JFE443CT铁素体系不锈钢的特性和用途
 

       JFE开发了高耐蚀性铁素体系不锈钢JFE443CT用以代替SUS304。开发钢与SUS304有同等的耐蚀性，且因不加Ni、Mo元素而不受其价格波动的影响。作为SUS304的替代品，开发钢已被广泛应用于厨房用品、建材建具、电气设备、汽车等领域。

一、前言

  在家庭用品和家电领域，从经济性的角度考虑多采用SUS430；在汽车领域，开发了多种用途的新钢种，使用的大多为铁素体系不锈钢。而在建材及产业机械等领域，要求钢具有良好的耐蚀性、加工性和焊接性，且通用性高，从长年使用的结果来看，主要使用SUS304。

SUS304钢虽然性能优良，但其主要原料镍是稀缺金属，其售价波动剧烈，因此JFE开发了代替SUS304的铁素体系不锈钢JFE443CT（21Cr-0.4Cu-0.3Ti）。

该开发钢有以下特点：

   （1） 具有与SUS304同等优良的耐蚀性；

   （2） 因不加Ni、Mo而不受其价格波动的影响；

   （3） 具有与原来铁素体系不锈钢同等以上的成形性。

    由于开发钢的特性与SUS304有很大不同，故准确把握其特征来确定用途和利用技术是很重要的。本文概要介绍了开发钢的特性及代表性用途。

二、JFE443CT的特性

  1、基本特性

  JFE443CT钢的化学成分如表1所示：

钢种	C	Cr	Ni	Cu	Ti	Nb	N
JFE443CT	0.01	21	–	0.4	0.3	–	0.01
SUS430	0.04	16	-	-	-	-	0.04
SUS304	0.05	18	8	-	-	-	0.03

               表1：JFE443CT的代表性化学成分（％）

    由表中数据可知，开发钢在将Cr含量提高到21％的同时，还加入了0.4%的Cu，从而确保与SUS304有同等的耐蚀性；而且，因作为稳定化元素而加入了0.3%的Ti，将钢中残余的C，N转变成了无害化的Ti（C，N），即碳氮化钛，从而提高了焊接部位的耐蚀性和加工性。

       JFE443CT的力学特性如表2所示。表中的r值（即兰克福特值）是在使钢板产生应变时，板宽方向的对数应变与板厚方向对数应变之比（简称钢板的塑性应变比）。此值越大，钢板的深冲性能就越优良。较之SUS304，开发钢是软质的，故r值高，加工性优良。另外，较之SUS304，虽然开发钢的延伸率较低（前者为60％而后者为31％），凸肚加工性较差，但因其r值高，故深冲性能优良。因此，采用开发钢成形时，宜进行深冲而不宜采用凸肚工艺。

               表2 ：JFE443CT的力学特性（代表值）

钢种	0.2%屈服强度，MPa	拉伸强度，MPa	延伸率，％	平均r值
JFE443CT	305	483	31	1.3
SUS430	320	490	29	1.0
SUS304	260	645	60	1.0

   开发钢与SUS430一样有磁性，且比SUS304的热胀系数小，导热性优良，其物理特性如表3所示。

               表3：JFE443CT的物理特性（代表值）

钢种	磁性	在25℃的比热，J/（kg·℃）	在100℃的导热系数，W/（m·℃）	热膨胀系数,10-6/℃
				20～100℃	20～600℃
JFE443CT	有磁性	440	22.5	10.5	11.6
SUS430	有磁性	460	26.1	10.4	12.0
SUS304	无磁性	500	16.2	17.3	18.7

   
      2、焊接性

    开发钢在降低钢中杂质元素C和N的同时，因添加了稳定化元素Ti，故焊接部具有优良的耐蚀性和力学特性。

为了确保良好的力学特性和耐蚀性，对于开发钢的焊接须注意以下几点。

（1） 不同种类不锈钢之间的焊接：若将开发钢与SUS304这种含C量较高的钢进行TIG对接焊，则造成的敏化会降低焊接部的耐蚀性。因此，不宜采用C含量≤0.08％、一般为0.05％～0.06％的SUS304，而宜采用SUS304L（18Cr-9Ni、C≤0.03％）。

（2） 焊丝：为了防止因敏化而降低焊接部的耐蚀性，应避免使用Y308系（成分为0.05C-20Cr-10Ni）焊丝，而必须用含C量低的Y308L系（成分为0.02C-20Cr-14Ni）和Y309L系（成分为0.02C-23Cr14Ni）焊丝。

（3） 保护气体：为了防止（焊接部的）氧化、渗C，不仅应从焊接工件表面，而且应从里面也给予充分量的氩气保护。

（4） 合适的输入热量：较之SUS304，开发钢焊接时必要的输入热量增大了，但须注意的是随着输入热量的增加，焊接部位的晶粒会增大，从而可能降低其韧性。

        JFE443CT的同材焊接部以及与SUS304的焊接部都具有充分的强度和延性。而且，如表3所示，较之SUS304，开发钢的热膨胀系数较低而导热系数较高，具有难以产生焊接变形的优点。

        3、精加工材、2BW精加工材

    开发钢除能生产一般不锈钢表面精加工的2B（退火酸洗）材、BA（光亮退火）材之外，还配齐了生产率高的（串列式-CAL）精轧产品。

本开发钢的2B精加工材有光泽，但与白色的SUS304的2B精加工材不同，在本开发钢的2B精加工材上，在加工时有可能遇到细小缺陷需要修整，或防眩性差等问题，因此针对性地开发了新的白色表面的2BW精加工材。

相关的指标和图片对比表明：JFE443CT的2BW精加工材的光亮度、白色度与SUS304的2B精加工材是同等的，低光亮的白色外观。在将开发钢和SUS304的2B精加工材组合使用时，就能降低采用2BW精加工材的色调差。

      4、耐起皱特性

  开初，本开发钢有时会发生重度的起皱，但由于将加工制作条件最佳化，成功改善了其耐起皱性。例如利用20％拉伸所测定钢耐起皱特性结果表明，改善前的JFE443CT钢材上发生了波纹高4μm的凸起，而特性改善后的波纹高度就减低到1.5μm左右。

2. JFE443CT的用途

三、室外用途

 1、用JFE443CT和SUS304、SUS430及熔融镀锌钢板进行的盐水喷雾试验结果表明：一般镀锌板（镀层量62g/m2）经672h试验后，镀锌层失去了防锈机能而生锈，经2000h试验后全面生锈；即使镀锌层厚（镀层量527g/m2）的钢板经2000h试验后也生锈，5000h后全面生锈。SUS430经168h试验后从端部开始生锈。与上述情况相反，JFE443CT和SUS304即使经5000h的试验后也未生锈，耐蚀性优良。

    另外，在千叶海滨距海堤10m处进行了开发钢和SUS304试制的模拟空调通道的3个月曝露耐蚀试验。结果表明，开发钢的腐蚀是轻微的，显示具有代替SUS304的可能性。

如上所述，开发钢在室外用途中耐蚀性充分，已经开始代替SUS304用作各种建材、建具、金属配件和用于室外的家庭用品、工业机械等。

    2、室内用途

   在室内家电制品和家庭用品中，也进行了从SUS304向开发钢使用的替换，如炊具锅、保温箱、冰箱、厨柜等。

如表3所示，本开发钢有磁性，且导热性高，若将之用于电磁锅，加热速度快并节省能耗（当往圆形的开发钢和SUS304制的锅中加入同量的水，在相同加热条件下，前者比后者快30min将水煮沸）。