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奧氏體不銹(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(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(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、化學成(cheng)分和純(chun)凈(jing)度(du)
JFE443CT化學成(cheng)分標號(hao)為00Cr21CuTi，鋼中(zhong)除含有(you)20％～23％Cr外，還含有(you)少量（0.4％）的銅和(he)0.3％的鈦。鋼中(zhong)C＋N含量≤0.03％，Mn、Si含量≤0.20％，S含量≤0.01％。
對日本進口的(de)冷軋薄(bo)帶進行的(de)化(hua)(hua)學成(cheng)分(fen)(fen)分(fen)(fen)析表明，鋼中硫(liu)量均(jun)(jun)在約0.001％，鋼中硫(liu)化(hua)(hua)物、氧(yang)化(hua)(hua)物、硅酸鹽等非金屬(shu)夾(jia)雜(za)物評級均(jun)(jun)為0級，鋼的(de)純凈度較(jiao)高。
二、耐腐蝕性能
1. 大(da)氣腐蝕
國內外在(zai)實驗(yan)室進(jin)行的鹽霧試(shi)驗(yan)結果見(jian)圖4.38；在(zai)海(hai)岸大(da)氣中進(jin)行掛片試(shi)驗(yan)所取得的結果見(jian)圖4.39。圖4.38（a）的結果表(biao)(biao)明 SUS 304和JFE 443CT均未見(jian)銹(xiu)(xiu)蝕(shi)，而(er)圖4.38（b）的結果則指(zhi)出0Cr17（SUS 430）不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)試(shi)驗(yan)168h，鋼(gang)從端部開始生銹(xiu)(xiu)，而(er)JFE 443CT和SUS 304鋼(gang)經(jing)5000h試(shi)驗(yan)也(ye)均未見(jian)腐蝕(shi)。圖4.39的結果表(biao)(biao)明SUS 430銹(xiu)(xiu)蝕(shi)嚴(yan)重，SUS 304不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)也(ye)有點蝕(shi)分布在(zai)整個(ge)試(shi)樣(yang)表(biao)(biao)面上，而(er)JFE443CT幾乎(hu)沒有銹(xiu)(xiu)蝕(shi)產生。
圖4.38（a）在(zai)35℃、5％NaCl溶(rong)液中經240h鹽霧試驗(yan)（GB 10125-88）的結果(guo) 、圖4.38（b）鹽霧試驗(yan)結果(guo)（JIS 22371法）
2. 晶間腐蝕
表4.24系JFE 443CT和SUS 304的焊(han)管焊(han)后焊(han)縫的晶(jing)間腐(fu)蝕試驗結果（按(an)GB 4334.5-90法），JFE 443CT和SUS304均未產生晶(jing)間腐(fu)蝕。
3. 應(ying)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(shi)和縫隙腐蝕(shi)
鋼(gang)(gang)中(zhong)鉻(ge)、銅(tong)(tong)量(liang)對JFE443CT鋼(gang)(gang)耐點(dian)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)性的(de)(de)(de)影響(xiang) 圖4.40系JFE 443CT和(he)(he)SUS 304兩種鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)試(shi)樣在(zai)離海岸1km處放置前(qian)和(he)(he)放置1.5年后在(zai)35℃、3.5％NaCl溶液中(zhong)測定不(bu)同(tong)鉻(ge)含(han)(han)量(liang)以及銅(tong)(tong)量(liang)0.4％和(he)(he)不(bu)同(tong)含(han)(han)銅(tong)(tong)量(liang)時的(de)(de)(de)點(dian)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)，從圖4.40（a）中(zhong)可(ke)(ke)以看(kan)出(chu)：在(zai)海洋(yang)大(da)氣試(shi)驗前(qian)隨(sui)鋼(gang)(gang)中(zhong)鉻(ge)量(liang)的(de)(de)(de)提高(gao)，鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)點(dian)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)提高(gao)（即耐點(dian)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)性增加(jia)），當鉻(ge)量(liang)達21％時，此鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)點(dian)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)可(ke)(ke)與SUS304相當，鉻(ge)量(liang)再高(gao)，其點(dian)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)還可(ke)(ke)高(gao)于SUS304，含(han)(han)銅(tong)(tong)量(liang)0.4％和(he)(he)不(bu)含(han)(han)銅(tong)(tong)無明顯(xian)影響(xiang)。