關于汽車的引擎、消音器等排氣系統中適用的不(bu)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(gao)于34.3 MPa、伸(shen)長大于10%;
2. 982℃ 的拉伸強度大于82.32 MPa、伸長大于10%;
3. 對1093℃反復加熱冷卻的氧(yang)化抵抗能力(li)比Fe-Cr-A1合金優良；
4. 能夠充分(fen)經受鉛和硫(liu)的腐(fu)蝕。
在(zai)美(mei)國(guo)國(guo)內(nei)，日本的(de)(de)(de)各個(ge)汽車廠家對很多既(ji)存的(de)(de)(de)奧氏(shi)體系(xi)和(he)鐵(tie)素體系(xi)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)、耐(nai)熱(re)鋼(gang)(gang)和(he)鎳合(he)金(jin)進(jin)(jin)行試驗，選(xuan)擇適當的(de)(de)(de)材料(liao)，其中(zhong)鐵(tie)素體系(xi)的(de)(de)(de)Fe-Cr-Al 合(he)金(jin)（18Cr-1A1、13Cr-3Al、15Cr-4Al等）具有優(you)良的(de)(de)(de)耐(nai)氧化(hua)性，但局部會出現(xian)激烈(lie)的(de)(de)(de)氧化(hua)現(xian)象(xiang)，這是(shi)(shi)由(you)空氣中(zhong)的(de)(de)(de)氮(dan)的(de)(de)(de)進(jin)(jin)人引起的(de)(de)(de)。較好的(de)(de)(de)解(jie)決方法是(shi)(shi)添(tian)(tian)加(jia)稀土類元素、Y、Ti等;若鋼(gang)(gang)中(zhong)添(tian)(tian)加(jia)過(guo)多鈦(tai)，則耐(nai)氧化(hua)性明顯下降，所以18Cr-1Al鋼(gang)(gang)中(zhong)的(de)(de)(de)鈦(tai)含量為0.2%最合(he)適,，但是(shi)(shi)這些Cr-Al鐵(tie)素體系(xi)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)因為加(jia)工(gong)性、焊接性和(he)高溫(wen)強度的(de)(de)(de)劣(lie)化(hua)，還沒有得(de)到(dao)正式運(yun)用。
鐵素體(ti)系(xi)中滿(man)足上述條(tiao)件的(de)(de)(de)鎳合金 Inconel 601,當初有(you)一部分得(de)到了(le)適(shi)用，但由于(yu)汽(qi)車制造廠家(jia)的(de)(de)(de)排氣凈化系(xi)統性能的(de)(de)(de)提高和凈化裝置在設計方面的(de)(de)(de)改良，使(shi)用條(tiao)件得(de)到了(le)緩和，結果采用了(le)具(ju)有(you)綜合適(shi)用能力的(de)(de)(de)SUS310S不銹鋼。
在(zai)試(shi)驗(yan)各種(zhong)不銹(xiu)鋼的(de)過程當中(zhong)，其中(zhong)對1966年(nian)開發(fa)的(de)耐應力腐(fu)蝕(shi)斷裂不銹(xiu)鋼中(zhong)硅含量高(gao)的(de)奧氏體(ti)不銹(xiu)鋼18Cr-12Ni-3.5Si-1.5Cu，日本國內(nei)的(de)汽車制造廠(chang)家給予了一(yi)定評價，耐氧(yang)化(hua)性(xing)(xing)、焊接性(xing)(xing)、加工性(xing)(xing)、高(gao)溫強(qiang)度以(yi)及成本等各個方面都很優良，被用(yong)作(zuo)制造溫控反(fan)應器。圖6.2 表(biao)示的(de)是在(zai)空氣(qi)中(zhong)反(fan)復(fu)氧(yang)化(hua)試(shi)驗(yan)的(de)結果，其中(zhong)含有3.5% Si的(de)奧氏體(ti)系不銹(xiu)鋼具有和SUS310S不銹(xiu)鋼同(tong)等的(de)性(xing)(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(yong)高(gao)硅(gui)鋼(gang)制作熱反應器容器時，可(ke)(ke)能產生的焊(han)接性、成(cheng)形性也進(jin)行了研究，特(te)別是(shi)如果所含硅(gui)多的話，焊(han)接時可(ke)(ke)能會出現高(gao)溫斷裂，但因為焊(han)接金屬部位生成(cheng)了少量的δ鐵素(su)，所以焊(han)接性好，而且(qie)冷加工成(cheng)形性比SUS310S不銹(xiu)鋼(gang)優良。
