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銹鋼管制作。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(zai)1989年(nian)開始,對汽(qi)車制(zhi)(zhi)造廠規定(ding)了各(ge)(ge)種零部(bu)(bu)(bu)(bu)件的(de)保證(zheng)年(nian)限。規定(ding)消(xiao)聲器(qi)的(de)壽(shou)命為(wei)(wei)3年(nian)或6萬公里(li),促使各(ge)(ge)制(zhi)(zhi)造廠迅(xun)速實施由表面處理鋼(gang)板向不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)板轉換。各(ge)(ge)汽(qi)車制(zhi)(zhi)造廠又(you)開始研討(tao)以(yi)(yi)(yi)(yi)提(ti)高發(fa)動機(ji)的(de)燃燒溫度(du)(du)促使排(pai)放的(de)氣體(ti)得以(yi)(yi)(yi)(yi)凈(jing)化,更進一步地(di)推(tui)動了排(pai)氣系統全體(ti)零部(bu)(bu)(bu)(bu)件的(de)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)化。因為(wei)(wei)位(wei)于發(fa)動機(ji)輸出(chu)部(bu)(bu)(bu)(bu)的(de)多管(guan)(guan)路(lu)轉換器(qi)、多管(guan)(guan)路(lu)排(pai)氣管(guan)(guan)部(bu)(bu)(bu)(bu)分(fen)的(de)溫度(du)(du)高達(da)900~800℃,撓性管(guan)(guan)、觸(chu)媒轉換器(qi)部(bu)(bu)(bu)(bu)分(fen)為(wei)(wei)800~600℃,中(zhong)間管(guan)(guan)部(bu)(bu)(bu)(bu)分(fen)為(wei)(wei)600~400℃,就是消(xiao)聲器(qi),尾部(bu)(bu)(bu)(bu)末端管(guan)(guan)業達(da)到400~200℃,所以(yi)(yi)(yi)(yi)具(ju)備耐(nai)(nai)(nai)熱性和耐(nai)(nai)(nai)腐(fu)蝕(shi)性的(de)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)是用(yong)在(zai)這些零件上最合適的(de)材料(liao)。直(zhi)接不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)已(yi)按用(yong)途的(de)不(bu)(bu)同(tong),從(cong)以(yi)(yi)(yi)(yi)SCH409L、SUS410L不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)為(wei)(wei)中(zhong)心的(de)以(yi)(yi)(yi)(yi)耐(nai)(nai)(nai)熱性為(wei)(wei)主的(de)鋼(gang)種向SUS436L等即具(ju)有耐(nai)(nai)(nai)腐(fu)蝕(shi)性又(you)具(ju)有耐(nai)(nai)(nai)氧化性的(de)鋼(gang)種轉換。
作為排氧(yang)(yang)凈化裝置的(de)(de)觸(chu)媒(mei)轉換(huan)器載(zai)體(ti)的(de)(de)材料,是在即具(ju)有耐氧(yang)(yang)化性又具(ju)有觸(chu)媒(mei)載(zai)體(ti)特(te)性的(de)(de)20Cr-5Al鋼的(de)(de)基礎上添加稀土元素而形(xing)成(cheng)的(de)(de)一種特(te)殊材料。將厚(hou)度為30微米的(de)(de)這種特(te)殊不銹鋼箔,制(zhi)作成(cheng)波(bo)紋(wen)板或平(ping)板重疊(die)卷成(cheng)的(de)(de)圓筒(tong)狀的(de)(de)觸(chu)媒(mei)體(ti)再裝入排氧(yang)(yang)凈化裝置中使用。
