在已有的鐵(tie)素體(ti)不(bu)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(shi)體(ti)不銹鋼(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(hua)學成分和純凈度
JFE443CT化(hua)學成(cheng)分(fen)標號為00Cr21CuTi，鋼中(zhong)除含(han)有20％～23％Cr外，還含(han)有少量(liang)（0.4％）的銅和0.3％的鈦。鋼中(zhong)C＋N含(han)量(liang)≤0.03％，Mn、Si含(han)量(liang)≤0.20％，S含(han)量(liang)≤0.01％。
對日本進口的(de)冷軋薄帶進行(xing)的(de)化學(xue)成分(fen)分(fen)析(xi)表明，鋼(gang)中(zhong)硫量均在約0.001％，鋼(gang)中(zhong)硫化物、氧(yang)化物、硅酸鹽等非金屬夾雜物評級(ji)均為0級(ji)，鋼(gang)的(de)純凈度較高。
二(er)、耐腐蝕性能(neng)
1. 大氣(qi)腐蝕
國內外在實驗(yan)(yan)室進(jin)行的(de)鹽霧(wu)試(shi)驗(yan)(yan)結(jie)(jie)(jie)果(guo)見(jian)(jian)圖4.38；在海岸大氣中進(jin)行掛片試(shi)驗(yan)(yan)所取得的(de)結(jie)(jie)(jie)果(guo)見(jian)(jian)圖4.39。圖4.38（a）的(de)結(jie)(jie)(jie)果(guo)表明(ming) SUS 304和JFE 443CT均未見(jian)(jian)銹(xiu)蝕，而(er)圖4.38（b）的(de)結(jie)(jie)(jie)果(guo)則指出0Cr17（SUS 430）不(bu)銹(xiu)鋼(gang)試(shi)驗(yan)(yan)168h，鋼(gang)從端部開始生銹(xiu)，而(er)JFE 443CT和SUS 304鋼(gang)經5000h試(shi)驗(yan)(yan)也均未見(jian)(jian)腐蝕。圖4.39的(de)結(jie)(jie)(jie)果(guo)表明(ming)SUS 430銹(xiu)蝕嚴重，SUS 304不(bu)銹(xiu)鋼(gang)也有(you)點蝕分布(bu)在整個試(shi)樣表面上，而(er)JFE443CT幾乎沒有(you)銹(xiu)蝕產生。
圖(tu)4.38（a）在35℃、5％NaCl溶液中經(jing)240h鹽霧試驗（GB 10125-88）的結果(guo)(guo) 、圖(tu)4.38（b）鹽霧試驗結果(guo)(guo)（JIS 22371法）
2. 晶間(jian)腐(fu)蝕(shi)
表4.24系(xi)JFE 443CT和SUS 304的焊(han)管焊(han)后焊(han)縫的晶間(jian)腐蝕(shi)試驗結(jie)果（按GB 4334.5-90法(fa)），JFE 443CT和SUS304均未產生晶間(jian)腐蝕(shi)。
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. 點蝕和縫隙腐蝕
鋼中鉻(ge)(ge)(ge)、銅(tong)量對JFE443CT鋼耐點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)蝕(shi)性(xing)的(de)(de)(de)(de)影響(xiang)(xiang) 圖(tu)4.40系JFE 443CT和SUS 304兩種鋼的(de)(de)(de)(de)試(shi)樣在離海岸1km處放(fang)置(zhi)前和放(fang)置(zhi)1.5年(nian)(nian)后在35℃、3.5％NaCl溶(rong)液中測(ce)定不(bu)(bu)同鉻(ge)(ge)(ge)含(han)(han)量以(yi)及銅(tong)量0.4％和不(bu)(bu)同含(han)(han)銅(tong)量時(shi)的(de)(de)(de)(de)點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)蝕(shi)電(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)，從(cong)圖(tu)4.40（a）中可以(yi)看出：在海洋大(da)氣(qi)試(shi)驗(yan)(yan)前隨(sui)鋼中鉻(ge)(ge)(ge)量的(de)(de)(de)(de)提高(gao)，鋼的(de)(de)(de)(de)點