通常，將不銹(xiu)鋼的使用條件、基本性能以及相關的使用經驗三者統籌權衡后，就能夠確定出可用的鋼種。在沒有實際使用經驗可借鑒的情況下，對初選材料進行模擬試驗或現場掛片試驗，根據這些試驗結果作出最終選擇，對某些特別重要的用途，需進行模擬體試驗方可作出選材結論。
首先要確定不銹鋼的(de)使用條件，包括溫度、介(jie)質成分、受力狀態、制作工(gong)藝、設計壽命、特(te)殊要求。
隨(sui)后就是依據使用條件(jian)，了解(jie)相(xiang)關不銹鋼的性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)、收集相(xiang)關數據及資料(liao)，如室溫、高溫條件(jian)下使用的力學性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)；腐蝕(shi)環境(jing)條件(jian)使用耐腐蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)以及其工藝性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)、物理性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)、價格、供貨難易程(cheng)度等。
在(zai)了解和(he)收集不到相(xiang)關數據(ju)(ju)的情況下，可依據(ju)(ju)使用條件(jian)進行必要的實(shi)(shi)際經(jing)(jing)驗(yan)、現場掛片(pian)試(shi)驗(yan)或實(shi)(shi)驗(yan)室模(mo)擬試(shi)驗(yan)。如果沒(mei)有條件(jian)做上述試(shi)驗(yan)，也可采用相(xiang)似條件(jian)的運行經(jing)(jing)驗(yan)、現場掛片(pian)結果、實(shi)(shi)驗(yan)室模(mo)擬實(shi)(shi)驗(yan)、模(mo)擬體運行結果作(zuo)為選(xuan)材的依據(ju)(ju)。
在(zai)(zai)(zai)上(shang)述程序中，使用(yong)條件(jian)是決定選(xuan)用(yong)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)類別的主導(dao)因(yin)素(su)(su)。例如(ru)，如(ru)果(guo)使用(yong)溫度是在(zai)(zai)(zai)低溫條件(jian)下，就(jiu)不(bu)(bu)宜選(xuan)用(yong)鐵(tie)素(su)(su)體不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)和雙相(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)；如(ru)果(guo)在(zai)(zai)(zai)300～500℃長(chang)期運行(xing)，也不(bu)(bu)宜選(xuan)用(yong)雙相(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)和常規的中、高(gao)鉻鐵(tie)素(su)(su)體不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)。如(ru)果(guo)要求(qiu)(qiu)無磁，那就(jiu)只能(neng)選(xuan)擇奧(ao)氏體不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)；在(zai)(zai)(zai)要求(qiu)(qiu)高(gao)強(qiang)度，高(gao)硬(ying)度的設備(bei)部件(jian)中，馬氏體和沉(chen)淀硬(ying)化不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)是唯(wei)一的選(xuan)擇；在(zai)(zai)(zai)既要求(qiu)(qiu)具(ju)有(you)高(gao)的強(qiang)度又要求(qiu)(qiu)具(ju)有(you)無磁性的部件(jian)，就(jiu)只能(neng)選(xuan)擇奧(ao)氏體型沉(chen)淀硬(ying)化型不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)或冷加工硬(ying)化的奧(ao)氏體不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)。
在(zai)鋼(gang)的類型確定之后(hou)，可根據設備或部(bu)件對(dui)各種性能的要求，選(xuan)(xuan)用相(xiang)適應(ying)的不銹鋼(gang)牌(pai)號。通常都(dou)能選(xuan)(xuan)到(dao)合(he)適的牌(pai)號，當無相(xiang)應(ying)牌(pai)號可選(xuan)(xuan)擇時，只能在(zai)耐蝕合(he)金中選(xuan)(xuan)擇或者研究新(xin)的不銹鋼(gang)牌(pai)號。
總的來(lai)說，選用不銹鋼(gang)的方法(fa)有性(xing)能法(fa)、成本法(fa)和多目標選材法(fa)等。
材(cai)料(liao)的(de)選(xuan)用(yong)包括材(cai)料(liao)的(de)選(xuan)擇(ze)和(he)應用(yong)。
一、提(ti)出問題
1. 材(cai)料失(shi)效的主要(yao)方式為斷裂、腐(fu)蝕(shi)和磨損
為(wei)防(fang)止失(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)事故的(de)發生(sheng)(sheng)，就需(xu)(xu)要依據失(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)原因，通過(guo)選用(yong)合適的(de)材料(liao)，采(cai)用(yong)恰(qia)當的(de)工(gong)藝(yi)，來(lai)防(fang)止材料(liao)失(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)。這類失(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)可能(neng)發生(sheng)(sheng)在使(shi)用(yong)過(guo)程中(zhong)，也可能(neng)發生(sheng)(sheng)在生(sheng)(sheng)產加工(gong)階段，這就會涉及材料(liao)的(de)使(shi)用(yong)性(xing)能(neng)和(he)工(gong)藝(yi)性(xing)能(neng)。解決這類選材問題需(xu)(xu)要運用(yong)材料(liao)的(de)應(ying)用(yong)和(he)失(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)、材料(liao)的(de)使(shi)用(yong)性(xing)能(neng)和(he)材料(liao)的(de)工(gong)藝(yi)性(xing)能(neng)等(deng)方面的(de)知識。
2. 材料的(de)選擇
當然是選擇成本(ben)最(zui)(zui)低而又滿(man)足最(zui)(zui)低使(shi)(shi)用(yong)性能(neng)的材(cai)(cai)料(liao)，這是價值工程在材(cai)(cai)料(liao)問題上的應用(yong)，也是個多目標的決策問題。材(cai)(cai)料(liao)要選用(yong)成本(ben)低廉的，并(bing)能(neng)滿(man)足最(zui)(zui)低使(shi)(shi)用(yong)性能(neng)要求材(cai)(cai)料(liao)的，也就是性價比最(zui)(zui)高(gao)的材(cai)(cai)料(liao)。