而從圖4.40（b）中(zhong)均可(ke)(ke)看(kan)出(chu)：在(zai)海洋(yang)大(da)氣中(zhong)試(shi)驗1.5年后，測定點(dian)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)，隨(sui)鋼(gang)(gang)中(zhong)鉻(ge)量(liang)增加(jia)，JFE443CT鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)點(dian)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)提高(gao)更加(jia)顯(xian)著。當含(han)(han)鉻(ge)量(liang)達21％時，此鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)點(dian)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)大(da)大(da)高(gao)于SUS304鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)點(dian)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)，而且含(han)(han)0.4％Cu者，其點(dian)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)也(ye)遠超過不(bu)含(han)(han)銅(tong)(tong)者。顯(xian)然(ran)0.4％Cu的(de)(de)(de)作用是有益的(de)(de)(de)。
圖4.41系采用X-射線光電(dian)(dian)子譜儀半定量分析經(jing)海洋大(da)氣中(zhong)放置1.5年(nian)后(hou)試樣表(biao)面鈍化膜(mo)中(zhong) 的(de)(de)結果。顯然，經(jing)海洋大(da)氣中(zhong)放置后(hou)，JFE 443CT鋼表(biao)面鈍化膜(mo)中(zhong)鉻(ge)的(de)(de)富集是此(ci)(ci)鋼點(dian)蝕電(dian)(dian)位提高的(de)(de)原因，而0.4％Cu的(de)(de)加入則強(qiang)化了鈍化膜(mo)中(zhong)鉻(ge)的(de)(de)富集度，從而有益于(yu)(yu)耐點(dian)蝕性的(de)(de)提高，但(dan)是鋼中(zhong)含(han)銅(tong)(tong)量有一適宜范(fan)圍（見圖4.42），含(han)銅(tong)(tong)量低于(yu)(yu)0.3％或高于(yu)(yu)0.6％則是有害的(de)(de)。因此(ci)(ci)，在此(ci)(ci)鋼冶(ye)煉時需(xu)予以注(zhu)意。
JFE 443CT鋼(gang)（00Cr21CuTi）的耐(nai)點(dian)(dian)(dian)蝕(shi)和耐(nai)縫(feng)隙腐蝕(shi)性能(neng) 圖4.43～圖4.46系國(guo)內(nei)外耐(nai)點(dian)(dian)(dian)蝕(shi)性的一些(xie)試驗結(jie)果。從這(zhe)些(xie)試驗結(jie)果可看(kan)出(chu)，在所(suo)有(you)試驗條件下00Cr21CuTi鋼(gang)的耐(nai)點(dian)(dian)(dian)蝕(shi)性與SUS304鋼(gang)相(xiang)當。圖4.45國(guo)內(nei)的結(jie)果還指出(chu)了目前國(guo)內(nei)市場上宣傳(chuan)能(neng)替代SUS304鋼(gang)并大量生產和銷售的含1％Ni、4％Ni且(qie)低(di)銘且(qie)高錳量的所(suo)謂“200系”鋼(gang)①，耐(nai)點(dian)(dian)(dian)蝕(shi)性能(neng)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耐縫隙(xi)(xi)腐(fu)(fu)(fu)蝕的試驗結果見圖4.46中，一方面(mian)表明在相同試驗條件下(xia)，含0.5％Cu的00Cr21Cu0.5Ti（JFE 443CT）較(jiao)不含銅者耐縫隙(xi)(xi)腐(fu)(fu)(fu)蝕性顯著提高(gao)，但也指出(chu)，00Cr21Cu0.5Ti（JFE 443CT）鋼的耐縫隙(xi)(xi)腐(fu)(fu)(fu)蝕性要低于SUS 304，也說明了鎳在不銹(xiu)鋼中耐縫隙(xi)(xi)腐(fu)(fu)(fu)蝕性能的良好作(zuo)用(yong)。
三(san)、力學性能和冷成型(xing)性
