Oțelurile inoxidabile martensitice standard includ tipurile 403, 410, 414, 416, 416(Se), 420, 431, 440A, 440B și 440C. Rezistența la coroziune a acestor oțeluri este derivată din conținutul lor de crom, care variază de la 11,5% la 18%. Oțelurile cu conținut mai mare de crom necesită, în general, un conținut corespunzător de carbon mai mare pentru a asigura formarea martensitei în timpul tratamentului termic. Cele trei oțeluri inoxidabile din seria 440 menționate mai sus sunt rareori luate în considerare pentru aplicații care necesită sudare, iar metalele de umplutură cu compoziții care se potrivesc cu seria 440 nu sunt ușor disponibile.
Versiunile modificate ale oțelurilor martensitice standard încorporează elemente de aliere precum nichel, molibden și vanadiu. Aceste adaosuri servesc în primul rând la ridicarea temperaturii de serviciu limitate admisibile a oțelurilor standard la niveluri care depășesc 1100 K. Când aceste elemente sunt adăugate, crește și conținutul de carbon; pe măsură ce conținutul de carbon crește, problema fisurii în zona afectată de căldură-întărită (HAZ) adiacentă sudurii devine mai gravă.
Oțelurile inoxidabile martensitice pot fi sudate în starea recoaptă, întărită sau întărită-și-călită. Indiferent de starea inițială a oțelului, sudarea are ca rezultat invariabil formarea unei zone martensitice întărite adiacente cordonului de sudură. Duritatea acestei zone-afectate de căldură este determinată în primul rând de conținutul de carbon al metalului de bază. Pe măsură ce duritatea crește, duritatea scade, făcând această regiune mai susceptibilă la fisurare. Preîncălzirea și controlul temperaturii interpass sunt cele mai eficiente metode de prevenire a unor astfel de fisuri; în plus, pentru a obține proprietăți mecanice optime, este necesar un tratament termic post-sudare. Oțelurile inoxidabile martensitice constituie o clasă de oțeluri inoxidabile ale căror proprietăți pot fi adaptate prin tratament termic (în special, călire și revenire); colocvial, ele sunt denumite oțeluri inoxidabile „călibile”.
Această caracteristică dictează că astfel de oțeluri trebuie să îndeplinească două condiții fundamentale: în primul rând, diagramele lor de fază de echilibru trebuie să prezinte o regiune de fază austenitică. Acest lucru asigură că-după încălzirea prelungită în intervalul de temperatură al acestei regiuni pentru a dizolva carburile în matricea de oțel-călirea ulterioară va duce la formarea martensitei; cu alte cuvinte, compoziția chimică trebuie controlată pentru a se încadra în câmpurile de fază (austenită) sau + (austenită-plus-ferită). În al doilea rând, pentru a permite formarea unei pelicule pasive care oferă rezistență la coroziune și oxidare, conținutul de crom trebuie menținut la sau peste 10,5%. Pe baza diferențelor dintre elementele de aliere, aceste materiale pot fi clasificate în oțeluri inoxidabile cu crom martensitic și oțeluri inoxidabile cu crom martensitic-nichel.
Elementele de aliere primare din oțelurile inoxidabile cu crom martensitic sunt fierul, cromul și carbonul. În regiunea bogată în fier-a diagramei de fază binară Fe-Cr-în special atunci când conținutul de crom depășește 13%-faza gamma ( ) nu există. În consecință, astfel de aliaje sunt aliaje feritice monofazice și nu pot forma martensită în niciun regim de tratament termic. Pentru a depăși acest lucru, trebuie introduse elemente de formare-austenită în sistemul de aliaj binar Fe-Cr pentru a extinde câmpul de fază gamma-. În contextul oțelurilor inoxidabile cu crom martensitic, carbonul (C) și azotul (N) servesc ca elemente eficiente; adăugarea de C și N permite aliajului să găzduiască conținuturi mai mari de crom.
În cadrul familiei de oțeluri inoxidabile cu crom martensitic, carbonul (C) se află-alături de crom-ca un alt element indispensabil și critic. Într-adevăr, oțelurile inoxidabile cu crom martensitic rezistente la căldură sunt în mod fundamental o clasă de aliaje ternare Fe-Cr{-C. Desigur, sunt prezente și alte elemente; luând în considerare aceste elemente, microstructura aproximativă a aliajului poate fi determinată folosind diagrama Schaeffler. Oțelurile inoxidabile martensitice constau în principal din oțeluri cu conținut scăzut de-carbon sau cu{9}}carbon ridicat, cu un conținut de crom cuprins între 12% și 18%. Calitățile de oțel inoxidabil martensitic utilizate pe scară largă în diferite țări se încadrează în general în următoarele trei categorii:
1. Oțeluri cu carbon scăzut- și mediu-carbon 13% Cr
2. Oțeluri cu conținut ridicat de-carbon 18% Cr
3. Oțeluri cu conținut scăzut de-carbon 17% Cr care conțin nichel (aproximativ 2%)
