在已有的鐵(tie)素體(ti)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奧氏體(ti)不銹(xiu)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(gang)，（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(yi)、化(hua)學成(cheng)分和純凈度(du)
JFE443CT化學成分標號為(wei)00Cr21CuTi，鋼中(zhong)(zhong)除含(han)(han)有20％～23％Cr外(wai)，還含(han)(han)有少量（0.4％）的銅和0.3％的鈦。鋼中(zhong)(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(de)冷(leng)軋薄帶進行的(de)化學(xue)成(cheng)分(fen)分(fen)析表明，鋼(gang)中(zhong)硫量均在約0.001％，鋼(gang)中(zhong)硫化物(wu)、氧(yang)化物(wu)、硅酸鹽等非(fei)金屬夾雜物(wu)評級均為(wei)0級，鋼(gang)的(de)純(chun)凈(jing)度較高。
二、耐腐蝕性能(neng)
1. 大(da)氣腐蝕
國內外在(zai)實驗(yan)室進行的鹽(yan)霧試(shi)驗(yan)結(jie)(jie)果(guo)(guo)(guo)見(jian)圖(tu)(tu)4.38；在(zai)海(hai)岸大氣(qi)中進行掛片試(shi)驗(yan)所取得的結(jie)(jie)果(guo)(guo)(guo)見(jian)圖(tu)(tu)4.39。圖(tu)(tu)4.38（a）的結(jie)(jie)果(guo)(guo)(guo)表明(ming) SUS 304和JFE 443CT均未見(jian)銹(xiu)(xiu)蝕，而(er)(er)(er)圖(tu)(tu)4.38（b）的結(jie)(jie)果(guo)(guo)(guo)則指出0Cr17（SUS 430）不銹(xiu)(xiu)鋼試(shi)驗(yan)168h，鋼從端部開(kai)始生(sheng)銹(xiu)(xiu)，而(er)(er)(er)JFE 443CT和SUS 304鋼經5000h試(shi)驗(yan)也均未見(jian)腐蝕。圖(tu)(tu)4.39的結(jie)(jie)果(guo)(guo)(guo)表明(ming)SUS 430銹(xiu)(xiu)蝕嚴重(zhong)，SUS 304不銹(xiu)(xiu)鋼也有點蝕分布在(zai)整(zheng)個試(shi)樣表面上(shang)，而(er)(er)(er)JFE443CT幾乎(hu)沒(mei)有銹(xiu)(xiu)蝕產生(sheng)。
圖(tu)4.38（a）在(zai)35℃、5％NaCl溶液中(zhong)經240h鹽(yan)霧試驗（GB 10125-88）的結果 、圖(tu)4.38（b）鹽(yan)霧試驗結果（JIS 22371法）
2. 晶(jing)間(jian)腐蝕
表(biao)4.24系JFE 443CT和SUS 304的焊(han)管焊(han)后焊(han)縫的晶間腐蝕試驗(yan)結(jie)果（按(an)GB 4334.5-90法），JFE 443CT和SUS304均未產生晶間腐蝕。
3. 應力(li)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(dian)蝕和縫(feng)隙腐(fu)蝕
鋼(gang)中(zhong)鉻(ge)(ge)、銅(tong)(tong)量(liang)對JFE443CT鋼(gang)耐(nai)點(dian)(dian)(dian)(dian)蝕性的影響(xiang) 圖4.40系(xi)JFE 443CT和SUS 304兩種鋼(gang)的試(shi)樣在(zai)離海(hai)岸1km處放(fang)置前(qian)和放(fang)置1.5年后在(zai)35℃、3.5％NaCl溶液中(zhong)測(ce)定(ding)不同(tong)鉻(ge)(ge)含(han)(han)量(liang)以及銅(tong)(tong)量(liang)0.4％和不同(tong)含(han)(han)銅(tong)(tong)量(liang)時(shi)(shi)的點(dian)(dian)(dian)(dian)蝕電(dian)(dian)位(wei)(wei)，從圖4.40（a）中(zhong)可(ke)以看(kan)出：在(zai)海(hai)洋大氣試(shi)驗前(qian)隨鋼(gang)中(zhong)鉻(ge)(ge)量(liang)的提高，鋼(gang)的點(dian)(dian)(dian)(dian)蝕電(dian)(dian)位(wei)(wei)提高（即耐(nai)點(dian)(dian)(dian)(dian)蝕性增加(jia)），當鉻(ge)(ge)量(liang)達21％時(shi)(shi)，此(ci)鋼(gang)的點(dian)(dian)(dian)(dian)蝕電(dian)(dian)位(wei)(wei)可(ke)與SUS304相當，鉻(ge)(ge)量(liang)再高，其點(dian)(dian)(dian)(dian)蝕電(dian)(dian)位(wei)(wei)還可(ke)高于(yu)SUS304，含(han)(han)銅(tong)(tong)量(liang)0.4％和不含(han)(han)銅(tong)(tong)無明顯(xian)(xian)影響(xiang)。