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(qiang)度高于34.3 MPa、伸長大于10%;
2. 982℃ 的拉(la)伸強度大(da)于82.32 MPa、伸長大(da)于10%;
3. 對1093℃反(fan)復加熱冷卻的氧化抵(di)抗能力比(bi)Fe-Cr-A1合金優良；
4. 能夠充(chong)分(fen)經受鉛和硫(liu)的腐蝕(shi)。
在(zai)美國(guo)國(guo)內，日本的(de)(de)(de)(de)各(ge)個汽車廠家對很(hen)多(duo)既存的(de)(de)(de)(de)奧氏體(ti)(ti)系和鐵(tie)(tie)素體(ti)(ti)系不(bu)銹鋼(gang)、耐熱鋼(gang)和鎳合(he)金進(jin)(jin)行(xing)試(shi)驗，選擇適(shi)當(dang)的(de)(de)(de)(de)材料，其中(zhong)鐵(tie)(tie)素體(ti)(ti)系的(de)(de)(de)(de)Fe-Cr-Al 合(he)金（18Cr-1A1、13Cr-3Al、15Cr-4Al等(deng)）具有優良(liang)的(de)(de)(de)(de)耐氧(yang)化(hua)性(xing)，但局部會出現激烈(lie)的(de)(de)(de)(de)氧(yang)化(hua)現象，這(zhe)(zhe)是由空氣中(zhong)的(de)(de)(de)(de)氮的(de)(de)(de)(de)進(jin)(jin)人(ren)引起的(de)(de)(de)(de)。較好(hao)的(de)(de)(de)(de)解決方法是添加(jia)稀土類元素、Y、Ti等(deng);若鋼(gang)中(zhong)添加(jia)過多(duo)鈦，則耐氧(yang)化(hua)性(xing)明顯下降，所以(yi)18Cr-1Al鋼(gang)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)鈦含量(liang)為0.2%最合(he)適(shi),，但是這(zhe)(zhe)些Cr-Al鐵(tie)(tie)素體(ti)(ti)系不(bu)銹鋼(gang)因為加(jia)工(gong)性(xing)、焊(han)接性(xing)和高溫強度(du)的(de)(de)(de)(de)劣化(hua)，還沒有得到正式運(yun)用。
鐵(tie)素(su)體系(xi)中滿足上述條件的(de)(de)(de)鎳(nie)合(he)金(jin) Inconel 601,當初有一部分得(de)到(dao)(dao)了(le)適(shi)用(yong)，但由于汽車制造廠家的(de)(de)(de)排氣凈(jing)化系(xi)統(tong)性能(neng)的(de)(de)(de)提高和凈(jing)化裝置在設(she)計方(fang)面(mian)的(de)(de)(de)改良(liang)，使用(yong)條件得(de)到(dao)(dao)了(le)緩和，結(jie)果(guo)采(cai)用(yong)了(le)具有綜合(he)適(shi)用(yong)能(neng)力的(de)(de)(de)SUS310S不銹鋼(gang)。
在(zai)試驗各(ge)種不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)過程(cheng)當中(zhong)(zhong)，其中(zhong)(zhong)對1966年開發的(de)耐(nai)應力腐蝕斷裂(lie)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)中(zhong)(zhong)硅含量(liang)高的(de)奧(ao)氏體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)18Cr-12Ni-3.5Si-1.5Cu，日(ri)本(ben)國內的(de)汽(qi)車制(zhi)造(zao)廠家給予了一定(ding)評價，耐(nai)氧(yang)化(hua)性(xing)、焊接性(xing)、加工(gong)性(xing)、高溫(wen)(wen)強度(du)以及成本(ben)等各(ge)個(ge)方面(mian)都很優良，被用(yong)作(zuo)制(zhi)造(zao)溫(wen)(wen)控反應器。圖(tu)6.2 表示(shi)的(de)是在(zai)空氣(qi)中(zhong)(zhong)反復氧(yang)化(hua)試驗的(de)結果，其中(zhong)(zhong)含有3.5% Si的(de)奧(ao)氏體(ti)系(xi)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)具有和SUS310S不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(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(dui)使用高硅鋼(gang)制作(zuo)熱反應器容器時，可能產生的(de)焊接性(xing)(xing)(xing)、成形性(xing)(xing)(xing)也進行了(le)研究，特別(bie)是如果所含硅多的(de)話，焊接時可能會出現高溫斷裂(lie)，但(dan)因(yin)為焊接金屬部位(wei)生成了(le)少量的(de)δ鐵(tie)素，所以焊接性(xing)(xing)(xing)好，而且(qie)冷加工成形性(xing)(xing)(xing)比(bi)SUS310S不銹鋼(gang)優良。