適應科技(ji)、社會(hui)和(he)市場(chang)的(de)(de)(de)發展，選擇材料，這是帶(dai)戰略(lve)性(xing)的(de)(de)(de)選材問題(ti)。例如，最新科技(ji)成果的(de)(de)(de)應用(yong)；社會(hui)條件的(de)(de)(de)限制，如資源和(he)環保的(de)(de)(de)限制；市場(chang)預測，消費者(zhe)對(dui)(dui)產品式樣的(de)(de)(de)喜(xi)好(hao)和(he)購買力影響(xiang)了產品的(de)(de)(de)檔次，從而影響(xiang)了對(dui)(dui)材料的(de)(de)(de)選用(yong)，這些問題(ti)有賴于(yu)對(dui)(dui)市場(chang)要求的(de)(de)(de)判斷，涉及心理(li)學、技(ji)術美學、預測學等方面知(zhi)識。
不(bu)銹鋼的(de)選(xuan)用不(bu)可避免地會遇(yu)到上(shang)(shang)述(shu)問(wen)題。綜上(shang)(shang)所述(shu)，不(bu)銹鋼的(de)選(xuan)用是(shi)一(yi)種較為(wei)復(fu)雜的(de)判斷問(wen)題，特別是(shi)大宗不(bu)銹鋼的(de)選(xuan)用，需要應(ying)用材(cai)料(liao)系(xi)統中決策方面技術，即在(zai)明確問(wen)題的(de)基礎上(shang)(shang)，然后(hou)分析問(wen)題，最(zui)后(hou)提出選(xuan)用方案。
二、材料選擇的步驟(zou)
不(bu)銹鋼材料(liao)(liao)選擇應遵循(xun)的順序是：使用條件評價→設計評價→材料(liao)(liao)選擇→材料(liao)(liao)成本評價→相(xiang)關規范。
選用不(bu)(bu)銹(xiu)鋼時，首先要明確使用環(huan)境對不(bu)(bu)銹(xiu)鋼的要求(qiu)，即(ji)耐(nai)腐蝕性、耐(nai)熱性及機(ji)械性能等(deng)；其次才是考查(cha)綜合成本(ben)(ben)。例如，包括原材料成本(ben)(ben)、加工(gong)成本(ben)(ben)和(he)(he)廢(fei)品等(deng)。當較為便宜的不(bu)(bu)銹(xiu)鋼，具有上述所需(xu)的性能的，無疑(yi)選用便宜的不(bu)(bu)銹(xiu)鋼是最佳選擇(ze)。如果用量非常大時，專門(men)為此設計一(yi)新鋼種，來(lai)滿(man)足需(xu)要，那也值(zhi)得(de)和(he)(he)合算的。
1. 材料使用條件的評價
材料選擇(ze)的(de)第(di)一步是全面評(ping)價由所選用(yong)的(de)不銹鋼材料制(zhi)作成的(de)零部件(jian)在工藝環(huan)境和設備的(de)使(shi)(shi)用(yong)條件(jian)下，能否滿足如使(shi)(shi)用(yong)溫度、壓力(li)和流體的(de)狀態的(de)要(yao)求(qiu)。為此(ci)需要(yao)掌(zhang)握如下的(de)工藝數(shu)據。
①. 使用環境-操作介質的(de)性質和(he)成分、水的(de)化學性質、蒸(zheng)汽質量、溶液的(de)組分及濃(nong)度、傳(chuan)導率、pH值(zhi)、通(tong)風、雜質等。
②. 壓力-平均值(zhi)和范圍，恒定或(huo)交替變(bian)化，內部(bu)載荷或(huo)外部(bu)載荷。
③. 溫度-平均值和范圍，恒定或變量，熱(re)梯度和熱(re)振動。
④. 速(su)度-流動速(su)率，線性速(su)度，名義速(su)度和范圍(wei)，攪(jiao)動程(cheng)度，湍流等。
要想選擇(ze)滿(man)意的(de)材料(liao)性(xing)能，除了使用溫度和壓(ya)力外，還必須考慮其他因(yin)素，如啟動和關閉、間(jian)歇操作、瞬時現象、壓(ya)力沖擊及系統的(de)瞬間(jian)失效(xiao)。
2. 設計(ji)的評價
使用條件(jian)評價完之后(hou)，隨之其(qi)后(hou)，則(ze)需要(yao)依據(ju)材(cai)(cai)料考慮(lv)設(she)(she)備設(she)(she)計和各(ge)(ge)種零部(bu)件(jian)的類型、尺寸、配合和服役期(qi)間的臨界狀態。同時(shi)還要(yao)根據(ju)所選用的材(cai)(cai)料考慮(lv)各(ge)(ge)種加工制造技術(shu)的可行(xing)性，如(ru)鍛(duan)造、冷(leng)熱成形、機加工和焊接等(deng)。
3. 材(cai)料(liao)的(de)評估
材料的評(ping)估包括(kuo)材料的性能和冶金(jin)方(fang)面(mian)的試驗(yan)(yan)，含金(jin)屬(shu)連接在(zai)內的加工性的檢測以及在(zai)實(shi)驗(yan)(yan)室和現場(chang)試驗(yan)(yan)中(zhong)材料的適(shi)用性。材料的耐(nai)蝕性評(ping)估將進一步討(tao)論。
a. 材料(liao)試驗
除了(le)用化學分析檢(jian)(jian)查(cha)材料(liao)(liao)的(de)(de)成分以(yi)外，通常對(dui)所選(xuan)定(ding)試(shi)(shi)(shi)(shi)樣進(jin)行(xing)表(biao)觀檢(jian)(jian)查(cha)和力(li)學試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)以(yi)及確(que)定(ding)原材料(liao)(liao)是否滿足每個(ge)規定(ding)的(de)(de)要求。另外需要對(dui)焊(han)(han)接(jie)(jie)試(shi)(shi)(shi)(shi)樣進(jin)行(xing)試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)以(yi)評(ping)定(ding)焊(han)(han)接(jie)(jie)質量(liang)。其中力(li)學試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)有拉伸試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)、彎曲試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)、沖(chong)擊試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)等(deng)。材料(liao)(liao)截面試(shi)(shi)(shi)(shi)樣的(de)(de)金(jin)相檢(jian)(jian)查(cha)提(ti)供(gong)含夾(jia)雜物材料(liao)(liao)與純凈度相關的(de)(de)信(xin)息，并提(ti)供(gong)金(jin)相結構及晶粒尺寸(cun)。對(dui)于焊(han)(han)接(jie)(jie)部位，類似的(de)(de)檢(jian)(jian)查(cha)可以(yi)檢(jian)(jian)驗(yan)出焊(han)(han)接(jie)(jie)缺陷(xian)，如夾(jia)雜物、孔隙度、裂紋及不(bu)符(fu)合要求的(de)(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)技術等(deng)。這些(xie)試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)對(dui)材料(liao)(liao)本身是典型的(de)(de)破壞性試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)。
b. 材(cai)料耐(nai)蝕性的評估和選(xuan)擇
材料的選用(yong)，愈來愈習慣用(yong)模擬環境試(shi)(shi)驗(yan)的數據作為依據來選擇(ze)材料以防止(zhi)腐蝕，包(bao)括高溫腐蝕。這(zhe)些(xie)試(shi)(shi)驗(yan)包(bao)括：腐蝕掛(gua)片試(shi)(shi)驗(yan)；熱質量(liang)分析(xi)（TGA）；動(dong)態燃燒室(shi)的研究；熱循環；實(shi)驗(yan)室(shi)玻璃器皿的試(shi)(shi)驗(yan)；現場試(shi)(shi)驗(yan)。
