在已有的鐵(tie)素體不銹鋼(gang)中，含鉻量在21％～23％的牌號較少。2004年，日本JFE停止生產304奧氏體不銹鋼，先后問世的00Cr21CuTi （JFE443CT，以下簡稱 443CT）和00Cr22.5MoNb（JFE445M）等填補了這一空白。研制Cr21～Cr23型等牌號的思路與過去的區別在于在17％～18％Cr量的基礎上提高了鋼中鉻量而不是加入或進一步提高鋼中鉬量來彌補430型等鐵素體不銹鋼耐蝕性的不足并可以達到節約貴重元素鉬的目的。此處主要對00Cr21CuTi （JFE443CT）作一簡述。
眾所周知，430不銹鋼是國際上通用的節鎳經濟型鐵素體不銹鋼。由于此鋼含鉻僅16％～18％，不含鎳又不含鉬，大量用于室內環境中。而在室外的大氣和水環境中此鋼的不銹耐蝕性則尚顯不足，一般多選用含鉬的436、444等牌號。日本JFE公司在一些430型不銹鋼基礎上提高鋼中鉻量約達21％，開發了在室內和室外大氣（除海洋大氣外）和水環境（海水除外）中使用的耐蝕性優良的00Cr21CuTi不銹鋼，以使它在一些用途中代替304不銹鋼，（18-8型）鉻鎳奧氏體不銹鋼，從而達到節鎳并降低材料成本的目的。
一(yi)、化學(xue)成分和純(chun)凈度
JFE443CT化學成分(fen)標號為00Cr21CuTi，鋼(gang)中除含(han)有(you)20％～23％Cr外，還含(han)有(you)少量（0.4％）的(de)銅和0.3％的(de)鈦。鋼(gang)中C＋N含(han)量≤0.03％，Mn、Si含(han)量≤0.20％，S含(han)量≤0.01％。
對日本進口的(de)冷軋薄帶進行的(de)化(hua)(hua)學(xue)成分分析表明，鋼(gang)(gang)中硫量均在約0.001％，鋼(gang)(gang)中硫化(hua)(hua)物(wu)(wu)、氧化(hua)(hua)物(wu)(wu)、硅酸鹽等(deng)非(fei)金(jin)屬(shu)夾雜物(wu)(wu)評(ping)級(ji)均為0級(ji)，鋼(gang)(gang)的(de)純凈度較高。
二、耐腐蝕(shi)性能
1. 大(da)氣腐蝕(shi)
國內(nei)外在(zai)實驗室進行(xing)的鹽霧試(shi)驗結果(guo)(guo)見(jian)圖(tu)(tu)4.38；在(zai)海岸大氣中進行(xing)掛片試(shi)驗所取得的結果(guo)(guo)見(jian)圖(tu)(tu)4.39。圖(tu)(tu)4.38（a）的結果(guo)(guo)表明(ming) SUS 304和JFE 443CT均未見(jian)銹(xiu)(xiu)蝕(shi)，而(er)圖(tu)(tu)4.38（b）的結果(guo)(guo)則(ze)指出0Cr17（SUS 430）不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)試(shi)驗168h，鋼(gang)(gang)(gang)從端部開始(shi)生銹(xiu)(xiu)，而(er)JFE 443CT和SUS 304鋼(gang)(gang)(gang)經5000h試(shi)驗也均未見(jian)腐(fu)蝕(shi)。圖(tu)(tu)4.39的結果(guo)(guo)表明(ming)SUS 430銹(xiu)(xiu)蝕(shi)嚴重(zhong)，SUS 304不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)也有點蝕(shi)分布在(zai)整個試(shi)樣表面上，而(er)JFE443CT幾(ji)乎沒有銹(xiu)(xiu)蝕(shi)產生。
圖4.38（a）在35℃、5％NaCl溶液中(zhong)經240h鹽霧試(shi)驗(yan)（GB 10125-88）的結果(guo) 、圖4.38（b）鹽霧試(shi)驗(yan)結果(guo)（JIS 22371法）
2. 晶(jing)間腐蝕(shi)
表4.24系(xi)JFE 443CT和SUS 304的(de)(de)焊(han)管焊(han)后焊(han)縫的(de)(de)晶間腐(fu)蝕試(shi)驗結(jie)果（按GB 4334.5-90法），JFE 443CT和SUS304均未(wei)產(chan)生晶間腐(fu)蝕。
3. 應力腐蝕
