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(gao)到低排列出了代表性的金(jin)屬及合金(jin)在海水中(zhong)的腐(fu)蝕電(dian)位，這(zhe)成為判斷(duan)材料被腐(fu)蝕難易程(cheng)度的基準(zhun)。當不(bu)銹(xiu)鋼處于(yu)活性狀態時，顯示出接近于(yu)鐵的電(dian)位；當其處于(yu)穩(wen)定(ding)狀態時，顯示出接近于(yu)金(jin)的電(dian)位。也就是說(shuo)，把(ba)鐵與鉻煉(lian)成合金(jin)，就可以得(de)到耐蝕性接近于(yu)金(jin)的物質(zhi)。因此(ci)，我們可以把(ba)鉻看作(zuo)是中(zhong)世紀煉(lian)金(jin)術師所(suo)追求的“智者之石”。
鉻是法(fa)國的(de)分析化學家L.N.Vauqulin于1787年(nian)從(cong)西班牙的(de)紅(hong)鉛礦中(zhong)首(shou)次發現的(de)一種元(yuan)素，次年(nian)根據希臘語中(zhong)表示(shi)顏色(se)的(de)詞Chroma而命名為Chr?me.據說他(ta)也認為這種金屬不易被酸侵蝕。
可(ke)是直到(dao)進(jin)入20世(shi)紀20年代以(yi)后，人(ren)們(men)才把鉻(ge)作為鋼鐵(tie)的(de)(de)合金(jin)元素來應(ying)用。首先，英國皇家研究(jiu)(jiu)所(suo)學者M.Faraday致力于研究(jiu)(jiu)把貴金(jin)屬熔于鋼中(zhong)煉成合金(jin)，制作出(chu)難以(yi)氧化（即難以(yi)生銹）的(de)(de)新型刀具鋼，他就Ni、Ag、Pt、Rh的(de)(de)影響問題，于1820年與刀具師J.Stodart聯名發表(biao)(biao)了(le)(le)試驗結果(guo)。接(jie)下來在(zai)1922年其所(suo)發表(biao)(biao)的(de)(de)論文中(zhong)記述(shu)了(le)(le)制作的(de)(de)刀具鋼中(zhong)溶解了(le)(le)1%Cr及3%Cr,可(ke)是并沒有(you)關于耐腐蝕性的(de)(de)報告。另外，同期，法國的(de)(de)P.Bertier在(zai)鐵(tie)中(zhong)加入鉻(ge)制造出(chu)了(le)(le)鉻(ge)鋼和鉻(ge)鐵(tie)，并發現Fe-Cr合金(jin)難以(yi)被酸侵蝕。
此(ci)后(hou)(hou)(hou)有(you)關鉻(ge)(ge)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)多(duo)了(le)(le)起(qi)來，其中(zhong)特別需要提到，因開(kai)發哈(ha)德菲爾德高(gao)(gao)錳鋼(gang)(gang)(gang)而(er)聲名鵲起(qi)的(de)(de)(de)英(ying)國學(xue)者(zhe)R.A.Hadfield的(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)工(gong)作(zuo)。他(ta)于(yu)1892年就(jiu)鐵和(he)鉻(ge)(ge)的(de)(de)(de)合(he)金問題發表(biao)了(le)(le)文章(zhang)，涉(she)及合(he)金的(de)(de)(de)力學(xue)性(xing)(xing)(xing)能、磁性(xing)(xing)(xing)能、電性(xing)(xing)(xing)能、熱(re)性(xing)(xing)(xing)能等。當(dang)時(shi)所(suo)(suo)用(yong)的(de)(de)(de)材料(liao)中(zhong)鉻(ge)(ge)的(de)(de)(de)含(han)量(liang)為(wei)0.22%~16.74%.就(jiu)成分(fen)(fen)而(er)言，他(ta)研(yan)究(jiu)的(de)(de)(de)鉻(ge)(ge)鋼(gang)(gang)(gang)已經包含(han)了(le)(le)相當(dang)于(yu)今(jin)天的(de)(de)(de)不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)成分(fen)(fen)，只(zhi)是碳(tan)的(de)(de)(de)含(han)量(liang)有(you)所(suo)(suo)不(bu)同，當(dang)時(shi)的(de)(de)(de)鉻(ge)(ge)鐵合(he)金樣(yang)品(pin)中(zhong)碳(tan)量(liang)偏高(gao)(gao)，大(da)約占鉻(ge)(ge)含(han)量(liang)的(de)(de)(de)1/10。