在已有的鐵素(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(ao)氏(shi)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(gang)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(fen)和純凈(jing)度
JFE443CT化(hua)學成分標號(hao)為(wei)00Cr21CuTi，鋼中除含(han)(han)有20％～23％Cr外，還含(han)(han)有少量（0.4％）的(de)銅和(he)0.3％的(de)鈦。鋼中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(bo)帶進(jin)行(xing)的化(hua)學成分(fen)分(fen)析表明(ming)，鋼(gang)(gang)中硫量均在約0.001％，鋼(gang)(gang)中硫化(hua)物(wu)、氧化(hua)物(wu)、硅酸鹽(yan)等非(fei)金屬夾雜物(wu)評(ping)級均為0級，鋼(gang)(gang)的純凈度較(jiao)高(gao)。
二(er)、耐(nai)腐(fu)蝕性能
1. 大氣(qi)腐蝕
國(guo)內外在實驗(yan)室(shi)進(jin)行的鹽(yan)霧(wu)試驗(yan)結(jie)果(guo)(guo)見(jian)(jian)圖4.38；在海岸(an)大氣中進(jin)行掛片(pian)試驗(yan)所取得的結(jie)果(guo)(guo)見(jian)(jian)圖4.39。圖4.38（a）的結(jie)果(guo)(guo)表(biao)明 SUS 304和(he)JFE 443CT均(jun)未(wei)見(jian)(jian)銹蝕，而(er)圖4.38（b）的結(jie)果(guo)(guo)則指出(chu)0Cr17（SUS 430）不銹鋼(gang)試驗(yan)168h，鋼(gang)從端部開始生銹，而(er)JFE 443CT和(he)SUS 304鋼(gang)經(jing)5000h試驗(yan)也(ye)均(jun)未(wei)見(jian)(jian)腐蝕。圖4.39的結(jie)果(guo)(guo)表(biao)明SUS 430銹蝕嚴重(zhong)，SUS 304不銹鋼(gang)也(ye)有點蝕分布(bu)在整個試樣表(biao)面上，而(er)JFE443CT幾乎沒有銹蝕產生。
圖4.38（a）在35℃、5％NaCl溶液中經240h鹽霧試(shi)(shi)驗（GB 10125-88）的結果(guo)(guo) 、圖4.38（b）鹽霧試(shi)(shi)驗結果(guo)(guo)（JIS 22371法）
2. 晶間腐蝕
表4.24系JFE 443CT和SUS 304的焊管(guan)焊后焊縫的晶(jing)間腐蝕(shi)試驗結果（按(an)GB 4334.5-90法），JFE 443CT和SUS304均(jun)未產生晶(jing)間腐蝕(shi)。
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. 點蝕和縫隙腐蝕
鋼中(zhong)鉻(ge)(ge)、銅(tong)量(liang)對JFE443CT鋼耐(nai)點(dian)(dian)(dian)(dian)蝕(shi)性的(de)(de)(de)影響 圖(tu)4.40系JFE 443CT和(he)SUS 304兩種鋼的(de)(de)(de)試樣(yang)在離海岸1km處(chu)放置前和(he)放置1.5年后(hou)在35℃、3.5％NaCl溶液中(zhong)測(ce)定不同鉻(ge)(ge)含(han)(han)(han)量(liang)以及(ji)銅(tong)量(liang)0.4％和(he)不同含(han)(han)(han)銅(tong)量(liang)時的(de)(de)(de)點(dian)(dian)(dian)(dian)蝕(shi)電(dian)(dian)(dian)位，從(cong)圖(tu)4.40（a）中(zhong)可以看出(chu)：在海洋(yang)大(da)氣試驗(yan)(yan)前隨鋼中(zhong)鉻(ge)(ge)量(liang)的(de)(de)(de)提高(gao)，鋼的(de)(de)(de)點(dian)(dian)(dian)(dian)蝕(shi)電(dian)(dian)(dian)位提高(gao)（即耐(nai)點(dian)(dian)(dian)(dian)蝕(shi)性增加），當鉻(ge)(ge)量(liang)達21％時，此(ci)(ci)鋼的(de)(de)(de)點(dian)(dian)(dian)(dian)蝕(shi)電(dian)(dian)(dian)位可與SUS304相當，鉻(ge)(ge)量(liang)再(zai)高(gao)，其點(dian)(dian)(dian)(dian)蝕(shi)電(dian)(dian)(dian)位還可高(gao)于(yu)SUS304，含(han)(han)(han)銅(tong)量(liang)0.4％和(he)不含(han)(han)(han)銅(tong)無明(ming)顯影響。