在已有的鐵(tie)素(su)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(xue)成分和純凈(jing)度 

  JFE443CT化學成分(fen)標號(hao)為(wei)00Cr21CuTi，鋼(gang)中(zhong)除(chu)含(han)(han)有(you)20％～23％Cr外，還含(han)(han)有(you)少量(liang)(liang)（0.4％）的銅和0.3％的鈦(tai)。鋼(gang)中(zhong)C＋N含(han)(han)量(liang)(liang)≤0.03％，Mn、Si含(han)(han)量(liang)(liang)≤0.20％，S含(han)(han)量(liang)(liang)≤0.01％。

  對日本進(jin)口的(de)冷軋薄帶進(jin)行的(de)化學(xue)成(cheng)分分析表明(ming)，鋼(gang)中硫量均(jun)在約(yue)0.001％，鋼(gang)中硫化物(wu)、氧化物(wu)、硅酸鹽等(deng)非(fei)金屬夾雜物(wu)評級均(jun)為0級，鋼(gang)的(de)純凈(jing)度較高(gao)。

二(er)、耐腐蝕性(xing)能

 1. 大(da)氣腐蝕 

   國(guo)內外在實(shi)驗室進行的(de)鹽霧試驗結果(guo)見圖(tu)4.38；在海岸大(da)氣中進行掛(gua)片試驗所取得的(de)結果(guo)見圖(tu)4.39。圖(tu)4.38（a）的(de)結果(guo)表(biao)明 SUS 304和JFE 443CT均未(wei)見銹(xiu)(xiu)(xiu)蝕(shi)，而(er)圖(tu)4.38（b）的(de)結果(guo)則(ze)指(zhi)出0Cr17（SUS 430）不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)試驗168h，鋼(gang)(gang)從端部開始生(sheng)銹(xiu)(xiu)(xiu)，而(er)JFE 443CT和SUS 304鋼(gang)(gang)經(jing)5000h試驗也(ye)均未(wei)見腐蝕(shi)。圖(tu)4.39的(de)結果(guo)表(biao)明SUS 430銹(xiu)(xiu)(xiu)蝕(shi)嚴(yan)重，SUS 304不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)也(ye)有點蝕(shi)分布在整個試樣表(biao)面上(shang)，而(er)JFE443CT幾(ji)乎沒有銹(xiu)(xiu)(xiu)蝕(shi)產生(sheng)。

   圖(tu)4.38（a）在35℃、5％NaCl溶液中經(jing)240h鹽(yan)霧(wu)試(shi)驗(yan)（GB 10125-88）的結(jie)果 、圖(tu)4.38（b）鹽(yan)霧(wu)試(shi)驗(yan)結(jie)果（JIS 22371法）

 2. 晶間腐蝕 

     表4.24系JFE 443CT和(he)SUS 304的焊管(guan)焊后焊縫的晶間腐(fu)蝕試驗結果（按GB 4334.5-90法），JFE 443CT和(he)SUS304均(jun)未產生晶間腐(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(shi)和縫隙(xi)腐蝕(shi)

   鋼中鉻(ge)、銅(tong)(tong)量(liang)(liang)(liang)對JFE443CT鋼耐(nai)點(dian)(dian)蝕(shi)(shi)性(xing)的(de)(de)(de)(de)影響 圖4.40系JFE 443CT和SUS 304兩種鋼的(de)(de)(de)(de)試樣在離(li)海(hai)岸1km處放置前和放置1.5年后在35℃、3.5％NaCl溶液(ye)中測(ce)定(ding)(ding)不(bu)同鉻(ge)含(han)量(liang)(liang)(liang)以及銅(tong)(tong)量(liang)(liang)(liang)0.4％和不(bu)同含(han)銅(tong)(tong)量(liang)(liang)(liang)時的(de)(de)(de)(de)點(dian)(dian)蝕(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)(wei)，從圖4.40（a）中可(ke)以看出(chu)(chu)：在海(hai)洋大(da)氣(qi)試驗前隨(sui)鋼中鉻(ge)量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)提高，鋼的(de)(de)(de)(de)點(dian)(dian)蝕(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)(wei)提高（即耐(nai)點(dian)(dian)蝕(shi)(shi)性(xing)增(zeng)加），當鉻(ge)量(liang)(liang)(liang)達21％時，此鋼的(de)(de)(de)(de)點(dian)(dian)蝕(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)(wei)可(ke)與SUS304相當，鉻(ge)量(liang)(liang)(liang)再高，其點(dian)(dian)蝕(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)(wei)還可(ke)高于(yu)SUS304，含(han)銅(tong)(tong)量(liang)(liang)(liang)0.4％和不(bu)含(han)銅(tong)(tong)無明(ming)顯影響。而(er)從圖4.40（b）中均可(ke)看出(chu)(chu)：在海(hai)洋大(da)氣(qi)中試驗1.5年后，測(ce)定(ding)(ding)點(dian)(dian)蝕(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)(wei)，隨(sui)鋼中鉻(ge)量(liang)(liang)(liang)增(zeng)加，JFE443CT鋼的(de)(de)(de)(de)點(dian)(dian)蝕(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)(wei)提高更加顯著。當含(han)鉻(ge)量(liang)(liang)(liang)達21％時，此鋼的(de)(de)(de)(de)點(dian)(dian)蝕(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)(wei)大(da)大(da)高于(yu)SUS304鋼的(de)(de)(de)(de)點(dian)(dian)蝕(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)(wei)，而(er)且(qie)含(han)0.4％Cu者(zhe)，其點(dian)(dian)蝕(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)(wei)也(ye)遠超過不(bu)含(han)銅(tong)(tong)者(zhe)。顯然0.4％Cu的(de)(de)(de)(de)作(zuo)用是有益的(de)(de)(de)(de)。