c. 材(cai)料的功能要求
①. 強度(du)
強(qiang)(qiang)度(du)包(bao)括多個力學性能，最常用來指拉伸(shen)強(qiang)(qiang)度(du)和屈服強(qiang)(qiang)度(du)。可以利用應(ying)力-應(ying)變曲線來理解(jie)它們(men)。其他相關的強(qiang)(qiang)度(du)還包(bao)括壓縮、彎曲、剪切和扭轉強(qiang)(qiang)度(du)。在(zai)條件許(xu)可情(qing)況下最好使(shi)用高強(qiang)(qiang)度(du)的材料以減少零件的厚度(du)。
②. 疲勞強(qiang)度
疲勞(lao)是指由(you)循(xun)(xun)環(huan)應(ying)力造成金(jin)屬(shu)斷(duan)裂的失(shi)(shi)效。常(chang)見的例(li)子包括遠低于(yu)(yu)拉伸強度的速變應(ying)力。當應(ying)力增大時，引起失(shi)(shi)效所(suo)需(xu)要的循(xun)(xun)環(huan)次(ci)數就減少。習慣上繪制金(jin)屬(shu)應(ying)力和循(xun)(xun)環(huan)次(ci)數曲線（S-N），如圖4-3所(suo)示。曲線由(you)應(ying)力相(xiang)對于(yu)(yu)循(xun)(xun)環(huan)次(ci)數的對數來描(miao)繪。對于(yu)(yu)一個(ge)給(gei)定的較(jiao)大循(xun)(xun)環(huan)次(ci)數，通(tong)常(chang)在(zai)低于(yu)(yu)某應(ying)力值的情(qing)況下不發生(sheng)失(shi)(shi)效，這個(ge)應(ying)力值就稱為疲勞(lao)極限(xian)。因(yin)為以保持(chi)正常(chang)的應(ying)力不高于(yu)(yu)疲勞(lao)極限(xian)的應(ying)力防止變形(xing)和斷(duan)裂，所(suo)以疲勞(lao)失(shi)(shi)效幾乎總是伴隨著突變、缺口、沖擊(ji)、殘余應(ying)力的存在(zai)而發生(sheng)。
疲(pi)(pi)勞失效常常發生在焊接(jie)接(jie)頭，因為采用焊接(jie)接(jie)頭，這樣的(de)(de)設(she)計(ji)會出現明顯的(de)(de)應(ying)(ying)力集中效應(ying)(ying)。有利(li)于耐疲(pi)(pi)勞的(de)(de)材(cai)(cai)料特性(xing)和(he)(he)設(she)計(ji)特性(xing)有，利(li)用合金化(hua)或熱處理(li)來提(ti)高拉伸強度；減少工件的(de)(de)厚度，使用拋光(guang)表(biao)面(mian)，降(jiang)低設(she)計(ji)應(ying)(ying)力，細化(hua)材(cai)(cai)料的(de)(de)晶粒尺寸，消除材(cai)(cai)料的(de)(de)冶金缺陷和(he)(he)殘(can)余應(ying)(ying)力，減輕表(biao)面(mian)存在壓(ya)應(ying)(ying)力，減少助長(chang)腐蝕和(he)(he)疲(pi)(pi)勞的(de)(de)環境，并且(qie)采用金屬覆蓋層，如(ru)Cr、Ni或Cd（鎘）鍍(du)層，這是(shi)因為鍍(du)層中的(de)(de)微裂紋有可能(neng)會降(jiang)低疲(pi)(pi)勞強度。
③. 脆性斷裂(lie)
脆性(xing)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)是在低(di)于(yu)屈(qu)服(fu)強(qiang)度的正常(chang)應(ying)力下，由(you)于(yu)裂(lie)(lie)紋(wen)的快速擴展而造成的失(shi)效。絕(jue)大(da)多數的脆性(xing)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)發(fa)(fa)(fa)生(sheng)在具有體(ti)心立方(fang)（bcc）晶(jing)格結構(gou)的金(jin)屬中，特別是鐵素體(ti)不銹鋼(gang)，不僅(jin)在低(di)于(yu)臨(lin)界拉伸強(qiang)度，甚至低(di)于(yu)屈(qu)服(fu)強(qiang)度的情(qing)況下就(jiu)會發(fa)(fa)(fa)生(sheng)完全的斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)。鋼(gang)發(fa)(fa)(fa)生(sheng)脆性(xing)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)的條件(jian)如下：本身(shen)存在缺陷；缺陷處存在殘余拉伸應(ying)力與工作(zuo)載荷(he)引起(qi)的拉伸應(ying)力的交匯(hui)，如果應(ying)力是三維(wei)方(fang)向就(jiu)更(geng)為嚴重(zhong)；足夠低(di)的溫(wen)度；還原處理、成分(fen)、軋制操(cao)作(zuo)和(he)后(hou)續的熱處理等冶金(jin)因素；韌性(xing)；蠕變；耐熱性(xing)；熱和(he)腐(fu)(fu)蝕；耐蝕性(xing)；氫(qing)腐(fu)(fu)蝕；加工性(xing)。
④. 韌性
材料的韌性(xing)(xing)就是指材料斷(duan)裂之前吸(xi)收(shou)能量和塑性(xing)(xing)變形的能力，韌性(xing)(xing)是用材料成形和斷(duan)裂期間吸(xi)收(shou)的能量來衡(heng)量的。它是最重要(yao)的低溫(wen)力學(xue)性(xing)(xing)能而(er)不是強度。缺口的韌性(xing)(xing)受化(hua)學(xue)成分(fen)、微(wei)觀組織(zhi)、晶粒尺寸、晶粒生長的模(mo)式、截面(mian)尺寸、冷熱加工的溫(wen)度、加工方法和表面(mian)狀況如滲碳(tan)和脫碳(tan)等影響。
基本試驗(yan)(yan)：最(zui)普通的(de)(de)韌(ren)性(xing)(xing)試驗(yan)(yan)是采(cai)用(yong)帶缺口的(de)(de)試樣(yang)，通常通過沖擊試驗(yan)(yan)測量缺口韌(ren)性(xing)(xing)，或在(zai)相對較低的(de)(de)應變速率下測量斷裂韌(ren)性(xing)(xing)。沖擊試驗(yan)(yan)可(ke)揭(jie)示(shi)材料的(de)(de)低溫強度、韌(ren)性(xing)(xing)不足和脆性(xing)(xing)，這些(xie)試驗(yan)(yan)特別適合鐵素體材料，可(ke)以顯(xian)示(shi)韌(ren)性(xing)(xing)向脆性(xing)(xing)的(de)(de)轉變。
⑤. 耐蝕(shi)性
金(jin)屬和合金(jin)的(de)(de)破壞大多是由腐蝕(shi)造(zao)成(cheng)的(de)(de)。實際(ji)上(shang)對于所有包(bao)含一系列基本操作的(de)(de)工藝過程(cheng)來說，設(she)備、換(huan)熱器、管(guan)道構件或其他系統(tong)構件的(de)(de)失效就(jiu)意味著停(ting)工、昂貴的(de)(de)維修和更換(huan)構件，因此壓力容器和換(huan)熱器的(de)(de)結構材料應該在使用環境中具有合適的(de)(de)腐蝕(shi)速(su)率(lv)。另(ling)外(wai)注意由周圍氣氛引起的(de)(de)腐蝕(shi)。
d. 根據耐蝕性的條件來選擇材料良(liang)好的搭配(pei)
在選擇材料時有幾種金屬與環境的搭配是非常恰當和合適的。這些搭配通常表現為，在最低的成本下獲得最高的耐蝕性，應該給予考慮。這些搭配有：碳鋼→濃H2SO4；不銹鋼→HNO3；Cu-Ni-Mo鋼→海水或鹽水；超級鐵素體鋼→海水的搭配。
