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(pai)列出(chu)了代表性的(de)金(jin)屬及合金(jin)在(zai)海水中(zhong)的(de)腐蝕電位(wei)，這成為判斷材料被腐蝕難易程度的(de)基(ji)準。當不(bu)銹鋼(gang)處于(yu)(yu)活(huo)性狀(zhuang)(zhuang)態時，顯示出(chu)接(jie)近于(yu)(yu)鐵的(de)電位(wei)；當其(qi)處于(yu)(yu)穩定狀(zhuang)(zhuang)態時，顯示出(chu)接(jie)近于(yu)(yu)金(jin)的(de)電位(wei)。也就(jiu)是說，把(ba)鐵與鉻煉(lian)(lian)成合金(jin)，就(jiu)可(ke)以得(de)到(dao)耐蝕性接(jie)近于(yu)(yu)金(jin)的(de)物質。因(yin)此，我們可(ke)以把(ba)鉻看作是中(zhong)世(shi)紀(ji)煉(lian)(lian)金(jin)術師所(suo)追求的(de)“智者之石”。
鉻是法國的(de)分析化(hua)學(xue)家L.N.Vauqulin于1787年(nian)從西班(ban)牙的(de)紅鉛礦中首次(ci)發(fa)現(xian)的(de)一種(zhong)元素，次(ci)年(nian)根據希臘語中表示(shi)顏色的(de)詞Chroma而命名為Chr?me.據說他也(ye)認為這(zhe)種(zhong)金屬不易被酸侵蝕。
可是直到進(jin)入(ru)20世紀20年(nian)代以(yi)后，人們才把鉻(ge)作為鋼(gang)鐵(tie)的(de)(de)合(he)(he)金元素來(lai)應(ying)用(yong)。首先(xian)，英國(guo)皇(huang)家研究所(suo)(suo)學者(zhe)M.Faraday致力于研究把貴金屬熔于鋼(gang)中煉(lian)成合(he)(he)金，制作出(chu)難(nan)以(yi)氧化（即難(nan)以(yi)生(sheng)銹）的(de)(de)新型刀具鋼(gang)，他就Ni、Ag、Pt、Rh的(de)(de)影響問題，于1820年(nian)與刀具師J.Stodart聯名發表(biao)了(le)試驗結果(guo)。接下來(lai)在(zai)1922年(nian)其(qi)所(suo)(suo)發表(biao)的(de)(de)論文中記述了(le)制作的(de)(de)刀具鋼(gang)中溶(rong)解了(le)1%Cr及(ji)3%Cr,可是并沒有關于耐(nai)腐蝕性的(de)(de)報告。另外，同期，法(fa)國(guo)的(de)(de)P.Bertier在(zai)鐵(tie)中加入(ru)鉻(ge)制造出(chu)了(le)鉻(ge)鋼(gang)和(he)鉻(ge)鐵(tie)，并發現Fe-Cr合(he)(he)金難(nan)以(yi)被酸侵蝕。
此后(hou)有關鉻(ge)(ge)鋼(gang)(gang)的(de)(de)研究多(duo)(duo)了(le)起(qi)來，其中(zhong)特別(bie)需要提(ti)到(dao)，因(yin)開發(fa)(fa)哈德菲爾德高錳鋼(gang)(gang)而聲名(ming)鵲(que)起(qi)的(de)(de)英國學(xue)者R.A.Hadfield的(de)(de)研究工作。他于1892年(nian)就(jiu)(jiu)鐵(tie)(tie)和鉻(ge)(ge)的(de)(de)合(he)金(jin)問題發(fa)(fa)表了(le)文(wen)章，涉及合(he)金(jin)的(de)(de)力(li)學(xue)性(xing)(xing)能、磁性(xing)(xing)能、電性(xing)(xing)能、熱性(xing)(xing)能等。當(dang)時(shi)所(suo)(suo)用的(de)(de)材料中(zhong)鉻(ge)(ge)的(de)(de)含(han)(han)量(liang)(liang)為0.22%~16.74%.就(jiu)(jiu)成分而言，他研究的(de)(de)鉻(ge)(ge)鋼(gang)(gang)已經包含(han)(han)了(le)相(xiang)當(dang)于今天的(de)(de)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)成分，只是碳的(de)(de)含(han)(han)量(liang)(liang)有所(suo)(suo)不(bu)同(tong)，當(dang)時(shi)的(de)(de)鉻(ge)(ge)鐵(tie)(tie)合(he)金(jin)樣品(pin)中(zhong)碳量(liang)(liang)偏高，大約占鉻(ge)(ge)含(han)(han)量(liang)(liang)的(de)(de)1/10。