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不銹鋼材料與其他金屬材料的比較

從經濟角度而言，不銹鋼材料可以與更高成本的基于鎳或鈦的工程金屬和合金競爭，同時提供適用于各種應用的一系列抗腐蝕性能。它們比大多數聚合物產品(GRP)具有更好的強度，在使用壽命結束時易于修復和可回收。

在考慮不銹鋼時，最重要的特征是：耐腐蝕(或抗氧化)、機械和物理特性、可用的成形制造和連接技術、環境和材料成本(包括總生命周期成本)、基本的方法是選擇盡可能低的成本，但所需的耐腐蝕性。其他考慮因素如強度和淬透性是次要的。

鉻(Cr)的含量將不銹鋼與其他鋼材分開。鋼材上獨特的自修復“被動”表層是由于鉻。市售等級的鉻含量至少約為11%。這些可以是鐵素體或馬氏體，取決于碳范圍控制。增加鉻可以增強抗腐蝕性和抗氧化性，因此17%Cr 430(1.4016)鐵素體預計會比’410S’(1.4000)型有所改善。類似地，15%Cr的馬氏體431(1.4057)與12%的Cr 420(1.4021 / 1.4028)類型相比，可以預期具有更好的耐腐蝕性。

超過20%的鉻含量為雙相和高合金奧氏體提供了改進的“水性”耐腐蝕性，并且也形成了鐵素體和奧氏體耐熱等級的良好高溫抗氧化性的基礎，例如相當稀有的鐵素體446(25%Cr )或更廣泛使用的25%Cr，20%鎳(Ni)奧氏體310(1.4845)牌號。除了這個基本的“規則”，鎳(Ni)擴大了不銹鋼可以“處理”的環境范圍。添加到431(1.4057)馬氏體型中的2%Ni提高了耐腐蝕性，但其主要目的是改善鋼的沖擊韌性。在形成雙鏈類型時添加約4.5%至6.5%的Ni。奧氏體的范圍從約7%到超過20%。然而，耐腐蝕性不僅與鎳水平有關。假設具有8%Ni的304(1.4301)因此具有更好的耐腐蝕性，即只有5%Ni的1.4462雙相不銹鋼是錯誤的。

更具體的合金添加也是為了提高耐腐蝕性的目的。

這些包括鉬(Mo)和氮(N)，用于抗點蝕和縫隙腐蝕。316型是主要的Mo軸承奧氏體。許多現有的雙相不銹鋼牌號都含有Mo和N兩種添加劑。銅也被用于提高某些“常見”的耐腐蝕性，但在硫酸的“中間”濃度范圍等危險環境中。含銅的牌號包括奧氏體904L(1.4539)型和一些25%Cr“超級雙相”鋼，如1.4501和1.4507。

基本的機械強度隨著合金添加量的增加而增加，但各組不銹鋼的原子結構差異具有更重要的影響。與其他合金鋼一樣，只有馬氏體不銹鋼才能通過熱處理硬化。沉淀硬化不銹鋼通過熱處理得到強化，但對馬氏體類型使用不同的機制。非常小的顆粒通過適當的熱處理形成，并作為鋼基體中的增強劑。鐵素體，奧氏體和雙相不能通過熱處理加強或硬化，但作為強化機制的冷加工程度有不同程度的反應。

與奧氏體相比，鐵素體類型在環境溫度下具有有用的機械性能，但延展性有限。由于失去沖擊韌性并且在高于約600℃的高溫下喪失強度，它們不適用于低溫應用，盡管已經非常成功地用于汽車排氣系統等應用。奧氏體類型具有其特有的面心立方體’fcc’原子排列，具有相當不同的性質。在機械方面，它們在低溫下更具延展性和沖擊韌性。與其他類型不銹鋼的主要物理性能差異在于它們是“非磁性”的，即具有較低的相對磁導率，只要它們完全軟化即可。與其他不銹鋼類型相比，它們的導熱系數更低，熱膨脹率更高。具有奧氏體和鐵素體“混合”結構的雙相型，具有這些類型的一些性能，但從根本上來說，其機械性能比鐵素體或奧氏體型更強。