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從高到低排列出(chu)(chu)了代表性(xing)的(de)(de)(de)金(jin)屬及合金(jin)在海(hai)水中(zhong)的(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)電位，這(zhe)成(cheng)為判(pan)斷材料(liao)被腐(fu)蝕(shi)難易程(cheng)度的(de)(de)(de)基(ji)準。當(dang)(dang)不銹鋼處(chu)于(yu)活性(xing)狀態時(shi)，顯(xian)示(shi)出(chu)(chu)接(jie)近(jin)(jin)于(yu)鐵的(de)(de)(de)電位；當(dang)(dang)其處(chu)于(yu)穩定狀態時(shi)，顯(xian)示(shi)出(chu)(chu)接(jie)近(jin)(jin)于(yu)金(jin)的(de)(de)(de)電位。也就是(shi)說，把(ba)鐵與鉻(ge)煉(lian)(lian)成(cheng)合金(jin)，就可以(yi)得到耐蝕(shi)性(xing)接(jie)近(jin)(jin)于(yu)金(jin)的(de)(de)(de)物質(zhi)。因此，我們可以(yi)把(ba)鉻(ge)看作是(shi)中(zhong)世(shi)紀煉(lian)(lian)金(jin)術(shu)師所(suo)追求(qiu)的(de)(de)(de)“智(zhi)者之石”。
鉻是法國的分析化(hua)學(xue)家L.N.Vauqulin于1787年從西班牙的紅鉛礦中(zhong)首次(ci)發現的一種元(yuan)素，次(ci)年根據希臘語中(zhong)表示顏色(se)的詞Chroma而命名為Chr?me.據說他也認為這種金屬不易被酸侵(qin)蝕。
可是(shi)直到進入20世紀20年代以后，人們才把(ba)鉻作(zuo)為鋼鐵(tie)的(de)(de)合金元素來(lai)應用。首先，英(ying)國皇(huang)家研究(jiu)所學(xue)者M.Faraday致力于研究(jiu)把(ba)貴金屬(shu)熔于鋼中煉成合金，制(zhi)作(zuo)出(chu)難以氧化（即難以生銹(xiu)）的(de)(de)新型(xing)刀具(ju)鋼，他就Ni、Ag、Pt、Rh的(de)(de)影(ying)響問題，于1820年與刀具(ju)師(shi)J.Stodart聯名發表(biao)(biao)了試(shi)驗(yan)結果。接下來(lai)在1922年其所發表(biao)(biao)的(de)(de)論文中記述了制(zhi)作(zuo)的(de)(de)刀具(ju)鋼中溶解了1%Cr及(ji)3%Cr,可是(shi)并沒有關于耐腐蝕性的(de)(de)報告。另外(wai)，同期，法國的(de)(de)P.Bertier在鐵(tie)中加入鉻制(zhi)造(zao)出(chu)了鉻鋼和(he)鉻鐵(tie)，并發現Fe-Cr合金難以被酸侵蝕。
此(ci)后有(you)關鉻(ge)(ge)(ge)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)研(yan)究多(duo)了起來，其中(zhong)特(te)別需(xu)要提到，因(yin)開發(fa)哈德菲爾德高(gao)錳鋼(gang)而聲(sheng)名鵲(que)起的(de)(de)(de)(de)(de)英國(guo)學者(zhe)R.A.Hadfield的(de)(de)(de)(de)(de)研(yan)究工作。他于1892年(nian)就(jiu)鐵和鉻(ge)(ge)(ge)的(de)(de)(de)(de)(de)合(he)金問題發(fa)表(biao)了文章，涉及合(he)金的(de)(de)(de)(de)(de)力(li)學性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)、磁性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)、電性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)、熱性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)等。當(dang)時所(suo)用的(de)(de)(de)(de)(de)材料中(zhong)鉻(ge)(ge)(ge)的(de)(de)(de)(de)(de)含量(liang)為0.22%~16.74%.