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)了代表性(xing)的(de)金(jin)(jin)屬及合金(jin)(jin)在海水中的(de)腐(fu)蝕電(dian)位(wei)，這成(cheng)為判斷材料被腐(fu)蝕難易程(cheng)度的(de)基準(zhun)。當(dang)不銹(xiu)鋼(gang)處于(yu)活性(xing)狀(zhuang)態(tai)時，顯示出(chu)接近于(yu)鐵(tie)的(de)電(dian)位(wei)；當(dang)其處于(yu)穩定狀(zhuang)態(tai)時，顯示出(chu)接近于(yu)金(jin)(jin)的(de)電(dian)位(wei)。也(ye)就(jiu)是說，把鐵(tie)與鉻煉(lian)成(cheng)合金(jin)(jin)，就(jiu)可(ke)以得到耐蝕性(xing)接近于(yu)金(jin)(jin)的(de)物質(zhi)。因此，我(wo)們可(ke)以把鉻看(kan)作是中世紀煉(lian)金(jin)(jin)術師(shi)所追求(qiu)的(de)“智者之(zhi)石”。
鉻是(shi)法國(guo)的分析化學(xue)家L.N.Vauqulin于1787年從西班牙的紅(hong)鉛礦中(zhong)首次(ci)發(fa)現的一種(zhong)元(yuan)素，次(ci)年根據希臘語中(zhong)表示(shi)顏色的詞Chroma而命(ming)名為(wei)Chr?me.據說他也認為(wei)這種(zhong)金屬不易被酸侵蝕。
可是(shi)直到進入(ru)20世紀20年代以后(hou)，人們才把鉻作為鋼(gang)鐵(tie)的合(he)金(jin)(jin)元素來應用。首先(xian)，英國皇家研究所學者(zhe)M.Faraday致力于研究把貴金(jin)(jin)屬(shu)熔于鋼(gang)中煉成合(he)金(jin)(jin)，制作出難(nan)(nan)以氧化（即難(nan)(nan)以生銹）的新型刀具鋼(gang)，他就Ni、Ag、Pt、Rh的影響問(wen)題，于1820年與刀具師J.Stodart聯名發表(biao)了(le)試驗結果。接下來在1922年其所發表(biao)的論(lun)文中記述了(le)制作的刀具鋼(gang)中溶解了(le)1%Cr及3%Cr,可是(shi)并沒有關于耐腐蝕性的報(bao)告。另外，同期，法國的P.Bertier在鐵(tie)中加入(ru)鉻制造出了(le)鉻鋼(gang)和鉻鐵(tie)，并發現(xian)Fe-Cr合(he)金(jin)(jin)難(nan)(nan)以被(bei)酸侵蝕。
此(ci)后(hou)有關鉻鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)研究(jiu)(jiu)(jiu)多了起(qi)來，其中特別需要提到(dao)，因開發(fa)哈德(de)菲爾(er)德(de)高(gao)錳鋼(gang)而(er)聲名(ming)鵲起(qi)的(de)(de)(de)(de)英國(guo)學者R.A.Hadfield的(de)(de)(de)(de)研究(jiu)(jiu)(jiu)工作。他于1892年就鐵和鉻的(de)(de)(de)(de)合(he)金(jin)(jin)問題發(fa)表了文章，涉及合(he)金(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)力學性(xing)能(neng)(neng)、磁性(xing)能(neng)(neng)、電(dian)性(xing)能(neng)(neng)、熱性(xing)能(neng)(neng)等。當時所(suo)(suo)用的(de)(de)(de)(de)材(cai)料中鉻的(de)(de)(de)(de)含(han)(han)量(liang)為0.22%~16.74%.就成(cheng)分而(er)言，他研究(jiu)(jiu)(jiu)的(de)(de)(de)(de)鉻鋼(gang)已(yi)經包含(han)(han)了相(xiang)當于今天的(de)(de)(de)(de)不(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)成(cheng)分，只是(shi)碳(tan)的(de)(de)(de)(de)含(han)(han)量(liang)有所(suo)(suo)不(bu)同，當時的(de)(de)(de)(de)鉻鐵合(he)金(jin)(jin)樣品(pin)中碳(tan)量(liang)偏高(gao)，大約占鉻含(han)(han)量(liang)的(de)(de)(de)(de)1/10。