表4.25系在沸騰42％MgCl2中進行試驗的結果（GB4334.8-84法）。試樣為板材冷彎U形樣和板材焊后冷彎U形樣。SUS 304不銹鋼試驗＜14h，U形樣均出現了應力腐蝕斷裂，而JFE 443CT 鋼雖經216h試驗也沒有應力腐蝕斷裂出現。
4. 點蝕和縫隙腐蝕
鋼(gang)(gang)中(zhong)(zhong)鉻(ge)(ge)、銅量對JFE443CT鋼(gang)(gang)耐(nai)(nai)點(dian)(dian)蝕(shi)性(xing)的(de)影(ying)響 圖4.40系JFE 443CT和(he)SUS 304兩(liang)種鋼(gang)(gang)的(de)試(shi)樣在(zai)離(li)海(hai)岸(an)1km處放置(zhi)前和(he)放置(zhi)1.5年后在(zai)35℃、3.5％NaCl溶液中(zhong)(zhong)測定(ding)不(bu)同(tong)鉻(ge)(ge)含量以(yi)及銅量0.4％和(he)不(bu)同(tong)含銅量時(shi)的(de)點(dian)(dian)蝕(shi)電(dian)位，從(cong)圖4.40（a）中(zhong)(zhong)可以(yi)看出：在(zai)海(hai)洋大(da)(da)氣試(shi)驗(yan)前隨(sui)鋼(gang)(gang)中(zhong)(zhong)鉻(ge)(ge)量的(de)提高(gao)(gao)，鋼(gang)(gang)的(de)點(dian)(dian)蝕(shi)電(dian)位提高(gao)(gao)（即耐(nai)(nai)點(dian)(dian)蝕(shi)性(xing)增(zeng)加(jia)），當(dang)(dang)鉻(ge)(ge)量達21％時(shi)，此鋼(gang)(gang)的(de)點(dian)(dian)蝕(shi)電(dian)位可與SUS304相(xiang)當(dang)(dang)，鉻(ge)(ge)量再高(gao)(gao)，其(qi)點(dian)(dian)蝕(shi)電(dian)位還可高(gao)(gao)于SUS304，含銅量0.4％和(he)不(bu)含銅無明顯影(ying)響。而從(cong)圖4.40（b）中(zhong)(zhong)均可看出：在(zai)海(hai)洋大(da)(da)氣中(zhong)(zhong)試(shi)驗(yan)1.5年后，測定(ding)點(dian)(dian)蝕(shi)電(dian)位，隨(sui)鋼(gang)(gang)中(zhong)(zhong)鉻(ge)(ge)量增(zeng)加(jia)，JFE443CT鋼(gang)(gang)的(de)點(dian)(dian)蝕(shi)電(dian)位提高(gao)(gao)更加(jia)顯著。當(dang)(dang)含鉻(ge)(ge)量達21％時(shi)，此鋼(gang)(gang)的(de)點(dian)(dian)蝕(shi)電(dian)位大(da)(da)大(da)(da)高(gao)(gao)于SUS304鋼(gang)(gang)的(de)點(dian)(dian)蝕(shi)電(dian)位，而且含0.4％Cu者(zhe)，其(qi)點(dian)(dian)蝕(shi)電(dian)位也遠超過不(bu)含銅者(zhe)。顯然0.4％Cu的(de)作用是(shi)有(you)益的(de)。
圖4.41系采用X-射線光電子譜儀半(ban)定量分析經(jing)海洋(yang)(yang)大(da)氣中(zhong)放置1.5年后(hou)試樣表面(mian)鈍化(hua)(hua)膜中(zhong) 的(de)結果。顯(xian)然，經(jing)海洋(yang)(yang)大(da)氣中(zhong)放置后(hou)，JFE 443CT鋼(gang)表面(mian)鈍化(hua)(hua)膜中(zhong)鉻(ge)的(de)富集是(shi)此鋼(gang)點(dian)(dian)蝕電位提(ti)高(gao)的(de)原因，而(er)0.4％Cu的(de)加入則強化(hua)(hua)了(le)鈍化(hua)(hua)膜中(zhong)鉻(ge)的(de)富集度，從(cong)而(er)有(you)益于(yu)耐點(dian)(dian)蝕性的(de)提(ti)高(gao)，但是(shi)鋼(gang)中(zhong)含(han)銅(tong)量有(you)一適(shi)宜范(fan)圍（見圖4.42），含(han)銅(tong)量低于(yu)0.3％或高(gao)于(yu)0.6％則是(shi)有(you)害(hai)的(de)。因此，在(zai)此鋼(gang)冶煉時需予以注意(yi)。
