Мартенситные нержавеющие стали имеют в своем составе более 13 процентов хрома и незначительные количества легирующих элементов. Содержание углерода у них превышает 0,1 процента и может достигать значений 0,2 и более. Повышенное содержание углерода позволяет подвергать мартенситные нержавеющие стали термическому улучшению для придания им повышенной прочности.
Мартенситные нержавеющие стали в основном применяются для деталей конструкции, подверженных особо высоким механическим нагрузкам. Тем не менее, они значительно уступают аустенитным нержавеющим сталям по коррозионной стойкости.
Для хранения сухого газообразного водорода при давлениях до 200 бар и комнатной температуре применяются стали, стойкие против водородной хрупкости. Баллоны для сжатого газа и сосуды под давлением, сделанные из такой стали не подвергаются вредному воздействию водорода.
При повышении температуры хранения выше 200 градусов Цельсия и давлении более 200 бар, водород имеет свойство диффундировать в материал, что приводит к охрупчиванию нелегированных сталей с последующим разрушением материала. Эти условия возникают при проведении ряда химических синтезов, например, синтезе аммиака. В этих случаях применяют особые жаропрочные стали, которые обладают стойкостью против водородной хрупкости.