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)(dao)低排(pai)列出(chu)了代表性(xing)(xing)的(de)金屬及合金在海水中(zhong)的(de)腐蝕電(dian)位，這成為判斷材料被腐蝕難易程度的(de)基準。當不銹鋼處于(yu)(yu)(yu)活性(xing)(xing)狀態時，顯(xian)示出(chu)接近(jin)于(yu)(yu)(yu)鐵的(de)電(dian)位；當其處于(yu)(yu)(yu)穩(wen)定(ding)狀態時，顯(xian)示出(chu)接近(jin)于(yu)(yu)(yu)金的(de)電(dian)位。也就是說，把(ba)鐵與鉻(ge)煉(lian)成合金，就可以(yi)得到(dao)(dao)耐蝕性(xing)(xing)接近(jin)于(yu)(yu)(yu)金的(de)物質。因(yin)此(ci)，我們可以(yi)把(ba)鉻(ge)看作是中(zhong)世紀煉(lian)金術(shu)師所追求(qiu)的(de)“智者(zhe)之石”。
鉻是法國的(de)(de)分(fen)析化學家(jia)L.N.Vauqulin于1787年(nian)從西(xi)班牙的(de)(de)紅鉛礦中(zhong)首次(ci)發現的(de)(de)一種(zhong)元素，次(ci)年(nian)根據希臘語中(zhong)表示顏色的(de)(de)詞Chroma而命名為(wei)Chr?me.據說他也(ye)認為(wei)這種(zhong)金屬不易被酸侵蝕。
可是直到進入(ru)20世紀20年(nian)代以后，人(ren)們才(cai)把鉻作(zuo)為鋼鐵(tie)的(de)合金元素來(lai)應(ying)用(yong)。首先(xian)，英國(guo)(guo)皇家(jia)研究(jiu)所(suo)學者M.Faraday致力于研究(jiu)把貴金屬熔于鋼中(zhong)煉成合金，制(zhi)(zhi)作(zuo)出(chu)難(nan)(nan)以氧化（即難(nan)(nan)以生銹）的(de)新型刀具(ju)鋼，他就(jiu)Ni、Ag、Pt、Rh的(de)影(ying)響問題(ti)，于1820年(nian)與(yu)刀具(ju)師J.Stodart聯(lian)名發(fa)(fa)表(biao)了(le)試驗結果。接下來(lai)在1922年(nian)其所(suo)發(fa)(fa)表(biao)的(de)論文中(zhong)記述了(le)制(zhi)(zhi)作(zuo)的(de)刀具(ju)鋼中(zhong)溶解了(le)1%Cr及3%Cr,可是并沒有關于耐腐(fu)蝕性(xing)的(de)報告。另外，同期(qi)，法國(guo)(guo)的(de)P.Bertier在鐵(tie)中(zhong)加入(ru)鉻制(zhi)(zhi)造出(chu)了(le)鉻鋼和鉻鐵(tie)，并發(fa)(fa)現Fe-Cr合金難(nan)(nan)以被酸(suan)侵蝕。
此后(hou)有(you)關(guan)鉻鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)研究多(duo)了(le)(le)起來(lai)，其中(zhong)特別(bie)需(xu)要提(ti)到，因開發(fa)哈德菲爾德高(gao)錳鋼(gang)(gang)(gang)而(er)(er)聲(sheng)名鵲起的(de)(de)(de)英國學者R.A.Hadfield的(de)(de)(de)研究工作。他(ta)(ta)于1892年就鐵和鉻的(de)(de)(de)合(he)(he)金問(wen)題發(fa)表了(le)(le)文(wen)章，涉及合(he)(he)金的(de)(de)(de)力學性(xing)(xing)能、磁性(xing)(xing)能、電性(xing)(xing)能、熱性(xing)(xing)能等。當時(shi)所用(yong)的(de)(de)(de)材料(liao)中(zhong)鉻的(de)(de)(de)含量(liang)為0.22%~16.74%.就成(cheng)分(fen)而(er)(er)言，他(ta)(ta)研究的(de)(de)(de)鉻鋼(gang)(gang)(gang)已(yi)經包含了(le)(le)相(xiang)當于今天的(de)(de)(de)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)成(cheng)分(fen)，只是碳的(de)(de)(de)含量(liang)有(you)所不(bu)同，當時(shi)的(de)(de)(de)鉻鐵合(he)(he)金樣品中(zhong)碳量(liang)偏高(gao)，大約占(zhan)鉻含量(liang)的(de)(de)(de)1/10。