Характеристики и организация нержавеющей стали в основном определяются различными элементами.Существует более 100 известных химических элементов, и элементами, которые оказывают наибольшее влияние на характеристики и организацию нержавеющей стали, являются: углерод, хром, никель, марганец, азот, титан, ниобий, молибден, медь, алюминий, кремний, ванадий, вольфрам, бор и более десяти видов.Благодаря добавлению этих элементов изменяется внутренняя организация стали, что придает стали особые свойства.Влияние различных элементов на эксплуатационные характеристики и организацию нержавеющей стали заключается в следующем：

Хром - самый основной элемент, определяющий коррозионную стойкость нержавеющей стали.В окисляющей среде хром может быстро образовывать слой плотной оксидной пленки, богатой хромом, на поверхности стали, которая не может быть проникнута и нерастворима агрессивной средой, и он в основном прочно связан с металлом, защищая сталь от дальнейшего окисления и эрозии внешней средой; хром может также эффективно повышается электродный потенциал стали.Когда содержание хрома составляет не менее 12,5%, электродный потенциал стали может быть изменен с отрицательного потенциала на положительный электродный потенциал, что может значительно повысить коррозионную стойкость стали.Чем выше содержание хрома, тем лучше коррозионная стойкость стали.Когда содержание хрома достигнет 25% и 37,5%, произойдут вторая и третья мутации, придающие стали более высокую коррозионную стойкость.

Влияние никеля на коррозионную стойкость нержавеющей стали может быть полностью продемонстрировано только в сочетании с хромом. Поскольку низкоуглеродистая никелевая сталь должна получить чистую аустенитную структуру, содержание никеля должно достигать 24%; чтобы значительно изменить коррозионную стойкость стали в определенных средах, содержание никеля должно быть более 27%.Следовательно, никель не может образовывать нержавеющую сталь сам по себе.Добавление 9% никеля к стали, содержащей 18% хрома, позволяет получить единую аустенитную структуру при комнатной температуре и может повысить коррозионную стойкость стали к неокисляющим средам (таким как разбавленная серная кислота, соляная кислота, фосфорная кислота и т.д.), а также может улучшить технологические характеристики сварки стали и холодный изгиб.

Марганец и азот оказывают аналогичное действие на никель в нержавеющей стали.Стабильный аустенитный эффект марганца составляет 1/2 от эффекта никеля, в то время как эффект азота намного больше, чем у никеля, примерно в 40 раз больше, чем у никеля.Следовательно, марганец и азот могут заменить никель для получения единой аустенитной ткани.Однако добавление марганца снизит коррозионную стойкость нержавеющей стали с низким содержанием хрома.В то же время аустенитную сталь с высоким содержанием марганца нелегко обрабатывать.Поэтому марганец не используется сам по себе в нержавеющей стали, вместо никеля используется только его часть.

Содержание углерода в нержавеющей стали и форма его распределения во многом определяют характеристики и структуру нержавеющей стали: с одной стороны, углерод является стабильным аустенитным элементом и действует в значительной степени, примерно в 30 раз больше, чем никеля; с одной стороны, благодаря большому сродству углерода и хрома, хром, занимающий в нержавеющей стали в 17 раз больше углерода, соединяется с ним, образуя карбид хрома. По мере увеличения содержания углерода в стали большее количество хрома образует карбиды с углеродом, что значительно снижает коррозионную стойкость стали. Поэтому с точки зрения прочности и коррозионной стойкости роль углерода в нержавеющей стали противоречива. В практических применениях для достижения коррозионной стойкости содержание углерода в нержавеющей стали обычно низкое, в основном около 0,1%. часто используется нержавеющая сталь с содержанием углерода 0,03% и менее.

Когда нержавеющая сталь нагревается до 450–800 ℃, содержание хрома вблизи границы зерна часто снижается из-за осаждения карбидов хрома на границе зерна с образованием обедненной хромом зоны, что вызывает межкристаллитную коррозию. Типичным примером является межкристаллитная коррозия, возникающая в околошовной зоне около сварного шва. Титан и ниобий являются сильными карбидообразующими элементами, и их сродство с углеродом намного выше, чем у хрома.Добавление титана или ниобия в сталь может привести к тому, что углерод в стали образует карбиды сначала с титаном или ниобием, а не с хромом.Карбиды образуются для обеспечения что межкристаллитная коррозия не будет происходить вблизи границ зерен из-за низкого содержания хрома. Поэтому титан и ниобий часто используют для фиксации углерода в стали, повышения способности нержавеющей стали сопротивляться межкристаллитной коррозии, улучшения свариваемости стали.

Молибден и медь - могут улучшить коррозионную стойкость некоторых нержавеющих сталей к определенным средам.

Молибден и медь могут улучшить коррозионную стойкость нержавеющей стали к агрессивным средам, таким как серная кислота и уксусная кислота. Молибден также может значительно повысить коррозионную стойкость к средам, содержащим ионы хлора (таким как соляная кислота) и органическим кислотам. Однако молибденсодержащую нержавеющую сталь нельзя использовать в азотной кислоте, а скорость ее коррозии в кипящей 65%-ной азотной кислоте удваивается по сравнению с таковой без молибдена; добавление меди в хромомарганцово-азотную нержавеющую сталь ускорит межкристаллитную коррозию из нержавеющей стали. Молибден отрицательно влияет на единую аустенитную структуру стали, поэтому в молибденсодержащей стали для придания стали после термической обработки единой аустенитной структуры следует увеличить содержание таких элементов, как никель и марганец соответственно.

Кремний и алюминий - могут улучшить стойкость нержавеющей стали к окислению.

Целью добавления кремния и алюминия в высокохромистую сталь является дальнейшее повышение стойкости стали к окислению, а другое — экономия хрома. Хотя кремний и алюминий играют большую роль в повышении стойкости хромистой стали к окислению, они также имеют много недостатков, наиболее важным из которых является то, что они увеличивают склонность стали к укрупнению зерна и хрупкости.

Вольфрам и Ванадий

В сталь добавляются вольфрам и ванадий, и их основная функция заключается в повышении термической прочности стали.

Бор

Добавление 0,005% бора в ферритную нержавеющую сталь с высоким содержанием хрома (Cr17Mo2Ti) может улучшить коррозионную стойкость стали в кипящей 65% уксусной кислоте; добавление следовых количеств (00006~0,0007%) бора в аустенитную нержавеющую сталь может улучшить коррозионную стойкость стали. в кипящей 65% уксусной кислоте.Улучшение горячей пластичности стали;бор хорошо влияет на повышение термической прочности стали, что позволяет значительно улучшить термическую прочность нержавеющей стали;борсодержащая хромоникелевая аустенитная нержавеющая сталь имеет специальное применение в атомной энергетике, но присутствие бора в нержавеющей стали снижает пластичность и ударную вязкость стали.