一臺汽車上使用不銹(xiu)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(xiu)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1989年開(kai)始(shi),對汽車制造廠規定了(le)各種(zhong)零部(bu)件(jian)(jian)的(de)(de)保證(zheng)年限(xian)。規定消聲器(qi)的(de)(de)壽命為3年或6萬公里,促(cu)使各制造廠迅速實施由表面處理鋼(gang)板(ban)向不(bu)(bu)銹鋼(gang)板(ban)轉(zhuan)(zhuan)換。各汽車制造廠又開(kai)始(shi)研討以(yi)提高發動(dong)機的(de)(de)燃燒(shao)溫度促(cu)使排(pai)(pai)放的(de)(de)氣(qi)體得(de)以(yi)凈(jing)化,更進一(yi)步地推動(dong)了(le)排(pai)(pai)氣(qi)系(xi)統全體零部(bu)件(jian)(jian)的(de)(de)不(bu)(bu)銹鋼(gang)化。因為位于發動(dong)機輸出(chu)部(bu)的(de)(de)多管(guan)路(lu)轉(zhuan)(zhuan)換器(qi)、多管(guan)路(lu)排(pai)(pai)氣(qi)管(guan)部(bu)分的(de)(de)溫度高達900~800℃,撓性管(guan)、觸媒(mei)轉(zhuan)(zhuan)換器(qi)部(bu)分為800~600℃,中間管(guan)部(bu)分為600~400℃,就是消聲器(qi),尾部(bu)末端管(guan)業達到(dao)400~200℃,所以(yi)具備耐(nai)(nai)熱性和耐(nai)(nai)腐(fu)蝕性的(de)(de)不(bu)(bu)銹鋼(gang)是用在這些零件(jian)(jian)上最合適的(de)(de)材料。直接(jie)不(bu)(bu)銹鋼(gang)已按用途的(de)(de)不(bu)(bu)同,從以(yi)SCH409L、SUS410L不(bu)(bu)銹鋼(gang)為中心的(de)(de)以(yi)耐(nai)(nai)熱性為主的(de)(de)鋼(gang)種(zhong)向SUS436L等即具有(you)耐(nai)(nai)腐(fu)蝕性又具有(you)耐(nai)(nai)氧化性的(de)(de)鋼(gang)種(zhong)轉(zhuan)(zhuan)換。


 作為排(pai)氧凈化裝(zhuang)置的(de)(de)(de)觸媒轉換器載體的(de)(de)(de)材(cai)(cai)料(liao),是在即具有耐(nai)氧化性(xing)又具有觸媒載體特(te)性(xing)的(de)(de)(de)20Cr-5Al鋼的(de)(de)(de)基礎(chu)上(shang)添加稀土(tu)元素而形成的(de)(de)(de)一種特(te)殊(shu)材(cai)(cai)料(liao)。將厚(hou)度為30微米的(de)(de)(de)這種特(te)殊(shu)不銹鋼箔,制(zhi)作成波紋板或平(ping)板重疊卷成的(de)(de)(de)圓筒狀的(de)(de)(de)觸媒體再(zai)裝(zhuang)入排(pai)氧凈化裝(zhuang)置中使用。


 強化汽車(che)排氣(qi)的(de)(de)法(fa)規(gui)應(ying)用范圍(wei)進一步擴大,要求摩托車(che)消聲器也(ye)要不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)化。還有,最近(jin),在日本(ben)東京地(di)區,根(gen)據載貨(huo)(huo)卡車(che)的(de)(de)凈(jing)化裝(zhuang)置(zhi)設置(zhi)法(fa)規(gui),作為載貨(huo)(huo)卡車(che)的(de)(de)排氣(qi)凈(jing)化裝(zhuang)置(zhi)也(ye)采用了不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)制造。因為載貨(huo)(huo)卡車(che)使用柴油發(fa)動機比(bi)較多(duo),在歐美這種技術(shu)用在許(xu)多(duo)柴油發(fa)動機卡車(che)上(shang),也(ye)作為排放尾氣(qi)凈(jing)化裝(zhuang)置(zhi)使用。從表面處理(li)鋼(gang)(gang)板到不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)化的(de)(de)重點:耐熱性(xing)、耐氧化性(xing);耐腐蝕性(xing)和高溫強度(du)。


 1. 汽車多管(guan)路排氣系統(tong)


 汽車排(pai)(pai)(pai)氣系統材料中,根(gen)據美國(guo)加利(li)福(fu)尼亞州(zhou)排(pai)(pai)(pai)氣法規,曾(ceng)先(xian)在觸媒(mei)載(zai)體(ti)殼體(ti)和消聲(sheng)器上(shang)開展了(le)不銹鋼(gang)化(hua),以(yi)后(hou)又進展到離發動機(ji)很近(jin)的(de)多管(guan)路排(pai)(pai)(pai)氣管(guan)(亦稱(cheng)汽車排(pai)(pai)(pai)氣岐管(guan))。以(yi)前,因(yin)為多管(guan)路排(pai)(pai)(pai)氣管(guan)的(de)形狀比較復雜,幾乎(hu)全部(bu)使用(yong)鑄鐵(tie)件。為了(le)強化(hua)排(pai)(pai)(pai)氣法規,單從觸媒(mei)載(zai)體(ti)進行排(pai)(pai)(pai)氣凈(jing)(jing)化(hua),不能徹底解決(jue)問(wen)題,還(huan)要借助提高(gao)燃燒溫度改善凈(jing)(jing)化(hua)效果。因(yin)為以(yi)前使用(yong)鑄鐵(tie)件,在耐熱(re)方(fang)面發生過問(wen)題。為此采(cai)取(qu)了(le)對策替換(huan)成(cheng)不銹鋼(gang)鑄件,鋼(gang)種是耐熱(re)鋼(gang)SUH409.