e. 腐蝕失效
盡管材(cai)料選擇已經是十分認真(zhen)了(le)(le)，并且有(you)時還進一(yi)步采(cai)用(yong)了(le)(le)防腐(fu)蝕(shi)方法，但(dan)少(shao)數意(yi)外(wai)的失(shi)效總還會發生(sheng)。導致意(yi)外(wai)腐(fu)蝕(shi)失(shi)效的原因可能為以下一(yi)種(zhong)(zhong)或幾種(zhong)(zhong)：使用(yong)了(le)(le)帶(dai)有(you)缺(que)陷(xian)的材(cai)料；設(she)計(ji)不合理；不正常的操(cao)作；制造不當(dang)和(he)檢驗不充分；維(wei)護不適當(dang)。所以采(cai)取一(yi)定的預防措施，是避免(mian)腐(fu)蝕(shi)失(shi)效發生(sheng)的有(you)效辦法。
f. 氫腐(fu)蝕
氫腐(fu)蝕是在高(gao)于220～243℃溫度的(de)含(han)氫環(huan)境中，碳鋼(gang)(gang)和低合金鋼(gang)(gang)的(de)損傷機(ji)制，一般(ban)不被人們所(suo)關(guan)注。室溫下(xia)鋼(gang)(gang)制容器當然是可以(yi)處理高(gao)壓氫的(de)。但在較(jiao)高(gao)的(de)溫度下(xia)，氫能擴散到鋼(gang)(gang)中與碳原子反應生成(cheng)甲烷氣體
2H2+FeC→CH4+Fe
高溫高壓下，氫能夠與間隙固溶體中(zhong)的(de)碳(tan)反(fan)應，導致初始脫(tuo)碳(tan)，接著在晶界產生不穩定的(de)碳(tan)化(hua)物，形成甲(jia)烷氣泡。由于甲(jia)烷不能從鋼(gang)中(zhong)擴散(san)出去，它的(de)積聚引(yin)起開裂和(he)鼓泡，從而使鋼(gang)材(cai)失(shi)去韌性(xing)導致最(zui)終失(shi)效。解決(jue)這個(ge)問題就需要穩定鋼(gang)中(zhong)的(de)碳(tan)化(hua)物組成、形態和(he)分布。
氫(qing)(qing)腐蝕(shi)的(de)(de)防護。根據實際(ji)經(jing)驗防止氫(qing)(qing)腐蝕(shi)的(de)(de)唯(wei)一(yi)可(ke)行的(de)(de)方法(fa)，就是使用耐這種(zhong)破壞(huai)形(xing)式的(de)(de)鋼(gang)。因為所有的(de)(de)奧氏體不銹鋼(gang)都含有高Cr，穩定了鋼(gang)中的(de)(de)碳化物組成(cheng)、形(xing)態和分布，所以耐高溫氫(qing)(qing)損傷。因此(ci)，作為另一(yi)種(zhong)防腐蝕(shi)措施，通常在低合金鋼(gang)容器的(de)(de)內表面襯一(yi)層不銹鋼(gang)，是一(yi)個經(jing)濟(ji)實用的(de)(de)選(xuan)擇。
g. 加工性
加工(gong)(gong)性包括成形、機加工(gong)(gong)、與其他金屬連(lian)接(jie)的(de)(de)(de)焊(han)接(jie)工(gong)(gong)藝及焊(han)后熱處理(li)的(de)(de)(de)難(nan)易性。并不是(shi)所有的(de)(de)(de)加工(gong)(gong)車間在技術(shu)上都有能力(li)正確地處理(li)較復雜的(de)(de)(de)材(cai)料(liao)。因此用戶要(yao)了(le)解加工(gong)(gong)者(zhe)的(de)(de)(de)能力(li)，這是(shi)最(zui)基本的(de)(de)(de)。另外，先進(jin)加工(gong)(gong)技術(shu)需要(yao)更高級的(de)(de)(de)檢驗標準來(lai)判斷加工(gong)(gong)是(shi)否(fou)符合要(yao)求。
4. 成本核算
在(zai)材料的(de)(de)選(xuan)擇中，選(xuan)用(yong)是實(shi)用(yong)性和成(cheng)本(ben)兩矛盾統一(yi)的(de)(de)最終(zhong)結果(guo)，可用(yong)性價(jia)比來(lai)表示。
人們常說(shuo)“物(wu)(wu)美(mei)價(jia)廉”和“優質優價(jia)”，這分別(bie)是材(cai)料(liao)消(xiao)費(fei)者(zhe)和材(cai)料(liao)生產(chan)(chan)者(zhe)各自傾向(xiang)性(xing)的愿望(wang)，材(cai)料(liao)消(xiao)費(fei)者(zhe)希望(wang)自己所選用的材(cai)料(liao)是“物(wu)(wu)美(mei)價(jia)廉”的；材(cai)料(liao)生產(chan)(chan)者(zhe)希望(wang)自己的產(chan)(chan)品能夠“優質優價(jia)”，但只有(you)雙方(fang)都(dou)有(you)經濟效益(yi)，方(fang)能使整個社會(hui)有(you)效益(yi)。
以(yi)選(xuan)用耐(nai)腐蝕(shi)不銹鋼為例，如(ru)果(guo)不考慮其他因素，選(xuan)擇材料(liao)時應考慮下面(mian)兩個方(fang)面(mian)，一是(shi)最低(di)的成本(ben)，即選(xuan)擇低(di)成本(ben)的材料(liao)，并定期(qi)更換(huan)或采取防腐措施；二是(shi)高成本(ben)腐蝕(shi)最小(xiao)，也(ye)就(jiu)是(shi)不考慮成本(ben)，而(er)選(xuan)擇最昂貴耐(nai)腐蝕(shi)的材料(liao)，其結果(guo)是(shi)使用周期(qi)長，可以(yi)免于頻繁地維(wei)修。
在廉價(jia)材(cai)料與高(gao)價(jia)材(cai)料之間(jian)，一般會(hui)(hui)認為選用(yong)高(gao)級的(de)(de)結(jie)構材(cai)料產(chan)(chan)品，成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)一定是較高(gao)的(de)(de)，因(yin)而(er)制(zhi)造商(shang)會(hui)(hui)刻意(yi)選擇廉價(jia)低(di)(di)成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)的(de)(de)材(cai)料，以(yi)求(qiu)用(yong)最低(di)(di)的(de)(de)生產(chan)(chan)成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)，獲得競爭性(xing)(xing)的(de)(de)產(chan)(chan)品標價(jia)。然而(er)這種做法(fa)并不完全是正確(que)的(de)(de)。因(yin)為，提高(gao)材(cai)料的(de)(de)工藝性(xing)(xing)能(neng)，通常會(hui)(hui)提高(gao)單(dan)位(wei)質量(liang)的(de)(de)費用(yong)。選用(yong)性(xing)(xing)能(neng)好的(de)(de)材(cai)料，雖然材(cai)料成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)高(gao)一些，但就整(zheng)個(ge)設備的(de)(de)總體(ti)費用(yong)而(er)言往(wang)往(wang)會(hui)(hui)低(di)(di)一些。因(yin)此(ci)，由于下列(lie)因(yin)素，使節省成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)成(cheng)(cheng)為可能(neng)。
①. 需要較少的材料；
②. 較(jiao)短(duan)的熱處理周期；
③. 較少的(de)焊接時間(jian)和較少的(de)焊接填(tian)充材料；
④. 較低的運費；
⑤. 在(zai)運輸和(he)安裝過程中，現場(chang)的處理要求更簡單。
5. 使用過程中可能(neng)的失效模式和破壞形式