JFE 443CT鋼（00Cr21CuTi）的(de)耐(nai)點(dian)蝕和耐(nai)縫隙(xi)腐蝕性(xing)(xing)能 圖(tu)4.43～圖(tu)4.46系(xi)國(guo)內(nei)外(wai)耐(nai)點(dian)蝕性(xing)(xing)的(de)一些試驗(yan)結果。從(cong)這些試驗(yan)結果可看(kan)出(chu)，在所有試驗(yan)條件(jian)下00Cr21CuTi鋼的(de)耐(nai)點(dian)蝕性(xing)(xing)與SUS304鋼相(xiang)當(dang)。圖(tu)4.45國(guo)內(nei)的(de)結果還指(zhi)出(chu)了目前國(guo)內(nei)市場上宣傳能替代(dai)SUS304鋼并大量生產和銷(xiao)售(shou)的(de)含1％Ni、4％Ni且(qie)低銘且(qie)高錳量的(de)所謂(wei)“200系(xi)”鋼①，耐(nai)點(dian)蝕性(xing)(xing)能很差，1％Ni（0Cr15Ni1Mn10CuN）低于410 （0Cr12），4％Ni（0Cr15Ni4Mn8Cu）低于430（0Cr17）。
JFE所進行的JFE 443CT耐縫(feng)隙腐蝕(shi)的試(shi)驗結果見圖(tu)4.46中，一方面表明在相同試(shi)驗條件下，含(han)0.5％Cu的00Cr21Cu0.5Ti（JFE 443CT）較不含(han)銅者耐縫(feng)隙腐蝕(shi)性顯(xian)著提高，但也指出，00Cr21Cu0.5Ti（JFE 443CT）鋼的耐縫(feng)隙腐蝕(shi)性要低于(yu)SUS 304，也說(shuo)明了鎳在不銹鋼中耐縫(feng)隙腐蝕(shi)性能的良好作用。
三、力學性(xing)能和冷成型性(xing)
前(qian)面曾述及不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)力學性(xing)能(neng)，主要(yao)是由鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)組織結(jie)構所決定(ding)的(de)(de)(de)。而力學性(xing)能(neng)則直(zhi)接影響著鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)冷成型(xing)性(xing)，00Cr21CuTi鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)也不例外。眾所周知，鐵素(su)(su)體(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)冷成型(xing)性(xing)也是正確應用不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)難點之一。由于鐵素(su)(su)體(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)與304等鉻鎳(nie)奧氏體(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)組織結(jie)構的(de)(de)(de)差(cha)異，冷成型(xing)性(xing)不同，必(bi)須(xu)根據(ju)鐵素(su)(su)體(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)冷成型(xing)特點來研究選(xuan)擇適宜冷成型(xing)工藝以取(qu)得滿意的(de)(de)(de)結(jie)果。
1. 深沖性
