在已有的鐵素體不(bu)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(shi)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(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(yi)、化學成分和(he)純凈(jing)度(du) 

  JFE443CT化學成分標(biao)號為00Cr21CuTi，鋼(gang)中(zhong)除(chu)含(han)有20％～23％Cr外(wai)，還含(han)有少量（0.4％）的銅和0.3％的鈦。鋼(gang)中(zhong)C＋N含(han)量≤0.03％，Mn、Si含(han)量≤0.20％，S含(han)量≤0.01％。

  對日本進(jin)口的(de)冷軋(ya)薄(bo)帶進(jin)行的(de)化(hua)(hua)學成(cheng)分(fen)分(fen)析表明，鋼(gang)中硫量(liang)均(jun)在約0.001％，鋼(gang)中硫化(hua)(hua)物(wu)、氧化(hua)(hua)物(wu)、硅酸鹽(yan)等非(fei)金(jin)屬夾雜(za)物(wu)評(ping)級(ji)均(jun)為0級(ji)，鋼(gang)的(de)純凈度較高。

二、耐腐(fu)蝕性能

 1. 大氣腐蝕 

   國內外在實驗(yan)室進行的(de)(de)鹽霧(wu)試(shi)驗(yan)結(jie)果(guo)(guo)見圖(tu)4.38；在海(hai)岸大氣(qi)中進行掛片試(shi)驗(yan)所取得的(de)(de)結(jie)果(guo)(guo)見圖(tu)4.39。圖(tu)4.38（a）的(de)(de)結(jie)果(guo)(guo)表明 SUS 304和JFE 443CT均(jun)未見銹蝕(shi)，而(er)圖(tu)4.38（b）的(de)(de)結(jie)果(guo)(guo)則指出0Cr17（SUS 430）不銹鋼試(shi)驗(yan)168h，鋼從端部開始生(sheng)(sheng)銹，而(er)JFE 443CT和SUS 304鋼經5000h試(shi)驗(yan)也(ye)均(jun)未見腐蝕(shi)。圖(tu)4.39的(de)(de)結(jie)果(guo)(guo)表明SUS 430銹蝕(shi)嚴重，SUS 304不銹鋼也(ye)有(you)點蝕(shi)分布在整個(ge)試(shi)樣表面上，而(er)JFE443CT幾(ji)乎沒有(you)銹蝕(shi)產生(sheng)(sheng)。

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

 2. 晶間腐蝕 

     表4.24系(xi)JFE 443CT和SUS 304的(de)焊管焊后焊縫的(de)晶(jing)間腐蝕試驗結果（按GB 4334.5-90法），JFE 443CT和SUS304均未產生晶(jing)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(feng)隙腐(fu)蝕

   鋼(gang)(gang)(gang)中(zhong)鉻、銅(tong)量(liang)對JFE443CT鋼(gang)(gang)(gang)耐點(dian)(dian)(dian)蝕(shi)性的(de)(de)影響 圖(tu)(tu)4.40系JFE 443CT和(he)SUS 304兩(liang)種(zhong)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)試樣(yang)在(zai)離(li)海(hai)岸1km處放置前(qian)和(he)放置1.5年后(hou)在(zai)35℃、3.5％NaCl溶(rong)液中(zhong)測(ce)定(ding)不同鉻含量(liang)以及(ji)銅(tong)量(liang)0.4％和(he)不同含銅(tong)量(liang)時(shi)的(de)(de)點(dian)(dian)(dian)蝕(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)，從圖(tu)(tu)4.40（a）中(zhong)可以看出：在(zai)海(hai)洋(yang)大氣(qi)試驗前(qian)隨鋼(gang)(gang)(gang)中(zhong)鉻量(liang)的(de)(de)提高(gao)，鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)點(dian)(dian)(dian)蝕(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)提高(gao)（即耐點(dian)(dian)(dian)蝕(shi)性增加(jia)），當鉻量(liang)達21％時(shi)，此鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)點(dian)(dian)(dian)蝕(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)可與SUS304相當，鉻量(liang)再高(gao)，其(qi)點(dian)(dian)(dian)蝕(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)還可高(gao)于(yu)SUS304，含銅(tong)量(liang)0.4％和(he)不含銅(tong)無(wu)明顯(xian)影響。而(er)從圖(tu)(tu)4.40（b）中(zhong)均可看出：在(zai)海(hai)洋(yang)大氣(qi)中(zhong)試驗1.5年后(hou)，測(ce)定(ding)點(dian)(dian)(dian)蝕(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)，隨鋼(gang)(gang)(gang)中(zhong)鉻量(liang)增加(jia)，JFE443CT鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)點(dian)(dian)(dian)蝕(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)提高(gao)更加(jia)顯(xian)著。當含鉻量(liang)達21％時(shi)，此鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)點(dian)(dian)(dian)蝕(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)大大高(gao)于(yu)SUS304鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)點(dian)(dian)(dian)蝕(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)，而(er)且含0.4％Cu者，其(qi)點(dian)(dian)(dian)蝕(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)也(ye)遠超(chao)過不含銅(tong)者。顯(xian)然0.4％Cu的(de)(de)作用是有益的(de)(de)。

