在美國,1934年最初出現了不銹鋼(gang)制鐵道車輛,日本則是在1952年由于關門隧道用的EF10型電動機車的車體要求耐海水腐蝕性比較強,所以首次使用了不銹鋼。但是真正意義上開始使用不銹鋼是在1958年,當時生產了5輛作為日本國鐵的東海型客車(SARO153型),還有3輛作為東京特快電鐵的5200型電車。這些車輛的表皮使用了當時日本國內剛剛開工生產的20H森吉米爾式不銹鋼鋼帶,所以被稱為半不銹鋼車輛(或者表皮不銹鋼車輛)。車體為鋼制,外皮使用了SUS304制的不銹(xiu)鋼板。不銹鋼板是代替涂層鋼板來使用的,主要目的是為了應付腐蝕以及通過無涂層化來降低保養費用[401作為鐵道車輛用不銹鋼,美國當時使用了AISI200系(尤其是AISI201:17Cr-4Ni-6Mn-N鋼)作為外層鋼板,Budd公司在1956年將159輛車的表皮全部使用了AISI200系鋼種來生產。日本當時200系不銹鋼有一部分已用于生產,但是還沒有普及,沒有用于上述的不銹鋼車輛。


 為了進一步加強車輛的輕量化、提高“免保養”的效果,1962年生產出了“全不銹鋼”的車輛,車的骨架也使用了不銹鋼。這是日本東京車輛制造和美國的Budd公司技術合作的結晶。通過對影響 SUS301 鋼強度的調質輥壓、加工、焊接方法等進行改善,外表使用SUS304或者SUS301,并且進行波紋加工、排氣扇成形、焊接組裝等,除了底框的特殊部分,全都使用不銹鋼來制造。經過努力,最后東京特快7000型問世了。根據不銹鋼的不同鋼種,基于強度方面的考慮,多采用SUS301(w(C)<0.15%)作為冷軋材料。點焊的焊接熱影響不大,所以一般適合大多數情況;但是局部組裝所使用的電弧焊接部分,由于使用環境的緣故以及用于清洗的清潔劑的原因,曾經發生過晶間腐蝕和晶界應力(li)腐蝕斷裂,成了一個問題。


為此,如何防(fang)止上述的(de)晶(jing)間腐(fu)蝕或者(zhe)晶(jing)界應(ying)力腐(fu)蝕斷裂(lie),實現(xian)不(bu)銹(xiu)鋼的(de)高強度化呢?不(bu)銹(xiu)鋼生產商對301鋼(17Cr-7Ni)的(de)C、N、Ni等成(cheng)分(fen)以(yi)及調質輥壓的(de)影響進行了(le)研究,并于1981~1984年報告了(le)研究結果(guo)。


