在已有的鐵素體不銹鋼中，含鉻量在21％～23％的牌號較少。2004年，日本JFE停止生產304奧(ao)氏體不銹鋼，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(xiu)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、化學成分和純凈度 

  JFE443CT化學(xue)成分標號為00Cr21CuTi，鋼(gang)(gang)中除含(han)有20％～23％Cr外，還(huan)含(han)有少量（0.4％）的銅和0.3％的鈦。鋼(gang)(gang)中C＋N含(han)量≤0.03％，Mn、Si含(han)量≤0.20％，S含(han)量≤0.01％。

  對日本進口的冷軋薄帶進行的化學成分分析表明(ming)，鋼(gang)(gang)中(zhong)硫量均(jun)在約0.001％，鋼(gang)(gang)中(zhong)硫化物(wu)、氧化物(wu)、硅酸鹽(yan)等非金屬夾雜(za)物(wu)評級均(jun)為0級，鋼(gang)(gang)的純凈(jing)度較高。

二(er)、耐腐(fu)蝕(shi)性能(neng)

 1. 大氣(qi)腐蝕(shi) 

   國內外在(zai)實驗(yan)室進行的鹽(yan)霧試驗(yan)結(jie)果(guo)見圖4.38；在(zai)海岸大氣中進行掛片試驗(yan)所取得(de)的結(jie)果(guo)見圖4.39。圖4.38（a）的結(jie)果(guo)表明 SUS 304和(he)JFE 443CT均未(wei)見銹(xiu)蝕(shi)(shi)，而圖4.38（b）的結(jie)果(guo)則指出(chu)0Cr17（SUS 430）不銹(xiu)鋼(gang)試驗(yan)168h，鋼(gang)從端部(bu)開始(shi)生銹(xiu)，而JFE 443CT和(he)SUS 304鋼(gang)經5000h試驗(yan)也均未(wei)見腐蝕(shi)(shi)。圖4.39的結(jie)果(guo)表明SUS 430銹(xiu)蝕(shi)(shi)嚴(yan)重，SUS 304不銹(xiu)鋼(gang)也有點蝕(shi)(shi)分布(bu)在(zai)整個試樣表面上(shang)，而JFE443CT幾乎沒有銹(xiu)蝕(shi)(shi)產生。

   圖(tu)4.38（a）在(zai)35℃、5％NaCl溶(rong)液中經(jing)240h鹽(yan)霧(wu)試驗(yan)（GB 10125-88）的結果 、圖(tu)4.38（b）鹽(yan)霧(wu)試驗(yan)結果（JIS 22371法(fa)）

 2. 晶間腐蝕(shi) 

     表(biao)4.24系JFE 443CT和(he)SUS 304的(de)焊(han)管焊(han)后焊(han)縫的(de)晶間腐蝕試驗結果(guo)（按GB 4334.5-90法），JFE 443CT和(he)SUS304均未產生晶間腐蝕。

 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. 點蝕和縫隙腐蝕

   鋼(gang)中(zhong)(zhong)鉻(ge)(ge)、銅量(liang)(liang)(liang)對JFE443CT鋼(gang)耐(nai)點(dian)(dian)(dian)蝕(shi)(shi)性(xing)的影響 圖(tu)4.40系JFE 443CT和SUS 304兩種鋼(gang)的試(shi)樣(yang)在(zai)離(li)海(hai)(hai)岸1km處放置(zhi)前和放置(zhi)1.5年后(hou)在(zai)35℃、3.5％NaCl溶液中(zhong)(zhong)測定不同(tong)(tong)鉻(ge)(ge)含(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)以及(ji)銅量(liang)(liang)(liang)0.4％和不同(tong)(tong)含(han)(han)(han)銅量(liang)(liang)(liang)時(shi)(shi)的點(dian)(dian)(dian)蝕(shi)(shi)電位，從圖(tu)4.40（a）中(zhong)(zhong)可以看(kan)出(chu)：在(zai)海(hai)(hai)洋大氣試(shi)驗(yan)前隨鋼(gang)中(zhong)(zhong)鉻(ge)(ge)量(liang)(liang)(liang)的提高，鋼(gang)的點(dian)(dian)(dian)蝕(shi)(shi)電位提高（即耐(nai)點(dian)(dian)(dian)蝕(shi)(shi)性(xing)增加），當(dang)(dang)鉻(ge)(ge)量(liang)(liang)(liang)達(da)(da)21％時(shi)(shi)，此鋼(gang)的點(dian)(dian)(dian)蝕(shi)(shi)電位可與SUS304相當(dang)(dang)，鉻(ge)(ge)量(liang)(liang)(liang)再高，其點(dian)(dian)(dian)蝕(shi)(shi)電位還(huan)可高于(yu)SUS304，含(han)(han)(han)銅量(liang)(liang)(liang)0.4％和不含(han)(han)(han)銅無明顯影響。而從圖(tu)4.40（b）中(zhong)(zhong)均可看(kan)出(chu)：在(zai)海(hai)(hai)洋大氣中(zhong)(zhong)試(shi)驗(yan)1.5年后(hou)，測定點(dian)(dian)(dian)蝕(shi)(shi)電位，隨鋼(gang)中(zhong)(zhong)鉻(ge)(ge)量(liang)(liang)(liang)增加，JFE443CT鋼(gang)的點(dian)(dian)(dian)蝕(shi)(shi)電位提高更加顯著。當(dang)(dang)含(han)(han)(han)鉻(ge)(ge)量(liang)(liang)(liang)達(da)(da)21％時(shi)(shi)，此鋼(gang)的點(dian)(dian)(dian)蝕(shi)(shi)電位大大高于(yu)SUS304鋼(gang)的點(dian)(dian)(dian)蝕(shi)(shi)電位，而且(qie)含(han)(han)(han)0.4％Cu者，其點(dian)(dian)(dian)蝕(shi)(shi)電位也遠超過不含(han)(han)(han)銅者。顯然0.4％Cu的作用是有益的。

