在已有的鐵素體不銹(xiu)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(shi)體不銹(xiu)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(bu)銹鋼(gang)，（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、化學成分和純(chun)凈(jing)度
JFE443CT化學成分標號為00Cr21CuTi，鋼中(zhong)除含(han)(han)有20％～23％Cr外，還含(han)(han)有少量（0.4％）的銅和0.3％的鈦。鋼中(zhong)C＋N含(han)(han)量≤0.03％，Mn、Si含(han)(han)量≤0.20％，S含(han)(han)量≤0.01％。
對日本進(jin)口的冷軋薄帶(dai)進(jin)行的化(hua)學成分分析表明，鋼中(zhong)硫(liu)量均在約0.001％，鋼中(zhong)硫(liu)化(hua)物(wu)、氧化(hua)物(wu)、硅酸鹽等(deng)非金屬(shu)夾雜(za)物(wu)評級均為0級，鋼的純凈(jing)度較高。
二、耐腐蝕性能
1. 大氣腐蝕
國內外在(zai)實(shi)驗室進行的(de)鹽霧(wu)試(shi)驗結(jie)果見圖4.38；在(zai)海岸大氣中進行掛(gua)片試(shi)驗所取得的(de)結(jie)果見圖4.39。圖4.38（a）的(de)結(jie)果表(biao)明 SUS 304和(he)(he)JFE 443CT均(jun)未(wei)見銹(xiu)(xiu)蝕(shi)，而(er)圖4.38（b）的(de)結(jie)果則指出0Cr17（SUS 430）不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼試(shi)驗168h，鋼從(cong)端部開始(shi)生(sheng)銹(xiu)(xiu)，而(er)JFE 443CT和(he)(he)SUS 304鋼經(jing)5000h試(shi)驗也均(jun)未(wei)見腐(fu)蝕(shi)。圖4.39的(de)結(jie)果表(biao)明SUS 430銹(xiu)(xiu)蝕(shi)嚴重(zhong)，SUS 304不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼也有點蝕(shi)分布在(zai)整個試(shi)樣表(biao)面(mian)上，而(er)JFE443CT幾乎沒有銹(xiu)(xiu)蝕(shi)產生(sheng)。
圖(tu)4.38（a）在35℃、5％NaCl溶液中經240h鹽霧試驗（GB 10125-88）的結(jie)果 、圖(tu)4.38（b）鹽霧試驗結(jie)果（JIS 22371法(fa)）
2. 晶間腐蝕(shi)
表4.24系JFE 443CT和SUS 304的(de)焊管焊后(hou)焊縫的(de)晶間(jian)腐蝕試驗(yan)結果（按(an)GB 4334.5-90法(fa)），JFE 443CT和SUS304均(jun)未產(chan)生晶間(jian)腐蝕。
3. 應力(li)腐蝕(shi)
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(dian)蝕和縫隙腐蝕
鋼(gang)(gang)(gang)(gang)中(zhong)(zhong)(zhong)鉻(ge)、銅(tong)量(liang)(liang)對JFE443CT鋼(gang)(gang)(gang)(gang)耐(nai)點(dian)(dian)(dian)(dian)蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)的(de)影響(xiang) 圖4.40系JFE 443CT和(he)SUS 304兩種鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)試(shi)(shi)樣在(zai)離海岸1km處放置(zhi)前(qian)和(he)放置(zhi)1.5年(nian)后在(zai)35℃、3.5％NaCl溶(rong)液中(zhong)(zhong)(zhong)測定(ding)不同(tong)鉻(ge)含(han)(han)量(liang)(liang)以(yi)(yi)及(ji)銅(tong)量(liang)(liang)0.4％和(he)不同(tong)含(han)(han)銅(tong)量(liang)(liang)時(shi)的(de)點(dian)(dian)(dian)(dian)蝕(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)，從圖4.40（a）中(zhong)(zhong)(zhong)可以(yi)(yi)看出：在(zai)海洋大(da)氣(qi)試(shi)(shi)驗(yan)前(qian)隨鋼(gang)(gang)(gang)(gang)中(zhong)(zhong)(zhong)鉻(ge)量(liang)(liang)的(de)提(ti)高，鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)點(dian)(dian)(dian)(dian)蝕(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)提(ti)高（即(ji)耐(nai)點(dian)(dian)(dian)(dian)蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)增加(jia)），當(dang)(dang)鉻(ge)量(liang)(liang)達(da)21％時(shi)，此(ci)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)點(dian)(dian)(dian)(dian)蝕(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)可與SUS304相當(dang)(dang)，鉻(ge)量(liang)(liang)再高，其點(dian)(dian)(dian)(dian)蝕(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)還可高于SUS304，含(han)(han)銅(tong)量(liang)(liang)0.4％和(he)不含(han)(han)銅(tong)無明顯(xian)(xian)影響(xiang)。