而從(cong)圖(tu)4.40（b）中(zhong)均可看出(chu)：在海洋(yang)大(da)氣中(zhong)試驗(yan)(yan)1.5年后(hou)，測(ce)定點(dian)(dian)(dian)(dian)蝕(shi)電(dian)(dian)(dian)位，隨鋼中(zhong)鉻(ge)(ge)量(liang)增加，JFE443CT鋼的(de)(de)(de)點(dian)(dian)(dian)(dian)蝕(shi)電(dian)(dian)(dian)位提高(gao)更(geng)加顯著。當含(han)(han)(han)鉻(ge)(ge)量(liang)達21％時，此(ci)(ci)鋼的(de)(de)(de)點(dian)(dian)(dian)(dian)蝕(shi)電(dian)(dian)(dian)位大(da)大(da)高(gao)于(yu)SUS304鋼的(de)(de)(de)點(dian)(dian)(dian)(dian)蝕(shi)電(dian)(dian)(dian)位，而且含(han)(han)(han)0.4％Cu者，其點(dian)(dian)(dian)(dian)蝕(shi)電(dian)(dian)(dian)位也遠(yuan)超過不含(han)(han)(han)銅(tong)者。顯然0.4％Cu的(de)(de)(de)作用是有益(yi)的(de)(de)(de)。
圖4.41系采用X-射線光電子譜儀半定量分析經海(hai)洋(yang)大(da)氣(qi)中放置(zhi)(zhi)1.5年(nian)后試樣(yang)表面鈍化(hua)膜中 的(de)結果(guo)。顯(xian)然，經海(hai)洋(yang)大(da)氣(qi)中放置(zhi)(zhi)后，JFE 443CT鋼(gang)表面鈍化(hua)膜中鉻(ge)的(de)富集(ji)是此鋼(gang)點(dian)蝕電位提高(gao)的(de)原因，而0.4％Cu的(de)加入則強(qiang)化(hua)了鈍化(hua)膜中鉻(ge)的(de)富集(ji)度，從而有益于(yu)耐點(dian)蝕性的(de)提高(gao)，但是鋼(gang)中含銅量有一適宜(yi)范圍（見圖4.42），含銅量低于(yu)0.3％或高(gao)于(yu)0.6％則是有害的(de)。因此，在(zai)此鋼(gang)冶煉時需予以注意(yi)。
JFE 443CT鋼(gang)(gang)（00Cr21CuTi）的(de)耐點(dian)(dian)蝕和耐縫隙腐蝕性(xing)能 圖(tu)4.43～圖(tu)4.46系國(guo)內外(wai)耐點(dian)(dian)蝕性(xing)的(de)一些試(shi)驗結(jie)果。從這些試(shi)驗結(jie)果可看出(chu)，在所有(you)試(shi)驗條(tiao)件(jian)下00Cr21CuTi鋼(gang)(gang)的(de)耐點(dian)(dian)蝕性(xing)與SUS304鋼(gang)(gang)相當。圖(tu)4.45國(guo)內的(de)結(jie)果還指出(chu)了目前國(guo)內市場上宣傳能替代(dai)SUS304鋼(gang)(gang)并(bing)大量生產和銷售的(de)含(han)1％Ni、4％Ni且低(di)銘且高錳(meng)量的(de)所謂“200系”鋼(gang)(gang)①，耐點(dian)(dian)蝕性(xing)能很差(cha)，1％Ni（0Cr15Ni1Mn10CuN）低(di)于410 （0Cr12），4％Ni（0Cr15Ni4Mn8Cu）低(di)于430（0Cr17）。
JFE所進行的(de)JFE 443CT耐縫隙腐蝕(shi)的(de)試驗結果(guo)見(jian)圖4.46中(zhong)，一方面(mian)表明在相同試驗條件(jian)下，含0.5％Cu的(de)00Cr21Cu0.5Ti（JFE 443CT）較不(bu)含銅(tong)者(zhe)耐縫隙腐蝕(shi)性(xing)(xing)顯著提高，但也指出，00Cr21Cu0.5Ti（JFE 443CT）鋼的(de)耐縫隙腐蝕(shi)性(xing)(xing)要低于SUS 304，也說明了鎳在不(bu)銹(xiu)鋼中(zhong)耐縫隙腐蝕(shi)性(xing)(xing)能(neng)的(de)良好作用。
三、力學(xue)性(xing)能和(he)冷成型性(xing)
前面曾述及不(bu)銹(xiu)鋼的(de)力(li)學性能，主要是(shi)由鋼的(de)組織結(jie)(jie)構所決定的(de)。而(er)力(li)學性能則直接影響著(zhu)鋼的(de)冷成型(xing)性，00Cr21CuTi鋼也(ye)(ye)不(bu)例外(wai)。眾(zhong)所周(zhou)知，鐵(tie)素(su)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼的(de)冷成型(xing)性也(ye)(ye)是(shi)正確應用不(bu)銹(xiu)鋼的(de)難點之一。由于鐵(tie)素(su)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼與304等鉻鎳(nie)奧氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼組織結(jie)(jie)構的(de)差異(yi)，冷成型(xing)性不(bu)同，必須根據鐵(tie)素(su)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼的(de)冷成型(xing)特點來研究選擇適宜冷成型(xing)工(gong)藝以(yi)取得滿意的(de)結(jie)(jie)果。
