不銹鋼是指在空氣或接近中性介質中不生銹的鋼；耐腐蝕鋼是指在某些化學腐蝕介質中，如酸、堿、鹽及其溶液、海水和一些腐蝕性氣體中，不會產生或幾乎不會產生腐蝕的鋼；耐熱鋼是指在高溫環境中能抵抗氧化和蠕變的鋼。當然，一般的耐腐蝕鋼和耐熱鋼都具有不銹鋼的特性。傳統上，不銹鋼和耐腐蝕鋼通常被稱為不銹鋼。

1、 不銹鋼的定義和范圍

根據中國鋼的分類標準，鋼被定義為“以鐵（Fe）為主要元素，碳（C）含量通常低于2%，以及其他元素的材料”。根據本標準，不銹鋼、耐腐蝕鋼、抗氧化鋼和耐熱鋼根據其主要性能和使用特性被分為一類，統稱為“不銹鋼、抗腐蝕鋼和耐熱鋼材”。然而，嚴格來說，它們是不同的。

在本書中，為了解釋問題和考慮習慣，不銹鋼被定義為含有適當碳、超過12%鉻（Cr）或其他合金元素的含鐵合金，這些合金元素可以在含有腐蝕性介質的液體或氣體中抗腐蝕。

2、 不銹鋼的耐腐蝕機理

不銹鋼的防銹性和耐腐蝕性是指其對周圍環境的腐蝕性，或其對腐蝕的遲鈍程度，稱為鈍化。有許多理論可以解釋不銹鋼的鈍化現象。例如，從化學理論來看，認為不銹鋼是耐腐蝕的，因為當它與介質作用時，表面上會有一層主要由Cr2O3組成的膜，即鈍化膜。這部電影的特點是很薄。當鉻含量大于10.5%時，通常只有幾微米；該膜的比重大于金屬基底的比重，表明該膜非常致密。因此，該膜很難被腐蝕介質破壞，從而有效地保護金屬基底免受腐蝕。另一個例子是電子理論，認為金屬的被動性與未填充的電子層有關。在鐵鉻合金的不銹鋼中，由于鉻試圖吸收電子，鐵（Fe）原子由于電子的損失而鈍化。其他人認為，當鐵鉻合金固溶體中的鉻含量達到1/8（即12.5%）時，其電極電勢可以從-0.56V跳到+0.2V。該電極電勢的增加使金屬在電解質中更穩定，即不易被腐蝕。

上述理論基于鉻的作用。事實上，由于材料所處環境的多樣性和復雜性，有必要在某些條件下添加其他合金元素，以提高和鞏固材料的耐腐蝕性。例如，鉬（Mo）的加入會使腐蝕產物MoO2接近基體，并促進基體的鈍化；銅（Cu）的加入使不銹鋼表面的鈍化膜含有CuO，CuO不與腐蝕介質反應，從而提高了材料的耐腐蝕性；由于鈍化膜中Cr2N的富集，氮（N）的添加將增加鈍化膜中的鉻濃度并提高材料的耐腐蝕性。

需要指出的是，不銹鋼的耐腐蝕性是有條件的。不銹鋼的腐蝕效果因介質類型、濃度、溫度、壓力、流速等因素的不同而不同。因此，不銹鋼是相對不銹的，不是絕對的、萬能的。這必須引起我們的注意。

3、 不銹鋼的發展

如今，不銹鋼作為一種重要的材料已受到重視。然而，直到現在，不銹鋼的歷史還不到一百年。1931年，英國Brearley早就報道過，碳含量為0.4%的鋼在含有9%~16%的鉻時具有良好的耐腐蝕性。這可能是最早的不銹鋼。隨后，德國Strauss和Maurer等人通過研究指出，含有足夠鉻和鎳（Ni）的鋼具有抗氧化和耐酸的作用。1917年至1918年，法國根據雪弗納德的研究成果，生產了含有10%~15%鉻和20%~40%鎳的特殊鋼。

美國也對含鉻鋼的耐腐蝕性進行了研究并推廣使用含鉻不銹鋼。這些都是我們目前所熟知的鐵素體不銹鋼、馬氏體不銹鋼和奧氏體不銹鋼的前期成就。

在不銹鋼的使用中，人們逐漸感覺到了不足。奧氏體不銹鋼耐腐蝕性好，但強度較低，不能通過熱處理調整強度，所以，不適合有較高強度要求的零件的使用。而馬氏體不銹鋼雖可通過熱處理方法調整性能，保證具有較高的機械強度，但其耐腐蝕性稍差，因而在應用上受到限制。因此，逐漸開發了既具有較好耐腐蝕性，又可通過熱處理方法調整機械性能的沉淀硬化不銹鋼。

隨著不銹鋼應用范圍的擴大，以及在某些介質中的構件由于不均勻的局部腐蝕而發生應力腐蝕破裂事故的增多，引起了科學家的注意，并研制開發了新型不銹鋼鋼種，即具有鐵素體和奧氏體兩種相組成的雙相不銹鋼。

經過近百年的發展，已使不銹鋼具有鐵素體系、馬氏體系、奧氏體系、沉淀硬化系和鐵素體－奧氏體系(雙相不銹鋼系)等五大系列、眾多品種的鋼鐵材料，并在鋼鐵世界里占有重要的地位。