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(tong)等元素本(ben)身具有面心(xin)立(li)方晶(jing)格結構，加入鋼(gang)中(zhong)使(shi)A3下降、A4上升，擴大γ相(xiang)區，并且(qie)穩定(ding)γ-Fe，使(shi)高溫面心(xin)立(li)方晶(jing)格結構的奧氏體(ti)能(neng)夠穩定(ding)到(dao)室溫，沒(mei)有相(xiang)變產生(sheng)。但銅(tong)的作(zuo)用比鎳、錳(meng)小得(de)多，鎳、錳(meng)在(zai)一定(ding)溫度范圍內可(ke)與γ-Fe無限(xian)互溶。

1. Fe-Cr 不銹(xiu)鋼

  不銹鋼的(de)基本金相(xiang)組織可用Fe-Cr系列(lie)狀態圖表示，如圖1-8所示。在(zai)(zai)(zai)800～1200℃之間(jian)，在(zai)(zai)(zai)所謂的(de)γ環(huan)形(xing)圈內，是(shi)以奧氏(shi)體(ti)相(xiang)（y）存在(zai)(zai)(zai)。γ相(xiang)急劇冷卻時，則變(bian)態為馬(ma)氏(shi)體(ti)相(xiang)。在(zai)(zai)(zai)γ環(huan)形(xing)圈外側(ce)，從高(gao)溫(wen)到常溫(wen)以穩定的(de)鐵(tie)(tie)素體(ti)相(xiang)（α）存在(zai)(zai)(zai)。馬(ma)氏(shi)體(ti)系列(lie)不銹鋼、鐵(tie)(tie)素體(ti)系列(lie)不銹鋼就(jiu)是(shi)含有這些金相(xiang)組織的(de)不銹鋼。所以Fe-Cr系列(lie)不銹鋼一(yi)般不是(shi)馬(ma)氏(shi)體(ti)不銹鋼，就(jiu)是(shi)鐵(tie)(tie)素體(ti)不銹鋼。

  從(cong)圖1-8中可(ke)以看(kan)出，除(chu)了在(zai)(zai)一定濃度(du)、溫(wen)度(du)范(fan)圍(wei)形(xing)成(cheng)。相外，在(zai)(zai)相當大(da)的鉻(ge)含量(liang)(liang)范(fan)圍(wei)內(nei)(nei)形(xing)成(cheng)α相（鐵素(su)體(ti)）。仔細分(fen)析Fe-Cr相圖的左側部分(fen)，在(zai)(zai)鉻(ge)含量(liang)(liang)小(xiao)于8％時(shi)，隨(sui)鉻(ge)量(liang)(liang)的增(zeng)多(duo)，A4點(dian)降(jiang)低，A3點(dian)也(ye)降(jiang)低；鉻(ge)含量(liang)(liang)大(da)于8％時(shi)，隨(sui)鉻(ge)量(liang)(liang)的增(zeng)多(duo)，A3點(dian)升高(gao)，A4點(dian)降(jiang)低，從(cong)而在(zai)(zai)鉻(ge)含量(liang)(liang)小(xiao)于12.5％的范(fan)圍(wei)內(nei)(nei)形(xing)成(cheng)封(feng)閉的γ圈。這(zhe)表明，鉻(ge)含量(liang)(liang)大(da)于12.5％的Fe-Cr合金，就不(bu)(bu)再(zai)出現γ相。因(yin)而，高(gao)鉻(ge)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼，如Cr17、Cr25、Cr28等，都(dou)是(shi)鐵素(su)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼，這(zhe)些鋼從(cong)高(gao)溫(wen)到室溫(wen)都(dou)是(shi)體(ti)心立方（bcc）點(dian)陣，即不(bu)(bu)論加(jia)熱和冷卻都(dou)不(bu)(bu)發生(sheng)α→γ相變。

2. Fe-Cr-Ni-Mn 不銹鋼

  從冶(ye)金觀點來(lai)說，奧(ao)(ao)氏體(ti)組(zu)織(zhi)無論對鋼廠(chang)還是(shi)對加工制造(zao)廠(chang)都是(shi)他們所希望和需要(yao)的組(zu)織(zhi)結構。在不銹鋼中，可以(yi)使用其他奧(ao)(ao)氏體(ti)形成元素，如錳、氮、銅等來(lai)部分地代替鎳以(yi)保(bao)持其奧(ao)(ao)氏體(ti)組(zu)織(zhi)。在由于鎳的供應短缺的情(qing)況下，這種200類(lei)型的節鎳型鋼得(de)到(dao)了極大的發展。這類(lei)鋼在卡車(che)、拖(tuo)車(che)、汽車(che)以(yi)及軌道交通等的制造(zao)中得(de)到(dao)大量應用。