就(jiu)成(cheng)分而言，他研(yan)究的(de)(de)(de)(de)(de)鉻(ge)(ge)(ge)鋼(gang)已經包含了相當(dang)于今天的(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)成(cheng)分，只是碳(tan)的(de)(de)(de)(de)(de)含量(liang)有(you)所(suo)不(bu)同，當(dang)時的(de)(de)(de)(de)(de)鉻(ge)(ge)(ge)鐵合(he)金樣(yang)(yang)(yang)品(pin)中(zhong)碳(tan)量(liang)偏(pian)高(gao)，大約占鉻(ge)(ge)(ge)含量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)1/10。就(jiu)耐(nai)蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)來說，在(zai)常溫下(xia)把鉻(ge)(ge)(ge)鋼(gang)試樣(yang)(yang)(yang)浸泡在(zai)50%的(de)(de)(de)(de)(de)硫(liu)酸溶液中(zhong)，結果正如表(biao)1.2所(suo)示(shi)，鉻(ge)(ge)(ge)的(de)(de)(de)(de)(de)含量(liang)越多(duo)被腐蝕(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)量(liang)越多(duo)，所(suo)以不(bu)能(neng)(neng)(neng)證明鉻(ge)(ge)(ge)能(neng)(neng)(neng)提高(gao)耐(nai)蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)。這是因(yin)為當(dang)時把鎳鋼(gang)用作抗腐蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)，因(yin)此(ci)進(jin)行了上述的(de)(de)(de)(de)(de)硫(liu)酸試驗(yan)。但是，在(zai)發(fa)明不(bu)銹(xiu)鋼(gang)之后的(de)(de)(de)(de)(de)1916年(nian)，Hadfield指(zhi)出：當(dang)他取出含有(you)11.13%鉻(ge)(ge)(ge)的(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)（樣(yang)(yang)(yang)品(pin)M)后發(fa)現(xian)其光澤依舊，并沒(mei)有(you)生銹(xiu)。
上述(shu)提到的(de)(de)Hadfield 研(yan)究鉻(ge)(ge)(ge)(ge)鋼的(de)(de)時代，人們還(huan)設有得到碳含量較低(di)的(de)(de)鉻(ge)(ge)(ge)(ge)鐵(tie)(tie)。雖然德(de)國(guo)、法國(guo)等國(guo)家一直在進(jin)行(xing)有關不含碳的(de)(de)鐵(tie)(tie)以(yi)及鉻(ge)(ge)(ge)(ge)鐵(tie)(tie)制造的(de)(de)研(yan)究，但直到1895年(nian)(nian)德(de)國(guo)的(de)(de)H.Goldschmidt才發(fa)(fa)明了利用鋁末(mo)還(huan)原(yuan)氧化鐵(tie)(tie)的(de)(de)鋁熱劑法，使(shi)低(di)碳鉻(ge)(ge)(ge)(ge)鐵(tie)(tie)的(de)(de)工業(ye)性制造成為(wei)可能（德(de)國(guo)專(zhuan)利 96317-1895.3.12).另外，在美國(guo)F.M.Becket于1907~1908年(nian)(nian)使(shi)用電爐開(kai)發(fa)(fa)了硅(gui)還(huan)原(yuan)法，使(shi)低(di)碳鉻(ge)(ge)(ge)(ge)鐵(tie)(tie)的(de)(de)制造成為(wei)可能。
由于(yu)低(di)碳鉻(ge)(ge)鐵的(de)(de)獲(huo)得成(cheng)為可能，進入20世紀(ji)初以后，人(ren)們(men)已經(jing)能夠把碳鉻(ge)(ge)鐵作為原(yuan)料(liao)用于(yu)鉻(ge)(ge)鋼(gang)(gang)和Cr-Ni鋼(gang)(gang)研(yan)究(jiu)，排除了(le)(le)碳的(de)(de)影響。法(fa)國的(de)(de)L.Guillet通過改(gai)變鉻(ge)(ge)含(han)量(liang)對(dui)鉻(ge)(ge)鋼(gang)(gang)（1903~1904年）、Cr-Ni鋼(gang)(gang)（1906年）進行了(le)(le)組(zu)織學以及力(li)學性(xing)質(zhi)的(de)(de)研(yan)究(jiu)，其(qi)(qi)中其(qi)(qi)研(yan)究(jiu)的(de)(de)許(xu)多(duo)鉻(ge)(ge)鋼(gang)(gang)、Cr-Ni鋼(gang)(gang)的(de)(de)成(cheng)分(fen)與(yu)今(jin)天不(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)成(cheng)分(fen)相當。