在已有的鐵素體(ti)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，（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(he)純凈度
JFE443CT化學成分標號為(wei)00Cr21CuTi，鋼中除含(han)有(you)20％～23％Cr外，還含(han)有(you)少量（0.4％）的銅和0.3％的鈦。鋼中C＋N含(han)量≤0.03％，Mn、Si含(han)量≤0.20％，S含(han)量≤0.01％。
對日本進口(kou)的(de)冷軋薄帶進行(xing)的(de)化(hua)學成分分析表明，鋼中硫(liu)量均(jun)(jun)在(zai)約0.001％，鋼中硫(liu)化(hua)物、氧化(hua)物、硅酸鹽等非金屬夾雜(za)物評級均(jun)(jun)為0級，鋼的(de)純凈度(du)較(jiao)高。
二、耐腐蝕性能
1. 大(da)氣腐蝕
國內(nei)外在(zai)(zai)實驗(yan)(yan)室進(jin)(jin)行的鹽霧試(shi)驗(yan)(yan)結(jie)果(guo)見圖4.38；在(zai)(zai)海岸(an)大氣中進(jin)(jin)行掛片試(shi)驗(yan)(yan)所取得的結(jie)果(guo)見圖4.39。圖4.38（a）的結(jie)果(guo)表明 SUS 304和JFE 443CT均(jun)未(wei)見銹蝕，而圖4.38（b）的結(jie)果(guo)則指出0Cr17（SUS 430）不銹鋼試(shi)驗(yan)(yan)168h，鋼從端(duan)部開始生(sheng)銹，而JFE 443CT和SUS 304鋼經5000h試(shi)驗(yan)(yan)也(ye)均(jun)未(wei)見腐(fu)蝕。圖4.39的結(jie)果(guo)表明SUS 430銹蝕嚴重，SUS 304不銹鋼也(ye)有點蝕分布在(zai)(zai)整個試(shi)樣表面(mian)上，而JFE443CT幾乎沒有銹蝕產(chan)生(sheng)。
圖4.38（a）在35℃、5％NaCl溶(rong)液中經(jing)240h鹽霧試(shi)驗(yan)（GB 10125-88）的結果(guo) 、圖4.38（b）鹽霧試(shi)驗(yan)結果(guo)（JIS 22371法）
2. 晶(jing)間腐蝕
表4.24系(xi)JFE 443CT和(he)SUS 304的焊(han)管(guan)焊(han)后焊(han)縫的晶(jing)間腐蝕試驗結果(guo)（按GB 4334.5-90法），JFE 443CT和(he)SUS304均未產生晶(jing)間腐蝕。
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(shi)(shi)和縫(feng)隙(xi)腐蝕(shi)(shi)
鋼中(zhong)鉻(ge)、銅(tong)量(liang)(liang)(liang)對JFE443CT鋼耐(nai)點蝕性的(de)(de)(de)影響 圖4.40系JFE 443CT和(he)SUS 304兩種(zhong)鋼的(de)(de)(de)試樣(yang)在(zai)離海岸1km處放置前和(he)放置1.5年后在(zai)35℃、3.5％NaCl溶液中(zhong)測定(ding)不(bu)同鉻(ge)含(han)量(liang)(liang)(liang)以(yi)及銅(tong)量(liang)(liang)(liang)0.4％和(he)不(bu)同含(han)銅(tong)量(liang)(liang)(liang)時的(de)(de)(de)點蝕電(dian)(dian)位(wei)(wei)，從圖4.40（a）中(zhong)可以(yi)看出：在(zai)海洋大(da)(da)氣(qi)試驗(yan)前隨鋼中(zhong)鉻(ge)量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)提高(gao)(gao)，鋼的(de)(de)(de)點蝕電(dian)(dian)位(wei)(wei)提高(gao)(gao)（即耐(nai)點蝕性增(zeng)加(jia)），當(dang)鉻(ge)量(liang)(liang)(liang)達21％時，此鋼的(de)(de)(de)點蝕電(dian)(dian)位(wei)(wei)可與SUS304相當(dang)，鉻(ge)量(liang)(liang)(liang)再高(gao)(gao)，其(qi)點蝕電(dian)(dian)位(wei)(wei)還可高(gao)(gao)于SUS304，含(han)銅(tong)量(liang)(liang)(liang)0.4％和(he)不(bu)含(han)銅(tong)無(wu)明顯(xian)影響。