通常，將不(bu)銹鋼的使用條件、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(xian)要(yao)確定不銹(xiu)鋼的使用條(tiao)件，包括溫度、介質成分、受力狀(zhuang)態、制作工藝、設計壽命(ming)、特殊要(yao)求。
隨后就是依據(ju)使用(yong)(yong)條件(jian)，了解相關不銹鋼的性(xing)(xing)能、收集相關數據(ju)及(ji)(ji)資料，如室溫、高溫條件(jian)下使用(yong)(yong)的力學(xue)性(xing)(xing)能；腐蝕(shi)環境(jing)條件(jian)使用(yong)(yong)耐腐蝕(shi)性(xing)(xing)能以(yi)及(ji)(ji)其(qi)工藝性(xing)(xing)能、物(wu)理性(xing)(xing)能、價格(ge)、供貨難易(yi)程度等。
在了解和收集不到相關(guan)數據(ju)的(de)情(qing)況下，可依據(ju)使(shi)用(yong)條(tiao)件進(jin)行(xing)(xing)必要的(de)實際經驗(yan)、現場掛片(pian)試(shi)驗(yan)或(huo)實驗(yan)室(shi)模擬試(shi)驗(yan)。如(ru)果(guo)沒有(you)條(tiao)件做上述試(shi)驗(yan)，也(ye)可采用(yong)相似條(tiao)件的(de)運行(xing)(xing)經驗(yan)、現場掛片(pian)結果(guo)、實驗(yan)室(shi)模擬實驗(yan)、模擬體運行(xing)(xing)結果(guo)作為選(xuan)材的(de)依據(ju)。
在上述(shu)程(cheng)序中，使(shi)用(yong)(yong)條(tiao)件(jian)(jian)是(shi)決(jue)定選(xuan)用(yong)(yong)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)類別的(de)(de)主導因素。例如，如果(guo)使(shi)用(yong)(yong)溫度(du)(du)(du)是(shi)在低溫條(tiao)件(jian)(jian)下，就不(bu)(bu)宜(yi)選(xuan)用(yong)(yong)鐵素體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)和(he)雙(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)；如果(guo)在300～500℃長期運行，也不(bu)(bu)宜(yi)選(xuan)用(yong)(yong)雙(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)和(he)常規的(de)(de)中、高(gao)鉻鐵素體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)。如果(guo)要(yao)(yao)求(qiu)(qiu)無磁(ci)，那就只(zhi)(zhi)能選(xuan)擇奧氏體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)；在要(yao)(yao)求(qiu)(qiu)高(gao)強(qiang)度(du)(du)(du)，高(gao)硬(ying)(ying)度(du)(du)(du)的(de)(de)設備部件(jian)(jian)中，馬氏體(ti)(ti)和(he)沉淀(dian)硬(ying)(ying)化不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)是(shi)唯一的(de)(de)選(xuan)擇；在既要(yao)(yao)求(qiu)(qiu)具有(you)高(gao)的(de)(de)強(qiang)度(du)(du)(du)又要(yao)(yao)求(qiu)(qiu)具有(you)無磁(ci)性(xing)的(de)(de)部件(jian)(jian)，就只(zhi)(zhi)能選(xuan)擇奧氏體(ti)(ti)型沉淀(dian)硬(ying)(ying)化型不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)或(huo)冷加工硬(ying)(ying)化的(de)(de)奧氏體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)。
在鋼(gang)的(de)類型確定之后(hou)，可(ke)根據設備或部(bu)件對各種性能(neng)的(de)要求，選用相適應的(de)不銹鋼(gang)牌(pai)(pai)(pai)號(hao)。通常(chang)都能(neng)選到合適的(de)牌(pai)(pai)(pai)號(hao)，當無(wu)相應牌(pai)(pai)(pai)號(hao)可(ke)選擇時，只能(neng)在耐蝕合金中選擇或者研究新的(de)不銹鋼(gang)牌(pai)(pai)(pai)號(hao)。
總的(de)來說，選用不銹(xiu)鋼的(de)方法有性(xing)能法、成本法和多目(mu)標選材(cai)法等(deng)。
材料的(de)選用包括材料的(de)選擇和(he)應用。
一、提出問題
1. 材料(liao)失效的主要方式為斷(duan)裂、腐(fu)蝕和(he)磨損
為防(fang)止失(shi)效(xiao)事故的(de)發(fa)(fa)生(sheng)，就需要(yao)依據失(shi)效(xiao)原因，通過選用(yong)(yong)(yong)(yong)合適的(de)材(cai)(cai)料(liao)(liao)，采(cai)用(yong)(yong)(yong)(yong)恰當的(de)工藝，來防(fang)止材(cai)(cai)料(liao)(liao)失(shi)效(xiao)。這(zhe)(zhe)類(lei)失(shi)效(xiao)可(ke)能發(fa)(fa)生(sheng)在使(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)過程中，也(ye)可(ke)能發(fa)(fa)生(sheng)在生(sheng)產加工階段，這(zhe)(zhe)就會涉及材(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)使(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)性(xing)能和工藝性(xing)能。解決(jue)這(zhe)(zhe)類(lei)選材(cai)(cai)問題(ti)需要(yao)運用(yong)(yong)(yong)(yong)材(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)應(ying)用(yong)(yong)(yong)(yong)和失(shi)效(xiao)、材(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)使(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)性(xing)能和材(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)工藝性(xing)能等方(fang)面的(de)知識。