就耐(nai)蝕(shi)性(xing)來說，在(zai)常溫下把鉻鋼(gang)試(shi)樣浸(jin)泡(pao)在(zai)50%的(de)(de)(de)(de)硫酸溶液中，結(jie)果正(zheng)如表1.2所(suo)(suo)示，鉻的(de)(de)(de)(de)含(han)(han)量(liang)越多被腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)量(liang)越多，所(suo)(suo)以不(bu)能(neng)(neng)證(zheng)明鉻能(neng)(neng)提高(gao)耐(nai)蝕(shi)性(xing)。這是(shi)因為當時把鎳鋼(gang)用作抗腐(fu)蝕(shi)性(xing)的(de)(de)(de)(de)鋼(gang)，因此(ci)進行了上述的(de)(de)(de)(de)硫酸試(shi)驗。但是(shi)，在(zai)發(fa)明不(bu)銹鋼(gang)之后(hou)的(de)(de)(de)(de)1916年，Hadfield指出(chu)：當他取出(chu)含(han)(han)有11.13%鉻的(de)(de)(de)(de)鋼(gang)（樣品(pin)M)后(hou)發(fa)現其光(guang)澤依舊，并(bing)沒有生(sheng)銹。
上述提到(dao)的(de)(de)(de)Hadfield 研究鉻鋼的(de)(de)(de)時代，人們還設有(you)得到(dao)碳(tan)含量較低的(de)(de)(de)鉻鐵。雖然(ran)德國(guo)(guo)、法國(guo)(guo)等(deng)國(guo)(guo)家一直在(zai)進(jin)行有(you)關不含碳(tan)的(de)(de)(de)鐵以及鉻鐵制造(zao)的(de)(de)(de)研究，但(dan)直到(dao)1895年德國(guo)(guo)的(de)(de)(de)H.Goldschmidt才(cai)發明了(le)利(li)用鋁末還原(yuan)氧化鐵的(de)(de)(de)鋁熱劑(ji)法，使低碳(tan)鉻鐵的(de)(de)(de)工業性制造(zao)成為(wei)可能（德國(guo)(guo)專利(li) 96317-1895.3.12).另外，在(zai)美國(guo)(guo)F.M.Becket于1907~1908年使用電爐開發了(le)硅還原(yuan)法，使低碳(tan)鉻鐵的(de)(de)(de)制造(zao)成為(wei)可能。
由于(yu)低碳(tan)鉻(ge)(ge)鐵的(de)(de)(de)(de)獲得成(cheng)(cheng)為可能，進(jin)(jin)入(ru)20世(shi)紀初以后，人(ren)們(men)已經能夠(gou)把碳(tan)鉻(ge)(ge)鐵作為原(yuan)料用(yong)(yong)于(yu)鉻(ge)(ge)鋼(gang)(gang)和Cr-Ni鋼(gang)(gang)研(yan)(yan)究，排除了碳(tan)的(de)(de)(de)(de)影響(xiang)。法國的(de)(de)(de)(de)L.Guillet通過(guo)改(gai)變鉻(ge)(ge)含量(liang)對(dui)鉻(ge)(ge)鋼(gang)(gang)（1903~1904年）、Cr-Ni鋼(gang)(gang)（1906年）進(jin)(jin)行了組織學(xue)(xue)以及力學(xue)(xue)性質的(de)(de)(de)(de)研(yan)(yan)究，其(qi)(qi)中其(qi)(qi)研(yan)(yan)究的(de)(de)(de)(de)許多(duo)鉻(ge)(ge)鋼(gang)(gang)、Cr-Ni鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)分(fen)與(yu)今天不銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)分(fen)相當。不過(guo)在耐腐蝕(shi)性方面(mian)他并(bing)沒有(you)表(biao)現出(chu)什么興趣(qu)，由于(yu)鉻(ge)(ge)的(de)(de)(de)(de)含量(liang)越多(duo)鋼(gang)(gang)就會越硬，所以只啟發(fa)了人(ren)們(men)利(li)用(yong)(yong)其(qi)(qi)硬度的(de)(de)(de)(de)用(yong)(yong)途。另外，在繼L.Guillet之后，研(yan)(yan)究合金鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)A.M.Portvin 所使用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)中雖然含有(you)與(yu)今天的(de)(de)(de)(de)17Cr不銹(xiu)鋼(gang)(gang)（SUS430)相當的(de)(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)分(fen)，但尚未與(yu)其(qi)(qi)出(chu)眾的(de)(de)(de)(de)耐腐蝕(shi)性相關聯(lian)來進(jin)(jin)行研(yan)(yan)究。
