在已有的鐵(tie)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(bu)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，（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)凈度
JFE443CT化學成(cheng)分標(biao)號為00Cr21CuTi，鋼中除含有20％～23％Cr外，還含有少量（0.4％）的銅(tong)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)(jin)口的(de)冷軋薄帶(dai)進(jin)(jin)行(xing)的(de)化(hua)學(xue)成分(fen)分(fen)析表明，鋼中(zhong)硫(liu)量均在約0.001％，鋼中(zhong)硫(liu)化(hua)物、氧化(hua)物、硅酸鹽等非金屬夾雜(za)物評級(ji)均為0級(ji)，鋼的(de)純凈(jing)度(du)較(jiao)高。
二、耐腐蝕性能(neng)
1. 大(da)氣腐(fu)蝕
國內外(wai)在(zai)實驗(yan)室進行的(de)(de)鹽霧(wu)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)結果見(jian)(jian)圖(tu)(tu)4.38；在(zai)海岸大氣中進行掛片試(shi)(shi)(shi)驗(yan)所取得的(de)(de)結果見(jian)(jian)圖(tu)(tu)4.39。圖(tu)(tu)4.38（a）的(de)(de)結果表明 SUS 304和JFE 443CT均未(wei)見(jian)(jian)銹(xiu)(xiu)蝕，而(er)圖(tu)(tu)4.38（b）的(de)(de)結果則指出0Cr17（SUS 430）不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)168h，鋼(gang)(gang)從端部開始生銹(xiu)(xiu)，而(er)JFE 443CT和SUS 304鋼(gang)(gang)經5000h試(shi)(shi)(shi)驗(yan)也(ye)(ye)均未(wei)見(jian)(jian)腐蝕。圖(tu)(tu)4.39的(de)(de)結果表明SUS 430銹(xiu)(xiu)蝕嚴重，SUS 304不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)也(ye)(ye)有點蝕分布在(zai)整個試(shi)(shi)(shi)樣表面上，而(er)JFE443CT幾乎沒有銹(xiu)(xiu)蝕產生。
圖(tu)(tu)4.38（a）在35℃、5％NaCl溶液中經240h鹽霧試驗(yan)（GB 10125-88）的結果 、圖(tu)(tu)4.38（b）鹽霧試驗(yan)結果（JIS 22371法）
2. 晶間腐(fu)蝕
表(biao)4.24系JFE 443CT和(he)SUS 304的(de)焊管焊后焊縫的(de)晶間(jian)腐蝕試(shi)驗結果（按GB 4334.5-90法），JFE 443CT和(he)SUS304均未(wei)產(chan)生晶間(jian)腐蝕。
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)中鉻(ge)、銅量(liang)(liang)(liang)(liang)對JFE443CT鋼(gang)(gang)耐點蝕(shi)(shi)性的影響 圖(tu)4.40系JFE 443CT和(he)(he)SUS 304兩種鋼(gang)(gang)的試(shi)樣在(zai)(zai)離海(hai)岸(an)1km處放(fang)置(zhi)前和(he)(he)放(fang)置(zhi)1.5年(nian)后(hou)在(zai)(zai)35℃、3.5％NaCl溶(rong)液中測定(ding)不同鉻(ge)含(han)量(liang)(liang)(liang)(liang)以及銅量(liang)(liang)(liang)(liang)0.4％和(he)(he)不同含(han)銅量(liang)(liang)(liang)(liang)時(shi)的點蝕(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)，從圖(tu)4.40（a）中可(ke)以看出：在(zai)(zai)海(hai)洋大(da)氣(qi)試(shi)驗(yan)前隨(sui)鋼(gang)(gang)中鉻(ge)量(liang)(liang)(liang)(liang)的提高(gao)(gao)，鋼(gang)(gang)的點蝕(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)提高(gao)(gao)（即耐點蝕(shi)(shi)性增(zeng)加），當鉻(ge)量(liang)(liang)(liang)(liang)達21％時(shi)，此鋼(gang)(gang)的點蝕(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)可(ke)與SUS304相當，鉻(ge)量(liang)(liang)(liang)(liang)再(zai)高(gao)(gao)，其(qi)點蝕(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)還(huan)可(ke)高(gao)(gao)于(yu)SUS304，含(han)銅量(liang)(liang)(liang)(liang)0.4％和(he)(he)不含(han)銅無明(ming)顯(xian)影響。