而(er)從圖4.40（b）中(zhong)(zhong)(zhong)均(jun)可看出：在(zai)海洋大(da)氣(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)試(shi)(shi)驗(yan)1.5年(nian)后，測定(ding)點(dian)(dian)(dian)(dian)蝕(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)，隨鋼(gang)(gang)(gang)(gang)中(zhong)(zhong)(zhong)鉻(ge)量(liang)(liang)增加(jia)，JFE443CT鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)點(dian)(dian)(dian)(dian)蝕(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)提(ti)高更(geng)加(jia)顯(xian)(xian)著。當(dang)(dang)含(han)(han)鉻(ge)量(liang)(liang)達(da)21％時(shi)，此(ci)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)點(dian)(dian)(dian)(dian)蝕(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)大(da)大(da)高于SUS304鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)點(dian)(dian)(dian)(dian)蝕(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)，而(er)且含(han)(han)0.4％Cu者，其點(dian)(dian)(dian)(dian)蝕(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)也遠(yuan)超過不含(han)(han)銅(tong)者。顯(xian)(xian)然0.4％Cu的(de)作用是有益的(de)。
圖(tu)(tu)4.41系采(cai)用(yong)X-射(she)線光電子譜儀半(ban)定量(liang)分析經(jing)海洋(yang)大(da)氣中(zhong)(zhong)放置(zhi)1.5年后試(shi)樣(yang)表面(mian)鈍(dun)化膜(mo)中(zhong)(zhong) 的(de)結果。顯(xian)然，經(jing)海洋(yang)大(da)氣中(zhong)(zhong)放置(zhi)后，JFE 443CT鋼(gang)表面(mian)鈍(dun)化膜(mo)中(zhong)(zhong)鉻的(de)富集(ji)是(shi)此鋼(gang)點蝕電位提高的(de)原因，而(er)0.4％Cu的(de)加(jia)入則強化了鈍(dun)化膜(mo)中(zhong)(zhong)鉻的(de)富集(ji)度，從而(er)有益于耐(nai)點蝕性的(de)提高，但是(shi)鋼(gang)中(zhong)(zhong)含銅量(liang)有一適(shi)宜范圍（見圖(tu)(tu)4.42），含銅量(liang)低(di)于0.3％或高于0.6％則是(shi)有害的(de)。因此，在(zai)此鋼(gang)冶煉時需予(yu)以注意。
JFE 443CT鋼（00Cr21CuTi）的(de)耐(nai)點(dian)蝕(shi)和耐(nai)縫隙(xi)腐(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)能 圖4.43～圖4.46系國(guo)(guo)內外耐(nai)點(dian)蝕(shi)性(xing)(xing)的(de)一些試驗(yan)結(jie)(jie)果。從這些試驗(yan)結(jie)(jie)果可看出，在所有試驗(yan)條件下00Cr21CuTi鋼的(de)耐(nai)點(dian)蝕(shi)性(xing)(xing)與SUS304鋼相當。圖4.45國(guo)(guo)內的(de)結(jie)(jie)果還指出了目前國(guo)(guo)內市場(chang)上宣(xuan)傳能替代SUS304鋼并大(da)量(liang)生(sheng)產和銷售的(de)含1％Ni、4％Ni且低(di)(di)銘且高錳量(liang)的(de)所謂“200系”鋼①，耐(nai)點(dian)蝕(shi)性(xing)(xing)能很差，1％Ni（0Cr15Ni1Mn10CuN）低(di)(di)于(yu)410 （0Cr12），4％Ni（0Cr15Ni4Mn8Cu）低(di)(di)于(yu)430（0Cr17）。