在使(shi)用過程中(zhong)發生(sheng)的(de)(de)(de)失(shi)(shi)(shi)效可能源于(yu)材料(liao)的(de)(de)(de)使(shi)用應力高(gao)于(yu)安(an)全應力而引起的(de)(de)(de)過載(zai)或者在應力集中(zhong)處(chu)產生(sheng)的(de)(de)(de)局部變(bian)(bian)形(xing)(xing)。大(da)多數情況(kuang)下(xia)失(shi)(shi)(shi)效模(mo)式取決于(yu)材料(liao)在最終狀態下(xia)的(de)(de)(de)性(xing)(xing)能。如(ru)承壓(ya)下(xia)的(de)(de)(de)失(shi)(shi)(shi)效模(mo)式可能是：過度的(de)(de)(de)彈(dan)性(xing)(xing)變(bian)(bian)形(xing)(xing)和(he)彈(dan)性(xing)(xing)失(shi)(shi)(shi)穩；塑性(xing)(xing)失(shi)(shi)(shi)穩，變(bian)(bian)形(xing)(xing)和(he)破(po)裂；脆性(xing)(xing)斷裂；疲勞失(shi)(shi)(shi)效；蠕變(bian)(bian)變(bian)(bian)形(xing)(xing)和(he)蠕變(bian)(bian)破(po)壞；環境(jing)破(po)壞如(ru)腐蝕和(he)氫損傷。
大部(bu)分使用中(zhong)(zhong)的(de)失效涉(she)及在(zai)(zai)應(ying)(ying)力(li)集中(zhong)(zhong)區(qu)缺陷處裂(lie)(lie)紋的(de)萌生。在(zai)(zai)焊接結構中(zhong)(zhong)，焊接缺陷是相當普遍(bian)的(de)，甚至是不(bu)可(ke)避(bi)(bi)免(mian)(mian)的(de)。因(yin)此不(bu)僅在(zai)(zai)設(she)計中(zhong)(zhong)要防(fang)止(zhi)過載，而且(qie)要避(bi)(bi)免(mian)(mian)由脆(cui)性(xing)(xing)斷裂(lie)(lie)、疲勞、蠕變和(he)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)可(ke)能引(yin)起(qi)的(de)低應(ying)(ying)力(li)失效。通過材(cai)料(liao)的(de)選(xuan)擇以及限制主應(ying)(ying)力(li)加二次應(ying)(ying)力(li)來(lai)(lai)避(bi)(bi)免(mian)(mian)過度的(de)彈(dan)性(xing)(xing)變形和(he)彈(dan)性(xing)(xing)失穩(wen)；通過限制主應(ying)(ying)力(li)加二次應(ying)(ying)力(li)來(lai)(lai)避(bi)(bi)免(mian)(mian)塑性(xing)(xing)失穩(wen)；通過正確地選(xuan)材(cai)、制造、檢驗、檢查斷口韌(ren)性(xing)(xing)等來(lai)(lai)避(bi)(bi)免(mian)(mian)脆(cui)性(xing)(xing)斷裂(lie)(lie)。在(zai)(zai)壓力(li)容器和(he)換熱器中(zhong)(zhong)很少出現由普遍(bian)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)引(yin)起(qi)的(de)失效，因(yin)為設(she)計者(zhe)意識到普遍(bian)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)的(de)可(ke)能，并通常采(cai)用腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)裕(yu)量或選(xuan)擇耐腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)的(de)材(cai)料(liao)。然而，某些(xie)環境中(zhong)(zhong)可(ke)能發生應(ying)(ying)力(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)開裂(lie)(lie)，在(zai)(zai)設(she)計和(he)選(xuan)材(cai)時應(ying)(ying)避(bi)(bi)免(mian)(mian)可(ke)能發生這種(zhong)失效。
6. 設(she)備的設(she)計(ji)特性
a. 維修(xiu)
為了使設(she)備(bei)(bei)(bei)便于(yu)維(wei)修，在設(she)計階(jie)段就應該(gai)很好(hao)的(de)(de)(de)了解設(she)備(bei)(bei)(bei)的(de)(de)(de)特(te)定環境和特(te)殊(shu)要求。在設(she)計中(zhong)必須(xu)考慮(lv)的(de)(de)(de)一些與維(wei)修相關的(de)(de)(de)項目(mu)，包括更(geng)換某些構件所(suo)需(xu)的(de)(de)(de)拉動(dong)空間(jian)，如拉動(dong)熱交換器的(de)(de)(de)管束所(suo)需(xu)的(de)(de)(de)空間(jian)等，裝卸材料的(de)(de)(de)設(she)備(bei)(bei)(bei)，預定的(de)(de)(de)清理(li)方(fang)法和所(suo)需(xu)的(de)(de)(de)設(she)備(bei)(bei)(bei)，容易(yi)更(geng)換構件，監控腐蝕和積垢(gou)的(de)(de)(de)能力，現場(chang)焊接的(de)(de)(de)設(she)備(bei)(bei)(bei)以及停工期檢(jian)查的(de)(de)(de)設(she)備(bei)(bei)(bei)和可用性。
b. 安全(quan)保險的特性
安(an)(an)全(quan)保(bao)險(xian)的(de)(de)(de)(de)設計(ji)概念(nian)不僅(jin)要(yao)清楚(chu)地認(ren)識到制(zhi)造的(de)(de)(de)(de)局限性，而(er)且要(yao)為(wei)操作提(ti)供較大(da)的(de)(de)(de)(de)安(an)(an)全(quan)空間，這個概念(nian)與(yu)(yu)斷裂(lie)(lie)(lie)力學的(de)(de)(de)(de)研(yan)究相(xiang)關。在(zai)設計(ji)一個設備的(de)(de)(de)(de)各個部分時要(yao)有(you)安(an)(an)全(quan)保(bao)險(xian)的(de)(de)(de)(de)特性，一般按下(xia)列幾個方面考慮：判斷結(jie)構(gou)中疲勞裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)可(ke)(ke)能擴展的(de)(de)(de)(de)點；確(que)定(ding)可(ke)(ke)能有(you)的(de)(de)(de)(de)最(zui)小裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)尺(chi)(chi)寸(cun)；確(que)定(ding)可(ke)(ke)能有(you)的(de)(de)(de)(de)最(zui)大(da)裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)尺(chi)(chi)寸(cun)，該(gai)尺(chi)(chi)寸(cun)與(yu)(yu)最(zui)大(da)破壞程度及(ji)可(ke)(ke)能有(you)的(de)(de)(de)(de)最(zui)小裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)與(yu)(yu)臨界裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)尺(chi)(chi)寸(cun)之間的(de)(de)(de)(de)載荷相(xiang)關。
