在已有的鐵素(su)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奧氏體(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(bu)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化學(xue)成分(fen)標(biao)號(hao)為00Cr21CuTi，鋼中(zhong)除含(han)有20％～23％Cr外，還含(han)有少量（0.4％）的(de)銅和0.3％的(de)鈦。鋼中(zhong)C＋N含(han)量≤0.03％，Mn、Si含(han)量≤0.20％，S含(han)量≤0.01％。

  對(dui)日本進口的冷軋(ya)薄(bo)帶進行的化學(xue)成分分析表(biao)明(ming)，鋼中(zhong)硫(liu)(liu)量(liang)均在(zai)約(yue)0.001％，鋼中(zhong)硫(liu)(liu)化物、氧化物、硅酸鹽(yan)等非金屬夾(jia)雜物評級均為0級，鋼的純(chun)凈度較高。

二、耐腐蝕性(xing)能

 1. 大氣腐蝕(shi) 

   國(guo)內外在實驗室進(jin)行的鹽霧試(shi)(shi)驗結(jie)(jie)果(guo)(guo)見圖4.38；在海岸(an)大氣中進(jin)行掛(gua)片(pian)試(shi)(shi)驗所取(qu)得的結(jie)(jie)果(guo)(guo)見圖4.39。圖4.38（a）的結(jie)(jie)果(guo)(guo)表(biao)(biao)明(ming) SUS 304和JFE 443CT均(jun)未(wei)見銹蝕(shi)(shi)，而(er)圖4.38（b）的結(jie)(jie)果(guo)(guo)則指(zhi)出(chu)0Cr17（SUS 430）不銹鋼(gang)(gang)試(shi)(shi)驗168h，鋼(gang)(gang)從端部開始生銹，而(er)JFE 443CT和SUS 304鋼(gang)(gang)經5000h試(shi)(shi)驗也均(jun)未(wei)見腐蝕(shi)(shi)。圖4.39的結(jie)(jie)果(guo)(guo)表(biao)(biao)明(ming)SUS 430銹蝕(shi)(shi)嚴重，SUS 304不銹鋼(gang)(gang)也有(you)點蝕(shi)(shi)分布(bu)在整個試(shi)(shi)樣表(biao)(biao)面上，而(er)JFE443CT幾乎(hu)沒有(you)銹蝕(shi)(shi)產生。

   圖4.38（a）在35℃、5％NaCl溶液中(zhong)經240h鹽霧試驗（GB 10125-88）的結果 、圖4.38（b）鹽霧試驗結果（JIS 22371法(fa)）

 2. 晶間腐(fu)蝕 

     表4.24系JFE 443CT和SUS 304的焊管焊后焊縫的晶(jing)間(jian)腐蝕試驗結(jie)果（按GB 4334.5-90法(fa)），JFE 443CT和SUS304均(jun)未產生晶(jing)間(jian)腐蝕。

 3. 應(ying)力腐蝕(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(shi)和縫(feng)隙腐蝕(shi)

   鋼(gang)中(zhong)鉻、銅量(liang)對(dui)JFE443CT鋼(gang)耐點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)的(de)影(ying)響 圖4.40系JFE 443CT和(he)(he)SUS 304兩種(zhong)鋼(gang)的(de)試樣(yang)在離海岸1km處放(fang)置(zhi)前和(he)(he)放(fang)置(zhi)1.5年(nian)后在35℃、3.5％NaCl溶(rong)液中(zhong)測(ce)(ce)定不同鉻含(han)(han)(han)量(liang)以及銅量(liang)0.4％和(he)(he)不同含(han)(han)(han)銅量(liang)時的(de)點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)蝕(shi)(shi)電(dian)(dian)位，從(cong)圖4.40（a）中(zhong)可(ke)以看出：在海洋大(da)(da)氣試驗前隨鋼(gang)中(zhong)鉻量(liang)的(de)提高(gao)，鋼(gang)的(de)點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)蝕(shi)(shi)電(dian)(dian)位提高(gao)（即耐點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)增加(jia)），當鉻量(liang)達(da)(da)21％時，此鋼(gang)的(de)點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)蝕(shi)(shi)電(dian)(dian)位可(ke)與SUS304相當，鉻量(liang)再高(gao)，其點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)蝕(shi)(shi)電(dian)(dian)位還可(ke)高(gao)于SUS304，含(han)(han)(han)銅量(liang)0.4％和(he)(he)不含(han)(han)(han)銅無明顯(xian)(xian)影(ying)響。而從(cong)圖4.40（b）中(zhong)均可(ke)看出：在海洋大(da)(da)氣中(zhong)試驗1.5年(nian)后，測(ce)(ce)定點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)蝕(shi)(shi)電(dian)(dian)位，隨鋼(gang)中(zhong)鉻量(liang)增加(jia)，JFE443CT鋼(gang)的(de)點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)蝕(shi)(shi)電(dian)(dian)位提高(gao)更加(jia)顯(xian)(xian)著。當含(han)(han)(han)鉻量(liang)達(da)(da)21％時，此鋼(gang)的(de)點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)蝕(shi)(shi)電(dian)(dian)位大(da)(da)大(da)(da)高(gao)于SUS304鋼(gang)的(de)點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)蝕(shi)(shi)電(dian)(dian)位，而且含(han)(han)(han)0.4％Cu者，其點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)蝕(shi)(shi)電(dian)(dian)位也遠(yuan)超過不含(han)(han)(han)銅者。顯(xian)(xian)然0.4％Cu的(de)作用是(shi)有益的(de)。

