由于汽車排氣管的應用環(huán)境非常復雜，常常面臨著腐蝕和高溫影響，作為汽車用材之一的不銹鋼應用又是怎樣適應這種環(huán)境的呢？本文就來講下這個問題。

能使不銹鋼可以耐腐蝕的主要合金元素是鉻，該元素能與氧結合，從而在表不銹鋼面形成一種薄且致密的半透明氧化鉻保護膜。當氧化性氣體的溫度不太高時，這層膜能起到有效保護作用，因為氧氣在實際溫度極限內通過膜的擴散其實非常慢。并且和耐腐蝕性能相同，不銹鋼的耐氧化性能也和鋼中鉻元素含量成正比，在一定溫度環(huán)境中，鉻-鐵合金鐵的耐剝落性隨著鉻含量的增加而提高，但在高溫與腐蝕的環(huán)境下，不銹鋼表面的保護膜的保護性能會發(fā)生明顯的變化。

因為在汽車排氣環(huán)境中很多有可能的變化，包括腐蝕環(huán)境、溫度、合金成分、時間還有運行方式（連續(xù)運行與間斷運行）等，下面就簡單介紹下。

在等溫環(huán)境中，不銹鋼的抗氧化性能由鉻元素含量來決定。鉻含量小于18%的不銹鋼被限制在溫度1500°F以下的環(huán)境中使用，鉻元素含量在18%-20%的不銹鋼在1800°F的環(huán)境下是可以用的，而在溫度高達2000°F時，就至少需要鉻含量在25%才能有足夠的抗起鱗能力。

但汽車排氣環(huán)境卻是非等溫的，這是由于汽車使用狀態(tài)是典型的周期性的。在加熱和冷卻的過程中，金屬和保護層之間的膨脹不同，導致裂縫和保護鐵鱗的脫落，從而使氧化性介質侵蝕暴露出來的不銹鋼表面。

不銹鋼的抗氧化性能隨著鎳含量的提高也會有所增強。鎳能減小基金屬和氧化層之間的不同的膨脹，從而降低冷卻過程中基金屬和氧化界面上的應力。鐵素體不銹鋼也有相對降低熱膨脹的附加效果，它能減少氧化。

汽車排氣系統(tǒng)的自然狀態(tài)，不管是內部還是外部，都是這樣一種可以形成附著力不強和抗氧化的鐵鱗的環(huán)境。比如通過實驗能夠得知302不銹鋼的氧化性在2000°F（1093℃）的潮濕空氣中形成了大量的微粒，但在干燥的空氣中，能形成一層保護膜。

在汽車排氣環(huán)境中，不銹鋼的應用經驗非常豐富。接下來就討論下汽車排氣環(huán)境對于不銹鋼應用的分析。

409不銹鋼，化學成分中含有10.5%的鉻元素和少量的鈦元素，開發(fā)出來主要是被作為生成消音器。現在409不銹鋼能夠廣泛用在消音器、尾氣管和催化轉化器上面，但作為催化轉化器用在輕型卡車上，在高于小汽車的溫度情況下工作時僅有10.5%的含鉻量是不夠的。

所以為了解決這個問題，汽車生產中選擇444型不銹鋼，444型不銹鋼化學成分中含有18%的鉻元素，2%鉬加上鈳（鈮）。該鋼種是一種鉬/鈮穩(wěn)定型鐵素體不銹鋼，在較高溫度的卡車催化轉化器中顯示了良好的耐剝落性和蠕變性能。它進而發(fā)展成另外一種成分的鈮穩(wěn)定型18鉻不銹鋼（不含鉬），被定義為18Cb。

另一種性能相似的不銹鋼是含鋁的12Cr和18Cr不銹鋼，其中增加了鋁和鉻的含量，能獲得比409型更好的耐氧化性。這兩種合金被定義為12SR和18SR，常被用于卡車、消音器和排氣管中（在轉換器之前），但12SR和18SR也存在一些缺點，就是在焊接方面較為困難。

另一種在高濁排氣管領域使用的不錯的材料是439型不銹鋼，其為18Cr鐵素體不銹鋼，可以用鈦作穩(wěn)定劑，具有極好的耐氧化性和良好的加工性能。

430型不銹鋼含有16%-18%鉻，在高溫下展示了還不錯的抗氧化性，但是鋼種中沒有穩(wěn)定化的合金元素，比如鈮或鈦。因此它的加工性能不如穩(wěn)定性鋼種好，特別是焊接方面。

一些不銹鋼加入稀土元素，不過這些在特殊方面的應用，例如用于催化器支承部分的0.0508-0.0762mm的箔。

典型的汽車排氣系統(tǒng)部件用不銹鋼