在已有的鐵素體不銹鋼中，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(bu)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(xiu)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、化(hua)學成分和純凈度
JFE443CT化學成分(fen)標號為00Cr21CuTi，鋼中除(chu)含有(you)20％～23％Cr外(wai)，還含有(you)少量（0.4％）的銅和(he)0.3％的鈦。鋼中C＋N含量≤0.03％，Mn、Si含量≤0.20％，S含量≤0.01％。
對日本進(jin)口(kou)的冷軋薄帶(dai)進(jin)行的化(hua)學(xue)成分(fen)分(fen)析表明，鋼中硫量均(jun)在約0.001％，鋼中硫化(hua)物(wu)、氧(yang)化(hua)物(wu)、硅酸鹽等非金屬夾雜物(wu)評級均(jun)為0級，鋼的純凈度(du)較高。
二(er)、耐(nai)腐(fu)蝕(shi)性能
1. 大(da)氣(qi)腐蝕
國內外在實驗(yan)(yan)室(shi)進(jin)行的(de)鹽霧試(shi)驗(yan)(yan)結(jie)果(guo)見圖4.38；在海岸大氣(qi)中進(jin)行掛(gua)片試(shi)驗(yan)(yan)所取得的(de)結(jie)果(guo)見圖4.39。圖4.38（a）的(de)結(jie)果(guo)表(biao)明 SUS 304和(he)JFE 443CT均未見銹(xiu)(xiu)蝕(shi)(shi)，而圖4.38（b）的(de)結(jie)果(guo)則指出(chu)0Cr17（SUS 430）不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)試(shi)驗(yan)(yan)168h，鋼(gang)(gang)從端(duan)部開(kai)始生銹(xiu)(xiu)，而JFE 443CT和(he)SUS 304鋼(gang)(gang)經5000h試(shi)驗(yan)(yan)也均未見腐蝕(shi)(shi)。圖4.39的(de)結(jie)果(guo)表(biao)明SUS 430銹(xiu)(xiu)蝕(shi)(shi)嚴重，SUS 304不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)也有點蝕(shi)(shi)分布在整個(ge)試(shi)樣(yang)表(biao)面(mian)上，而JFE443CT幾(ji)乎沒有銹(xiu)(xiu)蝕(shi)(shi)產生。
圖(tu)4.38（a）在(zai)35℃、5％NaCl溶液中經(jing)240h鹽(yan)霧(wu)試(shi)驗（GB 10125-88）的結果 、圖(tu)4.38（b）鹽(yan)霧(wu)試(shi)驗結果（JIS 22371法）
2. 晶間腐蝕
表4.24系(xi)JFE 443CT和SUS 304的焊管(guan)焊后焊縫的晶間腐蝕(shi)試(shi)驗結(jie)果（按(an)GB 4334.5-90法），JFE 443CT和SUS304均(jun)未產生晶間腐蝕(shi)。
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(feng)隙腐蝕
鋼(gang)(gang)(gang)(gang)中鉻(ge)、銅(tong)量(liang)(liang)(liang)對JFE443CT鋼(gang)(gang)(gang)(gang)耐(nai)點(dian)(dian)蝕(shi)性的(de)(de)影(ying)響 圖4.40系(xi)JFE 443CT和(he)SUS 304兩種鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)試(shi)樣在(zai)離海(hai)岸1km處放(fang)置前和(he)放(fang)置1.5年后(hou)在(zai)35℃、3.5％NaCl溶液中測定不(bu)同鉻(ge)含(han)(han)量(liang)(liang)(liang)以及銅(tong)量(liang)(liang)(liang)0.4％和(he)不(bu)同含(han)(han)銅(tong)量(liang)(liang)(liang)時(shi)的(de)(de)點(dian)(dian)蝕(shi)電(dian)位(wei)，從(cong)圖4.40（a）中可(ke)以看(kan)出(chu)：在(zai)海(hai)洋(yang)大氣試(shi)驗前隨鋼(gang)(gang)(gang)(gang)中鉻(ge)量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)提高(gao)(gao)，鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)點(dian)(dian)蝕(shi)電(dian)位(wei)提高(gao)(gao)（即耐(nai)點(dian)(dian)蝕(shi)性增(zeng)加），當(dang)(dang)鉻(ge)量(liang)(liang)(liang)達21％時(shi)，此(ci)(ci)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)點(dian)(dian)蝕(shi)電(dian)位(wei)可(ke)與SUS304相當(dang)(dang)，鉻(ge)量(liang)(liang)(liang)再高(gao)(gao)，其(qi)(qi)點(dian)(dian)蝕(shi)電(dian)位(wei)還可(ke)高(gao)(gao)于SUS304，含(han)(han)銅(tong)量(liang)(liang)(liang)0.4％和(he)不(bu)含(han)(han)銅(tong)無明顯影(ying)響。