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(le)代表性(xing)的(de)金屬及合(he)金在海水中的(de)腐蝕電位(wei)，這成為判(pan)斷材(cai)料被腐蝕難(nan)易程(cheng)度的(de)基準。當(dang)不銹鋼(gang)處于(yu)(yu)活性(xing)狀態時(shi)，顯示出(chu)接近(jin)于(yu)(yu)鐵的(de)電位(wei)；當(dang)其處于(yu)(yu)穩定狀態時(shi)，顯示出(chu)接近(jin)于(yu)(yu)金的(de)電位(wei)。也就(jiu)是說，把(ba)鐵與鉻煉成合(he)金，就(jiu)可以得到耐(nai)蝕性(xing)接近(jin)于(yu)(yu)金的(de)物質。因此，我們可以把(ba)鉻看作是中世(shi)紀煉金術師(shi)所追求(qiu)的(de)“智(zhi)者之石”。
鉻是法國的(de)(de)(de)分析化學家L.N.Vauqulin于1787年從西班牙(ya)的(de)(de)(de)紅鉛礦中首次發現的(de)(de)(de)一種元素，次年根據希(xi)臘語中表示顏色的(de)(de)(de)詞Chroma而(er)命名為Chr?me.據說(shuo)他也(ye)認(ren)為這種金屬不易被酸侵(qin)蝕(shi)。
可是(shi)直(zhi)到進入20世紀20年代以后(hou)，人們才把(ba)鉻(ge)作為鋼(gang)鐵的合金元(yuan)素來應用。首先，英國皇家研究所學者(zhe)M.Faraday致力(li)于研究把(ba)貴金屬(shu)熔于鋼(gang)中煉成(cheng)合金，制作出(chu)難(nan)(nan)以氧(yang)化(hua)（即難(nan)(nan)以生銹）的新型(xing)刀(dao)具(ju)鋼(gang)，他就(jiu)Ni、Ag、Pt、Rh的影響問題，于1820年與(yu)刀(dao)具(ju)師J.Stodart聯(lian)名(ming)發(fa)表(biao)了(le)試驗(yan)結(jie)果。接下(xia)來在1922年其所發(fa)表(biao)的論文中記述了(le)制作的刀(dao)具(ju)鋼(gang)中溶解了(le)1%Cr及3%Cr,可是(shi)并沒有(you)關于耐腐蝕(shi)性的報告。另(ling)外(wai)，同期，法(fa)國的P.Bertier在鐵中加入鉻(ge)制造出(chu)了(le)鉻(ge)鋼(gang)和(he)鉻(ge)鐵，并發(fa)現Fe-Cr合金難(nan)(nan)以被酸侵蝕(shi)。
此后(hou)有關(guan)鉻(ge)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)研(yan)究多(duo)了起來(lai)，其中(zhong)特別需要提到，因開發(fa)(fa)哈德(de)菲爾德(de)高錳鋼(gang)而(er)(er)聲名鵲起的(de)(de)(de)(de)英國學者R.A.Hadfield的(de)(de)(de)(de)研(yan)究工作。他(ta)于1892年就(jiu)鐵和(he)鉻(ge)的(de)(de)(de)(de)合金(jin)問題發(fa)(fa)表了文章，涉及合金(jin)的(de)(de)(de)(de)力學性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)、磁性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)、電性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)、熱(re)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)等(deng)。當(dang)(dang)時所用的(de)(de)(de)(de)材料中(zhong)鉻(ge)的(de)(de)(de)(de)含(han)量為(wei)0.22%~16.74%.就(jiu)成分而(er)(er)言，他(ta)研(yan)究的(de)(de)(de)(de)鉻(ge)鋼(gang)已經包含(han)了相當(dang)(dang)于今天的(de)(de)(de)(de)不銹鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)成分，只(zhi)是(shi)碳(tan)的(de)(de)(de)(de)含(han)量有所不同，當(dang)(dang)時的(de)(de)(de)(de)鉻(ge)鐵合金(jin)樣品中(zhong)碳(tan)量偏高，大(da)約占(zhan)鉻(ge)含(han)量的(de)(de)(de)(de)1/10。