在已有的鐵素體不銹鋼(gang)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(bu)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、化學成分和純凈(jing)度
JFE443CT化(hua)學成(cheng)分(fen)標號為00Cr21CuTi，鋼中除含有20％～23％Cr外，還含有少量(liang)（0.4％）的銅和(he)0.3％的鈦。鋼中C＋N含量(liang)≤0.03％，Mn、Si含量(liang)≤0.20％，S含量(liang)≤0.01％。
對日本進口的(de)冷(leng)軋薄帶(dai)進行(xing)的(de)化學(xue)成分分析表明，鋼中硫(liu)量均在約0.001％，鋼中硫(liu)化物、氧化物、硅酸鹽等非金屬夾雜物評級均為(wei)0級，鋼的(de)純凈度(du)較高。
二、耐(nai)腐蝕性(xing)能
1. 大氣腐蝕(shi)
國(guo)內外在(zai)實(shi)驗(yan)(yan)室(shi)進(jin)行的(de)(de)鹽(yan)霧試驗(yan)(yan)結果(guo)見圖4.38；在(zai)海(hai)岸大氣中(zhong)進(jin)行掛片(pian)試驗(yan)(yan)所取得的(de)(de)結果(guo)見圖4.39。圖4.38（a）的(de)(de)結果(guo)表明 SUS 304和JFE 443CT均未(wei)見銹(xiu)蝕，而(er)圖4.38（b）的(de)(de)結果(guo)則指出0Cr17（SUS 430）不銹(xiu)鋼(gang)試驗(yan)(yan)168h，鋼(gang)從端部開(kai)始生(sheng)銹(xiu)，而(er)JFE 443CT和SUS 304鋼(gang)經5000h試驗(yan)(yan)也(ye)均未(wei)見腐(fu)蝕。圖4.39的(de)(de)結果(guo)表明SUS 430銹(xiu)蝕嚴重，SUS 304不銹(xiu)鋼(gang)也(ye)有點蝕分布在(zai)整個試樣表面上，而(er)JFE443CT幾乎沒有銹(xiu)蝕產生(sheng)。
圖4.38（a）在35℃、5％NaCl溶液中經240h鹽霧(wu)試驗（GB 10125-88）的結果 、圖4.38（b）鹽霧(wu)試驗結果（JIS 22371法）
2. 晶間腐(fu)蝕
表4.24系(xi)JFE 443CT和(he)SUS 304的(de)焊(han)管焊(han)后焊(han)縫的(de)晶(jing)間腐(fu)蝕試驗結果(guo)（按GB 4334.5-90法），JFE 443CT和(he)SUS304均未產生(sheng)晶(jing)間腐(fu)蝕。
3. 應力(li)腐蝕(shi)
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(gang)(gang)(gang)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)鉻(ge)、銅(tong)(tong)量(liang)對(dui)JFE443CT鋼(gang)(gang)(gang)耐點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)性(xing)(xing)的(de)影響(xiang) 圖(tu)4.40系JFE 443CT和SUS 304兩(liang)種鋼(gang)(gang)(gang)的(de)試(shi)樣在(zai)離海岸1km處放置(zhi)前和放置(zhi)1.5年(nian)(nian)后(hou)在(zai)35℃、3.5％NaCl溶液(ye)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)測(ce)定不(bu)同(tong)鉻(ge)含(han)(han)量(liang)以(yi)及(ji)銅(tong)(tong)量(liang)0.4％和不(bu)同(tong)含(han)(han)銅(tong)(tong)量(liang)時(shi)的(de)點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)，從圖(tu)4.40（a）中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)可以(yi)看(kan)出：在(zai)海洋(yang)大氣(qi)試(shi)驗(yan)前隨(sui)鋼(gang)(gang)(gang)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)鉻(ge)量(liang)的(de)提(ti)(ti)高(gao)(gao)，鋼(gang)(gang)(gang)的(de)點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)提(ti)(ti)高(gao)(gao)（即耐點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)性(xing)(xing)增(zeng)(zeng)加），當鉻(ge)量(liang)達21％時(shi)，此鋼(gang)(gang)(gang)的(de)點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)可與SUS304相(xiang)當，鉻(ge)量(liang)再高(gao)(gao)，其點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)還可高(gao)(gao)于(yu)SUS304，含(han)(han)銅(tong)(tong)量(liang)0.4％和不(bu)含(han)(han)銅(tong)(tong)無明顯(xian)(xian)影響(xiang)。