而從(cong)圖4.40（b）中均可(ke)看(kan)出(chu)：在(zai)海(hai)洋(yang)大氣中試(shi)驗1.5年后(hou)，測定點(dian)(dian)蝕(shi)電(dian)位(wei)，隨鋼(gang)(gang)(gang)(gang)中鉻(ge)量(liang)(liang)(liang)增(zeng)加，JFE443CT鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)點(dian)(dian)蝕(shi)電(dian)位(wei)提高(gao)(gao)更(geng)加顯著。當(dang)(dang)含(han)(han)鉻(ge)量(liang)(liang)(liang)達21％時(shi)，此(ci)(ci)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)點(dian)(dian)蝕(shi)電(dian)位(wei)大大高(gao)(gao)于SUS304鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)點(dian)(dian)蝕(shi)電(dian)位(wei)，而且(qie)含(han)(han)0.4％Cu者(zhe)(zhe)，其(qi)(qi)點(dian)(dian)蝕(shi)電(dian)位(wei)也遠(yuan)超過不(bu)含(han)(han)銅(tong)者(zhe)(zhe)。顯然0.4％Cu的(de)(de)作用是有益的(de)(de)。
圖(tu)4.41系采用X-射線光電子譜(pu)儀半(ban)定量分析經海洋大氣中(zhong)放(fang)置1.5年后(hou)試樣表面鈍化(hua)(hua)膜中(zhong) 的(de)結果。顯然(ran)，經海洋大氣中(zhong)放(fang)置后(hou)，JFE 443CT鋼表面鈍化(hua)(hua)膜中(zhong)鉻的(de)富集(ji)是(shi)此(ci)鋼點蝕(shi)電位(wei)提(ti)高(gao)的(de)原因，而0.4％Cu的(de)加入則強化(hua)(hua)了鈍化(hua)(hua)膜中(zhong)鉻的(de)富集(ji)度，從而有益于(yu)耐點蝕(shi)性(xing)的(de)提(ti)高(gao)，但是(shi)鋼中(zhong)含銅量有一適宜范圍(wei)（見圖(tu)4.42），含銅量低于(yu)0.3％或高(gao)于(yu)0.6％則是(shi)有害的(de)。因此(ci)，在此(ci)鋼冶(ye)煉時(shi)需予以注意。
JFE 443CT鋼（00Cr21CuTi）的(de)(de)(de)耐點(dian)蝕(shi)(shi)和耐縫隙腐蝕(shi)(shi)性能(neng) 圖(tu)4.43～圖(tu)4.46系國(guo)內(nei)外耐點(dian)蝕(shi)(shi)性的(de)(de)(de)一些試驗(yan)結(jie)果(guo)。從這些試驗(yan)結(jie)果(guo)可看(kan)出，在所有(you)試驗(yan)條件下00Cr21CuTi鋼的(de)(de)(de)耐點(dian)蝕(shi)(shi)性與(yu)SUS304鋼相(xiang)當。圖(tu)4.45國(guo)內(nei)的(de)(de)(de)結(jie)果(guo)還(huan)指出了(le)目前國(guo)內(nei)市場上宣(xuan)傳能(neng)替代SUS304鋼并大量(liang)生產和銷(xiao)售(shou)的(de)(de)(de)含1％Ni、4％Ni且低(di)(di)銘且高錳量(liang)的(de)(de)(de)所謂“200系”鋼①，耐點(dian)蝕(shi)(shi)性能(neng)很差(cha)，1％Ni（0Cr15Ni1Mn10CuN）低(di)(di)于(yu)410 （0Cr12），4％Ni（0Cr15Ni4Mn8Cu）低(di)(di)于(yu)430（0Cr17）。
JFE所(suo)進(jin)行(xing)的(de)(de)JFE 443CT耐(nai)縫隙(xi)腐蝕(shi)(shi)的(de)(de)試驗(yan)結(jie)果見圖4.46中(zhong)，一方面表明在相同試驗(yan)條件下(xia)，含0.5％Cu的(de)(de)00Cr21Cu0.5Ti（JFE 443CT）較不(bu)(bu)含銅者耐(nai)縫隙(xi)腐蝕(shi)(shi)性顯著(zhu)提(ti)高(gao)，但(dan)也指(zhi)出，00Cr21Cu0.5Ti（JFE 443CT）鋼的(de)(de)耐(nai)縫隙(xi)腐蝕(shi)(shi)性要低于SUS 304，也說明了鎳在不(bu)(bu)銹(xiu)鋼中(zhong)耐(nai)縫隙(xi)腐蝕(shi)(shi)性能的(de)(de)良好作用。
三(san)、力學性(xing)能和冷成型性(xing)