  Fe-Cr-Mn三元(yuan)系中，既有(you)縮小(xiao)(xiao)γ相(xiang)(xiang)(xiang)區(qu)的(de)元(yuan)素Cr，又有(you)擴大γ相(xiang)(xiang)(xiang)區(qu)的(de)元(yuan)素Ni或Mn，在(zai)這種情(qing)況下，不(bu)銹鋼的(de)組(zu)織就要由(you)給定成(cheng)(cheng)分的(de)合(he)金在(zai)Fe-Cr-Mn相(xiang)(xiang)(xiang)圖中的(de)位(wei)置來確定。例如，在(zai)Fe-Cr-Mn三元(yuan)相(xiang)(xiang)(xiang)圖的(de)1000℃等(deng)溫截面上（圖1-9）可以看(kan)出，Mn擴大γ相(xiang)(xiang)(xiang)區(qu)的(de)能力比Ni小(xiao)(xiao)，含錳(meng)的(de)奧(ao)氏(shi)體(ti)溶解促成(cheng)(cheng)鐵(tie)素體(ti)的(de)元(yuan)素Cr的(de)量最(zui)多只有(you)14％。Cr17Mn13鋼的(de)成(cheng)(cheng)分示(shi)態點在(zai)γy+αα兩相(xiang)(xiang)(xiang)區(qu)；由(you)于(yu)含錳(meng)奧(ao)氏(shi)體(ti)有(you)足夠的(de)穩定性，在(zai)冷至室溫的(de)過程中不(bu)發生相(xiang)(xiang)(xiang)變，因而(er)得(de)到的(de)是(shi)奧(ao)氏(shi)體(ti)加鐵(tie)素體(ti)的(de)雙相(xiang)(xiang)(xiang)組(zu)織。

  在1955年(nian)，12Cr17Mn6Ni5N（201）型(xing)(xing)不銹鋼被AISI接納為標準成(cheng)分(fen)。12Cr18Mn9Ni5N（202）型(xing)(xing)也(ye)被采用。

  當把兩(liang)種(zhong)選(xuan)擇(ze)的(de)(de)材料(liao)的(de)(de)各(ge)種(zhong)性能(neng)進行比較(jiao)時(shi)，就會(hui)發現(xian)200系(xi)列具(ju)有一(yi)些(xie)明顯的(de)(de)優(you)點。200系(xi)列合金較(jiao)高的(de)(de)退火強度對某些(xie)用途是非常重(zhong)要的(de)(de)，而(er)且在生產和加(jia)工中也(ye)會(hui)發現(xian)許多優(you)點。除此之外，200系(xi)列不銹鋼的(de)(de)價格(ge)也(ye)比300系(xi)列的(de)(de)低。

3. Fe-Cr-Ni 不銹(xiu)鋼(gang)

  Fe-Cr-Ni系列狀態(tai)圖如圖1-9所示。Ni是穩定(ding)奧(ao)氏體相（y）的元素，30％Ni將γ區(qu)(qu)擴大至500～1450℃區(qu)(qu)間內。

  Fe-Cr-Ni三(san)元(yuan)(yuan)系中，既有縮小γ相(xiang)(xiang)區(qu)的(de)(de)元(yuan)(yuan)素Cr，又有擴(kuo)大(da)γ相(xiang)(xiang)區(qu)的(de)(de)元(yuan)(yuan)素Ni或Mn，在(zai)這(zhe)種(zhong)情(qing)況(kuang)下(xia)，不銹鋼(gang)的(de)(de)組(zu)織就要(yao)由給(gei)定成分的(de)(de)合金在(zai)Fe-Cr-Ni相(xiang)(xiang)圖(tu)中的(de)(de)位置來(lai)確定。例如，在(zai)Fe-Cr-Ni三(san)元(yuan)(yuan)相(xiang)(xiang)圖(tu)的(de)(de)1100℃等溫(wen)截面上（圖(tu)1-10），Cr18Ni8的(de)(de)成分示態點在(zai)γ相(xiang)(xiang)區(qu)，于是(shi)，這(zhe)種(zhong)成分的(de)(de)鋼(gang)快冷至室溫(wen)后，即可得到單相(xiang)(xiang)奧氏體組(zu)織。