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奧氏(shi)體不銹鋼(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)標號(hao)為00Cr21CuTi，鋼(gang)中除(chu)含(han)(han)有20％～23％Cr外，還含(han)(han)有少(shao)量（0.4％）的銅和0.3％的鈦。鋼(gang)中C＋N含(han)(han)量≤0.03％，Mn、Si含(han)(han)量≤0.20％，S含(han)(han)量≤0.01％。

  對日本進(jin)口(kou)的冷軋薄(bo)帶進(jin)行的化(hua)學成分(fen)分(fen)析表明(ming)，鋼中硫(liu)量(liang)均在約(yue)0.001％，鋼中硫(liu)化(hua)物、氧化(hua)物、硅酸鹽(yan)等非金(jin)屬夾(jia)雜(za)物評級均為(wei)0級，鋼的純凈度較(jiao)高。

二、耐腐蝕性能

 1. 大氣腐(fu)蝕 

   國內外在(zai)實驗(yan)(yan)室(shi)進行的(de)(de)鹽霧試(shi)驗(yan)(yan)結果見圖4.38；在(zai)海岸大氣中進行掛片試(shi)驗(yan)(yan)所取(qu)得(de)的(de)(de)結果見圖4.39。圖4.38（a）的(de)(de)結果表(biao)明 SUS 304和JFE 443CT均未見銹(xiu)蝕(shi)，而圖4.38（b）的(de)(de)結果則指出(chu)0Cr17（SUS 430）不銹(xiu)鋼試(shi)驗(yan)(yan)168h，鋼從(cong)端部開(kai)始(shi)生銹(xiu)，而JFE 443CT和SUS 304鋼經5000h試(shi)驗(yan)(yan)也均未見腐蝕(shi)。圖4.39的(de)(de)結果表(biao)明SUS 430銹(xiu)蝕(shi)嚴(yan)重，SUS 304不銹(xiu)鋼也有(you)(you)點蝕(shi)分布在(zai)整個試(shi)樣表(biao)面(mian)上，而JFE443CT幾乎沒(mei)有(you)(you)銹(xiu)蝕(shi)產生。

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

 2. 晶間腐蝕 

     表4.24系JFE 443CT和(he)SUS 304的焊(han)(han)管焊(han)(han)后焊(han)(han)縫的晶間(jian)腐蝕試驗結果（按GB 4334.5-90法），JFE 443CT和(he)SUS304均未產生晶間(jian)腐蝕。

 3. 應力腐蝕(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(he)縫(feng)隙(xi)腐蝕(shi)

   鋼(gang)中鉻(ge)、銅(tong)(tong)(tong)量對JFE443CT鋼(gang)耐點(dian)(dian)蝕(shi)(shi)性的(de)(de)(de)(de)影響 圖(tu)4.40系JFE 443CT和(he)SUS 304兩種鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)試樣在(zai)(zai)離(li)海岸1km處放置前和(he)放置1.5年(nian)后在(zai)(zai)35℃、3.5％NaCl溶液中測定不(bu)(bu)同鉻(ge)含(han)(han)量以及銅(tong)(tong)(tong)量0.4％和(he)不(bu)(bu)同含(han)(han)銅(tong)(tong)(tong)量時的(de)(de)(de)(de)點(dian)(dian)蝕(shi)(shi)電(dian)(dian)位(wei)，從(cong)圖(tu)4.40（a）中可以看(kan)出(chu)：在(zai)(zai)海洋大(da)氣試驗(yan)前隨鋼(gang)中鉻(ge)量的(de)(de)(de)(de)提(ti)高(gao)，鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)點(dian)(dian)蝕(shi)(shi)電(dian)(dian)位(wei)提(ti)高(gao)（即耐點(dian)(dian)蝕(shi)(shi)性增加(jia)(jia)），當(dang)鉻(ge)量達21％時，此鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)點(dian)(dian)蝕(shi)(shi)電(dian)(dian)位(wei)可與SUS304相當(dang)，鉻(ge)量再高(gao)，其點(dian)(dian)蝕(shi)(shi)電(dian)(dian)位(wei)還可高(gao)于SUS304，含(han)(han)銅(tong)(tong)(tong)量0.4％和(he)不(bu)(bu)含(han)(han)銅(tong)(tong)(tong)無明顯(xian)影響。而(er)從(cong)圖(tu)4.40（b）中均可看(kan)出(chu)：在(zai)(zai)海洋大(da)氣中試驗(yan)1.5年(nian)后，測定點(dian)(dian)蝕(shi)(shi)電(dian)(dian)位(wei)，隨鋼(gang)中鉻(ge)量增加(jia)(jia)，JFE443CT鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)點(dian)(dian)蝕(shi)(shi)電(dian)(dian)位(wei)提(ti)高(gao)更加(jia)(jia)顯(xian)著。當(dang)含(han)(han)鉻(ge)量達21％時，此鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)點(dian)(dian)蝕(shi)(shi)電(dian)(dian)位(wei)大(da)大(da)高(gao)于SUS304鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)點(dian)(dian)蝕(shi)(shi)電(dian)(dian)位(wei)，而(er)且(qie)含(han)(han)0.4％Cu者，其點(dian)(dian)蝕(shi)(shi)電(dian)(dian)位(wei)也遠超過不(bu)(bu)含(han)(han)銅(tong)(tong)(tong)者。顯(xian)然0.4％Cu的(de)(de)(de)(de)作用是有益的(de)(de)(de)(de)。

