フェライト系ステンレス鋼
クロム濃度がゼロから高まっていくと、オーステナイトが存在する温度域は狭くなっていき、ついにはオーステナイト存在領域は消失して、組織は融点までフェライト単相となる。このオーステナイト(γ 相)の存在領域は、「γ ループ」とよばれる。一般的には、融点までフェライト単相のフェライト系を得るには、クロム濃度約 13 % 以上が必要となる。ただし、炭素と窒素の含有量が増えていくと、γ ループが高クロム濃度の領域まで広がる。例えば、炭素 0.004 %、窒素 0.002 % であればγ ループはクロム 11 % 程度までの広さだが、炭素 0.05 %、窒素 0.025 % であればγ ループはクロム 28 % 程度まで広がる。
炭素および窒素の含有量を 0.03 % 以下のような極低量まで低減してチタンやニオブなどの炭化物安定化元素を添加し、耐食性や加工性を従来のフェライト系ステンレス鋼よりも高めた鋼種を高純度フェライト系ステンレス鋼と呼ぶ。高純度フェライト系ステンレス鋼の場合は、組織は融点までフェライト単相となる。JISでは、SUS444などが高純度フェライト系ステンレス鋼の代表例である。高純度フェライト系ステンレス鋼の一つであるSUS444とそれに等価な鋼種について、各規格で定められた組成を以下の表に示す。
初の商用のフェライト系ステンレス鋼は鋳造品で、1920年にシェフィールドのブラウン・ベイリーの工場で造られたとされる。クロム 12 %・炭素 0.07 % の組成から成り、現在の409系に近い鋼種であった。1920年代ごろに、フェライト系ステンレス鋼という概念が普及し、定着し出した。
フェライト系ステンレス鋼の黎明期で研究された鋼種の中では、ポルトバンが研究した17%クロム鋼が耐食性と加工性が良く、比較的低コストであったことから、フェライト系における主流の鋼種となった。1932年には、フェライト系を含む様々なステンレス鋼種を規格化したAISI規格がアメリカで発行された。1942年には、フェライト系ステンレス鋼のAISI430はボイスレコーダー用のワイヤとして採用され、第二次世界大戦中には大量のAISI430製ワイヤが使われた。
第二次世界大戦後は朝鮮戦争の発生によってニッケル不足となり、結果的にフェライト系の利用が促された。最もニッケル不足が激しかった1953年には、アメリカ内のAISI430の生産量がオーステナイト系の生産量に匹敵するほどになった。ニッケル不足が終息した後の1957年には、アメリカ内では、フェライト系生産量は全ステンレス鋼生産量のおよそ1/4の割合を占めていた。