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(dao)低排列出了代表性(xing)的(de)(de)金(jin)(jin)屬及合金(jin)(jin)在海水中(zhong)(zhong)的(de)(de)腐蝕(shi)電(dian)位(wei)(wei)，這成(cheng)(cheng)為判斷(duan)材料被腐蝕(shi)難(nan)易程度的(de)(de)基準。當(dang)(dang)不(bu)銹鋼處于(yu)(yu)活(huo)性(xing)狀態時，顯示(shi)出接(jie)近(jin)(jin)于(yu)(yu)鐵的(de)(de)電(dian)位(wei)(wei)；當(dang)(dang)其處于(yu)(yu)穩定狀態時，顯示(shi)出接(jie)近(jin)(jin)于(yu)(yu)金(jin)(jin)的(de)(de)電(dian)位(wei)(wei)。也就是說，把(ba)鐵與鉻煉成(cheng)(cheng)合金(jin)(jin)，就可(ke)以得到(dao)耐蝕(shi)性(xing)接(jie)近(jin)(jin)于(yu)(yu)金(jin)(jin)的(de)(de)物(wu)質(zhi)。因(yin)此，我們可(ke)以把(ba)鉻看作是中(zhong)(zhong)世紀煉金(jin)(jin)術師所(suo)追求(qiu)的(de)(de)“智者之石”。
鉻是法國的(de)分析化學家L.N.Vauqulin于1787年(nian)從(cong)西班(ban)牙的(de)紅鉛礦中首次(ci)發現的(de)一(yi)種元(yuan)素(su)，次(ci)年(nian)根據(ju)希臘語(yu)中表示(shi)顏(yan)色(se)的(de)詞Chroma而命名為Chr?me.據(ju)說(shuo)他也認為這種金屬不易(yi)被(bei)酸(suan)侵蝕。
可(ke)(ke)是直到進入20世紀20年代以后，人們才把鉻(ge)(ge)作為鋼(gang)(gang)鐵的(de)合金(jin)(jin)(jin)元素來應用。首先，英(ying)國皇家(jia)研究所(suo)學者M.Faraday致力(li)于(yu)(yu)研究把貴(gui)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)熔于(yu)(yu)鋼(gang)(gang)中煉成(cheng)合金(jin)(jin)(jin)，制(zhi)(zhi)作出難(nan)以氧化（即難(nan)以生銹(xiu)）的(de)新(xin)型(xing)刀具鋼(gang)(gang)，他就Ni、Ag、Pt、Rh的(de)影響問題，于(yu)(yu)1820年與(yu)刀具師J.Stodart聯名發(fa)(fa)表了(le)試驗結果。接(jie)下來在1922年其(qi)所(suo)發(fa)(fa)表的(de)論文中記(ji)述了(le)制(zhi)(zhi)作的(de)刀具鋼(gang)(gang)中溶解了(le)1%Cr及3%Cr,可(ke)(ke)是并(bing)沒有關于(yu)(yu)耐腐蝕性的(de)報告。另外，同期，法(fa)國的(de)P.Bertier在鐵中加入鉻(ge)(ge)制(zhi)(zhi)造出了(le)鉻(ge)(ge)鋼(gang)(gang)和鉻(ge)(ge)鐵，并(bing)發(fa)(fa)現Fe-Cr合金(jin)(jin)(jin)難(nan)以被酸侵蝕。
此(ci)后(hou)有(you)關鉻(ge)(ge)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)研(yan)究多(duo)(duo)了起(qi)來，其中特別(bie)需(xu)要提到，因(yin)開發哈德菲爾德高(gao)錳鋼(gang)(gang)(gang)(gang)而聲名鵲起(qi)的(de)(de)(de)英國(guo)學者R.A.Hadfield的(de)(de)(de)研(yan)究工作(zuo)(zuo)。他于(yu)1892年(nian)就(jiu)鐵和鉻(ge)(ge)的(de)(de)(de)合(he)金問題發表(biao)了文(wen)章，涉及合(he)金的(de)(de)(de)力(li)學性(xing)能(neng)、磁性(xing)能(neng)、電性(xing)能(neng)、熱性(xing)能(neng)等。當(dang)時所(suo)(suo)用(yong)的(de)(de)(de)材(cai)料中鉻(ge)(ge)的(de)(de)(de)含量(liang)(liang)(liang)(liang)為0.22%~16.74%.就(jiu)成分而言(yan)，他研(yan)究的(de)(de)(de)鉻(ge)(ge)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)已經包含了相當(dang)于(yu)今天的(de)(de)(de)不銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)成分，只(zhi)是(shi)碳的(de)(de)(de)含量(liang)(liang)(liang)(liang)有(you)所(suo)(suo)不同，當(dang)時的(de)(de)(de)鉻(ge)(ge)鐵合(he)金樣品中碳量(liang)(liang)(liang)(liang)偏高(gao)，大(da)約占鉻(ge)(ge)含量(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)1/10。