就耐(nai)蝕性(xing)(xing)來(lai)說，在常溫下把鉻鋼(gang)(gang)(gang)試(shi)樣浸泡在50%的(de)(de)(de)硫酸溶液中(zhong)，結(jie)果正如表1.2所示(shi)，鉻的(de)(de)(de)含量(liang)越(yue)多(duo)被腐蝕的(de)(de)(de)量(liang)越(yue)多(duo)，所以不(bu)能證明(ming)(ming)鉻能提(ti)高(gao)耐(nai)蝕性(xing)(xing)。這是因為當時(shi)把鎳鋼(gang)(gang)(gang)用(yong)作抗(kang)腐蝕性(xing)(xing)的(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)，因此進行了(le)(le)上述的(de)(de)(de)硫酸試(shi)驗。但(dan)是，在發(fa)明(ming)(ming)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)之(zhi)后(hou)的(de)(de)(de)1916年，Hadfield指出(chu)：當他(ta)(ta)取出(chu)含有(you)11.13%鉻的(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)（樣品M)后(hou)發(fa)現(xian)其光澤(ze)依舊，并沒有(you)生(sheng)銹(xiu)(xiu)。
上述提到(dao)的(de)Hadfield 研究鉻(ge)(ge)鋼的(de)時代，人們還(huan)(huan)設有得到(dao)碳(tan)(tan)含量較(jiao)低(di)的(de)鉻(ge)(ge)鐵(tie)。雖然德(de)國、法(fa)(fa)國等國家一直在(zai)進行(xing)有關不含碳(tan)(tan)的(de)鐵(tie)以及鉻(ge)(ge)鐵(tie)制造的(de)研究，但直到(dao)1895年德(de)國的(de)H.Goldschmidt才(cai)發(fa)明了利(li)用鋁末還(huan)(huan)原(yuan)氧化鐵(tie)的(de)鋁熱劑法(fa)(fa)，使低(di)碳(tan)(tan)鉻(ge)(ge)鐵(tie)的(de)工(gong)業性制造成為(wei)可(ke)能(neng)（德(de)國專利(li) 96317-1895.3.12).另(ling)外，在(zai)美國F.M.Becket于(yu)1907~1908年使用電爐開(kai)發(fa)了硅還(huan)(huan)原(yuan)法(fa)(fa)，使低(di)碳(tan)(tan)鉻(ge)(ge)鐵(tie)的(de)制造成為(wei)可(ke)能(neng)。
由于(yu)(yu)低碳鉻(ge)(ge)(ge)鐵的(de)獲得成(cheng)(cheng)為(wei)可能，進入20世紀初以后，人們(men)已經(jing)能夠把碳鉻(ge)(ge)(ge)鐵作為(wei)原料(liao)用(yong)(yong)于(yu)(yu)鉻(ge)(ge)(ge)鋼(gang)(gang)和Cr-Ni鋼(gang)(gang)研究(jiu)，排除了(le)碳的(de)影響(xiang)。法國(guo)的(de)L.Guillet通過改變鉻(ge)(ge)(ge)含(han)(han)量對鉻(ge)(ge)(ge)鋼(gang)(gang)（1903~1904年）、Cr-Ni鋼(gang)(gang)（1906年）進行(xing)了(le)組織(zhi)學以及力(li)學性(xing)(xing)質(zhi)的(de)研究(jiu)，其中其研究(jiu)的(de)許多(duo)鉻(ge)(ge)(ge)鋼(gang)(gang)、Cr-Ni鋼(gang)(gang)的(de)成(cheng)(cheng)分與今(jin)天不銹鋼(gang)(gang)的(de)成(cheng)(cheng)分相(xiang)(xiang)當(dang)。不過在耐腐(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)方面他并沒有表(biao)現(xian)出什么興趣，由于(yu)(yu)鉻(ge)(ge)(ge)的(de)含(han)(han)量越多(duo)鋼(gang)(gang)就(jiu)會越硬(ying)，所(suo)以只啟發(fa)了(le)人們(men)利(li)用(yong)(yong)其硬(ying)度(du)的(de)用(yong)(yong)途。另外，在繼L.Guillet之后，研究(jiu)合金鋼(gang)(gang)的(de)A.M.Portvin 所(suo)使用(yong)(yong)的(de)鋼(gang)(gang)中雖然(ran)含(han)(han)有與今(jin)天的(de)17Cr不銹鋼(gang)(gang)（SUS430)相(xiang)(xiang)當(dang)的(de)成(cheng)(cheng)分，但尚未與其出眾的(de)耐腐(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)相(xiang)(xiang)關聯來進行(xing)研究(jiu)。
