排气系统应用不锈钢的种类.doc

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：
表1 排气系统应用不锈钢种
零部件
铁素体型
奥氏体型
排气岐管
441
304，308
前管
409，441
304，321
催化净化器
409，441
304，308Si
中管
409，430Ti
304
消音器
409，430Ti，434，436
304
尾管
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。
常用不锈钢牌号的主要用途
　■ 1Cr18Ni9Ti SUS321 321 奥氏体型 使用广泛，适用于食品、化工、医药、原子能工业
　■ 0Cr25Ni20 SUS310S 310S 奥氏体型 炉用材料
　■ 1Cr18Ni9 SUS302 302 奥氏体型 经冷加工有高的强度，建筑用装饰部件
　■ 0Cr18Ni9 SUS304 304 奥氏体型 作为不锈钢耐热钢使用最广泛,食品使用设备,一般化工设备、原子能工业用
　■ 00Cr19Ni10 SUS304L 304L 奥氏体型 用于抗晶间腐蚀性要求高的化学,煤炭,石油产业的野外露天机器、建材、耐热零件及热出合理处理有困难的零件
　■ 0Cr17Ni14Mo2 奥氏体型 适用在海水和其它介质中，主要作耐点蚀材料、照相、食品工业、沿海地区设施、绳索、CD杆、螺栓、螺母
　■ 0Cr17Ni14Mo2 SUS316L 316L 奥氏体型 为0Cr17Ni14Mo2超低碳钢，用于对抗晶间腐蚀性有特别要求的产品
　■ 1Cr18Ni12Mo2Ti 奥氏体型 用于抗硫酸、磷酸、甲酸、乙酸的设备，有良好的耐晶间腐蚀性
　■ 0Cr18Ni12Mo2Ti 奥氏体型 用于抗硫酸、磷酸、甲酸、乙酸的设备，有良好的耐晶间腐蚀性
　■ 0Cr18Ni10Ti 奥氏体型 添加Ti提高耐晶腐蚀，不推荐作装饰部件
　■ 0Cr16Ni14 奥氏体型 无磁不锈钢，做电子元件
　■ 0-1Cr20Ni14Si2 奥氏体型 具有较高的高温强度及抗氧化性，对含硫气氛较敏感，在600-800摄氏度有析出相的脆化倾向，食用于制作承受应力的各种炉用构件
　■ 0Cr17Ni7 SUS301 301 奥氏体型 适用于高强度构件，火车客车车厢用材料
　■ 00Cr18Ni5Mo3Si2 奥氏体型+铁素体型 耐应力腐蚀破裂性能良好，具有较高的强度，适合含氯气离子的环境，用于炼油、化肥、造纸、石油、化工等工业、，制造热交换器冷凝器等
　■ 0Cr17(Ti) 铁素体型 用于洗衣机内桶冲压件，装饰用
　■ 00Cr12Ti 铁素体型用于汽车消音器，装饰用
　■ 0Cr13A1 SUS405 405 铁素体型 从高温下冷却不产生显著硬化，汽轮机材料，淬火用部件，符合钢材
　■ 1Cr17 SUS430 430 铁素体型 耐腐蚀性良好的通用钢种，建筑内装饰，重油燃烧器部件，用于家庭用具、家用电器部件。
　■ 1Cr13 SUS410s 410s铁素体型 作高韧性及耐冲击的零件，如气轮机片、结构架，螺栓、螺母
　■ 1Cr13 SUS410 410 马氏体型 具有良好的耐腐蚀性，机械加工性，用作一般用途、刀刃机械零件、石油精炼装置、螺栓、泵杆、螺帽、餐具
　■ 2Cr13 SUS420J1 420 马氏体型 淬火状态下硬度高，耐腐蚀性好，作汽轮机叶片，餐具 （刀）。
金属密度表
银 10.49 铅 11.34
铝 2.70 铂 21.45
金 19.32 锑 6.68
铬 7.19 锡 7.3
铜 8.9 钛 4.51
镁 1.74 锌 7.14
锰 7.43 碳 2.25
钼 10.2 磷 1.83
镍 8.9 硫 2.07