不锈钢材料与其他金属材料的比较

从经济角度而言，不锈钢材料可以与更高成本的基于镍或钛的工程金属和合金竞争，同时提供适用于各种应用的一系列抗腐蚀性能。它们比大多数聚合物产品(GRP)具有更好的强度，在使用寿命结束时易于修复和可回收。

在考虑不锈钢时，最重要的特征是：耐腐蚀(或抗氧化)、机械和物理特性、可用的成形制造和连接技术、环境和材料成本(包括总生命周期成本)、基本的方法是选择尽可能低的成本，但所需的耐腐蚀性。其他考虑因素如强度和淬透性是次要的。

铬(Cr)的含量将不锈钢与其他钢材分开。钢材上独特的自修复“被动”表层是由于铬。市售等级的铬含量至少约为11%。这些可以是铁素体或马氏体，取决于碳范围控制。增加铬可以增强抗腐蚀性和抗氧化性，因此17%Cr 430(1.4016)铁素体预计会比’410S’(1.4000)型有所改善。类似地，15%Cr的马氏体431(1.4057)与12%的Cr 420(1.4021 / 1.4028)类型相比，可以预期具有更好的耐腐蚀性。

超过20%的铬含量为双相和高合金奥氏体提供了改进的“水性”耐腐蚀性，并且也形成了铁素体和奥氏体耐热等级的良好高温抗氧化性的基础，例如相当稀有的铁素体446(25%Cr )或更广泛使用的25%Cr，20%镍(Ni)奥氏体310(1.4845)牌号。除了这个基本的“规则”，镍(Ni)扩大了不锈钢可以“处理”的环境范围。添加到431(1.4057)马氏体型中的2%Ni提高了耐腐蚀性，但其主要目的是改善钢的冲击韧性。在形成双链类型时添加约4.5%至6.5%的Ni。奥氏体的范围从约7%到超过20%。然而，耐腐蚀性不仅与镍水平有关。假设具有8%Ni的304(1.4301)因此具有更好的耐腐蚀性，即只有5%Ni的1.4462双相不锈钢是错误的。

更具体的合金添加也是为了提高耐腐蚀性的目的。

这些包括钼(Mo)和氮(N)，用于抗点蚀和缝隙腐蚀。316型是主要的Mo轴承奥氏体。许多现有的双相不锈钢牌号都含有Mo和N两种添加剂。铜也被用于提高某些“常见”的耐腐蚀性，但在硫酸的“中间”浓度范围等危险环境中。含铜的牌号包括奥氏体904L(1.4539)型和一些25%Cr“超级双相”钢，如1.4501和1.4507。

基本的机械强度随着合金添加量的增加而增加，但各组不锈钢的原子结构差异具有更重要的影响。与其他合金钢一样，只有马氏体不锈钢才能通过热处理硬化。沉淀硬化不锈钢通过热处理得到强化，但对马氏体类型使用不同的机制。非常小的颗粒通过适当的热处理形成，并作为钢基体中的增强剂。铁素体，奥氏体和双相不能通过热处理加强或硬化，但作为强化机制的冷加工程度有不同程度的反应。

与奥氏体相比，铁素体类型在环境温度下具有有用的机械性能，但延展性有限。由于失去冲击韧性并且在高于约600℃的高温下丧失强度，它们不适用于低温应用，尽管已经非常成功地用于汽车排气系统等应用。奥氏体类型具有其特有的面心立方体’fcc’原子排列，具有相当不同的性质。在机械方面，它们在低温下更具延展性和冲击韧性。与其他类型不锈钢的主要物理性能差异在于它们是“非磁性”的，即具有较低的相对磁导率，只要它们完全软化即可。与其他不锈钢类型相比，它们的导热系数更低，热膨胀率更高。具有奥氏体和铁素体“混合”结构的双相型，具有这些类型的一些性能，但从根本上来说，其机械性能比铁素体或奥氏体型更强。