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(chǎn)304奧氏體不銹鋼，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(qū)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(jié)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(jié)鎳經(jīng)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(nèi)環(huán)境中。而在室外的大氣和水環(huán)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(fā)了在室內(nèi)和室外大氣（除海洋大氣外）和水環(huán)境（海水除外）中使用的耐蝕性優(yōu)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(jié)鎳并降低材料成本的目的。
一、化學成分和純凈度
JFE443CT化學成分標號為00Cr21CuTi，鋼中除含有20％～23％Cr外，還含有少量（0.4％）的銅和0.3％的鈦。鋼中C＋N含量≤0.03％，Mn、Si含量≤0.20％，S含量≤0.01％。
對日本進口的冷軋薄帶進行的化學成分分析表明，鋼中硫量均在約0.001％，鋼中硫化物、氧化物、硅酸鹽等非金屬夾雜物評級均為0級，鋼的純凈度較高。
二、耐腐蝕性能
1. 大氣腐蝕
國內(nèi)外在實驗室進行的鹽霧試驗結果見圖4.38；在海岸大氣中進行掛片試驗所取得的結果見圖4.39。圖4.38（a）的結果表明 SUS 304和JFE 443CT均未見銹蝕，而圖4.38（b）的結果則指出0Cr17（SUS 430）不銹鋼試驗168h，鋼從端部開始生銹，而JFE 443CT和SUS 304鋼經(jīng)5000h試驗也均未見腐蝕。圖4.39的結果表明SUS 430銹蝕嚴重，SUS 304不銹鋼也有點蝕分布在整個試樣表面上，而JFE443CT幾乎沒有銹蝕產(chǎn)生。
圖4.38（a）在35℃、5％NaCl溶液中經(jīng)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JFE 443CT和SUS 304的焊管焊后焊縫的晶間腐蝕試驗結果（按GB 4334.5-90法），JFE 443CT和SUS304均未產(chǎn)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(xiàn)了應力腐蝕斷裂，而JFE 443CT 鋼雖經(jīng)216h試驗也沒有應力腐蝕斷裂出現(xiàn)。
4. 點蝕和縫隙腐蝕
鋼中鉻、銅量對JFE443CT鋼耐點蝕性的影響 圖4.40系JFE 443CT和SUS 304兩種鋼的試樣在離海岸1km處放置前和放置1.5年后在35℃、3.5％NaCl溶液中測定不同鉻含量以及銅量0.4％和不同含銅量時的點蝕電位，從圖4.40（a）中可以看出：在海洋大氣試驗前隨鋼中鉻量的提高，鋼的點蝕電位提高（即耐點蝕性增加），當鉻量達21％時，此鋼的點蝕電位可與SUS304相當，鉻量再高，其點蝕電位還可高于SUS304，含銅量0.4％和不含銅無明顯影響。而從圖4.40（b）中均可看出：在海洋大氣中試驗1.5年后，測定點蝕電位，隨鋼中鉻量增加，JFE443CT鋼的點蝕電位提高更加顯著。當含鉻量達21％時，此鋼的點蝕電位大大高于SUS304鋼的點蝕電位，而且含0.4％Cu者，其點蝕電位也遠超過不含銅者。顯然0.4％Cu的作用是有益的。
圖4.41系采用X-射線光電子譜儀半定量分析經(jīng)海洋大氣中放置1.5年后試樣表面鈍化膜中 的結果。顯然，經(jīng)海洋大氣中放置后，JFE 443CT鋼表面鈍化膜中鉻的富集是此鋼點蝕電位提高的原因，而0.4％Cu的加入則強化了鈍化膜中鉻的富集度，從而有益于耐點蝕性的提高，但是鋼中含銅量有一適宜范圍（見圖4.42），含銅量低于0.3％或高于0.6％則是有害的。因此，在此鋼冶煉時需予以注意。
JFE 443CT鋼（00Cr21CuTi）的耐點蝕和耐縫隙腐蝕性能 圖4.43～圖4.46系國內(nèi)外耐點蝕性的一些試驗結果。從這些試驗結果可看出，在所有試驗條件下00Cr21CuTi鋼的耐點蝕性與SUS304鋼相當。圖4.45國內(nèi)的結果還指出了目前國內(nèi)市場上宣傳能替代SUS304鋼并大量生產(chǎn)和銷售的含1％Ni、4％Ni且低銘且高錳量的所謂“200系”鋼①，耐點蝕性能很差，1％Ni（0Cr15Ni1Mn10CuN）低于410 （0Cr12），4％Ni（0Cr15Ni4Mn8Cu）低于430（0Cr17）。
