含铜抗菌不锈钢是在1998年由日本新制钢公司首先开发的，其化学成分如表9.84所示。这些钢均具有很好的抗菌性。铁素体抗菌不锈钢NSSAM1对各种细菌都有很好的抗菌性，特别是黄色葡萄球菌、大肠杆菌和绿膜菌的杀菌率高达99％～100％，并且经过研磨后仍具有优秀的抗菌性。马氏体抗菌不锈钢NSSAM2 经研磨后的杀菌率依然达到了99.999％，具有良好的抗菌稳定性。奥氏体抗菌不锈钢NSSAM3对黄色葡萄球菌、大肠杆菌的杀菌率为100％，具有稳定的抗菌性。
含铜抗菌不锈钢需要经过抗菌热处理，这是由于铜在不锈钢中的溶解度较高，多以原子形式固溶于基体中，不锈钢表面容易形成连续的钝化膜，固溶的铜原子较难穿透钝化膜，因此基本上表现不出抗菌功能。经过抗菌热处理后，大部分铜原子会从基体中析出，形成富铜的较大尺寸的析出相，富铜相从表面到内部呈均匀分布。较大尺寸的富铜相析出于钢的表面，造成钝化膜不连续，能与外界接触，在潮湿的环境中析出铜离子，起到杀菌作用。
我国制定了黑色冶金行业标准YB/T 4171-2008《含铜抗菌不锈钢》，表9.85为我国含铜抗菌不锈钢的化学成分。这类钢一般采用初炼钢水加炉外精炼等工艺。这类钢的钢板（带）、不锈钢管一般以热处理或热处理加酸洗状态交货，钢板（带）、不锈钢管的力学性能应符合表9.86的规定。
表9.87为推荐的表9.85所列含铜抗菌不锈钢的抗菌热处理制度。众多的研究均表明，含铜的抗菌不锈钢只有在经过抗菌热处理以后才能具有明显的抗菌特性。未经抗菌热处理的抗菌不锈钢，或仅做了固溶处理和时效的样品，都没有明显的抗菌性能。抗菌热处理的条件对析出相的数量、形貌都有明显的影响，从而影响杀菌率。
YB/T 4171-2008规定经过抗菌热处理的不锈钢板（带）和不锈钢管的抗菌率应符合以下要求：对大肠杆菌抗菌率不小于90％，对金黄色葡萄球菌抗菌率不小于90%。
含铜奥氏体抗菌不锈钢在抗菌热处理时，最初析出的ε-Cu相在晶界成核，随着抗菌热处理过程的进行，析出相向晶内生长成长度约为30nm的棒状，其生长方向是沿着钢材加工方向的。脱溶析出的ε-Cu相为含Cr、Ni、Fe的Cu固溶体，其结构为面心立方，随着脱溶过程的进行，富Cu相中的Cu含量增加，其他元素的含量减少，ε-Cu相中的Cu含量最高可达约90％。许多文献指出，较佳的抗菌热处理工艺为750℃左右保温3h以上。奥氏体抗菌不锈钢的生产工艺流程一般为：冶炼→热轧→退火→冷轧→固溶处理→抗菌热处理。该工艺流程不足之处是：在750℃时效3h，相当于对奥氏体钢进行了敏化处理，会降低其耐蚀性，而为了保证不锈钢高的表面质量，最后的抗菌热处理必须在真空下进行，这在生产上难以实现，亦不适应现在的不锈钢生产线。为此，一些研究者尝试在热轧后先进行抗菌热处理，冷轧后再固溶热处理的工艺，为了保持抗菌性能，对2mm厚的钢板的固溶时效时间控制在2min。试验结果表明，采用热轧→抗菌热处理→冷轧→固溶处理，仍具有良好的抗菌效果。钢中的铜含量自1.54％增至3.64％时，随铜含量的增加，抗菌效果逐步提高，当铜含量达到3.5％时，杀菌率达到99％。随铜含量的增加，钢的耐点蚀性也有所提高。含铜抗菌不锈钢随铜含量的增加，其强度先减后增，而塑性则先增后减，但变化幅度不大。
对含铜铁素体抗菌不锈钢中抗菌相析出行为的研究表明，在750℃×1h时效后，抗菌相为面心立方结构，与基体存在位向关系，但其取向关系存在多样性。抗菌相的成分接近单质铜，临界析出温度达到900℃，抗菌相的最佳时效温度范围为750～800℃，在铜含量为1.56％时的析出量在0.6％以上，抗菌相呈杆状，且温度越高，其长度方向的平均尺寸越大。抗菌不锈钢的杀菌率和其与细菌作用时间有关，铁素体抗菌不锈钢与大肠杆菌作用150min左右后，杀菌率才会达到99.9％以上。
对含铜马氏体时效钢的研究发现，在500～600℃时效处理时，大量细小的富铜原子团析出，对不锈钢起到沉淀强化作用，但杀菌率不高；在经过700℃时效1～4h后，表现出优秀的抗菌性能。含铜不锈钢经固溶和时效后的析出相ε-Cu相呈棒状，长度约100nm，析出相中铜含量达到91.9％。试验发现，抗菌马氏体不锈钢与对比钢3Cr13比较，其耐点蚀性能下降，这是由于ε-Cu相与钝化膜形成电偶腐蚀造成。比较奥氏体抗菌不锈钢和马氏体抗菌不锈钢，前者的抗菌性能优于后者，这是由于奥氏体抗菌不锈钢的析出相细小，分布弥散，比面积大，与细菌接触的概率大。
根据研究和工业生产经验，合金型抗菌不锈钢产品有如下优点：
①. 抗菌性广谱，对多种常见病菌均具有良好的杀菌效果；
②. 抗菌功效具有长效性，不会因表面磨损或长期浸泡而丧失；
③. 抗菌不锈钢对人体是安全的，在与菌液接触时，铜离子溶出量很小，抗菌的作用主要通过与细菌的直接接触来实现；
④. 不锈钢的基本性能，如力学性能、耐腐蚀性、冷热加工性、焊接性能与原钢种基本相当；
⑤. 成本增加有限，含铜抗菌不锈钢的成本增加10％～20％，含银抗菌不锈钢的成本增加20%~40%。
据报道，日本生产的铁素体、奥氏体和马氏体抗菌不锈钢已分别在家电、厨房用具、刀具等领域得到推广和应用。我国一些钢铁企业已可以提供各类抗菌不锈钢。