而(er)從圖(tu)4.40（b）中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)均可看(kan)出：在(zai)海洋(yang)大氣(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)試(shi)驗(yan)1.5年(nian)(nian)后(hou)，測(ce)定點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)，隨(sui)鋼(gang)(gang)(gang)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)鉻(ge)量(liang)增(zeng)(zeng)加，JFE443CT鋼(gang)(gang)(gang)的(de)點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)提(ti)(ti)高(gao)(gao)更加顯(xian)(xian)著。當含(han)(han)鉻(ge)量(liang)達21％時(shi)，此鋼(gang)(gang)(gang)的(de)點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)大大高(gao)(gao)于(yu)SUS304鋼(gang)(gang)(gang)的(de)點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)，而(er)且含(han)(han)0.4％Cu者，其點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)也遠超過不(bu)含(han)(han)銅(tong)(tong)者。顯(xian)(xian)然0.4％Cu的(de)作用是有益(yi)的(de)。
圖(tu)4.41系采用X-射線(xian)光電子譜(pu)儀半定量(liang)分析經(jing)(jing)海洋大(da)氣(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)放置1.5年后試樣表(biao)面(mian)(mian)鈍化(hua)膜中(zhong)(zhong)(zhong) 的(de)(de)(de)結(jie)果。顯然(ran)，經(jing)(jing)海洋大(da)氣(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)放置后，JFE 443CT鋼表(biao)面(mian)(mian)鈍化(hua)膜中(zhong)(zhong)(zhong)鉻的(de)(de)(de)富(fu)集(ji)是(shi)此鋼點(dian)蝕電位(wei)提(ti)高的(de)(de)(de)原(yuan)因(yin)(yin)，而0.4％Cu的(de)(de)(de)加入則(ze)強化(hua)了鈍化(hua)膜中(zhong)(zhong)(zhong)鉻的(de)(de)(de)富(fu)集(ji)度，從(cong)而有(you)益于耐(nai)點(dian)蝕性的(de)(de)(de)提(ti)高，但是(shi)鋼中(zhong)(zhong)(zhong)含銅量(liang)有(you)一適宜范圍（見圖(tu)4.42），含銅量(liang)低于0.3％或高于0.6％則(ze)是(shi)有(you)害的(de)(de)(de)。因(yin)(yin)此，在此鋼冶煉時需予(yu)以注意。
JFE 443CT鋼(gang)(gang)（00Cr21CuTi）的(de)(de)耐(nai)點(dian)蝕和耐(nai)縫隙腐(fu)蝕性(xing)能(neng) 圖4.43～圖4.46系國(guo)內外耐(nai)點(dian)蝕性(xing)的(de)(de)一些試驗(yan)結(jie)(jie)果。從這些試驗(yan)結(jie)(jie)果可看出(chu)，在所(suo)有試驗(yan)條件下(xia)00Cr21CuTi鋼(gang)(gang)的(de)(de)耐(nai)點(dian)蝕性(xing)與SUS304鋼(gang)(gang)相當(dang)。圖4.45國(guo)內的(de)(de)結(jie)(jie)果還指出(chu)了目前國(guo)內市(shi)場上(shang)宣(xuan)傳能(neng)替(ti)代SUS304鋼(gang)(gang)并大量(liang)生產和銷售的(de)(de)含1％Ni、4％Ni且低(di)(di)銘且高錳量(liang)的(de)(de)所(suo)謂“200系”鋼(gang)(gang)①，耐(nai)點(dian)蝕性(xing)能(neng)很差，1％Ni（0Cr15Ni1Mn10CuN）低(di)(di)于410 （0Cr12），4％Ni（0Cr15Ni4Mn8Cu）低(di)(di)于430（0Cr17）。
