在美國,1934年最初出現了不銹鋼制鐵道車輛,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腐(fu)蝕斷裂,成了一個問題。


為此,如何防(fang)止上述的(de)(de)晶(jing)間腐蝕或者晶(jing)界應力腐蝕斷(duan)裂,實(shi)現不銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)高(gao)強度化呢?不銹(xiu)鋼(gang)生產商對301鋼(gang)(17Cr-7Ni)的(de)(de)C、N、Ni等成分以及調質輥壓的(de)(de)影(ying)響進(jin)行了研究(jiu),并于(yu)1981~1984年報告了研究(jiu)結果。


 平(ping)松(song)等(1981年)明確(que)了(le)(le)(le)C、N、Mn、Ni等含量(liang)對(dui)拉(la)(la)伸(shen)特征的(de)(de)(de)(de)(de)影響(xiang)(xiang),并且認為(wei)碳的(de)(de)(de)(de)(de)含量(liang)在(zai)(zai)0.06%以(yi)(yi)(yi)(yi)下(xia)(xia)時晶間(jian)腐蝕就會(hui)變得緩慢,進而(er)分(fen)別在(zai)(zai)1981年和1984年還斷定(ding):實施冷加(jia)工以(yi)(yi)(yi)(yi)后(hou)進行(xing)晶間(jian)腐蝕敏化(hua)處理的(de)(de)(de)(de)(de)時候敏感性(xing)會(hui)增(zeng)(zeng)加(jia),所以(yi)(yi)(yi)(yi)有(you)必要將碳的(de)(de)(de)(de)(de)含量(liang)進一步降(jiang)(jiang)低(di)到(dao)0.03%以(yi)(yi)(yi)(yi)下(xia)(xia)。另外,鋸屋等(1981年)以(yi)(yi)(yi)(yi)0.02C-0.5Si-1.8Mn-17Cr-7.8Ni-0.12N鋼(gang)為(wei)基礎研(yan)究了(le)(le)(le)各(ge)種元素的(de)(de)(de)(de)(de)影響(xiang)(xiang),特別明確(que)了(le)(le)(le)奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)體(ti)穩定(ding)度(du)(du)(du)(Md3o)與調質輥壓后(hou)的(de)(de)(de)(de)(de)延(yan)(yan)展(zhan)(zhan)以(yi)(yi)(yi)(yi)及屈服比(bi)的(de)(de)(de)(de)(de)關系。進而(er),田中等(1982年)研(yan)究了(le)(le)(le)奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)體(ti)對(dui)0.02C-17Cr-7 Ni鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)拉(la)(la)伸(shen)特征的(de)(de)(de)(de)(de)影響(xiang)(xiang),搞(gao)清楚了(le)(le)(le)下(xia)(xia)列問題:拉(la)(la)伸(shen)強度(du)(du)(du)在(zai)(zai)很大程度(du)(du)(du)上(shang)取(qu)決于應(ying)變致生馬氏(shi)體(ti)(α')的(de)(de)(de)(de)(de)量(liang),并隨(sui)(sui)著(zhu)Ni當(dang)量(liang)[Ni+0.35Si+0.4Mn+0.65Cr+12.6(C+N)]的(de)(de)(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)加(jia)而(er)降(jiang)(jiang)低(di);另外屈服強度(du)(du)(du)幾乎不(bu)受Ni當(dang)量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)影響(xiang)(xiang)但會(hui)隨(sui)(sui)著(zhu)氮(dan)含量(liang)而(er)增(zeng)(zeng)大,相(xiang)反的(de)(de)(de)(de)(de),延(yan)(yan)展(zhan)(zhan)性(xing)受Ni當(dang)量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)影響(xiang)(xiang)比(bi)較大,等等。平(ping)松(song)等(1984年)也得出了(le)(le)(le)如下(xia)(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)結論(lun):17Cr-7 Ni鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)強度(du)(du)(du)會(hui)隨(sui)(sui)著(zhu)碳以(yi)(yi)(yi)(yi)及氮(dan)量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)變化(hua)而(er)增(zeng)(zeng)大,但氮(dan)的(de)(de)(de)(de)(de)作(zuo)用在(zai)(zai)奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)體(ti)相(xiang)時是(shi)碳的(de)(de)(de)(de)(de)2倍,在(zai)(zai)α相(xiang)時卻是(shi)碳的(de)(de)(de)(de)(de)1/2;還有(you),拉(la)(la)伸(shen)強度(du)(du)(du)隨(sui)(sui)著(zhu)奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)體(ti)穩定(ding)度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)上(shang)升而(er)下(xia)(xia)降(jiang)(jiang),同(tong)一奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)穩定(ding)度(du)(du)(du)隨(sui)(sui)著(zhu)碳以(yi)(yi)(yi)(yi)及氮(dan)量(liang)而(er)增(zeng)(zeng)大;延(yan)(yan)展(zhan)(zhan)性(xing)隨(sui)(sui)著(zhu)奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)體(ti)穩定(ding)度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)上(shang)升而(er)提高;從耐腐蝕性(xing)和強度(du)(du)(du)兩方(fang)面(mian)來看(kan)最佳成分(fen)是(shi)0.02C-17Cr-6.7 Ni-0.12N。


 根據這些研究結果(guo),為(wei)了改(gai)善耐晶間腐蝕性(破(po)裂),將碳量調整(zheng)為(wei)0.03%以下,并通過氮的添加以及適當成分的比例調整(zheng)開(kai)發出(chu)了能同時(shi)滿足強度需求的17Cr-7 Ni鋼,1983年(nian)以后(hou)開(kai)始被(bei)鐵道車輛采用。此鋼在1991年(nian)被(bei)JIS定為(wei)SUS301L(w(C)≤0.030%、(N)≤0.20%)。


 車輛底座部(bu)(bu)位(wei)由于(yu)大量地(di)進(jin)行電焊,而SUS301L這樣的硬材(cai)會因焊接(jie)而導致強度的下降,所以不(bu)(bu)能采(cai)用(yong),而采(cai)用(yong)SPA-H.基(ji)于(yu)輕量化的考慮,開發(fa)出了雙(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(0.01C-2Si-4Mn-19Cr-5Ni-2Cu-0.02N),確(que)保焊接(jie)部(bu)(bu)分(fen)也不(bu)(bu)會軟化。