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(nie)、錳、銅(tong)等元素本(ben)身具有面(mian)心(xin)立方晶格(ge)結構，加入(ru)鋼(gang)中使A3下降、A4上升(sheng)，擴大γ相區，并(bing)且(qie)穩定(ding)γ-Fe，使高(gao)溫面(mian)心(xin)立方晶格(ge)結構的奧氏體(ti)能(neng)夠穩定(ding)到(dao)室(shi)溫，沒有相變(bian)產生。但銅(tong)的作用(yong)比鎳(nie)、錳小得多(duo)，鎳(nie)、錳在(zai)一定(ding)溫度范圍內可(ke)與γ-Fe無(wu)限互(hu)溶(rong)。

1. Fe-Cr 不銹鋼

  不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)基(ji)本金(jin)相(xiang)組織可用Fe-Cr系(xi)列(lie)狀態圖表(biao)示(shi)，如圖1-8所(suo)示(shi)。在800～1200℃之間，在所(suo)謂的(de)(de)γ環(huan)形圈內，是以奧氏體(ti)(ti)相(xiang)（y）存在。γ相(xiang)急劇冷(leng)卻時，則變態為(wei)馬(ma)氏體(ti)(ti)相(xiang)。在γ環(huan)形圈外(wai)側，從高溫到常(chang)溫以穩定的(de)(de)鐵素(su)體(ti)(ti)相(xiang)（α）存在。馬(ma)氏體(ti)(ti)系(xi)列(lie)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)、鐵素(su)體(ti)(ti)系(xi)列(lie)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)就是含(han)有這(zhe)些金(jin)相(xiang)組織的(de)(de)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)。所(suo)以Fe-Cr系(xi)列(lie)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)一般(ban)不(bu)是馬(ma)氏體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)，就是鐵素(su)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)。

  從(cong)圖1-8中可以(yi)看出，除了在一定濃度、溫度范(fan)圍形成。相外，在相當大(da)的(de)(de)鉻(ge)含量(liang)范(fan)圍內形成α相（鐵素體(ti)）。仔(zi)細分析Fe-Cr相圖的(de)(de)左側部分，在鉻(ge)含量(liang)小(xiao)于(yu)8％時(shi)，隨鉻(ge)量(liang)的(de)(de)增多，A4點降(jiang)低，A3點也降(jiang)低；鉻(ge)含量(liang)大(da)于(yu)8％時(shi)，隨鉻(ge)量(liang)的(de)(de)增多，A3點升高，A4點降(jiang)低，從(cong)而在鉻(ge)含量(liang)小(xiao)于(yu)12.5％的(de)(de)范(fan)圍內形成封(feng)閉的(de)(de)γ圈。這(zhe)表明，鉻(ge)含量(liang)大(da)于(yu)12.5％的(de)(de)Fe-Cr合金，就不再出現γ相。因而，高鉻(ge)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)，如(ru)Cr17、Cr25、Cr28等，都(dou)是(shi)鐵素體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)，這(zhe)些鋼(gang)(gang)從(cong)高溫到(dao)室溫都(dou)是(shi)體(ti)心立(li)方（bcc）點陣，即不論加熱和冷卻都(dou)不發生α→γ相變。

2. Fe-Cr-Ni-Mn 不銹鋼

  從冶金觀點來說，奧(ao)氏體(ti)組(zu)織無論對(dui)(dui)鋼(gang)(gang)廠(chang)還是(shi)(shi)對(dui)(dui)加工制造(zao)(zao)廠(chang)都是(shi)(shi)他們所希望和需要的(de)(de)組(zu)織結構。在(zai)不銹鋼(gang)(gang)中(zhong)，可以使用(yong)其他奧(ao)氏體(ti)形成元素，如錳、氮、銅等(deng)來部分地代替(ti)鎳(nie)(nie)以保持(chi)其奧(ao)氏體(ti)組(zu)織。在(zai)由(you)于(yu)鎳(nie)(nie)的(de)(de)供應短(duan)缺的(de)(de)情況下，這(zhe)種200類型的(de)(de)節鎳(nie)(nie)型鋼(gang)(gang)得(de)到(dao)了(le)極大(da)的(de)(de)發展。這(zhe)類鋼(gang)(gang)在(zai)卡(ka)車(che)、拖車(che)、汽車(che)以及軌道交通等(deng)的(de)(de)制造(zao)(zao)中(zhong)得(de)到(dao)大(da)量(liang)應用(yong)。

