減少環(huán)境污染和提高燃油效率是世界汽車制造行業(yè)亟待解決的兩大問題。經(jīng)過100多年的技術(shù)變革，三菱汽車在日本和歐洲推出了汽油缸內(nèi)直噴（gasoline direct injection，GDI）技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)在提高發(fā)動機(jī)輸出功率、增大扭矩及降低燃油消耗和污染物排放方面取得巨大成功，目前已經(jīng)成熟使用在VAG（Audi）、BMW、Mercedes-Benz、GM、Toyota（Lexus）等及眾多國產(chǎn)車系上。

  高壓共軌噴油系統(tǒng)是GDI發(fā)動機(jī)的最關(guān)鍵系統(tǒng)。為實(shí)現(xiàn)高壓共軌噴油系統(tǒng)缸內(nèi)直噴，需要高壓共軌噴油器（見圖3-4-3）。這種功能和結(jié)構(gòu)復(fù)合的器件承擔(dān)高頻電磁轉(zhuǎn)換、毫秒響應(yīng)、噴油通氣的角色，主要采用電磁不銹鋼制作。電磁不銹鋼不僅具有良好的耐腐蝕和力學(xué)性能，而且具有優(yōu)異的軟磁特性等綜合特性，綜合性能比鐵鈷合金、鐵鎳坡莫合金、電工純鐵、硅鋼等磁性材料優(yōu)異，而且低鉻無鎳、材料成本低，還被大量用于燃油泵、ABS傳感器及懸掛自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)、螺線管鐵芯及車載空調(diào)等關(guān)鍵部件，還可用于含腐蝕性流體的電磁閥、電磁泵，還有家電和車載電氣裝置中的電磁開路器、空調(diào)四通閥芯、電磁樞紐等。

  這類具有優(yōu)軟磁性的電磁不銹鋼是在410和430基準(zhǔn)不銹鋼基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。國外開發(fā)了眾多牌號的電磁不銹鋼，如美國卡本特公司鉻芯“Chorme Core”8-18FM系列、430FR 及硅芯“Silicon Core”B-FM（FM為易切削）等耐蝕電磁不銹鋼；日本大同特鋼開發(fā)了含13％Cr的MER1F（13.5Cr-0.25Al-Pb）、MER1FA和含18％Cr的MER2F 易切削電磁不銹鋼；日本東北特鋼的“K-M”系列和430F電磁不銹鋼；愛知公司的AUM25（10Cr-3Al-Pb）易削電磁不銹鋼；山陽特鋼的易削電磁不銹鋼QMR1L（7Cr-2Si-0.6Al-Pb）、QMR2L（7Cr-1.2Al-Pb）及QMR5L（15Cr-1Al-1.5Si-Pb）；意大利研制的“MG”系列和430F電磁不銹鋼；法國的 Perminox14和Perminox18 系列；德國薩普ZAPP的1.4003、1.4005IL及1.4113IM電磁不銹鋼。

 中國對應(yīng)相似牌號為鐵-鉻系耐蝕電磁合金1J116和1J117，與國外相比牌號及類型都較少。以往在國內(nèi)這種成分的不銹鋼通常不被認(rèn)為是一種軟磁材料，以至于此類不銹鋼不在磁性材料標(biāo)準(zhǔn)收錄之列。因無市場需求，走進(jìn)技術(shù)迭代更新很慢的惡性循環(huán)。在汽車GDI時代來臨，這種被埋沒的不銹鋼材料又重新綻放光芒。

  經(jīng)過多年的發(fā)展，華新麗華等國內(nèi)企業(yè)在GDI高壓共軌噴油器不銹鋼方面相繼開發(fā)了多個不銹鋼品種和牌號。其中包括純鐵素體電磁不銹鋼、鐵素體-馬氏體雙相電磁不銹鋼、馬氏體電磁不銹鋼和沉淀硬化電磁不銹鋼等。主要牌號有低碳鐵素體型022Cr12（SUS410L）、Y10C17（SUS430F）和馬氏體型 17Cr16Ni2（SUS431）、Cr16Ni5Mo（1.4418）。以上大多為標(biāo)準(zhǔn)牌號，可針對不同客戶需求的軟磁性能調(diào)整成分設(shè)計(jì)。

