一臺汽車上使用不銹鋼數量因車型而異,一般是每臺車用量為20-30KG。其中主要用于排氣系統中的零部件。依靠法律的推動使汽車排氣系統材料不銹鋼化,是推廣不銹鋼應用的代表事例。從美國加利福尼亞州的尾氣排放規定開始,從1970年代后半期強化尾氣排放規定,在汽車上裝設了作為凈化裝置的觸媒轉換器。它的殼體就是使用不(bu)銹鋼(gang)管(guan)制作。由于裝設了觸媒轉換器在后部的消聲器集存的冷凝液體開始發生化學變化,產生了腐蝕問題。因此對消聲器不銹鋼化進行了研討和開發,并開始應用在一部分車型上。


 在1989年開(kai)始(shi),對汽(qi)車制造廠(chang)規(gui)(gui)定了各(ge)種零(ling)部(bu)件(jian)的(de)保證年限。規(gui)(gui)定消(xiao)聲器的(de)壽命為(wei)3年或6萬公里(li),促使(shi)(shi)各(ge)制造廠(chang)迅速實施由表面處理(li)鋼(gang)(gang)(gang)板(ban)向不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)板(ban)轉換(huan)(huan)。各(ge)汽(qi)車制造廠(chang)又開(kai)始(shi)研(yan)討以(yi)提高發(fa)動(dong)機(ji)的(de)燃燒(shao)溫度促使(shi)(shi)排放(fang)的(de)氣體(ti)得(de)以(yi)凈(jing)化,更進(jin)一步(bu)地推(tui)動(dong)了排氣系統全體(ti)零(ling)部(bu)件(jian)的(de)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)化。因為(wei)位于發(fa)動(dong)機(ji)輸出部(bu)的(de)多管(guan)路轉換(huan)(huan)器、多管(guan)路排氣管(guan)部(bu)分(fen)(fen)的(de)溫度高達900~800℃,撓性(xing)管(guan)、觸媒轉換(huan)(huan)器部(bu)分(fen)(fen)為(wei)800~600℃,中間(jian)管(guan)部(bu)分(fen)(fen)為(wei)600~400℃,就(jiu)是消(xiao)聲器,尾部(bu)末(mo)端管(guan)業達到400~200℃,所以(yi)具(ju)備(bei)耐熱性(xing)和(he)耐腐蝕性(xing)的(de)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)是用在這(zhe)些零(ling)件(jian)上最(zui)合適(shi)的(de)材料。直接不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)已按用途的(de)不同,從以(yi)SCH409L、SUS410L不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)為(wei)中心的(de)以(yi)耐熱性(xing)為(wei)主的(de)鋼(gang)(gang)(gang)種向SUS436L等(deng)即具(ju)有耐腐蝕性(xing)又具(ju)有耐氧化性(xing)的(de)鋼(gang)(gang)(gang)種轉換(huan)(huan)。


 作為排氧(yang)凈化裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)的(de)(de)觸(chu)(chu)媒(mei)轉換(huan)器(qi)載體的(de)(de)材(cai)料(liao),是在(zai)即具有耐氧(yang)化性(xing)又具有觸(chu)(chu)媒(mei)載體特性(xing)的(de)(de)20Cr-5Al鋼(gang)(gang)的(de)(de)基(ji)礎上添加稀土元素而形成的(de)(de)一種(zhong)特殊(shu)材(cai)料(liao)。將厚度為30微米的(de)(de)這種(zhong)特殊(shu)不銹鋼(gang)(gang)箔,制(zhi)作成波紋板或(huo)平板重疊卷成的(de)(de)圓筒狀的(de)(de)觸(chu)(chu)媒(mei)體再裝(zhuang)(zhuang)入排氧(yang)凈化裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)中使用。


