼的性能沒有影響。

 硅在這類鋼中的含量不超過1％，每增加1％Si可使Ac1提高45～50℃。硅是縮小γ相區(qū)的元素，提高硅含量將促進(jìn)鐵素體的形成，影響鋼的淬硬能力。

 鉬是鐵素體形成元素，在馬氏體不銹鋼中的加入量一般不超過1％。鉬可改善這類鋼的耐蝕性，可增強鋼的二次硬化能力，溶于基體的一部分鉬可提高鋼的高溫強度。

 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(zhì)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。