前面曾述及(ji)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)力(li)學性(xing)(xing)能，主要是由(you)鋼(gang)(gang)的(de)組織(zhi)結構所決定(ding)的(de)。而力(li)學性(xing)(xing)能則直(zhi)接影響著鋼(gang)(gang)的(de)冷成(cheng)型(xing)性(xing)(xing)，00Cr21CuTi鋼(gang)(gang)也不(bu)(bu)(bu)例外。眾所周知(zhi)，鐵(tie)(tie)素體不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)冷成(cheng)型(xing)性(xing)(xing)也是正確應用不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)難(nan)點之一。由(you)于鐵(tie)(tie)素體不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)與304等鉻鎳奧氏體不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)組織(zhi)結構的(de)差異，冷成(cheng)型(xing)性(xing)(xing)不(bu)(bu)(bu)同(tong)，必須根據鐵(tie)(tie)素體不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)冷成(cheng)型(xing)特點來研究選(xuan)擇適宜冷成(cheng)型(xing)工藝以取得滿意的(de)結果。
1. 深沖(chong)性
表(biao)4.26中(zhong)(zhong)列入了(le)00Cr21CuTi鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)室溫力學(xue)性能和冷(leng)(leng)成型(xing)參數并(bing)與304進行對比(bi)的(de)結果，可(ke)以看(kan)出，由于(yu)304鋼(gang)(gang)(gang)(gang)在(zai)拉伸變形(xing)(xing)(xing)過程中(zhong)(zhong)有相變產生，此(ci)(ci)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)易(yi)于(yu)加工(gong)硬(ying)化，故其強度（σb）值(zhi)和伸長(chang)率(lv)均遠較00Cr21CuTi為高(gao)。且(qie)Er 值(zhi)也大。因此(ci)(ci)304鉻鎳奧氏體不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)非常適(shi)于(yu)脹形(xing)(xing)(xing)（鼓凸）冷(leng)(leng)加工(gong)。而(er)00Cr21CuTi鋼(gang)(gang)(gang)(gang)冷(leng)(leng)加工(gong)硬(ying)化傾向小(xiao)，伸長(chang)率(lv)也低，Er值(zhi)小(xiao)。故此(ci)(ci)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)不(bu)(bu)適(shi)于(yu)單純的(de)脹形(xing)(xing)(xing)（鼓凸）冷(leng)(leng)成型(xing)。但是00Cr21CuTi鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)r、LDR值(zhi)均較高(gao)，因此(ci)(ci)此(ci)(ci)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)非常適(shi)于(yu)深(shen)沖(chong)（深(shen)拉伸）型(xing)冷(leng)(leng)加工(gong)而(er)且(qie)還(huan)會(hui)優于(yu)304不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)。表(biao)4.27列出了(le)國內的(de)試驗結果。表(biao)4.26中(zhong)(zhong)還(huan)指出了(le)00Cr21CuTi鋼(gang)(gang)(gang)(gang)和304不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)CCV值(zhi)（圓錐(zhui)杯試驗），二者相差(cha)不(bu)(bu)大。這表(biao)明00Cr21CuTi鋼(gang)(gang)(gang)(gang)仍具(ju)有深(shen)沖(chong)和脹形(xing)(xing)(xing)（鼓凸）復合冷(leng)(leng)加工(gong)的(de)可(ke)行性。
2. 延遲(chi)開裂敏感性
不(bu)銹(xiu)鋼在進行諸如圓筒型(xing)產品的(de)深沖(chong)等冷成(cheng)型(xing)時，一般多(duo)采(cai)用多(duo)段冷加(jia)工工藝(yi)，因為若(ruo)一次大變形量的(de)冷加(jia)工后，短時放(fang)置便會出現人們稱之為延遲(chi)開裂的(de)現象。這與不(bu)銹(xiu)鋼的(de)冷加(jia)工硬化的(de)敏感性密切相關。