第一次闡明(ming)Fe-Cr合(he)金對(dui)于(yu)氧化酸硝(xiao)酸具有較強(qiang)耐(nai)腐蝕(shi)性的(de)(de)(de)(de)，恐怕是從師于(yu)德(de)國亞琛(chen)工科大學(xue) W.Borchers教授(shou)進行研(yan)究(jiu)的(de)(de)(de)(de)P.Monnartz,他在學(xue)位論文“關于(yu)Fe-Cr合(he)金耐(nai)酸性的(de)(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)”中特別(bie)針對(dui)硝(xiao)酸對(dui)鉻(ge)的(de)(de)(de)(de)含量的(de)(de)(de)(de)影響(xiang)分別(bie)進行歸納，認為(wei)鉻(ge)在4%以(yi)上(shang)(shang)時，對(dui)稀硝(xiao)酸的(de)(de)(de)(de)耐(nai)腐蝕(shi)性就會(hui)提高；鉻(ge)在20%以(yi)上(shang)(shang)時，就會(hui)顯示出與純鉻(ge)同等(deng)程度的(de)(de)(de)(de)耐(nai)腐蝕(shi)性。另外，Borchers 和Monnartz于(yu)1910年(nian)提出申請，并于(yu)1912年(nian)獲(huo)得注冊的(de)(de)(de)(de)專利(li)（德(de)國專利(li)246,035-1912.4.22)合(he)金的(de)(de)(de)(de)組成成分是10%以(yi)上(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)鉻(ge)及含有鉬（或者釩(fan)或者鈦）的(de)(de)(de)(de)鐵合(he)金。例如，60Cr-35Fe-2~3Mo合(he)金如果不受王水侵(qin)蝕(shi)，可以(yi)代替白金用(yong)于(yu)多種用(yong)途。包含在此專利(li)范(fan)圍內的(de)(de)(de)(de)鋼，如今通過低(di)碳(tan)化、低(di)氮化作為(wei)Cr-Mo不銹鋼被(bei)廣(guang)泛使用(yong)。
另一方面，在德(de)國Fried.Krupp 公司，B.Strauss 和(he) E.Maurer等(deng)人一直在研究和(he)制造作(zuo)(zuo)為熱電(dian)偶保護管(guan)材(cai)料等(deng)高溫(wen)材(cai)料來(lai)使用的Ni-Cr鋼，但由于(yu)(yu)發現(xian)了(le)Cr-Ni鋼出(chu)眾的耐腐蝕性，于(yu)(yu)是作(zuo)(zuo)為耐腐蝕性材(cai)料于(yu)(yu)1912年(nian)10月和(he)12月，以代(dai)理人C.Pasel的名義(yi)提出(chu)德(de)國專利(li)(li)申(shen)請，并(bing)于(yu)(yu)1918年(nian)獲得專利(li)(li)許可(ke)。以下是此專利(li)(li)要(yao)求范圍(wei)的要(yao)點：
1. 使用含(han)有(you)6%~25%Cr、20%~4%Ni以及(ji)小于(yu)1%C的鋼，可用于(yu)制造具有(you)高(gao)耐腐蝕性的產品（步槍、渦輪機等）（德國專(zhuan)利304,126-1918.2.22)。
2. 使用含(han)有(you)15%~40%Cr、20%~4%Ni以及(ji)小于1%C的鋼，可用于制造對酸和應力(li)具有(you)較高抵(di)抗(kang)力(li)的產品（容(rong)器、軋輥(gun)、機械部(bu)件等）（德(de)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，尤其是V2A迅速滲透進德國的(de)(de)化學工業，被廣泛應用(yong)。與此同時，特(te)別以(yi)(yi)Fried.Krupp公(gong)司(si)為(wei)中心，發(fa)現有必要改善非氧化性酸的(de)(de)耐(nai)腐(fu)蝕性和焊(han)接部的(de)(de)耐(nai)腐(fu)蝕性，于是針對前者開發(fa)出(chu)添(tian)加(jia)(jia)了(le)鉬或者銅的(de)(de)鋼(gang)。針對后者，為(wei)了(le)提高耐(nai)晶(jing)間腐(fu)蝕性，而(er)開發(fa)了(le)低碳鋼(gang)以(yi)(yi)及添(tian)加(jia)(jia) 鈦、鈮(ni)等碳化物生成元(yuan)素(su)的(de)(de)鋼(gang)。表1.4顯示了(le)Fried.Krupp公(gong)司(si)申請的(de)(de)奧氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)專(zhuan)利,可以(yi)(yi)說，到(dao)1936年申請的(de)(de)添(tian)加(jia)(jia)了(le)Mo、Cu的(de)(de)耐(nai)硫酸復合(he)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)為(wei)止(zhi)，確立了(le)今天(tian)耐(nai)腐(fu)蝕用(yong)奧氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)基礎。