   圖4.41系采(cai)用X-射(she)線光電子(zi)譜儀半定量(liang)分析經海洋大(da)氣中放置1.5年后(hou)試樣表面鈍化膜中 的(de)(de)(de)(de)結果(guo)。顯然，經海洋大(da)氣中放置后(hou)，JFE 443CT鋼表面鈍化膜中鉻的(de)(de)(de)(de)富集(ji)是(shi)此鋼點蝕電位提高(gao)的(de)(de)(de)(de)原因，而0.4％Cu的(de)(de)(de)(de)加入則強化了鈍化膜中鉻的(de)(de)(de)(de)富集(ji)度，從而有(you)益于耐(nai)點蝕性的(de)(de)(de)(de)提高(gao)，但是(shi)鋼中含銅(tong)量(liang)有(you)一(yi)適宜范(fan)圍（見圖4.42），含銅(tong)量(liang)低(di)于0.3％或高(gao)于0.6％則是(shi)有(you)害(hai)的(de)(de)(de)(de)。因此，在此鋼冶煉(lian)時需予以注意(yi)。

   JFE 443CT鋼(gang)（00Cr21CuTi）的(de)耐點(dian)蝕(shi)(shi)和耐縫隙腐蝕(shi)(shi)性能 圖4.43～圖4.46系國內外耐點(dian)蝕(shi)(shi)性的(de)一些試驗(yan)結果(guo)。從這些試驗(yan)結果(guo)可(ke)看出，在所有(you)試驗(yan)條件下00Cr21CuTi鋼(gang)的(de)耐點(dian)蝕(shi)(shi)性與SUS304鋼(gang)相當(dang)。圖4.45國內的(de)結果(guo)還指出了目前國內市場(chang)上(shang)宣傳(chuan)能替代SUS304鋼(gang)并大量生產和銷售的(de)含1％Ni、4％Ni且(qie)低銘且(qie)高錳量的(de)所謂“200系”鋼(gang)①，耐點(dian)蝕(shi)(shi)性能很差，1％Ni（0Cr15Ni1Mn10CuN）低于410 （0Cr12），4％Ni（0Cr15Ni4Mn8Cu）低于430（0Cr17）。

   JFE所進行的JFE 443CT耐(nai)縫(feng)隙(xi)(xi)腐蝕(shi)的試驗結果見圖4.46中，一方面(mian)表明(ming)在相(xiang)同(tong)試驗條件下，含0.5％Cu的00Cr21Cu0.5Ti（JFE 443CT）較不含銅者耐(nai)縫(feng)隙(xi)(xi)腐蝕(shi)性(xing)顯著提高，但也(ye)指出，00Cr21Cu0.5Ti（JFE 443CT）鋼的耐(nai)縫(feng)隙(xi)(xi)腐蝕(shi)性(xing)要低(di)于SUS 304，也(ye)說明(ming)了鎳在不銹(xiu)鋼中耐(nai)縫(feng)隙(xi)(xi)腐蝕(shi)性(xing)能的良好作用(yong)。

