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從高到(dao)低排列出(chu)了代表性的金屬(shu)及合金在海(hai)水中的腐蝕電(dian)位(wei)，這成為判斷材(cai)料(liao)被(bei)腐蝕難易程度的基(ji)準(zhun)。當不(bu)銹鋼(gang)處于(yu)活(huo)性狀態時(shi)，顯示出(chu)接(jie)(jie)近于(yu)鐵(tie)的電(dian)位(wei)；當其處于(yu)穩(wen)定狀態時(shi)，顯示出(chu)接(jie)(jie)近于(yu)金的電(dian)位(wei)。也就是說，把(ba)鐵(tie)與鉻煉成合金，就可(ke)以得到(dao)耐蝕性接(jie)(jie)近于(yu)金的物質。因此(ci)，我們可(ke)以把(ba)鉻看作是中世紀煉金術師(shi)所(suo)追求的“智者(zhe)之石”。
鉻是法國的(de)分析化(hua)學家L.N.Vauqulin于(yu)1787年從西班牙的(de)紅鉛礦(kuang)中首次發現(xian)的(de)一種元素，次年根據希臘語(yu)中表示顏色的(de)詞Chroma而(er)命名為Chr?me.據說(shuo)他也認為這(zhe)種金屬不(bu)易(yi)被酸侵蝕。
可(ke)是直到進入20世紀20年(nian)代以(yi)后，人們才把(ba)鉻作(zuo)(zuo)(zuo)為鋼鐵的(de)合金元(yuan)素來應用。首先，英國(guo)皇家研究(jiu)所學者M.Faraday致力于研究(jiu)把(ba)貴金屬熔(rong)于鋼中(zhong)煉成(cheng)合金，制作(zuo)(zuo)(zuo)出難(nan)(nan)以(yi)氧化（即(ji)難(nan)(nan)以(yi)生銹）的(de)新(xin)型刀具(ju)鋼，他就Ni、Ag、Pt、Rh的(de)影(ying)響(xiang)問題，于1820年(nian)與刀具(ju)師J.Stodart聯名(ming)發表了試驗結果。接下來在1922年(nian)其所發表的(de)論文中(zhong)記(ji)述了制作(zuo)(zuo)(zuo)的(de)刀具(ju)鋼中(zhong)溶解(jie)了1%Cr及(ji)3%Cr,可(ke)是并(bing)沒有關于耐腐(fu)蝕性的(de)報(bao)告。另外，同期，法(fa)國(guo)的(de)P.Bertier在鐵中(zhong)加入鉻制造出了鉻鋼和鉻鐵，并(bing)發現(xian)Fe-Cr合金難(nan)(nan)以(yi)被酸(suan)侵蝕。
此后有(you)(you)關鉻(ge)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)研(yan)究多了(le)起(qi)(qi)來，其中特別需(xu)要提(ti)到，因開發哈德(de)菲爾德(de)高錳鋼(gang)(gang)(gang)(gang)而(er)聲名(ming)鵲起(qi)(qi)的(de)(de)英國(guo)學者R.A.Hadfield的(de)(de)研(yan)究工(gong)作(zuo)。他(ta)于1892年(nian)就鐵和鉻(ge)的(de)(de)合(he)(he)(he)金問題發表了(le)文章，涉及合(he)(he)(he)金的(de)(de)力學性(xing)能(neng)(neng)、磁性(xing)能(neng)(neng)、電性(xing)能(neng)(neng)、熱性(xing)能(neng)(neng)等。當時所(suo)(suo)(suo)用(yong)的(de)(de)材(cai)料中鉻(ge)的(de)(de)含(han)量(liang)(liang)為(wei)0.22%~16.74%.就成(cheng)分而(er)言(yan)，他(ta)研(yan)究的(de)(de)鉻(ge)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)已經包含(han)了(le)相(xiang)當于今天的(de)(de)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)成(cheng)分，只是(shi)碳的(de)(de)含(han)量(liang)(liang)有(you)(you)所(suo)(suo)(suo)不(bu)(bu)同，當時的(de)(de)鉻(ge)鐵合(he)(he)(he)金樣品中碳量(liang)(liang)偏高，大約占鉻(ge)含(han)量(liang)(liang)的(de)(de)1/10。就耐蝕(shi)性(xing)來說，在常(chang)溫下(xia)把鉻(ge)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)試樣浸泡在50%的(de)(de)硫酸溶液中，結果(guo)正如(ru)表1.2所(suo)(suo)(suo)示，鉻(ge)的(de)(de)含(han)量(liang)(liang)越多被(bei)腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)量(liang)(liang)越多，所(suo)(suo)(suo)以不(bu)(bu)能(neng)(neng)證明鉻(ge)能(neng)(neng)提(ti)高耐蝕(shi)性(xing)。