   圖4.41系采用(yong)X-射線光電(dian)子(zi)譜儀半(ban)定量(liang)(liang)分析(xi)經海洋大氣(qi)(qi)中(zhong)放置(zhi)1.5年后(hou)試樣表面鈍化(hua)(hua)膜(mo)中(zhong) 的(de)(de)結果。顯然，經海洋大氣(qi)(qi)中(zhong)放置(zhi)后(hou)，JFE 443CT鋼(gang)表面鈍化(hua)(hua)膜(mo)中(zhong)鉻的(de)(de)富集是(shi)此鋼(gang)點蝕電(dian)位提高的(de)(de)原因，而(er)0.4％Cu的(de)(de)加入則(ze)強化(hua)(hua)了(le)鈍化(hua)(hua)膜(mo)中(zhong)鉻的(de)(de)富集度，從而(er)有益(yi)于耐點蝕性的(de)(de)提高，但是(shi)鋼(gang)中(zhong)含銅(tong)量(liang)(liang)有一(yi)適宜范圍（見(jian)圖4.42），含銅(tong)量(liang)(liang)低于0.3％或高于0.6％則(ze)是(shi)有害的(de)(de)。因此，在此鋼(gang)冶煉時需予以注意。

   JFE 443CT鋼(gang)（00Cr21CuTi）的(de)耐(nai)點(dian)蝕(shi)(shi)和耐(nai)縫隙(xi)腐(fu)蝕(shi)(shi)性能(neng)(neng) 圖(tu)4.43～圖(tu)4.46系國內外耐(nai)點(dian)蝕(shi)(shi)性的(de)一些(xie)試(shi)驗結果(guo)(guo)(guo)。從這些(xie)試(shi)驗結果(guo)(guo)(guo)可(ke)看出(chu)，在所(suo)有試(shi)驗條(tiao)件下00Cr21CuTi鋼(gang)的(de)耐(nai)點(dian)蝕(shi)(shi)性與SUS304鋼(gang)相當。圖(tu)4.45國內的(de)結果(guo)(guo)(guo)還指出(chu)了目前國內市場上宣傳能(neng)(neng)替代SUS304鋼(gang)并大量生產和銷售的(de)含1％Ni、4％Ni且(qie)低(di)(di)銘且(qie)高錳量的(de)所(suo)謂(wei)“200系”鋼(gang)①，耐(nai)點(dian)蝕(shi)(shi)性能(neng)(neng)很差(cha)，1％Ni（0Cr15Ni1Mn10CuN）低(di)(di)于(yu)410 （0Cr12），4％Ni（0Cr15Ni4Mn8Cu）低(di)(di)于(yu)430（0Cr17）。

   JFE所進行的(de)(de)(de)(de)JFE 443CT耐縫隙(xi)腐蝕的(de)(de)(de)(de)試(shi)驗結果見(jian)圖(tu)4.46中(zhong)，一方面表明(ming)在相同試(shi)驗條件下，含0.5％Cu的(de)(de)(de)(de)00Cr21Cu0.5Ti（JFE 443CT）較不含銅者(zhe)耐縫隙(xi)腐蝕性(xing)顯著提高(gao)，但(dan)也(ye)(ye)指出(chu)，00Cr21Cu0.5Ti（JFE 443CT）鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)耐縫隙(xi)腐蝕性(xing)要低于(yu)SUS 304，也(ye)(ye)說明(ming)了鎳在不銹鋼(gang)中(zhong)耐縫隙(xi)腐蝕性(xing)能(neng)的(de)(de)(de)(de)良(liang)好作用。