   圖4.41系采用X-射線光電子譜儀半(ban)定量分析經(jing)(jing)海洋大氣中(zhong)(zhong)放置1.5年后試樣表面鈍化(hua)膜(mo)中(zhong)(zhong) 的(de)(de)(de)結果(guo)。顯然(ran)，經(jing)(jing)海洋大氣中(zhong)(zhong)放置后，JFE 443CT鋼(gang)(gang)表面鈍化(hua)膜(mo)中(zhong)(zhong)鉻(ge)的(de)(de)(de)富集是此鋼(gang)(gang)點蝕(shi)電位提(ti)高的(de)(de)(de)原(yuan)因，而0.4％Cu的(de)(de)(de)加入則強(qiang)化(hua)了(le)鈍化(hua)膜(mo)中(zhong)(zhong)鉻(ge)的(de)(de)(de)富集度，從(cong)而有益于(yu)耐點蝕(shi)性(xing)的(de)(de)(de)提(ti)高，但是鋼(gang)(gang)中(zhong)(zhong)含銅(tong)量有一適宜(yi)范圍（見(jian)圖4.42），含銅(tong)量低于(yu)0.3％或高于(yu)0.6％則是有害的(de)(de)(de)。因此，在此鋼(gang)(gang)冶煉(lian)時需(xu)予以注意。

   JFE 443CT鋼(gang)（00Cr21CuTi）的耐點(dian)蝕和(he)耐縫隙腐(fu)蝕性能 圖4.43～圖4.46系(xi)國內(nei)外耐點(dian)蝕性的一(yi)些(xie)試驗結(jie)果(guo)。從這些(xie)試驗結(jie)果(guo)可看出(chu)，在所有(you)試驗條件下00Cr21CuTi鋼(gang)的耐點(dian)蝕性與SUS304鋼(gang)相當(dang)。圖4.45國內(nei)的結(jie)果(guo)還指出(chu)了目前(qian)國內(nei)市場上宣傳(chuan)能替代SUS304鋼(gang)并(bing)大量(liang)生產和(he)銷售的含1％Ni、4％Ni且低(di)銘且高錳量(liang)的所謂“200系(xi)”鋼(gang)①，耐點(dian)蝕性能很(hen)差，1％Ni（0Cr15Ni1Mn10CuN）低(di)于(yu)410 （0Cr12），4％Ni（0Cr15Ni4Mn8Cu）低(di)于(yu)430（0Cr17）。

   JFE所進行(xing)的JFE 443CT耐(nai)縫隙(xi)腐(fu)蝕的試(shi)驗結果見圖(tu)4.46中，一方(fang)面表明在相同試(shi)驗條件(jian)下，含0.5％Cu的00Cr21Cu0.5Ti（JFE 443CT）較(jiao)不含銅者耐(nai)縫隙(xi)腐(fu)蝕性(xing)顯著(zhu)提(ti)高，但也指出(chu)，00Cr21Cu0.5Ti（JFE 443CT）鋼的耐(nai)縫隙(xi)腐(fu)蝕性(xing)要低于(yu)SUS 304，也說明了鎳在不銹(xiu)鋼中耐(nai)縫隙(xi)腐(fu)蝕性(xing)能的良好作用(yong)。

三、力(li)學性(xing)能和冷成型性(xing) 