而從圖(tu)4.40（b）中均(jun)可(ke)看出：在(zai)(zai)海(hai)洋大(da)氣(qi)中試(shi)驗(yan)1.5年(nian)后(hou)，測定(ding)點蝕(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)，隨(sui)鋼(gang)(gang)中鉻(ge)量(liang)(liang)(liang)(liang)增(zeng)加，JFE443CT鋼(gang)(gang)的點蝕(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)提高(gao)(gao)更加顯(xian)著(zhu)。當含(han)鉻(ge)量(liang)(liang)(liang)(liang)達21％時(shi)，此鋼(gang)(gang)的點蝕(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)大(da)大(da)高(gao)(gao)于(yu)SUS304鋼(gang)(gang)的點蝕(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)，而且含(han)0.4％Cu者(zhe)，其(qi)點蝕(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)也遠超過不含(han)銅者(zhe)。顯(xian)然0.4％Cu的作用是(shi)有益的。
圖4.41系采用(yong)X-射線光電子譜儀(yi)半定量分析(xi)經(jing)海(hai)洋(yang)大氣(qi)中(zhong)放置1.5年后試樣表面鈍化(hua)膜中(zhong) 的(de)結(jie)果。顯然，經(jing)海(hai)洋(yang)大氣(qi)中(zhong)放置后，JFE 443CT鋼(gang)(gang)表面鈍化(hua)膜中(zhong)鉻的(de)富(fu)集是(shi)此(ci)(ci)鋼(gang)(gang)點(dian)蝕(shi)電位(wei)提(ti)高的(de)原因，而0.4％Cu的(de)加入則強(qiang)化(hua)了鈍化(hua)膜中(zhong)鉻的(de)富(fu)集度，從而有益于(yu)耐點(dian)蝕(shi)性(xing)的(de)提(ti)高，但是(shi)鋼(gang)(gang)中(zhong)含銅量有一適(shi)宜范圍（見圖4.42），含銅量低(di)于(yu)0.3％或高于(yu)0.6％則是(shi)有害的(de)。因此(ci)(ci)，在此(ci)(ci)鋼(gang)(gang)冶煉時需予以注意。
JFE 443CT鋼（00Cr21CuTi）的(de)耐(nai)(nai)(nai)點(dian)(dian)蝕(shi)(shi)和(he)(he)耐(nai)(nai)(nai)縫隙腐蝕(shi)(shi)性能(neng) 圖(tu)4.43～圖(tu)4.46系國(guo)內(nei)(nei)外耐(nai)(nai)(nai)點(dian)(dian)蝕(shi)(shi)性的(de)一些(xie)試(shi)驗結(jie)(jie)果(guo)。從這些(xie)試(shi)驗結(jie)(jie)果(guo)可看(kan)出，在所(suo)(suo)有(you)試(shi)驗條(tiao)件(jian)下00Cr21CuTi鋼的(de)耐(nai)(nai)(nai)點(dian)(dian)蝕(shi)(shi)性與SUS304鋼相(xiang)當。圖(tu)4.45國(guo)內(nei)(nei)的(de)結(jie)(jie)果(guo)還指出了目前(qian)國(guo)內(nei)(nei)市場上宣傳能(neng)替代SUS304鋼并大(da)量生產(chan)和(he)(he)銷售的(de)含1％Ni、4％Ni且(qie)低銘且(qie)高錳(meng)量的(de)所(suo)(suo)謂“200系”鋼①，耐(nai)(nai)(nai)點(dian)(dian)蝕(shi)(shi)性能(neng)很差(cha)，1％Ni（0Cr15Ni1Mn10CuN）低于(yu)410 （0Cr12），4％Ni（0Cr15Ni4Mn8Cu）低于(yu)430（0Cr17）。
JFE所進行的(de)JFE 443CT耐(nai)(nai)縫隙腐(fu)蝕(shi)的(de)試驗結果見圖4.46中(zhong)，一方面表(biao)明在相同試驗條件(jian)下(xia)，含(han)(han)0.5％Cu的(de)00Cr21Cu0.5Ti（JFE 443CT）較不含(han)(han)銅者耐(nai)(nai)縫隙腐(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)顯著提(ti)高，但(dan)也(ye)指出(chu)，00Cr21Cu0.5Ti（JFE 443CT）鋼(gang)的(de)耐(nai)(nai)縫隙腐(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)要低于(yu)SUS 304，也(ye)說明了鎳在不銹(xiu)鋼(gang)中(zhong)耐(nai)(nai)縫隙腐(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)能(neng)的(de)良好作用。
