不锈钢管是加有质量分数从12%到高于50%合金元素的铁基合金。合金元素影响奥氏体、铁素体和马氏体相的稳定性，从而影响与稳定性有关的各相之间的平衡关系。加入不锈钢中的元素可以分为形成稳定铁素体元素以及形成稳定奥氏体元素。马氏体是一种相变产物，由奥氏体从高温冷却到低温时形成，如果在高温时没有形成奥氏体，那么在低温下也就不会获得马氏体相。

奥氏体不锈钢管含有高的镍含量及其他奥氏体形成元素，这些元素促使奥氏体相的形成，使其在室温甚至更低温度下仍然稳定。铁素体不锈钢无缝管则含有减弱奥氏体形成的元素例如高的铬含量，使铁素体成为主导的相组分。马氏体不锈钢管在高温时是奥氏体组织，然而这种奥氏体是不稳定的，在冷却时发生转变。借助于奥氏体形成元素和铁素体形成元素之间的平衡可以控制不锈钢管的微观组织。两种元素间平衡的调整对不锈钢管的力学性能，耐腐蚀性和焊接性有重要作用。

铝、钛、铜和钼加入不锈钢无缝管中可以促进析出反应而使钢强化。含有Cu、AI 和Mo的析出硬化（PH）马氏体不锈钢无缝管经热处理后可以得到超过1375MPa（200k8i）的室温屈服强度。奥氏体不锈钢无缝管经常含有钛和铝而形成镍钛和镍铝析出相，其作用和镍基超合金中的析出强化相相似。铝在固溶体中是铁素体形成元素，而铜则是弱奥氏体形成元素。成分接近纯铜的析出相可以用来强化马氏体钢如174PH钢。铁素体形成元素有：铬、钼、硅、铌、钛、铝、钒、钨。奥氏体形成元素有：镍、锰、碳、氮、铜、钴。