在已有的鐵素體不(bu)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(xiu)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、化學成分和純(chun)凈度 

  JFE443CT化學成分標號為00Cr21CuTi，鋼中除含有(you)20％～23％Cr外，還含有(you)少量（0.4％）的銅和0.3％的鈦(tai)。鋼中C＋N含量≤0.03％，Mn、Si含量≤0.20％，S含量≤0.01％。

  對(dui)日本(ben)進口的冷軋薄帶進行的化(hua)學成(cheng)分(fen)分(fen)析(xi)表明，鋼中(zhong)硫量均在約0.001％，鋼中(zhong)硫化(hua)物、氧(yang)化(hua)物、硅酸鹽等非金屬夾雜物評級均為0級，鋼的純凈度較高。

二、耐腐蝕性能

 1. 大氣腐(fu)蝕 

   國內外在(zai)(zai)實驗(yan)(yan)(yan)室(shi)進行的鹽霧(wu)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)結果(guo)(guo)見圖4.38；在(zai)(zai)海岸(an)大氣中進行掛片試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)所取得的結果(guo)(guo)見圖4.39。圖4.38（a）的結果(guo)(guo)表明 SUS 304和JFE 443CT均未(wei)(wei)見銹(xiu)蝕，而圖4.38（b）的結果(guo)(guo)則指出0Cr17（SUS 430）不銹(xiu)鋼試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)168h，鋼從端部開始生銹(xiu)，而JFE 443CT和SUS 304鋼經5000h試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)也均未(wei)(wei)見腐蝕。圖4.39的結果(guo)(guo)表明SUS 430銹(xiu)蝕嚴重，SUS 304不銹(xiu)鋼也有(you)點蝕分布在(zai)(zai)整(zheng)個試(shi)(shi)樣表面上，而JFE443CT幾(ji)乎(hu)沒有(you)銹(xiu)蝕產生。

   圖(tu)4.38（a）在(zai)35℃、5％NaCl溶液(ye)中經240h鹽霧試(shi)驗(yan)（GB 10125-88）的結果 、圖(tu)4.38（b）鹽霧試(shi)驗(yan)結果（JIS 22371法(fa)）

 2. 晶間腐蝕 

     表(biao)4.24系JFE 443CT和(he)SUS 304的焊(han)管焊(han)后焊(han)縫的晶間腐蝕試驗結(jie)果(guo)（按GB 4334.5-90法(fa)），JFE 443CT和(he)SUS304均(jun)未產生(sheng)晶間腐蝕。

 3. 應力腐(fu)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)和縫隙腐蝕(shi)

   鋼(gang)(gang)中鉻(ge)、銅(tong)量(liang)對JFE443CT鋼(gang)(gang)耐(nai)點(dian)蝕(shi)(shi)(shi)性的(de)(de)影響 圖(tu)4.40系JFE 443CT和SUS 304兩種(zhong)鋼(gang)(gang)的(de)(de)試(shi)樣在(zai)離(li)海(hai)(hai)岸1km處放(fang)置前(qian)和放(fang)置1.5年后在(zai)35℃、3.5％NaCl溶液(ye)中測定(ding)不(bu)(bu)同(tong)鉻(ge)含(han)(han)量(liang)以(yi)及銅(tong)量(liang)0.4％和不(bu)(bu)同(tong)含(han)(han)銅(tong)量(liang)時的(de)(de)點(dian)蝕(shi)(shi)(shi)電(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)，從圖(tu)4.40（a）中可(ke)以(yi)看(kan)出(chu)：在(zai)海(hai)(hai)洋(yang)大氣試(shi)驗(yan)前(qian)隨鋼(gang)(gang)中鉻(ge)量(liang)的(de)(de)提(ti)高(gao)(gao)，鋼(gang)(gang)的(de)(de)點(dian)蝕(shi)(shi)(shi)電(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)提(ti)高(gao)(gao)（即(ji)耐(nai)點(dian)蝕(shi)(shi)(shi)性增加(jia)），當(dang)鉻(ge)量(liang)達21％時，此鋼(gang)(gang)的(de)(de)點(dian)蝕(shi)(shi)(shi)電(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)可(ke)與SUS304相當(dang)，鉻(ge)量(liang)再高(gao)(gao)，其點(dian)蝕(shi)(shi)(shi)電(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)還(huan)可(ke)高(gao)(gao)于SUS304，含(han)(han)銅(tong)量(liang)0.4％和不(bu)(bu)含(han)(han)銅(tong)無明顯(xian)影響。而(er)從圖(tu)4.40（b）中均(jun)可(ke)看(kan)出(chu)：在(zai)海(hai)(hai)洋(yang)大氣中試(shi)驗(yan)1.5年后，測定(ding)點(dian)蝕(shi)(shi)(shi)電(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)，隨鋼(gang)(gang)中鉻(ge)量(liang)增加(jia)，JFE443CT鋼(gang)(gang)的(de)(de)點(dian)蝕(shi)(shi)(shi)電(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)提(ti)高(gao)(gao)更加(jia)顯(xian)著。當(dang)含(han)(han)鉻(ge)量(liang)達21％時，此鋼(gang)(gang)的(de)(de)點(dian)蝕(shi)(shi)(shi)電(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)大大高(gao)(gao)于SUS304鋼(gang)(gang)的(de)(de)點(dian)蝕(shi)(shi)(shi)電(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)，而(er)且含(han)(han)0.4％Cu者(zhe)(zhe)，其點(dian)蝕(shi)(shi)(shi)電(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)也遠超(chao)過不(bu)(bu)含(han)(han)銅(tong)者(zhe)(zhe)。顯(xian)然(ran)0.4％Cu的(de)(de)作(zuo)用是有益的(de)(de)。