三、力學(xue)性(xing)能和冷(leng)成型性(xing) 

  前面曾述(shu)及不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)力學性(xing)能，主要是由鋼(gang)的(de)組織結(jie)構所決(jue)定的(de)。而力學性(xing)能則直(zhi)接(jie)影響著鋼(gang)的(de)冷成(cheng)型性(xing)，00Cr21CuTi鋼(gang)也不(bu)例外。眾所周知，鐵(tie)素體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)冷成(cheng)型性(xing)也是正確應用不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)難點(dian)之一。由于鐵(tie)素體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)與304等鉻鎳奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)組織結(jie)構的(de)差異，冷成(cheng)型性(xing)不(bu)同，必須根據鐵(tie)素體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)冷成(cheng)型特點(dian)來研(yan)究選擇適宜冷成(cheng)型工藝(yi)以取得滿意(yi)的(de)結(jie)果。

 1. 深沖(chong)性  

   表(biao)4.26中列(lie)入了00Cr21CuTi鋼(gang)(gang)的(de)(de)室溫力學性能和(he)冷(leng)成型參數并(bing)與(yu)304進行對(dui)比的(de)(de)結(jie)果，可以看(kan)出(chu)(chu)，由于304鋼(gang)(gang)在拉伸變形過程中有(you)相(xiang)(xiang)變產(chan)生，此鋼(gang)(gang)易于加工硬化，故其強(qiang)度（σb）值(zhi)和(he)伸長率均遠較(jiao)00Cr21CuTi為高。且Er 值(zhi)也(ye)大(da)(da)。因此304鉻鎳奧(ao)氏體不(bu)銹鋼(gang)(gang)非常(chang)適于脹(zhang)(zhang)形（鼓(gu)凸(tu)）冷(leng)加工。而00Cr21CuTi鋼(gang)(gang)冷(leng)加工硬化傾向小，伸長率也(ye)低，Er值(zhi)小。故此鋼(gang)(gang)不(bu)適于單純的(de)(de)脹(zhang)(zhang)形（鼓(gu)凸(tu)）冷(leng)成型。但是(shi)00Cr21CuTi鋼(gang)(gang)的(de)(de)r、LDR值(zhi)均較(jiao)高，因此此鋼(gang)(gang)非常(chang)適于深沖（深拉伸）型冷(leng)加工而且還(huan)會優于304不(bu)銹鋼(gang)(gang)。表(biao)4.27列(lie)出(chu)(chu)了國內的(de)(de)試驗結(jie)果。表(biao)4.26中還(huan)指出(chu)(chu)了00Cr21CuTi鋼(gang)(gang)和(he)304不(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)CCV值(zhi)（圓錐杯試驗），二者相(xiang)(xiang)差不(bu)大(da)(da)。這(zhe)表(biao)明00Cr21CuTi鋼(gang)(gang)仍具有(you)深沖和(he)脹(zhang)(zhang)形（鼓(gu)凸(tu)）復合冷(leng)加工的(de)(de)可行性。

 2. 延(yan)遲開裂敏感性  

   不銹鋼(gang)在進行諸如(ru)圓筒型產品的深沖等冷(leng)成型時，一般多采用多段冷(leng)加工(gong)(gong)工(gong)(gong)藝，因為若一次大(da)變形量(liang)的冷(leng)加工(gong)(gong)后，短時放置(zhi)便會出(chu)現人們稱(cheng)之為延(yan)遲開裂的現象。這與不銹鋼(gang)的冷(leng)加工(gong)(gong)硬化的敏感(gan)性密切相(xiang)關。

   國內曾對439、443兩(liang)種鐵素體(ti)不(bu)銹鋼和(he)(he)(he)一種鉻(ge)鎳奧氏體(ti)不(bu)銹鋼304以及(ji)低(di)(di)鉻(ge)低(di)(di)鎳的(de)1％Ni和(he)(he)(he)4％Ni鉻(ge)錳氮(dan)鋼（國內稱(cheng)為所(suo)謂“200”系不(bu)銹鋼）進行了冷(leng)成型后的(de)延(yan)遲開裂敏(min)(min)感(gan)(gan)性(xing)試驗。結果(guo)見圖4.47。從圖中(zhong)可知，443和(he)(he)(he)439鐵素體(ti)不(bu)銹鋼的(de)延(yan)遲開裂的(de)敏(min)(min)感(gan)(gan)性(xing)很低(di)(di)。由于此試驗條件下深(shen)沖比(bi)最高僅為1.9，故冷(leng)作硬(ying)化敏(min)(min)感(gan)(gan)性(xing)較鐵素體(ti)不(bu)銹鋼高的(de)304不(bu)銹鋼并未顯(xian)示(shi)其(qi)對延(yan)遲開裂敏(min)(min)感(gan)(gan)。但低(di)(di)鉻(ge)、低(di)(di)鎳的(de)鉻(ge)錳氮(dan)鋼（1％Ni和(he)(he)(he)4％Ni）則顯(xian)示(shi)出對延(yan)遲斷裂的(de)高度敏(min)(min)感(gan)(gan)性(xing)，深(shen)沖比(bi)僅1.5和(he)(he)(he)1.7,4％Ni和(he)(he)(he)1％Ni鋼便分別出現了延(yan)遲開裂。