這是(shi)因為(wei)當時把鎳鋼(gang)(gang)(gang)(gang)用(yong)作(zuo)抗(kang)腐(fu)蝕(shi)性(xing)的(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)，因此進行了(le)上述的(de)(de)硫酸試驗。但是(shi)，在發明不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)之后的(de)(de)1916年(nian)，Hadfield指出：當他(ta)取(qu)出含(han)有(you)(you)11.13%鉻(ge)的(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)（樣品M)后發現其光澤依舊，并(bing)沒有(you)(you)生銹(xiu)。
上述提到(dao)的(de)Hadfield 研究(jiu)鉻(ge)鋼的(de)時代，人們還(huan)設有得到(dao)碳含(han)量(liang)較低的(de)鉻(ge)鐵(tie)(tie)。雖然德(de)國、法(fa)國等國家(jia)一(yi)直在進行有關不含(han)碳的(de)鐵(tie)(tie)以及鉻(ge)鐵(tie)(tie)制(zhi)造(zao)的(de)研究(jiu)，但直到(dao)1895年德(de)國的(de)H.Goldschmidt才(cai)發明了利用(yong)(yong)鋁(lv)末(mo)還(huan)原(yuan)氧(yang)化鐵(tie)(tie)的(de)鋁(lv)熱(re)劑法(fa)，使低碳鉻(ge)鐵(tie)(tie)的(de)工業(ye)性制(zhi)造(zao)成為(wei)(wei)可能（德(de)國專利 96317-1895.3.12).另外，在美國F.M.Becket于1907~1908年使用(yong)(yong)電爐開發了硅還(huan)原(yuan)法(fa)，使低碳鉻(ge)鐵(tie)(tie)的(de)制(zhi)造(zao)成為(wei)(wei)可能。
由于(yu)低碳(tan)鉻(ge)鐵的(de)獲得成(cheng)為可能，進(jin)入20世(shi)紀初以后(hou)，人(ren)們已經能夠把碳(tan)鉻(ge)鐵作為原料用(yong)于(yu)鉻(ge)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)和Cr-Ni鋼(gang)(gang)(gang)(gang)研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)，排除(chu)了碳(tan)的(de)影響。法國的(de)L.Guillet通過(guo)改變鉻(ge)含量對鉻(ge)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)（1903~1904年）、Cr-Ni鋼(gang)(gang)(gang)(gang)（1906年）進(jin)行了組織學以及力學性質(zhi)的(de)研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)，其(qi)中其(qi)研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)的(de)許(xu)多(duo)鉻(ge)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)、Cr-Ni鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)成(cheng)分與(yu)今(jin)天不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)成(cheng)分相(xiang)當。不過(guo)在(zai)耐腐蝕性方面他并沒(mei)有表現(xian)出什么興趣，由于(yu)鉻(ge)的(de)含量越多(duo)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)就會越硬，所以只啟(qi)發了人(ren)們利用(yong)其(qi)硬度的(de)用(yong)途。另外，在(zai)繼L.Guillet之后(hou)，研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)合(he)金鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)A.M.Portvin 所使用(yong)的(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)中雖然含有與(yu)今(jin)天的(de)17Cr不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)（SUS430)相(xiang)當的(de)成(cheng)分，但尚(shang)未與(yu)其(qi)出眾的(de)耐腐蝕性相(xiang)關(guan)聯來進(jin)行研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)。