   圖4.41系(xi)采用X-射(she)線(xian)光電(dian)子譜(pu)儀半定量(liang)分析經海洋大氣(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)放置1.5年后試樣表(biao)面鈍(dun)化膜(mo)(mo)中(zhong)(zhong)(zhong) 的結果(guo)。顯然(ran)，經海洋大氣(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)放置后，JFE 443CT鋼表(biao)面鈍(dun)化膜(mo)(mo)中(zhong)(zhong)(zhong)鉻的富(fu)集是(shi)此鋼點(dian)蝕電(dian)位提(ti)高的原因，而0.4％Cu的加(jia)入則強(qiang)化了鈍(dun)化膜(mo)(mo)中(zhong)(zhong)(zhong)鉻的富(fu)集度，從而有(you)益于(yu)耐點(dian)蝕性的提(ti)高，但是(shi)鋼中(zhong)(zhong)(zhong)含(han)銅(tong)量(liang)有(you)一適(shi)宜(yi)范(fan)圍（見圖4.42），含(han)銅(tong)量(liang)低于(yu)0.3％或高于(yu)0.6％則是(shi)有(you)害的。因此，在(zai)此鋼冶煉時需予以注意。

   JFE 443CT鋼(gang)（00Cr21CuTi）的(de)(de)(de)耐(nai)(nai)點蝕和(he)耐(nai)(nai)縫(feng)隙腐蝕性(xing)能(neng) 圖(tu)4.43～圖(tu)4.46系國(guo)內外(wai)耐(nai)(nai)點蝕性(xing)的(de)(de)(de)一些試(shi)(shi)驗(yan)結果(guo)(guo)。從這(zhe)些試(shi)(shi)驗(yan)結果(guo)(guo)可看出(chu)，在所(suo)有(you)試(shi)(shi)驗(yan)條件下(xia)00Cr21CuTi鋼(gang)的(de)(de)(de)耐(nai)(nai)點蝕性(xing)與SUS304鋼(gang)相(xiang)當。圖(tu)4.45國(guo)內的(de)(de)(de)結果(guo)(guo)還指出(chu)了目前國(guo)內市場(chang)上宣傳能(neng)替代(dai)SUS304鋼(gang)并大量(liang)生產和(he)銷售的(de)(de)(de)含1％Ni、4％Ni且(qie)低(di)銘(ming)且(qie)高錳(meng)量(liang)的(de)(de)(de)所(suo)謂“200系”鋼(gang)①，耐(nai)(nai)點蝕性(xing)能(neng)很差(cha)，1％Ni（0Cr15Ni1Mn10CuN）低(di)于410 （0Cr12），4％Ni（0Cr15Ni4Mn8Cu）低(di)于430（0Cr17）。

   JFE所(suo)進行的(de)JFE 443CT耐(nai)縫(feng)隙(xi)腐(fu)蝕的(de)試驗(yan)結果見圖4.46中(zhong)，一方面表明(ming)(ming)在(zai)相同(tong)試驗(yan)條件下，含0.5％Cu的(de)00Cr21Cu0.5Ti（JFE 443CT）較不(bu)(bu)含銅者耐(nai)縫(feng)隙(xi)腐(fu)蝕性顯著提高，但也(ye)指(zhi)出，00Cr21Cu0.5Ti（JFE 443CT）鋼的(de)耐(nai)縫(feng)隙(xi)腐(fu)蝕性要低于SUS 304，也(ye)說明(ming)(ming)了鎳在(zai)不(bu)(bu)銹鋼中(zhong)耐(nai)縫(feng)隙(xi)腐(fu)蝕性能的(de)良好作用。

