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的蠕變斷裂強度高(gao)于34.3 MPa、伸長(chang)大于10%;
2. 982℃ 的拉伸強度大(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(jin)優良；
4. 能夠(gou)充分經受鉛和硫的腐蝕。
在美國國內，日(ri)本的(de)(de)(de)(de)(de)(de)各(ge)個汽車廠家(jia)對很(hen)多既存(cun)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)奧氏(shi)體(ti)系和鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)系不銹鋼(gang)、耐熱(re)鋼(gang)和鎳合(he)金進行試驗，選擇適當的(de)(de)(de)(de)(de)(de)材料，其中鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)系的(de)(de)(de)(de)(de)(de)Fe-Cr-Al 合(he)金（18Cr-1A1、13Cr-3Al、15Cr-4Al等(deng)）具有(you)優(you)良的(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐氧(yang)(yang)化(hua)性，但(dan)局(ju)部會(hui)出現激烈的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)現象(xiang)，這是由空氣(qi)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氮的(de)(de)(de)(de)(de)(de)進人(ren)引起的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。較好的(de)(de)(de)(de)(de)(de)解決方法是添(tian)加稀土類元素(su)、Y、Ti等(deng);若鋼(gang)中添(tian)加過多鈦，則耐氧(yang)(yang)化(hua)性明顯下降，所以18Cr-1Al鋼(gang)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鈦含量為0.2%最合(he)適,，但(dan)是這些Cr-Al鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)系不銹鋼(gang)因(yin)為加工性、焊(han)接性和高(gao)溫強度的(de)(de)(de)(de)(de)(de)劣化(hua)，還沒有(you)得到正式運(yun)用。
鐵素體系(xi)中滿足上述條件(jian)的鎳(nie)合金 Inconel 601,當初有一部(bu)分(fen)得(de)到了適用(yong)，但由于汽車制造廠家的排氣凈(jing)化系(xi)統性(xing)能(neng)的提高和凈(jing)化裝置在設(she)計(ji)方面的改良，使(shi)用(yong)條件(jian)得(de)到了緩和，結果采用(yong)了具(ju)有綜合適用(yong)能(neng)力(li)的SUS310S不銹鋼。
在試(shi)驗各(ge)種不銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)過程當中(zhong)(zhong)，其(qi)中(zhong)(zhong)對1966年開發的(de)耐(nai)應力腐蝕(shi)斷(duan)裂不銹(xiu)鋼(gang)(gang)中(zhong)(zhong)硅含量高(gao)的(de)奧氏體不銹(xiu)鋼(gang)(gang)18Cr-12Ni-3.5Si-1.5Cu，日本國內的(de)汽(qi)車制造廠家給(gei)予了一定評價，耐(nai)氧(yang)化性(xing)(xing)(xing)、焊接性(xing)(xing)(xing)、加工性(xing)(xing)(xing)、高(gao)溫強度以及(ji)成(cheng)本等各(ge)個方(fang)面都很(hen)優良，被用作制造溫控反應器。圖6.2 表示的(de)是在空氣中(zhong)(zhong)反復氧(yang)化試(shi)驗的(de)結果，其(qi)中(zhong)(zhong)含有3.5% Si的(de)奧氏體系不銹(xiu)鋼(gang)(gang)具有和SUS310S不銹(xiu)鋼(gang)(gang)同等的(de)性(xing)(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(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，對使用高(gao)硅鋼制作熱反應器(qi)容(rong)器(qi)時，可能(neng)產生的焊接(jie)性(xing)、成形(xing)性(xing)也進(jin)行了研究，特別(bie)是如(ru)果所含硅多的話，焊接(jie)時可能(neng)會出現高(gao)溫斷(duan)裂，但(dan)因為(wei)焊接(jie)金屬部位生成了少(shao)量(liang)的δ鐵素，所以(yi)焊接(jie)性(xing)好，而且(qie)冷加工成形(xing)性(xing)比SUS310S不(bu)銹鋼優良。