第(di)一次(ci)闡明Fe-Cr合金(jin)(jin)對(dui)(dui)(dui)于(yu)氧(yang)化酸硝酸具有較強耐(nai)腐(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)，恐(kong)怕是從師于(yu)德國亞琛工科大學 W.Borchers教(jiao)授進行(xing)研究的(de)(de)(de)(de)(de)P.Monnartz,他在學位論文“關于(yu)Fe-Cr合金(jin)(jin)耐(nai)酸性(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)研究”中特(te)別(bie)針對(dui)(dui)(dui)硝酸對(dui)(dui)(dui)鉻(ge)的(de)(de)(de)(de)(de)含(han)量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)影響分別(bie)進行(xing)歸(gui)納，認為鉻(ge)在4%以(yi)上(shang)時(shi)，對(dui)(dui)(dui)稀硝酸的(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)腐(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)就會提(ti)高(gao)；鉻(ge)在20%以(yi)上(shang)時(shi)，就會顯(xian)示出(chu)與純鉻(ge)同等(deng)程度的(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)腐(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)。另外(wai)，Borchers 和Monnartz于(yu)1910年(nian)提(ti)出(chu)申請(qing)，并于(yu)1912年(nian)獲得注冊的(de)(de)(de)(de)(de)專利(li)（德國專利(li)246,035-1912.4.22)合金(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)組成成分是10%以(yi)上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)鉻(ge)及(ji)含(han)有鉬（或者(zhe)(zhe)釩或者(zhe)(zhe)鈦）的(de)(de)(de)(de)(de)鐵合金(jin)(jin)。例(li)如，60Cr-35Fe-2~3Mo合金(jin)(jin)如果不受王水侵蝕(shi)(shi)，可以(yi)代替白金(jin)(jin)用(yong)(yong)于(yu)多種用(yong)(yong)途。包含(han)在此專利(li)范圍內的(de)(de)(de)(de)(de)鋼，如今通(tong)過低(di)碳化、低(di)氮化作(zuo)為Cr-Mo不銹鋼被廣(guang)泛(fan)使用(yong)(yong)。
另一(yi)方面，在德國(guo)Fried.Krupp 公司，B.Strauss 和 E.Maurer等人一(yi)直(zhi)在研究和制(zhi)造作為(wei)熱電偶保護管材(cai)料(liao)等高溫材(cai)料(liao)來(lai)使用的Ni-Cr鋼，但由(you)于發現了Cr-Ni鋼出(chu)眾的耐(nai)腐蝕(shi)性，于是作為(wei)耐(nai)腐蝕(shi)性材(cai)料(liao)于1912年10月和12月，以代理(li)人C.Pasel的名(ming)義提出(chu)德國(guo)專(zhuan)利(li)申請(qing)，并于1918年獲得專(zhuan)利(li)許可。以下是此專(zhuan)利(li)要求范圍的要點：
1. 使用含有6%~25%Cr、20%~4%Ni以(yi)及小于(yu)1%C的鋼，可用于(yu)制造(zao)具(ju)有高耐腐(fu)蝕性的產品（步(bu)槍、渦輪(lun)機等）（德(de)國專(zhuan)利304,126-1918.2.22)。
