从图9.15和表9.2可看出，马氏体不锈钢为铬含量为11.5％～19.0％的低、中、高碳钢。马氏体不锈钢钢种可以分为三类：①. 低碳及中碳的Cr13型；②. 低碳含镍的Cr17Ni2型；③. 高碳的Cr18型。
马氏体不锈钢所含主要元素是铬、铁和碳，其相对含量决定了钢的组织类别，如图9.15所示。
铬是铁素体形成元素，为了得到可淬火的马氏体铬不锈钢，铬的调整是受限制的。不锈钢要求具有良好不锈性的最低铬含量约为12％，为了能得到稳定的奥氏体相区，必须向Fe-Cr二元合金中加入奥氏体形成元素，碳和氮是价廉且有效的元素。在Fe-Cr-C三元系中，铬含量超过20％时，无论碳含量如何均不能得到单一的奥氏体组织（图2.34），因此马氏体不锈钢中的铬含量均低于20％。
铬提高Fe-C合金的淬透性，使其过冷奥氏体转变曲线右移，具有空冷淬硬的能力。图9.16为Cr13型不锈钢的过冷奥氏体等温转变曲线。碳含量增加时，稳定性进一步提高。形状复杂的零件可分散地在空气中冷却或鼓风冷却，此时淬火温度取上限，尺寸较大的零件可采用油冷淬火。
铬的最重要作用是使钢具有耐蚀性和不锈性。随着钢中铬含量的增加，其耐大气腐蚀性能也提高，引起耐蚀性突变的铬含量约为12％，如图9.17所示。在高温H2S中，铬的影响也遵循这一规律。
在酸性水溶液中，铬对钢的耐蚀性与介质性质有关。在氧化性介质中，随铬含量的提高，钢的耐蚀性增加，这与铬能促使生成一层铬的氧化物保护膜有关。在稀硝酸中，铬含量为17％～18％时，能得到满意的耐蚀性。在还原性介质中，随铬含量的提高，钢的耐蚀性下降。
在马氏体铬不锈钢中，碳是除铬外的另一重要元素，其奥氏体形成能力为镍的30倍，微量的氮也有相似的作用。在马氏体不锈钢中，碳含量一般在0.1％～1.0％变动，视钢中的铬含量而定。图9.18为碳对Fe-Cr合金相图（α＋r）／α相界的影响。图9.19为氮对Fe-Cr合金相图（α＋y）/ α相界的影响。碳和氮使Fe-Cr合金的y /（α＋y）相界向右移动，使铬含量不小于12％的合金既具有不锈性，又能通过淬火进行强化。在给定的碳含量情况下，合金中的铬含量是受到限制的。如果铬超过一定的含量，将形成单相的铁素体组织而不能进行淬火。
图9.20和图9.21为不同铬含量时的Fe-Cr-C三元系垂直截面图。随铬含量的增加，共析点S左移，共析转变的温度区间升高，转变区间变宽。
根据图9.21，当铬含量为18％，碳含量低于0.08％时，加热直至熔点，不出现α→γ和γ→8转变，属于铁素体钢；在碳含量为0.08％～0.22％时，加热后只有部分铁素体可以转变为奥氏体，淬火后可得到铁素体十马氏体的组织，属于半铁素体钢；在碳含量大于0.22％时，加热后可以得到奥氏体组织或奥氏体十未溶碳化物，淬火后可以得到马氏体组织或马氏体十未溶碳化物，属于马氏体钢，加热时含铬的碳化物溶解缓慢。
为改善马氏体铬不锈钢的综合性能，可以添加镍，镍是扩大γ相区的元素。在含16％～18％Cr的条件下，加入2％Ni对扩大γ相区有明显效果（图9.22），即使碳含量很低，单一的铁素体组织也将消失，加热时出现混合的a＋y组织，使合金具有部分淬火能力。含碳0.2％时，加热可以完全转变为奥氏体，淬火后得到完全的马氏体组织，从而改善钢的力学性能。
镍能明显地改善Cr13型马氏体不锈钢的耐气蚀性能，含2％Ni的钢的耐气蚀性能较含1％Ni的钢约提高3倍。
锰在这类钢中（易切削钢除外）含量不超过1％，对钢的性能没有影响。
硅在这类钢中的含量不超过1％，每增加1％Si可使Ac1提高45～50℃。硅是缩小γ相区的元素，提高硅含量将促进铁素体的形成，影响钢的淬硬能力。
钼是铁素体形成元素，在马氏体不锈钢中的加入量一般不超过1％。钼可改善这类钢的耐蚀性，可增强钢的二次硬化能力，溶于基体的一部分钼可提高钢的高温强度。
硫作为易切削元素加入钢中，可以改善钢的切削性能，但降低钢的冲击韧性。硫的加入还降低这类钢在硝酸等介质中耐蚀性。有时用硒代替硫，可减轻钢的点蚀倾向，在加入0.25％～0.60％Mo之后，可以完全消除点蚀倾向。
