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(meng)、銅等元素本身具有面心立(li)方晶格(ge)結(jie)構，加入鋼中使A3下降、A4上升，擴大γ相區，并且穩定γ-Fe，使高溫面心立(li)方晶格(ge)結(jie)構的奧氏體(ti)能夠穩定到室溫，沒有相變產生。但(dan)銅的作用(yong)比鎳、錳(meng)小得多，鎳、錳(meng)在一定溫度范圍內可與γ-Fe無限(xian)互溶。

1. Fe-Cr 不銹(xiu)鋼

  不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼的基(ji)本(ben)金(jin)相(xiang)組(zu)(zu)織可用(yong)Fe-Cr系(xi)列(lie)狀(zhuang)態(tai)圖(tu)表(biao)示(shi)，如(ru)圖(tu)1-8所(suo)示(shi)。在800～1200℃之(zhi)間，在所(suo)謂的γ環(huan)形(xing)圈(quan)內，是(shi)以奧氏(shi)體(ti)相(xiang)（y）存在。γ相(xiang)急劇冷卻(que)時，則(ze)變態(tai)為馬(ma)氏(shi)體(ti)相(xiang)。在γ環(huan)形(xing)圈(quan)外側，從(cong)高溫到常溫以穩定的鐵(tie)素體(ti)相(xiang)（α）存在。馬(ma)氏(shi)體(ti)系(xi)列(lie)不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼、鐵(tie)素體(ti)系(xi)列(lie)不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼就是(shi)含有這(zhe)些金(jin)相(xiang)組(zu)(zu)織的不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼。所(suo)以Fe-Cr系(xi)列(lie)不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼一般不是(shi)馬(ma)氏(shi)體(ti)不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼，就是(shi)鐵(tie)素體(ti)不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼。

  從圖1-8中(zhong)可以看出，除了在(zai)一定濃(nong)度、溫度范(fan)(fan)圍(wei)形成(cheng)(cheng)。相外，在(zai)相當大的(de)(de)鉻(ge)含量(liang)(liang)(liang)范(fan)(fan)圍(wei)內形成(cheng)(cheng)α相（鐵素體(ti)(ti)）。仔細分析(xi)Fe-Cr相圖的(de)(de)左(zuo)側部分，在(zai)鉻(ge)含量(liang)(liang)(liang)小于8％時(shi)，隨鉻(ge)量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)增多(duo)，A4點(dian)降低，A3點(dian)也降低；鉻(ge)含量(liang)(liang)(liang)大于8％時(shi)，隨鉻(ge)量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)增多(duo)，A3點(dian)升高，A4點(dian)降低，從而(er)(er)在(zai)鉻(ge)含量(liang)(liang)(liang)小于12.5％的(de)(de)范(fan)(fan)圍(wei)內形成(cheng)(cheng)封閉的(de)(de)γ圈。這表明，鉻(ge)含量(liang)(liang)(liang)大于12.5％的(de)(de)Fe-Cr合金，就(jiu)不(bu)再出現γ相。因而(er)(er)，高鉻(ge)不(bu)銹(xiu)鋼，如Cr17、Cr25、Cr28等(deng)，都是鐵素體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼，這些鋼從高溫到室溫都是體(ti)(ti)心立(li)方（bcc）點(dian)陣，即不(bu)論加(jia)熱和冷(leng)卻都不(bu)發生α→γ相變。

2. Fe-Cr-Ni-Mn 不銹鋼

  從冶(ye)金觀點(dian)來說，奧氏體(ti)組織(zhi)無論對鋼(gang)廠還是(shi)對加(jia)工制(zhi)造(zao)廠都是(shi)他們所希望和需要的組織(zhi)結(jie)構。在(zai)不銹鋼(gang)中(zhong)，可以(yi)使(shi)用(yong)其(qi)他奧氏體(ti)形成(cheng)元素，如錳、氮、銅(tong)等(deng)來部分地(di)代(dai)替(ti)鎳以(yi)保持其(qi)奧氏體(ti)組織(zhi)。在(zai)由于(yu)鎳的供(gong)應短缺的情況下(xia)，這(zhe)種200類型的節鎳型鋼(gang)得到了(le)極(ji)大(da)的發(fa)展(zhan)。這(zhe)類鋼(gang)在(zai)卡(ka)車(che)(che)、拖車(che)(che)、汽車(che)(che)以(yi)及軌(gui)道交通等(deng)的制(zhi)造(zao)中(zhong)得到大(da)量應用(yong)。

