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的蠕變斷裂強度高于34.3 MPa、伸(shen)長(chang)大于10%;
2. 982℃ 的拉(la)伸強(qiang)度(du)大于(yu)82.32 MPa、伸長大于(yu)10%;
3. 對1093℃反復加熱冷卻的(de)氧(yang)化(hua)抵(di)抗能力比Fe-Cr-A1合(he)金優良；
4. 能夠(gou)充分經受鉛(qian)和硫的(de)腐(fu)蝕。
在美(mei)國(guo)國(guo)內，日本(ben)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)各個汽(qi)車廠家對很多既存的(de)(de)(de)(de)(de)(de)奧氏體(ti)系和(he)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)系不銹(xiu)鋼(gang)(gang)、耐(nai)熱鋼(gang)(gang)和(he)鎳合(he)(he)(he)金進行試驗，選擇(ze)適當的(de)(de)(de)(de)(de)(de)材料，其中鐵(tie)素(su)(su)體(ti)系的(de)(de)(de)(de)(de)(de)Fe-Cr-Al 合(he)(he)(he)金（18Cr-1A1、13Cr-3Al、15Cr-4Al等）具有優良的(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)氧化性(xing)(xing)，但局(ju)部會出現激烈(lie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氧化現象(xiang)，這是(shi)(shi)由空(kong)氣中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氮的(de)(de)(de)(de)(de)(de)進人引起的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。較好的(de)(de)(de)(de)(de)(de)解決(jue)方法是(shi)(shi)添加(jia)稀土(tu)類元素(su)(su)、Y、Ti等;若(ruo)鋼(gang)(gang)中添加(jia)過多鈦，則耐(nai)氧化性(xing)(xing)明顯(xian)下降，所以18Cr-1Al鋼(gang)(gang)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鈦含量為(wei)0.2%最合(he)(he)(he)適,，但是(shi)(shi)這些Cr-Al鐵(tie)素(su)(su)體(ti)系不銹(xiu)鋼(gang)(gang)因為(wei)加(jia)工性(xing)(xing)、焊接性(xing)(xing)和(he)高(gao)溫(wen)強度的(de)(de)(de)(de)(de)(de)劣化，還沒有得到正式(shi)運用(yong)。
鐵素體(ti)系(xi)中(zhong)滿足(zu)上述條件(jian)的(de)(de)鎳合(he)金 Inconel 601,當(dang)初(chu)有(you)一部分(fen)得(de)到(dao)了適用，但由(you)于汽車制造廠(chang)家(jia)的(de)(de)排氣凈化系(xi)統性能的(de)(de)提高和(he)凈化裝置在設計(ji)方面的(de)(de)改(gai)良，使用條件(jian)得(de)到(dao)了緩和(he)，結(jie)果采用了具有(you)綜(zong)合(he)適用能力的(de)(de)SUS310S不銹鋼。
在試驗各種不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)過(guo)程當中(zhong)，其中(zhong)對1966年(nian)開發的(de)(de)耐應(ying)力腐蝕斷裂不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)中(zhong)硅含(han)量高(gao)的(de)(de)奧(ao)氏體不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)18Cr-12Ni-3.5Si-1.5Cu，日(ri)本(ben)國內的(de)(de)汽(qi)車(che)制造廠家給予了一(yi)定(ding)評價，耐氧化性、焊接性、加(jia)工性、高(gao)溫強度以及(ji)成本(ben)等各個方面都很優良，被用作制造溫控反應(ying)器。圖6.2 表示(shi)的(de)(de)是在空(kong)氣(qi)中(zhong)反復氧化試驗的(de)(de)結果，其中(zhong)含(han)有3.5% Si的(de)(de)奧(ao)氏體系(xi)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)具有和SUS310S不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)同(tong)等的(de)(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(yong)高硅鋼制作熱反應器(qi)(qi)容器(qi)(qi)時(shi)(shi)，可能產生的焊(han)接(jie)(jie)(jie)性(xing)、成形(xing)性(xing)也進行了研(yan)究，特別(bie)是如(ru)果所(suo)含硅多的話，焊(han)接(jie)(jie)(jie)時(shi)(shi)可能會(hui)出現高溫斷裂，但因為焊(han)接(jie)(jie)(jie)金屬(shu)部位生成了少量的δ鐵素，所(suo)以焊(han)接(jie)(jie)(jie)性(xing)好，而且冷加工成形(xing)性(xing)比SUS310S不銹鋼優良。