JFE所進行的JFE 443CT耐縫隙腐蝕的試驗結果見圖4.46中，一方面表明在相同試驗條件下，含0.5％Cu的00Cr21Cu0.5Ti（JFE 443CT）較不含銅者耐縫隙腐蝕性顯著提高，但也指出，00Cr21Cu0.5Ti（JFE 443CT）鋼的耐縫隙腐蝕性要低于SUS 304，也說明了鎳在不銹鋼中耐縫隙腐蝕性能的良好作用。
三、力學性能和冷成型性
前面曾述及不銹鋼的力學性能，主要是由鋼的組織結構所決定的。而力學性能則直接影響著鋼的冷成型性，00Cr21CuTi鋼也不例外。眾所周知，鐵素體不銹鋼的冷成型性也是正確應用不銹鋼的難點之一。由于鐵素體不銹鋼與304等鉻鎳奧氏體不銹鋼組織結構的差異，冷成型性不同，必須根據(jù)鐵素體不銹鋼的冷成型特點來研究選擇適宜冷成型工藝以取得滿意的結果。
1. 深沖性
表4.26中列入了00Cr21CuTi鋼的室溫力學性能和冷成型參數(shù)并與304進行對比的結果，可以看出，由于304鋼在拉伸變形過程中有相變產(chǎn)生，此鋼易于加工硬化，故其強度（σb）值和伸長率均遠較00Cr21CuTi為高。且Er 值也大。因此304鉻鎳奧氏體不銹鋼非常適于脹形（鼓凸）冷加工。而00Cr21CuTi鋼冷加工硬化傾向小，伸長率也低，Er值小。故此鋼不適于單純的脹形（鼓凸）冷成型。但是00Cr21CuTi鋼的r、LDR值均較高，因此此鋼非常適于深沖（深拉伸）型冷加工而且還會優(yōu)于304不銹鋼。表4.27列出了國內(nèi)的試驗結果。表4.26中還指出了00Cr21CuTi鋼和304不銹鋼的CCV值（圓錐杯試驗），二者相差不大。這表明00Cr21CuTi鋼仍具有深沖和脹形（鼓凸）復合冷加工的可行性。
2. 延遲開裂敏感性
不銹鋼在進行諸如圓筒型產(chǎn)品的深沖等冷成型時，一般多采用多段冷加工工藝，因為若一次大變形量的冷加工后，短時放置便會出現(xiàn)人們稱之為延遲開裂的現(xiàn)象。這與不銹鋼的冷加工硬化的敏感性密切相關。
國內(nèi)曾對439、443兩種鐵素體不銹鋼和一種鉻鎳奧氏體不銹鋼304以及低鉻低鎳的1％Ni和4％Ni鉻錳氮鋼（國內(nèi)稱為所謂“200”系不銹鋼）進行了冷成型后的延遲開裂敏感性試驗。結果見圖4.47。從圖中可知，443和439鐵素體不銹鋼的延遲開裂的敏感性很低。由于此試驗條件下深沖比最高僅為1.9，故冷作硬化敏感性較鐵素體不銹鋼高的304不銹鋼并未顯示其對延遲開裂敏感。但低鉻、低鎳的鉻錳氮鋼（1％Ni和4％Ni）則顯示出對延遲斷裂的高度敏感性，深沖比僅1.5和1.7,4％Ni和1％Ni鋼便分別出現(xiàn)了延遲開裂。
圖4.47 443、439和304以及1％Ni、4％Ni鋼延遲斷裂敏感性 ，圖4.48則系一種產(chǎn)品分8段進行深沖加工，深沖比達5～6高應變條件下的試驗結果。可以看出JFE443CT鋼并未出現(xiàn)延遲開裂而SUS 304不銹鋼在第7段冷加工后便出現(xiàn)了開裂。說明了SUS 304鋼的延遲斷裂敏感性要高于JFE 443CT鋼，一般認為奧氏體不銹鋼延遲開裂敏感性高的原因與冷加工大變形區(qū)域的延伸還存在二次硬化和二次加工脆化有關。
3. 抗皺性
鐵素體不銹鋼采用前述的化學成分和生產(chǎn)工藝相結合的生產(chǎn)措施，JFE 443CT鋼的抗皺性可以達到與SUS304不銹鋼相當?shù)乃健D4.49系經(jīng)20％拉伸后所測得的JFE 443CT和SUS 304的表面起皺情況的對比。
四、焊接性
JFE 443CT鋼焊接性優(yōu)良，可采用焊接不銹鋼通用的方法進行焊接。試驗表明，由于此鋼碳、氮量很低且又加鈦穩(wěn)定化，焊后并無晶間腐蝕的敏感性。而且焊接部位也具有與母材基本相同的力學性能和耐腐蝕性能。
當JFE 443CT需與18-8型304不銹鋼進行對接焊時，需采用超低碳型的304L焊絲，為防止焊接部位敏化，焊接需使用308L和309L焊絲。
焊接JFE 443CT時的注意事項與焊接其他超低碳并含穩(wěn)定化元素的其他現(xiàn)代鐵素體不銹鋼相同。
五、應用
JFE 443CT不銹鋼可用于室內(nèi)和室外耐大氣（除海洋大氣外）和耐水環(huán)境（除海水外）的腐蝕，特別是430、439等鐵素體不銹鋼的不銹耐蝕性尚顯不足的廚房設備、家用電器、裝飾、市政設施、環(huán)境保護等一些用途中。代替304和304L鉻鎳奧氏體不銹鋼制造薄截面尺寸的冷加工成型的設備構件、容器和輸水管線等。