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)蝕(shi)電(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)提高(gao)（即(ji)耐點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)蝕(shi)性(xing)增加），當鉻(ge)(ge)(ge)量達21％時(shi)，此鋼的(de)(de)(de)(de)點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)蝕(shi)電(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)可與(yu)SUS304相當，鉻(ge)(ge)(ge)量再高(gao)，其點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)蝕(shi)電(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)還可高(gao)于(yu)SUS304，含(han)(han)銅(tong)量0.4％和不(bu)(bu)含(han)(han)銅(tong)無(wu)明顯(xian)影響(xiang)(xiang)。而(er)從(cong)圖(tu)4.40（b）中均可看出：在海洋大(da)氣(qi)中試(shi)驗(yan)(yan)1.5年(nian)(nian)后，測(ce)定點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)蝕(shi)電(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)，隨(sui)鋼中鉻(ge)(ge)(ge)量增加，JFE443CT鋼的(de)(de)(de)(de)點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)蝕(shi)電(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)提高(gao)更加顯(xian)著。當含(han)(han)鉻(ge)(ge)(ge)量達21％時(shi)，此鋼的(de)(de)(de)(de)點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)蝕(shi)電(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)大(da)大(da)高(gao)于(yu)SUS304鋼的(de)(de)(de)(de)點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)蝕(shi)電(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)，而(er)且(qie)含(han)(han)0.4％Cu者，其點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)蝕(shi)電(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)也遠超(chao)過不(bu)(bu)含(han)(han)銅(tong)者。顯(xian)然0.4％Cu的(de)(de)(de)(de)作(zuo)用是(shi)有益的(de)(de)(de)(de)。
圖(tu)4.41系采用X-射線光電子譜儀半(ban)定量(liang)分(fen)析經海(hai)洋大氣(qi)中(zhong)放(fang)置(zhi)1.5年后試(shi)樣表面鈍(dun)化(hua)膜(mo)中(zhong) 的(de)結果。顯然(ran)，經海(hai)洋大氣(qi)中(zhong)放(fang)置(zhi)后，JFE 443CT鋼(gang)表面鈍(dun)化(hua)膜(mo)中(zhong)鉻(ge)的(de)富(fu)集(ji)是此(ci)鋼(gang)點(dian)蝕(shi)電位提高的(de)原因，而0.4％Cu的(de)加入(ru)則強化(hua)了鈍(dun)化(hua)膜(mo)中(zhong)鉻(ge)的(de)富(fu)集(ji)度，從而有益(yi)于耐點(dian)蝕(shi)性的(de)提高，但(dan)是鋼(gang)中(zhong)含(han)銅量(liang)有一(yi)適(shi)宜范圍（見圖(tu)4.42），含(han)銅量(liang)低于0.3％或高于0.6％則是有害(hai)的(de)。因此(ci)，在(zai)此(ci)鋼(gang)冶煉時需予以注意(yi)。