JFE所進行的(de)JFE 443CT耐縫(feng)(feng)(feng)隙腐蝕的(de)試驗結果見(jian)圖4.46中，一方面表明在相同試驗條件下(xia)，含0.5％Cu的(de)00Cr21Cu0.5Ti（JFE 443CT）較不含銅者耐縫(feng)(feng)(feng)隙腐蝕性顯著(zhu)提高，但(dan)也(ye)指(zhi)出，00Cr21Cu0.5Ti（JFE 443CT）鋼的(de)耐縫(feng)(feng)(feng)隙腐蝕性要低(di)于SUS 304，也(ye)說明了鎳在不銹(xiu)鋼中耐縫(feng)(feng)(feng)隙腐蝕性能的(de)良好作用。
三、力(li)學性(xing)(xing)能和冷(leng)成型性(xing)(xing)
前面(mian)曾述(shu)及不(bu)銹鋼的(de)力(li)學(xue)性(xing)能，主要是由鋼的(de)組織結(jie)構所(suo)(suo)決定的(de)。而力(li)學(xue)性(xing)能則直接影響著鋼的(de)冷(leng)成型性(xing)，00Cr21CuTi鋼也不(bu)例(li)外。眾(zhong)所(suo)(suo)周知，鐵(tie)素(su)(su)體(ti)不(bu)銹鋼的(de)冷(leng)成型性(xing)也是正(zheng)確(que)應用不(bu)銹鋼的(de)難點之一。由于鐵(tie)素(su)(su)體(ti)不(bu)銹鋼與304等鉻鎳奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)銹鋼組織結(jie)構的(de)差異，冷(leng)成型性(xing)不(bu)同，必須(xu)根(gen)據鐵(tie)素(su)(su)體(ti)不(bu)銹鋼的(de)冷(leng)成型特(te)點來研究選(xuan)擇適宜冷(leng)成型工藝以取得滿意的(de)結(jie)果。
1. 深沖性
表4.26中列(lie)入了00Cr21CuTi鋼(gang)的(de)室溫(wen)力學(xue)性能(neng)和(he)冷成型(xing)參數并與304進(jin)行(xing)(xing)對比的(de)結果，可以看出，由(you)于(yu)(yu)(yu)304鋼(gang)在拉伸變形(xing)過(guo)程中有相(xiang)變產生，此(ci)(ci)鋼(gang)易(yi)于(yu)(yu)(yu)加(jia)工硬(ying)化，故其強(qiang)度（σb）值和(he)伸長(chang)(chang)率均(jun)遠較(jiao)00Cr21CuTi為(wei)高。且(qie)Er 值也(ye)大。因(yin)此(ci)(ci)304鉻鎳奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)非常適于(yu)(yu)(yu)脹(zhang)形(xing)（鼓凸(tu)）冷加(jia)工。而00Cr21CuTi鋼(gang)冷加(jia)工硬(ying)化傾向小，伸長(chang)(chang)率也(ye)低，Er值小。故此(ci)(ci)鋼(gang)不(bu)適于(yu)(yu)(yu)單純的(de)脹(zhang)形(xing)（鼓凸(tu)）冷成型(xing)。但是(shi)00Cr21CuTi鋼(gang)的(de)r、LDR值均(jun)較(jiao)高，因(yin)此(ci)(ci)此(ci)(ci)鋼(gang)非常適于(yu)(yu)(yu)深(shen)(shen)沖(chong)（深(shen)(shen)拉伸）型(xing)冷加(jia)工而且(qie)還會優于(yu)(yu)(yu)304不(bu)銹(xiu)鋼(gang)。表4.27列(lie)出了國內的(de)試驗(yan)結果。表4.26中還指出了00Cr21CuTi鋼(gang)和(he)304不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)CCV值（圓(yuan)錐杯試驗(yan)），二者相(xiang)差不(bu)大。這表明(ming)00Cr21CuTi鋼(gang)仍具有深(shen)(shen)沖(chong)和(he)脹(zhang)形(xing)（鼓凸(tu)）復合冷加(jia)工的(de)可行(xing)(xing)性。
2. 延遲開裂敏感性
不(bu)銹(xiu)鋼在進行諸如圓筒型產品的(de)(de)深沖等(deng)冷(leng)成型時，一般多采(cai)用(yong)多段冷(leng)加(jia)工(gong)(gong)工(gong)(gong)藝，因為(wei)若一次大變形量的(de)(de)冷(leng)加(jia)工(gong)(gong)后，短(duan)時放置便(bian)會出(chu)現人們(men)稱之為(wei)延遲(chi)開裂的(de)(de)現象。這與(yu)不(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)冷(leng)加(jia)工(gong)(gong)硬化的(de)(de)敏感性密切相關。