  前面(mian)曾述及不(bu)(bu)(bu)銹鋼的(de)(de)(de)(de)力學(xue)性(xing)(xing)能(neng)，主要是由鋼的(de)(de)(de)(de)組(zu)織(zhi)結(jie)構所決(jue)定的(de)(de)(de)(de)。而力學(xue)性(xing)(xing)能(neng)則直接影響著鋼的(de)(de)(de)(de)冷(leng)成(cheng)型(xing)性(xing)(xing)，00Cr21CuTi鋼也(ye)不(bu)(bu)(bu)例(li)外。眾所周知(zhi)，鐵(tie)素(su)(su)體不(bu)(bu)(bu)銹鋼的(de)(de)(de)(de)冷(leng)成(cheng)型(xing)性(xing)(xing)也(ye)是正確應用不(bu)(bu)(bu)銹鋼的(de)(de)(de)(de)難點之(zhi)一。由于鐵(tie)素(su)(su)體不(bu)(bu)(bu)銹鋼與304等鉻鎳奧氏體不(bu)(bu)(bu)銹鋼組(zu)織(zhi)結(jie)構的(de)(de)(de)(de)差異，冷(leng)成(cheng)型(xing)性(xing)(xing)不(bu)(bu)(bu)同，必須根據鐵(tie)素(su)(su)體不(bu)(bu)(bu)銹鋼的(de)(de)(de)(de)冷(leng)成(cheng)型(xing)特(te)點來研究(jiu)選(xuan)擇(ze)適宜冷(leng)成(cheng)型(xing)工藝以取得(de)滿意的(de)(de)(de)(de)結(jie)果。

 1. 深沖性  

   表4.26中列入了(le)00Cr21CuTi鋼的(de)(de)(de)室溫(wen)力學(xue)性能和(he)冷(leng)(leng)成型(xing)參數并與304進行(xing)對比的(de)(de)(de)結果，可以看出，由于(yu)304鋼在拉伸變(bian)形(xing)過程中有相變(bian)產生，此(ci)(ci)鋼易于(yu)加工(gong)(gong)硬(ying)化(hua)，故(gu)其(qi)強度（σb）值(zhi)(zhi)和(he)伸長率(lv)(lv)均遠較(jiao)00Cr21CuTi為高。且Er 值(zhi)(zhi)也(ye)大。因此(ci)(ci)304鉻鎳(nie)奧氏體不(bu)銹鋼非(fei)常適(shi)(shi)于(yu)脹形(xing)（鼓凸）冷(leng)(leng)加工(gong)(gong)。而(er)00Cr21CuTi鋼冷(leng)(leng)加工(gong)(gong)硬(ying)化(hua)傾向小(xiao)，伸長率(lv)(lv)也(ye)低，Er值(zhi)(zhi)小(xiao)。故(gu)此(ci)(ci)鋼不(bu)適(shi)(shi)于(yu)單純(chun)的(de)(de)(de)脹形(xing)（鼓凸）冷(leng)(leng)成型(xing)。但是00Cr21CuTi鋼的(de)(de)(de)r、LDR值(zhi)(zhi)均較(jiao)高，因此(ci)(ci)此(ci)(ci)鋼非(fei)常適(shi)(shi)于(yu)深沖(chong)（深拉伸）型(xing)冷(leng)(leng)加工(gong)(gong)而(er)且還會優于(yu)304不(bu)銹鋼。表4.27列出了(le)國內的(de)(de)(de)試驗(yan)結果。表4.26中還指出了(le)00Cr21CuTi鋼和(he)304不(bu)銹鋼的(de)(de)(de)CCV值(zhi)(zhi)（圓錐杯試驗(yan)），二者相差不(bu)大。這表明(ming)00Cr21CuTi鋼仍具有深沖(chong)和(he)脹形(xing)（鼓凸）復合冷(leng)(leng)加工(gong)(gong)的(de)(de)(de)可行(xing)性。

 2. 延遲開(kai)裂敏感性  

   不銹(xiu)(xiu)鋼在進(jin)行諸如圓筒型(xing)產品的深沖等冷(leng)成(cheng)型(xing)時，一般多(duo)采用多(duo)段冷(leng)加(jia)工(gong)工(gong)藝(yi)，因為若一次大變形量(liang)的冷(leng)加(jia)工(gong)后，短時放置便會出現人們稱之為延遲開(kai)裂的現象。這(zhe)與不銹(xiu)(xiu)鋼的冷(leng)加(jia)工(gong)硬化(hua)的敏感性密(mi)切相關(guan)。