就(jiu)(jiu)耐蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)來說，在(zai)常溫下(xia)把鉻(ge)(ge)鋼(gang)(gang)試樣浸泡在(zai)50%的(de)(de)硫酸溶液中(zhong)，結(jie)果正如表1.2所(suo)(suo)示，鉻(ge)(ge)的(de)(de)含(han)(han)量(liang)(liang)越(yue)多(duo)(duo)被(bei)腐蝕(shi)(shi)的(de)(de)量(liang)(liang)越(yue)多(duo)(duo)，所(suo)(suo)以不(bu)能證(zheng)明(ming)鉻(ge)(ge)能提(ti)高耐蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)。這是因(yin)為當(dang)時(shi)把鎳鋼(gang)(gang)用作抗(kang)腐蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)的(de)(de)鋼(gang)(gang)，因(yin)此進(jin)行了(le)上述的(de)(de)硫酸試驗(yan)。但是，在(zai)發(fa)(fa)明(ming)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)之后(hou)的(de)(de)1916年(nian)，Hadfield指出：當(dang)他取出含(han)(han)有11.13%鉻(ge)(ge)的(de)(de)鋼(gang)(gang)（樣品(pin)M)后(hou)發(fa)(fa)現(xian)其光(guang)澤依舊，并沒有生銹(xiu)。
上述(shu)提(ti)到(dao)(dao)的Hadfield 研究鉻鋼的時代(dai)，人們還(huan)設有得到(dao)(dao)碳(tan)含量較低的鉻鐵。雖然德國(guo)(guo)(guo)(guo)、法國(guo)(guo)(guo)(guo)等國(guo)(guo)(guo)(guo)家一直在(zai)進行有關不含碳(tan)的鐵以及鉻鐵制(zhi)造(zao)的研究，但(dan)直到(dao)(dao)1895年德國(guo)(guo)(guo)(guo)的H.Goldschmidt才發明了(le)(le)利用(yong)(yong)鋁(lv)末還(huan)原氧(yang)化鐵的鋁(lv)熱(re)劑(ji)法，使低碳(tan)鉻鐵的工業性制(zhi)造(zao)成為可(ke)能(neng)（德國(guo)(guo)(guo)(guo)專利 96317-1895.3.12).另外，在(zai)美(mei)國(guo)(guo)(guo)(guo)F.M.Becket于1907~1908年使用(yong)(yong)電爐開(kai)發了(le)(le)硅還(huan)原法，使低碳(tan)鉻鐵的制(zhi)造(zao)成為可(ke)能(neng)。
由于低碳(tan)鉻(ge)鐵(tie)的(de)(de)(de)獲得(de)成(cheng)(cheng)為(wei)可能(neng)，進入20世紀初以后，人們已經能(neng)夠把碳(tan)鉻(ge)鐵(tie)作為(wei)原料用(yong)(yong)于鉻(ge)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)和Cr-Ni鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)研(yan)究(jiu)(jiu)，排除了(le)碳(tan)的(de)(de)(de)影響。法國的(de)(de)(de)L.Guillet通過(guo)改變(bian)鉻(ge)含(han)量對鉻(ge)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)（1903~1904年）、Cr-Ni鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)（1906年）進行了(le)組織學(xue)以及力學(xue)性質的(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)(jiu)，其(qi)(qi)中(zhong)其(qi)(qi)研(yan)究(jiu)(jiu)的(de)(de)(de)許多鉻(ge)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)、Cr-Ni鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)分與(yu)今天(tian)不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)分相當(dang)。不(bu)過(guo)在耐腐(fu)蝕(shi)性方面他(ta)并沒(mei)有表現出什么興趣，由于鉻(ge)的(de)(de)(de)含(han)量越(yue)(yue)多鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)就會越(yue)(yue)硬(ying)，所(suo)以只啟發了(le)人們利用(yong)(yong)其(qi)(qi)硬(ying)度(du)的(de)(de)(de)用(yong)(yong)途。