國(guo)內(nei)曾(ceng)對(dui)439、443兩種(zhong)鐵(tie)素體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)和(he)(he)一(yi)種(zhong)鉻鎳奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)304以(yi)及(ji)低(di)鉻低(di)鎳的(de)1％Ni和(he)(he)4％Ni鉻錳氮鋼(gang)（國(guo)內(nei)稱為所謂“200”系不(bu)銹(xiu)鋼(gang)）進行了冷成型(xing)后的(de)延遲(chi)開裂(lie)敏(min)感(gan)(gan)性(xing)(xing)試驗。結果見(jian)圖(tu)4.47。從圖(tu)中可知，443和(he)(he)439鐵(tie)素體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)延遲(chi)開裂(lie)的(de)敏(min)感(gan)(gan)性(xing)(xing)很低(di)。由于(yu)此試驗條件下深(shen)沖比最高(gao)僅為1.9，故冷作硬(ying)化敏(min)感(gan)(gan)性(xing)(xing)較鐵(tie)素體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)高(gao)的(de)304不(bu)銹(xiu)鋼(gang)并未顯示(shi)其對(dui)延遲(chi)開裂(lie)敏(min)感(gan)(gan)。但低(di)鉻、低(di)鎳的(de)鉻錳氮鋼(gang)（1％Ni和(he)(he)4％Ni）則顯示(shi)出對(dui)延遲(chi)斷裂(lie)的(de)高(gao)度敏(min)感(gan)(gan)性(xing)(xing)，深(shen)沖比僅1.5和(he)(he)1.7,4％Ni和(he)(he)1％Ni鋼(gang)便分別(bie)出現了延遲(chi)開裂(lie)。
圖(tu)4.47 443、439和304以(yi)(yi)及1％Ni、4％Ni鋼延(yan)遲(chi)斷裂(lie)敏(min)感性 ，圖(tu)4.48則系一(yi)種產品分8段(duan)進行深(shen)沖加(jia)工，深(shen)沖比達(da)5～6高(gao)應變條件下的(de)試驗結果。可以(yi)(yi)看出JFE443CT鋼并未出現(xian)延(yan)遲(chi)開裂(lie)而SUS 304不銹鋼在(zai)第7段(duan)冷(leng)加(jia)工后便(bian)出現(xian)了(le)開裂(lie)。說明了(le)SUS 304鋼的(de)延(yan)遲(chi)斷裂(lie)敏(min)感性要(yao)高(gao)于JFE 443CT鋼，一(yi)般認(ren)為奧氏體(ti)不銹鋼延(yan)遲(chi)開裂(lie)敏(min)感性高(gao)的(de)原因(yin)與冷(leng)加(jia)工大變形(xing)區域的(de)延(yan)伸還(huan)存在(zai)二(er)次硬化(hua)和二(er)次加(jia)工脆化(hua)有關。
3. 抗皺性
鐵(tie)素體不銹鋼采(cai)用前(qian)述的(de)(de)化(hua)學成分(fen)和生產工藝(yi)相結合的(de)(de)生產措施，JFE 443CT鋼的(de)(de)抗皺(zhou)性可以達到與SUS304不銹鋼相當的(de)(de)水平。圖(tu)4.49系經20％拉伸(shen)后所測得的(de)(de)JFE 443CT和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)(han)接(jie)(jie)性優良(liang)，可采用(yong)焊(han)(han)接(jie)(jie)不銹鋼通(tong)用(yong)的方法進行(xing)焊(han)(han)接(jie)(jie)。試(shi)驗表明，由于(yu)此鋼碳、氮量很低且又加鈦穩定化，焊(han)(han)后并無晶(jing)間腐(fu)蝕的敏(min)感(gan)性。而且焊(han)(han)接(jie)(jie)部位(wei)也具有(you)與母材基本相(xiang)同的力學性能和耐腐(fu)蝕性能。
當JFE 443CT需與(yu)18-8型(xing)304不銹鋼進行對接焊時，需采用(yong)超低碳型(xing)的(de)304L焊絲，為防止(zhi)焊接部位敏化，焊接需使用(yong)308L和309L焊絲。
焊接JFE 443CT時的注意事項與焊接其(qi)(qi)他超低碳(tan)并(bing)含穩定化元素的其(qi)(qi)他現代鐵素體不銹鋼相同(tong)。
五、應用
JFE 443CT不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)可(ke)用于(yu)室內和室外(wai)耐(nai)(nai)大氣（除海洋大氣外(wai)）和耐(nai)(nai)水環境（除海水外(wai)）的腐蝕，特別是430、439等(deng)鐵素體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的不(bu)(bu)銹(xiu)耐(nai)(nai)蝕性(xing)尚顯不(bu)(bu)足的廚房(fang)設(she)備、家用電器、裝飾、市政設(she)施、環境保護等(deng)一(yi)些用途中。代替(ti)304和304L鉻鎳奧氏體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)制造薄截(jie)面尺(chi)寸的冷加工成型的設(she)備構件(jian)、容器和輸(shu)水管線(xian)等(deng)。
