J1和J4系印度Jindal公司的廠家牌號(hào)，希望代替18-8（AISI 304）奧氏體不銹鋼，至今我們尚未見(jiàn)到全面完整的技術(shù)資料。但是，與J1、J4試圖代替著名的18-8相比，不僅降低了對(duì)鋼的不銹耐蝕性有益的鉻、鎳等元素，并且大大提高了對(duì)鋼的不銹耐蝕性有害的錳元素，可以肯定，J1、J4的不銹耐蝕性等會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于18-8不銹鋼。
一、化學(xué)成分
表5.25系J1和J4的化學(xué)成分與AISI 201、AISI 202和美國(guó)211的相對(duì)比。
由表5.25可知，為了節(jié)鎳，J1和J4鋼中鎳量較 AISI 201、AISI 202和211低，而為了保證具有單一的奧氏體組織，J1和J4鋼中的鉻量較 AISI 201、AISI 202 和美國(guó)211也偏低了1.0％～3.0％，AISI 201，AISI 202均不含銅，J1和J4為了提高冷成型性都含銅，且含銅量與211相當(dāng)。
二、組織結(jié)構(gòu)
圖5.30示出了J1和J4鋼在Fe-Cr-Ni-Mn相圖中所處的大致位置，可知J1和J4均具有單一奧氏體組織。
三、力學(xué)性能
表5.26列出了印度產(chǎn)J1，中國(guó)臺(tái)灣產(chǎn)J4以及中國(guó)大陸產(chǎn)J4、304（0Cr18Ni9）、430（1Cr17）鋼的室溫力學(xué)性能。
四、冷成型性
前面已述及，向不銹鋼中加入鎳、銅等元素，對(duì)提高鋼的冷成型性有益，而向鋼中加入銅已成為了改善各類(lèi)不銹鋼冷成型性的重要手段，但是，向鋼中加氮，由于氮的固溶強(qiáng)化作用，反而會(huì)惡化不銹鋼的冷成型性。
圖5.31系J1（含4％Ni者）和J4（含1％Ni者）與AISI 201、304不銹鋼等的冷成型性（以延遲開(kāi)裂概率來(lái)評(píng)價(jià)）的對(duì)比，可以看出：304不銹鋼具有最佳的冷成型性，當(dāng)深沖比高達(dá)2.0時(shí)，其延遲開(kāi)裂概率仍為零；J4的冷成型性最差，深沖比僅1.4時(shí)，其延遲開(kāi)裂已達(dá)80％，而深沖比在1.6時(shí)，其延遲開(kāi)裂概率便高達(dá)100％；含4％Ni的J1鋼，其冷成型性雖次于304不銹鋼，但卻既優(yōu)于J4，也優(yōu)于AISI 201。這與J1鋼和AISI 201相較，J1鋼既含銅（約1.5％），而氮量又低（＜0.10％），同時(shí)含鎳量又與AISI 201相近有關(guān)；而J1與J4鋼相較，J1鋼冷成型性較好，與此鋼含鎳量高而氮量又低有關(guān)。
由第4章圖4.47可以看出，國(guó)內(nèi)最近所進(jìn)行的鐵素體不銹鋼439、443，奧氏體不銹鋼304與含1％Ni和4％Ni鉻錳鋼的冷成型延遲開(kāi)裂試驗(yàn)，結(jié)果中，低鎳的J1、J4雖然含有有利于提高冷成型性的銅元素，但它們的延遲開(kāi)裂概率仍遠(yuǎn)高于439、443和304不銹鋼。圖5.32系國(guó)內(nèi)用仿制J1、J4鋼的板材生產(chǎn)制品時(shí)，由于延遲開(kāi)裂所造成的廢品，同時(shí)國(guó)內(nèi)還發(fā)現(xiàn)居民使用的用國(guó)內(nèi)仿制的J1、J4鋼制作的廚房用品在使用過(guò)程中發(fā)生過(guò)自行開(kāi)裂的現(xiàn)象。
由于以錳、氮代鎳鋼冷成型性差，為了防止此鋼在冷加工后延遲開(kāi)裂，需要增加消除應(yīng)力熱處理的次數(shù)，最終導(dǎo)致加工成本的提高。
五、不銹耐蝕性
前面的圖2.30（A）、圖2.30（B）已指出，向鋼中加入錳可顯著降低不銹鋼的耐點(diǎn)蝕性，由于J1和J4不僅錳量高，而且鉻量低，在考慮了不銹鋼中鉻、氮對(duì)耐蝕性的有益作用和錳元素的不利影響后，按不銹鋼耐點(diǎn)蝕指數(shù)公式計(jì)算，J1和J4的耐點(diǎn)蝕指數(shù)僅相當(dāng)于約含12％Cr不銹鋼的耐點(diǎn)蝕指數(shù)，而430、439、443等鐵素體不銹鋼的耐點(diǎn)蝕指數(shù)則為17％～21％，304鉻鎳奧氏體不銹鋼的耐點(diǎn)蝕指數(shù)則可達(dá)19％以上。因此，可以預(yù)計(jì)：J1和J4鋼的不銹耐蝕性不僅遠(yuǎn)低于0Cr18Ni9（304）奧氏體不銹鋼，而且也會(huì)低于430、439和443等無(wú)鎳的鐵素體不銹鋼，同時(shí)還會(huì)低于AISI 200系鋼和鉻、鎳、氮量與J1和J4相同但不含錳的不銹鋼。
