在已有的鐵素體不銹(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(ao)氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)，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(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(cheng)分和純凈度
JFE443CT化學成分標號為00Cr21CuTi，鋼中(zhong)除含(han)(han)有(you)20％～23％Cr外，還含(han)(han)有(you)少量（0.4％）的銅和(he)0.3％的鈦。鋼中(zhong)C＋N含(han)(han)量≤0.03％，Mn、Si含(han)(han)量≤0.20％，S含(han)(han)量≤0.01％。
對日本進口的冷(leng)軋薄帶進行的化(hua)(hua)學(xue)成分分析表明，鋼(gang)中硫(liu)量均在約0.001％，鋼(gang)中硫(liu)化(hua)(hua)物、氧化(hua)(hua)物、硅酸(suan)鹽等非金屬夾雜物評級(ji)均為0級(ji)，鋼(gang)的純凈度(du)較高。
二(er)、耐腐蝕(shi)性能
1. 大氣腐蝕(shi)
國(guo)內外在(zai)實驗(yan)(yan)室進(jin)行的(de)鹽霧試驗(yan)(yan)結(jie)果(guo)(guo)見圖4.38；在(zai)海岸大氣(qi)中進(jin)行掛(gua)片試驗(yan)(yan)所取得的(de)結(jie)果(guo)(guo)見圖4.39。圖4.38（a）的(de)結(jie)果(guo)(guo)表明(ming) SUS 304和JFE 443CT均未見銹(xiu)(xiu)蝕，而圖4.38（b）的(de)結(jie)果(guo)(guo)則指出(chu)0Cr17（SUS 430）不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)試驗(yan)(yan)168h，鋼(gang)從端部開始生(sheng)銹(xiu)(xiu)，而JFE 443CT和SUS 304鋼(gang)經5000h試驗(yan)(yan)也均未見腐蝕。圖4.39的(de)結(jie)果(guo)(guo)表明(ming)SUS 430銹(xiu)(xiu)蝕嚴重，SUS 304不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)也有(you)點蝕分布在(zai)整個試樣表面上，而JFE443CT幾乎沒(mei)有(you)銹(xiu)(xiu)蝕產生(sheng)。
圖4.38（a）在35℃、5％NaCl溶(rong)液中經240h鹽霧試驗(yan)（GB 10125-88）的結(jie)果 、圖4.38（b）鹽霧試驗(yan)結(jie)果（JIS 22371法）
2. 晶間腐蝕
表4.24系JFE 443CT和SUS 304的(de)焊管焊后焊縫的(de)晶間(jian)腐蝕試驗結果（按GB 4334.5-90法），JFE 443CT和SUS304均未產生晶間(jian)腐蝕。
3. 應(ying)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(xi)腐蝕
鋼中(zhong)鉻、銅量(liang)對JFE443CT鋼耐點(dian)(dian)(dian)蝕(shi)(shi)性的(de)(de)影響 圖4.40系JFE 443CT和(he)SUS 304兩種鋼的(de)(de)試樣(yang)在離海(hai)岸(an)1km處放(fang)置前(qian)和(he)放(fang)置1.5年(nian)(nian)后在35℃、3.5％NaCl溶液中(zhong)測(ce)定不(bu)同(tong)鉻含量(liang)以及(ji)銅量(liang)0.4％和(he)不(bu)同(tong)含銅量(liang)時(shi)(shi)的(de)(de)點(dian)(dian)(dian)蝕(shi)(shi)電(dian)位(wei)(wei)(wei)，從圖4.40（a）中(zhong)可(ke)以看出：在海(hai)洋(yang)大(da)氣試驗前(qian)隨鋼中(zhong)鉻量(liang)的(de)(de)提(ti)高，鋼的(de)(de)點(dian)(dian)(dian)蝕(shi)(shi)電(dian)位(wei)(wei)(wei)提(ti)高（即耐點(dian)(dian)(dian)蝕(shi)(shi)性增加），當(dang)鉻量(liang)達(da)21％時(shi)(shi)，此(ci)鋼的(de)(de)點(dian)(dian)(dian)蝕(shi)(shi)電(dian)位(wei)(wei)(wei)可(ke)與SUS304相(xiang)當(dang)，鉻量(liang)再高，其點(dian)(dian)(dian)蝕(shi)(shi)電(dian)位(wei)(wei)(wei)還(huan)可(ke)高于SUS304，含銅量(liang)0.4％和(he)不(bu)含銅無明顯影響。