（1）化学成分 表5-14所示为国外典型马氏体时效不锈钢的化学成分，表5-15所示为国内典型马氏体时效不锈钢的化学成分。

1961年美国Carpenter Technology Co．研制了第一个含钴的Pyroment X-12马氏体时效不锈钢，以后又先后开发了不含钴的Custom450、Custom455及PyromentX-15、Pyromentx-23马氏体时效不锈钢。同时，其他公司又开发了AM363、Almar326、In736、PHl3-8Mo、UnimarCR等，德国于1967～1971年先后研制了Ultrofort401-403等三个马氏体时效不锈钢钢种。
我国也在20世纪70年代开展了马氏体时效不锈钢的研究，至20世纪末已开发了00Crl3Ni8Mo2NbTi等10余种马氏体时效不锈钢，并得到广泛应用。

（2）合金元素的作用  马氏体时效不锈钢的合金元素应满足如下三项要求：一是提高抗腐蚀性能，这就必须有充分的Cr含量，如w_Cr应大于12%；二是必须有析出强化相，如Mo、Ti、Nb等；三是必须有足够的奥氏体形成元素，如Ni、Mn、Co等，以保证钢中不出现δ铁素体，并使Mf点在室温～100℃，以避免存在太多的残留奥氏体。
1）Cr。Cr是提高抗腐蚀性能必须的合金元素，但它又是铁素体形成元素，还能降低Ms点。为保证钢的抗腐蚀性能，Cr含量不得低于w_Cr12%，一般控制在w_Cr11.5%～12.5%
之上。
2）Ni。Ni是马氏体时效不锈钢的主要合金元素，它可以形成稳定的奥氏体，同时还可以使奥氏体相区向高Cr方向移动，使钢中Cr元素的含量提高也不至于形成过多铁素体。但Ni含量不能过多，以防Ms太低，出现残留奥氏体，得不到全马氏体组织，降低钢的强度。
因此，马氏体时效不锈钢的Ni含量一般控制在w_Ni5.6%～10%，最高不高于w_Ni12%。
3）Co。Co只形成固溶体，不形成金属间化合物析出，但它可减少Mo的溶解，促进含Mo金属间化合物析出；Co还抑制马氏体中位错亚结构的回复，为随后析出相提供更多的形核位置，使析出相粒子更多更细。
4）Mo。Mo在马氏体时效不锈钢中能提高钢的强韧性及耐腐蚀性。时效初期的富钼析出物，在强化钢的同时，还能保持其韧性；它还能阻止析出物沿奥氏体晶界析出，避免了沿晶断裂，从而提高了韧性；在某些还原性介质中，Mo能促进Cr的钝化作用，故它能提高Cr-Ni不锈钢的抗硫酸盐、酸磷酸及有机酸中的耐腐蚀性，并有效地抑制氯离子的点蚀倾向，提高钢的抗晶间腐蚀能力。但过量加入Mo，也会生成残留奥氏体。因此，马氏体时效不锈钢中的Mo含量不能超过w_Mo5%。
5）Cu。Cu是较弱的奥氏体形成元素，少量加入对不锈钢的组织不会发生明显影响。但在腐蚀介质中，能在氧化层下形成铜的富集层，阻止氧化铁向金属内部深入。故在马氏体时效不锈钢中加入适量的铜，可提高钢在盐酸及碳酸中的抗腐蚀性，还能提高钢的抗应力腐蚀性能。但过多加入铜，在热加工时易发生铜脆，是不可取的。
6）Mn。Mn在马氏体时效钢中一向被作为杂质而严加控制(w_Mn<0.1%)。但它在Fe-Mn合金中在较宽的冷却速度下可形成板条或块状马氏体。Mn是扩大γ相元素，稳定奥氏体的能力仅次于Ni，所以可以部分取代Ni。但加入Mn，就应增加Cr含量(w_Cr>17%)，
否则，将降低抗腐蚀性能。Mn本身对抗腐蚀性能无害。
7）Al。Al是作为脱氧剂加入的。它是铁素体形成元素，形成铁素体的能力是Cr的2.5～3倍。它在马氏体时效不锈钢中的主要作用是时效强化。当然形成A1₂O₃，膜也有抗腐蚀的能力。
8）Ti。Ti在马氏体时效不锈钢中是最有效的起时效强化作用的合金元素，但它的焊件在某些介质中易引起刀状腐烛。
9）Si。Si是强铁素体形成元素，能在钢表面形成一层SiO₂膜，提高抗氧化及抗腐蚀能力，还有抑制不锈钢在氯离子介质中的点蚀倾向。但w_Si≥4%时，钢的脆性明显升高。
10）Nb。Nb具有时效强化作用，但韧性下降比Ti少。因为起时效强化作用的Nb(C，N)在晶界析出，晶内仍可有较大的变形能力；而Ti的析出物在晶内弥散分布，变形能力减弱，所以，韧性下降。图5-7所示为Nb对回火马氏体不锈钢硬度的影响。
11）Re。Re可以提高马氏体时效不锈钢的抗蚀性。

（3）合金元素对组织和性能的影响  合金元素对马氏体时效不锈钢组织和性能的影响，是合金元素综合作用的结果。这种结果从根本上来说是对组织的影响：即加热时形成没有铁素体的单一的稳定奥氏体，而冷却到室温或不深的低温时转变为马氏体而无残留奥氏体。这就要有铁素体形成元素与奥氏体形成元素的有机配合，并有相应合理的Ms温度。可以用镍当量Ni_eq(式5-1)及铬当量Cr_eq(式5-2)根据有关组织图判断其组织是否是单一的稳定奥氏体，及根据Ms点(式5-3)来判断其室温下能否得到没有残留奥氏体的马氏体。表5-16所示为典型马氏体时效不锈钢的力学性能。

用式(5-3)计算的Ms其误差是11.22℃。