JFE所(suo)進行的(de)JFE 443CT耐縫(feng)隙(xi)(xi)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)試(shi)驗結(jie)果見圖4.46中，一方面表(biao)明在相同(tong)試(shi)驗條件下，含0.5％Cu的(de)00Cr21Cu0.5Ti（JFE 443CT）較不(bu)含銅者耐縫(feng)隙(xi)(xi)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)性顯著提高，但(dan)也指出，00Cr21Cu0.5Ti（JFE 443CT）鋼的(de)耐縫(feng)隙(xi)(xi)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)性要低于SUS 304，也說明了鎳(nie)在不(bu)銹鋼中耐縫(feng)隙(xi)(xi)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)性能的(de)良好作用。
三、力學(xue)性能和冷成型性
前面曾述及(ji)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼的(de)力學性(xing)(xing)能(neng)，主(zhu)要是(shi)由鋼的(de)組織結(jie)構所決(jue)定的(de)。而力學性(xing)(xing)能(neng)則直接(jie)影響著鋼的(de)冷(leng)成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)性(xing)(xing)，00Cr21CuTi鋼也不(bu)(bu)(bu)(bu)例(li)外(wai)。眾所周知，鐵素體(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼的(de)冷(leng)成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)性(xing)(xing)也是(shi)正確應用不(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼的(de)難點(dian)之一。由于鐵素體(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼與304等鉻鎳奧氏體(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼組織結(jie)構的(de)差異，冷(leng)成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)性(xing)(xing)不(bu)(bu)(bu)(bu)同(tong)，必須根據鐵素體(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼的(de)冷(leng)成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)特點(dian)來研究選擇適宜冷(leng)成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)工(gong)藝以取得(de)滿意的(de)結(jie)果(guo)。
1. 深沖(chong)性
表4.26中(zhong)(zhong)列(lie)入了00Cr21CuTi鋼(gang)的室溫力學性(xing)能和(he)冷(leng)成(cheng)型(xing)參數并與304進行對比的結(jie)果，可(ke)以看出(chu)，由于(yu)304鋼(gang)在拉伸(shen)變形過程中(zhong)(zhong)有(you)相變產生，此(ci)鋼(gang)易(yi)于(yu)加(jia)(jia)工(gong)硬(ying)化，故其強度（σb）值(zhi)(zhi)和(he)伸(shen)長(chang)率均(jun)遠較00Cr21CuTi為(wei)高(gao)。且Er 值(zhi)(zhi)也(ye)(ye)大。因(yin)此(ci)304鉻鎳奧(ao)氏(shi)體不銹(xiu)鋼(gang)非(fei)(fei)常適(shi)于(yu)脹形（鼓凸）冷(leng)加(jia)(jia)工(gong)。而00Cr21CuTi鋼(gang)冷(leng)加(jia)(jia)工(gong)硬(ying)化傾向小(xiao)，伸(shen)長(chang)率也(ye)(ye)低，Er值(zhi)(zhi)小(xiao)。故此(ci)鋼(gang)不適(shi)于(yu)單純(chun)的脹形（鼓凸）冷(leng)成(cheng)型(xing)。但是(shi)00Cr21CuTi鋼(gang)的r、LDR值(zhi)(zhi)均(jun)較高(gao)，因(yin)此(ci)此(ci)鋼(gang)非(fei)(fei)常適(shi)于(yu)深沖(chong)（深拉伸(shen)）型(xing)冷(leng)加(jia)(jia)工(gong)而且還會優(you)于(yu)304不銹(xiu)鋼(gang)。表4.27列(lie)出(chu)了國內的試(shi)驗結(jie)果。表4.26中(zhong)(zhong)還指出(chu)了00Cr21CuTi鋼(gang)和(he)304不銹(xiu)鋼(gang)的CCV值(zhi)(zhi)（圓錐杯(bei)試(shi)驗），二(er)者相差不大。這表明00Cr21CuTi鋼(gang)仍具有(you)深沖(chong)和(he)脹形（鼓凸）復合冷(leng)加(jia)(jia)工(gong)的可(ke)行性(xing)。
2. 延遲開裂敏感(gan)性
不(bu)銹鋼在進(jin)行諸如(ru)圓筒(tong)型(xing)產品的(de)(de)深沖(chong)等冷成(cheng)型(xing)時，一般多(duo)采用多(duo)段冷加(jia)工工藝，因(yin)為(wei)若一次(ci)大變形量(liang)的(de)(de)冷加(jia)工后，短時放置便會出現人們稱之為(wei)延(yan)遲開裂的(de)(de)現象(xiang)。這與不(bu)銹鋼的(de)(de)冷加(jia)工硬化的(de)(de)敏感(gan)性(xing)密切相關。