而從圖4.40（b）中(zhong)均(jun)可(ke)看出：在海(hai)洋(yang)大(da)氣中(zhong)試驗1.5年(nian)(nian)后，測(ce)定點(dian)(dian)(dian)蝕(shi)(shi)電(dian)位(wei)(wei)(wei)，隨鋼中(zhong)鉻量(liang)增加，JFE443CT鋼的(de)(de)點(dian)(dian)(dian)蝕(shi)(shi)電(dian)位(wei)(wei)(wei)提(ti)高更(geng)加顯著。當(dang)含鉻量(liang)達(da)21％時(shi)(shi)，此(ci)鋼的(de)(de)點(dian)(dian)(dian)蝕(shi)(shi)電(dian)位(wei)(wei)(wei)大(da)大(da)高于SUS304鋼的(de)(de)點(dian)(dian)(dian)蝕(shi)(shi)電(dian)位(wei)(wei)(wei)，而且含0.4％Cu者(zhe)，其點(dian)(dian)(dian)蝕(shi)(shi)電(dian)位(wei)(wei)(wei)也(ye)遠超(chao)過不(bu)含銅者(zhe)。顯然0.4％Cu的(de)(de)作用是有(you)益的(de)(de)。
圖(tu)4.41系(xi)采用X-射線光電(dian)子譜儀半定量分析經海(hai)洋大氣(qi)中(zhong)(zhong)放置1.5年后試樣表(biao)面鈍(dun)化膜(mo)中(zhong)(zhong) 的(de)(de)結果。顯然，經海(hai)洋大氣(qi)中(zhong)(zhong)放置后，JFE 443CT鋼表(biao)面鈍(dun)化膜(mo)中(zhong)(zhong)鉻(ge)的(de)(de)富集是此(ci)鋼點蝕(shi)電(dian)位提(ti)高(gao)的(de)(de)原因，而0.4％Cu的(de)(de)加入(ru)則強(qiang)化了鈍(dun)化膜(mo)中(zhong)(zhong)鉻(ge)的(de)(de)富集度，從而有(you)益于(yu)耐點蝕(shi)性的(de)(de)提(ti)高(gao)，但是鋼中(zhong)(zhong)含銅量有(you)一(yi)適宜范圍（見圖(tu)4.42），含銅量低于(yu)0.3％或(huo)高(gao)于(yu)0.6％則是有(you)害的(de)(de)。因此(ci)，在此(ci)鋼冶煉(lian)時需(xu)予以注意。
JFE 443CT鋼(gang)（00Cr21CuTi）的(de)耐(nai)(nai)點蝕(shi)(shi)和(he)(he)耐(nai)(nai)縫(feng)隙腐(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)能 圖(tu)4.43～圖(tu)4.46系(xi)國(guo)(guo)內(nei)(nei)外耐(nai)(nai)點蝕(shi)(shi)性(xing)的(de)一些試驗結果。從這些試驗結果可看出，在所(suo)有試驗條件下00Cr21CuTi鋼(gang)的(de)耐(nai)(nai)點蝕(shi)(shi)性(xing)與SUS304鋼(gang)相當。圖(tu)4.45國(guo)(guo)內(nei)(nei)的(de)結果還指(zhi)出了目前國(guo)(guo)內(nei)(nei)市場上宣傳能替代SUS304鋼(gang)并(bing)大(da)量生產和(he)(he)銷售(shou)的(de)含1％Ni、4％Ni且低(di)銘且高錳量的(de)所(suo)謂“200系(xi)”鋼(gang)①，耐(nai)(nai)點蝕(shi)(shi)性(xing)能很差(cha)，1％Ni（0Cr15Ni1Mn10CuN）低(di)于(yu)410 （0Cr12），4％Ni（0Cr15Ni4Mn8Cu）低(di)于(yu)430（0Cr17）。
JFE所進行的(de)(de)JFE 443CT耐(nai)縫(feng)隙腐蝕的(de)(de)試驗(yan)結果見圖(tu)4.46中，一方面表明(ming)在(zai)相同試驗(yan)條件下，含0.5％Cu的(de)(de)00Cr21Cu0.5Ti（JFE 443CT）較不含銅(tong)者耐(nai)縫(feng)隙腐蝕性顯著(zhu)提高，但也指出，00Cr21Cu0.5Ti（JFE 443CT）鋼(gang)的(de)(de)耐(nai)縫(feng)隙腐蝕性要低于SUS 304，也說明(ming)了(le)鎳在(zai)不銹鋼(gang)中耐(nai)縫(feng)隙腐蝕性能的(de)(de)良好作用(yong)。
三、力學(xue)性(xing)能(neng)和冷成(cheng)型性(xing)