不(bu)過在耐腐(fu)蝕(shi)性(xing)方面他并沒有表現出什么(me)興趣(qu)，由于(yu)鉻(ge)(ge)的(de)(de)含(han)量(liang)越多(duo)鋼(gang)(gang)就(jiu)會越硬，所以只(zhi)啟發了(le)(le)人(ren)們(men)利用其(qi)(qi)硬度的(de)(de)用途。另外，在繼L.Guillet之后，研(yan)究(jiu)合金鋼(gang)(gang)的(de)(de)A.M.Portvin 所使用的(de)(de)鋼(gang)(gang)中雖然含(han)有與(yu)今(jin)天的(de)(de)17Cr不(bu)銹鋼(gang)(gang)（SUS430)相當的(de)(de)成(cheng)分(fen)，但尚未與(yu)其(qi)(qi)出眾的(de)(de)耐腐(fu)蝕(shi)性(xing)相關聯來進行研(yan)究(jiu)。
第一次闡明Fe-Cr合金對于(yu)氧(yang)化(hua)(hua)酸(suan)(suan)硝(xiao)(xiao)酸(suan)(suan)具有較(jiao)強耐(nai)腐(fu)蝕(shi)性(xing)的(de)，恐怕(pa)是從(cong)師于(yu)德國亞琛工科大學(xue)(xue) W.Borchers教授進(jin)行(xing)研究(jiu)的(de)P.Monnartz,他在學(xue)(xue)位論文“關于(yu)Fe-Cr合金耐(nai)酸(suan)(suan)性(xing)的(de)研究(jiu)”中特別針對硝(xiao)(xiao)酸(suan)(suan)對鉻的(de)含量的(de)影響分(fen)別進(jin)行(xing)歸(gui)納，認為(wei)鉻在4%以(yi)上(shang)時(shi)，對稀硝(xiao)(xiao)酸(suan)(suan)的(de)耐(nai)腐(fu)蝕(shi)性(xing)就會提高；鉻在20%以(yi)上(shang)時(shi)，就會顯示出與純鉻同(tong)等程度的(de)耐(nai)腐(fu)蝕(shi)性(xing)。另外，Borchers 和(he)Monnartz于(yu)1910年(nian)提出申請(qing)，并于(yu)1912年(nian)獲得注冊的(de)專利（德國專利246,035-1912.4.22)合金的(de)組成成分(fen)是10%以(yi)上(shang)的(de)鉻及含有鉬（或(huo)者釩或(huo)者鈦）的(de)鐵合金。例(li)如，60Cr-35Fe-2~3Mo合金如果不(bu)受(shou)王水侵蝕(shi)，可以(yi)代替(ti)白金用(yong)于(yu)多(duo)種用(yong)途。包(bao)含在此專利范圍內的(de)鋼，如今通過低碳化(hua)(hua)、低氮化(hua)(hua)作為(wei)Cr-Mo不(bu)銹鋼被廣泛使用(yong)。
另一(yi)方面，在德國Fried.Krupp 公司，B.Strauss 和 E.Maurer等(deng)人一(yi)直在研究和制造作為熱電偶保(bao)護管(guan)材料(liao)等(deng)高溫材料(liao)來使用的Ni-Cr鋼，但由于發現了Cr-Ni鋼出(chu)眾的耐(nai)腐(fu)蝕(shi)性，于是作為耐(nai)腐(fu)蝕(shi)性材料(liao)于1912年10月(yue)和12月(yue)，以(yi)(yi)代理人C.Pasel的名義提出(chu)德國專利(li)申請(qing)，并于1918年獲得專利(li)許(xu)可。以(yi)(yi)下是此專利(li)要求范(fan)圍的要點：
1. 使用含有(you)6%~25%Cr、20%~4%Ni以及(ji)小于(yu)1%C的(de)鋼，可用于(yu)制造具(ju)有(you)高耐腐蝕性的(de)產品（步槍、渦輪機等(deng)）（德國專利(li)304,126-1918.2.22)。
2. 使用(yong)含有(you)15%~40%Cr、20%~4%Ni以(yi)及小于(yu)1%C的鋼，可用(yong)于(yu)制造對酸和應力具有(you)較(jiao)高抵抗力的產品（容器、軋輥、機械部件等）（德國專利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。