   圖4.41系采(cai)用X-射線光電子(zi)譜儀半定量分析經海洋大(da)氣中(zhong)放置1.5年后試樣表(biao)(biao)面鈍(dun)化(hua)膜(mo)(mo)中(zhong) 的(de)(de)(de)結果。顯(xian)然，經海洋大(da)氣中(zhong)放置后，JFE 443CT鋼(gang)表(biao)(biao)面鈍(dun)化(hua)膜(mo)(mo)中(zhong)鉻(ge)的(de)(de)(de)富(fu)集(ji)是此鋼(gang)點蝕電位提高(gao)的(de)(de)(de)原因(yin)，而(er)0.4％Cu的(de)(de)(de)加入則(ze)強化(hua)了鈍(dun)化(hua)膜(mo)(mo)中(zhong)鉻(ge)的(de)(de)(de)富(fu)集(ji)度，從(cong)而(er)有益于耐點蝕性的(de)(de)(de)提高(gao)，但是鋼(gang)中(zhong)含(han)銅量有一適(shi)宜范圍（見(jian)圖4.42），含(han)銅量低(di)于0.3％或高(gao)于0.6％則(ze)是有害的(de)(de)(de)。因(yin)此，在此鋼(gang)冶煉時(shi)需予(yu)以注意。

   JFE 443CT鋼(gang)(gang)(gang)(gang)（00Cr21CuTi）的(de)(de)耐(nai)點蝕(shi)和耐(nai)縫隙腐蝕(shi)性能 圖4.43～圖4.46系國(guo)內外耐(nai)點蝕(shi)性的(de)(de)一些試(shi)(shi)驗結果(guo)(guo)。從這(zhe)些試(shi)(shi)驗結果(guo)(guo)可看出，在所有試(shi)(shi)驗條(tiao)件下(xia)00Cr21CuTi鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)耐(nai)點蝕(shi)性與(yu)SUS304鋼(gang)(gang)(gang)(gang)相(xiang)當(dang)。圖4.45國(guo)內的(de)(de)結果(guo)(guo)還指出了目(mu)前國(guo)內市場上(shang)宣傳能替(ti)代SUS304鋼(gang)(gang)(gang)(gang)并大(da)量生產和銷售的(de)(de)含1％Ni、4％Ni且低銘且高錳量的(de)(de)所謂“200系”鋼(gang)(gang)(gang)(gang)①，耐(nai)點蝕(shi)性能很差，1％Ni（0Cr15Ni1Mn10CuN）低于(yu)410 （0Cr12），4％Ni（0Cr15Ni4Mn8Cu）低于(yu)430（0Cr17）。

   JFE所進行的JFE 443CT耐(nai)縫隙(xi)腐蝕(shi)(shi)的試(shi)驗結(jie)果見(jian)圖4.46中，一(yi)方面表明在相同試(shi)驗條件下，含0.5％Cu的00Cr21Cu0.5Ti（JFE 443CT）較不含銅者耐(nai)縫隙(xi)腐蝕(shi)(shi)性(xing)顯著提高(gao)，但(dan)也指出，00Cr21Cu0.5Ti（JFE 443CT）鋼的耐(nai)縫隙(xi)腐蝕(shi)(shi)性(xing)要低于SUS 304，也說明了(le)鎳在不銹鋼中耐(nai)縫隙(xi)腐蝕(shi)(shi)性(xing)能的良好作用(yong)。

