随着全球环境问题的日益突出，汽车尾气排放给环境带来的危害越来越引起广泛重视。国际上从20世纪70年代起，就针对汽车尾气排放提出了严格的强制措施。在道路／非道路汽车尾气排放法规升级更新过程中，欧盟（EU）国家发展较快，先后发布了欧I到欧VI排放标准。2013年颁布的欧VI标准，是目前全球最严格的汽车排放法规之一。我国汽车尾气排放法规制定较晚，但能够紧随欧盟步伐，积极承担国际义务。从2001年至2020年，国内道路／非道路排放法规已经历六个阶段的跨越发展，迭代频率加快。我国兼顾地域大、区域发展不平衡的经济特点，因地制宜，阶段性实施标准。2016年4月率先在东部沿海11省主要大城市执行更严格“国五”标准。2018年1月始，已在全国范围内执行“国五”标准，随后“国六”标准于2020年实施，“国六”标准对机动车尾气排放提出更高要求，进一步降低尾气污染物限值。
汽车尾气主要产生于发动机，并通过排气歧管、总换热管、前置管、挠性管、催化器、中心管、消声器和尾管排出。汽车排气管道几乎纵贯前端发动机到车尾整个底盘，温度从高达1000℃一路减低至约100℃，这条纵贯线好比从地球的赤道延伸到南北极，如图3-4-2所示。热端的排气歧管和前置管，所处环境温度可达700～1000℃，对材料的耐高温性能要求较高；汽车尾气中的水分在消音器部位冷却凝结产生冷凝液，其中含有氯离子、硫离子等，对排气系统部件腐蚀严重，这部分（冷端）零部件对材料的抗腐蚀性能要求较高。
在汽车轻量化及日益严格的尾气排放标准背景下，传统排气系统用铸铁和镀铝碳钢材料已经不能满足温度不断提高的排气系统要求。目前排气系统用不锈钢主要为铁素体和奥氏体不锈钢两大类，约占轿车整车不锈钢总用量的50％～60％。铁素体不锈钢的热膨胀系数小，热导率高，加热冷却交变时，耐高温性能好，同时抗点腐蚀性良好；而且与奥氏体不锈钢相比，具有更好的耐氯化物、应力腐蚀和晶间腐蚀性能，使其在汽车排气管上受到青睐。目前铁素体不锈钢在排气系统不锈钢中已占80％以上，而欧洲、美国、日本汽车厂商几乎全部使用超纯铁素体不锈钢用于排气系统零部件制造，产品牌号主要是409L、436L。得益于各国在汽车尾气限制中采用了强制性措施，汽车用不锈钢成为不锈钢发展最快的领域之一。
我国汽车排气系统用不锈钢过去长期依靠进口。为满足我国汽车工业发展和“国五”排放标准要求，国内不锈钢企业不断加大排气系统不锈钢的开发力度，充分考虑了不锈钢的冶炼、冷／热成型、焊接、耐腐蚀等因素，不断提高耐热性、抗氧化性、高温强度、抗震性和抗热疲劳性，已逐渐积淀下先进技术和丰富经验，大大缩小了与欧美发达国家的差距，其发展模式符合质优价廉、轻量化和长寿命的理念。宝钢、太钢也相继研发成功了耐高温、耐腐蚀、高成型性的超纯铁素体不锈钢材料，应用于汽车排气净化装置，满足了发动机高温燃烧对排气材料的要求，有害气体排放减少90％以上、寿命延长2倍以上，助力节能环保。国产汽车排气管用系列不锈钢材料替代了进口材料，成功应用于奔驰、大众、通用、福特、丰田等世界知名品牌，还应用于一汽、长城、奇瑞等国内自主品牌，为汽车的轻量、节能、环保提供了关键材料支持。
和其他高端材料的国产化进程相似，我国汽车用不锈钢的国产化也是始于进口材料的消化吸收，国内钢铁企业经历了多年的技术攻关。汽车用不锈钢的国产化离不开产业链的协同，通过发挥品牌汽车头雁的影响带动作用，共同推进我国汽车专用超纯铁素体不锈钢的认证和应用推广之路。