強化汽車(che)(che)排(pai)氣的(de)法規(gui)(gui)應用(yong)范(fan)圍(wei)進一步(bu)擴大,要(yao)求摩托車(che)(che)消聲(sheng)器也(ye)要(yao)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)化。還有,最近,在(zai)日本東京(jing)地區,根據(ju)載(zai)貨卡車(che)(che)的(de)凈化裝(zhuang)置(zhi)(zhi)設(she)置(zhi)(zhi)法規(gui)(gui),作(zuo)為(wei)載(zai)貨卡車(che)(che)的(de)排(pai)氣凈化裝(zhuang)置(zhi)(zhi)也(ye)采用(yong)了(le)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)制造。因為(wei)載(zai)貨卡車(che)(che)使用(yong)柴油發動(dong)機比較多,在(zai)歐(ou)美這種技術用(yong)在(zai)許多柴油發動(dong)機卡車(che)(che)上,也(ye)作(zuo)為(wei)排(pai)放(fang)尾氣凈化裝(zhuang)置(zhi)(zhi)使用(yong)。從表面處理(li)鋼(gang)(gang)板到(dao)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)化的(de)重點:耐熱性、耐氧化性;耐腐蝕(shi)性和高溫強度。
1. 汽車(che)多(duo)管路排氣系統
汽(qi)車排(pai)(pai)氣(qi)(qi)系(xi)統材(cai)料中(zhong),根據美國(guo)加利福尼亞州(zhou)排(pai)(pai)氣(qi)(qi)法規,曾先在(zai)觸(chu)媒載(zai)體(ti)(ti)殼體(ti)(ti)和消聲器上開展了不銹(xiu)鋼化(hua),以后又進展到離發動機很近的(de)多管(guan)路排(pai)(pai)氣(qi)(qi)管(guan)(亦稱汽(qi)車排(pai)(pai)氣(qi)(qi)岐(qi)管(guan))。以前,因(yin)為(wei)多管(guan)路排(pai)(pai)氣(qi)(qi)管(guan)的(de)形狀比較復雜,幾乎全部使(shi)用(yong)鑄(zhu)鐵件(jian)(jian)。為(wei)了強化(hua)排(pai)(pai)氣(qi)(qi)法規,單從觸(chu)媒載(zai)體(ti)(ti)進行排(pai)(pai)氣(qi)(qi)凈化(hua),不能徹底解決問題,還要借助提高(gao)燃燒溫度改善凈化(hua)效果。因(yin)為(wei)以前使(shi)用(yong)鑄(zhu)鐵件(jian)(jian),在(zai)耐熱方面發生過問題。為(wei)此采取了對策替換成(cheng)不銹(xiu)鋼鑄(zhu)件(jian)(jian),鋼種是耐熱鋼SUH409.
此后,汽車生產廠家為(wei)了適應強(qiang)化排放氣(qi)體法規,為(wei)進一步(bu)提高燃燒溫度和輕量化而與(yu)不銹(xiu)鋼(gang)生產企業開展技術合作,開發多管(guan)路(lu)排氣(qi)管(guan)最佳(jia)材料,在(zai)制造方法上,從鑄件轉換(huan)成利用管(guan)子和沖壓(ya)工藝(yi)進行排氣(qi)管(guan)的成型加工,這樣不僅僅提高了材料功能而且實現了全部(bu)的輕量化。
因為要求材(cai)料具備耐熱(re)性和(he)抗氧化性,當初從材(cai)料的加(jia)工(gong)考慮使用(yong)了(le)奧氏(shi)體系(xi)列代(dai)表鋼種(zhong)SUS304不(bu)銹鋼。后來,不(bu)銹鋼企業在(zai)鐵素(su)體系(xi)列鋼種(zhong)內添加(jia)了(le)鉬(mu)鈦鈮等(deng),又為提(ti)高其抗氧化性,提(ti)高了(le)硅的含量,使這些(xie)特(te)殊材(cai)料得到大量使用(yong)。
