汽車的排氣系統(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！

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　　一、汽車排氣系統(tǒng)組成：

　　汽車排氣系統(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。在過去的30年中，歐洲和日本大量開發(fā)鐵素體不銹鋼并廣泛應(yīng)用于汽車尾氣排放系統(tǒng)中，使汽車排氣系統(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排氣系統(tǒng)用鐵素體不銹鋼。

　　汽車排放系統(tǒng)用鐵素體不銹鋼主要生產(chǎn)廠以寶鋼、太鋼、JFE、NSS、NSSC、POSCO 及 ARCELOR 等為代表。

　　鋼種包括兩類，一類是低鉻系列如SUH409L 等，還有一類是中鉻系列如SUS429，SUS432L，SUS439L，SUS436L，SUS441 等。

　　按照使用環(huán)境溫度來說，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?nbsp;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)廠青睞。

　　四、選材不當(dāng)容易出現(xiàn)的問題：

　　汽車排氣系統(tǒng)零部件涵蓋了包括從高溫岐管到低溫尾管等主要部件。排氣歧管和前管使用部位靠近引擎的高溫部，使用溫度區(qū)間在700~900℃，所要求的材料特性主要是高溫強(qiáng)度、高溫抗氧化及熱疲勞特性、耐氧化性和耐高溫鹽蝕性。排氣系統(tǒng)的中管、消音器及尾管，在距離引擎相對(duì)較遠(yuǎn)的部位，使用溫度區(qū)間在600~100℃，需要材料有良好的耐鹽蝕和耐冷凝液腐蝕性。

　　4.1 高溫氧化和高溫?zé)崞?

　　汽車排氣系統(tǒng)零部件高溫氧化和熱疲勞是高溫促使材料表面氧化并在表面形成微裂紋，裂紋尖端繼續(xù)氧化，甚至局部脫落，加速氧化和熱疲勞破壞。

　　熱疲勞裂紋與循環(huán)溫差、零件表面缺口狀態(tài)和材料有關(guān)。循環(huán)溫差越大、表面缺口越尖銳，就越容易發(fā)生熱疲勞。

　　表面熱疲勞氧化及剝落現(xiàn)象隨循環(huán)上限溫度的增高而愈加顯著，表面氧化物的開裂也愈加嚴(yán)重.低溫下表面氧化物主要開裂成微細(xì)裂紋，隨著循環(huán)上限溫度的提高，裂紋明顯加長(zhǎng)形成細(xì)長(zhǎng)主裂紋，直至粗長(zhǎng)主裂紋，一般高循環(huán)溫度下（超過 600℃）材料熱疲勞抗力較差。

　　兩種不銹鋼950℃300 周期循環(huán)氧化后的表面形貌

　　4.2 高溫鹽蝕

　　汽車排氣系統(tǒng)高溫鹽蝕主要是在靠近沿海地區(qū)及寒冷地區(qū)發(fā)生，因?yàn)榇髿庵宣}分較高及冬季道路除雪的融雪鹽作用于排氣系統(tǒng)高溫零部件，導(dǎo)致的一種表面腐蝕失效。

　　高溫鹽蝕發(fā)生的機(jī)理主要是高溫氧化引起的，由于鋼的晶界成了氧的擴(kuò)散通道，高溫鹽蝕呈現(xiàn)為晶界氧化的形態(tài)。而腐蝕環(huán)境中的Na+的存在，會(huì)顯著促進(jìn)鐵素體不銹鋼的高溫鹽蝕腐蝕，導(dǎo)致排氣系統(tǒng)高溫端零部件失效。

　　其腐蝕失效是高溫氧化在不銹鋼表面及晶界附近生成的 Cr2O3與Na+反應(yīng)，變成水溶性的 Na2CrO4，當(dāng)其在常溫下溶于水時(shí)，在鋼的氧化皮附近的脫 Cr 層就會(huì)曝露出來并在此氧化。如此反復(fù)下去，不銹鋼材料的鹽蝕行為導(dǎo)致了零部件的腐蝕失效。其失效反應(yīng)如下：

　　汽車排氣系統(tǒng)前管高溫鹽蝕表面形貌

　　4.3冷凝液腐蝕

　　汽車發(fā)動(dòng)后一段時(shí)間內(nèi)，尾氣中的水分經(jīng)過汽車排氣系統(tǒng)在消音器部位冷卻凝結(jié)產(chǎn)生冷凝液。汽車排氣凝聚液中普遍含有NH4+,CO3 2-,SO32-，SO4 2-和Cl-等離子。SO32-，SO4 2-和Cl-等腐蝕離子的冷凝液將對(duì)排氣系統(tǒng)冷端（消聲器和尾管）部位產(chǎn)生如均勻腐蝕和點(diǎn)蝕等腐蝕，導(dǎo)致了零部件失效。

　　排氣系統(tǒng)消聲器冷凝液腐蝕形貌（局部穿孔）

　　4.4晶間腐蝕

　　晶間腐蝕也是汽車排氣系統(tǒng)零部件的主要失效方式之一，主要發(fā)生在零部件的焊接部位。汽車排氣系統(tǒng)中的管件及不同零部件的結(jié)合等都是采用焊接加工的連接方式。對(duì)于低鉻的鐵素體不銹鋼由于其基體的鉻含量較低（11~12%Cr），當(dāng)冶煉時(shí)不銹鋼的碳含量不能達(dá)到足夠低的程度，零部件的焊接部位在冷凝液作用下就會(huì)發(fā)生焊縫的晶間腐蝕行為，導(dǎo)致零部件失效。

　　五、排氣系統(tǒng)用不銹鋼的認(rèn)證：

　　如同汽車用鋼板認(rèn)證一樣，汽車排氣系統(tǒng)零部件也需要滿足必要的認(rèn)證要求才可應(yīng)用。如美國汽車排氣系統(tǒng)零部件的使用壽命已經(jīng)從1980年的2年4 萬公里增加到目前的6年10萬公里。目前，國內(nèi)汽車排氣系統(tǒng)用零部件還停留在壽命相對(duì)較低的階段，普遍采用的是3年6萬里這個(gè)級(jí)別。

　　汽車排氣系統(tǒng)零部件用鋼的使用均需要通過汽車主機(jī)廠和零部件供應(yīng)商的材料認(rèn)證、加工認(rèn)證及汽車路試認(rèn)證等相關(guān)認(rèn)證流程，材料只有滿足了抗腐蝕性、成型性、加工及路試壽命周期模擬試驗(yàn)才可以批量使用。國內(nèi)汽車排氣系統(tǒng)超純鐵素體不銹鋼可供貨的鋼廠有寶鋼和太鋼。

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