就(jiu)耐(nai)(nai)蝕性(xing)(xing)(xing)來(lai)說(shuo)，在常溫下把(ba)(ba)鉻(ge)鋼(gang)試樣浸泡(pao)在50%的(de)(de)(de)(de)硫酸(suan)溶液(ye)中(zhong)，結果正(zheng)如表1.2所示(shi)，鉻(ge)的(de)(de)(de)(de)含(han)量越(yue)多(duo)被腐(fu)(fu)蝕的(de)(de)(de)(de)量越(yue)多(duo)，所以不能(neng)(neng)(neng)證明鉻(ge)能(neng)(neng)(neng)提高耐(nai)(nai)蝕性(xing)(xing)(xing)。這(zhe)是(shi)因為(wei)當(dang)(dang)時把(ba)(ba)鎳鋼(gang)用作抗腐(fu)(fu)蝕性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)鋼(gang)，因此進行(xing)了上述的(de)(de)(de)(de)硫酸(suan)試驗(yan)。但(dan)是(shi)，在發(fa)(fa)明不銹鋼(gang)之后(hou)的(de)(de)(de)(de)1916年，Hadfield指(zhi)出：當(dang)(dang)他(ta)取出含(han)有11.13%鉻(ge)的(de)(de)(de)(de)鋼(gang)（樣品M)后(hou)發(fa)(fa)現其光澤依(yi)舊，并沒有生銹。
上述(shu)提到(dao)的(de)(de)(de)Hadfield 研究鉻鋼的(de)(de)(de)時代，人(ren)們還設有(you)得到(dao)碳(tan)含(han)量較低的(de)(de)(de)鉻鐵(tie)(tie)。雖然德(de)國(guo)(guo)(guo)、法國(guo)(guo)(guo)等國(guo)(guo)(guo)家一直在(zai)進行有(you)關不含(han)碳(tan)的(de)(de)(de)鐵(tie)(tie)以及(ji)鉻鐵(tie)(tie)制(zhi)造(zao)(zao)的(de)(de)(de)研究，但(dan)直到(dao)1895年(nian)德(de)國(guo)(guo)(guo)的(de)(de)(de)H.Goldschmidt才發明(ming)了利(li)用鋁末還原氧化鐵(tie)(tie)的(de)(de)(de)鋁熱劑法，使(shi)低碳(tan)鉻鐵(tie)(tie)的(de)(de)(de)工(gong)業性(xing)制(zhi)造(zao)(zao)成為可(ke)(ke)能(neng)（德(de)國(guo)(guo)(guo)專利(li) 96317-1895.3.12).另(ling)外，在(zai)美國(guo)(guo)(guo)F.M.Becket于1907~1908年(nian)使(shi)用電(dian)爐開發了硅還原法，使(shi)低碳(tan)鉻鐵(tie)(tie)的(de)(de)(de)制(zhi)造(zao)(zao)成為可(ke)(ke)能(neng)。
由于低(di)碳(tan)鉻鐵的(de)(de)(de)獲得成(cheng)為可(ke)能，進(jin)入20世(shi)紀初以后，人們已(yi)經能夠把碳(tan)鉻鐵作為原料用于鉻鋼(gang)和(he)Cr-Ni鋼(gang)研究，排除了(le)碳(tan)的(de)(de)(de)影響。法(fa)國的(de)(de)(de)L.Guillet通過改變鉻含量對鉻鋼(gang)（1903~1904年(nian)）、Cr-Ni鋼(gang)（1906年(nian)）進(jin)行了(le)組織學以及力學性(xing)質的(de)(de)(de)研究，其(qi)(qi)中其(qi)(qi)研究的(de)(de)(de)許多鉻鋼(gang)、Cr-Ni鋼(gang)的(de)(de)(de)成(cheng)分與(yu)今天(tian)不銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)成(cheng)分相當。不過在(zai)耐腐蝕性(xing)方面(mian)他并沒(mei)有表現(xian)出(chu)什么興趣，由于鉻的(de)(de)(de)含量越多鋼(gang)就會(hui)越硬(ying)，所以只啟發了(le)人們利用其(qi)(qi)硬(ying)度的(de)(de)(de)用途(tu)。另外(wai)，在(zai)繼L.Guillet之后，研究合(he)金鋼(gang)的(de)(de)(de)A.M.Portvin 所使用的(de)(de)(de)鋼(gang)中雖然含有與(yu)今天(tian)的(de)(de)(de)17Cr不銹(xiu)鋼(gang)（SUS430)相當的(de)(de)(de)成(cheng)分，但尚未與(yu)其(qi)(qi)出(chu)眾的(de)(de)(de)耐腐蝕性(xing)相關聯來進(jin)行研究。