前(qian)面曾述及(ji)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)力學(xue)性能(neng)，主(zhu)要是由鋼(gang)(gang)的(de)(de)組織結(jie)構(gou)所(suo)決定的(de)(de)。而力學(xue)性能(neng)則直接(jie)影響著(zhu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)冷成(cheng)型(xing)性，00Cr21CuTi鋼(gang)(gang)也(ye)不(bu)(bu)(bu)例(li)外。眾(zhong)所(suo)周知，鐵素(su)體不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)冷成(cheng)型(xing)性也(ye)是正確應用不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)難點之一。由于鐵素(su)體不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)與304等鉻鎳奧氏體不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)組織結(jie)構(gou)的(de)(de)差異(yi)，冷成(cheng)型(xing)性不(bu)(bu)(bu)同，必(bi)須根據(ju)鐵素(su)體不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)冷成(cheng)型(xing)特點來研究(jiu)選擇(ze)適宜冷成(cheng)型(xing)工藝以取得滿(man)意的(de)(de)結(jie)果。
1. 深沖性
表4.26中列入了00Cr21CuTi鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)室溫力學(xue)性(xing)能和(he)(he)冷成型參數并與304進行對比的(de)結果，可以看出，由于(yu)(yu)(yu)(yu)304鋼(gang)(gang)(gang)(gang)在拉伸變形過(guo)程中有(you)相變產(chan)生，此(ci)(ci)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)易于(yu)(yu)(yu)(yu)加(jia)(jia)工(gong)(gong)硬化，故其強度（σb）值(zhi)和(he)(he)伸長率均(jun)遠較00Cr21CuTi為高。且Er 值(zhi)也(ye)大。因此(ci)(ci)304鉻(ge)鎳奧氏體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)非(fei)常適(shi)于(yu)(yu)(yu)(yu)脹形（鼓凸）冷加(jia)(jia)工(gong)(gong)。而00Cr21CuTi鋼(gang)(gang)(gang)(gang)冷加(jia)(jia)工(gong)(gong)硬化傾向小，伸長率也(ye)低，Er值(zhi)小。故此(ci)(ci)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)不(bu)(bu)適(shi)于(yu)(yu)(yu)(yu)單純的(de)脹形（鼓凸）冷成型。但是(shi)00Cr21CuTi鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)r、LDR值(zhi)均(jun)較高，因此(ci)(ci)此(ci)(ci)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)非(fei)常適(shi)于(yu)(yu)(yu)(yu)深沖（深拉伸）型冷加(jia)(jia)工(gong)(gong)而且還會優于(yu)(yu)(yu)(yu)304不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)。表4.27列出了國(guo)內的(de)試(shi)驗結果。表4.26中還指出了00Cr21CuTi鋼(gang)(gang)(gang)(gang)和(he)(he)304不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)CCV值(zhi)（圓(yuan)錐杯(bei)試(shi)驗），二者相差不(bu)(bu)大。這(zhe)表明00Cr21CuTi鋼(gang)(gang)(gang)(gang)仍具(ju)有(you)深沖和(he)(he)脹形（鼓凸）復合(he)冷加(jia)(jia)工(gong)(gong)的(de)可行性(xing)。
2. 延遲開裂敏感性
不銹(xiu)鋼(gang)在進行諸如圓筒型產品(pin)的(de)深沖等冷(leng)成型時(shi)，一般多(duo)采(cai)用多(duo)段冷(leng)加(jia)工(gong)工(gong)藝，因(yin)為若一次大變(bian)形量的(de)冷(leng)加(jia)工(gong)后，短時(shi)放置便會(hui)出(chu)現人們稱(cheng)之為延遲(chi)開裂的(de)現象(xiang)。這(zhe)與(yu)不銹(xiu)鋼(gang)的(de)冷(leng)加(jia)工(gong)硬化的(de)敏感性密切相關。