c. 檢查的通(tong)道
壓力容(rong)器的設(she)計應(ying)該提(ti)供(gong)檢(jian)驗人員進(jin)入容(rong)器檢(jian)查腐(fu)蝕損(sun)傷的通(tong)道(dao)。有(you)(you)足夠(gou)的直徑讓人進(jin)入的容(rong)器應(ying)該有(you)(you)可移動的內(nei)部構件，以允許進(jin)入人員通(tong)向容(rong)器的所(suo)有(you)(you)部位(wei)。
d. 安(an)全(quan)性
壓(ya)力(li)容(rong)(rong)器(qi)和(he)換熱器(qi)的(de)安(an)全操作(zuo)需要保守的(de)設計和(he)標(biao)準指定的(de)習(xi)慣(guan)做法，并(bing)使用規范、標(biao)準中(zhong)所(suo)許可的(de)材(cai)料。對換熱器(qi)和(he)壓(ya)力(li)容(rong)(rong)器(qi)，視安(an)全性(xing)壓(ya)倒一切的(de)原因是避(bi)免可能對人類、經濟和(he)環境(jing)等(deng)方面產生災難性(xing)的(de)失效。為了(le)確保安(an)全，應該按照設計精確地制造設備并(bing)充(chong)分(fen)地監督檢查，以保證和(he)設計規范相符。同時要正(zheng)確使用和(he)操作(zuo)設備。
e. 設備壽命
為(wei)了獲得(de)投資帶來的(de)(de)(de)(de)(de)(de)利(li)潤(run)，也為(wei)了使(shi)(shi)生產連續地進行(xing)，設(she)備構件(jian)及(ji)設(she)備本身(shen)應(ying)該具有適當的(de)(de)(de)(de)(de)(de)壽(shou)命。構件(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)壽(shou)命取(qu)決于(yu)設(she)計(ji)(ji)、結構材料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)性能和它們與使(shi)(shi)用(yong)環境之間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)相互作(zuo)用(yong)以及(ji)制造和檢(jian)查的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影響，還包括操作(zuo)、維修等(deng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影響。為(wei)了獲得(de)滿意的(de)(de)(de)(de)(de)(de)壽(shou)命，設(she)備的(de)(de)(de)(de)(de)(de)結構材料(liao)要(yao)(yao)承受住設(she)計(ji)(ji)應(ying)力、磨損、使(shi)(shi)用(yong)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)。在設(she)計(ji)(ji)階段，腐(fu)蝕(shi)(shi)問題同其他的(de)(de)(de)(de)(de)(de)操作(zuo)條件(jian)和設(she)計(ji)(ji)參數(shu)如壓(ya)力、溫度和速(su)度一(yi)樣重要(yao)(yao)。為(wei)了獲得(de)最佳的(de)(de)(de)(de)(de)(de)使(shi)(shi)用(yong)壽(shou)命，不銹鋼選材要(yao)(yao)基于(yu)耐腐(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)觀(guan)點。要(yao)(yao)向材料(liao)供應(ying)商索(suo)取(qu)簡明(ming)而(er)清晰的(de)(de)(de)(de)(de)(de)材料(liao)質量保證書(shu)面說(shuo)明(ming)，確(que)保供應(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)材料(liao)正確(que)。設(she)計(ji)(ji)說(shuo)明(ming)書(shu)內要(yao)(yao)有材料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐蝕(shi)(shi)性。
f. 構件(jian)壽命
以(yi)熱交(jiao)(jiao)換(huan)器(qi)為(wei)例，熱交(jiao)(jiao)換(huan)器(qi)的(de)殼體、管(guan)箱和管(guan)板應該被設計(ji)至少使(shi)用10年或是原(yuan)有管(guan)束(shu)(shu)的(de)壽(shou)命另加(jia)兩(liang)個更換(huan)管(guan)束(shu)(shu)的(de)周期。選擇(ze)的(de)初始管(guan)子應該至少使(shi)用兩(liang)個運轉周期或5年，除非個別特殊環境的(de)熱交(jiao)(jiao)換(huan)器(qi)，可(ke)能(neng)是只有較短的(de)預期壽(shou)命。可(ke)是，這(zhe)些規定(ding)不適(shi)用于核能(neng)熱交(jiao)(jiao)換(huan)器(qi)和壓力容器(qi)。
由(you)于不銹(xiu)鋼(gang)(gang)類型(xing)多，列入標準的(de)(de)(de)牌(pai)號多達一(yi)(yi)百多種(zhong)，同時還有大(da)量廣泛使用(yong)的(de)(de)(de)非標準牌(pai)號，每一(yi)(yi)種(zhong)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)都有自己特(te)定的(de)(de)(de)性能(neng)、功能(neng)和(he)使用(yong)范圍。因此，正確、恰當地選擇合適的(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)種(zhong)難度很大(da)。這是因為(wei)它涉(she)及(ji)的(de)(de)(de)材料學、腐蝕(shi)學以(yi)(yi)及(ji)工(gong)程學等多種(zhong)學科(ke)的(de)(de)(de)專門知識。除此以(yi)(yi)外，工(gong)程經驗(yan)是合理(li)選用(yong)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)不可缺少的(de)(de)(de)重(zhong)要條件。
通(tong)過合(he)理地(di)選擇、正確(que)使用(yong)，使不銹(xiu)鋼材料的特性(xing)和功能(neng)，在(zai)使用(yong)中(zhong)得到充分體(ti)現和發揮，進(jin)而延長不銹(xiu)鋼零部件(jian)的使用(yong)壽命(ming)，
保證不銹(xiu)鋼零部件、模具和(he)機械設備的高精(jing)度。這正(zheng)是不銹(xiu)鋼工作者應盡的職責。
三、性能選材法(fa)
性能(neng)(neng)選(xuan)用法(fa)包括使用性能(neng)(neng)和工(gong)藝性能(neng)(neng)。
1. 使用性(xing)能
人們一(yi)般慣于從(cong)各種材(cai)料手冊中查閱和比較各種材(cai)料的性(xing)能，然后選用。近年來，由于計算(suan)機的普遍應用，已將這些性(xing)能匯編(bian)為數據庫，便于檢索和專家系(xi)統(tong)調用。
若有(you)兩種(zhong)主要(yao)性能時(shi)，則可(ke)應用“坐標分類法”進(jin)行(xing)篩選。
