【文章內容簡介】 20Cr5AlX　　　　　川 崎R205USR20Cr5AlLa,Zr　　　　耐高溫氧化性日 新NCAS20Cr5AlTi(La,Ce)　　　　同上日冶金金屬載體18Cr3Al鍍鋁　　　　含高Al(～11%)住 友NARFH320Cr5AlY,Ti　　　　耐高溫氧化性撓性管日 新NSS ER430465761165耐高溫氯害腐蝕性，成形性住 友NAR306B15Cr15Ni4Si1Mot=66162170耐高溫氯害腐蝕性，成形性SR1515 257消聲器新日鐵YUS 432t=45035134加工性，比SUS409L耐蝕性還好 245YUS 436St=47834142加工性，耐蝕性 279鍍鋁不銹鋼（電鍍量40～120g/m2）抑制初期生銹有效川崎R436LT26546635耐凝縮水腐蝕性，加工性日 新NSS 422 M3t=52032168同上 314阿爾斯特不銹鋼鍍鋁量（40～120g/m2））NSS 409M141633135抑制初期生銹有效 286日冶金NAS 436 LSt=45331141耐凝縮水腐蝕性，加工性 288住 友NAR429L14CrNbTit=40034HRB77SUS409L同時提高成形性、耐蝕性 277NAR 430S,Tit=48232HRB75SUS430LX同時提高耐蝕性，成形性 290NAR436JILt=44631耐凝縮水腐蝕性，加工性 264NAR436S18Cr1MoTit=44835同上 294美國阿里根尼路德魯姆公司研制的汽車排氣系統(tǒng)專用不銹鋼UNS S40900鐵素體不銹鋼含11％的鉻，因而具有很強的抗氣體腐蝕性和在760℃高溫下的抗氧化性。據(jù)外刊介紹，到2000年，北美對409級不銹鋼的需求量會達到40萬噸。紐柯公司擬采用先進的CSP技術生產(chǎn)40萬噸或更多的409級冷軋不銹鋼，以占領更大的汽車用不銹鋼市場。409型鐵索體不銹鋼的典型化學成分及機械性能見表2。表2 409型 （UNS S40900）鐵素體不銹鋼的典型化學成分及主要機械性能：化 學 成 分 /%主要機械性能CNCrMnSiSPTi%屈服強度/MPa抗拉強度/MPa延伸率/%241413321．排氣歧管用不銹鋼 排氣歧管位于汽車發(fā)動機出口，是廢氣溫度最高、對材料腐蝕最嚴重的部位。從降低燃料費用和輕量化的角度考慮，用作排氣歧管的不銹鋼必須具有優(yōu)良的耐熱疲勞性、高溫強度和加工成形性。含鈮鐵索體不銹鋼SUS 430JIL能基本滿足這種要求，因而得到廣泛應用。歐洲部份高性能車使用奧氏體系高合金，日本出于結構上的考慮，也采用了熱膨脹系數(shù)小的奧氏體系不銹鋼。在超過700℃的高溫下，奧氏體不銹鋼的高溫強度顯著高于鐵素體不銹鋼?？梢杂米髋艢馄绻艿牟讳P鋼包括SUSXMl5J1；NAR315SN(18Cr9NiSiMoCu)；NARAH4(23CrllNiNCe)等奧氏體不銹鋼。 為了提高汽車排氣凈化程度，降低燃料消耗，汽車發(fā)動機向著提高汽車排氣溫度和減輕自重方向發(fā)展，這樣，汽車排氣歧管溫度高達900℃，以前使用的SUS 430JIL由于耐熱疲勞特性較差，已不適應汽車的這種發(fā)展要求。新日鐵公司采取調整化學成分的方法，研制出YUS 450鋼，該鋼種適當降低了鉻含量，添加了鈮和鈦，結果提高了高溫強度和耐熱疲勞性，添加0．5％的鉬提高了抗高溫鹽腐蝕性能，滿足了在惡劣環(huán)境下汽車排氣歧管對材料的要求。 日新制鋼還開發(fā)了汽車排氣歧管用的新鋼種。該鋼種以含19％鉻的不銹鋼中添加鈮的NSS 442M3為基礎材料，為了滿足汽車制造廠家降低成本的要求，開發(fā)了NSSHRl不銹鋼。這種鋼把鉻降低到14％，而添加錳和硅各1％左右，保持了其耐熱性，且縮小了與鑄件的價格差，受到汽車制造廠的歡迎。 排氣管的中段和尾段，由于溫度較低，409型鐵素體不銹鋼得到了廣泛應用。2．撓性管用不銹鋼 撓性管是連接排氣系統(tǒng)高溫段和低溫段的排氣系統(tǒng)部件。其主要作用是減輕振動和解決系統(tǒng)熱膨脹問題。