 此后,汽車生產(chan)廠家為了適應強化排放氣體法規,為進(jin)一步(bu)提高燃燒溫度和輕(qing)量化而與不(bu)銹鋼(gang)生產(chan)企(qi)業(ye)開(kai)(kai)展(zhan)技(ji)術合(he)作,開(kai)(kai)發多(duo)管(guan)路排氣管(guan)最(zui)佳材(cai)(cai)料(liao),在制造方法上,從鑄件轉(zhuan)換成(cheng)利用管(guan)子(zi)和沖(chong)壓工(gong)藝進(jin)行排氣管(guan)的成(cheng)型加工(gong),這(zhe)樣不(bu)僅僅提高了材(cai)(cai)料(liao)功能而且實現了全(quan)部的輕(qing)量化。


 因為(wei)要求材料具備(bei)耐熱性和抗氧化(hua)性,當初從材料的加工考慮使(shi)(shi)用(yong)了(le)奧氏(shi)體系列(lie)代(dai)表鋼(gang)種(zhong)SUS304不(bu)銹(xiu)鋼(gang)。后來,不(bu)銹(xiu)鋼(gang)企業在鐵(tie)素體系列(lie)鋼(gang)種(zhong)內添(tian)加了(le)鉬鈦鈮(ni)等,又為(wei)提高(gao)其抗氧化(hua)性,提高(gao)了(le)硅的含量(liang),使(shi)(shi)這些特殊材料得到大(da)量(liang)使(shi)(shi)用(yong)。


 原來利用鑄造工藝所(suo)(suo)生產的鑄件,其加(jia)工形狀要求比較嚴格,單純利用沖壓加(jia)工在復雜形狀的成(cheng)形上存(cun)在問題(ti),因(yin)而在所(suo)(suo)謂(wei)的潤滑不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)鋼(gang)(gang)板(ban)再加(jia)石蠟的透明薄膜,使大(da)幅度提高其加(jia)工性的材(cai)料的開發成(cheng)為可(ke)能(neng)。從普通(tong)鋼(gang)(gang)、鑄件開始到不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang),不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)化(hua)的重點(dian)主要有耐熱性、耐氧(yang)化(hua)性,高溫強度(因(yin)為薄壁(bi)化(hua)而達到輕量化(hua))及(ji)耐腐蝕性。


2. 汽(qi)車氣(qi)體密封墊(dian)


  在美國加利福尼(ni)亞(ya)州汽(qi)(qi)車(che)尾氣排(pai)放(fang)法(fa)規規定觸媒載體的(de)殼(ke)體使用(yong)不銹鋼(gang),1986年美國環(huan)境保護局又提出使用(yong)石(shi)棉(mian)可能引發癌癥,而下令(ling)全(quan)面停止使用(yong)石(shi)棉(mian)制(zhi)品,從此(ci),開始了針對汽(qi)(qi)車(che)用(yong)氣體密封墊以不銹鋼(gang)替代(dai)石(shi)棉(mian)的(de)研究(jiu)。在日本,汽(qi)(qi)車(che)生產廠家積極地參加了這項環(huan)境保護工作,成功地完成了汽(qi)(qi)車(che)密封墊的(de)不銹鋼(gang)化(hua)。如果在檢(jian)車(che)領域也能積極地抓(zhua)緊(jin)這項工作,當今在日本的(de)石(shi)棉(mian)污染問(wen)題也早就解決(jue)了。


 汽(qi)車上(shang)使(shi)用(yong)的(de)(de)氣(qi)體(ti)密封(feng)墊(dian),要求具(ju)備耐熱性和密封(feng)性。耐熱性是(shi)(shi)不銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)代(dai)表功能,在使(shi)用(yong)上(shang)沒有(you)(you)問(wen)題,而其密封(feng)性則(ze)是(shi)(shi)一(yi)個難題。使(shi)用(yong)石棉緊緊貼(tie)敷地(di)壓(ya)(ya)在一(yi)起,則(ze)可(ke)提高(gao)其密封(feng)性,而不銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)是(shi)(shi)金屬(shu)板,其板厚(hou)偏差或是(shi)(shi)形狀偏差,則(ze)可(ke)能產生(sheng)間(jian)隙。無疑兩張板的(de)(de)密封(feng)墊(dian)增加了成本(ben),于是(shi)(shi)即(ji)具(ju)有(you)(you)彈力(li)特(te)性又具(ju)有(you)(you)密封(feng)形狀的(de)(de)結構問(wen)世,使(shi)用(yong)沖壓(ya)(ya)加工(gong)技術可(ke)以用(yong)一(yi)張板就達到(dao)氣(qi)體(ti)密封(feng)效果。在許多汽(qi)車上(shang),都使(shi)用(yong)這種金屬(shu)氣(qi)體(ti)密封(feng)墊(dian),密封(feng)墊(dian)使(shi)用(yong)的(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)種為(wei)(wei)SUS310S不銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang),其厚(hou)度(du)為(wei)(wei)0.2-0.25mm。從石棉到(dao)不銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)不銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)化的(de)(de)重(zhong)點是(shi)(shi),不銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)比石棉更具(ju)有(you)(you)耐熱性及高(gao)溫強度(du)高(gao)于耐腐蝕性能強。