就(jiu)耐蝕性(xing)來說，在常溫下把鉻(ge)(ge)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)試(shi)樣浸泡在50%的(de)(de)(de)硫酸溶液中，結果正如(ru)表(biao)1.2所(suo)(suo)示，鉻(ge)(ge)的(de)(de)(de)含量(liang)(liang)(liang)(liang)越多(duo)(duo)被腐蝕的(de)(de)(de)量(liang)(liang)(liang)(liang)越多(duo)(duo)，所(suo)(suo)以不能(neng)證明鉻(ge)(ge)能(neng)提高(gao)耐蝕性(xing)。這是(shi)因(yin)為當(dang)時把鎳鋼(gang)(gang)(gang)(gang)用(yong)作(zuo)(zuo)抗腐蝕性(xing)的(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)，因(yin)此(ci)進行了上述的(de)(de)(de)硫酸試(shi)驗。但(dan)是(shi)，在發明不銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)之后(hou)的(de)(de)(de)1916年(nian)，Hadfield指出：當(dang)他取(qu)出含有(you)11.13%鉻(ge)(ge)的(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)（樣品M)后(hou)發現其光澤依舊，并沒有(you)生(sheng)銹。
上述提到的(de)Hadfield 研究鉻(ge)(ge)鋼的(de)時代，人們還設有得到碳(tan)(tan)含(han)量較低的(de)鉻(ge)(ge)鐵(tie)(tie)。雖(sui)然德國(guo)、法國(guo)等國(guo)家一(yi)直(zhi)在(zai)進行(xing)有關不含(han)碳(tan)(tan)的(de)鐵(tie)(tie)以及(ji)鉻(ge)(ge)鐵(tie)(tie)制(zhi)造(zao)的(de)研究，但(dan)直(zhi)到1895年(nian)德國(guo)的(de)H.Goldschmidt才(cai)發明了利用鋁末(mo)還原(yuan)氧(yang)化鐵(tie)(tie)的(de)鋁熱(re)劑法，使(shi)(shi)低碳(tan)(tan)鉻(ge)(ge)鐵(tie)(tie)的(de)工(gong)業(ye)性(xing)制(zhi)造(zao)成為可(ke)能（德國(guo)專(zhuan)利 96317-1895.3.12).另外(wai)，在(zai)美國(guo)F.M.Becket于(yu)1907~1908年(nian)使(shi)(shi)用電爐開發了硅還原(yuan)法，使(shi)(shi)低碳(tan)(tan)鉻(ge)(ge)鐵(tie)(tie)的(de)制(zhi)造(zao)成為可(ke)能。
由于低碳(tan)(tan)鉻(ge)(ge)(ge)鐵的(de)(de)(de)(de)獲得成(cheng)(cheng)為(wei)可能，進入20世紀(ji)初以(yi)后(hou)，人(ren)們已經能夠把碳(tan)(tan)鉻(ge)(ge)(ge)鐵作為(wei)原料用(yong)于鉻(ge)(ge)(ge)鋼(gang)(gang)(gang)和Cr-Ni鋼(gang)(gang)(gang)研(yan)(yan)究(jiu)，排除了碳(tan)(tan)的(de)(de)(de)(de)影(ying)響。法國的(de)(de)(de)(de)L.Guillet通(tong)過改變鉻(ge)(ge)(ge)含(han)量對鉻(ge)(ge)(ge)鋼(gang)(gang)(gang)（1903~1904年(nian)）、Cr-Ni鋼(gang)(gang)(gang)（1906年(nian)）進行(xing)了組織(zhi)學(xue)以(yi)及力(li)學(xue)性質(zhi)的(de)(de)(de)(de)研(yan)(yan)究(jiu)，其中其研(yan)(yan)究(jiu)的(de)(de)(de)(de)許多鉻(ge)(ge)(ge)鋼(gang)(gang)(gang)、Cr-Ni鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)分(fen)與今天(tian)不銹鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)分(fen)相當。