研究不锈钢的应用发现，世界主要汽车生产大国，同时也是不锈钢生产强国。对汽车用不锈钢的研究十分活跃，有关汽车上实际使用不锈钢的报导、资料很多，内容也十分广泛。本文仅对在汽车上使用的不锈钢加以简单介绍，以期引起我国不锈钢生产、科研部门及汽车制造厂的共同关注。 纵观不锈钢在汽车上的使用大致可以分为两个阶段：第一个阶段为1965年以前，主要用作汽车的外装饰材料；第二个阶段为1965年以后，为适应汽车尾气排放标准的严格要求，开始在汽车排气系统中使用不锈钢。特别是在70年代后半期到90年代初，在汽车制造厂家追求高性能化、轻量化的过程中，随着排气温度的升高，使用能耐高温、耐腐蚀的不锈钢代替从前使用的铸铁件和碳素钢得到了汽车制造厂的广泛认同，不锈钢在汽车上的使用得到快速发展。从日本在这段期间汽车用不锈钢订货量的变化即可窥见一斑。汽车用不锈钢的数量当然不会一年一个台阶呈直线上升，但总的趋势是逐年增加的。 据资料介绍，日本建造一辆新的家庭用车，平均使用不锈钢估计为20～30公斤^[2]。根据在汽车上使用不锈钢的部位不同，对不锈钢的表面特性，机械性能和物理性能要求也不一样。但是，大致可以归结为四大类：汽车排气系统用不锈钢；汽车车架用不锈钢；汽车用不锈钢零部件和汽车装饰用不锈钢。 1 汽车排气系统用不锈钢 汽车排气系统主要由排气歧管、催化净化器、挠性管、消声器和排气管组成。随着保护环境、改善大气质量的呼声日高，不仅要求汽车排气系统零件寿命长、轻量化，而且要求污染物排放达到各国规定的极限值。随着社会的进步，各国规定的汽车污染物排放极限值还在逐步严格，执行也在进一步强化。因此，排气系统用不锈钢的研制出现异彩纷呈的局面。日本主要不锈钢生产厂开发的汽车排气系统用不锈钢见表1^[3]。

美国阿里根尼?路德鲁姆公司研制的汽车排气系统专用不锈钢UNS S40900铁素体不锈钢含11％的铬，因而具有很强的抗气体腐蚀性和在760℃高温下的抗氧化性。据外刊介绍，到2000年，北美对409级不锈钢的需求量会达到40万吨。纽柯公司拟采用先进的CSP技术生产40万吨或更多的409级冷轧不锈钢，以占领更大的汽车用不锈钢市场。409型铁索体不锈钢的典型化学成分及机械性能见表2^[4])。

表2 409型 （UNS S40900）铁素体不锈钢的典型化学成分及主要机械性能

1．1排气歧管用不锈钢 排气歧管位于汽车发动机出口，是废气温度最高、对材料腐蚀最严重的部位。从降低燃料费用和轻量化的角度考虑，用作排气歧管的不锈钢必须具有优良的耐热疲劳性、高温强度和加工成形性。含铌铁索体不锈钢SUS 430JIL能基本满足这种要求，因而得到广泛应用。欧洲部份高性能车使用奥氏体系高合金，日本出于结构上的考虑，也采用了热膨胀系数小的奥氏体系不锈钢。在超过700℃的高温下，奥氏体不锈钢的高温强度显著高于铁素体不锈钢。可以用作排气歧管的不锈钢包括SUSXMl5J1；NAR-315SN(18Cr-9Ni-SiMoCu)；NAR-AH4(23Cr-llNi-N-Ce)等奥氏体不锈钢。 为了提高汽车排气净化程度，降低燃料消耗，汽车发动机向着提高汽车排气温度和减轻自重方向发展，这样，汽车排气歧管温度高达900℃，以前使用的SUS 430JIL由于耐热疲劳特性较差，已不适应汽车的这种发展要求。新日铁公司采取调整化学成分的方法，研制出YUS 450钢，该钢种适当降低了铬含量，添加了铌和钛，结果提高了高温强度和耐热疲劳性，添加0．5％的钼提高了抗高温盐腐蚀性能，满足了在恶劣环境下汽车排气歧管对材料的要求。 日新制钢近期还开发了汽车排气歧管用的新钢种。该钢种以含19％铬的不锈钢中添加铌的NSS 442M3为基础材料，为了满足汽车制造厂家降低成本的要求，开发了NSSHRl不锈钢。这种钢把铬降低到14％，而添加锰和硅各1％左右，保持了其耐热性，且缩小了与铸件的价格差，受到汽车制造厂的欢迎。 排气管的中段和尾段，由于温度较低，409型铁素体不锈钢得到了广泛应用。 1．2挠性管用不锈钢 挠性管是连接排气系统高温段和低温段的排气系统部件。其主要作用是减轻振动和解决系统热膨胀问题。这就要求加工挠性管的材料除具有优良的加工性能外，还应具有耐高温疲劳性，优良的抗高温氧化性及抗外界含氯介质的侵蚀性。像SUS304，SUSXMl5Jl这一类奥氏体不锈钢比铁素体不锈钢更适合于这种部件用材。由于该部件所处位置特殊，在冬季因融雪剂盐的腐蚀作用，对挠性管的侵蚀相当严重，也是挠性管使用奥氏体不锈钢的重要原因。 体育比赛用车代表了一个国家的汽车制造水平。体育比赛用车越来越多地采用大功率的V-8汽车发动机，这种汽车发动机的尾气温度更高，使连接尾气歧管的挠性管热疲劳更严重。因此研究了一种含铬更高、在高温下寿命更长的439型不锈钢。这种不锈钢的典型化学成分和经退火的不锈钢薄板典型机械性能如表3。

