日本對不銹鋼的需求首先始于海軍,所以如前文所述由吳海軍工廠制定了不(bu)銹(xiu)鋼標準,此后又制定成海軍艦政本部標準。此后,對不銹鋼的需求又轉而來自陸軍,1932年左右作為陸軍兵器本部標準,規定了碳含量不同的13Cr系列和18Cr-8Ni系列以及新型鐵素體不銹鋼的18Cr鋼。1937年,作為JES382號,不銹鋼被列入日本標準,雖然規定了4種不同碳含量的13Cr系列鋼和3種18Cr-8Ni系列鋼,不過卻沒有包含18Cr鋼。
戰爭結束以后,從1949年開始,開始制定各種日本工業規格,1951年制定了不銹鋼及耐熱鋼(gang)的最初的JIS規格。不銹鋼有16種,即3種馬氏體(13Cr系列),1種鐵素體(18Cr),以及12種奧氏體。由于當時的主流是用于化學機械設備,所以奧氏體占壓倒性多數。表2.3中列出了這16種不銹鋼的基本成分和碳的含量。
如果用現在的名稱來表示上述奧氏體鋼種,那就是304不(bu)銹鋼(18Cr-8Ni)、316不銹鋼(18Cr-8Ni-Mo)、316J1(18Cr-8Ni-Mo-Cu)以及321不銹(xiu)鋼(18Cr-8Ni-Ti).規定碳含量的最低水平為0.060%以下。還規定了奧氏體鋼種的腐蝕試驗值,對于碳含量在0.080%以下的18Cr-8Ni鋼和18Cr-8Ni-Ti鋼,使用沸騰40%的硝酸試驗;對于18Cr-8Ni-Mo鋼和18Cr-8Ni-Mo-Cu鋼,使用沸騰5%的硫酸試驗,規定了腐蝕減量。此外,表2.3中的大部分鋼種都符合歐美的標準,不過就日本國家標準來說,18Cr-8Ni-Mo-Cu是日本自己研制的鋼種,當時,作為用于化學機械設備的鋼種,是由日本國內的不銹鋼生產廠家制造的。
1954年作為高溫高壓用渦輪葉片材料,把410J1(13Cr-0.4Mo)追加到奧氏體鋼種中,另外,由于此后氧氣制鋼的普及,奧氏體中低碳鋼的碳含量得以進一步降低,所以其上限規定為0.04%C.一方面,通過1959年的重新調整,馬氏體中追加了431(17Cr-2Ni),鐵素體中追加了用于石油精制裝置的405(13Cr-0.2Al);另一方面,在奧氏體中廢除了304、316以及316J1鋼中碳含量為0.10%以下的鋼,新加入了301不銹鋼(17Cr-7Ni)、302不銹鋼(18Cr-8Ni、w(C)≤0.15%)、309S不銹鋼(22Cr-12Ni)、310S不銹鋼(25Cr-20Ni)以及347不銹鋼(18Cr-10Ni-Nb)。
此后,每(mei)隔幾(ji)年(nian)(nian)日(ri)本(ben)就對標準修(xiu)(xiu)訂(ding)(ding)一次(ci),如圖2.5所示。伴隨(sui)日(ri)本(ben)不(bu)(bu)銹鋼(gang)的發展,鋼(gang)種(zhong)數(shu)(shu)量(liang)也(ye)在(zai)急速增加(jia),現(xian)在(zai)已經達到了(le)80余種(zhong)。1968年(nian)(nian)以(yi)(yi)前這些JIS鋼(gang)種(zhong)幾(ji)乎全部都(dou)追(zhui)隨(sui)歐美的原有鋼(gang)種(zhong),從1972年(nian)(nian)開(kai)始,每(mei)次(ci)修(xiu)(xiu)訂(ding)(ding)都(dou)加(jia)上一些自主(zhu)開(kai)發的鋼(gang)種(zhong),每(mei)次(ci)修(xiu)(xiu)訂(ding)(ding)其數(shu)(shu)量(liang)都(dou)會增加(jia)。以(yi)(yi)下(xia)所述是(shi)在(zai)以(yi)(yi)往標準修(xiu)(xiu)訂(ding)(ding)中追(zhui)加(jia)的部分主(zhu)要鋼(gang)種(zhong),如1968年(nian)(nian)加(jia)入(ru)了(le)317不(bu)(bu)銹鋼(gang)、317L不(bu)(bu)銹鋼(gang)(18Cr-12Ni-3Mo)、用(yong)(yong)于切削添加(jia)了(le)硫的303(18Cr-8Ni-S)以(yi)(yi)及(ji)(ji)沉淀硬化體中的630(17Cr-4Ni-Cu-Nb)等;1972年(nian)(nian)加(jia)入(ru)了(le)把(ba)美國的AISI329鋼(gang)改(gai)良后獲得的雙相不(bu)(bu)銹鋼(gang) 329J1(25Cr-5Ni-1.5Mo)、沉淀硬化系列631(17Cr-7Ni-Al)、用(yong)(yong)于汽車(che)裝(zhuang)飾邊帶的434(17Cr-1Mo)以(yi)(yi)及(ji)(ji)鐵路車(che)輛用(yong)(yong)含有高Mn的201(17Cr-6Mn-4Ni-N)、202(18Cr-8Mn-5Ni-N)等;1977年(nian)(nian)加(jia)入(ru)了(le)日(ri)本(ben)開(kai)發用(yong)(yong)于耐應力腐(fu)蝕裂(lie)紋(wen)以(yi)(yi)及(ji)(ji)汽車(che)排(pai)氣系統熱反應器(qi)的XM15J1(18Cr-12Ni-3Si)、用(yong)(yong)于器(qi)皿(min)的410S(13Cr,w(C)≤0.08%)以(yi)(yi)及(ji)(ji)添加(jia)了(le)銅的冷鍛(duan)用(yong)(yong)XM7(18Cr-9Ni-3.5Cu)等鋼(gang)種(zhong)。