前面曾述及(ji)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)力學性能(neng)，主要是(shi)由鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)組織(zhi)(zhi)結(jie)構所(suo)決定的(de)(de)。而力學性能(neng)則直接影響著鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)冷(leng)(leng)成(cheng)型(xing)性，00Cr21CuTi鋼(gang)(gang)(gang)也(ye)不(bu)例外。眾(zhong)所(suo)周知，鐵(tie)素(su)體不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)冷(leng)(leng)成(cheng)型(xing)性也(ye)是(shi)正確應用不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)難點(dian)之一。由于鐵(tie)素(su)體不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)與(yu)304等鉻鎳(nie)奧氏體不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)組織(zhi)(zhi)結(jie)構的(de)(de)差異，冷(leng)(leng)成(cheng)型(xing)性不(bu)同(tong)，必須根據鐵(tie)素(su)體不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)冷(leng)(leng)成(cheng)型(xing)特點(dian)來研(yan)究選(xuan)擇適宜冷(leng)(leng)成(cheng)型(xing)工(gong)藝(yi)以取得(de)滿(man)意的(de)(de)結(jie)果(guo)。
1. 深沖(chong)性(xing)
表(biao)4.26中(zhong)列(lie)入了(le)(le)00Cr21CuTi鋼(gang)(gang)的(de)(de)室溫力學性能和(he)冷(leng)(leng)(leng)成型參數并與304進行(xing)對比的(de)(de)結果(guo)，可(ke)以(yi)看出(chu)，由于(yu)304鋼(gang)(gang)在拉(la)伸(shen)(shen)變形過程中(zhong)有(you)相(xiang)變產(chan)生，此(ci)鋼(gang)(gang)易于(yu)加(jia)工硬化，故(gu)(gu)其強度（σb）值(zhi)(zhi)和(he)伸(shen)(shen)長率均遠較00Cr21CuTi為高。且(qie)Er 值(zhi)(zhi)也(ye)大(da)。因(yin)此(ci)304鉻(ge)鎳奧氏體不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)非(fei)常適于(yu)脹(zhang)形（鼓凸）冷(leng)(leng)(leng)加(jia)工。而(er)00Cr21CuTi鋼(gang)(gang)冷(leng)(leng)(leng)加(jia)工硬化傾(qing)向(xiang)小，伸(shen)(shen)長率也(ye)低，Er值(zhi)(zhi)小。故(gu)(gu)此(ci)鋼(gang)(gang)不(bu)(bu)適于(yu)單純的(de)(de)脹(zhang)形（鼓凸）冷(leng)(leng)(leng)成型。但是(shi)00Cr21CuTi鋼(gang)(gang)的(de)(de)r、LDR值(zhi)(zhi)均較高，因(yin)此(ci)此(ci)鋼(gang)(gang)非(fei)常適于(yu)深(shen)沖（深(shen)拉(la)伸(shen)(shen)）型冷(leng)(leng)(leng)加(jia)工而(er)且(qie)還會優于(yu)304不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)。表(biao)4.27列(lie)出(chu)了(le)(le)國(guo)內的(de)(de)試驗(yan)結果(guo)。表(biao)4.26中(zhong)還指(zhi)出(chu)了(le)(le)00Cr21CuTi鋼(gang)(gang)和(he)304不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)CCV值(zhi)(zhi)（圓錐杯試驗(yan)），二者相(xiang)差不(bu)(bu)大(da)。這表(biao)明00Cr21CuTi鋼(gang)(gang)仍具有(you)深(shen)沖和(he)脹(zhang)形（鼓凸）復合冷(leng)(leng)(leng)加(jia)工的(de)(de)可(ke)行(xing)性。
2. 延遲開裂敏感性(xing)
不(bu)銹鋼在進行諸如(ru)圓筒型(xing)產(chan)品的(de)(de)深沖等冷(leng)成(cheng)型(xing)時(shi)，一(yi)般(ban)多采(cai)用多段冷(leng)加工(gong)工(gong)藝，因為若一(yi)次(ci)大(da)變形量(liang)的(de)(de)冷(leng)加工(gong)后，短時(shi)放置(zhi)便會出現人們(men)稱之為延(yan)遲(chi)開裂的(de)(de)現象。這與不(bu)銹鋼的(de)(de)冷(leng)加工(gong)硬化的(de)(de)敏感性密切(qie)相關。
