關于汽車的引擎、消音器等排氣系統中適用的不銹鋼，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的蠕變(bian)斷(duan)裂強度(du)高于(yu)34.3 MPa、伸長大于(yu)10%;
2. 982℃ 的拉伸(shen)強度(du)大(da)于82.32 MPa、伸(shen)長大(da)于10%;
3. 對1093℃反復(fu)加熱冷卻的氧化抵抗能力(li)比(bi)Fe-Cr-A1合金優良；
4. 能夠充分經受(shou)鉛和硫(liu)的腐(fu)蝕(shi)。
在(zai)美國國內，日本的(de)(de)(de)各個汽車(che)廠(chang)家對很多(duo)既存(cun)的(de)(de)(de)奧氏體系和鐵素體系不銹鋼(gang)、耐熱鋼(gang)和鎳合(he)金進行試驗，選擇(ze)適當(dang)的(de)(de)(de)材(cai)料，其中(zhong)(zhong)鐵素體系的(de)(de)(de)Fe-Cr-Al 合(he)金（18Cr-1A1、13Cr-3Al、15Cr-4Al等(deng)）具有優良的(de)(de)(de)耐氧(yang)化性，但(dan)局(ju)部會出現激烈的(de)(de)(de)氧(yang)化現象，這(zhe)是由空(kong)氣中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)氮(dan)的(de)(de)(de)進人引起的(de)(de)(de)。較好(hao)的(de)(de)(de)解決方法(fa)是添加(jia)(jia)稀土(tu)類元(yuan)素、Y、Ti等(deng);若鋼(gang)中(zhong)(zhong)添加(jia)(jia)過多(duo)鈦，則耐氧(yang)化性明顯下(xia)降，所以18Cr-1Al鋼(gang)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)鈦含量為0.2%最合(he)適,，但(dan)是這(zhe)些Cr-Al鐵素體系不銹鋼(gang)因(yin)為加(jia)(jia)工性、焊接性和高溫(wen)強度(du)的(de)(de)(de)劣化，還(huan)沒(mei)有得(de)到正式(shi)運用。
鐵素體系中(zhong)滿足上述條(tiao)件的鎳合(he)金(jin) Inconel 601,當初(chu)有一部分得(de)到(dao)(dao)了(le)適(shi)用，但由于汽車制(zhi)造廠家的排氣凈(jing)化系統(tong)性能的提高和(he)凈(jing)化裝置(zhi)在(zai)設計方面的改良，使(shi)用條(tiao)件得(de)到(dao)(dao)了(le)緩和(he)，結果采用了(le)具(ju)有綜合(he)適(shi)用能力的SUS310S不(bu)銹鋼。
在試(shi)驗各(ge)(ge)種不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)過(guo)程(cheng)當(dang)中，其中對1966年開發的(de)耐應(ying)力腐(fu)蝕斷裂不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)中硅(gui)含量高(gao)的(de)奧(ao)氏體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)18Cr-12Ni-3.5Si-1.5Cu，日本國內的(de)汽車制造(zao)廠(chang)家(jia)給予了一定評價(jia)，耐氧化性、焊接(jie)性、加工性、高(gao)溫強度以及成本等(deng)各(ge)(ge)個方面都(dou)很優(you)良，被(bei)用作制造(zao)溫控反應(ying)器。圖6.2 表(biao)示的(de)是在空氣中反復氧化試(shi)驗的(de)結果(guo)，其中含有3.5% Si的(de)奧(ao)氏體(ti)系(xi)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)具有和(he)SUS310S不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)同(tong)等(deng)的(de)性質。
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(xiu)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(shi)用高硅(gui)鋼(gang)制(zhi)作熱(re)反應器容器時，可能(neng)產生(sheng)的焊(han)接性(xing)、成(cheng)形(xing)性(xing)也進行了研(yan)究，特別是如果所含(han)硅(gui)多的話，焊(han)接時可能(neng)會出現高溫斷(duan)裂，但因為(wei)焊(han)接金(jin)屬(shu)部位生(sheng)成(cheng)了少量的δ鐵素(su)，所以焊(han)接性(xing)好，而且冷加工(gong)成(cheng)形(xing)性(xing)比SUS310S不銹(xiu)鋼(gang)優良。
