मानक मार्टेंसिटिक स्टेनलेस स्टील्स में प्रकार 403, 410, 414, 416, 416(Se), 420, 431, 440A, 440B, और 440C शामिल हैं। इन स्टील्स का संक्षारण प्रतिरोध उनकी क्रोमियम सामग्री से प्राप्त होता है, जो 11.5% से 18% तक होता है। उच्च क्रोमियम सामग्री वाले स्टील्स को आमतौर पर गर्मी उपचार के दौरान मार्टेंसाइट के गठन को सुनिश्चित करने के लिए समान रूप से उच्च कार्बन सामग्री की आवश्यकता होती है। उपरोक्त तीन 440-श्रृंखला स्टेनलेस स्टील्स को वेल्डिंग की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए शायद ही कभी माना जाता है, और 440-श्रृंखला से मेल खाने वाली रचनाओं वाली भराव धातुएं आसानी से उपलब्ध नहीं होती हैं।
मानक मार्टेंसिटिक स्टील्स के संशोधित संस्करणों में निकल, मोलिब्डेनम और वैनेडियम जैसे मिश्र धातु तत्व शामिल होते हैं। ये परिवर्धन मुख्य रूप से मानक स्टील्स के सीमित स्वीकार्य सेवा तापमान को 1100 K से अधिक के स्तर तक बढ़ाने का काम करते हैं। जब इन तत्वों को जोड़ा जाता है, तो कार्बन सामग्री भी बढ़ जाती है; जैसे-जैसे कार्बन की मात्रा बढ़ती है, वेल्ड से सटे कठोर ऊष्मा प्रभावित क्षेत्र (HAZ) के भीतर दरार की समस्या अधिक गंभीर हो जाती है।
मार्टेंसिटिक स्टेनलेस स्टील्स को एनील्ड, कठोर, या सख्त {{0}और {{1}टेम्पर्ड अवस्था में वेल्ड किया जा सकता है। स्टील की प्रारंभिक स्थिति के बावजूद, वेल्डिंग के परिणामस्वरूप वेल्ड बीड के निकट एक कठोर मार्टेंसिटिक क्षेत्र का निर्माण होता है। इस ऊष्मा प्रभावित क्षेत्र की कठोरता मुख्य रूप से आधार धातु की कार्बन सामग्री से निर्धारित होती है। जैसे-जैसे कठोरता बढ़ती है, क्रूरता कम हो जाती है, जिससे यह क्षेत्र टूटने के प्रति अधिक संवेदनशील हो जाता है। इस तरह की दरार को रोकने के लिए इंटरपास तापमान को पहले से गरम करना और नियंत्रित करना सबसे प्रभावी तरीके हैं; इसके अलावा, इष्टतम यांत्रिक गुणों को प्राप्त करने के लिए, वेल्ड के बाद गर्मी उपचार की आवश्यकता होती है। मार्टेंसिटिक स्टेनलेस स्टील्स स्टेनलेस स्टील्स के एक वर्ग का गठन करते हैं जिनके गुणों को गर्मी उपचार (विशेष रूप से, शमन और तड़के) के माध्यम से तैयार किया जा सकता है; बोलचाल की भाषा में, इन्हें "कठोर" स्टेनलेस स्टील्स कहा जाता है।
यह विशेषता तय करती है कि ऐसे स्टील्स को दो मूलभूत शर्तों को पूरा करना होगा: सबसे पहले, उनके संतुलन चरण आरेखों को एक ऑस्टेनिटिक चरण क्षेत्र प्रदर्शित करना चाहिए। यह सुनिश्चित करता है कि इस क्षेत्र की तापमान सीमा के भीतर लंबे समय तक गर्म करने के बाद कार्बाइड को स्टील मैट्रिक्स में घोलने के बाद {{2}बाद में शमन के परिणामस्वरूप मार्टेंसाइट का निर्माण होगा; दूसरे शब्दों में, रासायनिक संरचना को (ऑस्टेनाइट) या + (ऑस्टेनाइट-प्लस-फेराइट) चरण क्षेत्रों के भीतर आने के लिए नियंत्रित किया जाना चाहिए। दूसरा, एक निष्क्रिय फिल्म के निर्माण को सक्षम करने के लिए जो संक्षारण और ऑक्सीकरण के लिए प्रतिरोध प्रदान करती है, क्रोमियम सामग्री को 10.5% या उससे ऊपर बनाए रखा जाना चाहिए। मिश्रधातु तत्वों में अंतर के आधार पर, इन सामग्रियों को मार्टेंसिटिक क्रोमियम स्टेनलेस स्टील्स और मार्टेंसिटिक क्रोमियम-निकल स्टेनलेस स्टील्स में वर्गीकृत किया जा सकता है।
मार्टेंसिटिक क्रोमियम स्टेनलेस स्टील्स में प्राथमिक मिश्रधातु तत्व लोहा, क्रोमियम और कार्बन हैं। Fe के लौह समृद्ध क्षेत्र में {{2}Cr बाइनरी चरण आरेख {{3}विशेष रूप से जब क्रोमियम सामग्री 13% से अधिक हो जाती है तो गामा () चरण मौजूद नहीं होता है। नतीजतन, ऐसे मिश्र धातु एकल चरण फेरिटिक मिश्र धातु हैं और किसी भी ताप उपचार व्यवस्था के तहत मार्टेंसाइट नहीं बना सकते हैं। इस पर काबू पाने के लिए, गामा चरण क्षेत्र का विस्तार करने के लिए ऑस्टेनाइट बनाने वाले तत्वों को Fe {10 Cr बाइनरी मिश्र धातु प्रणाली में पेश किया जाना चाहिए। मार्टेंसिटिक क्रोमियम स्टेनलेस स्टील्स के संदर्भ में, कार्बन (सी) और नाइट्रोजन (एन) प्रभावी तत्वों के रूप में काम करते हैं; सी और एन को जोड़ने से मिश्र धातु उच्च क्रोमियम सामग्री को समायोजित करने की अनुमति देती है।
मार्टेंसिटिक क्रोमियम स्टेनलेस स्टील्स के परिवार के भीतर, कार्बन (सी) क्रोमियम के साथ-साथ एक अन्य अपरिहार्य और महत्वपूर्ण तत्व के रूप में खड़ा है। वास्तव में, मार्टेंसिटिक क्रोमियम स्टेनलेस हीट{{3}प्रतिरोधी स्टील्स मूल रूप से टर्नरी Fe{4}Cr-C मिश्र धातुओं का एक वर्ग है। स्वाभाविक रूप से, अन्य तत्व भी मौजूद हैं; इन तत्वों को ध्यान में रखते हुए, शेफ़लर आरेख का उपयोग करके मिश्र धातु की अनुमानित सूक्ष्म संरचना निर्धारित की जा सकती है। मार्टेंसिटिक स्टेनलेस स्टील्स में मुख्य रूप से कम {{8}कार्बन या उच्च -कार्बन स्टील्स होते हैं जिनमें क्रोमियम सामग्री 12% से 18% तक होती है। विभिन्न देशों में व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले मार्टेंसिटिक स्टेनलेस स्टील ग्रेड आम तौर पर निम्नलिखित तीन श्रेणियों में आते हैं:
1. कम {{1}कार्बन और मध्यम {{2}कार्बन 13% सीआर स्टील
2. उच्च -कार्बन 18% सीआर स्टील
3. कम -कार्बन 17% सीआर स्टील जिसमें निकेल (लगभग 2%) होता है