  Y10C17（SUS430F）為提高鉻含量至16％～18％成為全鐵素體不銹鋼，是從430基準(zhǔn)鐵素體衍生出來的牌號。通過提高硫含量形成短棒狀和球狀MnS已促使車削屑碎斷不纏繞，提高車削性。因含有很多降低軟磁性能的元素，其磁性能自然沒有022Cr12高，但仍能保證廣泛應(yīng)用作噴油器鐵芯等部件。

  17Cr16Ni2（SUS431）通常用作高壓油泵外殼，是一種高強(qiáng)度馬氏體不銹鋼，由于馬氏體不如鐵素體對提高軟磁性能有幫助，其磁性能比鐵素體低很多。高壓油泵不銹鋼首先滿足高溫強(qiáng)度，其次為軟磁性能。油泵內(nèi)壓力20兆帕要求油泵殼體具有很高的高溫強(qiáng)度，通過QT熱處理組織為回火馬氏體，屈服強(qiáng)度高達(dá)900～1000兆帕完全可以滿足要求。為降低材料成本，從高鎳Cr16Ni5Mo逐漸替換為低鎳的17Cr16Ni2。

  共軌油管、噴油器導(dǎo)管、分油管通常選用06Cr19Ni10奧氏體不銹鋼管。此類部件必須選擇順磁性奧氏體不銹鋼，防止管套部件的磁場對內(nèi)部鐵芯運(yùn)動部件阻礙和干擾。06Cr19Ni10經(jīng)過矯直、彎曲、切削冷變形后，產(chǎn)生磁性，機(jī)加工誘發(fā)馬氏體相變，因加工程度而異，馬氏體含量增加，磁導(dǎo)率呈不同程度增大，通過增加鎳含量以保證奧氏體不銹鋼無磁性。此類部件對純凈度要求高，特別需煉鋼控制極低的S／P含量，防止夾雜物缺陷導(dǎo)致高壓燃油泄漏。之前選用經(jīng)過淬火一回火調(diào)質(zhì)處理的碳素鋼和合金鋼，后被奧氏體不銹鋼逐漸代替，雖奧氏體不銹鋼材料成本較高，但不需要淬火一回火調(diào)質(zhì)熱處理高能耗成本，全生命周期內(nèi)總成本反而較低。

  廢氣再循環(huán)（EGR）技術(shù)結(jié)合GDI缸內(nèi)直噴技術(shù)對提高燃燒效率和減少污染物排放可謂相得益彰。廢氣再循環(huán)系統(tǒng)將排氣歧管的一部分廢氣送回至進(jìn)氣歧管再到氣缸，廢氣對進(jìn)氣量的稀釋降低燃燒速度，延長滯燃期，降低最高燃燒溫度，同時最高壓力形成過程放緩。由于不具備生產(chǎn)NO，的高溫高壓條件，從而達(dá)到減少NO，排放量的目的。EGR電磁閥是實(shí)現(xiàn)廢氣再循環(huán)的關(guān)鍵部件，電子控制單元（ECU）根據(jù)發(fā)動機(jī)缸內(nèi)工況來控制EGR電磁閥的開合，精確控制廢氣循環(huán)通量和時機(jī)。這里不得不提的是EGR電磁閥芯不銹鋼，這種不銹鋼首先具備優(yōu)異的軟磁性能，才能精確地電磁控制。閥芯置于高溫且腐蝕性很強(qiáng)的廢氣蒸汽中，須有優(yōu)良的高溫強(qiáng)度、抗氧化性和耐腐蝕性。另外，冷成型性和高溫釬焊性也需要滿足要求。華新麗華還開發(fā)出應(yīng)用于EGR閥芯的不銹鋼019Cr19Mo2NbTi（SUS444）、019Cr18MoTi（SUS436L），鉬改良性022Cr18NbTi（SUS441）不銹鋼。特別地，在成分設(shè)計(jì)上降低碳和氮含量，添加鉬提高耐點(diǎn)腐蝕性。經(jīng)過三步EAF-AOD-VOD精確控制成分并提高鋼水純凈度，碳、氮及鉻含量精確控制鈮和鈦穩(wěn)定化元素配比，以提高抗晶間腐蝕性。在連鑄結(jié)晶器外施加電磁攪拌器，增加連鑄坯原始等軸晶率，抑制成分偏析和中心縮孔等缺陷。

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