根據日本工業標準（JISG0203)用語的定義，不銹鋼是“以提高耐腐蝕性為目的的含有鉻或者含有鉻、鎳的合金鋼。”“一般來說，鉻的含量大約超過11%的鋼就被稱做不銹鋼，根據其組織不同，不銹鋼主要分為馬氏體不銹鋼、鐵素體不銹鋼、奧氏體不銹鋼、奧氏體－鐵素體雙相不銹鋼及沉淀硬化型不銹鋼五類。”將鉻熔于鐵中合金化，若鉻的含量達到11%~12%,在空氣中就難以生銹，這是因為其表面形成了由鉻（以及鐵）的氧化物及氫氧化物構成的厚度約為1~2nm的鈍化膜。
表1.1從(cong)高到低排(pai)列出了代表性的金(jin)屬及合金(jin)在海(hai)水中的腐(fu)蝕電位，這成為判斷(duan)材(cai)料(liao)被腐(fu)蝕難易(yi)程度的基準。當不(bu)銹鋼(gang)處(chu)于(yu)活性狀態(tai)時，顯(xian)示(shi)出接近于(yu)鐵(tie)的電位；當其處(chu)于(yu)穩定(ding)狀態(tai)時，顯(xian)示(shi)出接近于(yu)金(jin)的電位。也就是(shi)說(shuo)，把鐵(tie)與鉻(ge)煉成合金(jin)，就可(ke)以(yi)得(de)到耐蝕性接近于(yu)金(jin)的物質。因此，我們可(ke)以(yi)把鉻(ge)看作是(shi)中世(shi)紀煉金(jin)術(shu)師所追求的“智者之(zhi)石”。
鉻是法(fa)國(guo)的(de)分析化學家L.N.Vauqulin于1787年(nian)從西(xi)班牙的(de)紅鉛礦中(zhong)首次發(fa)現的(de)一種元素，次年(nian)根據(ju)希臘語中(zhong)表示顏色的(de)詞Chroma而命名為Chr?me.據(ju)說他(ta)也認(ren)為這種金屬(shu)不易被酸侵(qin)蝕。
可是直(zhi)到進入(ru)20世紀20年代以(yi)(yi)后(hou)，人(ren)們(men)才把(ba)鉻(ge)作(zuo)(zuo)為鋼鐵的合(he)(he)金元(yuan)素來應用。首先，英國皇(huang)家(jia)研(yan)究所學者M.Faraday致(zhi)力于研(yan)究把(ba)貴金屬熔于鋼中煉成合(he)(he)金，制作(zuo)(zuo)出(chu)難以(yi)(yi)氧化（即(ji)難以(yi)(yi)生銹(xiu)）的新型(xing)刀具鋼，他就Ni、Ag、Pt、Rh的影響問題，于1820年與(yu)刀具師J.Stodart聯名發表(biao)了試(shi)驗結果。接下來在(zai)(zai)1922年其所發表(biao)的論文中記述了制作(zuo)(zuo)的刀具鋼中溶解了1%Cr及(ji)3%Cr,可是并(bing)(bing)沒(mei)有關(guan)于耐腐蝕(shi)性的報告。另外，同期，法國的P.Bertier在(zai)(zai)鐵中加入(ru)鉻(ge)制造出(chu)了鉻(ge)鋼和鉻(ge)鐵，并(bing)(bing)發現Fe-Cr合(he)(he)金難以(yi)(yi)被酸侵蝕(shi)。
此后有(you)(you)關鉻(ge)(ge)(ge)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)研究(jiu)多(duo)了起來，其(qi)中(zhong)特別需要提到，因(yin)開(kai)發(fa)哈德菲爾德高錳鋼(gang)而聲名鵲起的(de)(de)(de)(de)(de)(de)英(ying)國(guo)學(xue)者R.A.Hadfield的(de)(de)(de)(de)(de)(de)研究(jiu)工(gong)作。他(ta)于1892年就鐵和鉻(ge)(ge)(ge)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)合金問題(ti)發(fa)表了文章，涉(she)及合金的(de)(de)(de)(de)(de)(de)力學(xue)性(xing)(xing)(xing)能、磁性(xing)(xing)(xing)能、電(dian)性(xing)(xing)(xing)能、熱性(xing)(xing)(xing)能等。當時(shi)所(suo)(suo)用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)材料中(zhong)鉻(ge)(ge)(ge)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)含(han)量(liang)(liang)(liang)為0.22%~16.74%.就成(cheng)分而言，他(ta)研究(jiu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鉻(ge)(ge)(ge)鋼(gang)已經包含(han)了相(xiang)當于今天(tian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)成(cheng)分，只是(shi)碳的(de)(de)(de)(de)(de)(de)含(han)量(liang)(liang)(liang)有(you)(you)所(suo)(suo)不(bu)同，當時(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鉻(ge)(ge)(ge)鐵合金樣品中(zhong)碳量(liang)(liang)(liang)偏高，大約(yue)占鉻(ge)(ge)(ge)含(han)量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)1/10。