另外，雖然V2A成(cheng)為今天(tian)304不(bu)銹鋼的原(yuan)型(xing)鋼，但當初(chu)其組成(cheng)如前所述(shu)是(shi)(shi)20Cr-7Ni。可(ke)是(shi)(shi)，后期除(chu)了耐腐(fu)蝕性以外，又考(kao)慮(lv)到加工(gong)性、力學性能，其組成(cheng)就變為18Cr-8Ni了。特(te)別(bie)是(shi)(shi)根據(ju)英(ying)德共同(tong)研(yan)究結(jie)果(guo)，在(zai)英(ying)國(guo)18Cr-8Ni被認為是(shi)(shi)最(zui)理想(xiang)的組成(cheng)，從1923年開(kai)始投入生產。不(bu)過，由于(yu)18Cr-8Ni一(yi)旦被加工(gong)就會明顯硬化(hua)，所以在(zai)制造(zao)西(xi)餐(can)(can)餐(can)(can)具(ju)特(te)別(bie)是(shi)(shi)湯匙的交叉軋制時，中途(tu)必須頻(pin)繁(fan)地進(jin)行退火處理，因(yin)而作(zuo)為成(cheng)形用不(bu)銹鋼又開(kai)發出了12Cr-12Ni鋼。
另一(yi)方面，在(zai)英國，作(zuo)為(wei)(wei)(wei) Thomas Firth and Sons公司(si)和JohnBrown and Co.公司(si)共同設立的(de)(de)(de)開發部門－Brown Firth Re-search Laboratories的(de)(de)(de)第(di)一(yi)任所長H.Brearley 認為(wei)(wei)(wei)，作(zuo)為(wei)(wei)(wei)槍(qiang)炮制造材料，需要高(gao)熔點(dian)而且高(gao)溫下(xia)耐磨損的(de)(de)(de)材料，鉻鋼(gang)(gang)(gang)是最合適的(de)(de)(de)，他(ta)立志于(yu)制造出鉻含量(liang)為(wei)(wei)(wei)10%以(yi)(yi)(yi)上(shang)，碳含量(liang)為(wei)(wei)(wei)0.3%左右的(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)。可是，在(zai)坩堝中碳含量(liang)過高(gao)，遲遲未(wei)能達到目標。不(bu)過1913年8月20日 Thomas Firth and Sons公司(si)用(yong)(yong)埃魯(lu)式電(dian)弧爐進(jin)行(xing)冶煉(lian)，終于(yu)獲得了(le)成(cheng)分為(wei)(wei)(wei)0.24C-0.24Si-0.44Mn-12.86Cr(質量(liang)分數，％）的(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)。這(zhe)種(zhong)(zhong)鋼(gang)(gang)(gang)通(tong)過鍛造、熱軋可以(yi)(yi)(yi)制造成(cheng)28.6mm厚的(de)(de)(de)板子，軟化處理后可以(yi)(yi)(yi)易(yi)于(yu)切削，所以(yi)(yi)(yi)除了(le)槍(qiang)筒以(yi)(yi)(yi)外(wai)還用(yong)(yong)于(yu)加工刀具(ju)。當(dang)為(wei)(wei)(wei)了(le)研熱處理對這(zhe)種(zhong)(zhong)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)金屬組織的(de)(de)(de)影響而進(jin)行(xing)表(biao)面蝕刻時(shi)，他(ta)發現(xian)這(zhe)種(zhong)(zhong)鋼(gang)(gang)(gang)與普通(tong)鋼(gang)(gang)(gang)相(xiang)比明顯(xian)地不(bu)易(yi)被腐(fu)蝕，而且放置在(zai)實驗(yan)室里的(de)(de)(de)樣品，竟(jing)然(ran)出人意(yi)料的(de)(de)(de)沒(mei)有生銹(xiu)(xiu)。Brearley由此認為(wei)(wei)(wei)，這(zhe)種(zhong)(zhong)鋼(gang)(gang)(gang)可以(yi)(yi)(yi)作(zuo)為(wei)(wei)(wei)不(bu)生銹(xiu)(xiu)的(de)(de)(de)刀具(ju)鋼(gang)(gang)(gang)來使(shi)用(yong)(yong)。