而(er)從圖4.40（b）中(zhong)均可(ke)看(kan)出：在(zai)海(hai)洋大氣中(zhong)試(shi)驗1.5年后，測(ce)定(ding)點(dian)(dian)(dian)(dian)蝕電(dian)(dian)位(wei)(wei)，隨鋼(gang)中(zhong)鉻(ge)(ge)量(liang)增加(jia)，JFE443CT鋼(gang)的點(dian)(dian)(dian)(dian)蝕電(dian)(dian)位(wei)(wei)提高更加(jia)顯(xian)(xian)著。當含(han)(han)鉻(ge)(ge)量(liang)達21％時(shi)(shi)，此(ci)鋼(gang)的點(dian)(dian)(dian)(dian)蝕電(dian)(dian)位(wei)(wei)大大高于(yu)SUS304鋼(gang)的點(dian)(dian)(dian)(dian)蝕電(dian)(dian)位(wei)(wei)，而(er)且(qie)含(han)(han)0.4％Cu者(zhe)，其點(dian)(dian)(dian)(dian)蝕電(dian)(dian)位(wei)(wei)也(ye)遠超過不含(han)(han)銅(tong)(tong)者(zhe)。顯(xian)(xian)然0.4％Cu的作用是有益的。
圖4.41系采用X-射線(xian)光(guang)電子譜儀半定(ding)量(liang)分析經(jing)海洋大氣中(zhong)(zhong)放置(zhi)1.5年后試樣表面鈍(dun)化(hua)(hua)膜(mo)中(zhong)(zhong) 的(de)結果。顯(xian)然，經(jing)海洋大氣中(zhong)(zhong)放置(zhi)后，JFE 443CT鋼(gang)(gang)表面鈍(dun)化(hua)(hua)膜(mo)中(zhong)(zhong)鉻(ge)的(de)富(fu)集是此(ci)鋼(gang)(gang)點(dian)蝕電位提(ti)高的(de)原(yuan)因，而(er)0.4％Cu的(de)加入則強化(hua)(hua)了鈍(dun)化(hua)(hua)膜(mo)中(zhong)(zhong)鉻(ge)的(de)富(fu)集度，從而(er)有益于耐點(dian)蝕性的(de)提(ti)高，但是鋼(gang)(gang)中(zhong)(zhong)含(han)銅量(liang)有一適宜范圍（見圖4.42），含(han)銅量(liang)低于0.3％或高于0.6％則是有害的(de)。因此(ci)，在此(ci)鋼(gang)(gang)冶煉時(shi)需予以注意。
JFE 443CT鋼(gang)（00Cr21CuTi）的(de)(de)耐(nai)(nai)點(dian)蝕(shi)(shi)和耐(nai)(nai)縫隙腐蝕(shi)(shi)性能(neng)(neng) 圖(tu)4.43～圖(tu)4.46系國內外耐(nai)(nai)點(dian)蝕(shi)(shi)性的(de)(de)一些試驗結果(guo)。從這些試驗結果(guo)可看(kan)出，在所有試驗條件(jian)下00Cr21CuTi鋼(gang)的(de)(de)耐(nai)(nai)點(dian)蝕(shi)(shi)性與(yu)SUS304鋼(gang)相當。圖(tu)4.45國內的(de)(de)結果(guo)還指出了(le)目(mu)前國內市場上宣傳能(neng)(neng)替代SUS304鋼(gang)并大量生產和銷(xiao)售的(de)(de)含1％Ni、4％Ni且低銘且高錳量的(de)(de)所謂“200系”鋼(gang)①，耐(nai)(nai)點(dian)蝕(shi)(shi)性能(neng)(neng)很差，1％Ni（0Cr15Ni1Mn10CuN）低于410 （0Cr12），4％Ni（0Cr15Ni4Mn8Cu）低于430（0Cr17）。
JFE所(suo)進行的JFE 443CT耐(nai)縫(feng)(feng)隙(xi)腐(fu)蝕(shi)的試(shi)驗結果見圖(tu)4.46中，一(yi)方(fang)面表明在(zai)相同試(shi)驗條件(jian)下(xia)，含(han)0.5％Cu的00Cr21Cu0.5Ti（JFE 443CT）較不含(han)銅者耐(nai)縫(feng)(feng)隙(xi)腐(fu)蝕(shi)性(xing)顯(xian)著提高，但也指出，00Cr21Cu0.5Ti（JFE 443CT）鋼的耐(nai)縫(feng)(feng)隙(xi)腐(fu)蝕(shi)性(xing)要低于(yu)SUS 304，也說(shuo)明了鎳在(zai)不銹鋼中耐(nai)縫(feng)(feng)隙(xi)腐(fu)蝕(shi)性(xing)能的良好作(zuo)用。
三、力學性能(neng)和冷成型(xing)性
