一臺汽車上使用不銹鋼(gang)數量因車型而異,一般是每臺車用量為20-30KG。其中主要用于排氣系統中的零部件。依靠法律的推動使汽車排氣系統材料不銹鋼化,是推廣不銹鋼應用的代表事例。從美國加利福尼亞州的尾氣排放規定開始,從1970年代后半期強化尾氣排放規定,在汽車上裝設了作為凈化裝置的觸媒轉換器。它的殼體就是使用不銹鋼管制作。由于裝設了觸媒轉換器在后部的消聲器集存的冷凝液體開始發生化學變化,產生了腐蝕問題。因此對消聲器不銹鋼化進行了研討和開發,并開始應用在一部分車型上。
在1989年開始(shi),對汽車(che)制(zhi)造廠規(gui)定了各(ge)種零部(bu)件(jian)的(de)(de)保證(zheng)年限。規(gui)定消聲器(qi)的(de)(de)壽命為(wei)3年或(huo)6萬公里,促使(shi)各(ge)制(zhi)造廠迅速實施由表面處理鋼(gang)(gang)板向不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)板轉換(huan)。各(ge)汽車(che)制(zhi)造廠又開始(shi)研討(tao)以(yi)提高發(fa)動機的(de)(de)燃燒溫度促使(shi)排放的(de)(de)氣體得以(yi)凈化,更(geng)進一步(bu)地推動了排氣系(xi)統全體零部(bu)件(jian)的(de)(de)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)化。因為(wei)位于發(fa)動機輸(shu)出部(bu)的(de)(de)多管路轉換(huan)器(qi)、多管路排氣管部(bu)分的(de)(de)溫度高達(da)900~800℃,撓性(xing)管、觸媒轉換(huan)器(qi)部(bu)分為(wei)800~600℃,中間管部(bu)分為(wei)600~400℃,就(jiu)是消聲器(qi),尾部(bu)末端管業達(da)到(dao)400~200℃,所(suo)以(yi)具(ju)備耐(nai)熱(re)性(xing)和耐(nai)腐(fu)蝕性(xing)的(de)(de)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)是用(yong)在這些零件(jian)上(shang)最合適的(de)(de)材(cai)料。直接(jie)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)已按(an)用(yong)途的(de)(de)不(bu)(bu)(bu)同,從(cong)以(yi)SCH409L、SUS410L不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)為(wei)中心(xin)的(de)(de)以(yi)耐(nai)熱(re)性(xing)為(wei)主的(de)(de)鋼(gang)(gang)種向SUS436L等即具(ju)有(you)耐(nai)腐(fu)蝕性(xing)又具(ju)有(you)耐(nai)氧化性(xing)的(de)(de)鋼(gang)(gang)種轉換(huan)。
作為排(pai)(pai)氧(yang)凈化(hua)裝(zhuang)置的(de)(de)(de)觸(chu)媒轉換器載體的(de)(de)(de)材料,是在(zai)即具(ju)有耐氧(yang)化(hua)性又具(ju)有觸(chu)媒載體特性的(de)(de)(de)20Cr-5Al鋼的(de)(de)(de)基礎上添加稀土元素而形成的(de)(de)(de)一(yi)種特殊材料。將厚度為30微(wei)米的(de)(de)(de)這種特殊不銹鋼箔(bo),制(zhi)作成波紋(wen)板(ban)或平板(ban)重疊卷(juan)成的(de)(de)(de)圓筒狀的(de)(de)(de)觸(chu)媒體再裝(zhuang)入排(pai)(pai)氧(yang)凈化(hua)裝(zhuang)置中使用。
