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(biao)1.1從高到低排列出(chu)了代表(biao)性(xing)(xing)(xing)的金屬及合金在海水中的腐蝕電位，這成為判斷材(cai)料被腐蝕難易程(cheng)度的基準。當(dang)不銹鋼處于活(huo)性(xing)(xing)(xing)狀態時，顯示出(chu)接(jie)近(jin)(jin)于鐵的電位；當(dang)其處于穩定狀態時，顯示出(chu)接(jie)近(jin)(jin)于金的電位。也就是說，把鐵與鉻煉(lian)成合金，就可以(yi)得到耐蝕性(xing)(xing)(xing)接(jie)近(jin)(jin)于金的物(wu)質(zhi)。因(yin)此，我(wo)們可以(yi)把鉻看作是中世紀(ji)煉(lian)金術師所追(zhui)求的“智者之石”。
鉻是法(fa)國的分(fen)析化學家(jia)L.N.Vauqulin于1787年從西班牙的紅(hong)鉛礦中首次發(fa)現的一(yi)種元素，次年根據希(xi)臘語中表示(shi)顏色的詞(ci)Chroma而(er)命名為(wei)Chr?me.據說(shuo)他也認為(wei)這種金屬不易被(bei)酸侵蝕。
可是(shi)直到進入(ru)20世紀20年(nian)(nian)代以(yi)后，人們才把鉻(ge)作為鋼鐵的(de)(de)合金元素來(lai)應用。首先，英國(guo)皇家研究(jiu)所學者M.Faraday致(zhi)力于(yu)(yu)研究(jiu)把貴金屬熔于(yu)(yu)鋼中(zhong)煉成合金，制(zhi)(zhi)作出難(nan)以(yi)氧(yang)化（即難(nan)以(yi)生銹）的(de)(de)新型刀(dao)(dao)具鋼，他就Ni、Ag、Pt、Rh的(de)(de)影響問題，于(yu)(yu)1820年(nian)(nian)與刀(dao)(dao)具師(shi)J.Stodart聯名發表了(le)(le)試(shi)驗結果(guo)。接下來(lai)在1922年(nian)(nian)其所發表的(de)(de)論文(wen)中(zhong)記述了(le)(le)制(zhi)(zhi)作的(de)(de)刀(dao)(dao)具鋼中(zhong)溶(rong)解了(le)(le)1%Cr及(ji)3%Cr,可是(shi)并沒有(you)關于(yu)(yu)耐腐蝕性(xing)的(de)(de)報告。另外，同期，法國(guo)的(de)(de)P.Bertier在鐵中(zhong)加入(ru)鉻(ge)制(zhi)(zhi)造出了(le)(le)鉻(ge)鋼和鉻(ge)鐵，并發現Fe-Cr合金難(nan)以(yi)被酸(suan)侵蝕。
此后(hou)有(you)關鉻(ge)(ge)(ge)(ge)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)研究多(duo)了起來，其中特別需要提到，因開發哈德(de)菲爾德(de)高錳(meng)鋼(gang)而(er)聲名(ming)鵲起的(de)(de)(de)(de)英(ying)國學者R.A.Hadfield的(de)(de)(de)(de)研究工(gong)作。他于1892年就鐵和(he)鉻(ge)(ge)(ge)(ge)的(de)(de)(de)(de)合(he)金問題發表了文章(zhang)，涉(she)及合(he)金的(de)(de)(de)(de)力(li)學性能、磁(ci)性能、電性能、熱性能等。當(dang)(dang)(dang)時所(suo)用的(de)(de)(de)(de)材料中鉻(ge)(ge)(ge)(ge)的(de)(de)(de)(de)含量為(wei)0.22%~16.74%.就成(cheng)分而(er)言，他研究的(de)(de)(de)(de)鉻(ge)(ge)(ge)(ge)鋼(gang)已(yi)經(jing)包含了相(xiang)當(dang)(dang)(dang)于今(jin)天的(de)(de)(de)(de)不(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)成(cheng)分，只是碳(tan)的(de)(de)(de)(de)含量有(you)所(suo)不(bu)同，當(dang)(dang)(dang)時的(de)(de)(de)(de)鉻(ge)(ge)(ge)(ge)鐵合(he)金樣品中碳(tan)量偏高，大約占鉻(ge)(ge)(ge)(ge)含量的(de)(de)(de)(de)1/10。