1913年，英国冶金学家哈里·布雷利（Harry Brearley）在一个改进步枪枪管的项目中偶然发现，在低碳钢中添加铬可以使其耐沾污。除了铁、碳和铬之外，现代不锈钢还可能含有其他元素，如镍、铌、钼和钛。

镍、钼、铌和铬提高了不锈钢的耐腐蚀性。只有在钢中添加至少12%的铬，才能使其比其他类型的钢防锈或“更少”着色。钢中的铬与大气中的氧结合，形成一层薄而不可见的含铬氧化物，称为钝化膜。铬原子及其氧化物的大小相似，因此它们整齐地堆积在金属表面，形成一个只有几个原子厚的稳定层。如果金属被切割或划伤，钝化膜被破坏，更多的氧化物将迅速形成并恢复暴露的表面，保护其免受氧化腐蚀。

另一方面，铁会很快生锈，因为原子铁比它的氧化物小得多，所以氧化物会形成一个松散而不是紧密堆积的层，然后剥落。钝化膜需要氧气才能自我修复，因此不锈钢在低氧和不良循环环境中的耐腐蚀性较差。在海水中，盐中的氯化物会比在低氧环境中修复钝化膜更快地侵蚀和破坏钝化膜。

不锈钢的种类

不锈钢的三种主要类型是奥氏体、铁素体和马氏体。这三种类型的钢通过其微观结构或主要晶相来识别。

• 奥氏体：奥氏体钢的初生相为奥氏体（面心立方晶体）。这些合金含有铬和镍（有时是锰和氮），结构围绕302型铁、18%铬和8%镍组成。奥氏体钢不能通过热处理硬化。最常见的不锈钢可能是304型，有时称为T304或简称304。304型外科不锈钢是含有18-20%铬和8-10%镍的奥氏体钢。
• 铁素体：铁素体钢的主要相为铁素体（体心立方晶体）。这些钢含有铁和铬，基于430型17%铬的成分。铁素体钢的延展性比奥氏体钢差，并且不能通过热处理硬化。
• 马氏体：德国显微镜师Adolf Martens于1890年左右首次观察到典型的正交马氏体微观结构。马氏体钢是围绕410型铁、12%铬和0.12%碳组成的低碳钢。他们可能会被锻炼和硬化。马氏体使钢具有很高的硬度，但它也降低了钢的韧性，使钢变脆，因此很少有钢完全硬化。

还有其他等级的不锈钢，如沉淀硬化不锈钢、双相不锈钢和铸造不锈钢。不锈钢可以制成各种饰面和纹理，并且可以着色到各种颜色。

钝化

钝化处理能否提高不锈钢的耐蚀性存在争议。从本质上说，钝化是从钢表面去除游离铁。这是通过将钢浸入氧化剂（如硝酸或柠檬酸溶液）来实现的。由于去除了表层铁，钝化可减少表面变色。

虽然钝化不影响钝化层的厚度或有效性，但它有助于产生一个清洁的表面，以便进一步处理，如电镀或涂漆。另一方面，如果氧化剂未完全从钢中去除，有时会发生在接头或拐角紧密的零件上，则可能导致缝隙腐蚀。大多数研究表明，减少表面颗粒腐蚀不会降低点蚀敏感性。​​