三、力學(xue)性能(neng)和冷(leng)成(cheng)型性 

  前面曾述及不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)力學性(xing)能，主要(yao)是(shi)由鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)組(zu)織(zhi)結(jie)構(gou)所決定的(de)(de)(de)。而力學性(xing)能則直接影響(xiang)著鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)冷成(cheng)型性(xing)，00Cr21CuTi鋼(gang)(gang)也(ye)不(bu)例外。眾(zhong)所周(zhou)知，鐵素(su)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)冷成(cheng)型性(xing)也(ye)是(shi)正確應用(yong)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)難點之一。由于鐵素(su)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)與(yu)304等鉻鎳奧氏體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)組(zu)織(zhi)結(jie)構(gou)的(de)(de)(de)差異(yi)，冷成(cheng)型性(xing)不(bu)同，必(bi)須根據鐵素(su)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)冷成(cheng)型特(te)點來(lai)研(yan)究(jiu)選(xuan)擇(ze)適(shi)宜冷成(cheng)型工藝以取(qu)得滿意的(de)(de)(de)結(jie)果(guo)。

 1. 深(shen)沖(chong)性  

   表(biao)4.26中列入了(le)(le)00Cr21CuTi鋼(gang)的(de)室溫(wen)力(li)學性(xing)能和冷(leng)(leng)(leng)(leng)成型(xing)參(can)數并與304進行對比的(de)結果，可以(yi)看出(chu)，由(you)于304鋼(gang)在拉(la)伸(shen)(shen)變(bian)形過(guo)程中有相變(bian)產生，此鋼(gang)易(yi)于加(jia)工硬(ying)化，故其強度（σb）值(zhi)(zhi)和伸(shen)(shen)長率(lv)均遠較00Cr21CuTi為高(gao)。且(qie)Er 值(zhi)(zhi)也大(da)。因此304鉻(ge)鎳奧氏體不銹鋼(gang)非常(chang)適(shi)于脹(zhang)形（鼓凸）冷(leng)(leng)(leng)(leng)加(jia)工。而00Cr21CuTi鋼(gang)冷(leng)(leng)(leng)(leng)加(jia)工硬(ying)化傾向(xiang)小(xiao)，伸(shen)(shen)長率(lv)也低(di)，Er值(zhi)(zhi)小(xiao)。故此鋼(gang)不適(shi)于單(dan)純的(de)脹(zhang)形（鼓凸）冷(leng)(leng)(leng)(leng)成型(xing)。但是(shi)00Cr21CuTi鋼(gang)的(de)r、LDR值(zhi)(zhi)均較高(gao)，因此此鋼(gang)非常(chang)適(shi)于深(shen)沖（深(shen)拉(la)伸(shen)(shen)）型(xing)冷(leng)(leng)(leng)(leng)加(jia)工而且(qie)還會優(you)于304不銹鋼(gang)。表(biao)4.27列出(chu)了(le)(le)國內的(de)試驗結果。表(biao)4.26中還指出(chu)了(le)(le)00Cr21CuTi鋼(gang)和304不銹鋼(gang)的(de)CCV值(zhi)(zhi)（圓錐杯試驗），二者(zhe)相差不大(da)。這表(biao)明00Cr21CuTi鋼(gang)仍具(ju)有深(shen)沖和脹(zhang)形（鼓凸）復合冷(leng)(leng)(leng)(leng)加(jia)工的(de)可行性(xing)。

 2. 延遲(chi)開裂敏感性  

   不銹鋼在進行諸如(ru)圓筒型(xing)產品的(de)深沖等冷(leng)成型(xing)時，一般(ban)多(duo)采用多(duo)段冷(leng)加工(gong)(gong)工(gong)(gong)藝(yi)，因為(wei)若一次大(da)變形(xing)量的(de)冷(leng)加工(gong)(gong)后，短時放置便會出(chu)現人們稱之為(wei)延遲開裂的(de)現象。這(zhe)與(yu)不銹鋼的(de)冷(leng)加工(gong)(gong)硬化的(de)敏感性密切(qie)相關。

   國(guo)內曾對439、443兩種鐵素體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)和一種鉻(ge)(ge)鎳(nie)奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)304以(yi)及低(di)(di)鉻(ge)(ge)低(di)(di)鎳(nie)的(de)1％Ni和4％Ni鉻(ge)(ge)錳氮鋼(gang)（國(guo)內稱為所謂“200”系不(bu)銹(xiu)鋼(gang)）進行(xing)了冷成型后(hou)的(de)延遲(chi)(chi)(chi)開(kai)裂敏(min)感性(xing)(xing)試驗(yan)。結果見圖(tu)4.47。從圖(tu)中可知(zhi)，443和439鐵素體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)延遲(chi)(chi)(chi)開(kai)裂的(de)敏(min)感性(xing)(xing)很低(di)(di)。由于(yu)此試驗(yan)條(tiao)件下深沖(chong)比最(zui)高(gao)僅(jin)為1.9，故冷作硬化敏(min)感性(xing)(xing)較鐵素體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)高(gao)的(de)304不(bu)銹(xiu)鋼(gang)并(bing)未顯示(shi)其對延遲(chi)(chi)(chi)開(kai)裂敏(min)感。但低(di)(di)鉻(ge)(ge)、低(di)(di)鎳(nie)的(de)鉻(ge)(ge)錳氮鋼(gang)（1％Ni和4％Ni）則顯示(shi)出對延遲(chi)(chi)(chi)斷(duan)裂的(de)高(gao)度敏(min)感性(xing)(xing)，深沖(chong)比僅(jin)1.5和1.7,4％Ni和1％Ni鋼(gang)便(bian)分別出現了延遲(chi)(chi)(chi)開(kai)裂。