三、力學性能和冷成(cheng)型性 

  前(qian)面曾述及不銹(xiu)鋼(gang)的力(li)學性(xing)能，主要是由鋼(gang)的組(zu)織結構(gou)所決(jue)定的。而力(li)學性(xing)能則直接影響著鋼(gang)的冷成(cheng)(cheng)型性(xing)，00Cr21CuTi鋼(gang)也不例外。眾所周知，鐵素(su)體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)的冷成(cheng)(cheng)型性(xing)也是正確(que)應用不銹(xiu)鋼(gang)的難點(dian)之一(yi)。由于鐵素(su)體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)與304等鉻鎳奧氏體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)組(zu)織結構(gou)的差異，冷成(cheng)(cheng)型性(xing)不同，必(bi)須根據鐵素(su)體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)的冷成(cheng)(cheng)型特點(dian)來研究選擇適宜冷成(cheng)(cheng)型工(gong)藝(yi)以(yi)取(qu)得滿(man)意的結果(guo)。

 1. 深沖(chong)性(xing)  

   表4.26中(zhong)(zhong)列入了00Cr21CuTi鋼(gang)(gang)的室溫(wen)力學性能和冷成型(xing)參數并與304進行(xing)對比的結果，可(ke)以(yi)看出(chu)，由于(yu)304鋼(gang)(gang)在拉(la)(la)伸(shen)變形(xing)過程中(zhong)(zhong)有相(xiang)變產生，此(ci)鋼(gang)(gang)易于(yu)加(jia)工(gong)硬化，故(gu)其強度(du)（σb）值和伸(shen)長率(lv)均(jun)遠較(jiao)00Cr21CuTi為高。且(qie)(qie)Er 值也(ye)大。因此(ci)304鉻鎳奧氏體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)非常適(shi)于(yu)脹形(xing)（鼓(gu)凸(tu)）冷加(jia)工(gong)。而00Cr21CuTi鋼(gang)(gang)冷加(jia)工(gong)硬化傾(qing)向小(xiao)，伸(shen)長率(lv)也(ye)低，Er值小(xiao)。故(gu)此(ci)鋼(gang)(gang)不(bu)(bu)適(shi)于(yu)單(dan)純的脹形(xing)（鼓(gu)凸(tu)）冷成型(xing)。但是(shi)00Cr21CuTi鋼(gang)(gang)的r、LDR值均(jun)較(jiao)高，因此(ci)此(ci)鋼(gang)(gang)非常適(shi)于(yu)深沖（深拉(la)(la)伸(shen)）型(xing)冷加(jia)工(gong)而且(qie)(qie)還會優于(yu)304不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)。表4.27列出(chu)了國內(nei)的試驗結果。表4.26中(zhong)(zhong)還指出(chu)了00Cr21CuTi鋼(gang)(gang)和304不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的CCV值（圓(yuan)錐杯試驗），二(er)者相(xiang)差不(bu)(bu)大。這表明00Cr21CuTi鋼(gang)(gang)仍具有深沖和脹形(xing)（鼓(gu)凸(tu)）復合(he)冷加(jia)工(gong)的可(ke)行(xing)性。

 2. 延遲開裂(lie)敏感性  

   不銹鋼在(zai)進行諸如(ru)圓筒型產品的深(shen)沖等冷成型時，一(yi)般多(duo)采(cai)用多(duo)段冷加(jia)工工藝，因(yin)為若一(yi)次大變形量的冷加(jia)工后，短時放置便會出現(xian)人們稱之為延遲開裂的現(xian)象。這與不銹鋼的冷加(jia)工硬化的敏感性密切(qie)相關。