三、力學(xue)性(xing)能和冷成型性(xing) 

  前(qian)面曾述及不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)力學性(xing)能，主(zhu)要是(shi)由(you)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)組(zu)(zu)織結構(gou)所決定的(de)(de)(de)。而力學性(xing)能則直(zhi)接影響著鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)冷成型性(xing)，00Cr21CuTi鋼(gang)(gang)也(ye)不(bu)(bu)(bu)例外。眾所周知(zhi)，鐵素(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)冷成型性(xing)也(ye)是(shi)正確應用不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)難點之一。由(you)于鐵素(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)與304等鉻鎳奧氏體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)組(zu)(zu)織結構(gou)的(de)(de)(de)差異，冷成型性(xing)不(bu)(bu)(bu)同(tong)，必須根據(ju)鐵素(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)冷成型特(te)點來研究選擇適宜冷成型工(gong)藝以取得滿(man)意的(de)(de)(de)結果。

 1. 深沖性  

   表(biao)4.26中(zhong)列(lie)入了00Cr21CuTi鋼(gang)(gang)(gang)的室溫力學(xue)性能(neng)和(he)(he)冷(leng)(leng)成型參(can)數并與304進行(xing)對比的結果，可以看出，由于(yu)(yu)304鋼(gang)(gang)(gang)在(zai)拉(la)伸(shen)(shen)變形(xing)過程(cheng)中(zhong)有相變產生，此(ci)(ci)鋼(gang)(gang)(gang)易于(yu)(yu)加工(gong)硬化，故其強度(du)（σb）值(zhi)和(he)(he)伸(shen)(shen)長率(lv)均遠較00Cr21CuTi為高(gao)(gao)。且Er 值(zhi)也(ye)大。因此(ci)(ci)304鉻鎳奧(ao)氏體不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)非常(chang)適于(yu)(yu)脹形(xing)（鼓(gu)凸(tu)(tu)）冷(leng)(leng)加工(gong)。而00Cr21CuTi鋼(gang)(gang)(gang)冷(leng)(leng)加工(gong)硬化傾向小(xiao)，伸(shen)(shen)長率(lv)也(ye)低，Er值(zhi)小(xiao)。故此(ci)(ci)鋼(gang)(gang)(gang)不(bu)(bu)適于(yu)(yu)單純的脹形(xing)（鼓(gu)凸(tu)(tu)）冷(leng)(leng)成型。但是00Cr21CuTi鋼(gang)(gang)(gang)的r、LDR值(zhi)均較高(gao)(gao)，因此(ci)(ci)此(ci)(ci)鋼(gang)(gang)(gang)非常(chang)適于(yu)(yu)深沖(chong)（深拉(la)伸(shen)(shen)）型冷(leng)(leng)加工(gong)而且還會(hui)優(you)于(yu)(yu)304不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)。表(biao)4.27列(lie)出了國(guo)內的試(shi)驗結果。表(biao)4.26中(zhong)還指(zhi)出了00Cr21CuTi鋼(gang)(gang)(gang)和(he)(he)304不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的CCV值(zhi)（圓錐杯試(shi)驗），二者相差不(bu)(bu)大。這表(biao)明00Cr21CuTi鋼(gang)(gang)(gang)仍具有深沖(chong)和(he)(he)脹形(xing)（鼓(gu)凸(tu)(tu)）復合冷(leng)(leng)加工(gong)的可行(xing)性。

 2. 延遲(chi)開(kai)裂敏感性  

   不(bu)銹鋼在進行諸如(ru)圓(yuan)筒型產品的(de)深(shen)沖等(deng)冷成型時(shi)，一(yi)般(ban)多采用多段冷加(jia)(jia)工工藝，因為(wei)若一(yi)次大(da)變形量的(de)冷加(jia)(jia)工后，短(duan)時(shi)放置(zhi)便會出(chu)現人(ren)們稱(cheng)之為(wei)延(yan)遲開裂的(de)現象。這與不(bu)銹鋼的(de)冷加(jia)(jia)工硬化的(de)敏感性密切相關。

