Сталі для вихлопних систем

Вихлопна система є одним із найбільш навантажених вузлів автомобіля. Під час експлуатації вона одночасно зазнає впливу високих температур, вологи та агресивних хімічних речовин. Які сталі найкраще підходять для виготовлення вихлопних систем з практичної та економічної точки зору?

Корозія вихлопної системи

Вихлопні системи зазнають двох основних видів корозії:

• Зовнішньої корозії, спричиненої водою, що потрапляє з дорожнього покриття, особливо водою із сіллю, яку використовують для обробки доріг;
• Внутрішньої корозії, причиною якої є конденсат, що утворюється з відпрацьованих газів у холодній частині вихлопної системи.

Крім того, елементи вихлопної системи зварюються, що може підвищувати схильність нержавіючих сталей до міжкристалітної корозії.

Вихлопна система з нелегованої сталі

Tradycyjna stal niestopowa jest najtańszą opcją, ale ma też najniższą odporność na korozję. Taki układ wydechowy nadaje się do wymiany już po 18 miesiącach, podczas gdy oczekiwany czas pracy silnika i układu napędowego wynosi ok. 10 lat. Przy obecnych cenach stali i robocizny nie jest to ekonomicznie uzasadnione rozwiązanie.

Вихлопна система зі сталі з алюмінієвим покриттям

Нелеговану сталь можна покрити шаром алюмінію. Цей метал має значно вищу корозійну стійкість, однак на практиці це збільшує строк служби вихлопної системи приблизно до 30 місяців. Це пов'язано зі складними умовами експлуатації елементів шасі автомобіля, особливо вихлопної системи. Порівняно зі звичайною нелегованою сталлю це є більш економічно вигідним рішенням.

Вихлопна система з корозійностійкої сталі 

Склад сталі 1.4512 (широко відомої як сталь 409) приблизно такий: 0,02 % C; 0,6 % Si; 0,3 % Mn; 11,4 % Cr; 0,4 % Ti. Хром значно підвищує стійкість до зовнішньої та внутрішньої корозії, а титан стабілізує феритну мікроструктуру, завдяки чому матеріал краще піддається холодному пластичному деформуванню, має кращу зварюваність і є менш схильним до міжкристалітної корозії. Термін служби вихлопних систем із цієї сталі становить 4–5 років, а її вартість лише приблизно у 1,5 раза перевищує вартість звичайної нелегованої сталі без покриття, що робить її економічно обґрунтованим вибором.

Альтернативою є сталь 304 / 1.4301, яка містить більше хрому та додатково легована нікелем, але не містить титану.

Сталі для каталізаторів

Для виготовлення каталізаторів використовують сталі, що містять 11,5–19 % хрому та стабілізовані ніобієм, цирконієм і титаном у різних поєднаннях. Хром забезпечує корозійну стійкість, а ніобій, цирконій і титан — елементи з високою спорідненістю до вуглецю — захищають матеріал від міжкристалітної корозії. Титан і цирконій запобігають виникненню небажаних структурних змін під час зварювання, тоді як ніобій підвищує ударну в'язкість зони термічного впливу та стійкість до повзучості. Прикладами сталей із такими властивостями є AISI 441 та AISI 444.

Бібліографія

Marek Blicharski, Inżynieria materiałowa. STAL. Wydawnictwo WNT, Warszawa, 2017. ISBN: 978-83-01-18955-6.