關于汽車的引擎、消音器等排氣系統中適用的不(bu)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(de)蠕(ru)變斷裂強(qiang)度(du)高于34.3 MPa、伸長大(da)于10%;
2. 982℃ 的拉伸強度大于82.32 MPa、伸長(chang)大于10%;
3. 對1093℃反復加熱冷卻的氧化抵(di)抗能力比Fe-Cr-A1合金優(you)良(liang)；
4. 能夠充分經受鉛和硫的腐蝕(shi)。
在(zai)美國國內，日本的(de)(de)各(ge)個汽車廠家對(dui)很多既存的(de)(de)奧氏體(ti)(ti)系(xi)(xi)和鐵素體(ti)(ti)系(xi)(xi)不(bu)銹鋼(gang)(gang)、耐(nai)熱鋼(gang)(gang)和鎳合(he)金(jin)進(jin)行試驗(yan)，選擇(ze)適當的(de)(de)材(cai)料，其中(zhong)鐵素體(ti)(ti)系(xi)(xi)的(de)(de)Fe-Cr-Al 合(he)金(jin)（18Cr-1A1、13Cr-3Al、15Cr-4Al等）具有優良(liang)的(de)(de)耐(nai)氧化(hua)性(xing)，但(dan)局部會出現激烈的(de)(de)氧化(hua)現象，這是(shi)(shi)由空氣中(zhong)的(de)(de)氮的(de)(de)進(jin)人引起的(de)(de)。較好(hao)的(de)(de)解決方法(fa)是(shi)(shi)添加(jia)稀土類元素、Y、Ti等;若(ruo)鋼(gang)(gang)中(zhong)添加(jia)過多鈦，則耐(nai)氧化(hua)性(xing)明(ming)顯(xian)下降，所以18Cr-1Al鋼(gang)(gang)中(zhong)的(de)(de)鈦含量為(wei)0.2%最合(he)適,，但(dan)是(shi)(shi)這些Cr-Al鐵素體(ti)(ti)系(xi)(xi)不(bu)銹鋼(gang)(gang)因為(wei)加(jia)工(gong)性(xing)、焊接性(xing)和高溫強(qiang)度的(de)(de)劣化(hua)，還(huan)沒有得到正式(shi)運用。
鐵素體(ti)系(xi)中(zhong)滿(man)足上述條(tiao)(tiao)件的(de)(de)(de)鎳合金 Inconel 601,當初有一部分(fen)得到(dao)了適用，但由于汽車制造廠家的(de)(de)(de)排(pai)氣凈(jing)化系(xi)統(tong)性能的(de)(de)(de)提高和(he)凈(jing)化裝置在設計方面的(de)(de)(de)改良，使用條(tiao)(tiao)件得到(dao)了緩(huan)和(he)，結果采(cai)用了具有綜合適用能力的(de)(de)(de)SUS310S不銹鋼。
在試驗各(ge)種不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)過程(cheng)當中(zhong)，其(qi)中(zhong)對1966年開發的(de)(de)耐應(ying)(ying)力腐蝕斷裂不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)中(zhong)硅(gui)含量(liang)高的(de)(de)奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)18Cr-12Ni-3.5Si-1.5Cu，日本(ben)國內(nei)的(de)(de)汽車制(zhi)造廠家給予了(le)一定(ding)評價(jia)，耐氧(yang)化性(xing)(xing)、焊接性(xing)(xing)、加工性(xing)(xing)、高溫強(qiang)度以及(ji)成本(ben)等各(ge)個方面都很優良，被用作制(zhi)造溫控反(fan)應(ying)(ying)器。圖(tu)6.2 表(biao)示的(de)(de)是在空氣中(zhong)反(fan)復氧(yang)化試驗的(de)(de)結果，其(qi)中(zhong)含有3.5% Si的(de)(de)奧氏體系不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)具有和SUS310S不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)同等的(de)(de)性(xing)(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，對使用高(gao)(gao)硅鋼(gang)(gang)制作熱反應器(qi)容器(qi)時(shi)，可能產生(sheng)的焊接(jie)(jie)(jie)性(xing)、成形性(xing)也進行(xing)了研究，特別(bie)是如果所(suo)含硅多(duo)的話，焊接(jie)(jie)(jie)時(shi)可能會出現高(gao)(gao)溫斷(duan)裂，但(dan)因為焊接(jie)(jie)(jie)金(jin)屬部位生(sheng)成了少量的δ鐵素(su)，所(suo)以(yi)焊接(jie)(jie)(jie)性(xing)好(hao)，而且冷加工成形性(xing)比(bi)SUS310S不銹(xiu)鋼(gang)(gang)優良。
