排气系统用409不锈钢热疲劳性能试验研究

张毅天 周锦佳 李武 王伟伟 林尚锦

（1.上汽通用五菱汽车股份有限公司，柳州 545007；2.柳州利和排气控制系统有限公司，柳州 545007）

1 前言

汽车排气系统包括排气歧管、三元催化器、消声器总成、排气管等，汽车行驶时排气系统在高温环境中使用，持续经受高温振动耐久疲劳。排气温度可达到900 ℃，排气系统不同部位振动受力与排气温度都不同，对材料高温性能如高温强度、高温疲劳性能有不同要求。排气系统零件普遍使用不锈钢材料，其中409 系低铬铁素体不锈钢因具有经济性和实用性优势，使用最广泛。而409 不锈钢热疲劳性能试验国内鲜有报道，为此对409 不锈钢材料高温力学性能、热疲劳性能进行试验研究。

2 试验材料

试验材料采用山西太钢SUH409L，材料化学成分和力学性能如表1、表2 所示。试验样件按照GB/T 2975—2018《钢及钢产品力学性能试验取样位置及试样制备》[1]制造试样，采用1.2 mm 厚薄板，试验样件零件尺寸如图1 所示。

表1 SUH409L材料化学成分（质量分数） %

表2 SUH409L力学性能

图1 试验样件尺寸

3 试验设备

试验设备主要有微机控制电子万能试验机、高温炉、电伺服振动台。万能试验机最大试验力100 kN，高温炉包括炉体、温控器、高温拉杆及夹具、变形测量系统，最高温度可达1 100 ℃，可为高温拉伸试验提供长时间而稳定的试验温度环境。

4 高温拉伸试验

基于排气系统温度使用环境，为了解SUH409L 不锈钢高温力学性能，按照GB/T 228.2—2015《金属材料 拉伸试验 第2 部分：高温试验方法》[2]、GB/T 228.1—2010《金属材料 拉伸试验 第1部分：室温试验方法》[3]进行高温拉伸试验，在不同温度条件时测试SUH409L 材料的屈服强度和抗拉强度，每个温度测试3 个试验样件，试验结果取平均值。……