铁素体不锈钢是指铬含量在w_Cr11%～30%,具有体心立方晶体结构，以铁素体组织为主的不锈钢。从图2-3可以看到，在这个含量范围内，Fe-Cr二元合金相图的富铁部分几乎不存在其他相，只有α相。这类钢的主要特点是：提高耐氯化物中应力腐蚀、点腐蚀、缝隙腐蚀性能。但是，其焊接性不如奥氏体不锈钢，高温和低温性能较差，脆性较大，耐晶间腐蚀较差。



铁素体不锈钢中各主要元素的主要简述如下：
为了得到铁素体组织，必须尽量减少奥氏体形成元素，增加铁素体形成元素。在相图的高温区，也不能有奥氏体存在。因此，铁素体不锈钢含C量较低，含Cr量较高。
（1）Cr的主要作用Cr能提高铁素体不锈钢在氧化性介质中的耐热腐蚀性，但却能降低其在还原性介质中的耐腐蚀性。Cr还能提高铁素体不锈钢耐晶间腐蚀、点腐蚀和缝隙腐蚀性能。Cr含量的提高能加速脆性相的析出而降低韧性。
（2）Mo的主要作用Mo的加入可提高铁素体不锈钢的耐腐蚀性，特别是耐点腐蚀、缝隙腐蚀性能。Mo还能提高铁素体不锈钢在还原性介质中的耐腐蚀性。Mo可以提高铁素体不锈钢的强度，但却可使韧性降低。
（3）Ni的主要作用Ni加入铁素体不锈钢，只是为了改善钢的力学性能，使之强度和韧性得以显著提高，并降低脆性转变温度。但铁素体不锈钢中的Ni的含量不应太高，一般为w­_Ni2%～4%。
（4）C和N的主要作用C和N对铁素体不锈钢非常有害，但难以避免。因为它们在铁素体中固溶度很低，在高温加热随后的冷却中，易于析出碳化物、氮化物和碳氮化合物等，使不锈钢的韧性降低，脆性转变温度提高，各种耐腐蚀性随之降低。
C是铁素体不锈钢的重要元素，它与Cr一起对γ相区有明显的影响，见图2-4。


（5）Ti和Nb的主要作用 为了限制C和N对铁素体不锈钢的危害，往往在钢中加入少量Ti和Nb,使之形成Ti和Nb的碳化物和氮化物等，而抑制Cr的碳化物、氮化物的产生，可提高耐腐蚀性。Ti和Nb的碳化物、氮化物还可以细化晶粒，但Ti和Nb的加入，却使脆性转变温度提高。图2-5给出了Nb/(C+N)对超低碳17Cr铁素体不锈钢σ_0.2的影响。可以看出，Nb的效果最大，Ti的效果最小。



随着冶炼技术的改善，真空冶炼和连续电子束炉冶炼工艺的出现，以使铁素体不锈钢中的C和N的含量大大降低，因而，已能生产出高纯铁素体不锈钢和超高纯铁素体不锈钢。一般把C+N含量大于w_C+N0.05%的铁素体不锈钢叫做普通铁素体不锈钢，而把C+N含量小于w_C+N0.05%的铁素体不锈钢叫做高纯铁素体不锈钢，则把C+N含量小于w_C+N0.015%的铁素体不锈钢叫做超高纯铁素体不锈钢。高纯铁素体不锈钢的韧性大大提高，脆性转变温度降到-40～-60℃，耐腐蚀性也大大提高；超高纯铁素体不锈钢的耐腐蚀性则有更大的提高。