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的蠕(ru)變斷裂強度高于(yu)34.3 MPa、伸長大于(yu)10%;
2. 982℃ 的(de)拉伸強度大于82.32 MPa、伸長大于10%;
3. 對1093℃反復加熱冷卻的氧化抵抗能(neng)力比Fe-Cr-A1合金優(you)良；
4. 能夠充(chong)分經受鉛和硫的腐蝕(shi)。
在美國(guo)國(guo)內，日本(ben)的(de)(de)(de)各個(ge)汽車廠家對很多(duo)既存的(de)(de)(de)奧(ao)氏體(ti)系和鐵素(su)體(ti)系不(bu)銹(xiu)鋼(gang)、耐熱鋼(gang)和鎳合金進(jin)行試驗，選擇適當的(de)(de)(de)材料，其中鐵素(su)體(ti)系的(de)(de)(de)Fe-Cr-Al 合金（18Cr-1A1、13Cr-3Al、15Cr-4Al等(deng)）具有(you)優良的(de)(de)(de)耐氧化(hua)性，但(dan)局部會出現激烈的(de)(de)(de)氧化(hua)現象，這是由空氣(qi)中的(de)(de)(de)氮的(de)(de)(de)進(jin)人引起的(de)(de)(de)。較好(hao)的(de)(de)(de)解決方法是添(tian)加(jia)稀土類元素(su)、Y、Ti等(deng);若鋼(gang)中添(tian)加(jia)過多(duo)鈦，則耐氧化(hua)性明顯下降，所以18Cr-1Al鋼(gang)中的(de)(de)(de)鈦含(han)量為0.2%最合適,，但(dan)是這些Cr-Al鐵素(su)體(ti)系不(bu)銹(xiu)鋼(gang)因(yin)為加(jia)工性、焊接性和高溫(wen)強度的(de)(de)(de)劣(lie)化(hua)，還沒有(you)得(de)到正式運用。
鐵素(su)體(ti)系中滿(man)足上述條件的鎳(nie)合金 Inconel 601,當初有(you)(you)一部(bu)分(fen)得(de)到(dao)了適(shi)用(yong)(yong)，但由于(yu)汽(qi)車制造廠家的排氣凈(jing)化(hua)系統(tong)性能的提高和(he)(he)凈(jing)化(hua)裝置在設計方面的改良，使用(yong)(yong)條件得(de)到(dao)了緩和(he)(he)，結果采用(yong)(yong)了具有(you)(you)綜(zong)合適(shi)用(yong)(yong)能力的SUS310S不(bu)銹鋼。
在(zai)試驗(yan)各種不銹(xiu)(xiu)鋼的過程當中，其中對1966年(nian)開(kai)發的耐應力腐蝕斷裂不銹(xiu)(xiu)鋼中硅含(han)(han)量高的奧(ao)氏體(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼18Cr-12Ni-3.5Si-1.5Cu，日本(ben)國內(nei)的汽車制造(zao)廠家給(gei)予了一(yi)定評價，耐氧化性(xing)、焊接(jie)性(xing)、加(jia)工性(xing)、高溫(wen)強度以及成本(ben)等(deng)(deng)各個(ge)方面都很優良(liang)，被(bei)用(yong)作制造(zao)溫(wen)控(kong)反應器。圖6.2 表(biao)示的是在(zai)空(kong)氣中反復(fu)氧化試驗(yan)的結果，其中含(han)(han)有3.5% Si的奧(ao)氏體(ti)系(xi)不銹(xiu)(xiu)鋼具有和(he)SUS310S不銹(xiu)(xiu)鋼同等(deng)(deng)的性(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，對使用高硅(gui)鋼制作熱反應器(qi)容器(qi)時，可能產生(sheng)(sheng)的(de)焊(han)接(jie)性、成形性也(ye)進(jin)行(xing)了研究，特(te)別(bie)是如果所含硅(gui)多的(de)話，焊(han)接(jie)時可能會(hui)出現高溫斷裂(lie)，但因為焊(han)接(jie)金屬部位生(sheng)(sheng)成了少量的(de)δ鐵素，所以焊(han)接(jie)性好，而(er)且冷加工(gong)成形性比(bi)SUS310S不銹鋼優良。