从2006年起，太钢着手研发汽车排气系统用不锈钢材料。经过几年的攻关，开发成功生产排气系统用不锈钢材料，并形成了包括SUH409L、429、439M、441等在内的系列牌号，不同的牌号根据其特点被应用到排气管的不同部位，打破了国外在该领域的垄断，填补了国内空白。太钢生产的汽车排气系统用超纯铁素体不锈钢材料具有良好的高温强度、抗蠕变性、热疲劳性、耐高温氧化性和耐蚀性，一方面，有效减轻了汽车的自重，减少了燃油消耗和污染物排放；同时，扩大了不锈钢材料在汽车行业的使用量，有效节约了钢材消耗，节约了宝贵资源。太钢汽车排气管用系列不锈钢材料替代了进口材料，成为奔驰、大众、通用、福特、丰田等世界知名企业的材料供应商，还应用于一汽、长城、奇瑞等国内自主品牌企业，为汽车的轻量、节能、环保提供了关键材料支持。
从2005年初开始，宝钢联合国内主要零部件制造企业及汽车主机厂，启动汽车专用超纯铁素体不锈钢系列产品的研发及国产化应用工作。同步启动与国内主要合资主机厂和国际知名汽车零部件厂开展汽车用不锈钢的认证及国产化替代。
2006年，由中信金属、宝钢、太钢、北京科技大学、钢铁研究总院及一汽集团等联合成立了“439M不锈钢国产化”六方工作组，发挥产业链协同作用，推进产品国产化。宝钢还与上海通用汽车泛亚技术中心及天纳克公司以联合开发团队模式启动排气系统系列不锈钢的国产化，共同努力打破进口不锈钢材独占汽车排气系统领域的神话，努力实现国产不锈钢在上海通用全系列车型排气系统上的应用，实现多方共赢。
2007年，宝钢汽车不锈钢系列产品SUH409L、B409M、B439M、B436L、B441、B425等实现全工序稳定生产制造，与进口同类产品对标分析，基本达到了进口同类产品质量。产品率先通过佛吉亚及天纳 克的技术认证。
2008年，宝钢实现部分铁素体不锈钢在上海通用汽车的认证并批量应用。在通用汽车认证推进同期，宝钢启动三大日系汽车及奔驰、宝马汽车排气系统不锈钢认证工作，经过三年时间多批次的认证评价，宝钢于2011年成为国内第一家完成通用汽车、奔驰、宝马及三大日系汽车排气系统用不锈钢认证的钢铁企业，实现欧美日等主要合资品牌汽车专用不锈钢的全面国产化，部分产品性能优于进口同类产品。宝钢与上汽通用汽车针对宝钢不锈钢进行了全面的涉及材料及加工的认证与评价。在此基础上，形成了通用汽车针对宝钢汽车用铁素体不锈钢的全球技术标准《排气装置用不锈钢》（STMA 029-2011），宝钢不锈钢技术标准纳人通用全球供货标准体系。
宝钢汽车排气系统用不锈钢的国产化替代根据汽车用户的使用特点和需求特点，围绕着两条主线推进汽车排气系统用不锈钢的国产化进程，第一条主线是重点聚焦汽车主机厂，以项目合作的方式和主机厂从上至下推动零部件厂的材料国产化工作，并力求在主机厂车型设计之初就能够参与对排气系统的选材设计之中，和主机厂同步发展，不断满足主机厂变化的需求。第二条主线则是重点聚焦具备自主设计能力并占据较大市场份额的一级排气系统总成厂，通过排气系统总成厂推进其上游主机厂的进口替代，并借助一级总成厂实现产品出口，进入海外市场。
目前，我国汽车排气系统用不锈钢已经实现了产品系列化。根据汽车排气系统零部件因所处环境不同，以及对材料的性能要求各不相同（见表3-4-1），国内企业推荐使用相应的钢种。目前针对汽车排气系统所采用的低铬和中铬铁素体不锈钢，宝钢已经完成了超纯铁素体不锈钢8个钢种如SUH409L、B409M、B429、B432L、B436L、B439M、B441及B444M2等批量工业化生产，并在欧美日及自主品牌汽车中得到广泛应用。