不過在耐腐(fu)蝕性方面(mian)他并沒有表現(xian)出什么興趣(qu)，由于鉻(ge)(ge)(ge)的(de)(de)(de)(de)含(han)量越(yue)多鋼(gang)(gang)(gang)就會越(yue)硬，所以(yi)只啟(qi)發(fa)了人(ren)們利(li)用(yong)其硬度的(de)(de)(de)(de)用(yong)途。另(ling)外，在繼L.Guillet之后(hou)，研(yan)(yan)究(jiu)合金鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)A.M.Portvin 所使用(yong)的(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)中雖(sui)然含(han)有與今天(tian)的(de)(de)(de)(de)17Cr不銹鋼(gang)(gang)(gang)（SUS430)相當的(de)(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)分(fen)，但尚未(wei)與其出眾(zhong)的(de)(de)(de)(de)耐腐(fu)蝕性相關聯(lian)來進行(xing)研(yan)(yan)究(jiu)。
第一次闡(chan)明Fe-Cr合金對(dui)于(yu)氧化(hua)酸硝酸具有較(jiao)強耐腐(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)的(de)，恐怕是從師于(yu)德國亞琛(chen)工(gong)科(ke)大學(xue) W.Borchers教(jiao)授進行(xing)研(yan)究(jiu)的(de)P.Monnartz,他在(zai)學(xue)位論文“關于(yu)Fe-Cr合金耐酸性(xing)(xing)的(de)研(yan)究(jiu)”中特別(bie)針對(dui)硝酸對(dui)鉻的(de)含量的(de)影響分別(bie)進行(xing)歸納，認為(wei)(wei)鉻在(zai)4%以(yi)上時，對(dui)稀硝酸的(de)耐腐(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)就(jiu)會提高(gao)；鉻在(zai)20%以(yi)上時，就(jiu)會顯示出(chu)與純鉻同等程度(du)的(de)耐腐(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)。另外，Borchers 和(he)Monnartz于(yu)1910年提出(chu)申請，并于(yu)1912年獲得注冊(ce)的(de)專利（德國專利246,035-1912.4.22)合金的(de)組成成分是10%以(yi)上的(de)鉻及含有鉬（或者釩或者鈦）的(de)鐵(tie)合金。例(li)如，60Cr-35Fe-2~3Mo合金如果不(bu)受王水侵蝕(shi)，可以(yi)代(dai)替白金用(yong)于(yu)多種用(yong)途(tu)。包含在(zai)此(ci)專利范(fan)圍內(nei)的(de)鋼，如今通過低碳化(hua)、低氮化(hua)作為(wei)(wei)Cr-Mo不(bu)銹鋼被廣泛(fan)使用(yong)。
另(ling)一方面，在德國(guo)(guo)Fried.Krupp 公司(si)，B.Strauss 和(he) E.Maurer等人(ren)一直(zhi)在研究和(he)制造作為熱電偶保護管材(cai)料(liao)(liao)等高溫材(cai)料(liao)(liao)來使用的Ni-Cr鋼，但由于發(fa)現了Cr-Ni鋼出(chu)眾的耐(nai)腐蝕性(xing)(xing)，于是作為耐(nai)腐蝕性(xing)(xing)材(cai)料(liao)(liao)于1912年10月(yue)和(he)12月(yue)，以代理人(ren)C.Pasel的名義提出(chu)德國(guo)(guo)專(zhuan)利(li)申請，并于1918年獲得專(zhuan)利(li)許可(ke)。以下是此專(zhuan)利(li)要求(qiu)范圍(wei)的要點：
1. 使用含(han)有(you)6%~25%Cr、20%~4%Ni以(yi)及小于1%C的(de)鋼，可(ke)用于制(zhi)造具(ju)有(you)高耐腐蝕性的(de)產品(pin)（步槍、渦輪機等）（德國專利304,126-1918.2.22)。