   國內曾對(dui)(dui)439、443兩種鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)體不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)和(he)(he)一種鉻(ge)鎳奧氏體不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)304以(yi)及(ji)低(di)(di)鉻(ge)低(di)(di)鎳的(de)1％Ni和(he)(he)4％Ni鉻(ge)錳(meng)氮鋼(gang)（國內稱為(wei)所謂“200”系不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)）進行了冷成型(xing)后的(de)延遲開裂敏感(gan)性試驗。結果(guo)見圖4.47。從圖中可知，443和(he)(he)439鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)體不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)延遲開裂的(de)敏感(gan)性很低(di)(di)。由于此試驗條(tiao)件下深(shen)沖比最高(gao)(gao)僅(jin)為(wei)1.9，故冷作硬(ying)化敏感(gan)性較鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)體不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)高(gao)(gao)的(de)304不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)并(bing)未顯(xian)示其(qi)對(dui)(dui)延遲開裂敏感(gan)。但低(di)(di)鉻(ge)、低(di)(di)鎳的(de)鉻(ge)錳(meng)氮鋼(gang)（1％Ni和(he)(he)4％Ni）則顯(xian)示出對(dui)(dui)延遲斷裂的(de)高(gao)(gao)度(du)敏感(gan)性，深(shen)沖比僅(jin)1.5和(he)(he)1.7,4％Ni和(he)(he)1％Ni鋼(gang)便分別出現了延遲開裂。

   圖4.47 443、439和304以及1％Ni、4％Ni鋼延(yan)(yan)遲斷裂敏(min)(min)感性 ，圖4.48則系一(yi)種產品(pin)分8段進行深沖加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)，深沖比達5～6高應(ying)變條件下的(de)試驗結(jie)果。可以看(kan)出JFE443CT鋼并未出現延(yan)(yan)遲開裂而SUS 304不銹鋼在(zai)第(di)7段冷(leng)加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)后便出現了(le)開裂。說(shuo)明了(le)SUS 304鋼的(de)延(yan)(yan)遲斷裂敏(min)(min)感性要高于JFE 443CT鋼，一(yi)般認為(wei)奧氏體(ti)不銹鋼延(yan)(yan)遲開裂敏(min)(min)感性高的(de)原因與冷(leng)加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)大變形(xing)區域(yu)的(de)延(yan)(yan)伸還存在(zai)二次(ci)硬(ying)化和二次(ci)加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)脆化有關(guan)。

 3. 抗皺(zhou)性 

   鐵素體不銹鋼采用前述(shu)的(de)(de)化學成分和(he)生(sheng)產工藝相結合(he)的(de)(de)生(sheng)產措施，JFE 443CT鋼的(de)(de)抗皺(zhou)性(xing)可(ke)以達(da)到與SUS304不銹鋼相當(dang)的(de)(de)水平。圖4.49系經20％拉(la)伸后(hou)所(suo)測得的(de)(de)JFE 443CT和(he)SUS 304的(de)(de)表面起(qi)皺(zhou)情況的(de)(de)對(dui)比。

四、焊接性 

   JFE 443CT鋼焊(han)接性(xing)優良，可采用焊(han)接不銹鋼通用的(de)方法進(jin)行焊(han)接。試驗表明，由于此(ci)鋼碳、氮量很低且又(you)加鈦穩定化(hua)，焊(han)后并無晶間腐(fu)(fu)蝕的(de)敏感性(xing)。而(er)且焊(han)接部位也具有與母(mu)材基(ji)本相(xiang)同的(de)力學性(xing)能和耐腐(fu)(fu)蝕性(xing)能。

   當JFE 443CT需與18-8型304不銹鋼進行(xing)對接焊(han)時，需采用超低碳型的304L焊(han)絲，為(wei)防(fang)止焊(han)接部位敏(min)化，焊(han)接需使用308L和309L焊(han)絲。

   焊接JFE 443CT時的(de)注意事項與焊接其他超低碳并(bing)含穩定化(hua)元素的(de)其他現代鐵素體不銹鋼相同。

五、應用 

  JFE 443CT不銹(xiu)鋼(gang)可(ke)用于室內(nei)和(he)(he)室外耐(nai)大(da)氣(qi)（除(chu)海洋大(da)氣(qi)外）和(he)(he)耐(nai)水(shui)環(huan)境（除(chu)海水(shui)外）的(de)(de)(de)腐(fu)蝕，特別(bie)是(shi)430、439等(deng)鐵素體不銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)不銹(xiu)耐(nai)蝕性尚顯不足的(de)(de)(de)廚房(fang)設(she)備、家(jia)用電(dian)器、裝飾、市政設(she)施、環(huan)境保護等(deng)一些用途中。代替304和(he)(he)304L鉻鎳奧氏體不銹(xiu)鋼(gang)制造薄截面尺寸的(de)(de)(de)冷(leng)加工成(cheng)型的(de)(de)(de)設(she)備構件、容器和(he)(he)輸(shu)水(shui)管線等(deng)。