   國(guo)內曾對(dui)(dui)439、443兩種(zhong)鐵素(su)體不銹(xiu)鋼(gang)(gang)和(he)(he)(he)(he)一種(zhong)鉻鎳奧氏體不銹(xiu)鋼(gang)(gang)304以及低(di)(di)鉻低(di)(di)鎳的1％Ni和(he)(he)(he)(he)4％Ni鉻錳氮鋼(gang)(gang)（國(guo)內稱為所(suo)謂(wei)“200”系不銹(xiu)鋼(gang)(gang)）進行(xing)了冷成(cheng)型后的延(yan)(yan)(yan)遲(chi)開裂(lie)敏(min)感(gan)性(xing)試驗。結果見圖(tu)4.47。從圖(tu)中可知，443和(he)(he)(he)(he)439鐵素(su)體不銹(xiu)鋼(gang)(gang)的延(yan)(yan)(yan)遲(chi)開裂(lie)的敏(min)感(gan)性(xing)很低(di)(di)。由于此(ci)試驗條件下(xia)深沖比最高僅為1.9，故(gu)冷作(zuo)硬化(hua)敏(min)感(gan)性(xing)較(jiao)鐵素(su)體不銹(xiu)鋼(gang)(gang)高的304不銹(xiu)鋼(gang)(gang)并未顯示(shi)其對(dui)(dui)延(yan)(yan)(yan)遲(chi)開裂(lie)敏(min)感(gan)。但低(di)(di)鉻、低(di)(di)鎳的鉻錳氮鋼(gang)(gang)（1％Ni和(he)(he)(he)(he)4％Ni）則顯示(shi)出對(dui)(dui)延(yan)(yan)(yan)遲(chi)斷裂(lie)的高度敏(min)感(gan)性(xing)，深沖比僅1.5和(he)(he)(he)(he)1.7,4％Ni和(he)(he)(he)(he)1％Ni鋼(gang)(gang)便分別出現了延(yan)(yan)(yan)遲(chi)開裂(lie)。

   圖4.47 443、439和304以(yi)及1％Ni、4％Ni鋼(gang)延遲(chi)斷(duan)裂敏(min)(min)感性(xing) ，圖4.48則(ze)系(xi)一種產品(pin)分(fen)8段進(jin)行深(shen)沖(chong)加(jia)工，深(shen)沖(chong)比達5～6高應(ying)變(bian)條(tiao)件下的試驗(yan)結果(guo)。可以(yi)看出(chu)(chu)JFE443CT鋼(gang)并未出(chu)(chu)現延遲(chi)開裂而SUS 304不銹鋼(gang)在第7段冷(leng)加(jia)工后(hou)便出(chu)(chu)現了開裂。說明(ming)了SUS 304鋼(gang)的延遲(chi)斷(duan)裂敏(min)(min)感性(xing)要高于(yu)JFE 443CT鋼(gang)，一般認為奧氏體不銹鋼(gang)延遲(chi)開裂敏(min)(min)感性(xing)高的原因與(yu)冷(leng)加(jia)工大(da)變(bian)形區域的延伸還存在二(er)次硬(ying)化和二(er)次加(jia)工脆(cui)化有關(guan)。

 3. 抗皺性 

   鐵素體不銹鋼(gang)(gang)采用(yong)前述的(de)(de)(de)化(hua)學成分和(he)生產工(gong)藝(yi)相結(jie)合(he)的(de)(de)(de)生產措施，JFE 443CT鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)抗皺性(xing)可以達到與SUS304不銹鋼(gang)(gang)相當的(de)(de)(de)水平。圖4.49系經20％拉伸后所測得的(de)(de)(de)JFE 443CT和(he)SUS 304的(de)(de)(de)表(biao)面起皺情況的(de)(de)(de)對比(bi)。

四(si)、焊接性 

   JFE 443CT鋼(gang)焊接(jie)性優良，可采用(yong)焊接(jie)不(bu)銹鋼(gang)通(tong)用(yong)的(de)方法進行焊接(jie)。試驗表明，由(you)于此鋼(gang)碳(tan)、氮量很低且又加鈦穩(wen)定化，焊后并無晶間腐蝕的(de)敏感性。而且焊接(jie)部位(wei)也具有與母材(cai)基本(ben)相同的(de)力(li)學性能和耐(nai)腐蝕性能。

   當(dang)JFE 443CT需與(yu)18-8型304不銹鋼進行對(dui)接焊(han)(han)時，需采用超低(di)碳型的304L焊(han)(han)絲(si)，為防止焊(han)(han)接部位敏(min)化，焊(han)(han)接需使用308L和(he)309L焊(han)(han)絲(si)。

   焊接(jie)JFE 443CT時的注意事項與(yu)焊接(jie)其他超低(di)碳并含穩定化元素的其他現代鐵素體不銹鋼相同。

五、應用 

  JFE 443CT不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)可用(yong)于(yu)室內(nei)和室外(wai)耐(nai)大氣（除海(hai)洋大氣外(wai)）和耐(nai)水環(huan)境（除海(hai)水外(wai)）的(de)(de)腐蝕，特別是430、439等鐵素(su)體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)不(bu)(bu)銹(xiu)耐(nai)蝕性尚顯不(bu)(bu)足(zu)的(de)(de)廚房(fang)設備、家用(yong)電器、裝(zhuang)飾、市(shi)政設施(shi)、環(huan)境保護等一(yi)些用(yong)途(tu)中。代替304和304L鉻(ge)鎳奧氏體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)制造薄截(jie)面尺寸的(de)(de)冷(leng)加工成(cheng)型的(de)(de)設備構件、容(rong)器和輸(shu)水管線等。