關于汽車的引擎、消音器等排氣系統中適用的不銹鋼，伴隨引擎性能提高，特別是對排氣的凈化，排氣溫度有所提高，所以高溫氣體耐用的金屬材料采用的是代替鋁鍍金的不銹鋼。在日本，1968年制定了大氣污染防止法，隨著各種環境標準的制定，對汽車排氣也有所限定，1973年、1975年、1976年此限定更加嚴格，1978年NO,也成為了限制對象。汽車排氣的凈化，有熱反應器方式和催化劑方式，因為當初的限制對象只是HC和CO,NO,并沒成為限制對象，所以使用熱反應器方式，從外部向引擎的排氣中供給經過處理的空氣，使之完全燃燒，變成無害的水、二氧化碳。那時在接近1000℃的高溫中長時間曝露，所以要求高溫下的反復氧化和一定程度的高溫強度。1970年美國的NASA公開招募的反應堆用鐵基合金開發項目的條件是：
1. 982℃、100h的蠕變斷裂強度高于34.3 MPa、伸長大于10%;
2. 982℃ 的拉伸強(qiang)度大于(yu)82.32 MPa、伸長大于(yu)10%;
3. 對(dui)1093℃反復加熱冷卻的氧(yang)化抵抗能力比Fe-Cr-A1合金優良(liang)；
4. 能(neng)夠充分(fen)經受鉛和硫的腐(fu)蝕。
在美國(guo)國(guo)內(nei)，日本的(de)(de)(de)(de)(de)(de)各個(ge)汽車廠家(jia)對很(hen)多既存的(de)(de)(de)(de)(de)(de)奧氏體(ti)(ti)系(xi)和(he)鐵素(su)體(ti)(ti)系(xi)不銹鋼(gang)(gang)、耐(nai)熱鋼(gang)(gang)和(he)鎳合金進行試驗，選擇適(shi)當的(de)(de)(de)(de)(de)(de)材料，其中鐵素(su)體(ti)(ti)系(xi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)Fe-Cr-Al 合金（18Cr-1A1、13Cr-3Al、15Cr-4Al等）具有優良的(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)氧化性(xing)(xing)，但局部會出現激(ji)烈的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氧化現象(xiang)，這是(shi)由空氣中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氮的(de)(de)(de)(de)(de)(de)進人引起(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。較好(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)解決方法(fa)是(shi)添加稀土類元素(su)、Y、Ti等;若鋼(gang)(gang)中添加過多鈦，則耐(nai)氧化性(xing)(xing)明顯下(xia)降，所以18Cr-1Al鋼(gang)(gang)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鈦含量為0.2%最合適(shi),，但是(shi)這些Cr-Al鐵素(su)體(ti)(ti)系(xi)不銹鋼(gang)(gang)因為加工(gong)性(xing)(xing)、焊接(jie)性(xing)(xing)和(he)高溫強度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)劣化，還沒有得到正式運用(yong)。
鐵素體系中滿足上述條件(jian)的(de)鎳合(he)金 Inconel 601,當初有一部分得到(dao)了適用，但由于汽(qi)車制造廠家(jia)的(de)排氣凈(jing)化系統性能的(de)提高和凈(jing)化裝(zhuang)置在設計方面的(de)改(gai)良，使(shi)用條件(jian)得到(dao)了緩和，結(jie)果(guo)采用了具有綜合(he)適用能力的(de)SUS310S不銹(xiu)鋼。
在試驗(yan)各(ge)種不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)過(guo)程當中(zhong)(zhong)，其中(zhong)(zhong)對1966年開發的(de)耐(nai)應力腐蝕(shi)斷裂不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)中(zhong)(zhong)硅含(han)量高的(de)奧(ao)氏體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)18Cr-12Ni-3.5Si-1.5Cu，日本(ben)國內的(de)汽車(che)制(zhi)造廠家給予了一定評(ping)價(jia)，耐(nai)氧(yang)(yang)化性(xing)、焊接性(xing)、加工性(xing)、高溫強(qiang)度以及成本(ben)等各(ge)個方(fang)面都很優良，被用作制(zhi)造溫控反(fan)應器。圖6.2 表示的(de)是(shi)在空(kong)氣中(zhong)(zhong)反(fan)復(fu)氧(yang)(yang)化試驗(yan)的(de)結果，其中(zhong)(zhong)含(han)有3.5% Si的(de)奧(ao)氏體(ti)系(xi)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)具有和SUS310S不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)同等的(de)性(xing)質。
該高硅含量的奧氏體系不銹鋼，由于添加了Ca、Al等微量元素，耐氧化性有所提高，所以汽車制造商各公司也不再采用310S不(bu)銹(xiu)鋼,這成為了熱反應器的主要制造材料。該鋼作為耐應力腐蝕斷裂性和耐氧化性優良的新的不銹鋼，1977年以SUSXM15J1的名稱被列入JIS之中。
關于上述高硅奧氏體系不銹鋼，主要在各個不銹鋼公司廣泛進行了提高耐氧化性的研究開發，1974~1977年公布了研究結果，其中關于Si、Cr含量的影響，硅含量的增加，在連續氧化方面，能夠抑制Fe2O3的生成、改善耐氧化性；但在反復氧化方面，如果單獨添加硅的話，不能抑制水銹的剝離。莊司等（1975年）和巖田等（1975年）進行了向引擎排氣中吹進經過處理的空氣，使其再燃燒的試驗，結果證實了為了獲得SUS310S以上的耐氧化性，Cr+Si的含量要超過22%~23%.此外，藤岡等（1974年）對造成19Cr-13Ni-3.5Si鋼氧化的添加鋁、稀土類元素、鈣的影響，進行了討論，證明了這些元素的添加可以提高氧化抵抗能力，特別是稀土類元素和鈣的復合添加的效果很大。而且，之后富士川等（197年）對造成該鋼高溫氧化的鋼中硫含量的影響進行了討論，結果證實了通過降低硫含量可以提高耐氧化性，在低于1200℃的試驗中得出和SUS310S不銹鋼相當的耐氧化性，此外，如果在硫含量低于0.001%的鋼中添加鈣的話，如圖6.3所示，耐氧化性會進一步提高。證實了在這種情況下，鋼中含有Ca-Al-Mg-S組成的金屬間化合物，但如果硫含量增多的話，會產生硫化錳,所以表層MnS的存在是耐氧化性劣化的原因。
此外(wai)，對使用高硅(gui)鋼制作熱(re)反應(ying)器容(rong)器時，可(ke)能產生的焊接性(xing)(xing)(xing)、成(cheng)形(xing)性(xing)(xing)(xing)也(ye)進(jin)行了研究，特(te)別是如果所含硅(gui)多的話(hua)，焊接時可(ke)能會出(chu)現高溫(wen)斷裂，但因為(wei)焊接金屬部位生成(cheng)了少量的δ鐵素(su)，所以焊接性(xing)(xing)(xing)好，而(er)且(qie)冷(leng)加工成(cheng)形(xing)性(xing)(xing)(xing)比SUS310S不銹鋼優良。
