軸的部分原材料為標準馬氏體不銹鋼，即403、410、414、416、416（SE）、420、431、440A、440b和440C，這些鋼的耐蝕性來自“鉻”，其耐蝕性在11.5%至18%之間。鉻含量越高，要求碳含量越高，以確保熱處理過程中馬氏體的形成。以上三種440不銹鋼很少被認為是需要焊接的應用，而且440型填充金屬成分不易獲得。

馬氏體標準鋼的改進含有鎳、鉬、釩等添加劑元素，主要用于將標準鋼的極限允許工作溫度提高到1100k以上，加入這些元素后，碳含量也隨之增加。隨著碳含量的增加，硬化熱影響區(qū)防止開裂的問題日益突出。

馬氏體不銹鋼可在退火、淬火、調質狀態(tài)下焊接。無論鋼的原始狀態(tài)如何，焊后焊縫附近都會形成硬化馬氏體區(qū)。熱影響區(qū)的硬度主要取決于母材的含碳量。當硬度增加時，韌性降低，這一區(qū)域更容易產生裂紋，預熱和控制層最有效的防止裂紋的方法是焊后。馬氏體不銹鋼是一種可以通過熱處理（淬火和回火）進行調節(jié)的不銹鋼。一般來說，它是一種可硬化的不銹鋼。

軸的這一特性決定了該類鋼必須具備兩個基本條件：一是平衡相圖中必須存在奧氏體相區(qū)。在該區(qū)域溫度范圍內長時間加熱后，碳化物可固溶于鋼中，然后淬火形成馬氏體，即化學成分必須控制在γ或γ+α相區(qū)，另一種是使合金形成耐腐蝕和抗氧化鈍化的鉻含量必須在10.5%以上。

根據(jù)合金元素的不同，可分為馬氏體鉻不銹鋼和馬氏體鉻鎳不銹鋼。

馬氏體鉻不銹鋼的主要合金元素是鐵、鉻和碳。例如，當Cr大于13%時，F(xiàn)e-Cr系相圖中不存在γ相。這種合金是單相鐵素體合金，在任何熱處理制度下都不能產生馬氏體。因此，有必要在Fe-Cr二元合金中加入奧氏體形成元素，以擴大γ相區(qū)。對于馬氏體鉻不銹鋼，C和N是有效元素，C和N的加入使合金的鉻含量更高。除鉻外，C是馬氏體鉻不銹鋼中最重要的元素。事實上，馬氏體鉻不銹鋼是一種鐵、鉻、碳三元合金。當然，還有其他元素可以用來從舍弗勒圖中確定總體組織。

軸用馬氏體不銹鋼主要是低碳鋼或高碳鋼，鉻含量在12%-18%之間。