JFE 443CT鋼(gang)(gang)（00Cr21CuTi）的(de)(de)耐(nai)點(dian)(dian)蝕(shi)和(he)(he)耐(nai)縫(feng)隙腐(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)能(neng) 圖4.43～圖4.46系國(guo)內(nei)外耐(nai)點(dian)(dian)蝕(shi)性(xing)(xing)的(de)(de)一(yi)些試驗(yan)結(jie)果。從這些試驗(yan)結(jie)果可看出，在所有試驗(yan)條(tiao)件下00Cr21CuTi鋼(gang)(gang)的(de)(de)耐(nai)點(dian)(dian)蝕(shi)性(xing)(xing)與SUS304鋼(gang)(gang)相當(dang)。圖4.45國(guo)內(nei)的(de)(de)結(jie)果還(huan)指出了(le)目前國(guo)內(nei)市場上宣(xuan)傳能(neng)替代(dai)SUS304鋼(gang)(gang)并大量生(sheng)產和(he)(he)銷售的(de)(de)含1％Ni、4％Ni且(qie)低(di)銘且(qie)高(gao)錳(meng)量的(de)(de)所謂“200系”鋼(gang)(gang)①，耐(nai)點(dian)(dian)蝕(shi)性(xing)(xing)能(neng)很差，1％Ni（0Cr15Ni1Mn10CuN）低(di)于(yu)410 （0Cr12），4％Ni（0Cr15Ni4Mn8Cu）低(di)于(yu)430（0Cr17）。
JFE所進行的(de)JFE 443CT耐(nai)縫(feng)隙(xi)腐蝕的(de)試驗結(jie)果見圖4.46中，一方(fang)面(mian)表明(ming)在相同試驗條(tiao)件下(xia)，含0.5％Cu的(de)00Cr21Cu0.5Ti（JFE 443CT）較(jiao)不含銅者耐(nai)縫(feng)隙(xi)腐蝕性(xing)(xing)顯著(zhu)提(ti)高(gao)，但(dan)也指出，00Cr21Cu0.5Ti（JFE 443CT）鋼的(de)耐(nai)縫(feng)隙(xi)腐蝕性(xing)(xing)要低于(yu)SUS 304，也說明(ming)了鎳在不銹鋼中耐(nai)縫(feng)隙(xi)腐蝕性(xing)(xing)能的(de)良好作用。
三、力學性(xing)能和冷成型性(xing)
前面曾述及不銹(xiu)(xiu)鋼的(de)力(li)學性(xing)能，主要是由鋼的(de)組(zu)織結(jie)(jie)構所決定的(de)。而力(li)學性(xing)能則(ze)直接影響著鋼的(de)冷(leng)成型(xing)性(xing)，00Cr21CuTi鋼也(ye)不例外。眾所周知，鐵(tie)素體不銹(xiu)(xiu)鋼的(de)冷(leng)成型(xing)性(xing)也(ye)是正確(que)應(ying)用不銹(xiu)(xiu)鋼的(de)難點(dian)(dian)之(zhi)一。由于鐵(tie)素體不銹(xiu)(xiu)鋼與(yu)304等鉻鎳奧氏體不銹(xiu)(xiu)鋼組(zu)織結(jie)(jie)構的(de)差異(yi)，冷(leng)成型(xing)性(xing)不同，必須根據鐵(tie)素體不銹(xiu)(xiu)鋼的(de)冷(leng)成型(xing)特(te)點(dian)(dian)來研究(jiu)選擇適宜冷(leng)成型(xing)工(gong)藝以取得滿意的(de)結(jie)(jie)果。
1. 深沖性
表4.26中列(lie)入了(le)00Cr21CuTi鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)室溫(wen)力學性(xing)能和冷(leng)(leng)成(cheng)型(xing)參數(shu)并與304進行(xing)(xing)對(dui)比的(de)(de)(de)結果(guo)(guo)，可(ke)以看出，由于(yu)(yu)304鋼(gang)(gang)(gang)在拉伸(shen)(shen)變形(xing)過程中有相(xiang)變產生，此鋼(gang)(gang)(gang)易于(yu)(yu)加(jia)(jia)工(gong)(gong)硬化，故(gu)其(qi)強度（σb）值和伸(shen)(shen)長率均遠(yuan)較00Cr21CuTi為高(gao)。且(qie)Er 值也大。