國內曾對439、443兩種(zhong)鐵素體(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)和一種(zhong)鉻鎳奧氏體(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)304以及低(di)鉻低(di)鎳的(de)1％Ni和4％Ni鉻錳(meng)氮(dan)(dan)鋼(gang)(gang)（國內稱(cheng)為所謂“200”系不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)）進(jin)行了冷成型后的(de)延(yan)遲(chi)(chi)(chi)開裂(lie)敏(min)感(gan)性試驗。結果見圖(tu)4.47。從圖(tu)中(zhong)可知，443和439鐵素體(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)延(yan)遲(chi)(chi)(chi)開裂(lie)的(de)敏(min)感(gan)性很低(di)。由于此試驗條件(jian)下(xia)深沖比(bi)最高僅為1.9，故冷作硬(ying)化(hua)敏(min)感(gan)性較鐵素體(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)高的(de)304不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)并未顯(xian)示(shi)其對延(yan)遲(chi)(chi)(chi)開裂(lie)敏(min)感(gan)。但低(di)鉻、低(di)鎳的(de)鉻錳(meng)氮(dan)(dan)鋼(gang)(gang)（1％Ni和4％Ni）則(ze)顯(xian)示(shi)出對延(yan)遲(chi)(chi)(chi)斷裂(lie)的(de)高度敏(min)感(gan)性，深沖比(bi)僅1.5和1.7,4％Ni和1％Ni鋼(gang)(gang)便分別出現了延(yan)遲(chi)(chi)(chi)開裂(lie)。
圖4.47 443、439和304以(yi)及1％Ni、4％Ni鋼(gang)(gang)延(yan)(yan)遲斷裂(lie)敏感性 ，圖4.48則系(xi)一種產(chan)品分8段進行深(shen)沖(chong)加(jia)工(gong)，深(shen)沖(chong)比達(da)5～6高應變條件下的試驗結果。可以(yi)看出JFE443CT鋼(gang)(gang)并(bing)未出現延(yan)(yan)遲開(kai)裂(lie)而SUS 304不銹鋼(gang)(gang)在(zai)第7段冷加(jia)工(gong)后便出現了(le)(le)開(kai)裂(lie)。說明了(le)(le)SUS 304鋼(gang)(gang)的延(yan)(yan)遲斷裂(lie)敏感性要(yao)高于JFE 443CT鋼(gang)(gang)，一般認為奧氏體不銹鋼(gang)(gang)延(yan)(yan)遲開(kai)裂(lie)敏感性高的原因與冷加(jia)工(gong)大變形區域(yu)的延(yan)(yan)伸還存在(zai)二(er)次硬化和二(er)次加(jia)工(gong)脆化有關。
3. 抗(kang)皺性
鐵素體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼采(cai)用前述的(de)化學成分和(he)生產工藝相(xiang)結合(he)的(de)生產措施，JFE 443CT鋼的(de)抗皺(zhou)性可以達(da)到與SUS304不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼相(xiang)當(dang)的(de)水平。圖4.49系經(jing)20％拉伸后所測得的(de)JFE 443CT和(he)SUS 304的(de)表面起皺(zhou)情況(kuang)的(de)對比。
四、焊接性
JFE 443CT鋼焊(han)(han)接性優良，可采用焊(han)(han)接不銹(xiu)鋼通用的方(fang)法進行焊(han)(han)接。試驗(yan)表明(ming)，由于此鋼碳、氮量(liang)很低且又加鈦穩定化，焊(han)(han)后并無晶間腐蝕的敏(min)感(gan)性。而且焊(han)(han)接部位也(ye)具有與母(mu)材(cai)基(ji)本(ben)相同的力學性能和耐腐蝕性能。
當(dang)JFE 443CT需(xu)(xu)與18-8型304不(bu)銹鋼進行對接焊(han)時，需(xu)(xu)采用(yong)超(chao)低碳型的304L焊(han)絲，為防止焊(han)接部位敏化，焊(han)接需(xu)(xu)使用(yong)308L和(he)309L焊(han)絲。
焊接(jie)JFE 443CT時的(de)注意事項與焊接(jie)其(qi)他(ta)超低(di)碳并(bing)含穩定化元(yuan)素的(de)其(qi)他(ta)現(xian)代鐵素體不銹鋼相同。
五(wu)、應用(yong)
JFE 443CT不(bu)(bu)銹鋼(gang)可用(yong)于室內和室外耐大氣(qi)（除海(hai)洋大氣(qi)外）和耐水(shui)環境（除海(hai)水(shui)外）的(de)腐蝕，特別是430、439等鐵素體不(bu)(bu)銹鋼(gang)的(de)不(bu)(bu)銹耐蝕性(xing)尚顯不(bu)(bu)足的(de)廚房設(she)備、家(jia)用(yong)電器、裝飾、市政設(she)施、環境保護等一(yi)些用(yong)途中。代替304和304L鉻鎳奧氏體不(bu)(bu)銹鋼(gang)制造薄截(jie)面尺寸的(de)冷加工成型的(de)設(she)備構(gou)件、容器和輸水(shui)管線等。
