铁素体不锈钢可根据钢中铬含量的不同分为低铬(11%~15%)、中铬(16%~20%)和高铬(21%~32%)三类。
铁素体不锈钢除具有一般的耐蚀性能外,耐氯化物应力腐蚀、耐点蚀、耐缝隙腐蚀性能是其耐蚀性能方面的主要特点。铁素体不锈钢的强度高,冷加工硬化倾向较低,导热系数为奥氏体不锈钢的1.3~1.5倍,线膨胀系数为奥氏体不锈钢的60%~70%。虽然铁素体不锈钢有这些优点,但其用途还是有限的。其主要原因是这类不锈钢,特别是铬含量大于16%的铁素体不锈钢存在一些突出的问题:室温及低温韧性差、缺口敏感性高、对晶间腐蚀比较敏感,而且这些缺点随钢截面尺寸的增加、冷却速率的变慢而更加强烈地显示出来。由于冶炼技术的进步,已可生产出超高纯铁素体不锈钢,可使铁素体不锈钢上述缺点得到一定程度的克服,通过适当的合金化,出现了“超级铁素体不锈钢”,使其在苛刻介质中的耐腐蚀、耐氯化物的点蚀和缝隙腐蚀等的应用方面取得了新的进展。我国的高铬铁素体不锈钢产量份额(包括高铬马氏体不锈钢)在20世纪80年代仅占我国不锈钢产量的10%,近年已接近20%。
锰、硅在铁素体不锈钢中的含量不大于1.0%,多作为脱氧元素加入,即便如此,对铁素体不锈钢的韧脆转变温度也有明显不利影响。铝作为脱氧剂加入量适宜,钢的韧脆转变温度降低,铝含量不小于0.05%时,钢的韧脆转变温度升高。在铁素体不锈钢中为了提高抗氧化和硫化的能力,可加入较高的硅和铝。
在铁素体不锈钢中,加入适量的铜可提高钢的耐蚀性和冷成形性能。在一些超级铁素体不锈钢中可延缓金属间相的析出并降低韧脆转变温度,但对钢的热加工性能将产生不利影响。