 平松等(deng)(1981年(nian))明確了(le)(le)C、N、Mn、Ni等(deng)含(han)量對拉(la)伸(shen)特征(zheng)的(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)響(xiang),并且認為碳(tan)(tan)(tan)的(de)(de)(de)(de)含(han)量在(zai)0.06%以(yi)下(xia)時晶間腐(fu)蝕(shi)就(jiu)會(hui)(hui)變得緩慢(man),進(jin)而分(fen)別(bie)在(zai)1981年(nian)和1984年(nian)還斷定(ding):實施冷加工以(yi)后進(jin)行晶間腐(fu)蝕(shi)敏化(hua)處理的(de)(de)(de)(de)時候敏感性會(hui)(hui)增(zeng)(zeng)(zeng)加,所以(yi)有必要將碳(tan)(tan)(tan)的(de)(de)(de)(de)含(han)量進(jin)一步降(jiang)低到(dao)0.03%以(yi)下(xia)。另外,鋸屋等(deng)(1981年(nian))以(yi)0.02C-0.5Si-1.8Mn-17Cr-7.8Ni-0.12N鋼為基礎研(yan)究了(le)(le)各種元素(su)的(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)響(xiang),特別(bie)明確了(le)(le)奧(ao)(ao)氏(shi)體穩(wen)(wen)定(ding)度(du)(Md3o)與調質輥壓后的(de)(de)(de)(de)延展(zhan)以(yi)及屈(qu)服(fu)比的(de)(de)(de)(de)關系。進(jin)而,田中等(deng)(1982年(nian))研(yan)究了(le)(le)奧(ao)(ao)氏(shi)體對0.02C-17Cr-7 Ni鋼的(de)(de)(de)(de)拉(la)伸(shen)特征(zheng)的(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)響(xiang),搞清楚了(le)(le)下(xia)列問題:拉(la)伸(shen)強(qiang)度(du)在(zai)很大程度(du)上(shang)(shang)(shang)取決(jue)于應變致生馬(ma)氏(shi)體(α')的(de)(de)(de)(de)量,并隨著(zhu)Ni當量[Ni+0.35Si+0.4Mn+0.65Cr+12.6(C+N)]的(de)(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)(zeng)加而降(jiang)低;另外屈(qu)服(fu)強(qiang)度(du)幾乎(hu)不受(shou)Ni當量的(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)響(xiang)但(dan)會(hui)(hui)隨著(zhu)氮(dan)含(han)量而增(zeng)(zeng)(zeng)大,相反的(de)(de)(de)(de),延展(zhan)性受(shou)Ni當量的(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)響(xiang)比較大,等(deng)等(deng)。平松等(deng)(1984年(nian))也得出了(le)(le)如(ru)下(xia)的(de)(de)(de)(de)結(jie)論(lun):17Cr-7 Ni鋼的(de)(de)(de)(de)強(qiang)度(du)會(hui)(hui)隨著(zhu)碳(tan)(tan)(tan)以(yi)及氮(dan)量的(de)(de)(de)(de)變化(hua)而增(zeng)(zeng)(zeng)大,但(dan)氮(dan)的(de)(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)在(zai)奧(ao)(ao)氏(shi)體相時是(shi)碳(tan)(tan)(tan)的(de)(de)(de)(de)2倍,在(zai)α相時卻是(shi)碳(tan)(tan)(tan)的(de)(de)(de)(de)1/2;還有,拉(la)伸(shen)強(qiang)度(du)隨著(zhu)奧(ao)(ao)氏(shi)體穩(wen)(wen)定(ding)度(du)的(de)(de)(de)(de)上(shang)(shang)(shang)升而下(xia)降(jiang),同一奧(ao)(ao)氏(shi)體的(de)(de)(de)(de)穩(wen)(wen)定(ding)度(du)隨著(zhu)碳(tan)(tan)(tan)以(yi)及氮(dan)量而增(zeng)(zeng)(zeng)大;延展(zhan)性隨著(zhu)奧(ao)(ao)氏(shi)體穩(wen)(wen)定(ding)度(du)的(de)(de)(de)(de)上(shang)(shang)(shang)升而提高;從耐腐(fu)蝕(shi)性和強(qiang)度(du)兩方面來(lai)看最佳成(cheng)分(fen)是(shi)0.02C-17Cr-6.7 Ni-0.12N。


 根據這(zhe)些研究(jiu)結果,為(wei)了改善耐晶間腐(fu)蝕(shi)性(破裂),將碳(tan)量調整(zheng)為(wei)0.03%以下,并通過氮的添加以及適當(dang)成分的比例(li)調整(zheng)開(kai)(kai)發出(chu)了能同時滿足(zu)強度需求的17Cr-7 Ni鋼(gang),1983年以后開(kai)(kai)始被鐵(tie)道車輛采用。此鋼(gang)在1991年被JIS定為(wei)SUS301L(w(C)≤0.030%、(N)≤0.20%)。


 車(che)輛底座部(bu)位由于大量地進行(xing)電焊,而(er)SUS301L這樣的(de)硬材會因焊接而(er)導致強度的(de)下降,所以不(bu)能采用,而(er)采用SPA-H.基于輕(qing)量化的(de)考慮,開發出了雙相不(bu)銹鋼(gang)(0.01C-2Si-4Mn-19Cr-5Ni-2Cu-0.02N),確保(bao)焊接部(bu)分也不(bu)會軟(ruan)化。