就耐蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)來說，在(zai)常溫下把鉻(ge)(ge)(ge)鋼(gang)試樣浸(jin)泡在(zai)50%的(de)(de)(de)(de)(de)(de)硫酸(suan)溶液中(zhong)，結果正如(ru)表1.2所(suo)(suo)示，鉻(ge)(ge)(ge)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)含(han)量(liang)(liang)(liang)越(yue)多(duo)被腐(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)量(liang)(liang)(liang)越(yue)多(duo)，所(suo)(suo)以(yi)不(bu)能證明(ming)鉻(ge)(ge)(ge)能提高耐蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)。這是(shi)因(yin)為當時(shi)把鎳鋼(gang)用(yong)作抗腐(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)，因(yin)此進行了上述的(de)(de)(de)(de)(de)(de)硫酸(suan)試驗。但是(shi)，在(zai)發(fa)明(ming)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)之(zhi)后的(de)(de)(de)(de)(de)(de)1916年，Hadfield指出：當他(ta)取出含(han)有(you)(you)11.13%鉻(ge)(ge)(ge)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)（樣品M)后發(fa)現(xian)其(qi)光澤依舊，并沒有(you)(you)生銹(xiu)。
上述提到的(de)Hadfield 研究(jiu)鉻(ge)鋼的(de)時(shi)代，人們還(huan)設有(you)得到碳含(han)(han)量較低的(de)鉻(ge)鐵。雖然德(de)國、法(fa)國等國家(jia)一直(zhi)在進行有(you)關不(bu)含(han)(han)碳的(de)鐵以及鉻(ge)鐵制(zhi)造的(de)研究(jiu)，但直(zhi)到1895年德(de)國的(de)H.Goldschmidt才發明了利(li)(li)用(yong)鋁(lv)末還(huan)原氧化鐵的(de)鋁(lv)熱劑法(fa)，使低碳鉻(ge)鐵的(de)工(gong)業(ye)性制(zhi)造成為(wei)可能（德(de)國專利(li)(li) 96317-1895.3.12).另外，在美國F.M.Becket于1907~1908年使用(yong)電爐開發了硅還(huan)原法(fa)，使低碳鉻(ge)鐵的(de)制(zhi)造成為(wei)可能。
由于(yu)(yu)低碳鉻鐵的(de)(de)(de)獲得成(cheng)(cheng)為可能(neng)，進入20世(shi)紀初(chu)以(yi)(yi)后，人們已經能(neng)夠把碳鉻鐵作為原料用(yong)于(yu)(yu)鉻鋼(gang)(gang)和Cr-Ni鋼(gang)(gang)研(yan)究(jiu)，排除了(le)(le)碳的(de)(de)(de)影響。法國的(de)(de)(de)L.Guillet通過(guo)改(gai)變鉻含量(liang)對鉻鋼(gang)(gang)（1903~1904年(nian)）、Cr-Ni鋼(gang)(gang)（1906年(nian)）進行了(le)(le)組(zu)織學(xue)以(yi)(yi)及力學(xue)性(xing)(xing)質(zhi)的(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)，其中其研(yan)究(jiu)的(de)(de)(de)許多(duo)鉻鋼(gang)(gang)、Cr-Ni鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)分(fen)與今(jin)天不銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)分(fen)相當。不過(guo)在(zai)耐腐(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)方面(mian)他并沒有(you)表(biao)現出什么興趣，由于(yu)(yu)鉻的(de)(de)(de)含量(liang)越多(duo)鋼(gang)(gang)就會越硬，所以(yi)(yi)只啟發了(le)(le)人們利用(yong)其硬度(du)的(de)(de)(de)用(yong)途。另外，在(zai)繼L.Guillet之后，研(yan)究(jiu)合金(jin)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)A.M.Portvin 所使用(yong)的(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)中雖然(ran)含有(you)與今(jin)天的(de)(de)(de)17Cr不銹鋼(gang)(gang)（SUS430)相當的(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)分(fen)，但(dan)尚未與其出眾的(de)(de)(de)耐腐(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)相關聯來進行研(yan)究(jiu)。
