關于汽車的引擎、消音器等排氣系統中適用的不銹(xiu)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(de)蠕變斷裂強度高于34.3 MPa、伸(shen)長大(da)于10%; 

2.  982℃ 的(de)拉伸強度大(da)(da)于82.32 MPa、伸長大(da)(da)于10%;

3.  對1093℃反(fan)復加熱(re)冷卻的(de)氧化抵(di)抗能力(li)比Fe-Cr-A1合(he)金優良；

4.  能(neng)夠充分經(jing)受鉛和硫的腐蝕(shi)。

 在(zai)美國(guo)國(guo)內，日(ri)本的(de)(de)(de)(de)(de)(de)各個(ge)汽車廠(chang)家對(dui)很(hen)多既存的(de)(de)(de)(de)(de)(de)奧(ao)氏(shi)體(ti)系(xi)和鐵(tie)素(su)體(ti)系(xi)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)、耐(nai)(nai)熱鋼(gang)和鎳(nie)合金進(jin)行試驗，選(xuan)擇適(shi)當的(de)(de)(de)(de)(de)(de)材料，其(qi)中(zhong)鐵(tie)素(su)體(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(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)氧(yang)化性，但局部會出現(xian)激烈的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氧(yang)化現(xian)象，這(zhe)是由空(kong)氣中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氮(dan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)進(jin)人引起的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。較好的(de)(de)(de)(de)(de)(de)解決方(fang)法是添(tian)加稀(xi)土類元素(su)、Y、Ti等;若鋼(gang)中(zhong)添(tian)加過(guo)多鈦(tai)(tai)，則(ze)耐(nai)(nai)氧(yang)化性明顯下降，所以18Cr-1Al鋼(gang)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鈦(tai)(tai)含量為(wei)0.2%最(zui)合適(shi),，但是這(zhe)些Cr-Al鐵(tie)素(su)體(ti)系(xi)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)因為(wei)加工性、焊接性和高溫強度的(de)(de)(de)(de)(de)(de)劣化，還沒(mei)有得到正式(shi)運用。

  鐵(tie)素體系中滿足上述條(tiao)件的(de)鎳合金(jin) Inconel 601,當初有一(yi)部(bu)分得到了適(shi)用，但由于汽車制造(zao)廠家的(de)排(pai)氣凈化系統性(xing)能(neng)的(de)提高和凈化裝置(zhi)在設(she)計方面(mian)的(de)改良，使用條(tiao)件得到了緩和，結(jie)果采用了具有綜合適(shi)用能(neng)力的(de)SUS310S不(bu)銹鋼。

  在試(shi)驗(yan)各種(zhong)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)(de)(de)過程當中(zhong)，其中(zhong)對1966年開發(fa)的(de)(de)(de)(de)耐(nai)應(ying)力腐蝕斷裂不(bu)(bu)銹(xiu)鋼中(zhong)硅含量高(gao)的(de)(de)(de)(de)奧氏體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼18Cr-12Ni-3.5Si-1.5Cu，日本國內(nei)的(de)(de)(de)(de)汽車制造廠家給(gei)予了一定評價，耐(nai)氧(yang)化性(xing)、焊接性(xing)、加工性(xing)、高(gao)溫(wen)(wen)強度(du)以及(ji)成本等(deng)各個方(fang)面都很(hen)優良，被用作制造溫(wen)(wen)控反(fan)應(ying)器。圖6.2 表示的(de)(de)(de)(de)是在空(kong)氣中(zhong)反(fan)復氧(yang)化試(shi)驗(yan)的(de)(de)(de)(de)結果，其中(zhong)含有(you)3.5% Si的(de)(de)(de)(de)奧氏體(ti)系不(bu)(bu)銹(xiu)鋼具有(you)和SUS310S不(bu)(bu)銹(xiu)鋼同等(deng)的(de)(de)(de)(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不銹鋼,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，對使用高(gao)硅(gui)鋼(gang)制(zhi)作(zuo)熱反應(ying)器容器時，可能產生的(de)焊(han)接性(xing)、成形性(xing)也進行了研究，特別是如果所(suo)含硅(gui)多的(de)話，焊(han)接時可能會(hui)出現高(gao)溫斷(duan)裂，但因為焊(han)接金(jin)屬部位生成了少量(liang)的(de)δ鐵素，所(suo)以焊(han)接性(xing)好，而(er)且冷加工成形性(xing)比SUS310S不銹鋼(gang)優良(liang)。