钢铁工业中经常使用的化学元素大概有二十多种，就不锈钢而言，比较常用的元素有十几种，除了铁之外，能够影响不锈钢的性能与组织的元素有碳、铬、镍、锰、硅、钼、钛、铌、钛、锰、氮、铜、钴等。当几种元素共存于同一个不锈钢基体中时，它们的影响要比单独存在时更加复杂，所以不但要考虑各元素自身的作用，还要注意它们互相的影响，因此不锈钢的组织性能其实是受各种元素影响的总和。

铬对不锈钢起决定作用

决定不锈钢不锈属性的元素只有一种，那就是铬，每种不锈钢都一定拥有铬元素。根本原因是向钢中添加铬元素以后，能够促使钢内部的矛盾运动向有利于抵抗腐蚀破坏的方面发展。即铬元素使铁基固溶体的电极电位提高，且铬会吸收铁的电子使铁钝化。

钝化是因为阳极反应被阻止而使得金属和合金耐腐蚀性能被提高的现象。构成金属和合金钝化的理论很多，主要有薄膜论、吸附论及电子排列论。 　　

碳在不锈钢中的两重性

碳是工业用钢的一种主要元素，它的性能和组织在很大程度上受碳在钢中的含量及分布形式决定，在不锈钢中碳的影响非常明显。碳在不锈钢中对组织的影响主要表现在两个方面，一方面碳是稳定奥氏体的元素，且其效果很强（约是镍的30倍），另一方面又因为碳和铬的亲和力很大，会和铬形成一系列复杂的碳化物。因此从强度与耐腐蚀性能部分看，碳在不锈钢中的作用是互相矛盾的。所以能从不同的使用要求出发，来选择不同含碳量的不锈钢。

镍在不锈钢中的作用

镍是较好的耐腐蚀元素，是合金钢的重要合金化元素。镍在不锈钢中是形成奥氏体的主要元素，但低碳镍钢要获得奥氏体组织，含镍量要达到24％；而只有含镍27％时才使不锈钢在某些介质中的耐腐蚀性能明显提升。因此镍无法单独构成不锈钢。但是镍与铬同时存在于不锈钢中时，含镍的不锈钢却具有许多可贵的性能。所以可以得知，镍在不锈钢中的作用，是可使高铬钢的组织发生变化，从而使不锈钢的耐腐蚀性能获得一定程度的改良。 　　

锰和氮可以代替铬镍不锈钢中镍

铬镍奥氏体钢的优点尽管很多，但现在因为镍基耐热合金与含镍20％以下的热强钢的大量发展与应用，以及化学工业日益发展对不锈钢的需要量越来越大，但镍的矿藏量较少且又集中分布在少数地区，所以在世界范围内产生了镍在供和需方面的矛盾。因此在不锈钢和许多其他合金领域（如大型铸锻件用钢、工具钢、热强钢等）中，尤其是镍资源比较缺乏的国家，大量地开发了节镍和以其他元素代镍的科学研究与生产实践，在这方面研究和应用比较多的是以锰和氮来代替不锈钢与耐热钢中的镍。

锰对奥氏体的作用和镍差不多。不过说得确切一些，锰的作用不在于生成奥氏体，只是在于其可以降低不锈钢的临界淬火速度，在冷却时增加奥氏体的稳定性，抑制奥氏体的分解，使高温下形成的奥氏体得以保持到常温。在提高不锈钢的耐腐蚀性能方面，锰的作用不大