在美国,1934年最初出现了不锈钢制铁道车辆,日本则是在1952年由于关门隧道用的EF10型电动机车的车体要求耐海水腐蚀性比较强,所以首次使用了不锈钢。但是真正意义上开始使用不锈钢是在1958年,当时生产了5辆作为日本国铁的东海型客车(SARO153型),还有3辆作为东京特快电铁的5200型电车。这些车辆的表皮使用了当时日本国内刚刚开工生产的20H森吉米尔式不锈钢钢带,所以被称为半不锈钢车辆(或者表皮不锈钢车辆)。车体为钢制,外皮使用了SUS304制的不锈钢板。不锈钢板是代替涂层钢板来使用的,主要目的是为了应付腐蚀以及通过无涂层化来降低保养费用[401作为铁道车辆用不锈钢,美国当时使用了AISI200系(尤其是AISI201:17Cr-4Ni-6Mn-N钢)作为外层钢板,Budd公司在1956年将159辆车的表皮全部使用了AISI200系钢种来生产。日本当时200系不锈钢有一部分已用于生产,但是还没有普及,没有用于上述的不锈钢车辆。


 为了进一步加强车辆的轻量化、提高“免保养”的效果,1962年生产出了“全不锈钢”的车辆,车的骨架也使用了不锈钢。这是日本东京车辆制造和美国的Budd公司技术合作的结晶。通过对影响 SUS301 钢强度的调质辊压、加工、焊接方法等进行改善,外表使用SUS304或者SUS301,并且进行波纹加工、排气扇成形、焊接组装等,除了底框的特殊部分,全都使用不锈钢来制造。经过努力,最后东京特快7000型问世了。根据不锈钢的不同钢种,基于强度方面的考虑,多采用SUS301(w(C)<0.15%)作为冷轧材料。点焊的焊接热影响不大,所以一般适合大多数情况;但是局部组装所使用的电弧焊接部分,由于使用环境的缘故以及用于清洗的清洁剂的原因,曾经发生过晶间腐蚀和晶界应力腐蚀断裂,成了一个问题。


为此,如何防止上述的晶间腐蚀或者晶界应力腐蚀断裂,实现不锈钢的高强度化呢?不锈钢生产商对301钢(17Cr-7Ni)的C、N、Ni等成分以及调质辊压的影响进行了研究,并于1981~1984年报告了研究结果。


 平松等(1981年)明确了C、N、Mn、Ni等含量对拉伸特征的影响,并且认为碳的含量在0.06%以下时晶间腐蚀就会变得缓慢,进而分别在1981年和1984年还断定:实施冷加工以后进行晶间腐蚀敏化处理的时候敏感性会增加,所以有必要将碳的含量进一步降低到0.03%以下。另外,锯屋等(1981年)以0.02C-0.5Si-1.8Mn-17Cr-7.8Ni-0.12N钢为基础研究了各种元素的影响,特别明确了奥氏体稳定度(Md3o)与调质辊压后的延展以及屈服比的关系。进而,田中等(1982年)研究了奥氏体对0.02C-17Cr-7 Ni钢的拉伸特征的影响,搞清楚了下列问题:拉伸强度在很大程度上取决于应变致生马氏体(α')的量,并随着Ni当量[Ni+0.35Si+0.4Mn+0.65Cr+12.6(C+N)]的增加而降低;另外屈服强度几乎不受Ni当量的影响但会随着氮含量而增大,相反的,延展性受Ni当量的影响比较大,等等。平松等(1984年)也得出了如下的结论:17Cr-7 Ni钢的强度会随着碳以及氮量的变化而增大,但氮的作用在奥氏体相时是碳的2倍,在α相时却是碳的1/2;还有,拉伸强度随着奥氏体稳定度的上升而下降,同一奥氏体的稳定度随着碳以及氮量而增大;延展性随着奥氏体稳定度的上升而提高;从耐腐蚀性和强度两方面来看最佳成分是0.02C-17Cr-6.7 Ni-0.12N。


 根据这些研究结果,为了改善耐晶间腐蚀性(破裂),将碳量调整为0.03%以下,并通过氮的添加以及适当成分的比例调整开发出了能同时满足强度需求的17Cr-7 Ni钢,1983年以后开始被铁道车辆采用。此钢在1991年被JIS定为SUS301L(w(C)≤0.030%、(N)≤0.20%)。


 车辆底座部位由于大量地进行电焊,而SUS301L这样的硬材会因焊接而导致强度的下降,所以不能采用,而采用SPA-H.基于轻量化的考虑,开发出了双相不锈钢(0.01C-2Si-4Mn-19Cr-5Ni-2Cu-0.02N),确保焊接部分也不会软化。