表3 439型不锈钢典型化学成分及主要机械性能

　 1.3 消声器用不锈钢 消声器们于排气系统的尾部。高温废气在此处出现冷凝液体，从而对排气管内壁造成点蚀。已经查明，消声器材料的腐蚀受催化剂性能、尾气的凝结状况、烟尘的粘附状况及高温所造成的表面氧化等因素的影响。随着汽车高性能化的发展，不仅最早使用的镀铝钢板不能适应汽车寿命的要求，就是开初使用的一些不锈钢，例如，SUS 410L,SUS409L这类含12％铬的铁索体不锈钢，也缺乏充分的耐点蚀能力。于是住友金属工业公司又开发了耐蚀性、焊接性更好、加硫的(0．0l％硫)高纯度耐热不锈钢SUH 409L川崎钢铁公司也对汽车消声器材料进行过反复研究，经过实际使用环境下的对比研究，发现以SUS 430JlL为代表的18％铬系不锈钢耐蚀性最佳。 1．4催化净化器用不锈钢 汽车排气净化用催化剂载体通常使用陶瓷材料。为适应严格的污染物排放要求，热容量小、热冲击特性优良、升温特性也很好的耐热不锈钢箔制催化剂载体得到了许多汽车厂家的使用。这种不锈钢箔是含铬20％，含铝5％左右的铅系高纯度铁素体不锈钢。使用厚度为40～50tμm。为了推进使用不锈钢箔制催化剂载体取代以往的陶瓷催化剂载体，还要在降低材料成本和降低加工载体的制造成本方面继续进行深入研究。 南非催化净化器生产居世界领先地位，1997年消耗不锈钢1万吨左右。 2汽车车架用不锈钢

美国阿姆科公司正在与汽车制造厂联合研制一种轻型组合式不锈钢汽车车架。组合式不锈钢车架可以充分利用不锈钢固有的刚度大的特点，在保证足够高的强度／重量比的同时，还具有良好的塑性和韧性、成形性和工艺过程中的可焊性。这样的组合式汽车车。架设计与不锈钢的优良性能相结合，就可以制造出重量特别轻，又易于制造的车体结构，这种组合式车架结构抗撞击性能有望较现有的汽车好，安全可靠性提高，而且采用不锈钢车体结构后，寿命延长，还可以完全回收利用。由于组合式装配成为可能，投资一座新的汽车装配厂费用较小。整车的寿命周期成本也不高。 含铬12％的不锈钢已成功地用于高速客运汽车上。使用AISl 409型铁索体不锈钢制成整体车身外壳。使用寿命最短为15～20年。 南非、英国、澳大利亚、比利时等国家相继采用3Crl2双相不锈钢制造大型公共汽车、煤炭运输车辆、城市地铁车辆以及各种规格的清扫车，包括机场的大型清扫车、洒水车和拖车等。或者是将3Crl2和304L不锈钢组合使用。 据资料分析，仅欧洲对这类低合金不锈钢的需求量将会达到100万吨。 新型12％Cr不锈钢的典型化学成分及主要机械性能见表4^[5]。由南非开发的这种12％Cr低合金双稳定化处理不锈钢，克服了加工性能差的缺点。钢的组织为铁素体及少量马氏体。这种钢焊接性好，钢的屈服强度优于奥氏体钢，但价格只有奥氏体钢的一半。