前面(mian)曾述及不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)力學性(xing)能(neng)，主要是由鋼(gang)(gang)的(de)(de)組織(zhi)結構(gou)所決(jue)定的(de)(de)。而(er)力學性(xing)能(neng)則直接影響著鋼(gang)(gang)的(de)(de)冷成(cheng)(cheng)型(xing)性(xing)，00Cr21CuTi鋼(gang)(gang)也(ye)(ye)不(bu)(bu)(bu)例(li)外。眾所周知，鐵(tie)素體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)冷成(cheng)(cheng)型(xing)性(xing)也(ye)(ye)是正確應用不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)難(nan)點(dian)之一。由于(yu)鐵(tie)素體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)與304等鉻鎳奧氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)組織(zhi)結構(gou)的(de)(de)差異，冷成(cheng)(cheng)型(xing)性(xing)不(bu)(bu)(bu)同，必須(xu)根據鐵(tie)素體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)冷成(cheng)(cheng)型(xing)特點(dian)來研究選擇適宜冷成(cheng)(cheng)型(xing)工藝以取(qu)得滿(man)意的(de)(de)結果。
1. 深沖性
表(biao)4.26中列(lie)入了00Cr21CuTi鋼(gang)的(de)室溫力學性能和(he)冷成型(xing)參數并與304進行對比的(de)結(jie)果，可以看出，由(you)于(yu)304鋼(gang)在(zai)拉(la)伸變形過程中有(you)相變產生，此(ci)(ci)(ci)鋼(gang)易于(yu)加工(gong)硬(ying)化，故其強(qiang)度（σb）值和(he)伸長(chang)率(lv)均遠較00Cr21CuTi為(wei)高(gao)。且Er 值也大。因此(ci)(ci)(ci)304鉻鎳奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)非常適于(yu)脹形（鼓(gu)凸）冷加工(gong)。而00Cr21CuTi鋼(gang)冷加工(gong)硬(ying)化傾向小，伸長(chang)率(lv)也低(di)，Er值小。故此(ci)(ci)(ci)鋼(gang)不(bu)適于(yu)單(dan)純的(de)脹形（鼓(gu)凸）冷成型(xing)。但是(shi)00Cr21CuTi鋼(gang)的(de)r、LDR值均較高(gao)，因此(ci)(ci)(ci)此(ci)(ci)(ci)鋼(gang)非常適于(yu)深沖(chong)（深拉(la)伸）型(xing)冷加工(gong)而且還會(hui)優(you)于(yu)304不(bu)銹(xiu)鋼(gang)。表(biao)4.27列(lie)出了國內(nei)的(de)試驗(yan)結(jie)果。表(biao)4.26中還指出了00Cr21CuTi鋼(gang)和(he)304不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)CCV值（圓錐杯試驗(yan)），二者(zhe)相差不(bu)大。這表(biao)明(ming)00Cr21CuTi鋼(gang)仍具有(you)深沖(chong)和(he)脹形（鼓(gu)凸）復合冷加工(gong)的(de)可行性。
2. 延(yan)遲(chi)開裂敏感性
不銹(xiu)鋼在進行諸(zhu)如圓筒型產品(pin)的深沖等(deng)冷(leng)成型時(shi)，一般多采用多段(duan)冷(leng)加(jia)工工藝(yi)，因為若一次大變形量的冷(leng)加(jia)工后，短時(shi)放置便會出現人們稱之(zhi)為延遲(chi)開裂的現象。這與不銹(xiu)鋼的冷(leng)加(jia)工硬化的敏感(gan)性密切相關。
國內曾對439、443兩種鐵素(su)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)和(he)(he)(he)一(yi)種鉻(ge)(ge)鎳(nie)(nie)(nie)奧氏體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)304以及低(di)鉻(ge)(ge)低(di)鎳(nie)(nie)(nie)的1％Ni和(he)(he)(he)4％Ni鉻(ge)(ge)錳(meng)氮(dan)鋼(gang)(gang)（國內稱(cheng)為所謂(wei)“200”系不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)）進行(xing)了冷成型后的延(yan)遲(chi)(chi)(chi)開(kai)裂(lie)(lie)(lie)敏感(gan)性試驗。結果(guo)見圖(tu)4.47。