   圖4.41系采用(yong)X-射(she)線光(guang)電子譜儀半定量(liang)分析經海(hai)洋大氣(qi)中(zhong)放置1.5年(nian)后(hou)試樣(yang)表面(mian)鈍化膜(mo)中(zhong) 的(de)結果(guo)。顯(xian)然，經海(hai)洋大氣(qi)中(zhong)放置后(hou)，JFE 443CT鋼表面(mian)鈍化膜(mo)中(zhong)鉻的(de)富(fu)集(ji)是(shi)此鋼點(dian)蝕電位提高(gao)的(de)原因(yin)，而(er)0.4％Cu的(de)加(jia)入(ru)則(ze)強化了(le)鈍化膜(mo)中(zhong)鉻的(de)富(fu)集(ji)度，從而(er)有益于(yu)耐點(dian)蝕性的(de)提高(gao)，但是(shi)鋼中(zhong)含銅量(liang)有一適(shi)宜范圍（見圖4.42），含銅量(liang)低(di)于(yu)0.3％或高(gao)于(yu)0.6％則(ze)是(shi)有害(hai)的(de)。因(yin)此，在(zai)此鋼冶煉(lian)時需予以注意。

   JFE 443CT鋼(gang)（00Cr21CuTi）的耐(nai)點(dian)蝕和耐(nai)縫隙腐蝕性(xing)能(neng) 圖(tu)4.43～圖(tu)4.46系國內(nei)外耐(nai)點(dian)蝕性(xing)的一些試驗結果。從(cong)這些試驗結果可(ke)看出，在所(suo)有試驗條件下00Cr21CuTi鋼(gang)的耐(nai)點(dian)蝕性(xing)與SUS304鋼(gang)相(xiang)當。圖(tu)4.45國內(nei)的結果還指出了(le)目(mu)前國內(nei)市場(chang)上宣傳能(neng)替代SUS304鋼(gang)并大量生產和銷售(shou)的含(han)1％Ni、4％Ni且低(di)銘(ming)且高錳量的所(suo)謂“200系”鋼(gang)①，耐(nai)點(dian)蝕性(xing)能(neng)很差(cha)，1％Ni（0Cr15Ni1Mn10CuN）低(di)于410 （0Cr12），4％Ni（0Cr15Ni4Mn8Cu）低(di)于430（0Cr17）。

   JFE所(suo)進行(xing)的(de)(de)(de)(de)JFE 443CT耐縫隙腐蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)試驗結果見圖4.46中(zhong)，一方面表(biao)明在(zai)相同試驗條件下(xia)，含(han)0.5％Cu的(de)(de)(de)(de)00Cr21Cu0.5Ti（JFE 443CT）較不含(han)銅者耐縫隙腐蝕(shi)性顯(xian)著提高，但也指出，00Cr21Cu0.5Ti（JFE 443CT）鋼的(de)(de)(de)(de)耐縫隙腐蝕(shi)性要低(di)于SUS 304，也說(shuo)明了鎳在(zai)不銹鋼中(zhong)耐縫隙腐蝕(shi)性能的(de)(de)(de)(de)良好作用。

三、力(li)學(xue)性(xing)能和(he)冷(leng)成型性(xing) 