第一次闡明(ming)Fe-Cr合(he)金(jin)對(dui)于氧化酸(suan)(suan)(suan)硝(xiao)(xiao)酸(suan)(suan)(suan)具有較強(qiang)耐腐蝕性(xing)(xing)的(de)(de)(de)，恐怕是從師于德國亞琛工科大學 W.Borchers教授進(jin)行研(yan)究的(de)(de)(de)P.Monnartz,他在(zai)學位論(lun)文“關于Fe-Cr合(he)金(jin)耐酸(suan)(suan)(suan)性(xing)(xing)的(de)(de)(de)研(yan)究”中特別(bie)針對(dui)硝(xiao)(xiao)酸(suan)(suan)(suan)對(dui)鉻的(de)(de)(de)含量的(de)(de)(de)影響分(fen)別(bie)進(jin)行歸納(na)，認為鉻在(zai)4%以(yi)上時，對(dui)稀硝(xiao)(xiao)酸(suan)(suan)(suan)的(de)(de)(de)耐腐蝕性(xing)(xing)就會(hui)提(ti)高；鉻在(zai)20%以(yi)上時，就會(hui)顯(xian)示出與純鉻同等(deng)程度的(de)(de)(de)耐腐蝕性(xing)(xing)。另(ling)外，Borchers 和Monnartz于1910年提(ti)出申請，并(bing)于1912年獲得注冊的(de)(de)(de)專利（德國專利246,035-1912.4.22)合(he)金(jin)的(de)(de)(de)組成成分(fen)是10%以(yi)上的(de)(de)(de)鉻及含有鉬(mu)（或者(zhe)釩(fan)或者(zhe)鈦）的(de)(de)(de)鐵(tie)合(he)金(jin)。例如，60Cr-35Fe-2~3Mo合(he)金(jin)如果(guo)不(bu)(bu)受王(wang)水侵蝕，可以(yi)代(dai)替白金(jin)用于多種用途。包含在(zai)此專利范圍內的(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)，如今通過低碳化、低氮化作為Cr-Mo不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)被廣泛使用。
另一方面，在(zai)德國(guo)Fried.Krupp 公司，B.Strauss 和 E.Maurer等(deng)人(ren)一直在(zai)研究(jiu)和制(zhi)造作為熱電偶保護管(guan)材(cai)料(liao)等(deng)高(gao)溫材(cai)料(liao)來使用(yong)的(de)(de)Ni-Cr鋼(gang)，但由(you)于發現了Cr-Ni鋼(gang)出(chu)(chu)眾的(de)(de)耐腐蝕性(xing)(xing)，于是(shi)作為耐腐蝕性(xing)(xing)材(cai)料(liao)于1912年10月和12月，以(yi)代(dai)理(li)人(ren)C.Pasel的(de)(de)名義提出(chu)(chu)德國(guo)專(zhuan)利申請，并于1918年獲得專(zhuan)利許可(ke)。以(yi)下是(shi)此專(zhuan)利要求范圍的(de)(de)要點：
1. 使用含有6%~25%Cr、20%~4%Ni以及小于(yu)1%C的鋼(gang)，可用于(yu)制(zhi)造(zao)具有高耐(nai)腐蝕性(xing)的產品（步槍、渦輪(lun)機等）（德(de)國專利304,126-1918.2.22)。
2. 使用含有15%~40%Cr、20%~4%Ni以及小于(yu)1%C的鋼，可用于(yu)制造對酸和應力(li)具有較(jiao)高抵抗(kang)力(li)的產品（容器、軋輥、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)后(hou)(hou)，尤其是V2A迅(xun)速滲透進(jin)德國的(de)(de)(de)化學工業，被廣泛應用(yong)(yong)。與此(ci)同時，特別以Fried.Krupp公司為(wei)中心，發(fa)(fa)現(xian)有(you)必要改善非(fei)氧化性(xing)酸的(de)(de)(de)耐(nai)腐蝕性(xing)和焊接部的(de)(de)(de)耐(nai)腐蝕性(xing)，于是針對前者開發(fa)(fa)出添(tian)加(jia)了(le)鉬或者銅的(de)(de)(de)鋼。針對后(hou)(hou)者，為(wei)了(le)提高耐(nai)晶間(jian)腐蝕性(xing)，而開發(fa)(fa)了(le)低碳鋼以及添(tian)加(jia) 鈦、鈮(ni)等碳化物生(sheng)成元(yuan)素的(de)(de)(de)鋼。表1.4顯示了(le)Fried.Krupp公司申請的(de)(de)(de)奧氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹鋼專利,可以說，到1936年申請的(de)(de)(de)添(tian)加(jia)了(le)Mo、Cu的(de)(de)(de)耐(nai)硫酸復合(he)不(bu)(bu)(bu)銹鋼為(wei)止(zhi)，確(que)立了(le)今天(tian)耐(nai)腐蝕用(yong)(yong)奧氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹鋼的(de)(de)(de)基礎。