三(san)、力學(xue)性能和冷成型性
前面曾述及不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)力(li)學(xue)性能(neng)，主要是由(you)(you)鋼(gang)的(de)(de)組織(zhi)結(jie)構(gou)所決定的(de)(de)。而力(li)學(xue)性能(neng)則直接(jie)影響著鋼(gang)的(de)(de)冷(leng)成(cheng)型(xing)(xing)性，00Cr21CuTi鋼(gang)也不(bu)(bu)(bu)例外。眾所周知(zhi)，鐵素體不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)冷(leng)成(cheng)型(xing)(xing)性也是正確應(ying)用(yong)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)難(nan)點(dian)之一(yi)。由(you)(you)于鐵素體不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)與304等鉻鎳奧氏體不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)組織(zhi)結(jie)構(gou)的(de)(de)差異，冷(leng)成(cheng)型(xing)(xing)性不(bu)(bu)(bu)同，必(bi)須(xu)根據鐵素體不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)冷(leng)成(cheng)型(xing)(xing)特點(dian)來研究選擇適宜冷(leng)成(cheng)型(xing)(xing)工藝(yi)以取(qu)得滿意(yi)的(de)(de)結(jie)果。
1. 深沖性
表(biao)(biao)(biao)4.26中(zhong)列入了00Cr21CuTi鋼(gang)(gang)的(de)(de)室溫力(li)學性能和(he)(he)冷成型參數并與(yu)304進(jin)行對比的(de)(de)結(jie)果，可以看出，由于(yu)304鋼(gang)(gang)在拉(la)伸變形(xing)過程中(zhong)有(you)相變產生，此鋼(gang)(gang)易(yi)于(yu)加(jia)(jia)工硬化(hua)，故其強度（σb）值(zhi)(zhi)和(he)(he)伸長率均(jun)遠較(jiao)00Cr21CuTi為高。且Er 值(zhi)(zhi)也大。因此304鉻鎳奧氏體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)非常適于(yu)脹(zhang)形(xing)（鼓(gu)凸(tu)(tu)）冷加(jia)(jia)工。而(er)00Cr21CuTi鋼(gang)(gang)冷加(jia)(jia)工硬化(hua)傾向小(xiao)，伸長率也低(di)，Er值(zhi)(zhi)小(xiao)。故此鋼(gang)(gang)不(bu)(bu)適于(yu)單(dan)純的(de)(de)脹(zhang)形(xing)（鼓(gu)凸(tu)(tu)）冷成型。但是00Cr21CuTi鋼(gang)(gang)的(de)(de)r、LDR值(zhi)(zhi)均(jun)較(jiao)高，因此此鋼(gang)(gang)非常適于(yu)深沖(chong)（深拉(la)伸）型冷加(jia)(jia)工而(er)且還會優(you)于(yu)304不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)。表(biao)(biao)(biao)4.27列出了國內的(de)(de)試驗結(jie)果。表(biao)(biao)(biao)4.26中(zhong)還指出了00Cr21CuTi鋼(gang)(gang)和(he)(he)304不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)CCV值(zhi)(zhi)（圓(yuan)錐杯試驗），二者相差不(bu)(bu)大。這表(biao)(biao)(biao)明(ming)00Cr21CuTi鋼(gang)(gang)仍(reng)具(ju)有(you)深沖(chong)和(he)(he)脹(zhang)形(xing)（鼓(gu)凸(tu)(tu)）復合冷加(jia)(jia)工的(de)(de)可行性。
2. 延(yan)遲(chi)開裂敏感性
不銹鋼在進(jin)行諸如圓筒(tong)型(xing)產品的(de)深沖等冷成型(xing)時(shi)，一般多采用多段冷加(jia)工工藝，因為若一次大變(bian)形量的(de)冷加(jia)工后，短時(shi)放置便會(hui)出現人們稱之為延遲開裂的(de)現象(xiang)。這與不銹鋼的(de)冷加(jia)工硬化的(de)敏感(gan)性密切(qie)相關。
