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(de)蠕變(bian)斷裂強度(du)高于(yu)34.3 MPa、伸長大(da)于(yu)10%;
2. 982℃ 的(de)拉伸強度大(da)(da)于82.32 MPa、伸長大(da)(da)于10%;
3. 對1093℃反復加(jia)熱冷卻(que)的氧化抵抗能(neng)力比(bi)Fe-Cr-A1合金(jin)優良；
4. 能夠充分經受鉛和(he)硫的腐蝕(shi)。
在美國(guo)國(guo)內，日本的(de)各(ge)個汽車廠家對很多既存的(de)奧(ao)氏體(ti)(ti)(ti)系(xi)和(he)鐵(tie)素體(ti)(ti)(ti)系(xi)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)、耐(nai)(nai)熱鋼(gang)和(he)鎳合金進行(xing)試(shi)驗，選擇適當的(de)材料，其中鐵(tie)素體(ti)(ti)(ti)系(xi)的(de)Fe-Cr-Al 合金（18Cr-1A1、13Cr-3Al、15Cr-4Al等）具有(you)優良(liang)的(de)耐(nai)(nai)氧(yang)化(hua)性，但局部會出現(xian)激烈的(de)氧(yang)化(hua)現(xian)象，這(zhe)是(shi)由空氣(qi)中的(de)氮的(de)進人引起的(de)。較好的(de)解(jie)決方法是(shi)添(tian)加(jia)(jia)稀(xi)土類元(yuan)素、Y、Ti等;若(ruo)鋼(gang)中添(tian)加(jia)(jia)過多鈦，則(ze)耐(nai)(nai)氧(yang)化(hua)性明顯下降，所以(yi)18Cr-1Al鋼(gang)中的(de)鈦含量為0.2%最合適,，但是(shi)這(zhe)些Cr-Al鐵(tie)素體(ti)(ti)(ti)系(xi)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)因(yin)為加(jia)(jia)工性、焊接性和(he)高溫強度(du)的(de)劣化(hua)，還沒有(you)得到正(zheng)式(shi)運用。
鐵(tie)素體系(xi)(xi)中滿(man)足上述條(tiao)件(jian)的(de)鎳合(he)金 Inconel 601,當(dang)初(chu)有(you)一(yi)部(bu)分得(de)到了(le)適(shi)用(yong)，但由(you)于汽車(che)制造廠家的(de)排(pai)氣凈化系(xi)(xi)統性能(neng)的(de)提高和(he)(he)凈化裝(zhuang)置在設(she)計方(fang)面的(de)改良，使用(yong)條(tiao)件(jian)得(de)到了(le)緩和(he)(he)，結果(guo)采用(yong)了(le)具(ju)有(you)綜合(he)適(shi)用(yong)能(neng)力的(de)SUS310S不(bu)銹鋼(gang)。
在(zai)試驗各種不銹鋼(gang)的(de)(de)過程(cheng)當中(zhong)，其中(zhong)對(dui)1966年開發的(de)(de)耐應(ying)力(li)腐(fu)蝕斷裂不銹鋼(gang)中(zhong)硅(gui)含量高的(de)(de)奧氏體不銹鋼(gang)18Cr-12Ni-3.5Si-1.5Cu，日本國(guo)內的(de)(de)汽車制造(zao)廠家給予了一定(ding)評價(jia)，耐氧(yang)化(hua)性(xing)、焊(han)接(jie)性(xing)、加(jia)工性(xing)、高溫(wen)強度以及成本等(deng)各個(ge)方(fang)面(mian)都(dou)很(hen)優良，被用(yong)作(zuo)制造(zao)溫(wen)控(kong)反應(ying)器。圖6.2 表示的(de)(de)是在(zai)空氣中(zhong)反復(fu)氧(yang)化(hua)試驗的(de)(de)結(jie)果，其中(zhong)含有(you)3.5% Si的(de)(de)奧氏體系不銹鋼(gang)具有(you)和SUS310S不銹鋼(gang)同(tong)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(ci)外，對使用高(gao)硅鋼制作熱反應器(qi)容器(qi)時，可能(neng)產生的(de)焊(han)接性(xing)、成形性(xing)也進行了研究，特別(bie)是如果所(suo)含硅多的(de)話(hua)，焊(han)接時可能(neng)會出(chu)現高(gao)溫(wen)斷裂，但(dan)因為焊(han)接金屬部位(wei)生成了少量(liang)的(de)δ鐵素(su)，所(suo)以焊(han)接性(xing)好，而且冷加(jia)工成形性(xing)比SUS310S不(bu)銹鋼優(you)良。