各種等級的不銹鋼，廣泛用于工業、農業和日常生活當中。以下面常用不銹鋼的耐腐蝕性能和抗氧化性能為例，按耐腐蝕性能或抗氧化性能依次下降的順序排列為：12Cr16Ni35（330）、20Cr25Ni20(310)、16Cr23Ni13 (309)、06Cr17Ni12Mo2 (316)、022Cr19Ni10(304L)、06Cr19Ni10(304)、12Cr17Ni7 (301)、12Cr17Mn6Ni5N(201)、10Cr17Mo(434)、10Cr17(430)、06Cr11Ti(409)。
為了確保使(shi)用(yong)性能和使(shi)用(yong)安全(quan)，選用(yong)時可以(yi)提高一級或(huo)幾級使(shi)用(yong)。已經使(shi)用(yong)10Cr17（17％Cr）型(xing)的(de)地方可以(yi)使(shi)用(yong)Cr-Ni鋼18-8型(xing)，已經使(shi)用(yong)06Cr11Ti型(xing)的(de)地方有時也(ye)可用(yong)10Cr17型(xing)。另(ling)外還(huan)許多在成分方面的(de)改(gai)型(xing)鋼種并沒(mei)有在上(shang)述表示出來。
2. 工藝性能
前面的有關章(zhang)節已經介紹了不銹鋼焊(han)接性、切削性、熱加(jia)工性及深沖性等工藝性能，可(ke)參(can)閱。
在使(shi)用性(xing)(xing)能(neng)(neng)滿足要(yao)求后(hou)，工(gong)(gong)藝性(xing)(xing)能(neng)(neng)選(xuan)(xuan)材時，關注點主(zhu)要(yao)是加(jia)工(gong)(gong)性(xing)(xing)能(neng)(neng)和加(jia)工(gong)(gong)成本。即在較(jiao)低(di)的(de)加(jia)工(gong)(gong)成本下(xia)完成加(jia)工(gong)(gong)的(de)可行性(xing)(xing)。當所(suo)選(xuan)(xuan)材料的(de)使(shi)用性(xing)(xing)能(neng)(neng)，能(neng)(neng)滿足要(yao)求，但不(bu)能(neng)(neng)加(jia)工(gong)(gong)或加(jia)工(gong)(gong)費用太高而不(bu)能(neng)(neng)承受時，可以選(xuan)(xuan)用較(jiao)高一級不(bu)銹鋼種(zhong)。
3. 性(xing)能遞(di)增選材法
不(bu)銹鋼(gang)(gang)的類型和(he)鋼(gang)(gang)種繁(fan)(fan)多(duo)，性能各異，但(dan)也有略(lve)同(tong)的。不(bu)銹鋼(gang)(gang)的牌(pai)號繁(fan)(fan)多(duo)，多(duo)達數百(bai)種；雖說牌(pai)號有數百(bai)種，但(dan)總可以歸(gui)集為，
奧(ao)氏體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)、馬氏體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)、鐵素體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)、雙相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)和沉淀硬(ying)化不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)五(wu)大(da)類(lei)(lei)。同類(lei)(lei)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)性(xing)能多有相(xiang)(xiang)(xiang)似(si)或相(xiang)(xiang)(xiang)近之處(chu)，為了(le)便于(yu)選擇不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)，可按使用性(xing)能及工藝性(xing)能，在不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的五(wu)大(da)類(lei)(lei)型中(zhong)(zhong)選定一類(lei)(lei)，在選定的一類(lei)(lei)中(zhong)(zhong)再確定一個鋼(gang)(gang)種，這樣范圍就大(da)大(da)縮(suo)小了(le)許多。隨(sui)著性(xing)能的遞(di)增，范圍逐(zhu)步遞(di)減，要選擇的鋼(gang)(gang)種就會出現。
四(si)、成本(ben)選材法
成(cheng)(cheng)本(ben)選(xuan)(xuan)材(cai)法的成(cheng)(cheng)本(ben)，包括有(you)材(cai)料成(cheng)(cheng)本(ben)和生(sheng)產(chan)（制造）成(cheng)(cheng)本(ben)。如果加工制作(zuo)工藝相差(cha)(cha)無幾，只是消耗材(cai)料存在有(you)差(cha)(cha)別，也就(jiu)是說，可根(gen)據確定的不同參量選(xuan)(xuan)用(yong)(yong)材(cai)料。否(fou)則(ze)就(jiu)需要(yao)綜合考慮(lv)材(cai)料成(cheng)(cheng)本(ben)和制造工藝費用(yong)(yong)來(lai)選(xuan)(xuan)用(yong)(yong)材(cai)料。
1. 材料(liao)成(cheng)本法
若制造(zao)工藝的(de)費用(yong)沒(mei)有差異，則使用(yong)材料(liao)的(de)用(yong)戶對不(bu)需要熱處(chu)理(li)的(de)鋼種，采用(yong)不(bu)同的(de)經濟(ji)參數來比較和(he)選用(yong)：等(deng)(deng)強(qiang)(qiang)度的(de)相(xiang)(xiang)對重(zhong)量(liang)；等(deng)(deng)剛度的(de)相(xiang)(xiang)對重(zhong)量(liang)；等(deng)(deng)強(qiang)(qiang)度的(de)相(xiang)(xiang)對成本；等(deng)(deng)剛度的(de)相(xiang)(xiang)對成本。
設計時若使用屈服強度，則(ze)選用屈服強度。載荷相同(tong)時，變(bian)形(xing)量愈大，剛度愈小(xiao)。很(hen)容(rong)易看出，變(bian)形(xing)及所需(xu)要的屈服強度因負荷方式而不同(tong)，并(bing)與結(jie)構部件(jian)的幾何形(xing)狀(zhuang)有關(guan)。
從上面的(de)分析，可以得到(dao)如(ru)下幾點看法。
①. 用低合金高強(qiang)度鋼(gang)(gang)代替碳鋼(gang)(gang)，屈服(fu)強(qiang)度提高了，只在等強(qiang)度的(de)判據下，可(ke)以節(jie)約(yue)鋼(gang)(gang)材(cai)(cai)，節(jie)約(yue)的(de)程度與屈服(fu)強(qiang)度的(de)比值也因載荷方式而不同，不能因為屈服(fu)強(qiang)度提高30％就認為能節(jie)約(yue)鋼(gang)(gang)材(cai)(cai)30％。若使用等剛度判據，并(bing)不能節(jie)約(yue)鋼(gang)(gang)材(cai)(cai)。
②. 使(shi)用強度(du)高的鋼種，若(ruo)采(cai)用等(deng)剛度(du)判據(ju)(ju)，肯定會增加成本；若(ruo)采(cai)用等(deng)強度(du)判據(ju)(ju)，是(shi)否有經濟效益，取決(jue)于(yu)屈服強度(du)的比值(zhi)及鋼材(cai)價格的比值(zhi)。
③. 對于交通運輸(shu)，例如，車輛、船舶等用(yong)(yong)鋼，為了減少運輸(shu)費用(yong)(yong)，增加運輸(shu)量(liang)，應(ying)該考慮采用(yong)(yong)等強度(du)(du)相(xiang)對重量(liang)和等剛度(du)(du)相(xiang)對重量(liang)。對于固定結構，例如，橋梁、房(fang)屋等，則應(ying)使(shi)用(yong)(yong)等強度(du)(du)相(xiang)對成本(ben)和等剛度(du)(du)相(xiang)對成本(ben)。至于改用(yong)(yong)鋼種所引起的(de)經濟(ji)效益的(de)分配，則隨(sui)經濟(ji)體制的(de)不同(tong)（例如，計劃經濟(ji)、商品(pin)經濟(ji)等），而有不同(tong)方法。