國內(nei)曾對(dui)439、443兩種鐵素(su)體(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)和(he)(he)一種鉻鎳奧(ao)氏體(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)304以及(ji)低鉻低鎳的1％Ni和(he)(he)4％Ni鉻錳(meng)氮鋼(gang)(gang)（國內(nei)稱為所謂(wei)“200”系不(bu)銹鋼(gang)(gang)）進(jin)行了(le)冷成(cheng)型后的延(yan)(yan)遲開(kai)裂(lie)敏感性(xing)試驗。結果(guo)見圖4.47。從(cong)圖中可知(zhi)，443和(he)(he)439鐵素(su)體(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)的延(yan)(yan)遲開(kai)裂(lie)的敏感性(xing)很(hen)低。由(you)于此試驗條件下深沖比最(zui)高(gao)僅為1.9，故(gu)冷作(zuo)硬化敏感性(xing)較鐵素(su)體(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)高(gao)的304不(bu)銹鋼(gang)(gang)并未(wei)顯示(shi)其對(dui)延(yan)(yan)遲開(kai)裂(lie)敏感。但低鉻、低鎳的鉻錳(meng)氮鋼(gang)(gang)（1％Ni和(he)(he)4％Ni）則顯示(shi)出對(dui)延(yan)(yan)遲斷(duan)裂(lie)的高(gao)度敏感性(xing)，深沖比僅1.5和(he)(he)1.7,4％Ni和(he)(he)1％Ni鋼(gang)(gang)便分別(bie)出現了(le)延(yan)(yan)遲開(kai)裂(lie)。
圖(tu)4.47 443、439和(he)304以(yi)(yi)及1％Ni、4％Ni鋼(gang)延遲斷裂(lie)敏(min)(min)感(gan)性(xing) ，圖(tu)4.48則系一種產品(pin)分8段(duan)進行深沖加(jia)工(gong)，深沖比達5～6高(gao)應變條件下的(de)試驗結果。可(ke)以(yi)(yi)看出JFE443CT鋼(gang)并未(wei)出現延遲開(kai)裂(lie)而SUS 304不(bu)銹鋼(gang)在(zai)第(di)7段(duan)冷加(jia)工(gong)后便出現了(le)開(kai)裂(lie)。說(shuo)明了(le)SUS 304鋼(gang)的(de)延遲斷裂(lie)敏(min)(min)感(gan)性(xing)要高(gao)于(yu)JFE 443CT鋼(gang)，一般認為奧氏體不(bu)銹鋼(gang)延遲開(kai)裂(lie)敏(min)(min)感(gan)性(xing)高(gao)的(de)原因與(yu)冷加(jia)工(gong)大變形區域的(de)延伸還存在(zai)二次(ci)硬(ying)化(hua)和(he)二次(ci)加(jia)工(gong)脆(cui)化(hua)有關。
3. 抗皺性
鐵素體不銹鋼(gang)采用前述(shu)的(de)化學(xue)成(cheng)分和生產工藝相結合的(de)生產措施，JFE 443CT鋼(gang)的(de)抗皺性可以達到與SUS304不銹鋼(gang)相當的(de)水平。圖4.49系經(jing)20％拉伸后(hou)所測得(de)的(de)JFE 443CT和SUS 304的(de)表面起皺情況的(de)對比。
四、焊接性
JFE 443CT鋼(gang)焊(han)(han)接性(xing)優良(liang)，可采用焊(han)(han)接不銹鋼(gang)通用的(de)方法進行焊(han)(han)接。試驗表(biao)明，由于(yu)此(ci)鋼(gang)碳、氮量很低(di)且(qie)又加鈦穩定化，焊(han)(han)后并(bing)無晶間(jian)腐(fu)蝕(shi)的(de)敏感(gan)性(xing)。而(er)且(qie)焊(han)(han)接部位也具有與母(mu)材基(ji)本相同(tong)的(de)力學性(xing)能(neng)和耐(nai)腐(fu)蝕(shi)性(xing)能(neng)。
當JFE 443CT需(xu)(xu)與18-8型(xing)304不銹鋼進行對接(jie)焊(han)時，需(xu)(xu)采用(yong)超(chao)低碳型(xing)的304L焊(han)絲，為防止焊(han)接(jie)部位(wei)敏化，焊(han)接(jie)需(xu)(xu)使用(yong)308L和309L焊(han)絲。
焊接(jie)JFE 443CT時的注意事(shi)項(xiang)與焊接(jie)其他超低碳并含穩定化(hua)元(yuan)素(su)(su)的其他現代(dai)鐵素(su)(su)體(ti)不銹(xiu)鋼相同。
五、應(ying)用
JFE 443CT不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)可用于室內(nei)和(he)室外耐(nai)(nai)大氣(qi)（除海洋大氣(qi)外）和(he)耐(nai)(nai)水(shui)環(huan)境(jing)（除海水(shui)外）的腐蝕(shi)，特(te)別(bie)是(shi)430、439等鐵素體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的不(bu)(bu)銹(xiu)耐(nai)(nai)蝕(shi)性尚顯(xian)不(bu)(bu)足的廚房設(she)備(bei)、家用電器、裝飾、市(shi)政設(she)施、環(huan)境(jing)保護等一(yi)些(xie)用途(tu)中(zhong)。代替304和(he)304L鉻鎳奧氏體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)制造薄(bo)截面尺寸的冷(leng)加工成(cheng)型(xing)的設(she)備(bei)構(gou)件、容器和(he)輸水(shui)管線等。
