根據(jù)日本工業(yè)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(jù)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?！睂t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從高到低排列出了代表性的金屬及合金在海水中的腐蝕電位，這成為判斷材料被腐蝕難易程度的基準。當不銹鋼處于活性狀態(tài)時，顯示出接近于鐵的電位；當其處于穩(wěn)定狀態(tài)時，顯示出接近于金的電位。也就是說，把鐵與鉻煉成合金，就可以得到耐蝕性接近于金的物質(zhì)。因此，我們可以把鉻看作是中世紀煉金術師所追求的“智者之石”。

  鉻是法國的分析化學家L.N.Vauqulin于1787年從西班牙的紅鉛礦中首次發(fā)現(xiàn)的一種元素，次年根據(jù)希臘語中表示顏色的詞Chroma而命名為Chr?me.據(jù)說他也認為這種金屬不易被酸侵蝕。

  可是直到進入20世紀20年代以后，人們才把鉻作為鋼鐵的合金元素來應用。首先，英國皇家研究所學者M.Faraday致力于研究把貴金屬熔于鋼中煉成合金，制作出難以氧化（即難以生銹）的新型刀具鋼，他就Ni、Ag、Pt、Rh的影響問題，于1820年與刀具師J.Stodart聯(lián)名發(fā)表了試驗結果。接下來在1922年其所發(fā)表的論文中記述了制作的刀具鋼中溶解了1%Cr及3%Cr,可是并沒有關于耐腐蝕性的報告。另外，同期，法國的P.Bertier在鐵中加入鉻制造出了鉻鋼和鉻鐵，并發(fā)現(xiàn)Fe-Cr合金難以被酸侵蝕。

  此后有關鉻鋼的研究多了起來，其中特別需要提到，因開發(fā)哈德菲爾德高錳鋼而聲名鵲起的英國學者R.A.Hadfield的研究工作。他于1892年就鐵和鉻的合金問題發(fā)表了文章，涉及合金的力學性能、磁性能、電性能、熱性能等。當時所用的材料中鉻的含量為0.22%~16.74%.就成分而言，他研究的鉻鋼已經(jīng)包含了相當于今天的不銹鋼的成分，只是碳的含量有所不同，當時的鉻鐵合金樣品中碳量偏高，大約占鉻含量的1/10。就耐蝕性來說，在常溫下把鉻鋼試樣浸泡在50%的硫酸溶液中，結果正如表1.2所示，鉻的含量越多被腐蝕的量越多，所以不能證明鉻能提高耐蝕性。這是因為當時把鎳鋼用作抗腐蝕性的鋼，因此進行了上述的硫酸試驗。但是，在發(fā)明不銹鋼之后的1916年，Hadfield指出：當他取出含有11.13%鉻的鋼（樣品M)后發(fā)現(xiàn)其光澤依舊，并沒有生銹。

  上述提到的Hadfield 研究鉻鋼的時代，人們還設有得到碳含量較低的鉻鐵。雖然德國、法國等國家一直在進行有關不含碳的鐵以及鉻鐵制造的研究，但直到1895年德國的H.Goldschmidt才發(fā)明了利用鋁末還原氧化鐵的鋁熱劑法，使低碳鉻鐵的工業(yè)性制造成為可能（德國專利 96317-1895.3.12).另外，在美國F.M.Becket于1907~1908年使用電爐開發(fā)了硅還原法，使低碳鉻鐵的制造成為可能。

  由于低碳鉻鐵的獲得成為可能，進入20世紀初以后，人們已經(jīng)能夠把碳鉻鐵作為原料用于鉻鋼和Cr-Ni鋼研究，排除了碳的影響。法國的L.Guillet通過改變鉻含量對鉻鋼（1903~1904年）、Cr-Ni鋼（1906年）進行了組織學以及力學性質(zhì)的研究，其中其研究的許多鉻鋼、Cr-Ni鋼的成分與今天不銹鋼的成分相當。不過在耐腐蝕性方面他并沒有表現(xiàn)出什么興趣，由于鉻的含量越多鋼就會越硬，所以只啟發(fā)了人們利用其硬度的用途。另外，在繼L.Guillet之后，研究合金鋼的A.M.Portvin 所使用的鋼中雖然含有與今天的17Cr不銹鋼（SUS430)相當?shù)某煞郑形磁c其出眾的耐腐蝕性相關聯(lián)來進行研究。

  第一次闡明Fe-Cr合金對于氧化酸硝酸具有較強耐腐蝕性的，恐怕是從師于德國亞琛工科大學 W.Borchers教授進行研究的P.Monnartz,他在學位論文“關于Fe-Cr合金耐酸性的研究”中特別針對硝酸對鉻的含量的影響分別進行歸納，認為鉻在4%以上時，對稀硝酸的耐腐蝕性就會提高；鉻在20%以上時，就會顯示出與純鉻同等程度的耐腐蝕性。另外，Borchers 和Monnartz于1910年提出申請，并于1912年獲得注冊的專利（德國專利246,035-1912.4.22)合金的組成成分是10%以上的鉻及含有鉬（或者釩或者鈦）的鐵合金。例如，60Cr-35Fe-2~3Mo合金如果不受王水侵蝕，可以代替白金用于多種用途。包含在此專利范圍內(nèi)的鋼，如今通過低碳化、低氮化作為Cr-Mo不銹鋼被廣泛使用。

