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马氏体铬不锈钢的主要合金元素是铁、铬和碳。图1-4是Fe-Cr系相图富铁部分，如Cr大于13%时，不存在γ相，此类合金为单相铁素体合金，在任何热处理制度下也不能产生马氏体，为此在内Fe-Cr二元合金中加入奥氏体形成元素，以扩大来说，C、N是有效元素，C、N元素添加使得合金允许更高的铬含量。在马氏体铬不锈钢中，除铬外，C是另一个重要的元素，事实上，马氏体铬不锈耐热钢是一类铁、铬、碳三元合金。当然，还有其他元素，利用这些元素，可根据Schaeffler图确定大致的组织。
与铁素体不锈钢相似，在马氏体不锈钢中也可以加入其它合金元素来改进其他性能：
1.加入0.07%S或Se改善切削加工性能，例如1Cr13S或4Cr13Se；
2.加入约1%Mo及0.1% V，可以增加9Cr18钢的耐磨性及耐蚀性；
3.加入约1Mo-1W-0.2V，可以提高1Cr13及2Cr13钢的热强性。
马氏体不锈钢与调制钢一样，可以使用淬火、回火及退火处理。其力学性质与调制钢也相似：当硬度升高时，抗拉强度及屈服强度升高，而伸长率、截面收缩率及冲击功则随着降低。
马氏体不锈钢的耐蚀性主要取决于铬含量，而钢中的碳由于与铬形成稳定的碳化铬，又间接的影响了钢的耐蚀性。因此在13%Cr钢中，碳含量越低，则耐蚀性越高。而在1Cr13、2Cr13、3Cr13及4Cr13四种钢中，其耐蚀性与强度的顺序恰好相反。
在加工产品的时候，为了提高马氏体不锈钢产品的强度和硬度，会增加碳含量，从而导致产品的塑性和耐蚀性下降。所以通常马氏体不锈钢加工出来的产品的耐蚀性较差。
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