  Fe-Cr-Mn三(san)元(yuan)系中，既(ji)有縮(suo)小γ相(xiang)(xiang)區的(de)元(yuan)素(su)Cr，又有擴大γ相(xiang)(xiang)區的(de)元(yuan)素(su)Ni或Mn，在這種情況(kuang)下，不銹(xiu)鋼的(de)組織(zhi)就要由(you)給定成分(fen)的(de)合金在Fe-Cr-Mn相(xiang)(xiang)圖(tu)中的(de)位置來確(que)定。例(li)如，在Fe-Cr-Mn三(san)元(yuan)相(xiang)(xiang)圖(tu)的(de)1000℃等溫截面上（圖(tu)1-9）可以看出(chu)，Mn擴大γ相(xiang)(xiang)區的(de)能力比Ni小，含錳(meng)的(de)奧(ao)氏體溶(rong)解(jie)促成鐵素(su)體的(de)元(yuan)素(su)Cr的(de)量最多只有14％。Cr17Mn13鋼的(de)成分(fen)示態點在γy+αα兩(liang)相(xiang)(xiang)區；由(you)于含錳(meng)奧(ao)氏體有足(zu)夠的(de)穩定性，在冷(leng)至室溫的(de)過程中不發(fa)生(sheng)相(xiang)(xiang)變(bian)，因而得到的(de)是(shi)奧(ao)氏體加鐵素(su)體的(de)雙相(xiang)(xiang)組織(zhi)。

  在1955年(nian)，12Cr17Mn6Ni5N（201）型(xing)不銹鋼(gang)被(bei)AISI接納(na)為標準成(cheng)分。12Cr18Mn9Ni5N（202）型(xing)也被(bei)采用。

  當把兩種選擇的材料的各種性能進行比較(jiao)(jiao)時，就會發現(xian)200系(xi)列具有(you)一些明顯的優(you)點。200系(xi)列合金較(jiao)(jiao)高的退火(huo)強度對某些用途是(shi)非常重要的，而且在(zai)生產和加工(gong)中也會發現(xian)許多優(you)點。除此之外，200系(xi)列不銹(xiu)鋼的價格也比300系(xi)列的低。

3. Fe-Cr-Ni 不銹鋼

  Fe-Cr-Ni系列狀態(tai)圖如圖1-9所示。Ni是穩定奧氏體相(xiang)（y）的元素(su)，30％Ni將γ區擴大至500～1450℃區間(jian)內。

  Fe-Cr-Ni三元(yuan)系中，既(ji)有(you)縮(suo)小γ相區的(de)元(yuan)素Cr，又有(you)擴大(da)γ相區的(de)元(yuan)素Ni或Mn，在(zai)這種(zhong)(zhong)情況下(xia)，不銹鋼的(de)組織(zhi)(zhi)就要由給定成(cheng)分的(de)合金(jin)在(zai)Fe-Cr-Ni相圖中的(de)位(wei)置來確定。例如，在(zai)Fe-Cr-Ni三元(yuan)相圖的(de)1100℃等溫(wen)截(jie)面(mian)上（圖1-10），Cr18Ni8的(de)成(cheng)分示(shi)態點在(zai)γ相區，于是，這種(zhong)(zhong)成(cheng)分的(de)鋼快冷(leng)至室溫(wen)后，即可得到(dao)單(dan)相奧氏體組織(zhi)(zhi)。