就耐蝕(shi)(shi)性來說(shuo)，在(zai)常溫下(xia)把鉻(ge)(ge)(ge)(ge)鋼(gang)試樣浸(jin)泡(pao)在(zai)50%的(de)(de)(de)(de)硫(liu)酸溶(rong)液中，結果正如表1.2所(suo)示，鉻(ge)(ge)(ge)(ge)的(de)(de)(de)(de)含量越多(duo)被(bei)腐蝕(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)量越多(duo)，所(suo)以不(bu)能證明鉻(ge)(ge)(ge)(ge)能提高耐蝕(shi)(shi)性。這是因為(wei)當(dang)(dang)(dang)時把鎳鋼(gang)用作抗腐蝕(shi)(shi)性的(de)(de)(de)(de)鋼(gang)，因此進行了上述的(de)(de)(de)(de)硫(liu)酸試驗。但是，在(zai)發明不(bu)銹鋼(gang)之后(hou)的(de)(de)(de)(de)1916年，Hadfield指出(chu)：當(dang)(dang)(dang)他取出(chu)含有(you)11.13%鉻(ge)(ge)(ge)(ge)的(de)(de)(de)(de)鋼(gang)（樣品M)后(hou)發現其光澤依舊(jiu)，并沒有(you)生(sheng)銹。
上(shang)述提到(dao)的(de)Hadfield 研究鉻(ge)鋼的(de)時代，人們還設有得到(dao)碳含(han)量較低的(de)鉻(ge)鐵。雖(sui)然德(de)(de)國、法(fa)國等(deng)國家一(yi)直在進(jin)行有關不(bu)含(han)碳的(de)鐵以及鉻(ge)鐵制造(zao)的(de)研究，但(dan)直到(dao)1895年德(de)(de)國的(de)H.Goldschmidt才發(fa)明了利(li)用鋁末還原(yuan)氧化鐵的(de)鋁熱劑法(fa)，使(shi)(shi)(shi)低碳鉻(ge)鐵的(de)工業性(xing)制造(zao)成為(wei)(wei)可能（德(de)(de)國專利(li) 96317-1895.3.12).另外，在美國F.M.Becket于1907~1908年使(shi)(shi)(shi)用電(dian)爐開發(fa)了硅還原(yuan)法(fa)，使(shi)(shi)(shi)低碳鉻(ge)鐵的(de)制造(zao)成為(wei)(wei)可能。
由于(yu)低碳鉻(ge)(ge)鐵的(de)(de)獲得成(cheng)為可能(neng)，進(jin)入(ru)20世紀(ji)初以(yi)后(hou)，人們(men)已經能(neng)夠把碳鉻(ge)(ge)鐵作(zuo)為原料用(yong)(yong)于(yu)鉻(ge)(ge)鋼(gang)(gang)和Cr-Ni鋼(gang)(gang)研(yan)究，排除了(le)碳的(de)(de)影響。法國的(de)(de)L.Guillet通過改(gai)變鉻(ge)(ge)含量對鉻(ge)(ge)鋼(gang)(gang)（1903~1904年）、Cr-Ni鋼(gang)(gang)（1906年）進(jin)行(xing)了(le)組織學以(yi)及(ji)力(li)學性(xing)質的(de)(de)研(yan)究，其(qi)中其(qi)研(yan)究的(de)(de)許多鉻(ge)(ge)鋼(gang)(gang)、Cr-Ni鋼(gang)(gang)的(de)(de)成(cheng)分(fen)與今(jin)天不銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)成(cheng)分(fen)相(xiang)當。不過在耐腐蝕(shi)性(xing)方面他并沒有表現出什么興(xing)趣，由于(yu)鉻(ge)(ge)的(de)(de)含量越(yue)多鋼(gang)(gang)就(jiu)會越(yue)硬，所以(yi)只(zhi)啟發(fa)了(le)人們(men)利用(yong)(yong)其(qi)硬度的(de)(de)用(yong)(yong)途(tu)。另(ling)外，在繼L.Guillet之后(hou)，研(yan)究合金(jin)鋼(gang)(gang)的(de)(de)A.M.Portvin 所使用(yong)(yong)的(de)(de)鋼(gang)(gang)中雖然含有與今(jin)天的(de)(de)17Cr不銹鋼(gang)(gang)（SUS430)相(xiang)當的(de)(de)成(cheng)分(fen)，但尚未與其(qi)出眾的(de)(de)耐腐蝕(shi)性(xing)相(xiang)關聯(lian)來進(jin)行(xing)研(yan)究。