1. 深(shen)沖性
表(biao)(biao)4.26中列(lie)入了(le)00Cr21CuTi鋼(gang)(gang)(gang)的(de)室溫力學性能和冷(leng)成型(xing)參數并(bing)與(yu)304進行對比(bi)的(de)結果(guo)，可以看出(chu)，由(you)于(yu)304鋼(gang)(gang)(gang)在拉伸(shen)變(bian)形過程中有相變(bian)產生(sheng)，此(ci)(ci)鋼(gang)(gang)(gang)易于(yu)加工(gong)硬化，故(gu)其強度（σb）值(zhi)和伸(shen)長率均遠較00Cr21CuTi為(wei)高。且Er 值(zhi)也大。因(yin)此(ci)(ci)304鉻鎳(nie)奧氏體不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)非(fei)常適(shi)于(yu)脹(zhang)(zhang)形（鼓(gu)(gu)凸(tu)）冷(leng)加工(gong)。而00Cr21CuTi鋼(gang)(gang)(gang)冷(leng)加工(gong)硬化傾(qing)向(xiang)小(xiao)，伸(shen)長率也低，Er值(zhi)小(xiao)。故(gu)此(ci)(ci)鋼(gang)(gang)(gang)不(bu)適(shi)于(yu)單純的(de)脹(zhang)(zhang)形（鼓(gu)(gu)凸(tu)）冷(leng)成型(xing)。但(dan)是00Cr21CuTi鋼(gang)(gang)(gang)的(de)r、LDR值(zhi)均較高，因(yin)此(ci)(ci)此(ci)(ci)鋼(gang)(gang)(gang)非(fei)常適(shi)于(yu)深沖（深拉伸(shen)）型(xing)冷(leng)加工(gong)而且還(huan)會優于(yu)304不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)。表(biao)(biao)4.27列(lie)出(chu)了(le)國內的(de)試驗結果(guo)。表(biao)(biao)4.26中還(huan)指出(chu)了(le)00Cr21CuTi鋼(gang)(gang)(gang)和304不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)的(de)CCV值(zhi)（圓(yuan)錐杯試驗），二者(zhe)相差不(bu)大。這表(biao)(biao)明00Cr21CuTi鋼(gang)(gang)(gang)仍具(ju)有深沖和脹(zhang)(zhang)形（鼓(gu)(gu)凸(tu)）復合冷(leng)加工(gong)的(de)可行性。
2. 延遲開裂(lie)敏(min)感性
不銹(xiu)鋼(gang)在(zai)進行諸如圓筒型(xing)產品的(de)(de)深沖(chong)等冷成型(xing)時，一(yi)般多采用多段冷加(jia)工(gong)(gong)工(gong)(gong)藝(yi)，因(yin)為若一(yi)次(ci)大變形量(liang)的(de)(de)冷加(jia)工(gong)(gong)后，短時放(fang)置便會出(chu)現人們稱之(zhi)為延遲開裂(lie)的(de)(de)現象(xiang)。這與不銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)冷加(jia)工(gong)(gong)硬化的(de)(de)敏感性密(mi)切相關。
國(guo)內(nei)曾對(dui)439、443兩種(zhong)鐵(tie)素(su)體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹鋼和一種(zhong)鉻(ge)鎳(nie)奧氏體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹鋼304以(yi)及低(di)鉻(ge)低(di)鎳(nie)的(de)(de)1％Ni和4％Ni鉻(ge)錳氮鋼（國(guo)內(nei)稱為所謂“200”系不(bu)(bu)(bu)銹鋼）進行(xing)了冷成型(xing)后的(de)(de)延(yan)遲(chi)開(kai)(kai)裂敏(min)(min)感性(xing)試(shi)(shi)驗。結果見圖4.47。