第一次闡明(ming)Fe-Cr合(he)(he)(he)金對(dui)(dui)于(yu)氧化酸(suan)硝酸(suan)具有較(jiao)強耐(nai)腐蝕(shi)性(xing)的(de)(de)，恐怕(pa)是從師于(yu)德(de)(de)國(guo)亞(ya)琛工科(ke)大學 W.Borchers教授進行研究的(de)(de)P.Monnartz,他在學位(wei)論(lun)文“關于(yu)Fe-Cr合(he)(he)(he)金耐(nai)酸(suan)性(xing)的(de)(de)研究”中特別(bie)針對(dui)(dui)硝酸(suan)對(dui)(dui)鉻(ge)的(de)(de)含(han)量的(de)(de)影響分別(bie)進行歸納，認為(wei)鉻(ge)在4%以上(shang)(shang)時(shi)，對(dui)(dui)稀硝酸(suan)的(de)(de)耐(nai)腐蝕(shi)性(xing)就(jiu)(jiu)會提高；鉻(ge)在20%以上(shang)(shang)時(shi)，就(jiu)(jiu)會顯(xian)示出與純鉻(ge)同等程(cheng)度(du)的(de)(de)耐(nai)腐蝕(shi)性(xing)。另外，Borchers 和(he)Monnartz于(yu)1910年提出申(shen)請，并于(yu)1912年獲得注冊的(de)(de)專利（德(de)(de)國(guo)專利246,035-1912.4.22)合(he)(he)(he)金的(de)(de)組成成分是10%以上(shang)(shang)的(de)(de)鉻(ge)及含(han)有鉬（或(huo)者釩或(huo)者鈦）的(de)(de)鐵合(he)(he)(he)金。例如(ru)(ru)，60Cr-35Fe-2~3Mo合(he)(he)(he)金如(ru)(ru)果(guo)不(bu)(bu)受(shou)王水侵蝕(shi)，可以代替(ti)白金用(yong)于(yu)多種用(yong)途。包含(han)在此專利范圍內的(de)(de)鋼(gang)，如(ru)(ru)今通過(guo)低(di)碳化、低(di)氮化作為(wei)Cr-Mo不(bu)(bu)銹鋼(gang)被(bei)廣泛使用(yong)。
另一方面，在德國Fried.Krupp 公司，B.Strauss 和 E.Maurer等人一直在研究(jiu)和制造作為熱電偶保護(hu)管材料(liao)等高溫材料(liao)來使用的(de)Ni-Cr鋼(gang)(gang)，但由于發(fa)現了Cr-Ni鋼(gang)(gang)出眾的(de)耐腐(fu)蝕性(xing)，于是(shi)作為耐腐(fu)蝕性(xing)材料(liao)于1912年(nian)10月(yue)和12月(yue)，以代理人C.Pasel的(de)名(ming)義提出德國專利申請，并于1918年(nian)獲得專利許可。以下是(shi)此專利要(yao)求范(fan)圍的(de)要(yao)點：
1. 使用含(han)有(you)6%~25%Cr、20%~4%Ni以及(ji)小(xiao)于1%C的鋼，可用于制(zhi)造具(ju)有(you)高耐腐蝕性(xing)的產品（步(bu)槍、渦輪機等）（德(de)國專利304,126-1918.2.22)。
2. 使(shi)用含有(you)15%~40%Cr、20%~4%Ni以及小于(yu)1%C的(de)鋼，可用于(yu)制造對(dui)酸和應力具(ju)有(you)較高抵抗力的(de)產品（容器、軋輥、機械部(bu)件(jian)等）（德國(guo)專利304,159-1918.2.23)。
同時還記錄了各自的熱處理方法。Fried.Krupp 公司把屬于（1)的鋼種命名為V1M,把屬于（2)的鋼種命名為V2A.其標準組成是前者0.15%C-14%Cr-2%Ni,后者0.25%C-20%Cr-7%Ni。前者就是今天含有鎳的馬氏體不銹鋼（SUS431)的原型，后者就是今天奧氏體不銹鋼（304不銹鋼)的原型。1914年在Malm?召開的展示會上，Fried.Krupp公司的不銹鋼被首度公開，針對要求強度的機械部件具有高屈服點的V1M,以及針對受到化學影響，要求有較高耐腐蝕性的機械部件和裝置的V2A,都分別被推薦。表1.3中顯示了有關耐腐蝕性的數據。不銹鋼出現以前，被認為是難以生銹的25%Ni鋼作為比較鋼材也收錄其中，此表顯示出新型鋼，特別是V2A擁有出眾的耐腐蝕性。表1.3還表明這種新型鋼對于硝酸以及蒸汽環境下的氨具有較強的耐腐蝕性，此外，這些鋼對于硫酸、鹽酸卻沒有充分的耐腐蝕性。
