從圖9.15和表9.2可看出，馬氏體不(bu)銹鋼為鉻含量為11.5％～19.0％的低、中、高碳鋼。馬氏體不(bu)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。
馬氏體不(bu)銹鋼(gang)所(suo)含(han)主要元素是鉻、鐵和碳，其相對含(han)量決定了鋼(gang)的組織類別，如圖9.15所(suo)示。
鉻(ge)是鐵素(su)(su)體(ti)形成元素(su)(su)，為(wei)了(le)得到可淬火的(de)(de)(de)馬氏體(ti)鉻(ge)不(bu)(bu)銹鋼(gang)，鉻(ge)的(de)(de)(de)調整是受限制的(de)(de)(de)。不(bu)(bu)銹鋼(gang)要求具有良好不(bu)(bu)銹性的(de)(de)(de)最低鉻(ge)含(han)量約為(wei)12％，為(wei)了(le)能得到穩定的(de)(de)(de)奧(ao)氏體(ti)相(xiang)區，必須向Fe-Cr二元合金中加入(ru)奧(ao)氏體(ti)形成元素(su)(su)，碳(tan)和(he)氮是價廉(lian)且有效的(de)(de)(de)元素(su)(su)。在Fe-Cr-C三元系中，鉻(ge)含(han)量超過20％時，無論碳(tan)含(han)量如何均(jun)不(bu)(bu)能得到單一的(de)(de)(de)奧(ao)氏體(ti)組織(zhi)（圖2.34），因此馬氏體(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)中的(de)(de)(de)鉻(ge)含(han)量均(jun)低于20％。
鉻(ge)提(ti)高Fe-C合金(jin)的淬透性，使其過冷(leng)(leng)奧(ao)氏體(ti)(ti)轉(zhuan)變(bian)(bian)曲線(xian)右移，具有空冷(leng)(leng)淬硬的能力。圖9.16為Cr13型不銹鋼的過冷(leng)(leng)奧(ao)氏體(ti)(ti)等(deng)溫(wen)轉(zhuan)變(bian)(bian)曲線(xian)。碳含量增加時(shi)(shi)，穩定性進一步提(ti)高。形狀復(fu)雜的零件(jian)可(ke)分散地在空氣中(zhong)冷(leng)(leng)卻或鼓風冷(leng)(leng)卻，此(ci)時(shi)(shi)淬火溫(wen)度取上限，尺(chi)寸(cun)較(jiao)大的零件(jian)可(ke)采用油(you)冷(leng)(leng)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。
在酸性(xing)水(shui)溶(rong)液(ye)中，鉻(ge)(ge)(ge)對(dui)鋼的耐蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)與介質性(xing)質有關。在氧化性(xing)介質中，隨鉻(ge)(ge)(ge)含(han)量(liang)的提高(gao)，鋼的耐蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)增加，這與鉻(ge)(ge)(ge)能促使生(sheng)成一層(ceng)鉻(ge)(ge)(ge)的氧化物保護膜有關。在稀(xi)硝(xiao)酸中，鉻(ge)(ge)(ge)含(han)量(liang)為(wei)17％～18％時，能得到滿意的耐蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)。在還原性(xing)介質中，隨鉻(ge)(ge)(ge)含(han)量(liang)的提高(gao)，鋼的耐蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)下降。
在(zai)馬氏(shi)(shi)體(ti)鉻(ge)不(bu)銹(xiu)鋼中，碳是除鉻(ge)外的(de)(de)另一重要元素(su)，其奧氏(shi)(shi)體(ti)形(xing)成能(neng)力為(wei)(wei)鎳的(de)(de)30倍，微量(liang)(liang)的(de)(de)氮(dan)也有(you)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)似(si)的(de)(de)作(zuo)用(yong)。在(zai)馬氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼中，碳含(han)量(liang)(liang)一般在(zai)0.1％～1.0％變動(dong)，視鋼中的(de)(de)鉻(ge)含(han)量(liang)(liang)而(er)定。圖(tu)9.18為(wei)(wei)碳對(dui)Fe-Cr合(he)金相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)圖(tu)（α＋r）／α相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)界(jie)的(de)(de)影響。圖(tu)9.19為(wei)(wei)氮(dan)對(dui)Fe-Cr合(he)金相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)圖(tu)（α＋y）/ α相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)界(jie)的(de)(de)影響。碳和氮(dan)使(shi)Fe-Cr合(he)金的(de)(de)y /（α＋y）相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)界(jie)向右移(yi)動(dong)，使(shi)鉻(ge)含(han)量(liang)(liang)不(bu)小(xiao)于12％的(de)(de)合(he)金既(ji)具有(you)不(bu)銹(xiu)性(xing)，又(you)能(neng)通過淬火(huo)進行強化。在(zai)給定的(de)(de)碳含(han)量(liang)(liang)情(qing)況下，合(he)金中的(de)(de)鉻(ge)含(han)量(liang)(liang)是受到限制的(de)(de)。如果鉻(ge)超過一定的(de)(de)含(han)量(liang)(liang)，將形(xing)成單相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)鐵素(su)體(ti)組織而(er)不(bu)能(neng)進行淬火(huo)。