而從圖4.40（b）中(zhong)均可看出：在(zai)海洋大(da)(da)氣(qi)中(zhong)試驗(yan)1.5年后，測定(ding)點蝕電(dian)(dian)位(wei)(wei)，隨鋼中(zhong)鉻(ge)量(liang)(liang)(liang)增(zeng)加(jia)，JFE443CT鋼的(de)(de)(de)點蝕電(dian)(dian)位(wei)(wei)提高(gao)(gao)更加(jia)顯(xian)著。當(dang)含(han)鉻(ge)量(liang)(liang)(liang)達21％時，此鋼的(de)(de)(de)點蝕電(dian)(dian)位(wei)(wei)大(da)(da)大(da)(da)高(gao)(gao)于SUS304鋼的(de)(de)(de)點蝕電(dian)(dian)位(wei)(wei)，而且含(han)0.4％Cu者，其(qi)點蝕電(dian)(dian)位(wei)(wei)也遠超過不(bu)含(han)銅(tong)者。顯(xian)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(xian)光(guang)電(dian)子譜儀半(ban)定量分析經海洋(yang)大氣中放置1.5年后(hou)試樣表面(mian)鈍化膜中 的(de)(de)(de)(de)結果。顯然，經海洋(yang)大氣中放置后(hou)，JFE 443CT鋼表面(mian)鈍化膜中鉻的(de)(de)(de)(de)富(fu)集是此鋼點(dian)(dian)蝕電(dian)位提高(gao)的(de)(de)(de)(de)原因，而0.4％Cu的(de)(de)(de)(de)加入則(ze)強化了鈍化膜中鉻的(de)(de)(de)(de)富(fu)集度，從而有益于(yu)耐點(dian)(dian)蝕性的(de)(de)(de)(de)提高(gao)，但是鋼中含(han)銅(tong)量有一適宜(yi)范(fan)圍（見圖4.42），含(han)銅(tong)量低于(yu)0.3％或高(gao)于(yu)0.6％則(ze)是有害的(de)(de)(de)(de)。因此，在此鋼冶煉時(shi)需予以注意。
JFE 443CT鋼(gang)（00Cr21CuTi）的(de)耐點(dian)蝕(shi)和(he)耐縫隙腐(fu)蝕(shi)性能(neng) 圖4.43～圖4.46系國內(nei)外耐點(dian)蝕(shi)性的(de)一些試(shi)驗(yan)結果(guo)。從這些試(shi)驗(yan)結果(guo)可看出(chu)，在(zai)所有(you)試(shi)驗(yan)條件下(xia)00Cr21CuTi鋼(gang)的(de)耐點(dian)蝕(shi)性與SUS304鋼(gang)相當。圖4.45國內(nei)的(de)結果(guo)還指出(chu)了目前國內(nei)市場上宣(xuan)傳能(neng)替代SUS304鋼(gang)并大量(liang)生產和(he)銷售(shou)的(de)含1％Ni、4％Ni且(qie)低(di)(di)銘且(qie)高(gao)錳量(liang)的(de)所謂“200系”鋼(gang)①，耐點(dian)蝕(shi)性能(neng)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JFE 443CT耐(nai)縫(feng)隙腐(fu)蝕的試驗(yan)結果見圖4.46中(zhong)，一方面表明在(zai)相同試驗(yan)條件下(xia)，含0.5％Cu的00Cr21Cu0.5Ti（JFE 443CT）較不(bu)含銅者耐(nai)縫(feng)隙腐(fu)蝕性顯著提高，但(dan)也(ye)指出，00Cr21Cu0.5Ti（JFE 443CT）鋼的耐(nai)縫(feng)隙腐(fu)蝕性要低于SUS 304，也(ye)說明了鎳在(zai)不(bu)銹鋼中(zhong)耐(nai)縫(feng)隙腐(fu)蝕性能(neng)的良好作用。
三、力學性(xing)能和冷成型性(xing)
前面(mian)曾述及(ji)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)力(li)學(xue)性(xing)能，主(zhu)要是由(you)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)組(zu)織結構(gou)所決定的(de)(de)。而力(li)學(xue)性(xing)能則直接(jie)影響著(zhu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)冷(leng)成(cheng)型性(xing)，00Cr21CuTi鋼(gang)(gang)(gang)也不(bu)例外。眾所周知，鐵(tie)素(su)(su)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)冷(leng)成(cheng)型性(xing)也是正(zheng)確(que)應(ying)用不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)難點之一(yi)。