作者：闰薇
来源：《经济技术协作信息》 2018年第28期
近年来，随着汽车工业的飞速发展，汽车产业已经成为我国国民经济的重要支柱之一。汽车工业的高速发展，让排气管用钢得到汽车厂家越来越多的重视，也促进了排气管用钢的相应发展，即从最初的铸铁到目前的多种牌号不锈钢，以应对越来越严格的节能环保和汽车轻量化要求。这对不锈钢企业来说是一个良好的发展机遇。一般汽车排气管用不锈钢约20kg，我们以汽车年产1000万辆计，一年汽车生产需要的排气管用不锈钢将达20万t，因此不锈钢在汽车排气管中具有很好的应用前景和商业开发价值。
一、试验材料与方法
排气系统冷端用铁索体不锈钢为采用Mo和Cu微合金化的OOCr19NbTi不锈钢，分别采用单一添加Mo、Cu和复合添加Mo+Cu元素的方法来研究排气管的耐腐蚀性能，5种试验用排气管用钢的化学成分（质量百分数，%）。
试验用排气管用钢在唐山钢铁研究院300 kg真空熔炼炉中进行冶炼，浇铸温度1540℃，铸锭经过切头、
去尾后锻造成500 mm×200 mm×60 mm扁坯（锻造加热温度为1080℃、始锻温度1040℃、终锻温度840℃，随后空冷），随后进行热轧和退火处理，热轧加热温度1100℃，保温th后轧制成4.5mm热轧板，热轧退火温度为960℃，保温lOmin。
在S-4300型扫描电镜下观察不同合金化排气管用钢的腐蚀形貌，并用附带的能谱分析仪对腐蚀产物进行成分分析；应力腐蚀( SCC)是在唐山钢铁研究院技术中心进行的，腐蚀介质为40%MgC12溶液，试验前先对试样进行打磨、抛光处理，并用酒精和丙酮除油，腐蚀试剂的沸点为143℃，以试样表面观测到裂纹的时间作为应力腐蚀开裂时间。
二、结果与分析
从单一添加Mo和Cu排气管用钢在40%MgC12溶液中浸泡腐蚀50h后的表面宏观形貌可看出，当排气管用钢中单一添加1.45%和1.11% Mo时，A排气管用钢和B排气管用钢的表面并没有发现明显的应力腐蚀开裂组织，但是表层组织中可看到细小的点腐蚀坑。A排气管用钢的点腐蚀坑相对B排气管用钢更加细小，且腐蚀坑更浅，随Mo含量在排气管用钢中含量的增加，在氯离子腐蚀介质中的耐点腐蚀性能得到一定程度的加强。对比单一添加Cu元素的E排气管钢可看出，排气管用钢中的点腐蚀坑的数量相对单一添加Mo时更多，且腐蚀坑的深度也在加深。由此可见，在排气管用钢中添加合金元素Mo+Cu能在一定程度上抑制氯离子介质的腐蚀，其效果相对单一添加Cu元素更好。
从复合添加Mo和Cu的排气管用钢在40% MgC12溶液中浸泡腐蚀50h后的表面宏观形貌可见，当排气管用钢在添加1.46% Mo的基础上添加0.19%Cu后，C排气管用钢的表面点腐蚀情况得到好转，点腐蚀坑数量较单一添加Mo元素的排气管用钢更少且更小，表明此时的应力腐蚀开裂倾向降低。当排气管用钢在添加1.52% Mo的基础上添加0.45% Cu后，D排气管用钢表面出现了明显的应力腐蚀开裂，且在主裂纹附近有明显的二次裂纹。汽车软管
D排气管用钢应应力腐蚀开裂裂纹已经在整个排气管用钢的厚度方向上贯穿，且在裂纹周围还伴随着明显的点腐蚀坑。单一添加Mo元素的排气管用钢的点腐蚀坑中的腐蚀产物主要为富Cr的氧化物，可对表面起到很好的保护作用；而复合添加1.52% Mo+0.45%Cu的D排气管中的点腐蚀坑的腐蚀产物还含有一定的Mo和Cu，随时效时间的延长，D排气管用钢腐蚀坑中的Mo和Cu含量增加。过量的Cu元素的添加以及长时间的时效处理会造成ε -Cu相在晶界和晶内的析出，由于这种析出相的腐蚀电位相对排气管基体高。因此在钝化膜遭到破坏后，由于原电池反应的发生，使得ε -Cu相周围的排气管基体组织优先发生腐蚀，残留下的8 -Cu相附着在点腐蚀坑内。
三、结论
l在排气管用钢中单一添加Mo或Cu后在氯离子腐蚀介质中没有发生应力腐蚀开裂；复合添加Mo+Cu能在一定程度上抑制氯离子介质的腐蚀，其效果相对单一添加Cu元素更好，但是Cu元素的添加量不宜过高。
2复合添加1.52% Mo+0.45% Cu的排气管用钢随时效时间的延长，应力腐蚀开裂方式逐渐从穿晶断裂转变为沿晶断裂为主，并伴随着穿晶断裂的混合型断裂方式，开裂处的宏观形貌显示出表面含有大量的点腐蚀坑，且裂纹同样是源于点腐蚀坑并沿着点腐蚀坑扩展。
3．单一添加Mo的排气管用钢的点蚀坑中的腐蚀产物主要为富Cr的氧化物，对表面起到很好的保护作用；而复合添加1.52% Mo+0.45% Cu的排气管中的点蚀坑的腐蚀产物还含有一定的Mo和Cu，随时效时间的延长，D排气管用钢腐蚀坑中的Mo和Cu含量增加。
四、结语
目前，排气管用铁素体不锈钢的性能要求多元化、严格化。为了降低汽车排气系统的成本，汽车生产商都是根据各段的使用性能采用相应的不锈钢钢种，从而导致目前汽车排气管用铁素体不锈钢钢种出现多元化的发展趋势。伴随着燃油价格的不断提升以及氢气动力、乙醇燃料的发展兴起，氢气动力、乙醇燃料汽车也许会成为一种趋势。氢气或乙醇燃料的燃烧排放气体与燃油会有很大的区别，尾气排放会以水蒸气和二氧化碳为主，对排气管材料的抗尾气冷凝液腐蚀性能要求就会降低，因此排气管用不锈钢的开发可能会更注重于高温性能等其他性能的提升。另外，降低材料的成本也是排气管材料的重点发展方向。
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