因(yin)此304鉻鎳奧氏體(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)非常適(shi)于(yu)(yu)脹形(xing)（鼓(gu)(gu)凸(tu)）冷(leng)(leng)加(jia)(jia)工(gong)(gong)。而00Cr21CuTi鋼(gang)(gang)(gang)冷(leng)(leng)加(jia)(jia)工(gong)(gong)硬化傾(qing)向小(xiao)，伸(shen)(shen)長率也低，Er值小(xiao)。故(gu)此鋼(gang)(gang)(gang)不(bu)適(shi)于(yu)(yu)單純的(de)(de)(de)脹形(xing)（鼓(gu)(gu)凸(tu)）冷(leng)(leng)成(cheng)型(xing)。但是00Cr21CuTi鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)r、LDR值均較高(gao)，因(yin)此此鋼(gang)(gang)(gang)非常適(shi)于(yu)(yu)深(shen)沖(chong)（深(shen)拉伸(shen)(shen)）型(xing)冷(leng)(leng)加(jia)(jia)工(gong)(gong)而且(qie)還會優于(yu)(yu)304不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)。表4.27列(lie)出了(le)國(guo)內的(de)(de)(de)試驗(yan)結果(guo)(guo)。表4.26中還指出了(le)00Cr21CuTi鋼(gang)(gang)(gang)和304不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)CCV值（圓錐杯試驗(yan)），二(er)者相(xiang)差不(bu)大。這表明00Cr21CuTi鋼(gang)(gang)(gang)仍具有深(shen)沖(chong)和脹形(xing)（鼓(gu)(gu)凸(tu)）復合冷(leng)(leng)加(jia)(jia)工(gong)(gong)的(de)(de)(de)可(ke)行(xing)(xing)性(xing)。
2. 延(yan)遲開裂敏(min)感性
不銹鋼在進行諸如(ru)圓筒(tong)型(xing)產(chan)品的(de)(de)深(shen)沖等(deng)冷(leng)(leng)成型(xing)時，一般多采用多段冷(leng)(leng)加(jia)工(gong)工(gong)藝，因為(wei)若一次大變(bian)形量(liang)的(de)(de)冷(leng)(leng)加(jia)工(gong)后，短時放置便會出現人們稱之(zhi)為(wei)延遲開(kai)裂的(de)(de)現象。這與不銹鋼的(de)(de)冷(leng)(leng)加(jia)工(gong)硬(ying)化的(de)(de)敏(min)感性密切相關。
國(guo)內(nei)曾對439、443兩種鐵素(su)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)和一種鉻(ge)(ge)鎳奧氏體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)304以及低鉻(ge)(ge)低鎳的(de)(de)(de)1％Ni和4％Ni鉻(ge)(ge)錳氮(dan)鋼(gang)(gang)（國(guo)內(nei)稱為所謂(wei)“200”系不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)）進行了冷(leng)成型后的(de)(de)(de)延(yan)(yan)遲(chi)(chi)開(kai)裂(lie)敏感(gan)性(xing)試驗。結果見(jian)圖4.47。從圖中可知，443和439鐵素(su)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)延(yan)(yan)遲(chi)(chi)開(kai)裂(lie)的(de)(de)(de)敏感(gan)性(xing)很低。由于(yu)此試驗條(tiao)件下(xia)深(shen)沖(chong)比(bi)最高(gao)僅為1.9，故冷(leng)作硬化(hua)敏感(gan)性(xing)較鐵素(su)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)高(gao)的(de)(de)(de)304不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)并未顯示其對延(yan)(yan)遲(chi)(chi)開(kai)裂(lie)敏感(gan)。但低鉻(ge)(ge)、低鎳的(de)(de)(de)鉻(ge)(ge)錳氮(dan)鋼(gang)(gang)（1％Ni和4％Ni）則顯示出(chu)(chu)對延(yan)(yan)遲(chi)(chi)斷裂(lie)的(de)(de)(de)高(gao)度敏感(gan)性(xing)，深(shen)沖(chong)比(bi)僅1.5和1.7,4％Ni和1％Ni鋼(gang)(gang)便分別出(chu)(chu)現了延(yan)(yan)遲(chi)(chi)開(kai)裂(lie)。
