在美國,1934年最初出現了不銹(xiu)鋼制鐵道車輛,日本則是在1952年由于關門隧道用的EF10型電動機車的車體要求耐海水腐蝕性比較強,所以首次使用了不銹鋼。但是真正意義上開始使用不銹鋼是在1958年,當時生產了5輛作為日本國鐵的東海型客車(SARO153型),還有3輛作為東京特快電鐵的5200型電車。這些車輛的表皮使用了當時日本國內剛剛開工生產的20H森吉米爾式不銹鋼鋼帶,所以被稱為半不銹鋼車輛(或者表皮不銹鋼車輛)。車體為鋼制,外皮使用了SUS304制的不銹鋼(gang)板。不銹鋼板是代替涂層鋼板來使用的,主要目的是為了應付腐蝕以及通過無涂層化來降低保養費用[401作為鐵道車輛用不銹鋼,美國當時使用了AISI200系(尤其是AISI201:17Cr-4Ni-6Mn-N鋼)作為外層鋼板,Budd公司在1956年將159輛車的表皮全部使用了AISI200系鋼種來生產。日本當時200系不銹鋼有一部分已用于生產,但是還沒有普及,沒有用于上述的不銹鋼車輛。


 為了進一步加強車輛的輕量化、提高“免保養”的效果,1962年生產出了“全不銹鋼”的車輛,車的骨架也使用了不銹鋼。這是日本東京車輛制造和美國的Budd公司技術合作的結晶。通過對影響 SUS301 鋼強度的調質輥壓、加工、焊接方法等進行改善,外表使用SUS304或者SUS301,并且進行波紋加工、排氣扇成形、焊接組裝等,除了底框的特殊部分,全都使用不銹鋼來制造。經過努力,最后東京特快7000型問世了。根據不銹鋼的不同鋼種,基于強度方面的考慮,多采用SUS301(w(C)<0.15%)作為冷軋材料。點焊的焊接熱影響不大,所以一般適合大多數情況;但是局部組裝所使用的電弧焊接部分,由于使用環境的緣故以及用于清洗的清潔劑的原因,曾經發生過晶間腐蝕和晶界應(ying)力腐蝕(shi)斷(duan)裂,成了一個問題。


為此,如何(he)防止上述的(de)(de)晶(jing)間腐蝕或者晶(jing)界應(ying)力腐蝕斷裂,實現不銹鋼(gang)的(de)(de)高強度化呢?不銹鋼(gang)生產商(shang)對(dui)301鋼(gang)(17Cr-7Ni)的(de)(de)C、N、Ni等成分以及調質(zhi)輥壓的(de)(de)影(ying)響進行了研究(jiu),并(bing)于1981~1984年報告了研究(jiu)結(jie)果(guo)。