由(you)于(yu)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)與304等鉻鎳奧氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)組(zu)織結構(gou)的(de)(de)差異，冷(leng)成(cheng)型性(xing)不(bu)同，必須根據鐵(tie)素(su)(su)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)冷(leng)成(cheng)型特點來研究選擇適宜(yi)冷(leng)成(cheng)型工藝以(yi)取(qu)得滿意的(de)(de)結果。
1. 深沖性
表(biao)4.26中列(lie)入了(le)00Cr21CuTi鋼的室溫(wen)力(li)學性能和(he)冷成型參(can)數并與304進行(xing)對比(bi)的結(jie)(jie)果(guo)，可以看出，由于304鋼在拉(la)伸(shen)變(bian)形過(guo)程中有相變(bian)產生，此鋼易于加(jia)(jia)工硬化(hua)，故其強度（σb）值(zhi)和(he)伸(shen)長率均遠較(jiao)00Cr21CuTi為高(gao)。且Er 值(zhi)也(ye)大。因此304鉻(ge)鎳奧(ao)氏體不銹鋼非(fei)常(chang)適于脹(zhang)形（鼓(gu)(gu)凸(tu)）冷加(jia)(jia)工。而(er)00Cr21CuTi鋼冷加(jia)(jia)工硬化(hua)傾(qing)向小，伸(shen)長率也(ye)低，Er值(zhi)小。故此鋼不適于單純的脹(zhang)形（鼓(gu)(gu)凸(tu)）冷成型。但是00Cr21CuTi鋼的r、LDR值(zhi)均較(jiao)高(gao)，因此此鋼非(fei)常(chang)適于深沖（深拉(la)伸(shen)）型冷加(jia)(jia)工而(er)且還會優(you)于304不銹鋼。表(biao)4.27列(lie)出了(le)國內的試(shi)驗結(jie)(jie)果(guo)。表(biao)4.26中還指出了(le)00Cr21CuTi鋼和(he)304不銹鋼的CCV值(zhi)（圓錐(zhui)杯試(shi)驗），二者相差不大。這表(biao)明00Cr21CuTi鋼仍具有深沖和(he)脹(zhang)形（鼓(gu)(gu)凸(tu)）復合冷加(jia)(jia)工的可行(xing)性。
2. 延遲開裂(lie)敏感性(xing)
不銹(xiu)鋼在進行諸(zhu)如圓筒型產品的(de)(de)(de)深沖等冷(leng)成型時，一般多采用(yong)多段冷(leng)加(jia)工(gong)工(gong)藝，因為(wei)若一次(ci)大變形量的(de)(de)(de)冷(leng)加(jia)工(gong)后，短時放置便(bian)會出現(xian)人們稱(cheng)之為(wei)延(yan)遲(chi)開裂的(de)(de)(de)現(xian)象。這與(yu)不銹(xiu)鋼的(de)(de)(de)冷(leng)加(jia)工(gong)硬化的(de)(de)(de)敏感性密(mi)切相(xiang)關(guan)。
國內(nei)曾對(dui)439、443兩(liang)種鐵素體(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)和(he)一種鉻鎳(nie)奧(ao)氏體(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)304以及低(di)鉻低(di)鎳(nie)的(de)(de)(de)(de)1％Ni和(he)4％Ni鉻錳氮鋼(gang)(gang)（國內(nei)稱為所謂“200”系不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)）進(jin)行了冷(leng)成型后的(de)(de)(de)(de)延(yan)(yan)(yan)遲(chi)(chi)開裂敏感(gan)(gan)(gan)性試(shi)驗。結果見圖4.47。從圖中可知，443和(he)439鐵素體(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)延(yan)(yan)(yan)遲(chi)(chi)開裂的(de)(de)(de)(de)敏感(gan)(gan)(gan)性很(hen)低(di)。