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(de)蠕變(bian)斷裂(lie)強(qiang)度高于34.3 MPa、伸長大于10%;
2. 982℃ 的拉伸強度(du)大于82.32 MPa、伸長(chang)大于10%;
3. 對1093℃反復加熱(re)冷卻的(de)氧(yang)化抵抗能力比Fe-Cr-A1合金優良；
4. 能夠充(chong)分經受鉛(qian)和硫(liu)的腐蝕。
在(zai)美國國內，日本的(de)(de)各個汽車廠家(jia)對很多既存(cun)的(de)(de)奧氏體系(xi)和(he)鐵(tie)(tie)素(su)體系(xi)不(bu)銹(xiu)鋼、耐熱鋼和(he)鎳合金進行試驗，選擇適(shi)當的(de)(de)材料，其中鐵(tie)(tie)素(su)體系(xi)的(de)(de)Fe-Cr-Al 合金（18Cr-1A1、13Cr-3Al、15Cr-4Al等）具(ju)有(you)(you)優良的(de)(de)耐氧(yang)化(hua)性(xing)，但(dan)局部(bu)會出(chu)現激烈的(de)(de)氧(yang)化(hua)現象(xiang)，這是(shi)由空氣中的(de)(de)氮的(de)(de)進人引起的(de)(de)。較好的(de)(de)解(jie)決方法(fa)是(shi)添加(jia)(jia)稀土(tu)類(lei)元素(su)、Y、Ti等;若鋼中添加(jia)(jia)過多鈦，則耐氧(yang)化(hua)性(xing)明顯下(xia)降，所以18Cr-1Al鋼中的(de)(de)鈦含量為0.2%最合適(shi),，但(dan)是(shi)這些Cr-Al鐵(tie)(tie)素(su)體系(xi)不(bu)銹(xiu)鋼因為加(jia)(jia)工性(xing)、焊接性(xing)和(he)高溫強度的(de)(de)劣化(hua)，還(huan)沒(mei)有(you)(you)得(de)到正式運用(yong)。
鐵素體系中滿足上述條件的鎳合金 Inconel 601,當初有(you)一部分(fen)得到了(le)適用，但由于汽車(che)制造廠家的排氣(qi)凈化(hua)系統性能(neng)的提(ti)高和凈化(hua)裝置(zhi)在設計方面(mian)的改(gai)良(liang)，使用條件得到了(le)緩和，結果采用了(le)具有(you)綜(zong)合適用能(neng)力的SUS310S不銹鋼(gang)。
在試(shi)驗各(ge)(ge)種不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)過程當中，其(qi)中對1966年開(kai)發的(de)耐應(ying)力(li)腐蝕(shi)斷裂不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)中硅含量高(gao)的(de)奧氏(shi)(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)18Cr-12Ni-3.5Si-1.5Cu，日本(ben)(ben)國內的(de)汽車制造(zao)(zao)廠家給予了一定評(ping)價，耐氧化性(xing)、焊接性(xing)、加工性(xing)、高(gao)溫(wen)強(qiang)度以(yi)及成(cheng)本(ben)(ben)等各(ge)(ge)個方(fang)面(mian)都(dou)很優良，被用作制造(zao)(zao)溫(wen)控反(fan)應(ying)器(qi)。圖6.2 表示的(de)是在空氣中反(fan)復氧化試(shi)驗的(de)結(jie)果，其(qi)中含有(you)3.5% Si的(de)奧氏(shi)(shi)體系不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)具有(you)和SUS310S不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)同(tong)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，對使用(yong)高(gao)硅鋼制作熱反應器容(rong)器時(shi)，可能產生的(de)(de)焊接(jie)性(xing)、成形(xing)性(xing)也進行了研究，特別是如果(guo)所含硅多的(de)(de)話(hua)，焊接(jie)時(shi)可能會出現高(gao)溫(wen)斷裂，但因為焊接(jie)金屬(shu)部(bu)位生成了少量(liang)的(de)(de)δ鐵素，所以焊接(jie)性(xing)好(hao)，而且冷(leng)加工成形(xing)性(xing)比SUS310S不銹鋼優(you)良。