強化(hua)(hua)汽車排(pai)氣的(de)法規應用范圍(wei)進一步擴大,要求摩托車消(xiao)聲器也要不(bu)銹鋼化(hua)(hua)。還(huan)有,最近,在(zai)日本東京地區(qu),根(gen)據載貨卡(ka)(ka)車的(de)凈化(hua)(hua)裝(zhuang)置設置法規,作為(wei)載貨卡(ka)(ka)車的(de)排(pai)氣凈化(hua)(hua)裝(zhuang)置也采用了不(bu)銹鋼制造。因為(wei)載貨卡(ka)(ka)車使用柴(chai)油發(fa)動機(ji)比較多(duo)(duo),在(zai)歐(ou)美(mei)這種技術用在(zai)許多(duo)(duo)柴(chai)油發(fa)動機(ji)卡(ka)(ka)車上,也作為(wei)排(pai)放尾氣凈化(hua)(hua)裝(zhuang)置使用。從(cong)表面處理鋼板(ban)到(dao)不(bu)銹鋼的(de)不(bu)銹鋼化(hua)(hua)的(de)重點:耐熱性(xing)、耐氧化(hua)(hua)性(xing);耐腐蝕性(xing)和(he)高(gao)溫強度。
1. 汽車(che)多(duo)管路排氣系統(tong)
汽(qi)車排(pai)(pai)氣(qi)(qi)系統材料中,根據美國(guo)加利(li)福尼亞州排(pai)(pai)氣(qi)(qi)法規,曾先在觸(chu)媒載(zai)(zai)體(ti)殼體(ti)和消(xiao)聲器上開展了(le)不銹鋼化,以后又進展到離發動(dong)機很近的多(duo)管路排(pai)(pai)氣(qi)(qi)管(亦稱汽(qi)車排(pai)(pai)氣(qi)(qi)岐管)。以前,因為(wei)多(duo)管路排(pai)(pai)氣(qi)(qi)管的形狀比較復雜,幾乎(hu)全部使(shi)用鑄鐵件(jian)。為(wei)了(le)強化排(pai)(pai)氣(qi)(qi)法規,單從觸(chu)媒載(zai)(zai)體(ti)進行(xing)排(pai)(pai)氣(qi)(qi)凈化,不能(neng)徹底(di)解(jie)決問(wen)題,還(huan)要借助提高燃燒溫度(du)改善凈化效果。因為(wei)以前使(shi)用鑄鐵件(jian),在耐熱(re)方面發生過問(wen)題。為(wei)此采取了(le)對策替換成不銹鋼鑄件(jian),鋼種是耐熱(re)鋼SUH409.
此后,汽(qi)車(che)生(sheng)產廠家為了適(shi)應強化(hua)排(pai)放氣(qi)體法規,為進一步提高(gao)(gao)燃燒溫(wen)度和輕量(liang)化(hua)而與不銹鋼(gang)生(sheng)產企業(ye)開展技術合(he)作,開發多管(guan)路排(pai)氣(qi)管(guan)最佳材料,在制造方法上,從鑄件轉(zhuan)換成利用(yong)管(guan)子和沖壓工藝進行排(pai)氣(qi)管(guan)的成型(xing)加工,這樣不僅僅提高(gao)(gao)了材料功能而且實現(xian)了全(quan)部的輕量(liang)化(hua)。
因為要求(qiu)材料具(ju)備(bei)耐熱性和抗氧化(hua)性,當(dang)初從材料的(de)加工考慮使用了奧氏體(ti)系列代表鋼(gang)(gang)(gang)種(zhong)SUS304不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)。后來,不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)企業在鐵素體(ti)系列鋼(gang)(gang)(gang)種(zhong)內添加了鉬鈦鈮等,又(you)為提高其抗氧化(hua)性,提高了硅的(de)含量(liang),使這(zhe)些(xie)特殊材料得到大(da)量(liang)使用。