就(jiu)耐蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)來說(shuo)，在(zai)常(chang)溫下把鉻(ge)(ge)鋼(gang)(gang)(gang)試(shi)樣(yang)浸泡在(zai)50%的(de)(de)(de)硫(liu)(liu)酸溶液中(zhong)，結果(guo)正如表(biao)1.2所(suo)(suo)示，鉻(ge)(ge)的(de)(de)(de)含(han)量(liang)越多(duo)被腐(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)(de)量(liang)越多(duo)，所(suo)(suo)以不(bu)能證明鉻(ge)(ge)能提高(gao)(gao)耐蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)。這是因為(wei)當(dang)時(shi)把鎳(nie)鋼(gang)(gang)(gang)用(yong)作(zuo)抗腐(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)，因此(ci)進(jin)行了(le)(le)上述(shu)的(de)(de)(de)硫(liu)(liu)酸試(shi)驗。但是，在(zai)發明不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)之后(hou)(hou)(hou)的(de)(de)(de)1916年，Hadfield指出(chu)：當(dang)他(ta)取出(chu)含(han)有(you)11.13%鉻(ge)(ge)的(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)（樣(yang)品(pin)M)后(hou)(hou)(hou)發現(xian)其光澤依舊，并沒有(you)生(sheng)銹。
上述提到的(de)(de)Hadfield 研究鉻鋼的(de)(de)時代，人們還設有得到碳含量較低的(de)(de)鉻鐵。雖然(ran)德(de)(de)(de)國(guo)、法國(guo)等國(guo)家一直(zhi)在(zai)(zai)進行有關不含碳的(de)(de)鐵以及鉻鐵制造的(de)(de)研究，但直(zhi)到1895年(nian)德(de)(de)(de)國(guo)的(de)(de)H.Goldschmidt才發明了利用(yong)鋁(lv)末還原氧化鐵的(de)(de)鋁(lv)熱劑(ji)法，使低碳鉻鐵的(de)(de)工業性(xing)制造成(cheng)為可能（德(de)(de)(de)國(guo)專利 96317-1895.3.12).另外(wai)，在(zai)(zai)美國(guo)F.M.Becket于1907~1908年(nian)使用(yong)電爐開發了硅還原法，使低碳鉻鐵的(de)(de)制造成(cheng)為可能。
由于(yu)低碳(tan)鉻鐵的(de)(de)(de)(de)獲得成為可能，進入20世紀初以(yi)(yi)后，人們(men)(men)已(yi)經(jing)能夠把碳(tan)鉻鐵作為原料用于(yu)鉻鋼(gang)(gang)和Cr-Ni鋼(gang)(gang)研(yan)究，排除了(le)碳(tan)的(de)(de)(de)(de)影響(xiang)。法國(guo)的(de)(de)(de)(de)L.Guillet通過(guo)改變鉻含(han)量對鉻鋼(gang)(gang)（1903~1904年）、Cr-Ni鋼(gang)(gang)（1906年）進行(xing)了(le)組(zu)織(zhi)學以(yi)(yi)及力(li)學性(xing)(xing)質的(de)(de)(de)(de)研(yan)究，其(qi)中其(qi)研(yan)究的(de)(de)(de)(de)許多(duo)鉻鋼(gang)(gang)、Cr-Ni鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)成分與今(jin)(jin)天不(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)成分相(xiang)當(dang)。不(bu)過(guo)在耐腐(fu)蝕性(xing)(xing)方(fang)面他并沒有表現出(chu)什(shen)么(me)興(xing)趣，由于(yu)鉻的(de)(de)(de)(de)含(han)量越(yue)多(duo)鋼(gang)(gang)就(jiu)會越(yue)硬，所(suo)以(yi)(yi)只啟發了(le)人們(men)(men)利用其(qi)硬度(du)的(de)(de)(de)(de)用途。另外，在繼L.Guillet之后，研(yan)究合(he)金(jin)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)A.M.Portvin 所(suo)使用的(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)中雖(sui)然含(han)有與今(jin)(jin)天的(de)(de)(de)(de)17Cr不(bu)銹鋼(gang)(gang)（SUS430)相(xiang)當(dang)的(de)(de)(de)(de)成分，但尚未(wei)與其(qi)出(chu)眾(zhong)的(de)(de)(de)(de)耐腐(fu)蝕性(xing)(xing)相(xiang)關聯來進行(xing)研(yan)究。