④. 上面的分(fen)析(xi)只考(kao)慮材料的屈服強(qiang)度和變形，在下(xia)面，將(jiang)結(jie)合(he)材料工藝綜(zong)合(he)地分(fen)析(xi)成本。若有低溫韌性、大氣腐蝕、可(ke)焊性、耐(nai)磨(mo)性等問題，則應參(can)考(kao)性能選材的方法，將(jiang)這些因素作為約(yue)束條件，或(huo)采用多(duo)目標的選材法。
2. 生(sheng)產成本法
從原材(cai)料制成部件全過程的(de)成本分析，提(ti)供(gong)選材(cai)的(de)另一種方法。
以前的廚具、炊具大部分采用(yong)(yong)有色(se)金屬如鋁、銅或搪瓷(ci)等，而現在已基本被(bei)不(bu)銹鋼取代，不(bu)銹鋼不(bu)僅(jin)使用(yong)(yong)壽命長，而且(qie)美觀、價格低廉、無污染，生產廢品易于回收再利用(yong)(yong)。
下面(mian)提供幾(ji)個為了(le)降低成本，應(ying)該考慮下述(shu)幾(ji)方面(mian)的問題。
①. 如(ru)果在(zai)某些高(gao)溫度環境中，當需要(yao)使(shi)用或計(ji)劃使(shi)用昂貴的高(gao)鎳合金的時候(hou)，可考慮能否(fou)用12Cr16Ni35（330）不銹(xiu)鋼(gang)來(lai)代替以滿足(zu)要(yao)求。
②. 可否用20Cr25Ni20（310）或16Cr23Ni13（309）來(lai)代替12Cr16Ni35（330），相比之下，這些鋼的高(gao)溫(wen)強(qiang)度(du)較低，但是(shi)對多種用途(tu)具有良好的性(xing)能(neng)。
③. 假(jia)如需要使用或計劃使用022Cr19Ni10（304L）不銹鋼，則要認真(zhen)考慮是否(fou)真(zhen)的(de)需要這種(zhong)(zhong)低碳品種(zhong)(zhong)。在022Cr19Ni10（304L）不銹鋼焊接熱影響區，能夠保(bao)持(chi)充分的(de)非常有效的(de)抗腐蝕性，但(dan)是有時卻將其用于與(yu)熱影響區腐蝕危險無關緊(jin)要的(de)地(di)方，造成不必要的(de)浪費。
④. 在選用成(cheng)形用不(bu)銹鋼時(shi)，可否用12Cr17Ni7（301）代替(ti)06Cr19Ni10（304），由(you)于在絕大多(duo)數情況下，略微(wei)降低(di)(di)鉻和鎳的含量并不(bu)會大大降低(di)(di)抗腐蝕(shi)性(xing)，所以唯(wei)一真正的決(jue)定(ding)因素是(shi)成(cheng)形性(xing)能。
⑤. 如(ru)果用(yong)12Cr17Mn6Ni5N（201）不銹鋼(gang)代(dai)替 12Cr17Ni7（301）不銹鋼(gang)可以(yi)大(da)大(da)降低成本的話，雖然(ran)在200系列中用(yong)錳代(dai)替鎳，但其抗腐蝕性能卻(que)能滿足(zu)多種用(yong)途。當(dang)然(ran)應(ying)考慮可成形(xing)性和外(wai)觀特(te)點方面的差異(yi)。
⑥. 400系(xi)列中(zhong)的(de)某(mou)種合金可(ke)以用來代替Cr-Ni（300系(xi)列）或Cr-Mn-Ni（200系(xi)列）中(zhong)的(de)某(mou)些鋼種，10Cr17（430）在許(xu)多用途中(zhong)可(ke)以滿足對其抗腐(fu)蝕性能的(de)要求(qiu)，但應考慮加(jia)工過程中(zhong)遇到的(de)各種困(kun)難。
⑦. 可(ke)以用(yong)06Cr11Ti（409）或其他11％Cr合(he)金(jin)代替17％Cr合(he)金(jin)，這就會使(shi)抗腐蝕(shi)性(xing)能(neng)大(da)幅度下降，但是(shi)能(neng)否(fou)滿足(zu)使(shi)用(yong)要求才(cai)是(shi)關(guan)鍵(jian)。目前有(you)幾種(zhong)06Crl1Ti（409）的(de)改進型(xing)，它們(men)具有(you)不同的(de)耐腐蝕(shi)性(xing)能(neng)、表面質量(liang)和可(ke)加工性(xing)。
⑧. 可(ke)(ke)以(yi)用(yong)某種不銹鋼代替其他金屬(shu)或(huo)非(fei)金屬(shu)材料，通常(chang)，這種改(gai)變可(ke)(ke)以(yi)用(yong)較低的(de)成(cheng)本(ben)實現較好的(de)使用(yong)性能。但(dan)是(shi)(shi)，當考慮總成(cheng)本(ben)而不是(shi)(shi)只考慮原材料價格(ge)時，使用(yong)較高等級的(de)不銹鋼通常(chang)會更為經濟。
五(wu)、多目標選(xuan)材(cai)法
實際上選材是個多目標(biao)的決策(ce)問題，這些目標(biao)有成本(ben)(ben)和(he)性能兩類(lei)。成本(ben)(ben)可分為變動成本(ben)(ben)和(he)固定(ding)成本(ben)(ben)兩大項。
前面(mian)將性能定(ding)(ding)義為：“材(cai)料的性能是(shi)一種參量(liang)，用于表征材(cai)料在給定(ding)(ding)外界條件下的行為”。
考慮到(dao)材料的(de)應用，可將(jiang)性(xing)(xing)能(neng)分為使用性(xing)(xing)能(neng)及工藝性(xing)(xing)能(neng)。應該指(zhi)出，上述定義中的(de)外界條(tiao)件(jian)除了(le)自(zi)然(ran)條(tiao)件(jian)外，還(huan)應包括社會條(tiao)件(jian)，特別是人類的(de)喜愛和社會的(de)選擇。
前(qian)面(mian)所討(tao)論的性能選材法和成本選材法，是(shi)(shi)將(jiang)多目(mu)標(biao)簡化(hua)為單(dan)目(mu)標(biao)，即性能或成本，為的是(shi)(shi)將(jiang)選材問題(ti)簡單(dan)化(hua)，實際上，性能本身也有(you)多目(mu)標(biao)。
如(ru)果將價值工程用于材(cai)(cai)料的(de)(de)選用，那(nei)么選材(cai)(cai)即可簡化為：“選擇能(neng)滿(man)足(zu)部件對材(cai)(cai)料的(de)(de)最低(di)要求，而成本(ben)又是最低(di)的(de)(de)材(cai)(cai)料”。這樣即可將性能(neng)與(yu)成本(ben)的(de)(de)要求并稱為特性。
對于特性、要(yao)求、性能等的確(que)定(ding)是較為(wei)困難的，因(yin)為(wei)這需要(yao)依據科學知識和(he)實際經驗進行判斷。例如，當對不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)和(he)塑料有比較深入的了(le)解(jie)后，在選擇洗衣(yi)機(ji)外殼(ke)材(cai)料時，就一定(ding)會選用(yong)塑料而(er)不(bu)選用(yong)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)。因(yin)為(wei)塑料的特性就足(zu)可以滿足(zu)洗衣(yi)機(ji)外殼(ke)的要(yao)求，其性能可以超過不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)而(er)成本卻(que)遠(yuan)遠(yuan)低(di)于不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)。