 強(qiang)化(hua)汽車(che)(che)排氣的(de)法(fa)規(gui)應用(yong)(yong)(yong)范圍進(jin)一步擴(kuo)大,要求摩托車(che)(che)消聲(sheng)器也(ye)(ye)要不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)化(hua)。還有,最近,在(zai)日本東京地區,根據載貨卡車(che)(che)的(de)凈(jing)化(hua)裝置(zhi)設置(zhi)法(fa)規(gui),作(zuo)為載貨卡車(che)(che)的(de)排氣凈(jing)化(hua)裝置(zhi)也(ye)(ye)采用(yong)(yong)(yong)了不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)制造。因為載貨卡車(che)(che)使用(yong)(yong)(yong)柴(chai)油(you)發動機(ji)比較多,在(zai)歐美這種(zhong)技術用(yong)(yong)(yong)在(zai)許(xu)多柴(chai)油(you)發動機(ji)卡車(che)(che)上,也(ye)(ye)作(zuo)為排放尾氣凈(jing)化(hua)裝置(zhi)使用(yong)(yong)(yong)。從表面處理鋼(gang)(gang)板到不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)化(hua)的(de)重點:耐(nai)熱性、耐(nai)氧化(hua)性;耐(nai)腐蝕性和高溫強(qiang)度。


 1. 汽車多管路排氣(qi)系統(tong)


 汽車排(pai)氣(qi)系統(tong)材(cai)料中,根據(ju)美(mei)國加(jia)利(li)福尼亞州排(pai)氣(qi)法(fa)規,曾先在觸媒載體殼(ke)體和消聲器上開(kai)展了(le)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)化,以(yi)后又(you)進(jin)展到(dao)離發動機很近(jin)的(de)多(duo)管(guan)(guan)路排(pai)氣(qi)管(guan)(guan)(亦稱汽車排(pai)氣(qi)岐管(guan)(guan))。以(yi)前,因為(wei)多(duo)管(guan)(guan)路排(pai)氣(qi)管(guan)(guan)的(de)形(xing)狀比較復雜,幾乎(hu)全(quan)部使(shi)用(yong)鑄(zhu)鐵(tie)件(jian)。為(wei)了(le)強化排(pai)氣(qi)法(fa)規,單從觸媒載體進(jin)行排(pai)氣(qi)凈化,不能徹底解決問題,還要借助提高燃燒溫(wen)度(du)改善凈化效(xiao)果。因為(wei)以(yi)前使(shi)用(yong)鑄(zhu)鐵(tie)件(jian),在耐熱(re)(re)方面發生過(guo)問題。為(wei)此采取了(le)對策替換成不銹(xiu)鋼(gang)(gang)鑄(zhu)件(jian),鋼(gang)(gang)種是耐熱(re)(re)鋼(gang)(gang)SUH409.


 此后,汽車生(sheng)產廠家為了適應(ying)強化排放氣(qi)體法規,為進(jin)一步提高(gao)燃燒溫度和輕量化而與不(bu)銹鋼生(sheng)產企業開(kai)展技術合作,開(kai)發多管(guan)路排氣(qi)管(guan)最佳材料(liao),在制(zhi)造方法上,從鑄件轉(zhuan)換(huan)成(cheng)利用管(guan)子和沖壓工(gong)藝進(jin)行排氣(qi)管(guan)的成(cheng)型(xing)加(jia)工(gong),這(zhe)樣不(bu)僅僅提高(gao)了材料(liao)功能而且(qie)實現了全部的輕量化。


 因(yin)為要求材料(liao)具備耐(nai)熱(re)性(xing)和(he)抗氧化性(xing),當(dang)初(chu)從材料(liao)的加(jia)工(gong)考慮(lv)使用了奧氏(shi)體系列代表鋼(gang)種SUS304不(bu)銹(xiu)鋼(gang)。后來,不(bu)銹(xiu)鋼(gang)企業在(zai)鐵素體系列鋼(gang)種內添(tian)加(jia)了鉬鈦鈮(ni)等,又為提(ti)高其抗氧化性(xing),提(ti)高了硅的含量,使這些特(te)殊材料(liao)得(de)到大量使用。