另(ling)外(wai)，雖然V2A成(cheng)為(wei)今天304不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)原型鋼(gang)(gang)(gang)，但當初其組(zu)成(cheng)如前所述是(shi)(shi)20Cr-7Ni。可是(shi)(shi)，后期除(chu)了耐腐蝕性以外(wai)，又考(kao)慮到加工性、力學性能，其組(zu)成(cheng)就變為(wei)18Cr-8Ni了。特(te)別是(shi)(shi)根據英德共同(tong)研究結(jie)果，在英國18Cr-8Ni被認為(wei)是(shi)(shi)最理想的(de)(de)組(zu)成(cheng)，從1923年開始投入生產。不過，由于18Cr-8Ni一旦被加工就會明(ming)顯硬(ying)化，所以在制造西餐餐具特(te)別是(shi)(shi)湯匙的(de)(de)交叉軋制時，中途必須頻(pin)繁地進行退火(huo)處(chu)理，因而作(zuo)為(wei)成(cheng)形(xing)用不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)又開發出了12Cr-12Ni鋼(gang)(gang)(gang)。
另一方面，在(zai)英(ying)國(guo)，作為(wei) Thomas Firth and Sons公司和JohnBrown and Co.公司共同設(she)立的(de)(de)(de)(de)(de)開(kai)發(fa)部門(men)－Brown Firth Re-search Laboratories的(de)(de)(de)(de)(de)第一任所(suo)長H.Brearley 認為(wei)，作為(wei)槍(qiang)炮制造材料，需要(yao)高熔點而且高溫下耐磨損的(de)(de)(de)(de)(de)材料，鉻鋼(gang)(gang)是(shi)最合適的(de)(de)(de)(de)(de)，他(ta)(ta)(ta)立志于(yu)(yu)制造出鉻含(han)量(liang)(liang)為(wei)10%以(yi)(yi)上，碳(tan)含(han)量(liang)(liang)為(wei)0.3%左右的(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)。可是(shi)，在(zai)坩堝中碳(tan)含(han)量(liang)(liang)過高，遲遲未能達到目標(biao)。不過1913年8月20日 Thomas Firth and Sons公司用埃魯式(shi)電弧爐進行冶煉，終于(yu)(yu)獲得(de)了(le)成(cheng)(cheng)分為(wei)0.24C-0.24Si-0.44Mn-12.86Cr(質量(liang)(liang)分數，％）的(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)。這(zhe)(zhe)種鋼(gang)(gang)通過鍛(duan)造、熱軋可以(yi)(yi)制造成(cheng)(cheng)28.6mm厚的(de)(de)(de)(de)(de)板子，軟化(hua)處理(li)后(hou)可以(yi)(yi)易于(yu)(yu)切削，所(suo)以(yi)(yi)除(chu)了(le)槍(qiang)筒以(yi)(yi)外還(huan)用于(yu)(yu)加工刀具(ju)。當為(wei)了(le)研熱處理(li)對這(zhe)(zhe)種鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)金屬組(zu)織(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)影響而進行表(biao)面蝕(shi)刻(ke)時，他(ta)(ta)(ta)發(fa)現這(zhe)(zhe)種鋼(gang)(gang)與(yu)普(pu)通鋼(gang)(gang)相比(bi)明(ming)顯地不易被腐(fu)蝕(shi)，而且放(fang)置在(zai)實驗室里的(de)(de)(de)(de)(de)樣品，竟然出人意料的(de)(de)(de)(de)(de)沒(mei)有生銹(xiu)。Brearley由此認為(wei)，這(zhe)(zhe)種鋼(gang)(gang)可以(yi)(yi)作為(wei)不生銹(xiu)的(de)(de)(de)(de)(de)刀具(ju)鋼(gang)(gang)來使用。