從圖中(zhong)可(ke)知，443和439鐵(tie)素(su)體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹鋼的(de)(de)延(yan)遲(chi)開(kai)(kai)裂的(de)(de)敏(min)(min)感性(xing)很低(di)。由于此試(shi)(shi)驗條件下(xia)深沖比最高(gao)僅為1.9，故冷作(zuo)硬化敏(min)(min)感性(xing)較鐵(tie)素(su)體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹鋼高(gao)的(de)(de)304不(bu)(bu)(bu)銹鋼并未顯示其對(dui)延(yan)遲(chi)開(kai)(kai)裂敏(min)(min)感。但低(di)鉻(ge)、低(di)鎳(nie)的(de)(de)鉻(ge)錳氮鋼（1％Ni和4％Ni）則顯示出對(dui)延(yan)遲(chi)斷裂的(de)(de)高(gao)度(du)敏(min)(min)感性(xing)，深沖比僅1.5和1.7,4％Ni和1％Ni鋼便(bian)分別出現(xian)了延(yan)遲(chi)開(kai)(kai)裂。
圖(tu)4.47 443、439和304以(yi)及1％Ni、4％Ni鋼(gang)延(yan)遲(chi)斷裂(lie)敏(min)感性 ，圖(tu)4.48則系一種產品分8段(duan)進行深沖加(jia)工(gong)，深沖比達5～6高應變條件下的試驗結果(guo)。可以(yi)看(kan)出(chu)JFE443CT鋼(gang)并未出(chu)現延(yan)遲(chi)開裂(lie)而SUS 304不(bu)銹鋼(gang)在第7段(duan)冷加(jia)工(gong)后便出(chu)現了(le)開裂(lie)。說(shuo)明(ming)了(le)SUS 304鋼(gang)的延(yan)遲(chi)斷裂(lie)敏(min)感性要高于JFE 443CT鋼(gang)，一般認為奧氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)延(yan)遲(chi)開裂(lie)敏(min)感性高的原因與冷加(jia)工(gong)大變形區域的延(yan)伸還存在二次硬化和二次加(jia)工(gong)脆化有關。
3. 抗皺(zhou)性
鐵素體(ti)不銹鋼(gang)采用前述的(de)(de)化學成(cheng)分和生產(chan)工(gong)藝(yi)相(xiang)結合的(de)(de)生產(chan)措施，JFE 443CT鋼(gang)的(de)(de)抗皺性可(ke)以(yi)達(da)到(dao)與SUS304不銹鋼(gang)相(xiang)當的(de)(de)水平。圖4.49系經20％拉(la)伸后所測得的(de)(de)JFE 443CT和SUS 304的(de)(de)表面起皺情(qing)況的(de)(de)對比(bi)。
四(si)、焊(han)接(jie)性
JFE 443CT鋼(gang)焊(han)接性(xing)優良，可采(cai)用(yong)焊(han)接不銹鋼(gang)通用(yong)的方法進行焊(han)接。試驗(yan)表明，由于此鋼(gang)碳(tan)、氮量很低且又加鈦(tai)穩定(ding)化，焊(han)后并無晶間腐蝕的敏感性(xing)。而(er)且焊(han)接部位也具有與母材基本相同的力(li)學性(xing)能和耐腐蝕性(xing)能。
當(dang)JFE 443CT需(xu)與18-8型(xing)304不銹鋼(gang)進(jin)行對(dui)接(jie)(jie)焊(han)時，需(xu)采用(yong)超(chao)低碳型(xing)的304L焊(han)絲，為防止焊(han)接(jie)(jie)部(bu)位敏化，焊(han)接(jie)(jie)需(xu)使用(yong)308L和(he)309L焊(han)絲。
焊接JFE 443CT時的(de)注(zhu)意事(shi)項與焊接其(qi)他(ta)超低(di)碳并含穩定化元(yuan)素(su)的(de)其(qi)他(ta)現代鐵素(su)體(ti)不銹鋼相同(tong)。
五、應(ying)用
JFE 443CT不(bu)(bu)銹(xiu)鋼可(ke)用(yong)于室內和(he)室外耐(nai)(nai)大氣（除海洋大氣外）和(he)耐(nai)(nai)水環(huan)境（除海水外）的(de)腐蝕，特別是430、439等鐵素體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼的(de)不(bu)(bu)銹(xiu)耐(nai)(nai)蝕性(xing)尚顯(xian)不(bu)(bu)足的(de)廚(chu)房設備、家用(yong)電(dian)器(qi)、裝飾、市政設施、環(huan)境保護(hu)等一些用(yong)途中。代(dai)替304和(he)304L鉻(ge)鎳奧(ao)氏體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼制造薄截面尺寸的(de)冷加工成(cheng)型的(de)設備構件、容(rong)器(qi)和(he)輸水管線等。