 原來利(li)用鑄造工藝所(suo)生產的鑄件,其(qi)加(jia)(jia)工形狀要(yao)求比較嚴(yan)格(ge),單純利(li)用沖壓加(jia)(jia)工在(zai)(zai)復雜形狀的成形上(shang)存在(zai)(zai)問題,因而(er)(er)在(zai)(zai)所(suo)謂的潤滑(hua)不(bu)銹鋼(gang)(gang)鋼(gang)(gang)板再加(jia)(jia)石蠟(la)的透明薄膜,使大(da)幅度提高其(qi)加(jia)(jia)工性的材料的開發成為可能(neng)。從(cong)普(pu)通鋼(gang)(gang)、鑄件開始到(dao)不(bu)銹鋼(gang)(gang),不(bu)銹鋼(gang)(gang)化的重點主要(yao)有耐熱性、耐氧化性,高溫強度(因為薄壁化而(er)(er)達(da)到(dao)輕量化)及耐腐蝕性。


2. 汽車(che)氣體(ti)密(mi)封(feng)墊


  在(zai)美國加利福尼亞州汽(qi)車(che)尾氣排(pai)放法規規定觸媒載體的(de)殼體使(shi)用(yong)(yong)(yong)不銹(xiu)鋼,1986年美國環(huan)境保護(hu)(hu)局(ju)又提(ti)出(chu)使(shi)用(yong)(yong)(yong)石(shi)棉(mian)可能引發癌癥,而下令(ling)全面停(ting)止(zhi)使(shi)用(yong)(yong)(yong)石(shi)棉(mian)制(zhi)品,從此,開(kai)始了(le)(le)(le)針對汽(qi)車(che)用(yong)(yong)(yong)氣體密封墊以不銹(xiu)鋼替代石(shi)棉(mian)的(de)研究。在(zai)日(ri)(ri)本,汽(qi)車(che)生產(chan)廠家積極地參(can)加了(le)(le)(le)這項環(huan)境保護(hu)(hu)工作,成(cheng)功地完成(cheng)了(le)(le)(le)汽(qi)車(che)密封墊的(de)不銹(xiu)鋼化。如(ru)果在(zai)檢車(che)領域也能積極地抓(zhua)緊(jin)這項工作,當(dang)今在(zai)日(ri)(ri)本的(de)石(shi)棉(mian)污(wu)染問題也早就解(jie)決了(le)(le)(le)。


 汽車上(shang)使用(yong)(yong)的(de)(de)氣體密封(feng)(feng)墊(dian),要求具(ju)(ju)備耐(nai)(nai)熱(re)性和密封(feng)(feng)性。耐(nai)(nai)熱(re)性是不(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)代表功能,在(zai)使用(yong)(yong)上(shang)沒有(you)問題,而其密封(feng)(feng)性則是一個難題。使用(yong)(yong)石(shi)棉緊緊貼敷地壓在(zai)一起,則可(ke)(ke)提高其密封(feng)(feng)性,而不(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)是金(jin)屬板,其板厚偏(pian)差(cha)或是形狀(zhuang)偏(pian)差(cha),則可(ke)(ke)能產生間(jian)隙。無疑兩(liang)張板的(de)(de)密封(feng)(feng)墊(dian)增加(jia)了成本,于是即具(ju)(ju)有(you)彈(dan)力(li)特性又具(ju)(ju)有(you)密封(feng)(feng)形狀(zhuang)的(de)(de)結構(gou)問世(shi),使用(yong)(yong)沖壓加(jia)工技術可(ke)(ke)以用(yong)(yong)一張板就達到(dao)氣體密封(feng)(feng)效果。在(zai)許多汽車上(shang),都使用(yong)(yong)這(zhe)種金(jin)屬氣體密封(feng)(feng)墊(dian),密封(feng)(feng)墊(dian)使用(yong)(yong)的(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)種為(wei)SUS310S不(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang),其厚度為(wei)0.2-0.25mm。從石(shi)棉到(dao)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)化的(de)(de)重點是,不(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)比(bi)石(shi)棉更(geng)具(ju)(ju)有(you)耐(nai)(nai)熱(re)性及(ji)高溫強(qiang)度高于耐(nai)(nai)腐(fu)蝕性能強(qiang)。