第一次闡明Fe-Cr合(he)金(jin)對(dui)于氧化酸(suan)硝(xiao)(xiao)酸(suan)具有(you)較強耐(nai)腐蝕性(xing)(xing)的(de)(de)，恐怕是從師(shi)于德(de)(de)國亞琛工(gong)科大學 W.Borchers教授(shou)進行研(yan)究(jiu)的(de)(de)P.Monnartz,他在(zai)(zai)學位論文“關于Fe-Cr合(he)金(jin)耐(nai)酸(suan)性(xing)(xing)的(de)(de)研(yan)究(jiu)”中特別針對(dui)硝(xiao)(xiao)酸(suan)對(dui)鉻(ge)的(de)(de)含量(liang)的(de)(de)影響分別進行歸納，認為鉻(ge)在(zai)(zai)4%以(yi)(yi)上時(shi)，對(dui)稀(xi)硝(xiao)(xiao)酸(suan)的(de)(de)耐(nai)腐蝕性(xing)(xing)就會(hui)提(ti)高；鉻(ge)在(zai)(zai)20%以(yi)(yi)上時(shi)，就會(hui)顯(xian)示出與純鉻(ge)同等(deng)程度的(de)(de)耐(nai)腐蝕性(xing)(xing)。另(ling)外(wai)，Borchers 和Monnartz于1910年提(ti)出申請，并于1912年獲(huo)得注冊(ce)的(de)(de)專利(li)（德(de)(de)國專利(li)246,035-1912.4.22)合(he)金(jin)的(de)(de)組成成分是10%以(yi)(yi)上的(de)(de)鉻(ge)及含有(you)鉬（或者(zhe)釩或者(zhe)鈦）的(de)(de)鐵合(he)金(jin)。例如，60Cr-35Fe-2~3Mo合(he)金(jin)如果不受王(wang)水侵蝕，可(ke)以(yi)(yi)代(dai)替白金(jin)用于多種用途(tu)。包含在(zai)(zai)此專利(li)范圍(wei)內的(de)(de)鋼(gang)，如今通過低碳化、低氮化作為Cr-Mo不銹鋼(gang)被(bei)廣泛使用。
另一(yi)方面，在(zai)德(de)國(guo)Fried.Krupp 公司，B.Strauss 和(he) E.Maurer等人一(yi)直在(zai)研究和(he)制造作(zuo)為熱(re)電偶(ou)保(bao)護管(guan)材料(liao)(liao)等高溫材料(liao)(liao)來(lai)使用的Ni-Cr鋼(gang)，但由于(yu)發現了Cr-Ni鋼(gang)出眾(zhong)的耐(nai)腐(fu)蝕(shi)性(xing)，于(yu)是作(zuo)為耐(nai)腐(fu)蝕(shi)性(xing)材料(liao)(liao)于(yu)1912年10月(yue)和(he)12月(yue)，以代理人C.Pasel的名義(yi)提出德(de)國(guo)專(zhuan)(zhuan)利(li)(li)申請，并于(yu)1918年獲(huo)得專(zhuan)(zhuan)利(li)(li)許可。以下是此(ci)專(zhuan)(zhuan)利(li)(li)要求范圍(wei)的要點：
1. 使(shi)用含(han)有6%~25%Cr、20%~4%Ni以及小于1%C的鋼，可(ke)用于制造(zao)具有高(gao)耐腐(fu)蝕性的產品（步槍、渦輪(lun)機(ji)等(deng)）（德國專利304,126-1918.2.22)。
2. 使用(yong)含有15%~40%Cr、20%~4%Ni以及小于(yu)1%C的鋼(gang)，可用(yong)于(yu)制造對酸和應力具有較(jiao)高抵抗力的產品(pin)（容器、軋輥、機(ji)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。
此后(hou)，尤(you)其(qi)是V2A迅(xun)速(su)滲(shen)透進(jin)德國的(de)(de)化學工業，被廣(guang)泛應用。與此同時(shi)，特(te)別以Fried.Krupp公司為(wei)中心，發(fa)現有(you)必要改(gai)善非(fei)氧化性酸(suan)的(de)(de)耐(nai)腐(fu)蝕(shi)(shi)性和焊接(jie)部(bu)的(de)(de)耐(nai)腐(fu)蝕(shi)(shi)性，于是針對前者開發(fa)出添(tian)加(jia)了(le)(le)鉬或(huo)者銅(tong)的(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)。針對后(hou)者，為(wei)了(le)(le)提高耐(nai)晶間腐(fu)蝕(shi)(shi)性，而開發(fa)了(le)(le)低碳鋼(gang)(gang)(gang)以及添(tian)加(jia) 鈦、鈮(ni)等碳化物生(sheng)成元素(su)的(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)。表1.4顯(xian)示了(le)(le)Fried.Krupp公司申請(qing)(qing)的(de)(de)奧(ao)氏體不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)專利(li),可以說，到1936年申請(qing)(qing)的(de)(de)添(tian)加(jia)了(le)(le)Mo、Cu的(de)(de)耐(nai)硫酸(suan)復合不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)為(wei)止(zhi)，確立了(le)(le)今天耐(nai)腐(fu)蝕(shi)(shi)用奧(ao)氏體不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)基礎。