2. 使用(yong)含有(you)15%~40%Cr、20%~4%Ni以及小于1%C的鋼，可用(yong)于制造(zao)對酸和應力具有(you)較高(gao)抵抗力的產(chan)品（容器、軋輥、機(ji)械部件等）（德(de)國(guo)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(tou)進(jin)德(de)國的化學工業，被廣(guang)泛應用。與(yu)此同時，特別以Fried.Krupp公司(si)為中(zhong)心，發(fa)現有必要(yao)改善非氧化性(xing)酸的耐(nai)(nai)腐(fu)蝕性(xing)和焊接(jie)部的耐(nai)(nai)腐(fu)蝕性(xing)，于是針(zhen)對前者開發(fa)出添(tian)加(jia)(jia)了(le)鉬或者銅的鋼(gang)(gang)。針(zhen)對后者，為了(le)提高耐(nai)(nai)晶間(jian)腐(fu)蝕性(xing)，而開發(fa)了(le)低碳鋼(gang)(gang)以及添(tian)加(jia)(jia) 鈦、鈮等碳化物(wu)生成(cheng)元素的鋼(gang)(gang)。表1.4顯示(shi)了(le)Fried.Krupp公司(si)申(shen)請的奧(ao)氏體(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)專利,可以說，到1936年(nian)申(shen)請的添(tian)加(jia)(jia)了(le)Mo、Cu的耐(nai)(nai)硫酸復合不(bu)銹鋼(gang)(gang)為止(zhi)，確(que)立了(le)今天耐(nai)(nai)腐(fu)蝕用奧(ao)氏體(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)的基(ji)礎。
另外，雖然V2A成為(wei)今天304不銹(xiu)鋼的(de)原型鋼，但當初其(qi)組(zu)(zu)成如前所(suo)述是(shi)20Cr-7Ni。可是(shi)，后(hou)期除了耐腐蝕性以外，又考慮(lv)到(dao)加工性、力學性能，其(qi)組(zu)(zu)成就變為(wei)18Cr-8Ni了。特別是(shi)根據英(ying)德共同研究結果，在英(ying)國18Cr-8Ni被認為(wei)是(shi)最(zui)理想的(de)組(zu)(zu)成，從(cong)1923年(nian)開(kai)始投入生(sheng)產。不過(guo)，由于18Cr-8Ni一旦被加工就會明顯硬(ying)化，所(suo)以在制造(zao)西餐餐具特別是(shi)湯匙的(de)交(jiao)叉軋制時，中途必須頻(pin)繁地(di)進行退火處理，因(yin)而作為(wei)成形用(yong)不銹(xiu)鋼又開(kai)發出了12Cr-12Ni鋼。
另一(yi)方面，在英國(guo)，作(zuo)為(wei) Thomas Firth and Sons公(gong)司和JohnBrown and Co.公(gong)司共同設立的(de)(de)(de)(de)(de)開發部(bu)門－Brown Firth Re-search Laboratories的(de)(de)(de)(de)(de)第一(yi)任所(suo)長H.Brearley 認(ren)為(wei)，作(zuo)為(wei)槍(qiang)炮(pao)制造(zao)材料，需(xu)要高(gao)(gao)熔點而且高(gao)(gao)溫(wen)下耐磨損的(de)(de)(de)(de)(de)材料，鉻鋼(gang)(gang)(gang)是最(zui)合適的(de)(de)(de)(de)(de)，他(ta)立志于(yu)(yu)(yu)制造(zao)出鉻含(han)量(liang)(liang)(liang)為(wei)10%以(yi)(yi)上，碳含(han)量(liang)(liang)(liang)為(wei)0.3%左右的(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)。可(ke)是，在坩堝中碳含(han)量(liang)(liang)(liang)過(guo)高(gao)(gao)，遲遲未能達到目標(biao)。不過(guo)1913年8月20日(ri) Thomas Firth and Sons公(gong)司用(yong)(yong)埃魯式電弧爐(lu)進(jin)行冶煉，終于(yu)(yu)(yu)獲得了(le)成(cheng)分為(wei)0.24C-0.24Si-0.44Mn-12.86Cr(質量(liang)(liang)(liang)分數，％）的(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)。這(zhe)種鋼(gang)(gang)(gang)通(tong)過(guo)鍛造(zao)、熱軋可(ke)以(yi)(yi)制造(zao)成(cheng)28.6mm厚的(de)(de)(de)(de)(de)板子(zi)，軟(ruan)化處理后可(ke)以(yi)(yi)易于(yu)(yu)(yu)切削，所(suo)以(yi)(yi)除了(le)槍(qiang)筒以(yi)(yi)外還(huan)用(yong)(yong)于(yu)(yu)(yu)加工刀(dao)(dao)具。當(dang)為(wei)了(le)研熱處理對這(zhe)種鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)金(jin)屬組織的(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響而進(jin)行表面蝕刻時，他(ta)發現這(zhe)種鋼(gang)(gang)(gang)與普通(tong)鋼(gang)(gang)(gang)相比明顯地不易被腐蝕，而且放置(zhi)在實(shi)驗室里(li)的(de)(de)(de)(de)(de)樣品，竟然出人(ren)意料的(de)(de)(de)(de)(de)沒有(you)生銹。