  另一方面，在德國Fried.Krupp 公司，B.Strauss 和 E.Maurer等人一直在研究和制造作為熱電偶保護管材料等高溫材料來使用的Ni-Cr鋼，但由于發(fā)現(xiàn)了Cr-Ni鋼出眾的耐腐蝕性，于是作為耐腐蝕性材料于1912年10月和12月，以代理人C.Pasel的名義提出德國專利申請，并于1918年獲得專利許可。以下是此專利要求范圍的要點：

  1. 使用含有6%~25%Cr、20%~4%Ni以及小于1%C的鋼，可用于制造具有高耐腐蝕性的產(chǎn)品（步槍、渦輪機等）（德國專利304,126-1918.2.22)。

  2. 使用含有15%~40%Cr、20%~4%Ni以及小于1%C的鋼，可用于制造對酸和應力具有較高抵抗力的產(chǎn)品（容器、軋輥、機械部件等）（德國專利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，F(xiàn)ried.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(shù)據(jù)。不銹鋼出現(xiàn)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(huán)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迅速滲透進德國的化學工業(yè)，被廣泛應用。與此同時，特別以Fried.Krupp公司為中心，發(fā)現(xiàn)有必要改善非氧化性酸的耐腐蝕性和焊接部的耐腐蝕性，于是針對前者開發(fā)出添加了鉬或者銅的鋼。針對后者，為了提高耐晶間腐蝕性，而開發(fā)了低碳鋼以及添加 鈦、鈮等碳化物生成元素的鋼。表1.4顯示了Fried.Krupp公司申請的奧氏體不銹鋼專利,可以說，到1936年申請的添加了Mo、Cu的耐硫酸復合不銹鋼為止，確立了今天耐腐蝕用奧氏體不銹鋼的基礎。

  另外，雖然V2A成為今天304不銹鋼的原型鋼，但當初其組成如前所述是20Cr-7Ni?？墒?，后期除了耐腐蝕性以外，又考慮到加工性、力學性能，其組成就變?yōu)?8Cr-8Ni了。特別是根據(jù)英德共同研究結果，在英國18Cr-8Ni被認為是最理想的組成，從1923年開始投入生產(chǎn)。不過，由于18Cr-8Ni一旦被加工就會明顯硬化，所以在制造西餐餐具特別是湯匙的交叉軋制時，中途必須頻繁地進行退火處理，因而作為成形用不銹鋼又開發(fā)出了12Cr-12Ni鋼。

  另一方面，在英國，作為 Thomas Firth and Sons公司和JohnBrown and Co.公司共同設立的開發(fā)部門－Brown Firth Re-search Laboratories的第一任所長H.Brearley 認為，作為槍炮制造材料，需要高熔點而且高溫下耐磨損的材料，鉻鋼是最合適的，他立志于制造出鉻含量為10%以上，碳含量為0.3%左右的鋼?？墒?，在坩堝中碳含量過高，遲遲未能達到目標。不過1913年8月20日 Thomas Firth and Sons公司用埃魯式電弧爐進行冶煉，終于獲得了成分為0.24C-0.24Si-0.44Mn-12.86Cr(質(zhì)量分數(shù)，％）的鋼。這種鋼通過鍛造、熱軋可以制造成28.6mm厚的板子，軟化處理后可以易于切削，所以除了槍筒以外還用于加工刀具。當為了研熱處理對這種鋼的金屬組織的影響而進行表面蝕刻時，他發(fā)現(xiàn)這種鋼與普通鋼相比明顯地不易被腐蝕，而且放置在實驗室里的樣品，竟然出人意料的沒有生銹。Brearley由此認為，這種鋼可以作為不生銹的刀具鋼來使用。當時這種鋼雖然沒有申請英國專利，但是1916年9月9%~16%Cr-0.7%C以下的鋼獲得了美國專利。Brearley 最初用于刀具的、具有上述成分的鋼相當于今天的SUS420,所以他就成為馬氏體不銹鋼的發(fā)明者。

  Brearley與Firth公司共同設立了Firth-Brearley Syndicate,開始制造、銷售不生銹的刀具鋼。可是，由于Firth公司制造的冒牌不生銹刀具也以同樣的名字出售，為了與之區(qū)別，Brearley一方在冶煉的最后階段，加入了少量不影響性質(zhì)的元素，那就是0.03%Co。

  另外，在美國，與上述Brearley的刀具用不銹鋼不同，致力于開發(fā)電線用導線材料的 General Electric 公司的C.Dantsien 一直在研究淬火硬化性較低的低C-Cr鋼，開發(fā)的鉻鋼由于Dumet合金的出現(xiàn)而不再被當作導線來使用，所以到了1914年，比Brearley鋼含有更少量碳的0.07%~0.15%C-14%~16%Cr鋼被用于制造渦輪葉片。這被認為是鐵素體不銹鋼（SUS430)的原型。另外，著名的斯特萊特耐熱耐磨硬質(zhì)合金（Co-Cr-W)的發(fā)明者一－美國的E.Haynes在1895年就已經(jīng)證實，在鉻含量為10%以上時，Ni-Cr就表現(xiàn)出對硝酸具有很強的耐腐蝕性。在Brearley 發(fā)明了13Cr不銹鋼不久的1915年，Haynes獨立于Brearley,就Fe-Cr合金申請了美國專利，此合金是作為堅硬、不腐蝕的金屬制品被申請的，其成分是0.1%~1%C、8%~60%Cr(特別是15%~25%Cr)。由此，在美國認為Dantsien和 Haynes是不銹鋼的發(fā)明者。