镍元素在不锈钢中的作用主要是其改变金属组织的晶体结构，主要是生成奥氏体晶体结构，从而优化比如可塑性、可焊接性与韧性等属性，因此镍也可以被叫做奥氏体形成元素。普通碳钢的晶体结构是铁氧体，呈体心立方结构，而一旦添加了镍元素，会促使晶体结构从体心立方结构转变成面心立方结构，该结构也可叫做奥氏体结构。

不过，镍也不是具有这种性质的元素。常见的奥氏体形成元素包括镍、碳、氮、锰、铜等元素。它们对形成奥氏体结构相对重要性对预测不锈钢的晶体结构来说意义较大。通过公式来表述奥氏体形成元素的相对重要性，有名的奥氏体形成能力=Ni%+30C%+30N%+0.5Mn%+0.25Cu% 。

从这里面可以得知碳属于一种较强的奥氏体形成元素，其形成奥氏体的能力是镍的30倍，不过其无法被添加到耐腐蚀不锈钢中，这是由于不锈钢材料焊接后碳会导致敏化腐蚀与晶间腐蚀问题。而氮元素形成奥氏体的性能同样是镍的30倍，不过其作为气体，只能添加少量有限的氮以避免不锈钢材料出现气孔问题。

此外加入锰与铜会导致炼钢时出现耐火生命减少与焊接的问题。并且在实际操作中，加入锰对于形成奥氏体效果不明显，不过在加入锰的同时还会让更多的氮溶解到不锈钢中，氮正是一种非常强的奥氏体形成元素。所以正是用足够的锰和氮来代替镍形成100%的奥氏体结构来形成200系不锈钢。另外在有些没有达到标准的200系不锈钢产品中，因为锰与氮的含量不足，而又要形成100%的奥氏体结构，就会人为的降低铬加入量，这就会导致降低不锈钢的耐腐蚀性能。

在不锈钢中，存在两种相反的力量同时起作用：铁素体形成元素持续形成铁素体，而奥氏体形成元素持续形成奥氏体。终的晶体结构受两类添加元素的相对数量影响。

其中铬是一种铁素体形成元素，所以铬在不锈钢晶体结构的形成上与奥氏体形成元素之间形成竞争。由于铁和铬均为铁素体形成元素，因此400系不锈钢属于完全铁素体不锈钢，具备磁性。在将奥氏体形成元素镍加入到铁铬不锈钢的时候，随着提升镍成分，生成的奥氏体同样会慢慢提升，直到所有的铁素体结构都被转化成奥氏体结构，如此就成为了300系不锈钢。而如果只加入一半数量的镍，即产生50%的铁素体和50%的奥氏体，此类结构叫做双相不锈钢。

400系列不锈钢属于铁碳合铬的合金。这种不锈钢具有马氏体结构和铁元素，因此具有正常的磁特性。400系不锈钢抗高温氧化能力非常强，并且相比于碳钢相比，它的物理特性与机械性能都有更好的优化。大多数400系不锈钢均能做热处理。300系不锈钢属于一种含铁、碳、镍与铬的合金材料，是一种无磁性不锈钢材料，可锻性要比400系不锈钢更好。因为300系不锈钢的奥氏体结构，所以其在多种介质环境中的抗腐蚀性能都很不错，拥有非常优异的抗金属超应力导致的腐蚀断裂性能，并且该材料还不会受热处理的影响。