此(ci)后，尤其(qi)是(shi)(shi)V2A迅速(su)滲透進德國的(de)(de)(de)(de)化(hua)學工業，被廣泛應(ying)用(yong)。與(yu)此(ci)同時，特(te)別以(yi)Fried.Krupp公司(si)為(wei)中心，發(fa)(fa)現有必要改善非氧(yang)化(hua)性(xing)酸(suan)的(de)(de)(de)(de)耐腐(fu)蝕性(xing)和焊接(jie)部的(de)(de)(de)(de)耐腐(fu)蝕性(xing)，于(yu)是(shi)(shi)針對前(qian)者(zhe)開(kai)發(fa)(fa)出添(tian)加了鉬(mu)或者(zhe)銅的(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)。針對后者(zhe)，為(wei)了提高耐晶(jing)間(jian)腐(fu)蝕性(xing)，而開(kai)發(fa)(fa)了低碳(tan)鋼(gang)(gang)以(yi)及添(tian)加 鈦(tai)、鈮(ni)等碳(tan)化(hua)物生成元素(su)的(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)。表1.4顯(xian)示了Fried.Krupp公司(si)申請的(de)(de)(de)(de)奧氏(shi)(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)專利,可以(yi)說，到1936年申請的(de)(de)(de)(de)添(tian)加了Mo、Cu的(de)(de)(de)(de)耐硫酸(suan)復合不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)為(wei)止，確立了今(jin)天耐腐(fu)蝕用(yong)奧氏(shi)(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)基礎(chu)。
另外，雖然V2A成為今(jin)天(tian)304不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)的原型鋼(gang)(gang)，但(dan)當初其(qi)組成如前(qian)所(suo)述是(shi)(shi)20Cr-7Ni。可是(shi)(shi)，后期除(chu)了(le)耐腐(fu)蝕性以外，又(you)考慮到(dao)加(jia)工(gong)性、力學性能，其(qi)組成就(jiu)變為18Cr-8Ni了(le)。特別是(shi)(shi)根據(ju)英(ying)德共同研究結果，在英(ying)國18Cr-8Ni被認為是(shi)(shi)最(zui)理想的組成，從1923年開始投入(ru)生產(chan)。不(bu)(bu)過，由于18Cr-8Ni一旦被加(jia)工(gong)就(jiu)會明顯硬化(hua)，所(suo)以在制造西餐餐具特別是(shi)(shi)湯(tang)匙(chi)的交叉軋制時，中途必須頻繁地(di)進行退火處(chu)理，因而作為成形用不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)又(you)開發出了(le)12Cr-12Ni鋼(gang)(gang)。
另一(yi)方面(mian)(mian)，在(zai)英國(guo)(guo)(guo)，作為(wei)(wei)(wei)(wei) Thomas Firth and Sons公司(si)和JohnBrown and Co.公司(si)共(gong)同(tong)設立的(de)(de)開發部門(men)－Brown Firth Re-search Laboratories的(de)(de)第一(yi)任所(suo)長(chang)H.Brearley 認為(wei)(wei)(wei)(wei)，作為(wei)(wei)(wei)(wei)槍炮制造(zao)材(cai)料，需(xu)要高(gao)熔點而且高(gao)溫下耐磨(mo)損的(de)(de)材(cai)料，鉻鋼(gang)(gang)(gang)是最(zui)合適的(de)(de)，他(ta)立志于(yu)制造(zao)出鉻含量(liang)為(wei)(wei)(wei)(wei)10%以(yi)(yi)上(shang)(shang)，碳含量(liang)為(wei)(wei)(wei)(wei)0.3%左右的(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)。可(ke)是，在(zai)坩堝中碳含量(liang)過高(gao)，遲遲未能達到目標。不過1913年8月20日 Thomas Firth and Sons公司(si)用(yong)(yong)(yong)埃魯式電弧爐進行冶煉，終于(yu)獲(huo)得(de)了(le)成(cheng)(cheng)分為(wei)(wei)(wei)(wei)0.24C-0.24Si-0.44Mn-12.86Cr(質量(liang)分數，％）的(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)。這種(zhong)鋼(gang)(gang)(gang)通過鍛造(zao)、熱軋可(ke)以(yi)(yi)制造(zao)成(cheng)(cheng)28.6mm厚的(de)(de)板子，軟(ruan)化處(chu)理后可(ke)以(yi)(yi)易于(yu)切(qie)削，所(suo)以(yi)(yi)除(chu)了(le)槍筒以(yi)(yi)外還用(yong)(yong)(yong)于(yu)加工刀具(ju)。