另外，在繼L.Guillet之后，研(yan)究(jiu)(jiu)合(he)金鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)A.M.Portvin 所(suo)使(shi)用(yong)(yong)的(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)中(zhong)雖(sui)然含(han)有與(yu)今天(tian)的(de)(de)(de)17Cr不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)（SUS430)相當(dang)的(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)分，但尚未與(yu)其(qi)(qi)出眾的(de)(de)(de)耐腐(fu)蝕(shi)性相關聯來進行研(yan)究(jiu)(jiu)。
第一次闡明Fe-Cr合金(jin)(jin)(jin)(jin)對(dui)于(yu)(yu)氧化(hua)酸(suan)硝酸(suan)具有(you)較強耐(nai)(nai)腐(fu)蝕(shi)性(xing)的(de)，恐(kong)怕是從師于(yu)(yu)德(de)國亞琛(chen)工科大學 W.Borchers教授進(jin)行研究的(de)P.Monnartz,他在學位論文“關(guan)于(yu)(yu)Fe-Cr合金(jin)(jin)(jin)(jin)耐(nai)(nai)酸(suan)性(xing)的(de)研究”中特別針對(dui)硝酸(suan)對(dui)鉻(ge)的(de)含量(liang)的(de)影響(xiang)分(fen)別進(jin)行歸納，認為(wei)鉻(ge)在4%以(yi)上時(shi)(shi)，對(dui)稀(xi)硝酸(suan)的(de)耐(nai)(nai)腐(fu)蝕(shi)性(xing)就(jiu)會(hui)提高；鉻(ge)在20%以(yi)上時(shi)(shi)，就(jiu)會(hui)顯示出與純(chun)鉻(ge)同等程度(du)的(de)耐(nai)(nai)腐(fu)蝕(shi)性(xing)。另(ling)外，Borchers 和(he)Monnartz于(yu)(yu)1910年提出申請，并(bing)于(yu)(yu)1912年獲得注冊的(de)專(zhuan)利（德(de)國專(zhuan)利246,035-1912.4.22)合金(jin)(jin)(jin)(jin)的(de)組成成分(fen)是10%以(yi)上的(de)鉻(ge)及(ji)含有(you)鉬（或者釩或者鈦）的(de)鐵合金(jin)(jin)(jin)(jin)。例如，60Cr-35Fe-2~3Mo合金(jin)(jin)(jin)(jin)如果不受王水(shui)侵蝕(shi)，可以(yi)代替白金(jin)(jin)(jin)(jin)用于(yu)(yu)多種(zhong)用途。包含在此專(zhuan)利范圍內的(de)鋼(gang)(gang)，如今通過低碳(tan)化(hua)、低氮化(hua)作(zuo)為(wei)Cr-Mo不銹鋼(gang)(gang)被(bei)廣(guang)泛(fan)使用。
另一方面，在德國Fried.Krupp 公司，B.Strauss 和(he) E.Maurer等(deng)人(ren)一直在研究和(he)制造作為(wei)熱電偶保護(hu)管(guan)材料等(deng)高溫材料來(lai)使用的Ni-Cr鋼，但由于(yu)發現了(le)Cr-Ni鋼出眾(zhong)的耐腐蝕性，于(yu)是作為(wei)耐腐蝕性材料于(yu)1912年10月和(he)12月，以代理人(ren)C.Pasel的名義提出德國專(zhuan)利申請，并(bing)于(yu)1918年獲得專(zhuan)利許(xu)可。以下是此專(zhuan)利要求范(fan)圍的要點：
1. 使用(yong)含有6%~25%Cr、20%~4%Ni以及小(xiao)于1%C的鋼，可用(yong)于制造具有高(gao)耐腐蝕性的產(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(han)有15%~40%Cr、20%~4%Ni以及(ji)小于(yu)1%C的鋼(gang)，可用(yong)于(yu)制造(zao)對酸和應力具有較高抵抗力的產(chan)品（容器、軋輥、機械部(bu)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(ci)(ci)后，尤(you)其是V2A迅速滲透進德(de)國的(de)化(hua)學(xue)工業，被廣(guang)泛應用。與(yu)此(ci)(ci)同時，特別以Fried.Krupp公司為中心，發現有必要改善非(fei)氧(yang)化(hua)性酸的(de)耐腐(fu)蝕性和焊接部的(de)耐腐(fu)蝕性，于(yu)是針對前者開發出添加(jia)了(le)鉬(mu)或者銅的(de)鋼(gang)(gang)。針對后者，為了(le)提高(gao)耐晶間腐(fu)蝕性，而開發了(le)低碳鋼(gang)(gang)以及添加(jia) 鈦、鈮等碳化(hua)物生成元(yuan)素的(de)鋼(gang)(gang)。表1.4顯示(shi)了(le)Fried.Krupp公司申(shen)請(qing)的(de)奧氏體不銹鋼(gang)(gang)專利,可以說，到1936年(nian)申(shen)請(qing)的(de)添加(jia)了(le)Mo、Cu的(de)耐硫(liu)酸復合不銹鋼(gang)(gang)為止，確立了(le)今天耐腐(fu)蝕用奧氏體不銹鋼(gang)(gang)的(de)基礎。