國(guo)內曾對439、443兩種(zhong)鐵(tie)素體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼和(he)一種(zhong)鉻鎳(nie)奧氏體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼304以及(ji)低鉻低鎳(nie)的(de)1％Ni和(he)4％Ni鉻錳氮鋼（國(guo)內稱為所(suo)謂“200”系不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼）進行了(le)冷成型后的(de)延(yan)遲開(kai)裂敏(min)(min)感性(xing)試(shi)驗。結(jie)果見(jian)圖4.47。從圖中(zhong)可知，443和(he)439鐵(tie)素體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼的(de)延(yan)遲開(kai)裂的(de)敏(min)(min)感性(xing)很低。由于此試(shi)驗條件(jian)下深(shen)沖比最高(gao)僅為1.9，故冷作硬化敏(min)(min)感性(xing)較鐵(tie)素體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼高(gao)的(de)304不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼并未顯示其對延(yan)遲開(kai)裂敏(min)(min)感。但(dan)低鉻、低鎳(nie)的(de)鉻錳氮鋼（1％Ni和(he)4％Ni）則顯示出對延(yan)遲斷裂的(de)高(gao)度敏(min)(min)感性(xing)，深(shen)沖比僅1.5和(he)1.7,4％Ni和(he)1％Ni鋼便分別出現了(le)延(yan)遲開(kai)裂。
圖4.47 443、439和304以及1％Ni、4％Ni鋼(gang)延遲(chi)斷(duan)裂(lie)(lie)(lie)敏感(gan)(gan)(gan)性(xing) ，圖4.48則系一(yi)種產品(pin)分8段進行(xing)深沖(chong)加(jia)工(gong)，深沖(chong)比達5～6高(gao)應(ying)變條件(jian)下的(de)(de)試(shi)驗結果。可(ke)以看出JFE443CT鋼(gang)并未出現(xian)延遲(chi)開裂(lie)(lie)(lie)而(er)SUS 304不(bu)銹鋼(gang)在第7段冷加(jia)工(gong)后(hou)便出現(xian)了開裂(lie)(lie)(lie)。說明(ming)了SUS 304鋼(gang)的(de)(de)延遲(chi)斷(duan)裂(lie)(lie)(lie)敏感(gan)(gan)(gan)性(xing)要高(gao)于JFE 443CT鋼(gang)，一(yi)般認為奧氏體不(bu)銹鋼(gang)延遲(chi)開裂(lie)(lie)(lie)敏感(gan)(gan)(gan)性(xing)高(gao)的(de)(de)原因與冷加(jia)工(gong)大變形區域的(de)(de)延伸還(huan)存在二次硬化和二次加(jia)工(gong)脆化有(you)關。
3. 抗(kang)皺(zhou)性(xing)
鐵素體不銹鋼(gang)采用前述的(de)(de)化(hua)學成分(fen)和生產工(gong)藝相結合的(de)(de)生產措施，JFE 443CT鋼(gang)的(de)(de)抗皺性可(ke)以達到與SUS304不銹鋼(gang)相當(dang)的(de)(de)水平。圖4.49系經20％拉伸后所(suo)測得的(de)(de)JFE 443CT和SUS 304的(de)(de)表面起皺情況的(de)(de)對比。
四(si)、焊接(jie)性
JFE 443CT鋼焊(han)接(jie)(jie)性優良，可采用焊(han)接(jie)(jie)不銹鋼通(tong)用的方法進(jin)行焊(han)接(jie)(jie)。試驗表明，由于此(ci)鋼碳、氮量很低(di)且又加鈦穩定化(hua)，焊(han)后并無(wu)晶間(jian)腐(fu)(fu)蝕的敏感性。而且焊(han)接(jie)(jie)部位也具有與母材基本(ben)相同的力學(xue)性能和耐腐(fu)(fu)蝕性能。
當JFE 443CT需與18-8型(xing)304不(bu)銹鋼進行對接(jie)(jie)焊(han)(han)時，需采用超低碳型(xing)的(de)304L焊(han)(han)絲(si)，為防止焊(han)(han)接(jie)(jie)部位敏化，焊(han)(han)接(jie)(jie)需使用308L和309L焊(han)(han)絲(si)。
焊接JFE 443CT時的注意事項與(yu)焊接其他(ta)超(chao)低碳并(bing)含穩定化(hua)元素的其他(ta)現代鐵素體不(bu)銹鋼相同。
五、應用
JFE 443CT不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼可用(yong)于(yu)室(shi)內和室(shi)外耐(nai)(nai)(nai)大氣（除海(hai)洋(yang)大氣外）和耐(nai)(nai)(nai)水環(huan)境（除海(hai)水外）的(de)腐蝕，特別是430、439等鐵素體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼的(de)不(bu)銹(xiu)(xiu)耐(nai)(nai)(nai)蝕性尚顯不(bu)足的(de)廚房設備、家(jia)用(yong)電器、裝飾、市政設施、環(huan)境保護等一些用(yong)途中。代替304和304L鉻鎳(nie)奧氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼制造薄(bo)截(jie)面尺寸的(de)冷加工成(cheng)型的(de)設備構件、容器和輸水管(guan)線等。
