汽车排气系统用铁素体不锈钢的开发

《汽车排气系统用铁素体不锈钢的开发》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、汽车排气系统用铁素体不锈钢的开发1、前言不锈钢屮主要是铁素体不锈钢提卨丫汽车排气部件的使用寿命。阿谢两塔公司已开发出专门的稳定化的铁素体钢。既可以用于排气系列的前段部件（歧管、下喷管、转化器壳），在这些地方温度可达到110（TC以上，又可以用于后段部件（消声器、辅助消声器、排气管），这些地方主要涉及由内部零件冷凝引起腐蚀的劣化M题。最近幵发出一种新的应用于深冲方面的低碳和氮的AISI409钢。阿谢西塔目前也生产像AISI441,AISI409和AISI434这样含铬ffi较高的钢种，除丫「h于无镍所具柯的低座主的优点超出奥氏体钢

2、外，还具将比涂层碳钢更好的机械性能、耐腐蚀性和抗氧化性。本文介绍阿谢西塔为巴西汽车排气系统生产的铁素体不锈钢的发展、应用情况和主要性能。2、汽车中不锈钢的应用不锈钢经久耐用，重fi轻，具有良好的外观，能够耐腐蚀，这些特性引起了汽车工业的关注。图1说明不锈钢在汽车中，主要是排气系统屮的使用，它的使用量正在逐年增加。关于汽车排气系统转换器的应用，力了保证达到污染控制机械管理者的耍求,发动机出口的燃烧气体温度被提高到1100uC以上。这种情况使得系统中材料的抗力的重要性增大。除此之外，这个系统中的材料还处于苛刻的热循环条件下和燃烧气体

3、的冷凝形成的腐蚀环境屮。因此使川不锈钢，主要是铁素体不锈钢，成为保证该系统部件夯较长使用寿命的主要趋势，无论是制造卨温段的部件还是低温段的部件（见表1）。（图略）最初，一直使用奥氏体不锈钢（AISI304和321）來保证该系统较长的使用寿命，特别是在更多的采用先进技术的车辆中，但是由于这托钢的成本比较高，处于不利的地位。表1用于汽车排气系统的阿谢西塔钢种（典型化学成分）/%AISICrNiTiNbMo份额*铁素体不锈钢40911.0-0.15■-8543917.0•0.200.20讎244117.5•0.150.50•24341

4、6.0•••1.0**奥氏体不锈钢30418.08.0•■■II32117.59.00.3■■***巴西汽车工业中的钢种占的市场份额**从2002年开始2、409不锈钢的发展稳定化铁紊体不锈钢AISI409的使用，除了具杆巾于无镍成本比较低的优点，使得不锈钢在汽车工业屮有可能占有比较大的比例外，还具有较好的机械阻力和比涂层碳钢更好的抗氧化性。新的409钢种含11%铬，用钛进行稳定化，热带钢不用退火,供拉制的毛坯（用于转换器壳、辅助消声器和消声器）和采用HG和ERW工艺制造汽车排气系统用管选择了最佳的化学成分和机械性能。修改化学成

5、分的目的是用钛起良好的稳定作用和降低碳和氮含S。拉拔性能的改进由于最优化的冷轧压下景和热处理的鉍终退火，获得（111）织构和1.4以上的Lankford系数。表2为在排气系统中大S使用的阿谢两培409不锈钢的化学成分、机械性能和成型性的变化、表2新的阿谢西塔409不锈钢的化学成分、机械性能和成型性厚度C+N/*10^YP/MPaTS/MPa总伸长率/%Ar1.515023040()401.50.81.2391.70.60.5361.90.3化学成分、机械性能和成型性的平衡，除了保证阿谢丙塔不锈钢符合主要的国际标准：ASTM、DI

6、N和JIS的耍求外，还使得在生产这个系统的从歧管到出口管的管件以及从转换器到消声器的变化敁大的冲压成型件中获得良好的性能。4、供排气系统高温部件用不锈钢钢种的开发铁素体不锈钢是通过加入钛和/或铌来进行稳定化。它们捉高丫高温初性，并IL在卨温下促进铁素体相的稳定性。铌的加入导致Fe2Nb金屈相的析出，提商了商温力学性能，特别是蠕变强度。阿谢内塔与巴W汽车工业开发应用AIS1441铁索体不锈钢，以提高汽车排气系统商温部件的性能和使用寿命。表3列出了在排气系统使用的阿谢西塔441钢g•的化学成分和机械性能，该钢可以作为轧制毛坯和用来生

7、产歧管用的ERW管。表3阿谢西塔441不锈钢的化学成分、机械性能(典型值)淳度C+N/*W6[Ti][N]/*10^YP/MPaTS/MPa总伸长率/%1.522020300460340.532从阿谢西塔441钢号和409钢号在9501(1200次/400h)的周期氧化试验屮的比较可知，441钢号获得比较好的性能。441钢号比较好的热特性主要是由于将比碳和氮的稳定化的化学计ft更高水平铌的加入。由于钛的加入，更易间隙的稳定化，使得铌大部分可以被固溶，以Fe2Nb类型析出。这种析出的存在增加了铁紊体显微组织的高温抗力，延迟了铁紊体

8、晶粒滑移和接下來的蠕变断裂。这种改进在典型的SAG-试验低水平变形下仍然比较明显。除了在髙温时的机械抗力，441不锈钢还具存高的抗氧化性和耐腐蚀性，具存这种特性的主要原因是它含铬18%,因为铬是形成保护的氧化膜的主要元素。除在岛温应用时蠕变中的循环氧化试验中表现