  前面曾述及不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的力學性能，主(zhu)要(yao)是由(you)(you)鋼(gang)(gang)的組織(zhi)(zhi)結構所(suo)決定(ding)的。而(er)力學性能則(ze)直接(jie)影(ying)響著鋼(gang)(gang)的冷(leng)(leng)(leng)成(cheng)型(xing)性，00Cr21CuTi鋼(gang)(gang)也(ye)不(bu)(bu)例外。眾(zhong)所(suo)周知，鐵素體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的冷(leng)(leng)(leng)成(cheng)型(xing)性也(ye)是正確應(ying)用(yong)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的難點之一。由(you)(you)于鐵素體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)與304等鉻鎳奧氏(shi)體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)組織(zhi)(zhi)結構的差(cha)異，冷(leng)(leng)(leng)成(cheng)型(xing)性不(bu)(bu)同，必(bi)須根據鐵素體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的冷(leng)(leng)(leng)成(cheng)型(xing)特點來研究選擇適宜冷(leng)(leng)(leng)成(cheng)型(xing)工藝以取(qu)得滿意的結果。

 1. 深沖性  

   表(biao)4.26中列(lie)入了(le)00Cr21CuTi鋼(gang)(gang)(gang)的室(shi)溫力學性(xing)能(neng)和(he)冷成型參數并與304進行(xing)對比(bi)的結果(guo)，可以看出，由(you)于304鋼(gang)(gang)(gang)在拉(la)伸(shen)變(bian)形(xing)過程中有相變(bian)產生，此鋼(gang)(gang)(gang)易于加工(gong)(gong)(gong)硬(ying)(ying)化(hua)，故其強度（σb）值和(he)伸(shen)長(chang)率(lv)均遠較00Cr21CuTi為高。且(qie)(qie)Er 值也大。因(yin)此304鉻鎳奧氏體(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)非常適于脹形(xing)（鼓凸）冷加工(gong)(gong)(gong)。而00Cr21CuTi鋼(gang)(gang)(gang)冷加工(gong)(gong)(gong)硬(ying)(ying)化(hua)傾向小，伸(shen)長(chang)率(lv)也低，Er值小。故此鋼(gang)(gang)(gang)不(bu)適于單純(chun)的脹形(xing)（鼓凸）冷成型。但是00Cr21CuTi鋼(gang)(gang)(gang)的r、LDR值均較高，因(yin)此此鋼(gang)(gang)(gang)非常適于深沖（深拉(la)伸(shen)）型冷加工(gong)(gong)(gong)而且(qie)(qie)還會優于304不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)。表(biao)4.27列(lie)出了(le)國(guo)內的試(shi)(shi)驗結果(guo)。表(biao)4.26中還指出了(le)00Cr21CuTi鋼(gang)(gang)(gang)和(he)304不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)的CCV值（圓(yuan)錐杯試(shi)(shi)驗），二者相差不(bu)大。這表(biao)明00Cr21CuTi鋼(gang)(gang)(gang)仍具有深沖和(he)脹形(xing)（鼓凸）復合冷加工(gong)(gong)(gong)的可行(xing)性(xing)。

 2. 延遲開裂敏感(gan)性  

   不銹鋼(gang)在(zai)進(jin)行諸(zhu)如圓筒型產(chan)品的(de)深沖等冷(leng)成型時(shi)，一般多(duo)采用多(duo)段冷(leng)加工工藝，因(yin)為若一次大(da)變(bian)形量的(de)冷(leng)加工后，短時(shi)放置便會出現(xian)人們稱之為延遲開(kai)裂的(de)現(xian)象。這與(yu)不銹鋼(gang)的(de)冷(leng)加工硬化的(de)敏感性密切相(xiang)關。

   國內曾對(dui)439、443兩種鐵(tie)素(su)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)和(he)一(yi)種鉻鎳(nie)奧氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)304以及(ji)低鉻低鎳(nie)的(de)1％Ni和(he)4％Ni鉻錳氮鋼(gang)（國內稱為(wei)所(suo)謂“200”系不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)）進行了冷(leng)(leng)成型后的(de)延(yan)(yan)遲(chi)開(kai)裂(lie)(lie)敏(min)感(gan)性(xing)(xing)試驗。結果見圖4.47。從圖中(zhong)可知(zhi)，443和(he)439鐵(tie)素(su)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)延(yan)(yan)遲(chi)開(kai)裂(lie)(lie)的(de)敏(min)感(gan)性(xing)(xing)很低。由于此(ci)試驗條件下(xia)深(shen)沖比最(zui)高僅為(wei)1.9，故冷(leng)(leng)作硬化(hua)敏(min)感(gan)性(xing)(xing)較鐵(tie)素(su)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)高的(de)304不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)并(bing)未顯示其對(dui)延(yan)(yan)遲(chi)開(kai)裂(lie)(lie)敏(min)感(gan)。但低鉻、低鎳(nie)的(de)鉻錳氮鋼(gang)（1％Ni和(he)4％Ni）則顯示出對(dui)延(yan)(yan)遲(chi)斷裂(lie)(lie)的(de)高度敏(min)感(gan)性(xing)(xing)，深(shen)沖比僅1.5和(he)1.7,4％Ni和(he)1％Ni鋼(gang)便分別出現了延(yan)(yan)遲(chi)開(kai)裂(lie)(lie)。

