Ferritische Stähle mit höheren Chrom und Molybdän-Anteilen werden meist für dünnwandige Produkte in korrosiven Medien in allen Industriebereichen verwendet. Martensitische und halbmartensitische Stähle mit Chrom-Gehalten von ca. 12 bis 18% und Molybdän und Nickel erreichen durch Wärmebehandlung hohe Festigkeiten und gute Verschleißbeständigkeit. Hauptanwendungsgebiete sind Schneidwaren und der Maschinenbau.
Die wichtigsten Legierungselemente derartiger Stähle sind Cr und Mo. Durch spezielle Balance der Legierungselemente kann ein ferritisches, kubisch-raumzentrierte Mischkristallgefüge erzielt werden. Cr, Mo u.a. wirken dabei als stark ferritstabilisierende Elemente. Die den Austenit stabilisierenden Elemente wie Ni, Mn, C, N werden dabei sehr niedrig gehalten. Der Cr-Gehalt von ferritischen nichtrostenden Stählen liegt üblicherweise bei 12 bis 28%. Speziell bei Hochleistungsstählen, sog. Superferriten, strebt man extrem niedrige C und N-Gehalte an, was sich positiv auf die Zähigkeitsmerkmale auswirkt. Ni wird als zähigkeitsförderndes Legierungselement in geringen Mengen zulegiert. Ferritische Stähle sind stark ferromagnetisch.
Die Korrosionsbeständigkeit wird im Wesentlichen durch den Gehalt an Cr und Mo bestimmt. Die Beständigkeit gegen interkristalline Korrosion bestimmt der freie Cr-Gehalt, dh. der nicht in Form von Cr-Karbiden abgebundene Cr-Anteil im Mischkristall.
Im Allgemeinen haben ferritische nichtrostende Stähle eine etwas höhere Festigkeit und sind deutlich beständiger gegen Spannungsrisskorrosion als die austenitischen Cr-Ni-(Mo)- Stähle. Die Umformbarkeit dagegen ist vergleichsweise schlechter und ebenfalls die Zähigkeit, die zudem auch stark vom Querschnitt abhängt. Ferritische nichtrostende Stähle zeigen auch einen ausgeprägten Übergang von duktilem zu spröden Bruchverhalten mit sinkender Temperatur.
Aufgrund dieser Einschränkungen ist die Anwendung stark beschränkt auf dünnwandige Produkte (Bleche, Bänder Rohre) in allen Industriebereichen und in korrosiven Medien, z.B. für Haushaltswaren, chemische Prozesstechnik, Magnetanwendungen u.v.m.
Martensitische und halbmartensitische nichtrostende Stähle sind ferromagnetisch und weisen ein Gefüge hauptsächlich aus martensitischer Phase (Kohlenstoff-Martensit) auf, evtl. mit geringen Anteilen von Sekundärphasen, hauptsächlich Ferrit und Karbide. Derartige Stähle werden durch eine Wärmebehandlung, u. z. Härten und Anlassen auf höhere Festigkeiten vergütet. Der Cr-Gehalt liegt bei ca. 12 bis 18%, mit Anteilen von Mo und Ni. Je nach C und N-Gehalt und Anteil an Ferrit erreicht man mit diesen Stählen hohe Festigkeiten und gute Verschleißbeständigkeit.
Martensitische und halbmartensitische nichtrostende Stähle weisen geringere Zähigkeit und eine relativ hohe Übergangstemperatur auf, sind schwierig zu Schweißen und erfordern i. d. R. eine anschließende Wärmebehandlung, wodurch die Anwendung meist auf nicht geschweißte Teile beschränkt ist. Um ein martensitisches oder halbmartensitisches Gefüge zu erzielen, liegen die Cr-Gehalte eher im niedrigen Bereich und ein Teil des Chroms ist in Karbidausscheidungen gebunden. Deshalb ist die Korrosionsbeständigkeit vergleichsweise niedriger und liegt zumeist unter jener der austenitischen Standardstähle. Darum und auch wegen der begrenzten Zähigkeit werden die martensitische nichtrostende Stähle dort angewendet, wo vorrangig Festigkeit und Härte erforderlich sind, z.B. für Schneidwaren, allg. Maschinenbau, Wellen und Befestigungsmittel.