第一次闡明Fe-Cr合(he)金(jin)(jin)對(dui)(dui)于(yu)氧化(hua)酸硝(xiao)(xiao)酸具(ju)有較強耐腐蝕性(xing)的(de)(de)，恐怕是(shi)從師于(yu)德國亞琛工科大(da)學 W.Borchers教授進(jin)行研(yan)究(jiu)的(de)(de)P.Monnartz,他在學位(wei)論文“關于(yu)Fe-Cr合(he)金(jin)(jin)耐酸性(xing)的(de)(de)研(yan)究(jiu)”中特別針對(dui)(dui)硝(xiao)(xiao)酸對(dui)(dui)鉻(ge)的(de)(de)含(han)量的(de)(de)影響分別進(jin)行歸納，認為鉻(ge)在4%以(yi)上時，對(dui)(dui)稀硝(xiao)(xiao)酸的(de)(de)耐腐蝕性(xing)就會提(ti)高；鉻(ge)在20%以(yi)上時，就會顯(xian)示(shi)出(chu)與純鉻(ge)同等程度的(de)(de)耐腐蝕性(xing)。另外，Borchers 和Monnartz于(yu)1910年(nian)提(ti)出(chu)申(shen)請，并于(yu)1912年(nian)獲得注冊的(de)(de)專利（德國專利246,035-1912.4.22)合(he)金(jin)(jin)的(de)(de)組(zu)成成分是(shi)10%以(yi)上的(de)(de)鉻(ge)及含(han)有鉬（或者釩(fan)或者鈦(tai)）的(de)(de)鐵合(he)金(jin)(jin)。例如(ru)，60Cr-35Fe-2~3Mo合(he)金(jin)(jin)如(ru)果不受王(wang)水侵蝕，可以(yi)代替白金(jin)(jin)用于(yu)多種用途。包含(han)在此(ci)專利范圍(wei)內的(de)(de)鋼，如(ru)今(jin)通過低(di)碳化(hua)、低(di)氮化(hua)作為Cr-Mo不銹鋼被廣泛使用。
另一方面，在(zai)德國(guo)Fried.Krupp 公(gong)司，B.Strauss 和 E.Maurer等(deng)人一直在(zai)研究和制造(zao)作為熱電偶保(bao)護(hu)管(guan)材(cai)料等(deng)高溫材(cai)料來使用的Ni-Cr鋼(gang)，但由(you)于(yu)發現了Cr-Ni鋼(gang)出眾(zhong)的耐腐(fu)蝕性(xing)，于(yu)是作為耐腐(fu)蝕性(xing)材(cai)料于(yu)1912年(nian)10月和12月，以代理(li)人C.Pasel的名義提(ti)出德國(guo)專(zhuan)(zhuan)利(li)(li)申(shen)請，并于(yu)1918年(nian)獲得(de)專(zhuan)(zhuan)利(li)(li)許可(ke)。以下是此專(zhuan)(zhuan)利(li)(li)要(yao)求(qiu)范(fan)圍的要(yao)點：
1. 使用(yong)(yong)含有6%~25%Cr、20%~4%Ni以及小于1%C的鋼，可用(yong)(yong)于制造具有高耐腐蝕(shi)性的產品（步槍、渦(wo)輪(lun)機等）（德(de)國專利304,126-1918.2.22)。
2. 使(shi)用含有15%~40%Cr、20%~4%Ni以及小于1%C的鋼，可用于制造對酸(suan)和應力具有較高(gao)抵抗力的產(chan)品(pin)（容(rong)器、軋輥、機械部件(jian)等）（德(de)國專利(li)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(ci)后(hou)，尤其是V2A迅速滲透進德國的(de)化學工業，被廣(guang)泛應用(yong)。與此(ci)同(tong)時(shi)，特別以Fried.Krupp公司(si)為中心，發現有(you)必要(yao)改善非氧化性酸的(de)耐(nai)(nai)腐(fu)(fu)蝕性和(he)焊(han)接部的(de)耐(nai)(nai)腐(fu)(fu)蝕性，于是針對前者(zhe)(zhe)開(kai)發出添(tian)加了(le)鉬或者(zhe)(zhe)銅的(de)鋼。針對后(hou)者(zhe)(zhe)，為了(le)提高耐(nai)(nai)晶間腐(fu)(fu)蝕性，而(er)開(kai)發了(le)低碳鋼以及添(tian)加 鈦(tai)、鈮等(deng)碳化物生成元素的(de)鋼。表1.4顯示(shi)了(le)Fried.Krupp公司(si)申請的(de)奧(ao)氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼專利(li),可以說(shuo)，到1936年申請的(de)添(tian)加了(le)Mo、Cu的(de)耐(nai)(nai)硫(liu)酸復合(he)不(bu)銹(xiu)鋼為止，確立(li)了(le)今天耐(nai)(nai)腐(fu)(fu)蝕用(yong)奧(ao)氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼的(de)基礎(chu)。
