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汽车排气系统用不锈钢的发展研究
日期:2019/12/21 22:32:51    阅读:

    汽车排气系统用不锈钢的发展研究

    以往,汽车排气歧管使用的是球墨铸铁,但随着发动机性能的提高,排气温度会上升,且由于对减轻零部件重量的需要,因此不锈钢的使用量正不断增加。

    近年来随着汽车排气规定的强化,排气温度变得更高,如果达到950℃,以往的材料就无法适应,因此开发了增加Cr和Nb添加量、再添加Mo,以此提高抗氧化性和高温强度的YUS190-EM(19Cr-2Mo-Nb-Ti)。新日铁生产的排气歧管材料(YUS450-MS和YUS190-EM)的特征在于Nb-Ti的混合添加。由此可以提高高温特性,尤其是可以提高热疲劳特性。

    作为内外面都处于严酷腐蚀环境下的主消音器用材料,以往使用的是热浸镀铝钢板和SUS410L及YUS409D,但目前正采用耐蚀性更高的不锈钢予以替代。最初采用的是高Cr、耐蚀性好的YUS180和减少Si含量、提高钢材加工性的YUS180S。目前,YUS436S正被广泛用作排气系统用零部件。有的已开始使用YUS432(17Cr-0.5Mo-Ti)。

    日本在1998年实施排气规定强化以前,两轮摩托车的排气系统零部件使用的是镀Cr钢板或涂漆钢板等普通钢。但自1998年10月起为适应对排气规定强化的要求,两轮摩托车的排气系统也开始正式安装净化排气用的催化转换器。由于催化作用,排气温度会上升,消音器内的排气温度由500℃上升到900℃,结果不仅消音器,而且包括排气歧管在内的整个排气系统的不锈钢化取得了很大的发展。

    两轮摩托车排气系统零部件所用的不锈钢基本上是使用与汽车排气系统零部用相同的不锈钢。但是,由于车种的不同,有的在排气管中安装催化转换器,此时如果使用Fe-Cr系的不锈钢来制作,会出现抗氧化性不良的情况。作为其措施,例如有的采取在YUS436S制的钢管和催化层之间增设涂底层,防止催化层劣化的方法,还有的使用钢管本身抗氧化性高的SUH21(18Cr-3Al)。但是,SUH21在加工性和焊接性方面存在着难点,因此难以用于生产排气系统零部件。新日铁最近开发了抗氧化性与SUH21基本相同、能大幅度改善加工性的新型钢种----YUS21M(18Cr-2Al-0.5Si),由于已获得用户的好评,目前正在被采用。

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