當(dang)時(shi)這(zhe)種(zhong)(zhong)鋼(gang)(gang)(gang)雖然(ran)沒(mei)有申(shen)請英國專利，但是1916年9月9%~16%Cr-0.7%C以(yi)(yi)(yi)下(xia)的(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)獲得了(le)美國專利。Brearley 最初用(yong)(yong)于(yu)刀具(ju)的(de)(de)(de)、具(ju)有上(shang)述成(cheng)分的(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)相(xiang)當(dang)于(yu)今天的(de)(de)(de)SUS420,所以(yi)(yi)(yi)他(ta)就(jiu)成(cheng)為(wei)(wei)(wei)馬氏體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)發明者。
Brearley與(yu)Firth公(gong)司共同(tong)設立了Firth-Brearley Syndicate,開始制造(zao)、銷(xiao)售不(bu)生銹的(de)(de)刀(dao)具鋼。可(ke)是(shi)，由于Firth公(gong)司制造(zao)的(de)(de)冒牌不(bu)生銹刀(dao)具也(ye)以同(tong)樣的(de)(de)名字出售，為了與(yu)之區別，Brearley一(yi)方在(zai)冶(ye)煉的(de)(de)最后階(jie)段，加入了少(shao)量不(bu)影響性質(zhi)的(de)(de)元素，那(nei)就是(shi)0.03%Co。
另(ling)外，在(zai)美國(guo)，與上述Brearley的(de)(de)(de)刀具用不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)不(bu)(bu)(bu)同，致(zhi)力于開發(fa)電(dian)線(xian)用導(dao)線(xian)材料的(de)(de)(de) General Electric 公司(si)的(de)(de)(de)C.Dantsien 一直在(zai)研究淬(cui)火硬化性較(jiao)低的(de)(de)(de)低C-Cr鋼(gang)(gang)，開發(fa)的(de)(de)(de)鉻(ge)鋼(gang)(gang)由于Dumet合(he)金(jin)(jin)的(de)(de)(de)出(chu)現(xian)(xian)而不(bu)(bu)(bu)再被當(dang)作導(dao)線(xian)來使(shi)用，所以(yi)(yi)到了1914年(nian)(nian)，比Brearley鋼(gang)(gang)含有更少量(liang)碳(tan)的(de)(de)(de)0.07%~0.15%C-14%~16%Cr鋼(gang)(gang)被用于制(zhi)造渦(wo)輪葉片。這(zhe)被認(ren)為是(shi)鐵素體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)（SUS430)的(de)(de)(de)原型。另(ling)外，著名(ming)的(de)(de)(de)斯特(te)(te)萊特(te)(te)耐(nai)(nai)熱耐(nai)(nai)磨(mo)硬質合(he)金(jin)(jin)（Co-Cr-W)的(de)(de)(de)發(fa)明(ming)者(zhe)一－美國(guo)的(de)(de)(de)E.Haynes在(zai)1895年(nian)(nian)就已經證實，在(zai)鉻(ge)含量(liang)為10%以(yi)(yi)上時，Ni-Cr就表現(xian)(xian)出(chu)對硝酸具有很(hen)強(qiang)的(de)(de)(de)耐(nai)(nai)腐蝕性。在(zai)Brearley 發(fa)明(ming)了13Cr不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)不(bu)(bu)(bu)久的(de)(de)(de)1915年(nian)(nian)，Haynes獨(du)立于Brearley,就Fe-Cr合(he)金(jin)(jin)申(shen)請了美國(guo)專(zhuan)利，此(ci)(ci)合(he)金(jin)(jin)是(shi)作為堅硬、不(bu)(bu)(bu)腐蝕的(de)(de)(de)金(jin)(jin)屬(shu)制(zhi)品被申(shen)請的(de)(de)(de)，其成分是(shi)0.1%~1%C、8%~60%Cr(特(te)(te)別是(shi)15%~25%Cr)。由此(ci)(ci)，在(zai)美國(guo)認(ren)為Dantsien和 Haynes是(shi)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)發(fa)明(ming)者(zhe)。