另外，雖然V2A成(cheng)(cheng)為今天304不(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)原型(xing)鋼(gang)(gang)，但當初(chu)其組(zu)成(cheng)(cheng)如前(qian)所(suo)述是20Cr-7Ni。可是，后期除了耐腐蝕性以外，又(you)(you)考慮到(dao)加工(gong)性、力學性能，其組(zu)成(cheng)(cheng)就變為18Cr-8Ni了。特別(bie)是根據英(ying)德共(gong)同研究結果，在英(ying)國18Cr-8Ni被(bei)(bei)認(ren)為是最(zui)理(li)想的(de)(de)(de)組(zu)成(cheng)(cheng)，從1923年(nian)開始(shi)投入生產(chan)。不(bu)過，由(you)于18Cr-8Ni一旦被(bei)(bei)加工(gong)就會明顯硬化，所(suo)以在制造西餐(can)餐(can)具特別(bie)是湯匙的(de)(de)(de)交叉(cha)軋制時，中途必須頻繁地進(jin)行退火處理(li)，因而作為成(cheng)(cheng)形用不(bu)銹鋼(gang)(gang)又(you)(you)開發出(chu)了12Cr-12Ni鋼(gang)(gang)。
另一方面，在英(ying)國(guo)，作為(wei)(wei) Thomas Firth and Sons公(gong)司和JohnBrown and Co.公(gong)司共同設立(li)的(de)(de)(de)(de)開(kai)發部門(men)－Brown Firth Re-search Laboratories的(de)(de)(de)(de)第一任(ren)所(suo)長H.Brearley 認為(wei)(wei)，作為(wei)(wei)槍炮制造(zao)材料，需要高(gao)熔點(dian)而且高(gao)溫下(xia)耐磨損(sun)的(de)(de)(de)(de)材料，鉻鋼(gang)(gang)是(shi)最(zui)合(he)適的(de)(de)(de)(de)，他(ta)(ta)立(li)志(zhi)于(yu)(yu)制造(zao)出(chu)鉻含量(liang)為(wei)(wei)10%以(yi)(yi)上(shang)，碳含量(liang)為(wei)(wei)0.3%左右(you)的(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)。可(ke)(ke)是(shi)，在坩堝中碳含量(liang)過高(gao)，遲遲未能達(da)到目標。不(bu)過1913年(nian)8月(yue)20日 Thomas Firth and Sons公(gong)司用(yong)埃(ai)魯式電(dian)弧爐進行(xing)冶煉，終于(yu)(yu)獲得了(le)(le)成分為(wei)(wei)0.24C-0.24Si-0.44Mn-12.86Cr(質量(liang)分數，％）的(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)。這種鋼(gang)(gang)通過鍛造(zao)、熱軋可(ke)(ke)以(yi)(yi)制造(zao)成28.6mm厚的(de)(de)(de)(de)板子，軟化處(chu)理(li)(li)后可(ke)(ke)以(yi)(yi)易于(yu)(yu)切削，所(suo)以(yi)(yi)除了(le)(le)槍筒以(yi)(yi)外還用(yong)于(yu)(yu)加工(gong)刀具(ju)。當為(wei)(wei)了(le)(le)研熱處(chu)理(li)(li)對這種鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)金屬組(zu)織(zhi)的(de)(de)(de)(de)影響(xiang)而進行(xing)表面蝕刻時，他(ta)(ta)發現這種鋼(gang)(gang)與普(pu)通鋼(gang)(gang)相比明(ming)顯地不(bu)易被(bei)腐(fu)蝕，而且放置在實驗室里的(de)(de)(de)(de)樣品，竟然出(chu)人(ren)意料的(de)(de)(de)(de)沒有(you)生銹(xiu)。Brearley由(you)此認為(wei)(wei)，這種鋼(gang)(gang)可(ke)(ke)以(yi)(yi)作為(wei)(wei)不(bu)生銹(xiu)的(de)(de)(de)(de)刀具(ju)鋼(gang)(gang)來使(shi)用(yong)。