關于汽車的引擎、消音器等排氣系統中適用的不銹鋼(gang)，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34.3 MPa、伸長(chang)大于10%;
2. 982℃ 的拉伸強度(du)大(da)于82.32 MPa、伸長(chang)大(da)于10%;
3. 對1093℃反復加熱冷(leng)卻的(de)氧化(hua)抵抗能力比Fe-Cr-A1合金(jin)優良；
4. 能夠充分經(jing)受鉛和(he)硫(liu)的腐蝕。
在美(mei)國國內，日本的(de)各個(ge)汽車廠家對很多(duo)既存的(de)奧氏體系和(he)(he)鐵素(su)體系不(bu)(bu)銹(xiu)鋼、耐(nai)(nai)熱鋼和(he)(he)鎳合(he)金進行(xing)試(shi)驗，選擇適(shi)當的(de)材料(liao)，其中鐵素(su)體系的(de)Fe-Cr-Al 合(he)金（18Cr-1A1、13Cr-3Al、15Cr-4Al等(deng)）具(ju)有(you)優良的(de)耐(nai)(nai)氧(yang)化(hua)性(xing)，但(dan)局部會(hui)出現激烈的(de)氧(yang)化(hua)現象，這是(shi)由空氣中的(de)氮的(de)進人引起(qi)的(de)。較好的(de)解決方法是(shi)添(tian)加稀土(tu)類元素(su)、Y、Ti等(deng);若鋼中添(tian)加過多(duo)鈦(tai)，則(ze)耐(nai)(nai)氧(yang)化(hua)性(xing)明顯(xian)下(xia)降，所以(yi)18Cr-1Al鋼中的(de)鈦(tai)含量為0.2%最合(he)適(shi),，但(dan)是(shi)這些Cr-Al鐵素(su)體系不(bu)(bu)銹(xiu)鋼因為加工性(xing)、焊接(jie)性(xing)和(he)(he)高溫強(qiang)度的(de)劣化(hua)，還沒有(you)得(de)到正式運(yun)用。
鐵素體系中滿足上(shang)述條件的鎳合金 Inconel 601,當初有(you)一部分得到(dao)了(le)適(shi)用(yong)，但由于汽車制造廠家的排氣凈化系統性(xing)能的提(ti)高(gao)和(he)凈化裝(zhuang)置在設計方面的改良(liang)，使用(yong)條件得到(dao)了(le)緩和(he)，結(jie)果(guo)采(cai)用(yong)了(le)具有(you)綜合適(shi)用(yong)能力的SUS310S不銹鋼。
在(zai)試(shi)(shi)驗各(ge)種(zhong)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)過程當中(zhong)，其中(zhong)對1966年開發的(de)(de)(de)耐應力(li)腐蝕斷(duan)裂不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)中(zhong)硅含(han)量高的(de)(de)(de)奧氏(shi)(shi)體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)18Cr-12Ni-3.5Si-1.5Cu，日本國內的(de)(de)(de)汽車制造廠家給予了一定評價(jia)，耐氧化(hua)性、焊(han)接性、加工性、高溫強度(du)以及成本等(deng)各(ge)個(ge)方(fang)面(mian)都很優良，被用作制造溫控反(fan)應器(qi)。圖6.2 表示的(de)(de)(de)是在(zai)空氣中(zhong)反(fan)復氧化(hua)試(shi)(shi)驗的(de)(de)(de)結果，其中(zhong)含(han)有(you)(you)3.5% Si的(de)(de)(de)奧氏(shi)(shi)體系(xi)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)具有(you)(you)和SUS310S不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)同等(deng)的(de)(de)(de)性質(zhi)。
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，對使用高硅鋼制作熱反應器容器時，可(ke)能產生(sheng)的焊接(jie)性(xing)(xing)、成形性(xing)(xing)也進行了(le)(le)研究(jiu)，特別是(shi)如果所含(han)硅多的話，焊接(jie)時可(ke)能會出現高溫斷裂，但因為焊接(jie)金屬部位(wei)生(sheng)成了(le)(le)少量(liang)的δ鐵素，所以焊接(jie)性(xing)(xing)好，而且冷加工成形性(xing)(xing)比SUS310S不(bu)銹(xiu)鋼優良。