國(guo)內曾對439、443兩種(zhong)鐵素(su)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼和(he)一種(zhong)鉻(ge)鎳奧氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼304以及低鉻(ge)低鎳的(de)1％Ni和(he)4％Ni鉻(ge)錳(meng)氮鋼（國(guo)內稱為所謂“200”系不(bu)銹(xiu)鋼）進(jin)行了(le)(le)冷成型后的(de)延遲(chi)開裂(lie)敏(min)感性試(shi)驗。結果見(jian)圖(tu)4.47。從圖(tu)中可知(zhi)，443和(he)439鐵素(su)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼的(de)延遲(chi)開裂(lie)的(de)敏(min)感性很低。由于此試(shi)驗條件(jian)下(xia)深(shen)沖(chong)比最高僅(jin)為1.9，故(gu)冷作硬化敏(min)感性較鐵素(su)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼高的(de)304不(bu)銹(xiu)鋼并未顯示其對延遲(chi)開裂(lie)敏(min)感。但低鉻(ge)、低鎳的(de)鉻(ge)錳(meng)氮鋼（1％Ni和(he)4％Ni）則顯示出對延遲(chi)斷(duan)裂(lie)的(de)高度敏(min)感性，深(shen)沖(chong)比僅(jin)1.5和(he)1.7,4％Ni和(he)1％Ni鋼便(bian)分別(bie)出現了(le)(le)延遲(chi)開裂(lie)。
圖4.47 443、439和304以及1％Ni、4％Ni鋼(gang)(gang)(gang)延遲(chi)斷裂敏(min)(min)感性 ，圖4.48則系一種產品分8段(duan)進行深沖加工(gong)(gong)，深沖比達5～6高應變條件下的(de)試驗結果。可以看出JFE443CT鋼(gang)(gang)(gang)并(bing)未出現(xian)延遲(chi)開(kai)裂而(er)SUS 304不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)在第7段(duan)冷加工(gong)(gong)后便出現(xian)了開(kai)裂。說明了SUS 304鋼(gang)(gang)(gang)的(de)延遲(chi)斷裂敏(min)(min)感性要高于JFE 443CT鋼(gang)(gang)(gang)，一般認(ren)為奧氏體不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)延遲(chi)開(kai)裂敏(min)(min)感性高的(de)原(yuan)因與冷加工(gong)(gong)大變形區域的(de)延伸還存在二次硬(ying)化和二次加工(gong)(gong)脆化有關(guan)。
3. 抗皺(zhou)性(xing)
鐵(tie)素體不(bu)銹鋼(gang)采(cai)用前述的(de)(de)(de)化學成分和生(sheng)產(chan)工(gong)藝相(xiang)結合的(de)(de)(de)生(sheng)產(chan)措施，JFE 443CT鋼(gang)的(de)(de)(de)抗(kang)皺性可以達到與SUS304不(bu)銹鋼(gang)相(xiang)當的(de)(de)(de)水(shui)平。圖4.49系經20％拉伸(shen)后所測得(de)的(de)(de)(de)JFE 443CT和SUS 304的(de)(de)(de)表面(mian)起(qi)皺情況的(de)(de)(de)對比(bi)。
四、焊接性(xing)
JFE 443CT鋼焊接(jie)(jie)性(xing)(xing)優良，可(ke)采用焊接(jie)(jie)不(bu)銹(xiu)鋼通用的方法進行焊接(jie)(jie)。試(shi)驗表(biao)明，由于此鋼碳、氮量很低(di)且又加鈦穩定化，焊后并無晶間腐(fu)蝕的敏感性(xing)(xing)。而(er)且焊接(jie)(jie)部位也具有(you)與母材基本(ben)相同的力學性(xing)(xing)能和(he)耐腐(fu)蝕性(xing)(xing)能。
當JFE 443CT需與18-8型304不銹(xiu)鋼進行對(dui)接焊(han)(han)時，需采用超低碳型的304L焊(han)(han)絲，為(wei)防止焊(han)(han)接部位(wei)敏化，焊(han)(han)接需使用308L和309L焊(han)(han)絲。
焊(han)接JFE 443CT時的注意(yi)事(shi)項與(yu)焊(han)接其他超低碳并含穩定(ding)化元素的其他現(xian)代鐵素體不銹鋼相(xiang)同。
五、應用
JFE 443CT不銹(xiu)鋼(gang)(gang)可用(yong)于室(shi)內和(he)室(shi)外(wai)(wai)耐(nai)(nai)大氣（除海洋大氣外(wai)(wai)）和(he)耐(nai)(nai)水(shui)環(huan)境（除海水(shui)外(wai)(wai)）的腐(fu)蝕，特別是430、439等(deng)鐵素體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)的不銹(xiu)耐(nai)(nai)蝕性尚(shang)顯(xian)不足的廚房設(she)備、家(jia)用(yong)電(dian)器(qi)、裝飾、市政(zheng)設(she)施(shi)、環(huan)境保護等(deng)一(yi)些用(yong)途中(zhong)。代替304和(he)304L鉻鎳奧氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)制造薄截面尺(chi)寸(cun)的冷加工成型(xing)的設(she)備構件、容(rong)器(qi)和(he)輸水(shui)管線等(deng)。