表(biao)4.26中(zhong)列入了(le)00Cr21CuTi鋼(gang)(gang)的室溫力學性能和(he)冷(leng)成型參數并與304進行(xing)對比(bi)的結(jie)果，可以(yi)看出(chu)，由(you)于(yu)304鋼(gang)(gang)在拉(la)伸變(bian)形過程中(zhong)有相(xiang)變(bian)產生，此(ci)鋼(gang)(gang)易于(yu)加(jia)工(gong)硬(ying)化(hua)，故(gu)(gu)其強度(du)（σb）值(zhi)和(he)伸長(chang)率均遠(yuan)較(jiao)00Cr21CuTi為(wei)高(gao)。且Er 值(zhi)也大。因(yin)此(ci)304鉻(ge)鎳奧(ao)氏體不(bu)銹鋼(gang)(gang)非常(chang)適于(yu)脹形（鼓凸）冷(leng)加(jia)工(gong)。而(er)(er)00Cr21CuTi鋼(gang)(gang)冷(leng)加(jia)工(gong)硬(ying)化(hua)傾向小(xiao)，伸長(chang)率也低，Er值(zhi)小(xiao)。故(gu)(gu)此(ci)鋼(gang)(gang)不(bu)適于(yu)單(dan)純(chun)的脹形（鼓凸）冷(leng)成型。但是00Cr21CuTi鋼(gang)(gang)的r、LDR值(zhi)均較(jiao)高(gao)，因(yin)此(ci)此(ci)鋼(gang)(gang)非常(chang)適于(yu)深(shen)沖（深(shen)拉(la)伸）型冷(leng)加(jia)工(gong)而(er)(er)且還會(hui)優于(yu)304不(bu)銹鋼(gang)(gang)。表(biao)4.27列出(chu)了(le)國內的試(shi)驗(yan)結(jie)果。表(biao)4.26中(zhong)還指出(chu)了(le)00Cr21CuTi鋼(gang)(gang)和(he)304不(bu)銹鋼(gang)(gang)的CCV值(zhi)（圓錐杯(bei)試(shi)驗(yan)），二(er)者相(xiang)差不(bu)大。這(zhe)表(biao)明(ming)00Cr21CuTi鋼(gang)(gang)仍具有深(shen)沖和(he)脹形（鼓凸）復合冷(leng)加(jia)工(gong)的可行(xing)性。
2. 延(yan)遲(chi)開裂敏(min)感性
不銹(xiu)鋼(gang)在進行諸如圓筒型產品的(de)深沖等(deng)冷(leng)(leng)成型時，一(yi)般(ban)多采用多段冷(leng)(leng)加(jia)工工藝，因為若一(yi)次大變形量的(de)冷(leng)(leng)加(jia)工后，短時放置便會出現(xian)人們稱之為延遲開裂(lie)的(de)現(xian)象。這與不銹(xiu)鋼(gang)的(de)冷(leng)(leng)加(jia)工硬化的(de)敏感(gan)性密(mi)切(qie)相關。
國內曾對(dui)439、443兩(liang)種鐵素體不(bu)銹鋼(gang)(gang)和(he)(he)(he)一種鉻(ge)(ge)鎳奧氏體不(bu)銹鋼(gang)(gang)304以及低(di)鉻(ge)(ge)低(di)鎳的(de)1％Ni和(he)(he)(he)4％Ni鉻(ge)(ge)錳氮(dan)鋼(gang)(gang)（國內稱為所謂(wei)“200”系不(bu)銹鋼(gang)(gang)）進行了(le)冷(leng)成(cheng)型(xing)后(hou)的(de)延遲(chi)(chi)開裂(lie)敏(min)(min)(min)感性(xing)(xing)(xing)試驗(yan)。結果見圖4.47。從圖中可知(zhi)，443和(he)(he)(he)439鐵素體不(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)延遲(chi)(chi)開裂(lie)的(de)敏(min)(min)(min)感性(xing)(xing)(xing)很低(di)。由(you)于此試驗(yan)條件下深沖比最高(gao)僅為1.9，故冷(leng)作硬化(hua)敏(min)(min)(min)感性(xing)(xing)(xing)較(jiao)鐵素體不(bu)銹鋼(gang)(gang)高(gao)的(de)304不(bu)銹鋼(gang)(gang)并未顯(xian)示(shi)其對(dui)延遲(chi)(chi)開裂(lie)敏(min)(min)(min)感。但低(di)鉻(ge)(ge)、低(di)鎳的(de)鉻(ge)(ge)錳氮(dan)鋼(gang)(gang)（1％Ni和(he)(he)(he)4％Ni）則顯(xian)示(shi)出對(dui)延遲(chi)(chi)斷裂(lie)的(de)高(gao)度敏(min)(min)(min)感性(xing)(xing)(xing)，深沖比僅1.5和(he)(he)(he)1.7,4％Ni和(he)(he)(he)1％Ni鋼(gang)(gang)便分別出現了(le)延遲(chi)(chi)開裂(lie)。