當為(wei)(wei)(wei)(wei)了(le)研熱處(chu)理對這種(zhong)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)金屬組織的(de)(de)影(ying)響(xiang)而進行表面(mian)(mian)蝕(shi)(shi)刻時，他(ta)發現這種(zhong)鋼(gang)(gang)(gang)與普通鋼(gang)(gang)(gang)相比明顯地不易被腐蝕(shi)(shi)，而且放置(zhi)在(zai)實(shi)驗(yan)室里的(de)(de)樣品(pin)，竟然出人意料的(de)(de)沒有生銹(xiu)。Brearley由此認為(wei)(wei)(wei)(wei)，這種(zhong)鋼(gang)(gang)(gang)可(ke)以(yi)(yi)作為(wei)(wei)(wei)(wei)不生銹(xiu)的(de)(de)刀具(ju)鋼(gang)(gang)(gang)來使用(yong)(yong)(yong)。當時這種(zhong)鋼(gang)(gang)(gang)雖然沒有申請英國(guo)(guo)(guo)專(zhuan)利，但是1916年9月9%~16%Cr-0.7%C以(yi)(yi)下的(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)獲(huo)得(de)了(le)美國(guo)(guo)(guo)專(zhuan)利。Brearley 最(zui)初用(yong)(yong)(yong)于(yu)刀具(ju)的(de)(de)、具(ju)有上(shang)(shang)述成(cheng)(cheng)分的(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)相當于(yu)今天(tian)的(de)(de)SUS420,所(suo)以(yi)(yi)他(ta)就(jiu)成(cheng)(cheng)為(wei)(wei)(wei)(wei)馬氏體不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)發明者(zhe)。
Brearley與Firth公司共同設立了Firth-Brearley Syndicate,開始制造、銷售(shou)不生(sheng)銹的(de)刀具鋼。可是，由于(yu)Firth公司制造的(de)冒牌(pai)不生(sheng)銹刀具也以同樣的(de)名字出(chu)售(shou)，為(wei)了與之區別(bie)，Brearley一方在冶煉的(de)最(zui)后階段，加入了少量(liang)不影響性質的(de)元(yuan)素，那就是0.03%Co。
另外，在(zai)(zai)美(mei)國(guo)，與上(shang)述Brearley的(de)(de)刀具用不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼不(bu)(bu)同，致力于開(kai)發(fa)電線(xian)用導線(xian)材(cai)料的(de)(de) General Electric 公司的(de)(de)C.Dantsien 一直在(zai)(zai)研究淬火(huo)硬化性(xing)較低(di)的(de)(de)低(di)C-Cr鋼，開(kai)發(fa)的(de)(de)鉻鋼由于Dumet合金(jin)的(de)(de)出現而不(bu)(bu)再被當作導線(xian)來(lai)使用，所(suo)以(yi)到了(le)(le)1914年，比(bi)Brearley鋼含(han)有更(geng)少量碳(tan)的(de)(de)0.07%~0.15%C-14%~16%Cr鋼被用于制(zhi)(zhi)造(zao)渦輪葉片。這被認為是鐵素體不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼（SUS430)的(de)(de)原型。另外，著名的(de)(de)斯特萊(lai)特耐熱耐磨硬質(zhi)合金(jin)（Co-Cr-W)的(de)(de)發(fa)明(ming)者一－美(mei)國(guo)的(de)(de)E.Haynes在(zai)(zai)1895年就已(yi)經證實，在(zai)(zai)鉻含(han)量為10%以(yi)上(shang)時，Ni-Cr就表現出對硝酸(suan)具有很強的(de)(de)耐腐(fu)蝕性(xing)。在(zai)(zai)Brearley 發(fa)明(ming)了(le)(le)13Cr不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼不(bu)(bu)久(jiu)的(de)(de)1915年，Haynes獨(du)立(li)于Brearley,就Fe-Cr合金(jin)申(shen)請了(le)(le)美(mei)國(guo)專(zhuan)利，此合金(jin)是作為堅硬、不(bu)(bu)腐(fu)蝕的(de)(de)金(jin)屬制(zhi)(zhi)品被申(shen)請的(de)(de)，其成(cheng)分是0.1%~1%C、8%~60%Cr(特別是15%~25%Cr)。由此，在(zai)(zai)美(mei)國(guo)認為Dantsien和 Haynes是不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼的(de)(de)發(fa)明(ming)者。