國內曾對439、443兩種(zhong)鐵素體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)和一種(zhong)鉻鎳(nie)(nie)奧氏體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)304以及低鉻低鎳(nie)(nie)的(de)(de)1％Ni和4％Ni鉻錳(meng)氮(dan)鋼(gang)（國內稱為所(suo)謂(wei)“200”系不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)）進行了(le)冷成型后的(de)(de)延(yan)(yan)遲(chi)(chi)開裂(lie)(lie)(lie)敏(min)(min)(min)感(gan)(gan)性試(shi)驗(yan)。結(jie)果(guo)見(jian)圖(tu)4.47。從圖(tu)中可知，443和439鐵素體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)(de)延(yan)(yan)遲(chi)(chi)開裂(lie)(lie)(lie)的(de)(de)敏(min)(min)(min)感(gan)(gan)性很低。由于(yu)此試(shi)驗(yan)條件(jian)下深(shen)沖比最高(gao)(gao)(gao)僅為1.9，故冷作硬化敏(min)(min)(min)感(gan)(gan)性較鐵素體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)高(gao)(gao)(gao)的(de)(de)304不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)并未(wei)顯(xian)(xian)示其對延(yan)(yan)遲(chi)(chi)開裂(lie)(lie)(lie)敏(min)(min)(min)感(gan)(gan)。但低鉻、低鎳(nie)(nie)的(de)(de)鉻錳(meng)氮(dan)鋼(gang)（1％Ni和4％Ni）則顯(xian)(xian)示出對延(yan)(yan)遲(chi)(chi)斷(duan)裂(lie)(lie)(lie)的(de)(de)高(gao)(gao)(gao)度(du)敏(min)(min)(min)感(gan)(gan)性，深(shen)沖比僅1.5和1.7,4％Ni和1％Ni鋼(gang)便(bian)分別出現了(le)延(yan)(yan)遲(chi)(chi)開裂(lie)(lie)(lie)。
圖4.47 443、439和304以及1％Ni、4％Ni鋼延(yan)(yan)遲(chi)(chi)斷裂敏(min)(min)感(gan)(gan)性 ，圖4.48則系一(yi)種產品分8段(duan)進(jin)行深沖加工，深沖比達5～6高(gao)(gao)應變(bian)條件下的(de)試(shi)驗結(jie)果。可以看出JFE443CT鋼并未出現延(yan)(yan)遲(chi)(chi)開裂而SUS 304不銹鋼在(zai)第(di)7段(duan)冷加工后便(bian)出現了開裂。說明(ming)了SUS 304鋼的(de)延(yan)(yan)遲(chi)(chi)斷裂敏(min)(min)感(gan)(gan)性要(yao)高(gao)(gao)于JFE 443CT鋼，一(yi)般認為奧氏體不銹鋼延(yan)(yan)遲(chi)(chi)開裂敏(min)(min)感(gan)(gan)性高(gao)(gao)的(de)原(yuan)因與冷加工大(da)變(bian)形區(qu)域的(de)延(yan)(yan)伸還(huan)存在(zai)二次硬化和二次加工脆化有關。
3. 抗皺性
鐵素體不銹鋼采用前(qian)述的化學成(cheng)分和(he)生產工藝相結合的生產措(cuo)施，JFE 443CT鋼的抗皺性(xing)可以達到與SUS304不銹鋼相當的水平(ping)。圖4.49系經20％拉(la)伸后所(suo)測(ce)得的JFE 443CT和(he)SUS 304的表面起皺情(qing)況的對比。
四、焊接性(xing)
JFE 443CT鋼焊接性優良，可采用(yong)焊接不銹鋼通(tong)用(yong)的方(fang)法進行焊接。試驗(yan)表明，由于此鋼碳、氮量(liang)很低(di)且又加鈦穩定化，焊后并無晶間(jian)腐(fu)蝕的敏感性。而且焊接部位也具有(you)與(yu)母(mu)材基本相(xiang)同(tong)的力學性能(neng)和耐腐(fu)蝕性能(neng)。
當JFE 443CT需與18-8型(xing)304不銹鋼進行(xing)對接(jie)焊(han)時，需采用超低碳(tan)型(xing)的(de)304L焊(han)絲(si)，為(wei)防(fang)止焊(han)接(jie)部位敏化，焊(han)接(jie)需使(shi)用308L和(he)309L焊(han)絲(si)。
焊接JFE 443CT時的注意事(shi)項與(yu)焊接其(qi)他(ta)超低碳并(bing)含穩定化元素的其(qi)他(ta)現代鐵素體不(bu)銹(xiu)鋼相同。
五(wu)、應用
JFE 443CT不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)可用(yong)于室(shi)內(nei)和室(shi)外耐(nai)(nai)大氣(qi)（除(chu)海(hai)洋大氣(qi)外）和耐(nai)(nai)水環(huan)境（除(chu)海(hai)水外）的(de)腐蝕(shi)，特別是430、439等鐵素體不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)耐(nai)(nai)蝕(shi)性尚顯(xian)不(bu)(bu)(bu)足的(de)廚房設(she)備、家(jia)用(yong)電器、裝飾、市政設(she)施、環(huan)境保護等一些用(yong)途中。代(dai)替304和304L鉻鎳奧氏體不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)制造薄(bo)截面(mian)尺寸的(de)冷加工成型的(de)設(she)備構件、容器和輸水管線等。
