Standardna martenzitna nerjavna jekla vključujejo vrste 403, 410, 414, 416, 416(Se), 420, 431, 440A, 440B in 440C. Odpornost teh jekel proti koroziji izhaja iz njihove vsebnosti kroma, ki sega od 11,5 % do 18 %. Jekla z višjo vsebnostjo kroma običajno zahtevajo ustrezno višjo vsebnost ogljika, da zagotovijo tvorbo martenzita med toplotno obdelavo. Tri prej omenjena nerjavna jekla serije 440 se redko upoštevajo pri aplikacijah, ki zahtevajo varjenje, in dodajne kovine s sestavo, ki ustreza seriji 440, niso na voljo.
Spremenjene različice standardnih martenzitnih jekel vključujejo legirne elemente, kot so nikelj, molibden in vanadij. Ti dodatki služijo predvsem za zvišanje omejene dovoljene delovne temperature standardnih jekel na ravni, ki presegajo 1100 K. Ko so ti elementi dodani, se poveča tudi vsebnost ogljika; ko se vsebnost ogljika dvigne, postane problem razpok v utrjenem toplotno-območju (HAZ), ki meji na zvar, hujši.
Martenzitna nerjavna jekla je mogoče variti v žarjenem, kaljenem ali kaljenem-in-stanju. Ne glede na začetno stanje jekla, varjenje vedno povzroči nastanek utrjene martenzitne cone, ki meji na zvar. Trdota tega toplotno{4}}območja je v prvi vrsti določena z vsebnostjo ogljika v osnovni kovini. Ko se trdota poveča, se žilavost zmanjša, zaradi česar je to območje bolj dovzetno za razpoke. Predgretje in nadzor vmesne temperature sta najučinkovitejši metodi za preprečevanje takšnega razpokanja; poleg tega je za doseganje optimalnih mehanskih lastnosti potrebna -toplotna obdelava po varjenju. Martenzitna nerjavna jekla predstavljajo razred nerjavnih jekel, katerih lastnosti je mogoče prilagoditi s toplotno obdelavo (natančneje s kaljenjem in popuščanjem); pogovorno jih imenujemo "kaljiva" nerjavna jekla.
Ta značilnost narekuje, da morajo takšna jekla izpolnjevati dva temeljna pogoja: Prvič, njihovi ravnotežni fazni diagrami morajo imeti območje avstenitne faze. To zagotavlja, da-po dolgotrajnem segrevanju znotraj temperaturnega območja tega območja za raztapljanje karbidov v jekleni matrici-naknadno kaljenje povzroči nastanek martenzita; z drugimi besedami, kemično sestavo je treba nadzorovati, da spada v fazno polje (avstenit) ali + (avstenit-plus-ferit). Drugič, da se omogoči tvorba pasivnega filma, ki zagotavlja odpornost proti koroziji in oksidaciji, je treba vsebnost kroma vzdrževati pri 10,5 % ali več. Na podlagi razlik v legirnih elementih lahko te materiale razvrstimo v martenzitna kromova nerjavna jekla in martenzitna krom-nikljeva nerjavna jekla.
Primarni legirni elementi v martenzitnih kromovih nerjavnih jeklih so železo, krom in ogljik. V-z železom bogatem območju Fe-Cr binarnega faznega diagrama-natančneje, ko vsebnost kroma presega 13 %-gama ( ) faza ne obstaja. Posledično so takšne zlitine eno-fazne feritne zlitine in ne morejo tvoriti martenzita pri nobenem režimu toplotne obdelave. Da bi to odpravili, je treba v sistem binarne zlitine Fe-Cr vnesti-elemente, ki tvorijo avstenit, da se razširi polje-faze gama. V okviru martenzitnih kromovih nerjavnih jekel sta ogljik (C) in dušik (N) učinkovita elementa; dodatek C in N omogoča, da zlitina sprejme višje vsebnosti kroma.
V družini martenzitnih kromovih nerjavnih jekel stoji ogljik (C)-poleg kroma-kot še en nepogrešljiv in kritičen element. Dejansko so martenzitna kromova nerjavna jekla, odporna na vročino-v bistvu razred trojnih zlitin Fe-Cr-C. Seveda so prisotni tudi drugi elementi; z upoštevanjem teh elementov je mogoče določiti približno mikrostrukturo zlitine s pomočjo Schaefflerjevega diagrama. Martenzitna nerjavna jekla so v glavnem sestavljena iz nizko- ali visoko-ogljikovih jekel z vsebnostjo kroma v razponu od 12 % do 18 %. Razredi martenzitnega nerjavnega jekla, ki se pogosto uporabljajo v različnih državah, na splošno spadajo v naslednje tri kategorije:
1. Nizko-ogljična in srednje-ogljična 13 % Cr jekla
2. Visoko{1}}ogljična 18 % Cr jekla
3. Nizko{1}}ogljična 17 % Cr jekla, ki vsebujejo nikelj (približno 2 %)