當時這(zhe)(zhe)種鋼(gang)(gang)雖然沒(mei)有申請英(ying)國(guo)專利，但是(shi)1916年9月9%~16%Cr-0.7%C以(yi)(yi)下的(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)獲得(de)了(le)美國(guo)專利。Brearley 最初用于(yu)(yu)刀具(ju)的(de)(de)(de)(de)(de)、具(ju)有上述成(cheng)(cheng)分的(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)相當于(yu)(yu)今天的(de)(de)(de)(de)(de)SUS420,所(suo)以(yi)(yi)他(ta)(ta)(ta)就成(cheng)(cheng)為(wei)馬氏體不銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)明(ming)者。
Brearley與(yu)Firth公司共同設立了(le)Firth-Brearley Syndicate,開始制造、銷(xiao)售不(bu)生銹的(de)(de)刀(dao)具(ju)鋼(gang)。可是(shi)，由(you)于Firth公司制造的(de)(de)冒牌(pai)不(bu)生銹刀(dao)具(ju)也以同樣的(de)(de)名(ming)字出售，為了(le)與(yu)之(zhi)區別，Brearley一(yi)方在(zai)冶(ye)煉(lian)的(de)(de)最后(hou)階段，加(jia)入(ru)了(le)少(shao)量(liang)不(bu)影響(xiang)性質的(de)(de)元素，那就是(shi)0.03%Co。
另外(wai)，在美(mei)國，與上(shang)述Brearley的(de)(de)(de)刀具用(yong)(yong)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)不同，致力于(yu)(yu)(yu)開發(fa)(fa)電線(xian)用(yong)(yong)導(dao)(dao)線(xian)材料的(de)(de)(de) General Electric 公司的(de)(de)(de)C.Dantsien 一直(zhi)在研究淬(cui)火硬化性(xing)較低(di)(di)的(de)(de)(de)低(di)(di)C-Cr鋼(gang)(gang)，開發(fa)(fa)的(de)(de)(de)鉻鋼(gang)(gang)由于(yu)(yu)(yu)Dumet合金(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)出現(xian)而不再被當作導(dao)(dao)線(xian)來使用(yong)(yong)，所以(yi)到了1914年(nian)，比Brearley鋼(gang)(gang)含有更少量碳的(de)(de)(de)0.07%~0.15%C-14%~16%Cr鋼(gang)(gang)被用(yong)(yong)于(yu)(yu)(yu)制造(zao)渦輪(lun)葉片。這被認為(wei)(wei)是(shi)鐵素(su)體不銹(xiu)鋼(gang)(gang)（SUS430)的(de)(de)(de)原型。另外(wai)，著名的(de)(de)(de)斯特萊特耐(nai)熱(re)耐(nai)磨(mo)硬質(zhi)合金(jin)(jin)(jin)（Co-Cr-W)的(de)(de)(de)發(fa)(fa)明(ming)者(zhe)一－美(mei)國的(de)(de)(de)E.Haynes在1895年(nian)就已經證實，在鉻含量為(wei)(wei)10%以(yi)上(shang)時，Ni-Cr就表(biao)現(xian)出對硝酸具有很強(qiang)的(de)(de)(de)耐(nai)腐蝕(shi)(shi)性(xing)。在Brearley 發(fa)(fa)明(ming)了13Cr不銹(xiu)鋼(gang)(gang)不久的(de)(de)(de)1915年(nian)，Haynes獨立于(yu)(yu)(yu)Brearley,就Fe-Cr合金(jin)(jin)(jin)申請了美(mei)國專利，此合金(jin)(jin)(jin)是(shi)作為(wei)(wei)堅硬、不腐蝕(shi)(shi)的(de)(de)(de)金(jin)(jin)(jin)屬制品被申請的(de)(de)(de)，其成分是(shi)0.1%~1%C、8%~60%Cr(特別(bie)是(shi)15%~25%Cr)。由此，在美(mei)國認為(wei)(wei)Dantsien和 Haynes是(shi)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)發(fa)(fa)明(ming)者(zhe)。
