汽车排气系统用铁素体不锈钢

HEATS

    近年来，人们将关注焦点放在地球环境友好问题上，在许多国家，根据法定条例强烈要求提高汽车废气纯化率。为了适应资源节约、环境友好的国际化趋势，对发动机排气系统典型零部件提出了更高的要求。热端零件重点要求高温性能，如高温氧化、腐蚀、疲劳性能，冷端零件主要要求耐尾气冷凝液腐蚀性能。
    自20世纪70年代后期，汽车排放法规日益严格，为改善催化效率，降低排放，不断地提高发动机排气温度，排气歧管工作温度由750～800℃提高到900～950℃，甚至更高。为提高燃油经济性，也需减轻车重。排气岐管及紧固件由普碳钢转换为不锈钢，消声器废气温度提高，加重了腐蚀程度，也必须采用不锈钢。
    排气系统应用不锈钢的种类。根据零部件工作条件，选择钢种。奥氏体不锈钢304为经典传统钢。铁素体不锈钢与奥氏体不锈钢相比，生产成本低、线膨胀系数小，导热系数大。
    近年来，汽车排气系统用不锈钢中，80%已是铁素体不锈钢，见表1所示：

3 b$ E. I2 u9 M' m- Q

表1 排气系统应用不锈钢种

# q! x' M; R( d( \

7 J( B6 D/ h: ?% Q9 V# y* w/ D

7 w8 U5 r; u) Q! m- C! q, v) n6 A( w' Y! m! d% q: j, X; `( q6 O: ?- E3 L, b+ T' u- t* M* R$ N. {% T5 U' U w) d; ^+ E; _$ m8 a5 F. e. f( q& L0 `" S3 S; z) ^4 i9 d4 U% ?, F; x* [$ e( I* D2 O. l2 c( |0 L3 e+ \ H2 ^( Q3 X& F+ Q9 u- f. |, }# s8 _; C7 j, D& K1 v; k6 ~# S) o, T" f A: T" I; b9 J9 [3 w9 }2 v2 C M7 T3 v& ^8 j( B0 m( `6 Z8 r( x* c4 Z" X6 Y* ~1 }! l" z( @3 i6 g

6 a4 ?. E( p$ |$ v& g 零部件	铁素体型	奥氏体型
2 K. P0 m. D' F# V 排气岐管	8 N/ a; ^6 X* b1 a. G5 d 441	8 M; |/ P" W+ s7 k0 s* o7 E 304，308
前管	409，441	6 U P& q4 T+ a; K 304，321
催化净化器	) Z/ x5 S1 h6 y/ y# b, P 409，441	! s/ A; G. r$ I7 A 304，308Si
9 W: i( ^4 t5 I2 w 中管	409，430Ti	304
消音器	409，430Ti，434，436	304
: h/ d$ |% _1 P; K* t* ]0 P+ L5 ? 尾管	% J" h% s" u& | 409，430Ti	304

    铁素体不锈钢比奥氏体不锈钢有更优良的高温性能，价格也便宜。
    日本轿车排气系统用不锈钢，由于排气温度的提高，排气岐管用不锈钢由SUH409L制成。
    美国汽车制造业排气系统应用不锈钢为T409,T439,AL409,436S等。
    由于排气系统服役条件更加恶劣，排气温度升高至950～1000℃，排气岐管用不锈钢由SUH409L(低等级)、SUS430JIL（高等级）进展到高性能材料SUS444。消声器系统温度可达到300℃，用材也有类似的变化。由于市场竞争日益激烈，低成本材料成为新的开发动向。
    在许多情况下，汽车排气系统设计成复杂形状，以适合于有限的车体空间，紧固件优先考虑的是耐热性，第二位才是考虑的高成形性，许多紧固件企业强烈要求开发兼备这两种钢的优点的不锈钢。具体地说，这意味着开发具有高耐热性（高温强度、高温疲劳性能和热疲劳性能）等同于或优于SUS444和高成形性能与304相同的奥氏体型不锈钢。
    我国生产轿车排气系统用不锈钢，奥氏体型不锈钢主要是304,309,321等，铁素体型不锈钢主要是409,429,432,436,439,441,444等。排气系统应用的奥氏体型不锈钢，由于高额进口关税，已完全在国内采购，铁素体型不锈钢由于牌号少，性能不如国外产品稳定等原因，当前重点开发新产品形成系列，含铌铁素体不锈钢是开发重点。409Ti在冷端应用有严重的晶间腐蚀现象，加入少量铌，改善铁素体型不锈钢耐蚀性、高温强度、抗氧化、抗蠕变性能，铁素体型不锈钢Nb-Cu合金化、Nb-Mo合金化，耐蚀性、耐热性好。国外采用11CrSiNbTi，12CrTiNbAl，18CrTiNb，13CrTi4Al，0Cr15Ni25Ti2MoAlVB（SUS660）等。
    可以预见，将来世界各国都会强化汽车排气条件，这也是一种趋势。由于高耐热、高成型性不锈钢的推出，能满足这些日益严格的要求，因此可望扩大不锈钢新产品，为更清洁的环境作贡献。

! m- [) ?& U' Z. J {