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(duan)裂強度高(gao)于34.3 MPa、伸長大于10%;
2. 982℃ 的(de)拉伸強度大(da)于82.32 MPa、伸長大(da)于10%;
3. 對1093℃反復加熱冷卻的氧化抵抗能力比Fe-Cr-A1合金優良；
4. 能(neng)夠充分(fen)經受鉛和硫(liu)的腐(fu)蝕。
在美(mei)國(guo)國(guo)內，日本的各個汽車廠(chang)家對很多(duo)既存的奧氏體系和鐵素(su)體系不(bu)銹鋼、耐(nai)熱(re)鋼和鎳合金進行試(shi)驗，選(xuan)擇適(shi)當的材料，其中鐵素(su)體系的Fe-Cr-Al 合金（18Cr-1A1、13Cr-3Al、15Cr-4Al等）具有(you)優良(liang)的耐(nai)氧化(hua)(hua)(hua)性(xing)，但(dan)局(ju)部會出現激烈的氧化(hua)(hua)(hua)現象，這是由(you)空(kong)氣(qi)中的氮的進人(ren)引起的。較好的解決方法是添加稀(xi)土類元(yuan)素(su)、Y、Ti等;若鋼中添加過多(duo)鈦，則耐(nai)氧化(hua)(hua)(hua)性(xing)明(ming)顯(xian)下降，所以(yi)18Cr-1Al鋼中的鈦含(han)量為0.2%最合適(shi),，但(dan)是這些Cr-Al鐵素(su)體系不(bu)銹鋼因(yin)為加工性(xing)、焊接性(xing)和高(gao)溫強度的劣化(hua)(hua)(hua)，還沒有(you)得到正式(shi)運用。
鐵素體(ti)系(xi)(xi)中滿(man)足上述條件的鎳合金(jin) Inconel 601,當初有(you)一(yi)部(bu)分得(de)到了(le)(le)適(shi)用(yong)(yong)，但由于(yu)汽車制造廠家的排氣凈化系(xi)(xi)統性能的提高和(he)凈化裝(zhuang)置在(zai)設計方(fang)面(mian)的改(gai)良，使用(yong)(yong)條件得(de)到了(le)(le)緩和(he)，結果采用(yong)(yong)了(le)(le)具有(you)綜合適(shi)用(yong)(yong)能力的SUS310S不銹(xiu)鋼。
在試驗各種不銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)過程當中，其(qi)中對1966年(nian)開發(fa)的(de)(de)(de)耐應力腐蝕(shi)斷裂不銹鋼(gang)(gang)中硅含(han)量高(gao)的(de)(de)(de)奧氏體(ti)不銹鋼(gang)(gang)18Cr-12Ni-3.5Si-1.5Cu，日本(ben)國(guo)內的(de)(de)(de)汽車(che)制造廠(chang)家給予(yu)了一定(ding)評(ping)價，耐氧化性(xing)、焊接(jie)性(xing)、加工性(xing)、高(gao)溫強度以及成本(ben)等各個方面都很優(you)良(liang)，被用作制造溫控反應器。圖(tu)6.2 表示的(de)(de)(de)是在空氣(qi)中反復(fu)氧化試驗的(de)(de)(de)結果，其(qi)中含(han)有(you)(you)3.5% Si的(de)(de)(de)奧氏體(ti)系不銹鋼(gang)(gang)具有(you)(you)和(he)SUS310S不銹鋼(gang)(gang)同等的(de)(de)(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(yong)高硅鋼(gang)制(zhi)作熱反應器(qi)(qi)容器(qi)(qi)時，可能產生(sheng)(sheng)的(de)焊接(jie)性(xing)、成(cheng)(cheng)形性(xing)也進行了(le)研究，特(te)別是(shi)如(ru)果所含硅多(duo)的(de)話(hua)，焊接(jie)時可能會出現(xian)高溫(wen)斷裂(lie)，但因為焊接(jie)金屬部位生(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)了(le)少量的(de)δ鐵(tie)素，所以焊接(jie)性(xing)好，而且(qie)冷加工成(cheng)(cheng)形性(xing)比SUS310S不(bu)銹鋼(gang)優(you)良(liang)。