   圖4.47 443、439和(he)304以(yi)(yi)及1％Ni、4％Ni鋼(gang)(gang)延(yan)(yan)遲斷裂(lie)敏感(gan)性 ，圖4.48則系一(yi)種(zhong)產品分8段進行(xing)深(shen)(shen)沖加(jia)工(gong)，深(shen)(shen)沖比(bi)達5～6高應變(bian)條件下的(de)(de)試驗結果。可以(yi)(yi)看出JFE443CT鋼(gang)(gang)并未出現(xian)延(yan)(yan)遲開(kai)裂(lie)而(er)SUS 304不銹(xiu)鋼(gang)(gang)在第7段冷(leng)加(jia)工(gong)后便(bian)出現(xian)了開(kai)裂(lie)。說明(ming)了SUS 304鋼(gang)(gang)的(de)(de)延(yan)(yan)遲斷裂(lie)敏感(gan)性要高于JFE 443CT鋼(gang)(gang)，一(yi)般認(ren)為奧氏體不銹(xiu)鋼(gang)(gang)延(yan)(yan)遲開(kai)裂(lie)敏感(gan)性高的(de)(de)原因(yin)與冷(leng)加(jia)工(gong)大變(bian)形(xing)區域的(de)(de)延(yan)(yan)伸還(huan)存在二次硬化和(he)二次加(jia)工(gong)脆(cui)化有關。

 3. 抗皺(zhou)性 

   鐵素體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)采用前(qian)述的化學成分和生(sheng)產(chan)工藝(yi)相(xiang)結合的生(sheng)產(chan)措施，JFE 443CT鋼(gang)的抗皺性可以達(da)到與SUS304不(bu)銹(xiu)鋼(gang)相(xiang)當的水平(ping)。圖4.49系經20％拉伸后所測(ce)得的JFE 443CT和SUS 304的表面起皺情況的對(dui)比。

四、焊接性 

   JFE 443CT鋼焊(han)(han)接(jie)性優良，可(ke)采用焊(han)(han)接(jie)不(bu)銹鋼通用的(de)(de)方法(fa)進行焊(han)(han)接(jie)。試驗(yan)表明，由于此鋼碳(tan)、氮量很(hen)低且(qie)又加(jia)鈦穩定化(hua)，焊(han)(han)后(hou)并無晶間(jian)腐蝕(shi)的(de)(de)敏感性。而且(qie)焊(han)(han)接(jie)部位也具有與母材基(ji)本相同的(de)(de)力學性能和耐腐蝕(shi)性能。

   當JFE 443CT需(xu)(xu)與(yu)18-8型304不銹鋼進行對接焊(han)時，需(xu)(xu)采(cai)用超(chao)低碳型的304L焊(han)絲(si)，為防止焊(han)接部位敏化，焊(han)接需(xu)(xu)使用308L和309L焊(han)絲(si)。

   焊接(jie)JFE 443CT時(shi)的注意事(shi)項與焊接(jie)其他(ta)超(chao)低碳(tan)并含穩定化元素(su)的其他(ta)現(xian)代鐵(tie)素(su)體不銹鋼相同。

五、應用 

  JFE 443CT不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼可用(yong)于室內和(he)室外(wai)(wai)耐(nai)大(da)(da)氣（除海(hai)洋(yang)大(da)(da)氣外(wai)(wai)）和(he)耐(nai)水(shui)環(huan)境(jing)(jing)（除海(hai)水(shui)外(wai)(wai)）的(de)腐(fu)蝕，特(te)別是430、439等(deng)鐵(tie)素體不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼的(de)不銹(xiu)(xiu)(xiu)耐(nai)蝕性尚顯不足的(de)廚房設(she)備(bei)、家用(yong)電(dian)器、裝(zhuang)飾、市政設(she)施、環(huan)境(jing)(jing)保護等(deng)一些用(yong)途中。代替(ti)304和(he)304L鉻鎳奧氏體不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼制(zhi)造薄截面(mian)尺寸(cun)的(de)冷加工成型的(de)設(she)備(bei)構(gou)件、容器和(he)輸水(shui)管線等(deng)。