另外(wai)，雖然V2A成(cheng)(cheng)(cheng)為今(jin)天(tian)304不銹鋼(gang)的原(yuan)型鋼(gang)，但當初其組(zu)成(cheng)(cheng)(cheng)如前所述(shu)是20Cr-7Ni。可是，后(hou)期除了耐腐蝕性以(yi)外(wai)，又(you)考慮到加(jia)工性、力學性能，其組(zu)成(cheng)(cheng)(cheng)就變為18Cr-8Ni了。特別是根據英德(de)共同研究(jiu)結果(guo)，在英國18Cr-8Ni被認為是最(zui)理(li)想的組(zu)成(cheng)(cheng)(cheng)，從1923年開(kai)(kai)始投入生產。不過，由于18Cr-8Ni一旦被加(jia)工就會明顯硬化(hua)，所以(yi)在制(zhi)(zhi)造西餐餐具特別是湯匙的交叉(cha)軋制(zhi)(zhi)時，中途必(bi)須頻繁地進行退火處理(li)，因而作(zuo)為成(cheng)(cheng)(cheng)形(xing)用不銹鋼(gang)又(you)開(kai)(kai)發(fa)出了12Cr-12Ni鋼(gang)。
另一(yi)方面，在英(ying)國，作為(wei)(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)開(kai)發(fa)部門－Brown Firth Re-search Laboratories的(de)(de)第一(yi)任所長H.Brearley 認為(wei)(wei)(wei)，作為(wei)(wei)(wei)槍炮(pao)制造(zao)材料(liao)，需要高熔點而且高溫(wen)下(xia)耐磨損的(de)(de)材料(liao)，鉻鋼(gang)(gang)(gang)(gang)是(shi)最(zui)合(he)適的(de)(de)，他立志于(yu)(yu)制造(zao)出鉻含量(liang)為(wei)(wei)(wei)10%以(yi)(yi)上，碳含量(liang)為(wei)(wei)(wei)0.3%左右的(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)。可(ke)是(shi)，在坩(gan)堝中碳含量(liang)過高，遲(chi)遲(chi)未能達到目(mu)標。不過1913年8月20日 Thomas Firth and Sons公(gong)司(si)用(yong)埃魯式(shi)電弧爐(lu)進行(xing)冶煉，終于(yu)(yu)獲得了成(cheng)分(fen)為(wei)(wei)(wei)0.24C-0.24Si-0.44Mn-12.86Cr(質量(liang)分(fen)數，％）的(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)。這(zhe)(zhe)種鋼(gang)(gang)(gang)(gang)通過鍛(duan)造(zao)、熱軋可(ke)以(yi)(yi)制造(zao)成(cheng)28.6mm厚的(de)(de)板子，軟化處(chu)理后可(ke)以(yi)(yi)易(yi)于(yu)(yu)切削，所以(yi)(yi)除了槍筒以(yi)(yi)外還(huan)用(yong)于(yu)(yu)加工刀具。當為(wei)(wei)(wei)了研熱處(chu)理對這(zhe)(zhe)種鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)金屬組織的(de)(de)影響而進行(xing)表面蝕刻時，他發(fa)現這(zhe)(zhe)種鋼(gang)(gang)(gang)(gang)與(yu)普通鋼(gang)(gang)(gang)(gang)相比明顯地不易(yi)被腐蝕，而且放(fang)置在實驗室里(li)的(de)(de)樣品，竟(jing)然出人意(yi)料(liao)的(de)(de)沒有(you)(you)生(sheng)銹(xiu)。Brearley由此認為(wei)(wei)(wei)，這(zhe)(zhe)種鋼(gang)(gang)(gang)(gang)可(ke)以(yi)(yi)作為(wei)(wei)(wei)不生(sheng)銹(xiu)的(de)(de)刀具鋼(gang)(gang)(gang)(gang)來(lai)使用(yong)。