2. 使用含有(you)15%~40%Cr、20%~4%Ni以(yi)及小于(yu)1%C的(de)鋼，可用于(yu)制造對酸和(he)應(ying)力具(ju)有(you)較高(gao)抵抗力的(de)產(chan)品（容器、軋(ya)輥、機械部件等）（德國(guo)專利(li)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)(ci)后，尤其是(shi)V2A迅速滲透(tou)進德國的化學工業，被廣(guang)泛(fan)應用。與此(ci)(ci)同(tong)時，特別(bie)以Fried.Krupp公司為(wei)中心，發現有必(bi)要改善非氧化性酸的耐(nai)腐蝕(shi)性和焊接(jie)部的耐(nai)腐蝕(shi)性，于是(shi)針對前者開(kai)發出添(tian)加了(le)(le)鉬(mu)或者銅的鋼(gang)。針對后者，為(wei)了(le)(le)提高(gao)耐(nai)晶間腐蝕(shi)性，而開(kai)發了(le)(le)低碳鋼(gang)以及添(tian)加 鈦(tai)、鈮等碳化物生(sheng)成元素的鋼(gang)。表1.4顯(xian)示了(le)(le)Fried.Krupp公司申(shen)請的奧氏(shi)體不銹鋼(gang)專利,可以說(shuo)，到1936年申(shen)請的添(tian)加了(le)(le)Mo、Cu的耐(nai)硫酸復(fu)合不銹鋼(gang)為(wei)止(zhi)，確立了(le)(le)今天耐(nai)腐蝕(shi)用奧氏(shi)體不銹鋼(gang)的基礎。
另外(wai)，雖然V2A成(cheng)為今天304不(bu)銹鋼(gang)的原型鋼(gang)，但當初其(qi)組成(cheng)如前所述是(shi)(shi)20Cr-7Ni。可是(shi)(shi)，后期除了(le)耐腐蝕性以(yi)外(wai)，又考慮到加工性、力學性能(neng)，其(qi)組成(cheng)就(jiu)變為18Cr-8Ni了(le)。特別是(shi)(shi)根(gen)據英(ying)德(de)共(gong)同(tong)研究結果(guo)，在英(ying)國18Cr-8Ni被認(ren)為是(shi)(shi)最(zui)理想的組成(cheng)，從1923年(nian)開始投入生產。不(bu)過，由于(yu)18Cr-8Ni一(yi)旦被加工就(jiu)會(hui)明顯硬(ying)化(hua)，所以(yi)在制造西餐(can)餐(can)具特別是(shi)(shi)湯匙的交叉(cha)軋制時，中途必須頻繁地進行退火處理，因而作為成(cheng)形用不(bu)銹鋼(gang)又開發出了(le)12Cr-12Ni鋼(gang)。
另一方面，在(zai)英(ying)國(guo)(guo)，作為(wei)(wei)(wei) Thomas Firth and Sons公司(si)和(he)JohnBrown and Co.公司(si)共同設立(li)的(de)(de)(de)(de)開發(fa)部(bu)門－Brown Firth Re-search Laboratories的(de)(de)(de)(de)第一任所(suo)(suo)長H.Brearley 認(ren)為(wei)(wei)(wei)，作為(wei)(wei)(wei)槍炮制(zhi)造材料，需要高(gao)熔(rong)點而且(qie)高(gao)溫(wen)下(xia)(xia)耐(nai)磨(mo)損的(de)(de)(de)(de)材料，鉻(ge)鋼(gang)(gang)是(shi)最(zui)合適的(de)(de)(de)(de)，他(ta)立(li)志于(yu)制(zhi)造出(chu)鉻(ge)含量(liang)(liang)為(wei)(wei)(wei)10%以(yi)(yi)上(shang)，碳(tan)含量(liang)(liang)為(wei)(wei)(wei)0.3%左右的(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)。可(ke)是(shi)，在(zai)坩堝(guo)中碳(tan)含量(liang)(liang)過(guo)高(gao)，遲(chi)遲(chi)未能(neng)達到目標。不過(guo)1913年8月20日 Thomas Firth and Sons公司(si)用(yong)埃(ai)魯式電弧(hu)爐進行冶煉，終于(yu)獲(huo)得了(le)成(cheng)分為(wei)(wei)(wei)0.24C-0.24Si-0.44Mn-12.86Cr(質量(liang)(liang)分數，％）的(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)。這種鋼(gang)(gang)通(tong)(tong)過(guo)鍛造、熱軋可(ke)以(yi)(yi)制(zhi)造成(cheng)28.6mm厚的(de)(de)(de)(de)板子，軟(ruan)化處理后可(ke)以(yi)(yi)易(yi)(yi)于(yu)切削(xue)，所(suo)(suo)以(yi)(yi)除了(le)槍筒(tong)以(yi)(yi)外還用(yong)于(yu)加工刀(dao)(dao)(dao)具。當(dang)為(wei)(wei)(wei)了(le)研(yan)熱處理對這種鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)金屬組織的(de)(de)(de)(de)影響而進行表面蝕刻時，他(ta)發(fa)現(xian)這種鋼(gang)(gang)與普通(tong)(tong)鋼(gang)(gang)相(xiang)比明(ming)顯地不易(yi)(yi)被腐蝕，而且(qie)放置在(zai)實驗(yan)室里(li)的(de)(de)(de)(de)樣品，竟(jing)然出(chu)人(ren)意料的(de)(de)(de)(de)沒有生(sheng)(sheng)銹(xiu)。