   圖(tu)4.47 443、439和304以及1％Ni、4％Ni鋼延遲(chi)斷裂(lie)(lie)敏感(gan)性(xing) ，圖(tu)4.48則系一種產品分8段(duan)進行深(shen)沖加(jia)工，深(shen)沖比達(da)5～6高應(ying)變條件下的(de)(de)試驗(yan)結果。可以看(kan)出(chu)JFE443CT鋼并未出(chu)現延遲(chi)開裂(lie)(lie)而SUS 304不(bu)銹鋼在第7段(duan)冷加(jia)工后便出(chu)現了(le)開裂(lie)(lie)。說(shuo)明了(le)SUS 304鋼的(de)(de)延遲(chi)斷裂(lie)(lie)敏感(gan)性(xing)要高于JFE 443CT鋼，一般認為(wei)奧氏體不(bu)銹鋼延遲(chi)開裂(lie)(lie)敏感(gan)性(xing)高的(de)(de)原因與冷加(jia)工大變形(xing)區域(yu)的(de)(de)延伸還存(cun)在二(er)次硬化和二(er)次加(jia)工脆化有關。

 3. 抗皺性 

   鐵素體不(bu)銹鋼(gang)采用前(qian)述的(de)(de)化學成分和生產(chan)(chan)工藝相(xiang)結合的(de)(de)生產(chan)(chan)措(cuo)施，JFE 443CT鋼(gang)的(de)(de)抗皺(zhou)性可(ke)以達到與SUS304不(bu)銹鋼(gang)相(xiang)當(dang)的(de)(de)水(shui)平。圖4.49系經20％拉伸后所測得的(de)(de)JFE 443CT和SUS 304的(de)(de)表面起皺(zhou)情況的(de)(de)對比。

四、焊(han)接性 

   JFE 443CT鋼焊接(jie)性優良，可采用焊接(jie)不銹鋼通用的(de)方法進行焊接(jie)。試(shi)驗表明，由于此鋼碳、氮量很低且又加(jia)鈦穩定化(hua)，焊后并(bing)無晶間(jian)腐(fu)蝕的(de)敏(min)感(gan)性。而且焊接(jie)部位也(ye)具(ju)有與母材基本相同的(de)力學性能(neng)和耐腐(fu)蝕性能(neng)。

   當(dang)JFE 443CT需(xu)(xu)(xu)與18-8型(xing)304不銹鋼進(jin)行對接(jie)焊時，需(xu)(xu)(xu)采用(yong)超低碳型(xing)的304L焊絲，為防止焊接(jie)部位敏化，焊接(jie)需(xu)(xu)(xu)使用(yong)308L和309L焊絲。

   焊(han)接JFE 443CT時(shi)的(de)注意事項(xiang)與焊(han)接其他超低碳并含穩定化元(yuan)素的(de)其他現代鐵(tie)素體不銹鋼相同。

五、應用 

  JFE 443CT不銹(xiu)鋼可用(yong)于室內和(he)室外耐(nai)大(da)氣（除(chu)海(hai)洋大(da)氣外）和(he)耐(nai)水(shui)環(huan)境（除(chu)海(hai)水(shui)外）的(de)腐蝕，特別是(shi)430、439等(deng)鐵(tie)素體不銹(xiu)鋼的(de)不銹(xiu)耐(nai)蝕性尚顯不足(zu)的(de)廚房設備、家用(yong)電器、裝(zhuang)飾、市政設施、環(huan)境保護(hu)等(deng)一些用(yong)途(tu)中。代(dai)替304和(he)304L鉻鎳奧氏體不銹(xiu)鋼制造薄截面尺寸的(de)冷(leng)加工成型(xing)的(de)設備構件、容器和(he)輸水(shui)管線等(deng)。