國(guó)內(nèi)某不銹鋼廠進(jìn)行的鹽霧試驗(yàn)結(jié)果指出，J1和J4在24h（一般17～18h）內(nèi)便出現(xiàn)銹蝕，而0Cr18Ni9（304）和1Cr17（430）經(jīng)過(guò)48h，有的試樣經(jīng)過(guò)96h后才出現(xiàn)銹蝕。
圖5.33 經(jīng)鹽霧試驗(yàn)后，J1、J4和304、439（0Cr17.5Ti）表面的銹蝕情況，國(guó)外進(jìn)行的鹽霧試驗(yàn)所取得的結(jié)果見(jiàn)圖5.33，可以明顯看出，J1和J4銹蝕嚴(yán)重，而304（0Cr18Ni9）和439（0Cr17.5Ti，相當(dāng)于在430中加鈦）鐵素體不銹鋼則銹蝕輕微。
第4章圖4.45系國(guó)內(nèi)在3.5％NaCl、30℃溶液中所進(jìn)行的耐蝕性（以點(diǎn)蝕電位來(lái)衡量）試驗(yàn)所取得的結(jié)果?？梢钥闯?％Ni和4％Ni的J4、J1耐蝕性不僅遠(yuǎn)低于304L、443和439，而且還分別低于410和430。
圖5.34系國(guó)外在1mol／L NaCl溶液、25℃時(shí)所進(jìn)行的試驗(yàn)結(jié)果，同樣以點(diǎn)蝕電位來(lái)評(píng)價(jià)鋼的耐蝕性。含1％Ni和4％Ni的J4、J1，J4的耐蝕性最差，均低于無(wú)鎳的430鐵素體不銹鋼（Cr17），而經(jīng)濟(jì)型雙相不銹鋼LDX 2101（00Cr21Mn5Ni1.5N）耐蝕性最佳，要優(yōu)于304，標(biāo)準(zhǔn)型鉻錳奧氏體不銹鋼 AISI 201也低于304，更低于LDX 2101。
圖5.34 在25℃、1mol／L NaCl溶液中，測(cè)定1％Ni、4％Ni和AISI 201的點(diǎn)蝕電位并與430、304和LDX2101對(duì)比的結(jié)果
浙江至德鋼業(yè)有限公司技術(shù)工程師認(rèn)為，為了節(jié)鎳代替304并獲得奧氏體組織，又保證鋼的耐蝕性，前述美國(guó)AISI 200系鋼，鋼中鉻量均設(shè)計(jì)在與18-8型鋼含量相當(dāng)?shù)?7％～18％，而J1和J4鋼是以降低鋼中鉻量，犧牲鋼的耐蝕性為代價(jià)所開(kāi)發(fā)的，希望代替304的低鉻低鎳高錳的鉻錳不銹鋼，不是節(jié)鎳不銹鋼的發(fā)展方向。低鉻低鎳又高錳的鉻錳不銹鋼的耐蝕性不僅遠(yuǎn)低于18-8型（304），而且也無(wú)法與根本不含鎳的430型和JFE443等現(xiàn)代鐵素體不銹鋼及僅含有少量鎳的經(jīng)濟(jì)型雙相不銹鋼（如LDX 2101等）相競(jìng)爭(zhēng)。
浙江至德鋼業(yè)有限公司技術(shù)工程師還認(rèn)為，當(dāng)人們選用以錳、氮代鎳的低鉻、低鎳、高錳的鉻錳不銹鋼代替著名的18-8（304）不銹鋼制作與飲用水、食品等相接觸的一些器皿和用具時(shí)要備加小心。因?yàn)榕c18-8不銹鋼相比，它們的不銹耐蝕性很差，在使用條件下，所腐蝕遷移下來(lái)的各種重金屬元素也會(huì)多，長(zhǎng)期使用會(huì)對(duì)人們的健康造成損害。
可以預(yù)計(jì)，若國(guó)內(nèi)將生產(chǎn)100萬(wàn)噸的J1和J4，改為生產(chǎn)100萬(wàn)噸430型和443等現(xiàn)代鐵素體不銹鋼，僅需增加3萬(wàn)～5萬(wàn)噸比較便宜的（高碳）鉻鐵外，便可為國(guó)家節(jié)約1萬(wàn)～4萬(wàn)噸鎳、1.5萬(wàn)～2.0萬(wàn)噸銅和8萬(wàn)～10萬(wàn)噸錳，并可大大降低鋼的生產(chǎn)成本，同時(shí)還較J1和J4具有更加優(yōu)良的不銹耐蝕性能。最終實(shí)現(xiàn)不銹鋼生產(chǎn)節(jié)約資源（節(jié)鎳等元素）、節(jié)能減排并防止環(huán)境污染等目標(biāo)。
當(dāng)一些用途必須選用鉻錳奧氏體不銹鋼時(shí)，浙江至德鋼業(yè)有限公司技術(shù)工程師建議還是選用相當(dāng)于AISI 201、AISI 202和AISI 205的一些標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)。
