排气系统防腐性能提升方案 1、各部位选材 由于汽车工业的飞速发展以及人们对铁素体不锈钢优点的认识逐渐加强，促进了对汽车排气系统用铁素体不锈钢的开发力度。目前，铁素体不锈钢的性能不仅得到了明显的改善，而且铁素体不锈钢具有低的价格和良好的性能。推荐排气系统各零部件主要用铁素体不锈钢，详细内容如表1所示。 高温氧化和高温热疲劳、冷凝液腐蚀、外部盐蚀可以通过选取不同的材料和厚度对其腐蚀氧化、腐蚀程度进行控制，以满足车型定位和质保要求，但焊缝处腐蚀仅通过材料的选择无法彻底消除，并且焊缝处的锈蚀比较常见，为解决焊缝处锈蚀问题，下文主要对焊缝处腐蚀进行研究及防腐性能提升。 2.焊缝处防腐性能提升 焊接是排气系统制造过程中最基本、最普遍的连接工艺之一，但焊缝处是比较薄弱的地方，它不仅表现在强度、刚度方面，而且由于设计或焊接上的缺陷，会造成焊缝处加速腐蚀。 2.2.1 原因分析 为分析焊缝部位较易产生锈蚀的原因，进行了以下试验： 试验1：焊缝、热影响区、母材三个区域化学成分分析，取样位置如图2所示。 试验2：焊接接头金相与晶粒度分析； 试验3：沿焊缝中心至母材区域，通过扫描电镜能谱仪进行微束分析，以较小间距测一排点的Cr含量，分析是否存在Cr元素偏析情况。 （1）试验1结果 焊缝、热影响区、母材三个区域化学成分如表2所示。 焊缝处C含量升高，Ti含量降低，为降低焊缝处锈蚀，不锈钢在成分设计过程中遵循以下原则： ①超低C含量，减少微电池的数目，以提高材料耐蚀性；试样焊缝处C含量较高，已达0.04%； ②Cr含量应尽可能控制在上限，防止Cr偏析而造成晶间腐蚀； ③足量的稳定化元素Ti和Nb，优先于Cr与C结合防止Cr与C结合而不足，同时细化组织并促进铁素体的形成。试样焊缝处Ti含量降低； （2）试验2结果 焊接接头金相组织如图3所示。 母材组织为铁素体，晶粒度4～5级，热影响区组织为铁素体基体，晶粒度2～3级，焊缝组织为树状铁素体。热影响区中得过热区，晶粒度较母材高两个等级，是焊接热影响的正常现象，表面焊接热输入在合理的区间，没有导致晶粒过分粗大； （3）试验3结果 在焊接接头不同区域进行微区成分检测，目的是检测不同区域的耐蚀性元素Cr含量，以分析是否存在Cr元素偏析等分布不均现象，而导致耐蚀性有所差别。图4中红色标记为各检测点。 焊缝区含量较高的原因是焊丝的Cr含量很高（达24%），焊丝与母材以一定熔合比形成焊缝。但各区域Cr元素含量变化不大。 2.2.2 焊缝处防腐性能提升方案 （1）严格控制原材料中各合金元素的含量； （2）优化焊接工艺，避免热输入量过大； （3）焊丝成分设计需匹配母材设计如降低碳含量，增加铌、钛。 3、结论 汽车排气系统处在底盘位置，连接发动机出气端与大气，主要作用是排放废气、净化废气、降低噪音。当前汽车排气系统的用材主要为铁素体不锈钢。排气系统工作环境恶劣，对材料的作用主要表现在三大方面: 高温作用、腐蚀作用、冲击振动的机械作用。其中，冷凝液腐蚀、外部盐蚀、高温氧化和高温热疲劳是零件设计、材料选用须重点考虑的特性要求；而焊缝处腐蚀需通过材料、焊接工艺及焊丝的选用等方面进行控制。