由于此(ci)試(shi)驗條件下深沖(chong)比最高(gao)僅(jin)為1.9，故冷(leng)作硬化敏感(gan)(gan)(gan)性較鐵素體(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)高(gao)的(de)(de)(de)(de)304不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)并未顯示(shi)其對(dui)延(yan)(yan)(yan)遲(chi)(chi)開裂敏感(gan)(gan)(gan)。但低(di)鉻、低(di)鎳(nie)的(de)(de)(de)(de)鉻錳氮鋼(gang)(gang)（1％Ni和(he)4％Ni）則顯示(shi)出(chu)對(dui)延(yan)(yan)(yan)遲(chi)(chi)斷(duan)裂的(de)(de)(de)(de)高(gao)度(du)敏感(gan)(gan)(gan)性，深沖(chong)比僅(jin)1.5和(he)1.7,4％Ni和(he)1％Ni鋼(gang)(gang)便分別出(chu)現了延(yan)(yan)(yan)遲(chi)(chi)開裂。
圖(tu)4.47 443、439和304以及1％Ni、4％Ni鋼(gang)(gang)(gang)延(yan)(yan)(yan)遲(chi)斷裂敏(min)感性(xing) ，圖(tu)4.48則系(xi)一種產品分8段進行深(shen)沖加工(gong)，深(shen)沖比達5～6高應(ying)變條(tiao)件下的(de)試驗(yan)結果(guo)。可以看出(chu)(chu)JFE443CT鋼(gang)(gang)(gang)并未(wei)出(chu)(chu)現(xian)延(yan)(yan)(yan)遲(chi)開裂而(er)SUS 304不銹鋼(gang)(gang)(gang)在第7段冷(leng)加工(gong)后便出(chu)(chu)現(xian)了開裂。說明了SUS 304鋼(gang)(gang)(gang)的(de)延(yan)(yan)(yan)遲(chi)斷裂敏(min)感性(xing)要(yao)高于JFE 443CT鋼(gang)(gang)(gang)，一般認為奧氏體不銹鋼(gang)(gang)(gang)延(yan)(yan)(yan)遲(chi)開裂敏(min)感性(xing)高的(de)原因與冷(leng)加工(gong)大(da)變形區域的(de)延(yan)(yan)(yan)伸還(huan)存(cun)在二次硬化和二次加工(gong)脆化有關(guan)。
3. 抗皺性
鐵素體不銹鋼(gang)采用前述的(de)(de)化學成分和生(sheng)產工藝相結合的(de)(de)生(sheng)產措施，JFE 443CT鋼(gang)的(de)(de)抗皺性可以達到與SUS304不銹鋼(gang)相當的(de)(de)水平。圖4.49系(xi)經20％拉伸后所(suo)測得的(de)(de)JFE 443CT和SUS 304的(de)(de)表(biao)面起皺情況的(de)(de)對比。
四(si)、焊(han)接性
JFE 443CT鋼(gang)焊(han)接性(xing)優良，可(ke)采用(yong)焊(han)接不銹(xiu)鋼(gang)通(tong)用(yong)的方(fang)法進行焊(han)接。試驗表明(ming)，由(you)于此鋼(gang)碳(tan)、氮(dan)量很低且又加(jia)鈦穩定(ding)化(hua)，焊(han)后并(bing)無晶間(jian)腐蝕的敏感性(xing)。而且焊(han)接部位也具(ju)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304不銹鋼(gang)進行對接(jie)焊(han)時，需(xu)采用超低碳型的(de)304L焊(han)絲(si)，為(wei)防止焊(han)接(jie)部位敏化，焊(han)接(jie)需(xu)使(shi)用308L和309L焊(han)絲(si)。
焊(han)接JFE 443CT時的(de)注意事項與焊(han)接其(qi)他超(chao)低(di)碳并含穩定(ding)化元素的(de)其(qi)他現代(dai)鐵素體不(bu)銹鋼相同。
五、應用
JFE 443CT不(bu)銹鋼(gang)可用(yong)(yong)于室(shi)內和室(shi)外(wai)耐大氣（除海洋大氣外(wai)）和耐水(shui)環境（除海水(shui)外(wai)）的(de)腐蝕，特別是430、439等(deng)鐵素體不(bu)銹鋼(gang)的(de)不(bu)銹耐蝕性尚顯不(bu)足的(de)廚房(fang)設備、家用(yong)(yong)電器(qi)、裝飾(shi)、市政設施(shi)、環境保護等(deng)一些用(yong)(yong)途中。代替304和304L鉻(ge)鎳奧氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)制造薄(bo)截(jie)面尺寸的(de)冷加(jia)工成(cheng)型的(de)設備構件、容器(qi)和輸水(shui)管線等(deng)。
