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的蠕變斷(duan)裂(lie)強度高于(yu)34.3 MPa、伸(shen)長大(da)于(yu)10%;
2. 982℃ 的(de)拉(la)伸強度大于(yu)82.32 MPa、伸長(chang)大于(yu)10%;
3. 對1093℃反復(fu)加熱冷(leng)卻的氧化抵抗(kang)能力比Fe-Cr-A1合金優良；
4. 能夠充分(fen)經受鉛(qian)和硫的腐蝕(shi)。
在(zai)美國國內，日本的(de)各個汽車廠(chang)家(jia)對(dui)很(hen)多(duo)(duo)既存的(de)奧氏體系和鐵(tie)素(su)(su)體系不銹(xiu)鋼(gang)(gang)、耐熱鋼(gang)(gang)和鎳(nie)合金進行試驗，選擇適(shi)當的(de)材料，其中(zhong)鐵(tie)素(su)(su)體系的(de)Fe-Cr-Al 合金（18Cr-1A1、13Cr-3Al、15Cr-4Al等(deng)(deng)）具(ju)有優良的(de)耐氧化(hua)性(xing)，但(dan)局(ju)部會出(chu)現激烈的(de)氧化(hua)現象(xiang)，這(zhe)是由空氣(qi)中(zhong)的(de)氮的(de)進人引起的(de)。較(jiao)好的(de)解決方(fang)法是添加(jia)稀土類(lei)元素(su)(su)、Y、Ti等(deng)(deng);若鋼(gang)(gang)中(zhong)添加(jia)過多(duo)(duo)鈦，則耐氧化(hua)性(xing)明顯下降，所以18Cr-1Al鋼(gang)(gang)中(zhong)的(de)鈦含量(liang)為0.2%最合適(shi),，但(dan)是這(zhe)些(xie)Cr-Al鐵(tie)素(su)(su)體系不銹(xiu)鋼(gang)(gang)因(yin)為加(jia)工(gong)性(xing)、焊接性(xing)和高溫(wen)強度的(de)劣化(hua)，還沒(mei)有得到正式運用。
鐵素體系(xi)中滿(man)足上述條(tiao)件的(de)鎳合(he)金 Inconel 601,當初有(you)(you)一部分得到了適(shi)(shi)用(yong)，但由于(yu)汽車制造廠(chang)家的(de)排氣凈(jing)化(hua)系(xi)統性能的(de)提高和凈(jing)化(hua)裝置在設計方面的(de)改(gai)良，使用(yong)條(tiao)件得到了緩和，結果采(cai)用(yong)了具有(you)(you)綜(zong)合(he)適(shi)(shi)用(yong)能力的(de)SUS310S不銹鋼。
在試驗各(ge)種不(bu)銹鋼(gang)的(de)過程(cheng)當(dang)中(zhong)，其中(zhong)對1966年開發(fa)的(de)耐(nai)應(ying)力腐(fu)蝕斷裂不(bu)銹鋼(gang)中(zhong)硅含量(liang)高的(de)奧氏體(ti)不(bu)銹鋼(gang)18Cr-12Ni-3.5Si-1.5Cu，日本(ben)國(guo)內(nei)的(de)汽車制造(zao)廠家給予了一定評價(jia)，耐(nai)氧化性(xing)、焊接性(xing)、加工性(xing)、高溫強(qiang)度以及成本(ben)等(deng)各(ge)個方面(mian)都很優(you)良，被用作制造(zao)溫控反應(ying)器。圖6.2 表示(shi)的(de)是在空氣中(zhong)反復氧化試驗的(de)結(jie)果，其中(zhong)含有3.5% Si的(de)奧氏體(ti)系不(bu)銹鋼(gang)具有和SUS310S不(bu)銹鋼(gang)同等(deng)的(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，對使用高硅(gui)鋼(gang)制作熱反應(ying)器(qi)容器(qi)時(shi)，可(ke)(ke)能產生的(de)焊(han)接(jie)(jie)性(xing)、成形性(xing)也進行了(le)(le)研究(jiu)，特別(bie)是如果所含硅(gui)多(duo)的(de)話，焊(han)接(jie)(jie)時(shi)可(ke)(ke)能會出現高溫斷裂，但因為(wei)焊(han)接(jie)(jie)金屬部(bu)位生成了(le)(le)少量的(de)δ鐵(tie)素，所以焊(han)接(jie)(jie)性(xing)好，而且冷加工成形性(xing)比SUS310S不(bu)銹鋼(gang)優(you)良。