這就要求加工撓性管的材料除具有優(yōu)良的加工性能外，還應具有耐高溫疲勞性，優(yōu)良的抗高溫氧化性及抗外界含氯介質的侵蝕性。像SUS304，SUSXMl5Jl這一類奧氏體不銹鋼比鐵素體不銹鋼更適合于這種部件用材。由于該部件所處位置特殊，在冬季因融雪劑鹽的腐蝕作用，對撓性管的侵蝕相當嚴重，也是撓性管使用奧氏體不銹鋼的重要原因。 體育比賽用車代表了一個國家的汽車制造水平。體育比賽用車越來越多地采用大功率的V8汽車發(fā)動機，這種汽車發(fā)動機的尾氣溫度更高，使連接尾氣歧管的撓性管熱疲勞更嚴重。因此研究了一種含鉻更高、在高溫下壽命更長的439型不銹鋼。這種不銹鋼的典型化學成分和經(jīng)退火的不銹鋼薄板典型機械性能如表3。表3 439型不銹鋼典型化學成分及主要機械性能：化 學 成 分 /%主要機械性能CCrNiMnPSSiTi%屈服強度/MPa抗拉強度/MPa延伸率/%345483303．消聲器用不銹鋼 消聲器們于排氣系統(tǒng)的尾部。高溫廢氣在此處出現(xiàn)冷凝液體，從而對排氣管內壁造成點蝕。已經(jīng)查明，消聲器材料的腐蝕受催化劑性能、尾氣的凝結狀況、煙塵的粘附狀況及高溫所造成的表面氧化等因素的影響。隨著汽車高性能化的發(fā)展，不僅最早使用的鍍鋁鋼板不能適應汽車壽命的要求，就是開初使用的一些不銹鋼，例如，SUS 410L,SUS409L這類含12％鉻的鐵索體不銹鋼，也缺乏充分的耐點蝕能力。于是住友金屬工業(yè)公司又開發(fā)了耐蝕性、焊接性更好、加硫的(0．0l％硫)高純度耐熱不銹鋼SUH 409L川崎鋼鐵公司也對汽車消聲器材料進行過反復研究，經(jīng)過實際使用環(huán)境下的對比研究，發(fā)現(xiàn)以SUS 430JlL為代表的18％鉻系不銹鋼耐蝕性最佳。4．催化凈化器用不銹鋼 汽車排氣凈化用催化劑載體通常使用陶瓷材料。為適應嚴格的污染物排放要求，熱容量小、熱沖擊特性優(yōu)良、升溫特性也很好的耐熱不銹鋼箔制催化劑載體得到了許多汽車廠家的使用。這種不銹鋼箔是含鉻20％，含鋁5％左右的鉛系高純度鐵素體不銹鋼。使用厚度為40～50tμm。為了推進使用不銹鋼箔制催化劑載體取代以往的陶瓷催化劑載體，還要在降低材料成本和降低加工載體的制造成本方面繼續(xù)進行深入研究。四、汽車排氣系統(tǒng)用不銹鋼焊管制造技術汽車排氣系統(tǒng)主要組成及性能要求汽車排氣系統(tǒng)從靠近發(fā)動機一側開始，由排氣岐管、前管、柔性管、催化轉換器、中管、消音器和尾管等構成。根據(jù)車形的不同，有的還安裝數(shù)個催化轉換器及副消聲器等，如圖1所示。汽車排氣系統(tǒng)用不銹鋼因其所處位置不同，對材料的性能要求各不相同。處于高溫端的岐管和前管，因為零部件直接與發(fā)動機相連接，因此對高溫性能，如高溫疲勞、熱疲勞、高溫氧化等性能要求較高。同時，岐管因其成形復雜，對材料的加工成形性能也提出了較高要求。圖1汽車排氣系統(tǒng)結構示意圖汽車排氣系統(tǒng)中的催化轉換器承擔著三元催化作用，其有效的催化作用發(fā)生環(huán)境溫度超過1000℃，因此用于催化轉換器外殼的材料同樣要求其具有良好的耐高溫氧化作用。同時，因催化轉換器所處位置易于與外界接觸，特別是處于沿海和融雪地域使用的汽車，其催化轉換器外殼還易于受到高溫鹽蝕的腐蝕作用，材料耐高溫鹽蝕性能顯得尤為重要。中管用于連接前管和消音器，其使用溫度在600℃左右，主要失效也是高溫鹽損。消音器是排氣系統(tǒng)主要組成部分，其材料失效主要是冷凝液的腐蝕失效。汽車排氣系統(tǒng)各組件工作時的服役溫度和對性能的要求表1所示。在排氣系統(tǒng)零部件構成中，管件約占總重量的60%以上，如岐管、前管、中管、消聲器中的彎管及尾管等。這些管材是由冷軋板經(jīng)過彎管成形及焊接獲得不銹鋼焊管，不銹鋼焊管還要經(jīng)過彎管成形、縮頸、擴管等冷加工及焊接等工藝過程，加工成不同形狀的管件，因此，要求焊管具有良好的成形性能和焊接性能。針對占使用比例較高的不銹鋼焊管，早期的焊接主要采用氬弧焊（TIG）焊接方式。隨