圖(tu)(tu)9.20和圖(tu)(tu)9.21為(wei)不(bu)同鉻含量(liang)時的(de)Fe-Cr-C三元系垂(chui)直截面圖(tu)(tu)。隨鉻含量(liang)的(de)增加(jia)，共析點S左(zuo)移，共析轉(zhuan)變(bian)的(de)溫(wen)度區間(jian)升高，轉(zhuan)變(bian)區間(jian)變(bian)寬。
根據圖9.21，當(dang)鉻含量為(wei)18％，碳(tan)含量低于(yu)0.08％時(shi)，加熱(re)直至熔點，不出現α→γ和(he)γ→8轉變(bian)(bian)，屬(shu)于(yu)鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)鋼(gang)；在碳(tan)含量為(wei)0.08％～0.22％時(shi)，加熱(re)后(hou)(hou)只有部(bu)分(fen)鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)可(ke)以(yi)轉變(bian)(bian)為(wei)奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)，淬火(huo)后(hou)(hou)可(ke)得(de)到(dao)鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)十(shi)馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)的(de)組(zu)(zu)織，屬(shu)于(yu)半(ban)鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)鋼(gang)；在碳(tan)含量大于(yu)0.22％時(shi)，加熱(re)后(hou)(hou)可(ke)以(yi)得(de)到(dao)奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)組(zu)(zu)織或(huo)(huo)奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)十(shi)未溶(rong)碳(tan)化物，淬火(huo)后(hou)(hou)可(ke)以(yi)得(de)到(dao)馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)組(zu)(zu)織或(huo)(huo)馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)十(shi)未溶(rong)碳(tan)化物，屬(shu)于(yu)馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)鋼(gang)，加熱(re)時(shi)含鉻的(de)碳(tan)化物溶(rong)解(jie)緩慢。
為(wei)改善馬氏體鉻不銹鋼的(de)(de)綜合(he)性能(neng)，可以添加鎳(nie)，鎳(nie)是擴大γ相(xiang)區(qu)的(de)(de)元素(su)。在含16％～18％Cr的(de)(de)條件下，加入2％Ni對(dui)擴大γ相(xiang)區(qu)有(you)明(ming)顯效(xiao)果（圖(tu)9.22），即使碳含量很(hen)低，單一的(de)(de)鐵素(su)體組(zu)織也(ye)將消失，加熱時(shi)出現混合(he)的(de)(de)a＋y組(zu)織，使合(he)金具有(you)部分淬火(huo)能(neng)力(li)。含碳0.2％時(shi)，加熱可以完(wan)全轉變為(wei)奧氏體，淬火(huo)后得(de)到完(wan)全的(de)(de)馬氏體組(zu)織，從而(er)改善鋼的(de)(de)力(li)學(xue)性能(neng)。
鎳能(neng)明顯(xian)地改善Cr13型馬氏體(ti)不(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)(de)耐氣蝕性(xing)能(neng)，含2％Ni的(de)(de)(de)鋼(gang)的(de)(de)(de)耐氣蝕性(xing)能(neng)較(jiao)含1％Ni的(de)(de)(de)鋼(gang)約提高3倍。
錳在這類鋼中(zhong)（易切(qie)削鋼除外(wai)）含量不超過1％，對鋼的性能沒有影響。
硅(gui)在(zai)這類鋼中(zhong)的含(han)量不(bu)超(chao)過1％，每增加1％Si可使(shi)Ac1提(ti)高45～50℃。硅(gui)是縮小γ相區的元素，提(ti)高硅(gui)含(han)量將促進鐵素體的形成，影響(xiang)鋼的淬硬能(neng)力。
鉬是(shi)鐵(tie)素(su)體(ti)形成(cheng)元(yuan)素(su)，在馬氏體(ti)不銹鋼(gang)中的加(jia)入(ru)量一般(ban)不超過(guo)1％。鉬可改(gai)善這類鋼(gang)的耐蝕性(xing)，可增強鋼(gang)的二次(ci)硬(ying)化能力，溶于基(ji)體(ti)的一部分鉬可提高鋼(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(dian)蝕(shi)傾向。