第一次闡明(ming)Fe-Cr合(he)金(jin)對于(yu)氧化酸硝酸具有較強(qiang)耐腐蝕(shi)性(xing)的(de)，恐怕是從師于(yu)德(de)國亞琛工科(ke)大學 W.Borchers教(jiao)授(shou)進行(xing)研(yan)究(jiu)的(de)P.Monnartz,他在(zai)(zai)(zai)學位論文“關于(yu)Fe-Cr合(he)金(jin)耐酸性(xing)的(de)研(yan)究(jiu)”中特別針對硝酸對鉻(ge)的(de)含量的(de)影響分別進行(xing)歸納，認為鉻(ge)在(zai)(zai)(zai)4%以(yi)上(shang)時(shi)，對稀硝酸的(de)耐腐蝕(shi)性(xing)就(jiu)會提(ti)高；鉻(ge)在(zai)(zai)(zai)20%以(yi)上(shang)時(shi)，就(jiu)會顯(xian)示出(chu)與純鉻(ge)同(tong)等程度(du)的(de)耐腐蝕(shi)性(xing)。另外(wai)，Borchers 和Monnartz于(yu)1910年提(ti)出(chu)申請(qing)，并于(yu)1912年獲得注冊的(de)專(zhuan)利（德(de)國專(zhuan)利246,035-1912.4.22)合(he)金(jin)的(de)組成成分是10%以(yi)上(shang)的(de)鉻(ge)及含有鉬（或者釩或者鈦）的(de)鐵合(he)金(jin)。例(li)如(ru)，60Cr-35Fe-2~3Mo合(he)金(jin)如(ru)果不受王水侵蝕(shi)，可以(yi)代替白金(jin)用于(yu)多種用途。包含在(zai)(zai)(zai)此專(zhuan)利范圍(wei)內的(de)鋼(gang)，如(ru)今(jin)通過低碳化、低氮(dan)化作為Cr-Mo不銹(xiu)鋼(gang)被廣泛使用。
另一(yi)(yi)方面(mian)，在(zai)德(de)(de)國Fried.Krupp 公司，B.Strauss 和 E.Maurer等(deng)人一(yi)(yi)直(zhi)在(zai)研究和制造(zao)作為(wei)熱電(dian)偶保(bao)護管材料(liao)等(deng)高溫材料(liao)來(lai)使用的(de)Ni-Cr鋼，但(dan)由于(yu)(yu)發現(xian)了Cr-Ni鋼出(chu)眾的(de)耐腐蝕(shi)性，于(yu)(yu)是作為(wei)耐腐蝕(shi)性材料(liao)于(yu)(yu)1912年10月和12月，以代理(li)人C.Pasel的(de)名義提出(chu)德(de)(de)國專利(li)申請(qing)，并于(yu)(yu)1918年獲得(de)專利(li)許可(ke)。以下是此(ci)專利(li)要求范圍的(de)要點(dian)：
1. 使用含(han)有6%~25%Cr、20%~4%Ni以及小于1%C的鋼，可用于制造(zao)具有高耐腐(fu)蝕(shi)性的產(chan)品（步(bu)槍(qiang)、渦輪機等）（德國(guo)專利304,126-1918.2.22)。
2. 使用(yong)含有(you)15%~40%Cr、20%~4%Ni以及小于1%C的鋼，可用(yong)于制造對酸和應力(li)具有(you)較(jiao)高抵(di)抗(kang)力(li)的產品（容器、軋(ya)輥(gun)、機械部(bu)件等）（德國專(zhuan)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。
此后，尤(you)其是V2A迅速(su)滲透進(jin)德國的(de)(de)化(hua)學(xue)工(gong)業，被廣(guang)泛應用。與此同時，特別以Fried.Krupp公司為中心，發現有(you)必要改善非氧化(hua)性酸的(de)(de)耐(nai)(nai)腐(fu)蝕性和焊接部的(de)(de)耐(nai)(nai)腐(fu)蝕性，于是針對前者開發出(chu)添加(jia)了(le)鉬或者銅的(de)(de)鋼(gang)。針對后者，為了(le)提(ti)高耐(nai)(nai)晶間腐(fu)蝕性，而開發了(le)低碳(tan)(tan)鋼(gang)以及(ji)添加(jia) 鈦、鈮等碳(tan)(tan)化(hua)物生成元素的(de)(de)鋼(gang)。表1.4顯示了(le)Fried.Krupp公司申(shen)請的(de)(de)奧(ao)氏(shi)體不銹鋼(gang)專利,可以說，到1936年申(shen)請的(de)(de)添加(jia)了(le)Mo、Cu的(de)(de)耐(nai)(nai)硫酸復合不銹鋼(gang)為止，確(que)立了(le)今(jin)天(tian)耐(nai)(nai)腐(fu)蝕用奧(ao)氏(shi)體不銹鋼(gang)的(de)(de)基礎(chu)。
