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不锈钢含有铁，铬，锰，硅，碳，并且在许多情况下含有大量的镍和钼等化学成分。这些元素与来自水和空气的氧气反应形成非常薄的稳定的薄膜，其由诸如金属氧化物和氢氧化物的腐蚀产物组成。铬在与氧反应形成该腐蚀产物薄膜中起主导作用。 事实上，根据定义，所有不锈钢板含有至少10％的铬。
不锈钢由于其合金元素与环境之间的相互作用而保持不锈钢或不生锈。稳定的薄膜的存在通过充当阻挡氧气和水进入下面的金属表面的屏障而防止了额外的腐蚀。因为薄膜形成如此容易和紧密，即使只有少数原子层也将腐蚀速率降低到非常低的水平。如果没有现代仪器的帮助，薄膜比光的波长薄得多，这一事实很难看出。因此，虽然钢在原子水平上被腐蚀，但它看起来是不锈钢。
多年来（大约80年代）人们都知道，向钢铁中添加铬和镍（镍不是必需的但铬是必需的）会使钢不生锈（就是不锈钢）。钢中的铬形成一层非常薄的氧化物，可防止铁生锈。类似的机制适用于铝。当铝暴露在空气和水中时，形成薄的，不可见的氧化物涂层，防止进一步腐蚀。生锈是铁在水存在下被氧化成铁氧化物和氢氧化物的混合物的过程。
相反，普通便宜的钢与来自水的氧反应形成相对不稳定的氧化铁/氢氧化物膜，其随着时间的推移而继续生长并暴露于水和空气中。因此，这种薄膜，也称为生锈，达到足够的厚度，使其在暴露于水和空气后很快就能观察到。
总之，不锈钢不会生锈，因为它具有足够的活性以通过形成被动腐蚀产品层来保护自身免受进一步的侵蚀。（其他重要的金属，如钛和铝也依赖于钝化膜的耐腐蚀性。）由于其耐用性和美观性，不锈钢被用于各种领域，从餐具到银行金库到厨房水槽。
不锈钢的发明和使用，要追溯到次世界大战时期。英国科学家亨利·布雷尔利受英国政府军部工厂委托，研究的改进工作。那时，用的步枪枪膛易磨损，布雷尔利想发明一种不易磨损的合金钢。布雷尔利发明的不锈钢于1916年取得英国专利权并开始大量生产，至此，从垃圾堆中偶然发现的不锈钢便风靡，亨利·布雷尔利也被誉为“不锈钢之父”。次世界大战时，英国在战场上的枪支，总是因枪膛磨损不能使用而运回后方。军工生产部门命令研制高强度耐磨合金钢的布雷尔利，专门研究解决枪膛的磨损问题。布雷尔利和其助手搜集了国内外生产的各种型号的钢材，各种不同性质的合金钢，在各种不同性质的机械上进行性能实验，然后选择出较为适用的钢材制成枪枝。一天，他们实验了一种含大量铬的国产合金钢，经耐磨实验后，查明这种合金并不耐磨，说明这不能制造枪支，于是，他们记录下实验结果，往墙角一扔了事。几个月后的一天，一位助手拿着一块锃光瓦亮的钢材兴冲冲跑来对布雷尔利说:“先生，这是我在清理仓库时发现的毛拉先生送来的合金钢，您是否实验一下，看它到底有什么作用！”“好！”布雷尔利看着光亮耀眼的钢材，高兴地说。
用途:汽车排气，热交换器，集装箱等焊接后不进行热处理的产品，由于加入Ti元素，就不合适制作食品加工设备。316低碳，添加MO元素，所以他的耐蚀性和耐大气腐蚀性和高温强度性能好，可以在苛刻条件下使用，适合在900度以下使用，无磁性。用途:海水里使用的设备，化工，染料，造纸，醋酸，肥料等生产设备，食品工业和沿海地区设施，对抗间晶腐蚀有要求的产品。309S/310S这两种材质，镍和铬的含量比较高，同时增加Si 的含量，使其具有耐高温和耐蚀性，其中309S可以承受980以下反复加热，310S使用温度达到1200度，连续使用温度可在1150度，无磁性。
不锈钢管的耐高温、耐低温性能很强。装饰效果好，这也是由于不锈钢管的塑性很好，表面比较光亮、拉丝后稳重素雅，可以制作不同的工艺品。在空气中或化学腐蚀介质中能够抵抗腐蚀的一种高合金钢，不锈钢是具有美观的表面和耐腐蚀性能好，不必经过镀等表面处理，而发挥不锈钢所固有的表面性能,使用于多方面的钢铁的一种，通常称为不锈钢。代表性能的有13铬钢，18-铬镍钢等高合金钢。从金相学角度分析，因为不锈钢含有铬而使表面形成很薄的铬膜，这个膜隔离开与钢内侵入的氧气起耐腐蚀的作用。