在(zai)1981年(nian)的(de)(de)(de)修(xiu)訂(ding)中(zhong),把添(tian)(tian)加(jia)(jia)了(le)(le)(le)0.1%以上氮的(de)(de)(de)304以及(ji)316不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)系列(lie)的(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)加(jia)(jia)入(ru)到奧(ao)氏(shi)體系列(lie)中(zhong)。鐵素體系列(lie)從之(zhi)前的(de)(de)(de)5種(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)增加(jia)(jia)了(le)(le)(le)11種(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)和6種(zhong)(zhong)(zhong)(zhong),這反映了(le)(le)(le)從20世(shi)紀70年(nian)代開始,由于引入(ru)了(le)(le)(le)VOD、AOD等爐外精(jing)煉法(fa),各(ge)個公司對低(di)碳、低(di)氮的(de)(de)(de)高(gao)純度鐵素體不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)開發(fa)都獲得(de)了(le)(le)(le)長(chang)足進步,新鋼(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)開始占(zhan)領市場。1991年(nian)又(you)追(zhui)加(jia)(jia)了(le)(le)(le)多種(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)(zhong)(zhong)(zhong),其中(zhong)在(zai)奧(ao)氏(shi)體鋼(gang)(gang)(gang)(gang)中(zhong)有(you)(you)(you)(you)(you)在(zai)304鋼(gang)(gang)(gang)(gang)中(zhong)添(tian)(tian)加(jia)(jia)了(le)(le)(le)銅改(gai)(gai)善了(le)(le)(le)成形性的(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)(zhong)(zhong)(zhong),有(you)(you)(you)(you)(you)比(bi)317不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)具(ju)有(you)(you)(you)(you)(you)更強耐腐(fu)蝕(shi)性的(de)(de)(de)含有(you)(you)(you)(you)(you)鉬(mu)、氮或(huo)者(zhe)鉬(mu)、銅的(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)(zhong)(zhong)(zhong);在(zai)鐵素體鋼(gang)(gang)(gang)(gang)中(zhong)有(you)(you)(you)(you)(you)日本(ben)獨自開發(fa)的(de)(de)(de)430改(gai)(gai)良鋼(gang)(gang)(gang)(gang)和436改(gai)(gai)良鋼(gang)(gang)(gang)(gang);在(zai)雙相鋼(gang)(gang)(gang)(gang)中(zhong)有(you)(you)(you)(you)(you)含有(you)(you)(you)(you)(you)3%Mn的(de)(de)(de)兩種(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)鋼(gang)(gang)(gang)(gang);在(zai)馬氏(shi)體鋼(gang)(gang)(gang)(gang)中(zhong)有(you)(you)(you)(you)(you)兩種(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)快削鋼(gang)(gang)(gang)(gang)。在(zai)1999年(nian)板帶標準(zhun)的(de)(de)(de)修(xiu)訂(ding)中(zhong),廢(fei)除了(le)(le)(le)幾乎不(bu)再使(shi)用(yong)的(de)(de)(de)含有(you)(you)(you)(you)(you)高(gao)錳的(de)(de)(de)SUS201以及(ji)SUS202.另(ling)一方面,添(tian)(tian)加(jia)(jia)了(le)(le)(le)具(ju)有(you)(you)(you)(you)(you)出(chu)眾耐大氣腐(fu)蝕(shi)性的(de)(de)(de)21~24Cr-0.7~2.5Mo 鐵素體不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(SUS445J1和445J2),以及(ji)具(ju)有(you)(you)(you)(you)(you)出(chu)眾耐應力腐(fu)蝕(shi)性且含有(you)(you)(you)(you)(you)高(gao)Si-Cu-Mo的(de)(de)(de)奧(ao)氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(SUS315J1和315J2)。
另外,以原(yuan)子能工(gong)業、石油化學工(gong)業為(wei)主體,對耐腐蝕用的Ni合(he)金(jin)的需求(qiu)進(jin)一步擴(kuo)大(da),1970年(nian)JIS規(gui)定了(le)作為(wei)耐腐蝕耐熱超(chao)合(he)金(jin)的NCF1(76Ni-15.5Cr-8Fe)及NCF2(20Cr-30Ni)兩種鋼(gang)材,此后(hou)又有所追加,到(dao)1991年(nian)的修訂為(wei)止,已(yi)經(jing)規(gui)定了(le)11種合(he)金(jin)。