原來利(li)用鑄造工(gong)(gong)藝(yi)所生產的鑄件,其加(jia)工(gong)(gong)形(xing)狀要(yao)求比較(jiao)嚴格,單純利(li)用沖壓加(jia)工(gong)(gong)在(zai)復雜(za)形(xing)狀的成(cheng)形(xing)上存在(zai)問題,因而(er)在(zai)所謂的潤(run)滑不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)鋼(gang)(gang)(gang)板再加(jia)石蠟的透明薄膜,使大幅度(du)提高(gao)其加(jia)工(gong)(gong)性(xing)(xing)(xing)的材(cai)料的開發成(cheng)為可(ke)能。從普通鋼(gang)(gang)(gang)、鑄件開始到(dao)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang),不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)化(hua)的重(zhong)點(dian)主要(yao)有耐(nai)熱(re)性(xing)(xing)(xing)、耐(nai)氧化(hua)性(xing)(xing)(xing),高(gao)溫強度(du)(因為薄壁化(hua)而(er)達(da)到(dao)輕量化(hua))及耐(nai)腐蝕性(xing)(xing)(xing)。
2. 汽車氣體密封(feng)墊
在(zai)(zai)美(mei)國(guo)(guo)加利福尼亞州汽車(che)尾氣排放法規規定觸(chu)媒(mei)載體的(de)(de)殼體使用不(bu)銹鋼,1986年美(mei)國(guo)(guo)環境保護局又(you)提出(chu)使用石棉(mian)(mian)(mian)可能引發癌癥,而(er)下(xia)令全面停止使用石棉(mian)(mian)(mian)制(zhi)品,從此(ci),開始了(le)(le)針對汽車(che)用氣體密(mi)封(feng)墊(dian)以(yi)不(bu)銹鋼替代石棉(mian)(mian)(mian)的(de)(de)研究(jiu)。在(zai)(zai)日本,汽車(che)生產(chan)廠家(jia)積(ji)極地參加了(le)(le)這項環境保護工作,成功地完成了(le)(le)汽車(che)密(mi)封(feng)墊(dian)的(de)(de)不(bu)銹鋼化。如果在(zai)(zai)檢車(che)領域也能積(ji)極地抓緊(jin)這項工作,當今在(zai)(zai)日本的(de)(de)石棉(mian)(mian)(mian)污染問題也早(zao)就(jiu)解決了(le)(le)。
汽車上使用(yong)(yong)的(de)氣(qi)體密(mi)封(feng)(feng)墊(dian),要(yao)求(qiu)具備耐熱性(xing)(xing)(xing)和密(mi)封(feng)(feng)性(xing)(xing)(xing)。耐熱性(xing)(xing)(xing)是不銹鋼(gang)(gang)的(de)代表功能,在(zai)使用(yong)(yong)上沒有問題(ti),而其(qi)密(mi)封(feng)(feng)性(xing)(xing)(xing)則(ze)是一(yi)個難(nan)題(ti)。使用(yong)(yong)石棉緊(jin)緊(jin)貼敷地(di)壓(ya)在(zai)一(yi)起,則(ze)可提高其(qi)密(mi)封(feng)(feng)性(xing)(xing)(xing),而不銹鋼(gang)(gang)是金屬板,其(qi)板厚偏差(cha)或是形(xing)狀(zhuang)偏差(cha),則(ze)可能產生間隙。無疑兩張板的(de)密(mi)封(feng)(feng)墊(dian)增加了成本,于是即具有彈(dan)力特性(xing)(xing)(xing)又具有密(mi)封(feng)(feng)形(xing)狀(zhuang)的(de)結構問世(shi),使用(yong)(yong)沖壓(ya)加工技術(shu)可以用(yong)(yong)一(yi)張板就達到氣(qi)體密(mi)封(feng)(feng)效果(guo)。在(zai)許多汽車上,都使用(yong)(yong)這(zhe)種金屬氣(qi)體密(mi)封(feng)(feng)墊(dian),密(mi)封(feng)(feng)墊(dian)使用(yong)(yong)的(de)鋼(gang)(gang)種為SUS310S不銹鋼(gang)(gang),其(qi)厚度為0.2-0.25mm。從(cong)石棉到不銹鋼(gang)(gang)不銹鋼(gang)(gang)化的(de)重點是,不銹鋼(gang)(gang)比石棉更具有耐熱性(xing)(xing)(xing)及高溫強度高于耐腐蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)能強。