  Fe-Cr-Mn三(san)(san)元系中(zhong)，既有縮小(xiao)γ相(xiang)(xiang)區(qu)的(de)(de)(de)(de)元素(su)Cr，又有擴(kuo)大γ相(xiang)(xiang)區(qu)的(de)(de)(de)(de)元素(su)Ni或Mn，在(zai)這種情(qing)況下，不銹鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)組織(zhi)就要由(you)給定成分的(de)(de)(de)(de)合金(jin)在(zai)Fe-Cr-Mn相(xiang)(xiang)圖(tu)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)位置來確(que)定。例如，在(zai)Fe-Cr-Mn三(san)(san)元相(xiang)(xiang)圖(tu)的(de)(de)(de)(de)1000℃等溫截(jie)面上（圖(tu)1-9）可以看出，Mn擴(kuo)大γ相(xiang)(xiang)區(qu)的(de)(de)(de)(de)能力比Ni小(xiao)，含錳(meng)的(de)(de)(de)(de)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)溶解(jie)促成鐵素(su)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)元素(su)Cr的(de)(de)(de)(de)量(liang)最(zui)多只有14％。Cr17Mn13鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)成分示態點在(zai)γy+αα兩相(xiang)(xiang)區(qu)；由(you)于含錳(meng)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)有足夠的(de)(de)(de)(de)穩(wen)定性，在(zai)冷至室(shi)溫的(de)(de)(de)(de)過程中(zhong)不發生(sheng)相(xiang)(xiang)變，因而得到的(de)(de)(de)(de)是(shi)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)加(jia)鐵素(su)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)雙相(xiang)(xiang)組織(zhi)。

  在1955年(nian)，12Cr17Mn6Ni5N（201）型不銹(xiu)鋼被AISI接納(na)為標準成分。12Cr18Mn9Ni5N（202）型也被采用(yong)。

  當把兩種(zhong)選擇的材料的各(ge)種(zhong)性能進行比較時，就(jiu)會(hui)發現(xian)(xian)200系(xi)(xi)列(lie)具有一些明顯(xian)的優點(dian)。200系(xi)(xi)列(lie)合金較高的退(tui)火(huo)強(qiang)度對某些用(yong)途(tu)是(shi)非常(chang)重要的，而且在生產(chan)和加(jia)工中(zhong)也會(hui)發現(xian)(xian)許多優點(dian)。除此之外，200系(xi)(xi)列(lie)不(bu)銹鋼的價格(ge)也比300系(xi)(xi)列(lie)的低。

3. Fe-Cr-Ni 不銹鋼(gang)

  Fe-Cr-Ni系列狀態圖如圖1-9所示。Ni是穩定奧氏體相（y）的元素，30％Ni將γ區擴大(da)至500～1450℃區間內。

  Fe-Cr-Ni三元(yuan)系中，既有(you)縮小γ相區的(de)(de)元(yuan)素Cr，又有(you)擴大γ相區的(de)(de)元(yuan)素Ni或Mn，在(zai)這(zhe)種情況下，不銹鋼的(de)(de)組織就要由給(gei)定成分的(de)(de)合(he)金在(zai)Fe-Cr-Ni相圖(tu)中的(de)(de)位置來(lai)確定。例(li)如(ru)，在(zai)Fe-Cr-Ni三元(yuan)相圖(tu)的(de)(de)1100℃等(deng)溫截面上（圖(tu)1-10），Cr18Ni8的(de)(de)成分示態點(dian)在(zai)γ相區，于是，這(zhe)種成分的(de)(de)鋼快冷至室溫后，即(ji)可得(de)到單(dan)相奧氏體組織。