 平松(song)等(deng)(1981年(nian)(nian))明確(que)(que)了(le)C、N、Mn、Ni等(deng)含量(liang)(liang)(liang)(liang)對(dui)拉伸(shen)(shen)特征的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)(xiang),并且認為碳(tan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)含量(liang)(liang)(liang)(liang)在0.06%以(yi)(yi)(yi)(yi)下時晶(jing)間腐蝕就(jiu)會(hui)變得緩慢,進而(er)(er)分別在1981年(nian)(nian)和1984年(nian)(nian)還(huan)斷定(ding)(ding):實(shi)施(shi)冷加(jia)(jia)工以(yi)(yi)(yi)(yi)后進行(xing)晶(jing)間腐蝕敏(min)化(hua)處理的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)時候敏(min)感性會(hui)增(zeng)加(jia)(jia),所(suo)以(yi)(yi)(yi)(yi)有必(bi)要將碳(tan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)含量(liang)(liang)(liang)(liang)進一(yi)步降(jiang)低(di)到0.03%以(yi)(yi)(yi)(yi)下。另(ling)外,鋸屋(wu)等(deng)(1981年(nian)(nian))以(yi)(yi)(yi)(yi)0.02C-0.5Si-1.8Mn-17Cr-7.8Ni-0.12N鋼(gang)為基礎研究了(le)各種元素的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)(xiang),特別明確(que)(que)了(le)奧氏(shi)體穩定(ding)(ding)度(du)(du)(du)(du)(Md3o)與(yu)調質輥壓后的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)延展(zhan)以(yi)(yi)(yi)(yi)及(ji)屈服比的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)關系(xi)。進而(er)(er),田中等(deng)(1982年(nian)(nian))研究了(le)奧氏(shi)體對(dui)0.02C-17Cr-7 Ni鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)拉伸(shen)(shen)特征的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)(xiang),搞清楚了(le)下列問題:拉伸(shen)(shen)強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)在很大程度(du)(du)(du)(du)上取決于應變致生馬氏(shi)體(α')的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)量(liang)(liang)(liang)(liang),并隨(sui)著Ni當(dang)量(liang)(liang)(liang)(liang)[Ni+0.35Si+0.4Mn+0.65Cr+12.6(C+N)]的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)增(zeng)加(jia)(jia)而(er)(er)降(jiang)低(di);另(ling)外屈服強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)幾乎不受Ni當(dang)量(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)(xiang)但(dan)會(hui)隨(sui)著氮(dan)含量(liang)(liang)(liang)(liang)而(er)(er)增(zeng)大,相反(fan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de),延展(zhan)性受Ni當(dang)量(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)(xiang)比較大,等(deng)等(deng)。平松(song)等(deng)(1984年(nian)(nian))也得出(chu)了(le)如下的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)結論(lun):17Cr-7 Ni鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)會(hui)隨(sui)著碳(tan)以(yi)(yi)(yi)(yi)及(ji)氮(dan)量(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)變化(hua)而(er)(er)增(zeng)大,但(dan)氮(dan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)作用(yong)在奧氏(shi)體相時是碳(tan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)2倍,在α相時卻是碳(tan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)1/2;還(huan)有,拉伸(shen)(shen)強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)隨(sui)著奧氏(shi)體穩定(ding)(ding)度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)上升(sheng)而(er)(er)下降(jiang),同一(yi)奧氏(shi)體的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)穩定(ding)(ding)度(du)(du)(du)(du)隨(sui)著碳(tan)以(yi)(yi)(yi)(yi)及(ji)氮(dan)量(liang)(liang)(liang)(liang)而(er)(er)增(zeng)大;延展(zhan)性隨(sui)著奧氏(shi)體穩定(ding)(ding)度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)上升(sheng)而(er)(er)提高;從耐腐蝕性和強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)兩方(fang)面(mian)來看最佳成(cheng)分是0.02C-17Cr-6.7 Ni-0.12N。


 根據(ju)這(zhe)些研究(jiu)結果,為了改善耐晶間腐(fu)蝕性(xing)(破裂),將(jiang)碳量調整為0.03%以(yi)下,并通過氮(dan)的(de)添加(jia)以(yi)及(ji)適(shi)當成分的(de)比例調整開發出了能(neng)同時滿足強度需求的(de)17Cr-7 Ni鋼,1983年(nian)以(yi)后開始(shi)被(bei)鐵道車(che)輛(liang)采用。此鋼在1991年(nian)被(bei)JIS定(ding)為SUS301L(w(C)≤0.030%、(N)≤0.20%)。


 車(che)輛底(di)座部(bu)位由于大量地進行電焊,而(er)SUS301L這樣的(de)硬材會因焊接而(er)導致(zhi)強度(du)的(de)下降(jiang),所以(yi)不能采用,而(er)采用SPA-H.基于輕(qing)量化的(de)考慮,開發出(chu)了雙相(xiang)不銹鋼(0.01C-2Si-4Mn-19Cr-5Ni-2Cu-0.02N),確保(bao)焊接部(bu)分也不會軟(ruan)化。