表4 新型12%Cr不锈钢的典型化学成分及主要机械性能

经使用证明，汽车运得120万公里后，暴露的框架部份仍处于极好状态。由于石头碰撞造成涂层脱落的部份没有被腐蚀的痕迹，车内没有任何保护的部份也没有发现锈蚀，表面光滑如故。直接暴露于道路条件下的端口部份，表现出轻微生锈或掉色。运行中事故大大减小。 3 汽车用不锈钢零件 3.1 汽缸密封圈 由于汽车发动机的高性能化带来了高温、高压和强振动；也由于保护环境的原因，长期使用的石棉密封圈在美国禁止使用。以不锈钢为代表的金属密封圈应运而生，成为石棉密封圈的主要代替产品。 以不锈钢为基板覆以橡胶的金属密封圈具有耐高温、耐腐蚀和弹性好的优点。不锈钢基板多采用SUS 301，板厚为0．2～0．25毫米。每台发动机大约使用0．3～0．7公斤。美国年消耗密封圈用不锈钢约3500～6000吨。 3．2 油冷却器 发动机工作时，由于燃烧和摩擦发热而使发动机油温升高，油粘度降低，油质劣化，从而带来一系列故障。解决的办法就是对油进行冷却。历来使用管式热交换器对油进行冷却。为了提高冷却效率，紧凑结构，从1972年开始改用不锈钢板式换热器。 不锈钢板式换热器多采用SUS 304和SUS430。板厚为0．3～0．5毫米，采用冲压成型，边部钎焊，装配而成。年消耗不锈钢材约2000～4000吨。 3.3 不锈钢紧固件 汽车上大量使用的紧固件关系着整车的使用寿命和运行效率。是一类十分重要的零件。虽然传统上习惯使用低合金冷镦钢作紧固件，但对于汽车发动机系统，传动系统中一些环境条件十分恶劣的部位，使用不锈钢也不鲜见，而且用量呈上升趋势。常用不锈钢有SUS 410、SUS 304、SUS 316等。特殊耐盐腐蚀冷镦用高强度析出硬化型不锈钢也已研制成功。 4 汽车装饰用不锈钢 汽车外表美观也是其功能之一。因此，不仅小轿车上适当使用不锈钢嵌条(SUS 430JlI。)、天线(SUS 304)、车轮盖(SUS 304，SUS 301)能够增加汽车的外形美，就是大型客车，车辆的扶手、安全栏杆、吊手杆也采用不锈钢(SUS 304，SUS 430)。 汽车上的其它一些外装件除本身应具备的功能外，也给汽车以装饰功能。例如，后视镜，为了降低成本，主要采用SUS 430JlL系不锈钢，部份高级轿车采用SUS 436J1L系不锈钢。 汽车雨刷，不同车辆分别采用SUS 430，SUS304，SUS 301等钢种。 头灯护圈采用SUS 430等钢种。 汽车上的安全装置是十分重要的，而且有的汽车具有双重安全装置。例如：安全带的卷取装置采用SUS 301系不锈钢，安全气囊的传感器和增压泵主要使用SUS 304不锈钢。 5 对我国汽车用不锈钢的展望 国外汽车用不锈钢在近十年间增长了一倍以上，其主要原因是由于80年代后对汽车污染物排放规定逐渐严格，对新车保证期延长，推进了汽车用不锈钢的发展。 随着我国国民经济的持续发展，人民生活不断改善，公路等基础设施的迅速完善与现代化，交通管理走向规范化、公开化，汽车进入家庭将不是一种奢望，给我国汽车产量的增加带来极好的机遇。同时，随着汽车发展的多样化、个性化、低公害、安全性及回收利用性等，对不锈钢的需求不仅数量上会大大增加，品种结构上也将发生巨大变化。 根据我国《汽车工业"九五"规划纲要及2010年长远发展目标》，2010年我国汽车总产量将达到600万辆，其中小轿车400万辆。若按照建造一辆新的家庭用车，平均使用不锈钢23公斤估计，仅小轿车用不锈钢约9．2万吨。若把高速客车、公共汽车、铁路客运列车、地铁客车等考虑进来，汽车用不锈钢将是一个非常大的潜在市场。 我国汽车尾气和噪声污染已经达到十分严重的程度，引起了国家有关部门的高度重视。最近，国家质量技术监督局颁布了四项新的汽车排放国家标准。新标准采用了联合国欧洲经济委员会汽车排放法规体系，使我国对新车的排放要求达到欧洲90年代初期的水平。这标志着我国汽车的更新换代正式启动，这种形势必然会促使汽车工业在选材上来一次飞跃，反过来会要求钢铁行业提供品种更多、质量更好，能适应汽车高性能化要求的材料，特别是与减少尾气和噪声污染有密切关系的特殊不锈钢材料。不锈钢生产厂和研究部门应该抓住时机，大力开发适合于我国的汽车用不锈钢。 展开双臂，迎接汽车用不锈钢时代的到来!

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