Gli acciai ferritici con contenuti più elevati di cromo e molibdeno sono utilizzati soprattutto per prodotti a parete sottile in ambienti corrosivi in tutti i settori industriali. Gli acciai martensitici e semimartensitici, con un contenuto di cromo compreso tra il 12 e il 18% circa e di molibdeno e nichel, raggiungono un'elevata resistenza e una buona resistenza all'usura attraverso il trattamento termico. I principali settori di applicazione sono la coltelleria e l'ingegneria meccanica.
Gli elementi di lega più importanti di questi acciai sono il Cr e il Mo. Una struttura ferritica cubica a corpo centrato in soluzione solida può essere ottenuta grazie a uno speciale bilanciamento degli elementi di lega. Cr, Mo e altri agiscono come forti elementi stabilizzatori della ferrite. Gli elementi che stabilizzano l’austenite, come Ni, Mn, C, N, sono mantenuti molto bassi. Il contenuto di Cr degli acciai inossidabili ferritici è solitamente compreso tra il 12 e il 28%. In particolare, nel caso degli acciai ad alte prestazioni, le cosiddette superferriti, si punta a contenuti di C e N estremamente bassi, con un effetto positivo sulle caratteristiche di tenacità. Il Ni viene aggiunto in piccole quantità come elemento di lega che aumenta la tenacità. Gli acciai ferritici sono altamente ferromagnetici.
La resistenza alla corrosione è determinata essenzialmente dal contenuto di Cr e Mo. La resistenza alla corrosione intergranulare è determinata dal contenuto di Cr libero, cioè il contenuto di Cr nella soluzione solida che non è legato sotto forma di carburi di Cr.
In generale, gli acciai inossidabili ferritici hanno una resistenza leggermente superiore e sono significativamente più resistenti alle cricche da tensocorrosione rispetto agli acciai austenitici Cr-Ni-(Mo). La formabilità, invece, è relativamente più scarsa, così come la tenacità, che dipende in larga misura dalla sezione trasversale. Gli acciai inossidabili ferritici mostrano inoltre un’accentuata transizione dal comportamento di frattura duttile a quello di frattura fragile con il diminuire della temperatura.
A causa di queste limitazioni, l’applicazione è fortemente limitata ai prodotti a parete sottile (lamiere, nastri, tubi) in tutti i settori industriali e in ambienti corrosivi, ad esempio per i casalinghi, la tecnologia dei processi chimici, le applicazioni magnetiche e molto altro.
Gli acciai inossidabili martensitici e semimartensitici sono ferromagnetici e hanno una microstruttura costituita principalmente da una fase martensitica (martensite di carbonio), eventualmente con piccole quantità di fasi secondarie, principalmente ferrite e carburi. Tali acciai vengono temprati per ottenere resistenze più elevate mediante trattamento termico, ad esempio tempra e rinvenimento. Il contenuto di Cr è compreso tra il 12 e il 18% circa, con proporzioni di Mo e Ni. A seconda del contenuto di C e N e della percentuale di ferrite, con questi acciai si possono ottenere resistenze elevate e una buona resistenza all’usura.
Gli acciai inossidabili martensitici e semimartensitici hanno una minore tenacità e una temperatura di transizione relativamente alta, sono difficili da saldare e generalmente richiedono un successivo trattamento termico, il che significa che il loro uso è solitamente limitato a parti non saldate. Per ottenere una microstruttura martensitica o semi-martensitica, il contenuto di Cr tende a essere basso e parte del cromo è legato a precipitati di carburo. Di conseguenza, la resistenza alla corrosione è relativamente più bassa e solitamente inferiore a quella degli acciai austenitici standard. Per questo motivo, e anche per la loro limitata tenacità, gli acciai inossidabili martensitici sono utilizzati laddove sono richieste principalmente resistenza e durezza, ad esempio per utensili da taglio, ingegneria meccanica generale, alberi e dispositivi di fissaggio.