另外(wai)，雖然V2A成為今(jin)天304不(bu)銹鋼(gang)的原型鋼(gang)，但當初其組(zu)成如前(qian)所(suo)述是(shi)20Cr-7Ni。可是(shi)，后(hou)期除了(le)(le)耐腐蝕(shi)性(xing)以外(wai)，又考慮(lv)到加(jia)工(gong)性(xing)、力學性(xing)能(neng)，其組(zu)成就變為18Cr-8Ni了(le)(le)。特別(bie)(bie)是(shi)根據英德共同研(yan)究結果，在(zai)英國18Cr-8Ni被認為是(shi)最理想的組(zu)成，從1923年開始投入生產。不(bu)過，由于18Cr-8Ni一旦被加(jia)工(gong)就會明顯硬化，所(suo)以在(zai)制(zhi)(zhi)造(zao)西(xi)餐餐具特別(bie)(bie)是(shi)湯(tang)匙的交叉軋制(zhi)(zhi)時，中途必須頻繁(fan)地進行退(tui)火處理，因而作為成形用不(bu)銹鋼(gang)又開發出了(le)(le)12Cr-12Ni鋼(gang)。
另(ling)一(yi)方面，在(zai)英國，作為(wei)(wei) Thomas Firth and Sons公(gong)司(si)(si)和(he)JohnBrown and Co.公(gong)司(si)(si)共同設立的(de)(de)(de)(de)開發(fa)部門－Brown Firth Re-search Laboratories的(de)(de)(de)(de)第一(yi)任所(suo)長H.Brearley 認(ren)為(wei)(wei)，作為(wei)(wei)槍炮制(zhi)造材(cai)料(liao)，需要高熔點而且高溫下耐磨損(sun)的(de)(de)(de)(de)材(cai)料(liao)，鉻鋼(gang)(gang)是(shi)最(zui)合適(shi)的(de)(de)(de)(de)，他(ta)(ta)立志(zhi)于(yu)制(zhi)造出鉻含量(liang)為(wei)(wei)10%以(yi)上，碳(tan)含量(liang)為(wei)(wei)0.3%左右(you)的(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)。可(ke)(ke)是(shi)，在(zai)坩堝中(zhong)碳(tan)含量(liang)過高，遲遲未能達到目標。不過1913年(nian)8月20日 Thomas Firth and Sons公(gong)司(si)(si)用(yong)埃魯(lu)式電弧爐進(jin)行冶煉(lian)，終于(yu)獲(huo)得(de)了成(cheng)分為(wei)(wei)0.24C-0.24Si-0.44Mn-12.86Cr(質(zhi)量(liang)分數，％）的(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)。這(zhe)種鋼(gang)(gang)通過鍛造、熱軋可(ke)(ke)以(yi)制(zhi)造成(cheng)28.6mm厚的(de)(de)(de)(de)板子，軟化處(chu)(chu)理后(hou)可(ke)(ke)以(yi)易于(yu)切削，所(suo)以(yi)除了槍筒以(yi)外還用(yong)于(yu)加工刀具。當為(wei)(wei)了研熱處(chu)(chu)理對這(zhe)種鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)金屬組(zu)織的(de)(de)(de)(de)影響而進(jin)行表(biao)面蝕刻時，他(ta)(ta)發(fa)現這(zhe)種鋼(gang)(gang)與普通鋼(gang)(gang)相(xiang)比(bi)明(ming)顯地不易被腐蝕，而且放置在(zai)實(shi)驗(yan)室(shi)里的(de)(de)(de)(de)樣品，竟然(ran)出人意料(liao)的(de)(de)(de)(de)沒有生銹。Brearley由(you)此(ci)認(ren)為(wei)(wei)，這(zhe)種鋼(gang)(gang)可(ke)(ke)以(yi)作為(wei)(wei)不生銹的(de)(de)(de)(de)刀具鋼(gang)(gang)來使(shi)用(yong)。當時這(zhe)種鋼(gang)(gang)雖然(ran)沒有申(shen)請(qing)英國專利，但是(shi)1916年(nian)9月9%~16%Cr-0.7%C以(yi)下的(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)獲(huo)得(de)了美國專利。Brearley 最(zui)初(chu)用(yong)于(yu)刀具的(de)(de)(de)(de)、具有上述成(cheng)分的(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)相(xiang)當于(yu)今天的(de)(de)(de)(de)SUS420,所(suo)以(yi)他(ta)(ta)就成(cheng)為(wei)(wei)馬氏體不銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)發(fa)明(ming)者。