   國內曾(ceng)對439、443兩種鐵素體不銹鋼(gang)和一種鉻鎳奧氏體不銹鋼(gang)304以及低(di)(di)(di)鉻低(di)(di)(di)鎳的1％Ni和4％Ni鉻錳(meng)氮鋼(gang)（國內稱為所謂(wei)“200”系(xi)不銹鋼(gang)）進行了(le)冷(leng)成型后(hou)的延(yan)(yan)遲(chi)(chi)開裂(lie)敏(min)感(gan)性(xing)試驗。結果見圖4.47。從圖中可知(zhi)，443和439鐵素體不銹鋼(gang)的延(yan)(yan)遲(chi)(chi)開裂(lie)的敏(min)感(gan)性(xing)很低(di)(di)(di)。由(you)于此(ci)試驗條件下深沖(chong)比最高(gao)(gao)僅(jin)為1.9，故冷(leng)作硬化敏(min)感(gan)性(xing)較鐵素體不銹鋼(gang)高(gao)(gao)的304不銹鋼(gang)并(bing)未顯示其(qi)對延(yan)(yan)遲(chi)(chi)開裂(lie)敏(min)感(gan)。但低(di)(di)(di)鉻、低(di)(di)(di)鎳的鉻錳(meng)氮鋼(gang)（1％Ni和4％Ni）則顯示出對延(yan)(yan)遲(chi)(chi)斷裂(lie)的高(gao)(gao)度敏(min)感(gan)性(xing)，深沖(chong)比僅(jin)1.5和1.7,4％Ni和1％Ni鋼(gang)便(bian)分(fen)別出現了(le)延(yan)(yan)遲(chi)(chi)開裂(lie)。

   圖4.47 443、439和(he)304以(yi)(yi)及1％Ni、4％Ni鋼延(yan)遲(chi)斷裂(lie)敏感性 ，圖4.48則系(xi)一(yi)種(zhong)產品分8段(duan)進(jin)行深(shen)沖加工(gong)，深(shen)沖比達5～6高應變條(tiao)件下(xia)的試驗(yan)結果。可以(yi)(yi)看出(chu)JFE443CT鋼并未出(chu)現(xian)延(yan)遲(chi)開(kai)裂(lie)而SUS 304不(bu)銹鋼在第7段(duan)冷加工(gong)后便出(chu)現(xian)了(le)開(kai)裂(lie)。說明了(le)SUS 304鋼的延(yan)遲(chi)斷裂(lie)敏感性要高于JFE 443CT鋼，一(yi)般認為奧氏(shi)體(ti)不(bu)銹鋼延(yan)遲(chi)開(kai)裂(lie)敏感性高的原因與冷加工(gong)大變形區域的延(yan)伸還存在二次(ci)硬化和(he)二次(ci)加工(gong)脆化有(you)關。

 3. 抗皺(zhou)性(xing) 

   鐵(tie)素體(ti)不銹鋼采用前(qian)述的(de)化學成分和生產(chan)工藝相結合的(de)生產(chan)措施(shi)，JFE 443CT鋼的(de)抗皺性可(ke)以達到與SUS304不銹鋼相當的(de)水平。圖4.49系經20％拉伸后所測得(de)的(de)JFE 443CT和SUS 304的(de)表面(mian)起皺情況的(de)對比。

四、焊(han)接性 

   JFE 443CT鋼焊接(jie)性(xing)優(you)良(liang)，可采用焊接(jie)不(bu)銹鋼通用的(de)方(fang)法進行焊接(jie)。試(shi)驗表明，由(you)于此鋼碳、氮量很低且(qie)又加鈦穩定化(hua)，焊后(hou)并無晶(jing)間腐蝕的(de)敏(min)感性(xing)。而且(qie)焊接(jie)部位(wei)也具有與母材(cai)基本相同的(de)力(li)學(xue)性(xing)能和耐腐蝕性(xing)能。

   當JFE 443CT需與18-8型304不銹鋼進行對接焊(han)時，需采用(yong)超低碳型的304L焊(han)絲，為防止(zhi)焊(han)接部位敏化，焊(han)接需使用(yong)308L和(he)309L焊(han)絲。

   焊(han)接JFE 443CT時的注意事項與(yu)焊(han)接其他超(chao)低(di)碳并含(han)穩定化元素的其他現代鐵素體不銹鋼相同。

五、應用 

  JFE 443CT不(bu)(bu)銹鋼(gang)可用(yong)于室內和室外耐(nai)大氣（除海(hai)洋大氣外）和耐(nai)水環境(jing)（除海(hai)水外）的(de)腐蝕，特別是430、439等(deng)鐵素體(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)的(de)不(bu)(bu)銹耐(nai)蝕性(xing)尚顯不(bu)(bu)足的(de)廚房設備(bei)、家用(yong)電器、裝飾、市政設施、環境(jing)保護等(deng)一些用(yong)途中(zhong)。代替304和304L鉻(ge)鎳奧氏體(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)制造薄截面尺寸的(de)冷加(jia)工成型的(de)設備(bei)構件、容器和輸水管線等(deng)。