圖4.47 443、439和304以及1％Ni、4％Ni鋼(gang)延遲(chi)斷裂(lie)(lie)(lie)敏感性 ，圖4.48則系一種(zhong)產(chan)品分8段進(jin)行深(shen)(shen)沖(chong)加(jia)工，深(shen)(shen)沖(chong)比達5～6高(gao)(gao)應(ying)變條件下的(de)(de)試驗結果。可以看出(chu)JFE443CT鋼(gang)并未出(chu)現延遲(chi)開裂(lie)(lie)(lie)而SUS 304不(bu)銹鋼(gang)在第7段冷(leng)加(jia)工后(hou)便出(chu)現了開裂(lie)(lie)(lie)。說明(ming)了SUS 304鋼(gang)的(de)(de)延遲(chi)斷裂(lie)(lie)(lie)敏感性要高(gao)(gao)于JFE 443CT鋼(gang)，一般(ban)認為奧氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)延遲(chi)開裂(lie)(lie)(lie)敏感性高(gao)(gao)的(de)(de)原(yuan)因與(yu)冷(leng)加(jia)工大(da)變形區域的(de)(de)延伸(shen)還存在二次(ci)硬化和二次(ci)加(jia)工脆化有關。
3. 抗皺性
鐵素體不銹(xiu)鋼(gang)采用前(qian)述的(de)化學(xue)成分和生產工藝相(xiang)結合的(de)生產措施，JFE 443CT鋼(gang)的(de)抗皺性(xing)可以達到(dao)與SUS304不銹(xiu)鋼(gang)相(xiang)當的(de)水(shui)平。圖4.49系經20％拉伸后所測得的(de)JFE 443CT和SUS 304的(de)表面起(qi)皺情況的(de)對(dui)比。
四(si)、焊接性
JFE 443CT鋼(gang)焊(han)接性(xing)(xing)優良(liang)，可采(cai)用焊(han)接不(bu)銹鋼(gang)通用的方法進行焊(han)接。試驗表明(ming)，由于此鋼(gang)碳、氮量(liang)很低且又加鈦(tai)穩(wen)定化，焊(han)后并無晶間腐蝕(shi)的敏感性(xing)(xing)。而(er)且焊(han)接部位(wei)也(ye)具有與母材基本相同的力學(xue)性(xing)(xing)能和耐腐蝕(shi)性(xing)(xing)能。
當JFE 443CT需與(yu)18-8型304不(bu)銹鋼進行對(dui)接(jie)焊(han)(han)時，需采用超低碳(tan)型的(de)304L焊(han)(han)絲，為防止焊(han)(han)接(jie)部位敏(min)化，焊(han)(han)接(jie)需使用308L和309L焊(han)(han)絲。
焊接JFE 443CT時的注意事(shi)項與焊接其他超低碳并含穩定化元素(su)的其他現代鐵素(su)體(ti)不銹(xiu)鋼相(xiang)同。
五(wu)、應用
JFE 443CT不(bu)(bu)銹(xiu)鋼可(ke)用(yong)于室內和室外(wai)耐(nai)大氣（除(chu)海(hai)洋(yang)大氣外(wai)）和耐(nai)水(shui)環境（除(chu)海(hai)水(shui)外(wai)）的(de)腐蝕(shi)，特別是430、439等鐵素體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼的(de)不(bu)(bu)銹(xiu)耐(nai)蝕(shi)性尚顯不(bu)(bu)足的(de)廚房設備、家用(yong)電器(qi)、裝飾、市(shi)政設施、環境保護(hu)等一些用(yong)途中。代(dai)替304和304L鉻(ge)鎳奧氏體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼制造薄截面(mian)尺寸的(de)冷加(jia)工成型的(de)設備構件、容器(qi)和輸水(shui)管線等。
