現在已知的化學元素多達百來種，常用到工業生產的鋼鐵材料中大概二十多種。就不銹鋼而言，常用的化學元素有十幾種，除了基本元素鐵之外，能夠影響不銹鋼的性能和組織的元素是：碳、鉻、鎳、錳、硅、鉬、鈦、鈮、鈦、錳、氮、銅、鈷等。而除了碳、硅、氮之外，其余的化學元素都是周期表中位于過渡族的元素。

事實上工業領域應用的不銹鋼都是同時存在幾種甚至十幾種元素的，當幾種元素共同存在于不銹鋼體中時，它們的互相影響遠比各自單獨存在時復雜得多，因為此時不但要考慮各元素自身的作用，還要注意這些元素互相影響，所以不銹鋼的金相組織和性能受各種元素影響的總和來決定。

鉻對不銹鋼中的決定作用

能決定不銹鋼屬性的元素只有一種，那就是鉻。每種不銹鋼體內都有一定數量的鉻。所有的不銹鋼都含有鉻。而鉻之所以是能決定不銹鋼性能的主要元素，根本原因是向不銹鋼中添加鉻作為合金元素以后，可以促使鋼體內部運動向有利于抵抗外界腐蝕破壞的方面發展。具體的說明主要有兩點，首先鉻可以使鐵基固溶體的電極電位提高，其次鉻吸收鐵的電子使鐵鈍化。其中所謂鈍化是指因為陽極反應被阻止而引起金屬與合金耐腐蝕性能被提高的現象。金屬和合金鈍化的理論很多，主要有薄膜論、吸附論及電子排列論。

碳在不銹鋼中的兩重性

碳是工業用鋼鐵生產的主要元素之一，碳在鋼中的含量和其分布的形式很大程度上決定了鋼的性能和組織，而在不銹鋼中碳的影響更是特別明顯。碳對不銹鋼組織的影響有兩點，其一碳是穩定奧氏體的元素，并且作用比例很大（約是鎳的30倍），其二是由于碳和鉻的親和力很大，和鉻形成一系列復雜的碳化物。因此從強度與耐腐蝕性能看，碳在不銹鋼中的作用是互相矛盾的。知道這點，就可以根據不同的使用要求，來選擇不同含碳量的不銹鋼。

鎳在不銹鋼中的作用

鎳能有效增強不銹鋼的耐腐蝕性能，是非常重要的合金元素。鎳在鋼中是形成奧氏體的元素，但低碳鎳鋼要獲得奧氏體組織，含鎳量要達到24％；而只有含鎳27％時才使鋼在某些介質中的耐腐蝕性能明顯改變。因此鎳不能單獨構成不銹鋼。但是鎳與鉻同時存在于不銹鋼中時，含鎳的不銹鋼卻具有許多較好的性能。所以可以知道，鎳能使高鉻鋼的組織發生變化，從而改良不銹鋼的耐腐蝕性能和不銹鋼加工工藝性能。

錳和氮可以代替鉻鎳不銹鋼中鎳

鉻鎳奧氏體鋼的優點雖然很多，但隨著不銹鋼的需求量越來越大，而鎳的礦藏量較少且又集中分布在少數地區，所以全球范圍內都出現鎳供需矛盾。所以在很多地方，都在研究和應用以錳和氮來代替不銹鋼與耐熱鋼中的鎳。

錳能降低鋼的臨界淬火速度，從而在冷卻時增加奧氏體的穩定性，抑制奧氏體的分解，使高溫下形成的奧氏體得以保持到常溫。不過對于提高鋼的耐腐蝕性能，錳用處不大。因為錳對提高鐵基固溶體的電極電位的作用不大，形成的氧化膜的防護作用也很低，所以工業上雖有以錳合金化的奧氏體鋼，但均不能當作不銹鋼使用。 錳在鋼中穩定奧氏體的作用約為鎳的二分之一，即2 ％的氮在鋼中的作用也是穩定奧氏體，并且作用的程度比鎳還要大。例如，欲使含18％鉻的鋼在常溫下獲得奧氏體組織，以錳和氮代鎳的低鎳不銹鋼與元鎳的鉻錳氮不誘鋼，目前已在工業中獲得應用，有的已順利代替了經典的18-8鉻鎳不銹鋼。

另外在不銹鋼中加鈦或鈮主要是為了防止不銹鋼發生晶間腐蝕。

而鉬和銅則能提高部分不銹鋼的耐腐蝕性能。