圖4.47 443、439和(he)304以及(ji)1％Ni、4％Ni鋼(gang)(gang)(gang)延(yan)遲斷裂(lie)(lie)敏感(gan)性(xing)(xing) ，圖4.48則(ze)系(xi)一(yi)種產品分8段(duan)進行深沖(chong)加(jia)工，深沖(chong)比達(da)5～6高(gao)應變條(tiao)件(jian)下的(de)試驗結果(guo)。可(ke)以看出(chu)JFE443CT鋼(gang)(gang)(gang)并未出(chu)現(xian)延(yan)遲開裂(lie)(lie)而SUS 304不銹鋼(gang)(gang)(gang)在第7段(duan)冷加(jia)工后便出(chu)現(xian)了(le)(le)開裂(lie)(lie)。說(shuo)明了(le)(le)SUS 304鋼(gang)(gang)(gang)的(de)延(yan)遲斷裂(lie)(lie)敏感(gan)性(xing)(xing)要(yao)高(gao)于JFE 443CT鋼(gang)(gang)(gang)，一(yi)般認為奧氏(shi)體不銹鋼(gang)(gang)(gang)延(yan)遲開裂(lie)(lie)敏感(gan)性(xing)(xing)高(gao)的(de)原因與冷加(jia)工大變形區域(yu)的(de)延(yan)伸還存在二(er)次硬化(hua)和(he)二(er)次加(jia)工脆化(hua)有關。
3. 抗皺性
鐵素(su)體不(bu)銹(xiu)鋼采用前述的化學成分(fen)和(he)生產工(gong)藝相結合的生產措施，JFE 443CT鋼的抗(kang)皺(zhou)性可以(yi)達到與(yu)SUS304不(bu)銹(xiu)鋼相當的水平。圖(tu)4.49系經20％拉伸后所(suo)測得(de)的JFE 443CT和(he)SUS 304的表面起皺(zhou)情況的對比。
四、焊接性
JFE 443CT鋼(gang)焊(han)接(jie)性優良(liang)，可(ke)采(cai)用(yong)焊(han)接(jie)不銹鋼(gang)通(tong)用(yong)的方法進行焊(han)接(jie)。試驗表明，由于此鋼(gang)碳、氮量很(hen)低(di)且(qie)又(you)加鈦穩定化，焊(han)后并無(wu)晶間(jian)腐蝕的敏感性。而(er)且(qie)焊(han)接(jie)部位(wei)也具有與母材基本相同(tong)的力學性能和耐腐蝕性能。
當JFE 443CT需(xu)與18-8型304不銹鋼進(jin)行對接(jie)(jie)焊(han)(han)時(shi)，需(xu)采用超低(di)碳型的304L焊(han)(han)絲(si)，為防止焊(han)(han)接(jie)(jie)部(bu)位(wei)敏化(hua)，焊(han)(han)接(jie)(jie)需(xu)使用308L和309L焊(han)(han)絲(si)。
焊接JFE 443CT時的注意(yi)事項與焊接其他(ta)超低碳并含穩定化元素(su)的其他(ta)現代鐵素(su)體不銹鋼相(xiang)同(tong)。
五、應用(yong)
JFE 443CT不銹(xiu)鋼(gang)可用(yong)于室內和室外(wai)耐大(da)氣（除海洋大(da)氣外(wai)）和耐水環境（除海水外(wai)）的腐(fu)蝕(shi)，特別是430、439等鐵素體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)的不銹(xiu)耐蝕(shi)性尚(shang)顯(xian)不足的廚房設備、家用(yong)電器(qi)、裝(zhuang)飾(shi)、市政設施、環境保護等一(yi)些用(yong)途中。代替304和304L鉻鎳(nie)奧氏體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)制造薄截面尺寸的冷(leng)加工成(cheng)型的設備構件、容器(qi)和輸水管線等。