從圖(tu)中可(ke)知(zhi)，443和(he)(he)(he)439鐵素(su)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的延(yan)遲(chi)(chi)(chi)開(kai)裂(lie)(lie)(lie)的敏感(gan)性很(hen)低(di)。由于此試驗條(tiao)件下深沖比最高(gao)僅為1.9，故冷作硬(ying)化(hua)敏感(gan)性較鐵素(su)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)高(gao)的304不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)并未顯(xian)示其對延(yan)遲(chi)(chi)(chi)開(kai)裂(lie)(lie)(lie)敏感(gan)。但低(di)鉻(ge)(ge)、低(di)鎳(nie)(nie)(nie)的鉻(ge)(ge)錳(meng)氮(dan)鋼(gang)(gang)（1％Ni和(he)(he)(he)4％Ni）則顯(xian)示出對延(yan)遲(chi)(chi)(chi)斷(duan)裂(lie)(lie)(lie)的高(gao)度(du)敏感(gan)性，深沖比僅1.5和(he)(he)(he)1.7,4％Ni和(he)(he)(he)1％Ni鋼(gang)(gang)便分別出現了延(yan)遲(chi)(chi)(chi)開(kai)裂(lie)(lie)(lie)。
圖(tu)(tu)4.47 443、439和(he)304以及(ji)1％Ni、4％Ni鋼(gang)延遲斷(duan)裂(lie)敏感性(xing) ，圖(tu)(tu)4.48則(ze)系一種產品分8段進行(xing)深(shen)沖加(jia)工(gong)，深(shen)沖比達5～6高(gao)(gao)應(ying)變條件下的(de)試驗結果。可以看出JFE443CT鋼(gang)并(bing)未出現延遲開(kai)裂(lie)而SUS 304不銹鋼(gang)在第7段冷(leng)加(jia)工(gong)后便出現了開(kai)裂(lie)。說明了SUS 304鋼(gang)的(de)延遲斷(duan)裂(lie)敏感性(xing)要高(gao)(gao)于JFE 443CT鋼(gang)，一般認為奧氏體不銹鋼(gang)延遲開(kai)裂(lie)敏感性(xing)高(gao)(gao)的(de)原因與冷(leng)加(jia)工(gong)大變形區域(yu)的(de)延伸還存在二次硬化和(he)二次加(jia)工(gong)脆化有關。
3. 抗(kang)皺性
鐵素(su)體(ti)不(bu)銹鋼(gang)采用前(qian)述的(de)(de)化(hua)學成分和生(sheng)產工(gong)藝相結合的(de)(de)生(sheng)產措施，JFE 443CT鋼(gang)的(de)(de)抗(kang)皺(zhou)性可(ke)以達到與SUS304不(bu)銹鋼(gang)相當的(de)(de)水平。圖(tu)4.49系經20％拉(la)伸(shen)后所測(ce)得的(de)(de)JFE 443CT和SUS 304的(de)(de)表面(mian)起皺(zhou)情況的(de)(de)對比。
四、焊接性
JFE 443CT鋼(gang)焊(han)接(jie)性優良，可采用焊(han)接(jie)不銹鋼(gang)通用的方法進行焊(han)接(jie)。試(shi)驗表明，由于(yu)此鋼(gang)碳、氮量很(hen)低且又加鈦穩定化，焊(han)后并無晶間(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)的敏感性。而且焊(han)接(jie)部(bu)位也具有(you)與母(mu)材基本相同的力(li)學性能和耐(nai)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)性能。
當JFE 443CT需(xu)(xu)與(yu)18-8型(xing)304不銹鋼進行對接焊時，需(xu)(xu)采用超低碳型(xing)的304L焊絲(si)，為防止焊接部位敏(min)化，焊接需(xu)(xu)使用308L和309L焊絲(si)。
焊接JFE 443CT時的注(zhu)意事項與焊接其(qi)他超低碳并含穩定(ding)化元素(su)的其(qi)他現代鐵(tie)素(su)體不銹鋼相同。
五、應用
JFE 443CT不(bu)(bu)(bu)銹鋼可用(yong)于室內和室外(wai)耐大氣（除(chu)海洋(yang)大氣外(wai)）和耐水(shui)環境(jing)(jing)（除(chu)海水(shui)外(wai)）的腐蝕，特別是430、439等(deng)鐵素體不(bu)(bu)(bu)銹鋼的不(bu)(bu)(bu)銹耐蝕性(xing)尚顯不(bu)(bu)(bu)足的廚房設(she)備、家(jia)用(yong)電器(qi)、裝飾、市(shi)政設(she)施、環境(jing)(jing)保護等(deng)一些用(yong)途中。代替304和304L鉻(ge)鎳(nie)奧(ao)氏體不(bu)(bu)(bu)銹鋼制(zhi)造薄截面尺寸的冷加工成型(xing)的設(she)備構件、容(rong)器(qi)和輸水(shui)管線等(deng)。