Brearley由此認(ren)為(wei)，這(zhe)種鋼(gang)(gang)(gang)可(ke)以(yi)(yi)作(zuo)為(wei)不生銹的(de)(de)(de)(de)(de)刀(dao)(dao)具鋼(gang)(gang)(gang)來使用(yong)(yong)。當(dang)時這(zhe)種鋼(gang)(gang)(gang)雖然沒有(you)申(shen)請(qing)英國(guo)專利，但是1916年9月9%~16%Cr-0.7%C以(yi)(yi)下的(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)獲得了(le)美國(guo)專利。Brearley 最(zui)初用(yong)(yong)于(yu)(yu)(yu)刀(dao)(dao)具的(de)(de)(de)(de)(de)、具有(you)上述成(cheng)分的(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)相當(dang)于(yu)(yu)(yu)今天的(de)(de)(de)(de)(de)SUS420,所(suo)以(yi)(yi)他(ta)就成(cheng)為(wei)馬氏體(ti)不銹鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)發明者。
Brearley與Firth公(gong)司(si)共同(tong)(tong)設立了(le)Firth-Brearley Syndicate,開始制造(zao)、銷售不生(sheng)銹的刀(dao)具鋼(gang)。可是，由于Firth公(gong)司(si)制造(zao)的冒(mao)牌不生(sheng)銹刀(dao)具也以同(tong)(tong)樣的名字出(chu)售，為了(le)與之區別，Brearley一(yi)方在冶煉的最后階段，加(jia)入了(le)少量不影響性質的元(yuan)素(su)，那(nei)就是0.03%Co。
另(ling)外(wai)，在美國(guo)，與上(shang)述Brearley的(de)刀(dao)具用(yong)(yong)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)不(bu)(bu)同，致力于(yu)開發(fa)電線(xian)用(yong)(yong)導(dao)線(xian)材料的(de) General Electric 公司的(de)C.Dantsien 一(yi)直在研究(jiu)淬火硬化(hua)性(xing)較低的(de)低C-Cr鋼(gang)(gang)，開發(fa)的(de)鉻鋼(gang)(gang)由(you)于(yu)Dumet合金(jin)(jin)的(de)出現而不(bu)(bu)再被(bei)當作導(dao)線(xian)來(lai)使用(yong)(yong)，所以(yi)到了1914年(nian)(nian)，比Brearley鋼(gang)(gang)含(han)(han)有更少量碳的(de)0.07%~0.15%C-14%~16%Cr鋼(gang)(gang)被(bei)用(yong)(yong)于(yu)制(zhi)造渦輪葉(xie)片。這被(bei)認為是鐵素體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)（SUS430)的(de)原型。另(ling)外(wai)，著名的(de)斯(si)特萊特耐(nai)(nai)熱耐(nai)(nai)磨硬質合金(jin)(jin)（Co-Cr-W)的(de)發(fa)明者一(yi)－美國(guo)的(de)E.Haynes在1895年(nian)(nian)就已經證實，在鉻含(han)(han)量為10%以(yi)上(shang)時，Ni-Cr就表(biao)現出對(dui)硝酸具有很強(qiang)的(de)耐(nai)(nai)腐(fu)蝕(shi)性(xing)。在Brearley 發(fa)明了13Cr不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)不(bu)(bu)久的(de)1915年(nian)(nian)，Haynes獨立于(yu)Brearley,就Fe-Cr合金(jin)(jin)申請了美國(guo)專利，此合金(jin)(jin)是作為堅(jian)硬、不(bu)(bu)腐(fu)蝕(shi)的(de)金(jin)(jin)屬制(zhi)品被(bei)申請的(de)，其成分是0.1%~1%C、8%~60%Cr(特別是15%~25%Cr)。由(you)此，在美國(guo)認為Dantsien和 Haynes是不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)發(fa)明者。
