汽車(chē)排氣系統(tǒng)用鐵素體不銹鋼
汽車(chē)排氣系統(tǒng)處在底盤(pán)位置，連接發(fā)動(dòng)機(jī)出氣端與大氣，主要作用是排放廢氣、凈化廢氣、降低噪音。其主要零部件包括歧管、排氣管、催化轉(zhuǎn)化器、消音器等。
當(dāng)前汽車(chē)排氣系統(tǒng)的用材主要為不銹鋼。排氣系統(tǒng)工作環(huán)境惡劣，對(duì)材料的作用主要表現(xiàn)在三大方面：高溫作用、腐蝕作用、沖擊振動(dòng)的機(jī)械作用。表1是汽車(chē)排氣系統(tǒng)主要部件的服役溫度范圍及對(duì)材料的服役特性要求。其中，冷凝液腐蝕、晶間腐蝕、高溫腐蝕、高溫氧化和高溫疲勞是零件設(shè)計(jì)、材料選用須重點(diǎn)考慮的特性要求。
表1 汽車(chē)排氣系統(tǒng)用鐵素體不銹鋼的服役性能
零部件 | 歧管 | 前管 | 軟管 | 三元催化器 | 中管 | * | 尾管 |
殼體 | 支撐件 |
工作典型溫度/℃ | 750～950 | 600～800 | 1000～1200 | 400～600 | 100～400 |
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材料 服役特性 | 高溫強(qiáng)度 高溫疲勞 熱疲勞 高溫氧化 | 高溫強(qiáng)度 高溫疲勞 熱疲勞 高溫腐蝕 | 高溫強(qiáng)度 高溫腐蝕 | 高溫氧化 熱沖擊 | 高溫腐蝕 | 冷凝液腐蝕 晶間腐蝕 |
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基于性能和成本的優(yōu)化考慮，汽車(chē)排氣系統(tǒng)主要選用鐵素體不銹鋼材料，而其中409、439、436是具有代表性的三種典型材料。本試驗(yàn)所用的不銹鋼樣品就是這三種材料，有7個(gè)牌號(hào)，來(lái)自三家鋼廠(chǎng)，分別是中國(guó)寶鋼（牌號(hào)B409M、B439M、B436L）、浦項(xiàng)（牌號(hào)Posco409L、Posco439），表2是這些不銹鋼樣品的實(shí)測(cè)化學(xué)成分。
表2 7種不銹鋼樣品的化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)） %
牌號(hào) | C | Si | Mn | P | S | Ti | Cr | Mo | Nb | N |
B409M | 0.014 | 0.54 | 0.21 | 0.025 | 0.0012 | 0.16 | 11.56 | - | 0.19 | 0.008 |
NSSC409DG | 0.007 | 0.44 | 0.36 | 0.029 | 0.0007 | 0.17 | 10.76 | - | - | 0.009 |
Posco409L | 0.013 | 0.56 | 0.21 | 0.031 | 0.0016 | 0.19 | 11.376 | - | - | 0.009 |
B439M | 0.014 | 0.54 | 0.26 | 0.021 | 0.0008 | 0.24 | 16.64 | - | - | 0.0068 |
Posco439 | 0.012 | 0.21 | 0.31 | 0.034 | 0.0009 | 0.31 | 17.54 | - | - | 0.012 |
B436L | 0.015 | 0.47 | 0.25 | 0.023 | 0.0018 | 0.24 | 17.59 | 1.01 | - | 0.0074 |
NSSC436 | 0.006 | 0.13 | 0.08 | 0.035 | 0.008 | 0.25 | 17.38 | 1.05 | - | 0.012 |
對(duì)這7個(gè)牌號(hào)的不銹鋼樣品進(jìn)行了冷凝液腐蝕、晶間腐蝕、高溫循環(huán)腐蝕、高溫氧化、高溫疲勞等5項(xiàng)試驗(yàn)。結(jié)果表明：排汽系統(tǒng)常用的三種典型鐵素體不銹鋼材料是409、439和436，其中409材料的耐蝕性、抗高溫氧化性和高溫疲勞性能低于439及436材料；而439和436材料的耐蝕性、抗高溫氧化性和高溫疲勞性能都比較高，由于436材料含有Mo，性能優(yōu)于439材料。寶鋼的B409M中含有Nb和Ti，其耐蝕性、抗高溫氧化和高溫疲勞性能因此高于其他僅含Ti的409材料。
汽車(chē)的排氣系統(tǒng)由哪幾個(gè)部分組成？各部分工況有什么差別？用的鋼鐵材料都一樣嗎？讓我們一起去了解一下吧！
汽車(chē)排氣系統(tǒng)組成
汽車(chē)排氣系統(tǒng)主要由排氣歧管、前管、換流器、柔性管、中管、消音器和尾管組成。
二、用鋼要求
排氣系統(tǒng)上的零部件使用環(huán)境主要分為低溫端（中管、消音器、尾管）和中高溫端（前管、歧管）。低溫端主要使用耐冷凝液腐蝕鋼鐵材料。高溫端使用耐高溫氧化、高溫疲勞及高溫鹽蝕的鋼鐵材料為主。
三、汽車(chē)排氣系統(tǒng)主要用鐵素體不銹鋼
鐵素體不銹鋼廣泛應(yīng)用于汽車(chē)尾氣排放系統(tǒng)，目前主要使用低鉻和中高鉻系列的超純鐵素體不銹鋼。在過(guò)去的30年中，歐洲和日本大量開(kāi)發(fā)鐵素體不銹鋼并廣泛應(yīng)用于汽車(chē)尾氣排放系統(tǒng)中，使汽車(chē)排氣系統(tǒng)用不銹鋼達(dá)到100%。目前，在日本和歐洲已經(jīng)形成了低鉻和中高鉻系列的汽車(chē)排氣系統(tǒng)用鐵素體不銹鋼。
汽車(chē)排放系統(tǒng)用鐵素體不銹鋼主要生產(chǎn)廠(chǎng)以寶鋼、太鋼、JFE、NSS、NSSC、POSCO 及 ARCELOR 等為代表。
鋼種包括兩類(lèi)，一類(lèi)是低鉻系列如SUH409L 等，還有一類(lèi)是中鉻系列如SUS429，SUS432L，SUS439L，SUS436L，SUS441 等。
按照使用環(huán)境溫度來(lái)說(shuō)，其中用于低溫——中溫用不銹鋼主要產(chǎn)品如SUH409L、SUS439L、SUS432L，SUS436L 等，用于中高溫的鋼種主要有SUS436L、SUS429、SUS441，SUS434 等。
其中409系列的低鉻鐵素體不銹鋼因?yàn)榧婢呓?jīng)濟(jì)性和實(shí)用性的優(yōu)點(diǎn)，使用最為廣泛，低鉻的409 鐵素體不銹鋼使用量約占到全部汽車(chē)排氣系統(tǒng)使用量的50~60%左右。
中鉻的鐵素體不銹鋼系列特別是添加了耐腐蝕合金 Mo 的 SUS436L 等不銹鋼耐蝕性進(jìn)一步提高。中鉻的 SUS439 不銹鋼因?yàn)榫哂斜?409L 更好的耐腐蝕性能及比 436L 更低的制造成本，更受到主機(jī)廠(chǎng)青睞。
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