ステンレス鋼の歴史
この鋼種は"17-4PH"と呼ばれ、現在でも析出硬化系の代表的鋼種として広く使用されている。析出硬化系は最初は軍事用に利用され、米軍規格で規格化されたが、その後1963年にAISI規格(英語版)で1965年にASTM規格で規格化され、汎用的に利用されるようになっていった。
フェライト系は、炭素・窒素の量が極小化された高純度フェライト系ステンレス鋼が実用化された。1970年ごろに、電子ビーム溶解法を利用して最初期の高純度フェライト系ステンレス鋼が実用化された。その後VOD法・AOD法によって高純度化が容易になり、耐食性、加工性、溶接性を向上させた高純度フェライト系はそれまでフェライト系が使用されなかった分野への利用を広げている。
オーステナイト系は、現在でも最も広く使われている鋼種である。オーステナイト系の高性能化は、米国のアレゲニー・ラドラム・スチール(英語版)がクロム 20 %・ニッケル 25 %・モリブデン 6 % の "AL-6X" を実用化し。1973年に発電所の復水器の管に採用された。これが実用化された耐海水ステンレス鋼の最初といえる。その後、スウェーデンのアーヴェスタ社(スウェーデン語版)が、耐孔食性に優れ、製造の容易なクロム 20 %・ニッケル 18 %・モリブデン 6 %・銅 0.7 %・窒素 0.2 % の "254SMO"を実用化した。254SMOは、1977年にパルプの漂白プラントで採用され、優れた耐海水性を評価されて1979年に北海油田でも採用された。
この論文でモンナルツは、次のような、現在でも通用する卓越した知見を述べている:
クロム・鉄合金の耐食性の向上は、不働態現象によって起こること
不働態の強さはクロム含有量に比例すること
不働態は酸化性雰囲気で形成されるが、還元性雰囲気では破壊されること
クロム含有量 12 % 以下になると、クロム・鉄合金の耐食性は落ち出し、この現象は硝酸、水、大気中で特に顕著であること
合金中の炭素はクロム炭化物を形成すること
形成されたクロム炭化物は硬さを向上させるが、耐酸性を悪化させること
含有されている炭素は、チタン、バナジウム、モリブデン、タングステンのような炭化物生成元素を少量添加すれば、耐食性を悪化させないように安定化できること
モリブデンの添加は、耐食性向上に特に有効であること
モンナルツの研究成果の驚くべき点は、ステンレス鋼自体の発見に留まらず、ステンレス鋼がなぜ耐酸性を持つのかという原理の発見にも及んでいる点である。この画期的な研究成果は、1911年の3月と4月の2回に分けて学術雑誌にも掲載され、大きな反響があった。ハドフィールドから広まった高クロム鋼の耐食性に関する誤解は払拭され、ステンレス鋼の時代の幕開けとなった。
フランスのレオン・ギレは、1902年から1906年にかけて精力的に合金鋼の研究を進め、現代におけるステンレス鋼の基本3分類「フェライト系ステンレス鋼」「マルテンサイト系ステンレス鋼」「オーステナイト系ステンレス鋼」に属する組成を体系的に初めて報告した。フェライト系、マルテンサイト系、オーステナイト系とはステンレス鋼を金属組織によって分類したもので、フェライト系がフェライト相を、マルテンサイト系がマルテンサイト相を、オーステナイト系がオーステナイト相を主な金属組織として持つ。
ギレはテルミット法で得られるクロムを用いて試料を作製し、クロム含有量を最大 32 % 程度まで、炭素含有量を最大 1 % 程度まで変えた23種類のクロム・鉄合金の研究成果を1904年と1905年に発表した。それらの試料の内、5種類の組成は、現在のマルテンサイト系およびフェライト系に分類されるステンレス鋼と共通している。ギレは、試料の熱処理、機械的性質、金属組織について解説し、それらの金属組織がマルテンサイトまたはフェイライトで構成されていることも特定した。その後1906年、ギレは現在のオーステナイト系に相当する試料の研究成果も発表し、その金属組織がオーステナイトであることも特定した。以下に、ギレが研究した試料の組成と、それらの組成に相当する現在の工業規格の鋼種を示す:
しかしながら、ギレは自身が作製した高クロム鋼の耐食性に気づくことはなかった。