當時這種鋼(gang)(gang)雖然沒有(you)申請英(ying)國(guo)專利，但是(shi)1916年(nian)9月(yue)9%~16%Cr-0.7%C以(yi)(yi)下(xia)的(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)獲得了(le)(le)美國(guo)專利。Brearley 最(zui)初用(yong)于(yu)(yu)刀具(ju)的(de)(de)(de)(de)、具(ju)有(you)上(shang)述成分的(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)相當于(yu)(yu)今天(tian)的(de)(de)(de)(de)SUS420,所(suo)以(yi)(yi)他(ta)(ta)就成為(wei)(wei)馬氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)發明(ming)者。
Brearley與Firth公(gong)司(si)共(gong)同設立了Firth-Brearley Syndicate,開始(shi)制造(zao)、銷(xiao)售不(bu)生(sheng)(sheng)銹的(de)刀具鋼。可是，由(you)于(yu)Firth公(gong)司(si)制造(zao)的(de)冒牌(pai)不(bu)生(sheng)(sheng)銹刀具也(ye)以(yi)同樣的(de)名字出售，為(wei)了與之區別，Brearley一方在冶煉的(de)最后階段，加入了少量不(bu)影響性質的(de)元(yuan)素(su)，那就是0.03%Co。
另外，在(zai)(zai)(zai)美國，與上述(shu)Brearley的(de)(de)(de)(de)(de)刀具用不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)不(bu)(bu)(bu)同，致力于開(kai)發(fa)電線(xian)(xian)用導(dao)線(xian)(xian)材料的(de)(de)(de)(de)(de) General Electric 公司的(de)(de)(de)(de)(de)C.Dantsien 一直(zhi)在(zai)(zai)(zai)研究淬火硬(ying)(ying)化(hua)性較低的(de)(de)(de)(de)(de)低C-Cr鋼(gang)(gang)(gang)，開(kai)發(fa)的(de)(de)(de)(de)(de)鉻鋼(gang)(gang)(gang)由于Dumet合金的(de)(de)(de)(de)(de)出(chu)現而不(bu)(bu)(bu)再(zai)被(bei)(bei)當(dang)作導(dao)線(xian)(xian)來使用，所以(yi)到了1914年，比(bi)Brearley鋼(gang)(gang)(gang)含有更少量碳的(de)(de)(de)(de)(de)0.07%~0.15%C-14%~16%Cr鋼(gang)(gang)(gang)被(bei)(bei)用于制造渦輪葉片(pian)。這被(bei)(bei)認為是鐵(tie)素(su)體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)（SUS430)的(de)(de)(de)(de)(de)原型。另外，著名(ming)的(de)(de)(de)(de)(de)斯特(te)萊特(te)耐熱(re)耐磨硬(ying)(ying)質(zhi)合金（Co-Cr-W)的(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)明(ming)者一－美國的(de)(de)(de)(de)(de)E.Haynes在(zai)(zai)(zai)1895年就已經證(zheng)實，在(zai)(zai)(zai)鉻含量為10%以(yi)上時，Ni-Cr就表現出(chu)對硝酸具有很強的(de)(de)(de)(de)(de)耐腐(fu)蝕性。在(zai)(zai)(zai)Brearley 發(fa)明(ming)了13Cr不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)不(bu)(bu)(bu)久的(de)(de)(de)(de)(de)1915年，Haynes獨立于Brearley,就Fe-Cr合金申請了美國專利，此合金是作為堅(jian)硬(ying)(ying)、不(bu)(bu)(bu)腐(fu)蝕的(de)(de)(de)(de)(de)金屬制品(pin)被(bei)(bei)申請的(de)(de)(de)(de)(de)，其(qi)成分(fen)是0.1%~1%C、8%~60%Cr(特(te)別是15%~25%Cr)。由此，在(zai)(zai)(zai)美國認為Dantsien和(he) Haynes是不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)明(ming)者。