Brearley由此認(ren)為(wei)(wei)(wei)，這種鋼(gang)(gang)可(ke)以(yi)(yi)作為(wei)(wei)(wei)不生(sheng)(sheng)銹(xiu)的(de)(de)(de)(de)刀(dao)(dao)(dao)具鋼(gang)(gang)來(lai)使(shi)用(yong)。當(dang)時這種鋼(gang)(gang)雖然沒有申請英(ying)國(guo)(guo)專利，但是(shi)1916年9月9%~16%Cr-0.7%C以(yi)(yi)下(xia)(xia)的(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)獲(huo)得了(le)美國(guo)(guo)專利。Brearley 最(zui)初用(yong)于(yu)刀(dao)(dao)(dao)具的(de)(de)(de)(de)、具有上(shang)述成(cheng)分的(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)相(xiang)當(dang)于(yu)今天的(de)(de)(de)(de)SUS420,所(suo)(suo)以(yi)(yi)他(ta)就(jiu)成(cheng)為(wei)(wei)(wei)馬氏體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)發(fa)明(ming)者。
Brearley與(yu)Firth公司(si)共同設立了Firth-Brearley Syndicate,開始制造、銷售不(bu)生銹的(de)(de)(de)刀具(ju)鋼。可是，由于Firth公司(si)制造的(de)(de)(de)冒牌不(bu)生銹刀具(ju)也以同樣的(de)(de)(de)名(ming)字(zi)出售，為了與(yu)之區(qu)別，Brearley一方(fang)在冶煉的(de)(de)(de)最后(hou)階段，加入了少量不(bu)影響性質的(de)(de)(de)元素，那就是0.03%Co。
另(ling)外(wai)，在(zai)(zai)美(mei)國，與(yu)上述Brearley的(de)刀具(ju)用(yong)不(bu)(bu)銹鋼(gang)不(bu)(bu)同(tong)，致力于開(kai)發(fa)電(dian)線(xian)(xian)用(yong)導(dao)線(xian)(xian)材料的(de) General Electric 公司的(de)C.Dantsien 一直(zhi)在(zai)(zai)研究(jiu)淬火硬(ying)化(hua)性(xing)較低的(de)低C-Cr鋼(gang)，開(kai)發(fa)的(de)鉻(ge)(ge)鋼(gang)由(you)于Dumet合(he)金的(de)出現而(er)不(bu)(bu)再(zai)被(bei)當作(zuo)導(dao)線(xian)(xian)來(lai)使用(yong)，所以(yi)到(dao)了(le)(le)1914年(nian)，比Brearley鋼(gang)含有(you)更少量(liang)碳的(de)0.07%~0.15%C-14%~16%Cr鋼(gang)被(bei)用(yong)于制造渦輪葉(xie)片。這(zhe)被(bei)認(ren)為(wei)(wei)(wei)是鐵素體(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)（SUS430)的(de)原型。另(ling)外(wai)，著名的(de)斯特(te)萊特(te)耐熱耐磨(mo)硬(ying)質合(he)金（Co-Cr-W)的(de)發(fa)明(ming)者(zhe)一－美(mei)國的(de)E.Haynes在(zai)(zai)1895年(nian)就(jiu)已經(jing)證實，在(zai)(zai)鉻(ge)(ge)含量(liang)為(wei)(wei)(wei)10%以(yi)上時，Ni-Cr就(jiu)表現出對硝酸具(ju)有(you)很強(qiang)的(de)耐腐蝕性(xing)。在(zai)(zai)Brearley 發(fa)明(ming)了(le)(le)13Cr不(bu)(bu)銹鋼(gang)不(bu)(bu)久的(de)1915年(nian)，Haynes獨立于Brearley,就(jiu)Fe-Cr合(he)金申請了(le)(le)美(mei)國專利，此(ci)合(he)金是作(zuo)為(wei)(wei)(wei)堅硬(ying)、不(bu)(bu)腐蝕的(de)金屬制品被(bei)申請的(de)，其(qi)成分是0.1%~1%C、8%~60%Cr(特(te)別是15%~25%Cr)。由(you)此(ci)，在(zai)(zai)美(mei)國認(ren)為(wei)(wei)(wei)Dantsien和 Haynes是不(bu)(bu)銹鋼(gang)的(de)發(fa)明(ming)者(zhe)。