另外，雖然V2A成為(wei)今(jin)天(tian)304不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)原型鋼(gang)(gang)，但當初其(qi)組(zu)成如前(qian)所(suo)述是20Cr-7Ni。可是，后期(qi)除了耐腐蝕性以(yi)外，又考慮到(dao)加工(gong)性、力(li)學(xue)性能，其(qi)組(zu)成就變(bian)為(wei)18Cr-8Ni了。特別(bie)是根據英德共(gong)同研究結果(guo)，在英國18Cr-8Ni被(bei)認(ren)為(wei)是最理(li)(li)想的(de)組(zu)成，從1923年開始投入生產。不(bu)過，由于18Cr-8Ni一旦(dan)被(bei)加工(gong)就會明顯硬化，所(suo)以(yi)在制造西(xi)餐餐具特別(bie)是湯匙的(de)交叉軋制時，中途必須頻(pin)繁地進行退(tui)火處理(li)(li)，因而作(zuo)為(wei)成形用(yong)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)又開發出了12Cr-12Ni鋼(gang)(gang)。
另一方面(mian)，在(zai)英國，作(zuo)(zuo)為(wei)(wei) Thomas Firth and Sons公司(si)和JohnBrown and Co.公司(si)共同設立的(de)(de)(de)(de)(de)開發部門(men)－Brown Firth Re-search Laboratories的(de)(de)(de)(de)(de)第一任所(suo)(suo)長H.Brearley 認(ren)為(wei)(wei)，作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)槍炮制造材料，需要高(gao)熔點(dian)而且高(gao)溫下耐(nai)磨損的(de)(de)(de)(de)(de)材料，鉻(ge)鋼(gang)是(shi)(shi)最(zui)合適的(de)(de)(de)(de)(de)，他立志于(yu)制造出鉻(ge)含(han)(han)量為(wei)(wei)10%以(yi)上，碳含(han)(han)量為(wei)(wei)0.3%左右的(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)。可是(shi)(shi)，在(zai)坩堝中碳含(han)(han)量過高(gao)，遲遲未能達到目標。不(bu)過1913年8月(yue)20日 Thomas Firth and Sons公司(si)用埃(ai)魯式(shi)電弧爐進(jin)行冶(ye)煉，終于(yu)獲得了(le)(le)(le)(le)成(cheng)分為(wei)(wei)0.24C-0.24Si-0.44Mn-12.86Cr(質量分數，％）的(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)。這(zhe)種(zhong)(zhong)鋼(gang)通過鍛造、熱(re)軋可以(yi)制造成(cheng)28.6mm厚的(de)(de)(de)(de)(de)板子(zi)，軟(ruan)化處理后可以(yi)易于(yu)切削，所(suo)(suo)以(yi)除了(le)(le)(le)(le)槍筒以(yi)外還用于(yu)加工刀具(ju)(ju)。當為(wei)(wei)了(le)(le)(le)(le)研熱(re)處理對這(zhe)種(zhong)(zhong)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)金屬(shu)組織(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)影響而進(jin)行表面(mian)蝕(shi)(shi)刻時(shi)，他發現這(zhe)種(zhong)(zhong)鋼(gang)與普通鋼(gang)相比明顯地不(bu)易被腐(fu)蝕(shi)(shi)，而且放置在(zai)實驗(yan)室(shi)里的(de)(de)(de)(de)(de)樣品，竟(jing)然出人意料的(de)(de)(de)(de)(de)沒(mei)有(you)生銹。