原來利用鑄造工藝(yi)所(suo)生(sheng)產的(de)鑄件(jian),其加(jia)(jia)(jia)工形(xing)狀要(yao)求比(bi)較嚴格,單純利用沖(chong)壓加(jia)(jia)(jia)工在(zai)復雜(za)形(xing)狀的(de)成形(xing)上存在(zai)問題,因而在(zai)所(suo)謂的(de)潤滑(hua)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)鋼(gang)板(ban)再加(jia)(jia)(jia)石蠟的(de)透明薄膜,使大幅度提高其加(jia)(jia)(jia)工性的(de)材料的(de)開(kai)發成為可能。從普通鋼(gang)、鑄件(jian)開(kai)始到(dao)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang),不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)化(hua)的(de)重點主要(yao)有耐熱性、耐氧化(hua)性,高溫強度(因為薄壁化(hua)而達到(dao)輕量化(hua))及耐腐蝕性。
2. 汽車(che)氣體(ti)密封墊
在(zai)美國加利福尼亞州汽車(che)(che)尾氣排(pai)放法規規定觸媒載(zai)體(ti)(ti)的(de)殼體(ti)(ti)使用不(bu)銹(xiu)鋼(gang),1986年(nian)美國環境(jing)保(bao)護局(ju)又提出使用石(shi)棉可能(neng)引發癌癥(zheng),而(er)下令全面停止使用石(shi)棉制(zhi)品,從此,開(kai)始了(le)針對(dui)汽車(che)(che)用氣體(ti)(ti)密封墊以不(bu)銹(xiu)鋼(gang)替代石(shi)棉的(de)研究。在(zai)日本,汽車(che)(che)生產廠(chang)家(jia)積極地(di)參加了(le)這項環境(jing)保(bao)護工(gong)作(zuo),成功地(di)完成了(le)汽車(che)(che)密封墊的(de)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)化(hua)。如果在(zai)檢車(che)(che)領域(yu)也(ye)能(neng)積極地(di)抓(zhua)緊這項工(gong)作(zuo),當(dang)今在(zai)日本的(de)石(shi)棉污染問題(ti)也(ye)早就解決了(le)。
汽車上使(shi)用(yong)的(de)(de)氣(qi)(qi)體(ti)(ti)密封(feng)墊(dian),要求具(ju)備耐(nai)熱性(xing)(xing)和(he)密封(feng)性(xing)(xing)。耐(nai)熱性(xing)(xing)是(shi)(shi)不(bu)銹鋼的(de)(de)代表功能,在使(shi)用(yong)上沒(mei)有問題,而其(qi)密封(feng)性(xing)(xing)則是(shi)(shi)一(yi)(yi)個難題。使(shi)用(yong)石(shi)棉緊緊貼敷地(di)壓在一(yi)(yi)起,則可提高其(qi)密封(feng)性(xing)(xing),而不(bu)銹鋼是(shi)(shi)金(jin)屬板(ban),其(qi)板(ban)厚(hou)偏(pian)差或(huo)是(shi)(shi)形狀(zhuang)偏(pian)差,則可能產生(sheng)間隙。無(wu)疑兩張板(ban)的(de)(de)密封(feng)墊(dian)增(zeng)加(jia)了成本,于是(shi)(shi)即具(ju)有彈力特(te)性(xing)(xing)又具(ju)有密封(feng)形狀(zhuang)的(de)(de)結(jie)構問世,使(shi)用(yong)沖壓加(jia)工技術可以用(yong)一(yi)(yi)張板(ban)就達(da)到(dao)氣(qi)(qi)體(ti)(ti)密封(feng)效果。在許多汽車上,都使(shi)用(yong)這種(zhong)金(jin)屬氣(qi)(qi)體(ti)(ti)密封(feng)墊(dian),密封(feng)墊(dian)使(shi)用(yong)的(de)(de)鋼種(zhong)為(wei)SUS310S不(bu)銹鋼,其(qi)厚(hou)度為(wei)0.2-0.25mm。從石(shi)棉到(dao)不(bu)銹鋼不(bu)銹鋼化的(de)(de)重點是(shi)(shi),不(bu)銹鋼比(bi)石(shi)棉更具(ju)有耐(nai)熱性(xing)(xing)及高溫強度高于耐(nai)腐(fu)蝕性(xing)(xing)能強。