此后(hou)，尤其是(shi)V2A迅速滲透進德國的(de)(de)(de)化(hua)(hua)學(xue)工業(ye)，被廣泛應用。與此同時，特別以(yi)Fried.Krupp公司為中心，發現有必(bi)要改善(shan)非氧(yang)化(hua)(hua)性酸的(de)(de)(de)耐腐(fu)蝕性和焊接(jie)部的(de)(de)(de)耐腐(fu)蝕性，于(yu)是(shi)針(zhen)對(dui)前者開發出添加了(le)鉬或者銅(tong)的(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)。針(zhen)對(dui)后(hou)者，為了(le)提高(gao)耐晶間腐(fu)蝕性，而開發了(le)低碳(tan)鋼(gang)(gang)以(yi)及(ji)添加 鈦、鈮等碳(tan)化(hua)(hua)物生成元(yuan)素(su)的(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)。表1.4顯示了(le)Fried.Krupp公司申(shen)請(qing)的(de)(de)(de)奧氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)專利(li),可以(yi)說，到1936年申(shen)請(qing)的(de)(de)(de)添加了(le)Mo、Cu的(de)(de)(de)耐硫酸復合不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)為止，確立了(le)今(jin)天耐腐(fu)蝕用奧氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)基(ji)礎。
另外(wai)，雖然(ran)V2A成(cheng)為今天304不(bu)銹鋼(gang)的原型鋼(gang)，但當初其組(zu)成(cheng)如前所(suo)述是(shi)(shi)20Cr-7Ni。可是(shi)(shi)，后(hou)期除了(le)耐腐蝕性以外(wai)，又(you)考慮到加工(gong)性、力學性能，其組(zu)成(cheng)就(jiu)(jiu)變為18Cr-8Ni了(le)。特別是(shi)(shi)根(gen)據英德共同(tong)研究結果，在英國(guo)18Cr-8Ni被認為是(shi)(shi)最理想的組(zu)成(cheng)，從1923年開(kai)始投入(ru)生產。不(bu)過(guo)，由于18Cr-8Ni一旦被加工(gong)就(jiu)(jiu)會(hui)明顯硬化，所(suo)以在制造西餐餐具特別是(shi)(shi)湯匙的交叉軋制時，中(zhong)途(tu)必須頻繁地(di)進行退火(huo)處理，因而作為成(cheng)形(xing)用不(bu)銹鋼(gang)又(you)開(kai)發出了(le)12Cr-12Ni鋼(gang)。
另一方面，在英國，作(zuo)為(wei)(wei) Thomas Firth and Sons公(gong)司(si)和JohnBrown and Co.公(gong)司(si)共同設立的(de)(de)(de)開發(fa)部門－Brown Firth Re-search Laboratories的(de)(de)(de)第一任所(suo)長H.Brearley 認(ren)為(wei)(wei)，作(zuo)為(wei)(wei)槍炮(pao)制造材料(liao)，需要(yao)高熔點而(er)(er)且(qie)高溫下耐磨損(sun)的(de)(de)(de)材料(liao)，鉻鋼(gang)(gang)(gang)(gang)是(shi)最合適的(de)(de)(de)，他立志(zhi)于(yu)(yu)制造出(chu)鉻含量(liang)為(wei)(wei)10%以(yi)(yi)上，碳含量(liang)為(wei)(wei)0.3%左右(you)的(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)。可(ke)是(shi)，在坩堝中碳含量(liang)過(guo)高，遲遲未(wei)能達到目標。不(bu)(bu)過(guo)1913年8月20日 Thomas Firth and Sons公(gong)司(si)用(yong)埃魯式電(dian)弧爐(lu)進行冶(ye)煉，終于(yu)(yu)獲(huo)得了(le)(le)成(cheng)分為(wei)(wei)0.24C-0.24Si-0.44Mn-12.86Cr(質量(liang)分數，％）的(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)。這種鋼(gang)(gang)(gang)(gang)通(tong)過(guo)鍛(duan)造、熱軋可(ke)以(yi)(yi)制造成(cheng)28.6mm厚(hou)的(de)(de)(de)板(ban)子，軟(ruan)化處理(li)后(hou)可(ke)以(yi)(yi)易于(yu)(yu)切削，所(suo)以(yi)(yi)除了(le)(le)槍筒(tong)以(yi)(yi)外還(huan)用(yong)于(yu)(yu)加(jia)工刀具(ju)。