根據(jù)1978年對排氣的規(guī)定，因為NO.也被加以限制，所以代替熱反應器，采用了催化轉(zhuǎn)爐這種排氣凈化裝置。催化轉(zhuǎn)爐是把排氣中的HC、一氧化碳以及二氧化氮都凈化的裝置；在對二氧化氮限制之前，使用的是只為了除去HC、一氧化碳的氧化催化轉(zhuǎn)爐，因為散熱器中部的溫度高達700~800℃,所以催化容器主要使用的是304不銹鋼;但之后成為了二氧化氮也可以凈化的三元催化，容器（轉(zhuǎn)爐殼）材料主要使用的是13Cr系鐵素體不銹鋼，所以其成形性、焊接性有所提高，開發(fā)了把SUS410S或 SUH409的碳含量降低的SUS410L 和SUH409L,這些被用于制造排氣系統(tǒng)的催化容器。

  作為催化轉(zhuǎn)爐的催化載流子，專門使用的是陶瓷制Monolith,但隨著引擎性能的提高，要求使用排氣抵抗小、抵抗熱沖擊性能強的Monolith,所以耐氧化性好的Fe-Cr-Al成為了候補材料。金屬制Monolith,起初是在原西德用于高性能汽車前觸媒轉(zhuǎn)換器之中，材料使用的是20Cr-5A1鋼。在日本國內(nèi)，F(xiàn)e-Cr-Al作為電熱合金，很久以來被用于制造線材，如前所述，在日本開始對汽車排氣行限制時，F(xiàn)e-Cr-Al也受到了一定的注目。但因為歐洲采用的是20Cr-5A1鋼，所以在日本也對該鋼在低于1200℃的高溫下的反復氧化抵抗性能進行了試驗，結果得出性能的確有所提高。因此開發(fā)研制了耐氧化性能較好的20Cr-5A1鋼的50μm厚的箔材，制作了使用其的催化載流子。在日本1988年初次作為主催化轉(zhuǎn)爐，用于日產(chǎn)汽車的三元催化，之后在其他小汽車中也得到了廣泛應用。此外，因為陶瓷制Monolith振動性能好，在對摩托車的排氣進行嚴格限制的中國臺灣也大量采用了20Cr-5Al鋼制的催化載流子；其后隨著日本國內(nèi)對摩托車的排氣也進行了嚴格限制，同樣也采用了20Cr-5Al鋼制的催化載流子。

  所采用的20Cr-5A1鋼，因為催化載流子使用的是50μm厚的箔材，體積對表面積的比率很大，因此鋁的消耗速度快，導致使用過程中鋁枯竭、氧化抵抗能力急劇惡化；因為在鋼中添加能夠提高高溫氧化抵抗能力的微量稀土類元素，效果非常明顯，所以在進行材料的開發(fā)時，對在箔材中添加微量稀土類元素的效果展開了再次討論。

  首先，大村等（1990年）認為：由于稀土類元素（作為稀土金屬合金添加）的作用，20Cr-5Al鋼表面生成的Al2O3保護膜會變得細致，針對剝離的阻力也會增大；但是，如果添加過多阻力反而會再次降低，所以如圖6.4所示，稀土類元素添加量在0.07%～0.09%是最合適。不過一般認為：稀土類元素的過量之所以會引起劣化，是由于這些元素在Al2O3保護膜當中形成了龐大的氧化物。另外，石井等（1992年）通過連續(xù)實驗研究了稀土類元素中的鑭（0.04%~0.09%)以及鈰（0.04%~0.06%)各自不同的影響，結果表明：鈰沒有什么效果，鑭能夠抑制Al2O3保護膜的形成，延緩剝離的發(fā)生。圖6.5表明了Ce、La以及釹的添加對于Fe-20Cr-5A1鋼當中50 μm箔的抗氧化性能的影響，從中可以看出：鑭的效果特別明顯。根據(jù)這一結果，添加0.07%~0.09%稀土金屬合金或者鑭開發(fā)出了新型20Cr-5Al鋼，作為汽車的催化載流子用不銹箔材料。這類鋼在制造階段存在著韌性問題，為了改善這一問題，需要盡量減少C、N,同時要添加0.1%以下的鈦，此外還要注意合適的熱軋條件。另外從圖中還可以看出，添加微量的鈦具有抑制AIN夾雜物的作用。

 平松等人（1995年）研究了鈦（0.1%)和Ti+La(各0.1%)的添加對20Cr-5A1鋼在1373K以及1423K的氧化產(chǎn)生的影響，結果驗證了Ti、La的復合添加對于剝離具有顯著的效果，并且石井等（1996年）［37]還通過重復氧化實驗來檢測各種稀土類元素（La、Ce、Pr、Nd、Sm、Y)、La和活性化元素（Ti、Zr、Hf)的復合添加產(chǎn)生的影響，結果表明：鑭和鋯或者與鉿的復合添加對于氧化膜的耐剝離性具有非常顯著的影響。推測一下添加元素的效果原理，可能是由于稀土類元素或活性化元素加大了Al2O3的保護膜和金屬區(qū)域界限的濃度，從而抑制了氧氣的晶界擴散，降低了氧化的速度。