Brearley與Firth公司共同(tong)設(she)立了(le)Firth-Brearley Syndicate,開始制(zhi)造、銷(xiao)售不(bu)生銹的(de)刀具鋼。可是，由于(yu)Firth公司制(zhi)造的(de)冒牌不(bu)生銹刀具也以同(tong)樣的(de)名(ming)字出售，為了(le)與之區別，Brearley一方在冶煉的(de)最后階段，加入了(le)少量不(bu)影響性質的(de)元(yuan)素(su)，那就是0.03%Co。
另(ling)外(wai)，在(zai)美(mei)國(guo)，與上述Brearley的(de)(de)(de)刀具(ju)用(yong)(yong)(yong)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)不(bu)(bu)同，致力于(yu)開(kai)發(fa)(fa)電線用(yong)(yong)(yong)導(dao)線材料的(de)(de)(de) General Electric 公司的(de)(de)(de)C.Dantsien 一直在(zai)研(yan)究(jiu)淬火(huo)硬化(hua)性較低(di)的(de)(de)(de)低(di)C-Cr鋼(gang)(gang)(gang)，開(kai)發(fa)(fa)的(de)(de)(de)鉻(ge)鋼(gang)(gang)(gang)由于(yu)Dumet合(he)金(jin)(jin)的(de)(de)(de)出現(xian)而不(bu)(bu)再被(bei)當作導(dao)線來(lai)使用(yong)(yong)(yong)，所(suo)以到了(le)1914年，比(bi)Brearley鋼(gang)(gang)(gang)含有(you)更少(shao)量碳(tan)的(de)(de)(de)0.07%~0.15%C-14%~16%Cr鋼(gang)(gang)(gang)被(bei)用(yong)(yong)(yong)于(yu)制(zhi)造渦輪葉片。這被(bei)認為是(shi)(shi)鐵(tie)素體不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)（SUS430)的(de)(de)(de)原型(xing)。另(ling)外(wai)，著名的(de)(de)(de)斯特萊特耐熱(re)耐磨硬質合(he)金(jin)(jin)（Co-Cr-W)的(de)(de)(de)發(fa)(fa)明(ming)者一－美(mei)國(guo)的(de)(de)(de)E.Haynes在(zai)1895年就(jiu)已經(jing)證實，在(zai)鉻(ge)含量為10%以上時(shi)，Ni-Cr就(jiu)表現(xian)出對硝酸(suan)具(ju)有(you)很強的(de)(de)(de)耐腐蝕(shi)性。在(zai)Brearley 發(fa)(fa)明(ming)了(le)13Cr不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)不(bu)(bu)久的(de)(de)(de)1915年，Haynes獨立于(yu)Brearley,就(jiu)Fe-Cr合(he)金(jin)(jin)申(shen)請了(le)美(mei)國(guo)專利，此合(he)金(jin)(jin)是(shi)(shi)作為堅硬、不(bu)(bu)腐蝕(shi)的(de)(de)(de)金(jin)(jin)屬制(zhi)品被(bei)申(shen)請的(de)(de)(de)，其(qi)成分是(shi)(shi)0.1%~1%C、8%~60%Cr(特別是(shi)(shi)15%~25%Cr)。由此，在(zai)美(mei)國(guo)認為Dantsien和 Haynes是(shi)(shi)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)發(fa)(fa)明(ming)者。