为实现产业链高效协同推进新技术、新工艺、新产品的开发应用，国内钢企与汽车主机厂、零部件总成厂及高校通过建立联合实验室，利用各自的优势共同推动超纯铁素体不锈钢材料的开发、产品性能评价、评价方法的建立和产业化快速应用。目前已建立的联合实验室有“宝钢-埃贝赫-上海大学”联合实验室、“宝钢-通用-天纳克”联合实验室和“宝钢-吉利汽车”联合实验室。上海大学针对超纯铁素体不锈钢的腐蚀环境建立了专有的尾气腐蚀和尿素腐蚀评价方法，试验结果获得用户的高度认可。同时，利用宝钢与科技部的钢铁联合基金平台，推进宝钢汽车排气系统用不锈钢的失效机理及合金化机理研究，分别于2012年及2018年推出两个钢铁联合基金重点项目“汽车排气系统用超纯铁素体不锈钢的高温疲劳行为和冷凝液腐蚀机理研究”和“新一代汽车用耐高温铁素体不锈钢合金化机理及关键性能研究”，利用高校研究资源发挥产学研用一体化优势，强化汽车排气系统专用不锈钢合金化及腐蚀失效机理研究，对推动我国在该领域的产品开发及应用发挥了重要作用。
鉴于我国汽车排气用不锈钢产品的开发及国产化认证，并在国内主要合资主机厂及国际知名零部件公司大批量应用，为引导用户合理、正确地选材，满足市场需求，促进国产化应用，宝钢于2012年完成起草上海市企业标准《汽车排气系统用冷轧铁素体不锈钢钢板及钢带》（Q／BQB 4403-2012）。在此基础上，六方联合攻关组经广泛交流研讨后形成了中国汽车工程学会技术规范《汽车用冷轧铁素体不锈钢钢板及钢带》。
2015年，在冶金工业信息标准研究院组织下，宝钢不锈钢有限公司、冶金工业信息标准研究院、宁波宝新不锈钢有限公司共同主持起草了汽车排气系统国家标准《汽车排气系统用冷轧铁素体不锈钢钢板及钢带》（GB／T 32796-2016）。该标准的执行，为中国汽车排气系统不锈钢选材提供了选材依据，并进一步推进了国产化汽车出口。
宝钢汽车排气系统专用高性能节镍超纯铁素体不锈钢系列产品源于宝钢汽车团队的自主设计开发，产品性能国内领先，达到国际先进水平。以宝钢汽车排气系统专用系列不锈钢为主的系列铁素体不锈钢产品开发及应用还获得“2018年度中国钢铁工业产品开发市场开拓奖”。相关技术还先后获得宝钢集团重大技术创新成果一等奖、冶金科学技术奖二等奖、中国优秀发明专利奖、第26届上海市发明专利金奖等。开发的系列汽车专用不锈钢累计受理发明专利超过20项，50％以上获得授权，其中B436L不锈钢还获得了2014年中国专利优秀奖。发表包括SCI论文、国际会议论文等几十篇。宝钢成为国内第一家覆盖三大日系、宝马及大众等欧系、通用等美系汽车和自主品牌供应商，市场占有率最高时期达到45％，年销量达到18万吨，年效益超过4亿元。宝钢汽车排气系统用不锈钢的国产化积极支撑了国内汽车行业的快速发展，同时，宝钢系列产品替代进口也为汽车主机厂降低了材料成本，为国家节省了大量的外汇，实现了企业、行业、社会的多赢。同时，汽车专用超纯铁素体不锈钢的开发及市场化推广也为其他超纯铁素体不锈钢产品的开发及应用提供了可借鉴的技术，推动了中国超纯铁素体不锈钢在建筑、家电、制品等行业的快速推广应用。
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