   圖4.47 443、439和304以及1％Ni、4％Ni鋼(gang)延遲(chi)斷裂敏(min)(min)感(gan)(gan)性(xing)(xing) ，圖4.48則系一(yi)種產品分8段進行深(shen)沖(chong)加(jia)工(gong)，深(shen)沖(chong)比達5～6高應(ying)變(bian)條件下的試驗結果。可以看出JFE443CT鋼(gang)并(bing)未(wei)出現延遲(chi)開裂而SUS 304不(bu)銹鋼(gang)在第7段冷(leng)加(jia)工(gong)后(hou)便(bian)出現了(le)(le)開裂。說(shuo)明了(le)(le)SUS 304鋼(gang)的延遲(chi)斷裂敏(min)(min)感(gan)(gan)性(xing)(xing)要高于(yu)JFE 443CT鋼(gang)，一(yi)般認(ren)為(wei)奧氏體不(bu)銹鋼(gang)延遲(chi)開裂敏(min)(min)感(gan)(gan)性(xing)(xing)高的原因(yin)與冷(leng)加(jia)工(gong)大變(bian)形區域的延伸還存在二次硬化(hua)和二次加(jia)工(gong)脆化(hua)有關(guan)。

 3. 抗皺性(xing) 

   鐵素體不銹(xiu)鋼采用前(qian)述(shu)的(de)化學成分和生產工(gong)藝相(xiang)結合的(de)生產措施(shi)，JFE 443CT鋼的(de)抗皺性可以(yi)達到與SUS304不銹(xiu)鋼相(xiang)當(dang)的(de)水(shui)平。圖4.49系經(jing)20％拉伸后所測(ce)得的(de)JFE 443CT和SUS 304的(de)表面起皺情(qing)況(kuang)的(de)對比。

四、焊接性 

   JFE 443CT鋼焊(han)(han)(han)接性(xing)(xing)優良(liang)，可采用焊(han)(han)(han)接不銹鋼通用的(de)方法(fa)進行焊(han)(han)(han)接。試驗(yan)表明，由于此鋼碳(tan)、氮量很低(di)且又加鈦穩定(ding)化，焊(han)(han)(han)后并無晶間(jian)腐蝕的(de)敏感性(xing)(xing)。而且焊(han)(han)(han)接部位(wei)也具有與母材(cai)基本相同的(de)力學(xue)性(xing)(xing)能和耐腐蝕性(xing)(xing)能。

   當(dang)JFE 443CT需(xu)與18-8型(xing)304不銹鋼進行對接焊時，需(xu)采(cai)用超低碳(tan)型(xing)的304L焊絲，為防止焊接部位敏化(hua)，焊接需(xu)使(shi)用308L和(he)309L焊絲。

   焊接(jie)JFE 443CT時的(de)注意事項(xiang)與(yu)焊接(jie)其(qi)他超低碳并含穩定化元(yuan)素的(de)其(qi)他現代鐵素體不銹鋼(gang)相同。

五、應用(yong) 

  JFE 443CT不(bu)(bu)銹鋼可(ke)用于室內和室外(wai)耐大氣(qi)（除海洋大氣(qi)外(wai)）和耐水環(huan)境（除海水外(wai)）的腐蝕，特別是430、439等鐵(tie)素(su)體不(bu)(bu)銹鋼的不(bu)(bu)銹耐蝕性(xing)尚顯不(bu)(bu)足的廚房設(she)備(bei)、家用電器(qi)、裝飾、市政設(she)施、環(huan)境保護(hu)等一些用途中。代(dai)替(ti)304和304L鉻鎳奧氏體不(bu)(bu)銹鋼制造薄截(jie)面(mian)尺(chi)寸的冷加工成(cheng)型的設(she)備(bei)構件、容(rong)器(qi)和輸水管線等。