當(dang)為(wei)(wei)了(le)(le)研熱處理(li)對(dui)這種鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)金屬組(zu)織的(de)(de)(de)影響而(er)(er)進行表面蝕(shi)刻時(shi)，他發(fa)現(xian)這種鋼(gang)(gang)(gang)(gang)與普通(tong)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)相(xiang)比明顯地(di)不(bu)(bu)易被腐蝕(shi)，而(er)(er)且(qie)放置在實(shi)驗室(shi)里(li)的(de)(de)(de)樣品，竟然(ran)出(chu)人意(yi)料(liao)的(de)(de)(de)沒有生銹(xiu)。Brearley由此認(ren)為(wei)(wei)，這種鋼(gang)(gang)(gang)(gang)可(ke)以(yi)(yi)作(zuo)為(wei)(wei)不(bu)(bu)生銹(xiu)的(de)(de)(de)刀具(ju)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)來使用(yong)。當(dang)時(shi)這種鋼(gang)(gang)(gang)(gang)雖然(ran)沒有申請英國專(zhuan)利，但是(shi)1916年9月9%~16%Cr-0.7%C以(yi)(yi)下的(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)獲(huo)得了(le)(le)美國專(zhuan)利。Brearley 最初(chu)用(yong)于(yu)(yu)刀具(ju)的(de)(de)(de)、具(ju)有上述成(cheng)分的(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)相(xiang)當(dang)于(yu)(yu)今天的(de)(de)(de)SUS420,所(suo)以(yi)(yi)他就(jiu)成(cheng)為(wei)(wei)馬氏體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)發(fa)明者(zhe)。
Brearley與Firth公司共同(tong)設立了(le)Firth-Brearley Syndicate,開始制造、銷售不生銹的(de)刀(dao)具鋼。可是，由(you)于Firth公司制造的(de)冒牌不生銹刀(dao)具也(ye)以同(tong)樣的(de)名字出售，為了(le)與之(zhi)區(qu)別，Brearley一(yi)方(fang)在冶煉的(de)最后階段(duan)，加入了(le)少量不影響性質的(de)元(yuan)素(su)，那就(jiu)是0.03%Co。
另外(wai)，在美國(guo)，與(yu)上述(shu)Brearley的刀具用不(bu)(bu)銹(xiu)鋼不(bu)(bu)同，致力于(yu)(yu)開(kai)發(fa)電線用導線材料的 General Electric 公(gong)司的C.Dantsien 一直在研(yan)究淬火硬(ying)(ying)(ying)化(hua)性較(jiao)低(di)的低(di)C-Cr鋼，開(kai)發(fa)的鉻鋼由(you)于(yu)(yu)Dumet合(he)金的出現而不(bu)(bu)再被(bei)當作(zuo)導線來使用，所(suo)以到(dao)了(le)1914年(nian)，比Brearley鋼含(han)有(you)更少(shao)量碳的0.07%~0.15%C-14%~16%Cr鋼被(bei)用于(yu)(yu)制造渦輪葉片。這(zhe)被(bei)認為是(shi)鐵素體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼（SUS430)的原型(xing)。另外(wai)，著(zhu)名的斯特(te)萊特(te)耐(nai)(nai)熱耐(nai)(nai)磨硬(ying)(ying)(ying)質合(he)金（Co-Cr-W)的發(fa)明(ming)者(zhe)一－美國(guo)的E.Haynes在1895年(nian)就已經證實，在鉻含(han)量為10%以上時，Ni-Cr就表現出對硝酸(suan)具有(you)很(hen)強的耐(nai)(nai)腐蝕(shi)性。在Brearley 發(fa)明(ming)了(le)13Cr不(bu)(bu)銹(xiu)鋼不(bu)(bu)久的1915年(nian)，Haynes獨(du)立于(yu)(yu)Brearley,就Fe-Cr合(he)金申(shen)請(qing)了(le)美國(guo)專利，此合(he)金是(shi)作(zuo)為堅硬(ying)(ying)(ying)、不(bu)(bu)腐蝕(shi)的金屬制品被(bei)申(shen)請(qing)的，其成分是(shi)0.1%~1%C、8%~60%Cr(特(te)別是(shi)15%~25%Cr)。由(you)此，在美國(guo)認為Dantsien和 Haynes是(shi)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼的發(fa)明(ming)者(zhe)。