Brearley由此認(ren)為(wei)(wei)，這(zhe)種(zhong)(zhong)鋼(gang)可以(yi)作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)不(bu)生銹的(de)(de)(de)(de)(de)刀具(ju)(ju)鋼(gang)來使用。當時(shi)這(zhe)種(zhong)(zhong)鋼(gang)雖(sui)然沒(mei)有(you)申請英國專利(li)，但是(shi)(shi)1916年9月(yue)9%~16%Cr-0.7%C以(yi)下的(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)獲得了(le)(le)(le)(le)美國專利(li)。Brearley 最(zui)初用于(yu)刀具(ju)(ju)的(de)(de)(de)(de)(de)、具(ju)(ju)有(you)上述成(cheng)分的(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)相當于(yu)今天的(de)(de)(de)(de)(de)SUS420,所(suo)(suo)以(yi)他就成(cheng)為(wei)(wei)馬氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)發明者。
Brearley與Firth公司(si)共同(tong)設立(li)了(le)Firth-Brearley Syndicate,開始制造(zao)、銷(xiao)售不生銹的(de)刀(dao)具鋼(gang)。可是(shi)，由于Firth公司(si)制造(zao)的(de)冒牌不生銹刀(dao)具也以同(tong)樣的(de)名字出售，為(wei)了(le)與之區別，Brearley一方(fang)在冶(ye)煉的(de)最后(hou)階段，加入了(le)少量不影響性質(zhi)的(de)元素，那就(jiu)是(shi)0.03%Co。
另(ling)外，在(zai)(zai)美(mei)國，與上述Brearley的(de)(de)(de)(de)刀具用不(bu)銹(xiu)鋼(gang)不(bu)同，致力(li)于開發(fa)電線(xian)用導線(xian)材料的(de)(de)(de)(de) General Electric 公司的(de)(de)(de)(de)C.Dantsien 一(yi)直在(zai)(zai)研究淬火硬化性較低的(de)(de)(de)(de)低C-Cr鋼(gang)，開發(fa)的(de)(de)(de)(de)鉻鋼(gang)由(you)(you)于Dumet合(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)出現(xian)而不(bu)再被(bei)當作導線(xian)來使用，所以到了(le)1914年，比(bi)Brearley鋼(gang)含有(you)更少量碳的(de)(de)(de)(de)0.07%~0.15%C-14%~16%Cr鋼(gang)被(bei)用于制造渦輪葉(xie)片(pian)。這被(bei)認為是鐵素體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)（SUS430)的(de)(de)(de)(de)原型。另(ling)外，著名的(de)(de)(de)(de)斯特萊特耐(nai)(nai)熱耐(nai)(nai)磨硬質(zhi)合(he)金(jin)(jin)(jin)（Co-Cr-W)的(de)(de)(de)(de)發(fa)明(ming)者(zhe)一(yi)－美(mei)國的(de)(de)(de)(de)E.Haynes在(zai)(zai)1895年就已經證實，在(zai)(zai)鉻含量為10%以上時，Ni-Cr就表現(xian)出對硝酸具有(you)很強的(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)腐蝕性。在(zai)(zai)Brearley 發(fa)明(ming)了(le)13Cr不(bu)銹(xiu)鋼(gang)不(bu)久的(de)(de)(de)(de)1915年，Haynes獨立(li)于Brearley,就Fe-Cr合(he)金(jin)(jin)(jin)申(shen)請了(le)美(mei)國專(zhuan)利(li)，此合(he)金(jin)(jin)(jin)是作為堅硬、不(bu)腐蝕的(de)(de)(de)(de)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)制品被(bei)申(shen)請的(de)(de)(de)(de)，其成分是0.1%~1%C、8%~60%Cr(特別是15%~25%Cr)。由(you)(you)此，在(zai)(zai)美(mei)國認為Dantsien和 Haynes是不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)發(fa)明(ming)者(zhe)。
