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的蠕變斷裂強度高于(yu)34.3 MPa、伸長大于(yu)10%;
2. 982℃ 的拉伸強度大于(yu)(yu)82.32 MPa、伸長大于(yu)(yu)10%;
3. 對1093℃反復(fu)加熱冷卻的氧化抵抗能力比Fe-Cr-A1合金優(you)良；
4. 能(neng)夠充分經受鉛和(he)硫的腐蝕。
在(zai)美(mei)國(guo)國(guo)內，日本的(de)(de)(de)各(ge)個(ge)汽車廠家(jia)對很多(duo)既(ji)存的(de)(de)(de)奧氏體(ti)(ti)系(xi)和(he)鐵素(su)體(ti)(ti)系(xi)不銹鋼(gang)、耐熱(re)鋼(gang)和(he)鎳(nie)合(he)金(jin)進行(xing)試驗，選(xuan)擇(ze)適當(dang)的(de)(de)(de)材料，其(qi)中鐵素(su)體(ti)(ti)系(xi)的(de)(de)(de)Fe-Cr-Al 合(he)金(jin)（18Cr-1A1、13Cr-3Al、15Cr-4Al等）具(ju)有優(you)良的(de)(de)(de)耐氧(yang)化(hua)(hua)性(xing)，但(dan)局(ju)部會(hui)出現(xian)激烈(lie)的(de)(de)(de)氧(yang)化(hua)(hua)現(xian)象，這(zhe)是由空(kong)氣中的(de)(de)(de)氮的(de)(de)(de)進人引起的(de)(de)(de)。較好的(de)(de)(de)解決方(fang)法(fa)是添(tian)加(jia)(jia)稀土(tu)類元(yuan)素(su)、Y、Ti等;若鋼(gang)中添(tian)加(jia)(jia)過多(duo)鈦(tai)，則耐氧(yang)化(hua)(hua)性(xing)明顯下降，所以(yi)18Cr-1Al鋼(gang)中的(de)(de)(de)鈦(tai)含(han)量為0.2%最合(he)適,，但(dan)是這(zhe)些Cr-Al鐵素(su)體(ti)(ti)系(xi)不銹鋼(gang)因為加(jia)(jia)工(gong)性(xing)、焊接性(xing)和(he)高溫強度(du)的(de)(de)(de)劣化(hua)(hua)，還(huan)沒有得到正式運用。
鐵素體系(xi)中滿足上述條件的(de)(de)鎳(nie)合金 Inconel 601,當初有一部(bu)分得到了(le)(le)適用，但由于(yu)汽車制(zhi)造廠(chang)家(jia)的(de)(de)排氣凈化系(xi)統性能(neng)的(de)(de)提高和凈化裝置在設計方(fang)面(mian)的(de)(de)改良，使用條件得到了(le)(le)緩(huan)和，結果采用了(le)(le)具(ju)有綜合適用能(neng)力的(de)(de)SUS310S不銹鋼。
在試驗各(ge)種(zhong)不(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)過程當中(zhong)(zhong)(zhong)，其中(zhong)(zhong)(zhong)對1966年開(kai)發的(de)(de)耐(nai)應力腐蝕斷裂不(bu)銹(xiu)鋼中(zhong)(zhong)(zhong)硅含(han)量高的(de)(de)奧(ao)氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼18Cr-12Ni-3.5Si-1.5Cu，日本(ben)國內的(de)(de)汽車制造(zao)廠(chang)家給予了一(yi)定評價，耐(nai)氧(yang)(yang)化性(xing)、焊接性(xing)、加工性(xing)、高溫(wen)強度以及成本(ben)等(deng)各(ge)個方面(mian)都很優(you)良，被(bei)用(yong)作制造(zao)溫(wen)控反應器。圖(tu)6.2 表示的(de)(de)是在空氣中(zhong)(zhong)(zhong)反復氧(yang)(yang)化試驗的(de)(de)結果，其中(zhong)(zhong)(zhong)含(han)有(you)3.5% Si的(de)(de)奧(ao)氏體(ti)系不(bu)銹(xiu)鋼具有(you)和SUS310S不(bu)銹(xiu)鋼同等(deng)的(de)(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(wai)，對使用高硅鋼(gang)制作熱反應器容(rong)器時，可能產生的(de)焊接性、成形(xing)性也進行了研(yan)究，特別是如果所(suo)含硅多的(de)話，焊接時可能會出(chu)現(xian)高溫斷裂，但因(yin)為焊接金屬部位生成了少量的(de)δ鐵素(su)，所(suo)以焊接性好，而且冷加工成形(xing)性比SUS310S不銹鋼(gang)優良。