當時這(zhe)(zhe)種鋼(gang)(gang)(gang)(gang)雖然沒有(you)(you)申請(qing)英(ying)國專利(li)(li)，但是(shi)1916年9月9%~16%Cr-0.7%C以(yi)(yi)下(xia)的(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)獲得了美國專利(li)(li)。Brearley 最(zui)初用(yong)于(yu)(yu)刀具的(de)(de)、具有(you)(you)上述成(cheng)分(fen)的(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)相當于(yu)(yu)今天(tian)的(de)(de)SUS420,所以(yi)(yi)他就成(cheng)為(wei)(wei)(wei)馬氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)發(fa)明者。
Brearley與Firth公(gong)司共(gong)同設立了(le)Firth-Brearley Syndicate,開始制(zhi)造、銷售(shou)不(bu)生銹的(de)刀具鋼。可是，由于Firth公(gong)司制(zhi)造的(de)冒(mao)牌不(bu)生銹刀具也以同樣的(de)名字出售(shou)，為了(le)與之(zhi)區(qu)別，Brearley一方在冶煉(lian)的(de)最后階段，加入(ru)了(le)少量不(bu)影(ying)響性質的(de)元素(su)，那(nei)就(jiu)是0.03%Co。
另(ling)外，在美國(guo)，與上述Brearley的(de)(de)(de)(de)(de)(de)刀具(ju)(ju)用(yong)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)不(bu)同，致力于(yu)開發電線(xian)(xian)用(yong)導線(xian)(xian)材料的(de)(de)(de)(de)(de)(de) General Electric 公司的(de)(de)(de)(de)(de)(de)C.Dantsien 一直在研究淬火硬化性較低的(de)(de)(de)(de)(de)(de)低C-Cr鋼(gang)，開發的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鉻鋼(gang)由于(yu)Dumet合金(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)出現而不(bu)再被當(dang)作導線(xian)(xian)來(lai)使用(yong)，所以(yi)到了1914年(nian)(nian)，比(bi)Brearley鋼(gang)含有(you)更少量(liang)碳的(de)(de)(de)(de)(de)(de)0.07%~0.15%C-14%~16%Cr鋼(gang)被用(yong)于(yu)制造(zao)渦輪葉片。這被認(ren)為是鐵素體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)（SUS430)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)原(yuan)型。另(ling)外，著名的(de)(de)(de)(de)(de)(de)斯特(te)(te)萊特(te)(te)耐熱耐磨(mo)硬質合金(jin)(jin)（Co-Cr-W)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)發明者一－美國(guo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)E.Haynes在1895年(nian)(nian)就(jiu)已經證(zheng)實，在鉻含量(liang)為10%以(yi)上時(shi)，Ni-Cr就(jiu)表現出對(dui)硝(xiao)酸具(ju)(ju)有(you)很強的(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐腐蝕(shi)性。在Brearley 發明了13Cr不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)不(bu)久的(de)(de)(de)(de)(de)(de)1915年(nian)(nian)，Haynes獨立于(yu)Brearley,就(jiu)Fe-Cr合金(jin)(jin)申(shen)請了美國(guo)專利，此合金(jin)(jin)是作為堅硬、不(bu)腐蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)金(jin)(jin)屬制品(pin)被申(shen)請的(de)(de)(de)(de)(de)(de)，其(qi)成分是0.1%~1%C、8%~60%Cr(特(te)(te)別是15%~25%Cr)。由此，在美國(guo)認(ren)為Dantsien和 Haynes是不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)發明者。