2. 材料的選擇
當(dang)然是選擇成本最低而又滿足最低使用性(xing)能的(de)材料，這是價(jia)值(zhi)工(gong)程在材料問題上的(de)應(ying)用，也是個多(duo)目(mu)標的(de)決策問題。材料要(yao)選用成本低廉的(de)，并能滿足最低使用性(xing)能要(yao)求材料的(de)，也就是性(xing)價(jia)比(bi)最高的(de)材料。
適應(ying)(ying)科技(ji)、社會(hui)(hui)和(he)市場(chang)的(de)(de)發展，選擇材料，這是帶(dai)戰略性的(de)(de)選材問題。例(li)如，最新科技(ji)成果的(de)(de)應(ying)(ying)用；社會(hui)(hui)條件的(de)(de)限制，如資(zi)源和(he)環保的(de)(de)限制；市場(chang)預測，消費者對(dui)產品式樣的(de)(de)喜好(hao)和(he)購買力影(ying)(ying)響了產品的(de)(de)檔次，從而影(ying)(ying)響了對(dui)材料的(de)(de)選用，這些問題有賴(lai)于對(dui)市場(chang)要求的(de)(de)判斷，涉及(ji)心理(li)學(xue)、技(ji)術美(mei)學(xue)、預測學(xue)等方面知識。
不(bu)(bu)銹(xiu)鋼的選(xuan)用不(bu)(bu)可避免地會(hui)遇到上(shang)述問(wen)(wen)題。綜上(shang)所述，不(bu)(bu)銹(xiu)鋼的選(xuan)用是(shi)(shi)一種較為復雜的判斷問(wen)(wen)題，特別是(shi)(shi)大宗不(bu)(bu)銹(xiu)鋼的選(xuan)用，需要應用材料系統中決策方面技術，即在(zai)明(ming)確問(wen)(wen)題的基礎上(shang)，然后分析問(wen)(wen)題，最后提出選(xuan)用方案。
二、材料選擇的步驟
不銹鋼(gang)材(cai)料選擇應遵循的(de)順序是：使用條件評價→設計(ji)評價→材(cai)料選擇→材(cai)料成本評價→相(xiang)關規范。
選(xuan)用(yong)(yong)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)時，首先(xian)要(yao)明確使用(yong)(yong)環境對不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)要(yao)求，即耐(nai)腐(fu)蝕性、耐(nai)熱性及機(ji)械性能等；其次才是(shi)考(kao)查綜合成(cheng)本。例如(ru)，包括原材料成(cheng)本、加工成(cheng)本和廢品等。當較為便宜的(de)(de)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)，具有上述所(suo)需(xu)的(de)(de)性能的(de)(de)，無疑選(xuan)用(yong)(yong)便宜的(de)(de)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)是(shi)最佳選(xuan)擇(ze)。如(ru)果(guo)用(yong)(yong)量(liang)非常大時，專(zhuan)門為此設計一(yi)新鋼(gang)(gang)種(zhong)，來滿(man)足(zu)需(xu)要(yao)，那也值得和合算(suan)的(de)(de)。
1. 材(cai)料(liao)使用(yong)條件的評(ping)價(jia)
材(cai)料(liao)選擇的(de)(de)(de)第一步是全面評價由所選用的(de)(de)(de)不銹(xiu)鋼材(cai)料(liao)制(zhi)作(zuo)成的(de)(de)(de)零部件在工藝(yi)環境(jing)和設備的(de)(de)(de)使用條件下，能否滿足如使用溫度、壓(ya)力和流體的(de)(de)(de)狀態的(de)(de)(de)要(yao)求。為(wei)此需要(yao)掌握如下的(de)(de)(de)工藝(yi)數據。
①. 使用環境-操作介(jie)質的(de)性質和成分、水的(de)化學(xue)性質、蒸汽(qi)質量(liang)、溶液的(de)組分及濃度、傳(chuan)導率、pH值、通風、雜質等(deng)。
②. 壓力-平均值和(he)范(fan)圍(wei)，恒定或交(jiao)替變(bian)化，內部(bu)載荷或外部(bu)載荷。
③. 溫度(du)-平均值和(he)范圍，恒(heng)定或變量(liang)，熱梯度(du)和(he)熱振動(dong)。
④. 速度(du)-流(liu)動速率，線(xian)性速度(du)，名義速度(du)和范圍，攪動程(cheng)度(du)，湍流(liu)等。
要想選擇滿意的材料性能，除(chu)了使用溫度和(he)壓力外，還必(bi)須考(kao)慮其他因素，如啟動和(he)關(guan)閉、間歇操作、瞬(shun)時(shi)現象、壓力沖擊及系(xi)統的瞬(shun)間失效。
2. 設計的(de)評(ping)價(jia)
使用(yong)條件評價完(wan)之(zhi)后，隨之(zhi)其后，則(ze)需要依據材(cai)料考慮設(she)備(bei)設(she)計和(he)各種零(ling)部件的(de)類(lei)型、尺(chi)寸、配合(he)和(he)服役期間的(de)臨界狀態(tai)。同時還要根據所選用(yong)的(de)材(cai)料考慮各種加工(gong)(gong)制造技術的(de)可行性，如(ru)鍛造、冷熱成形(xing)、機(ji)加工(gong)(gong)和(he)焊接(jie)等。
3. 材料的(de)評估
材(cai)料的(de)(de)評(ping)估包(bao)括材(cai)料的(de)(de)性能和冶金方面的(de)(de)試驗，含金屬連接在內的(de)(de)加工性的(de)(de)檢(jian)測以(yi)及在實驗室和現場試驗中材(cai)料的(de)(de)適用(yong)性。材(cai)料的(de)(de)耐蝕性評(ping)估將進一(yi)步討(tao)論。
a. 材料試驗
除(chu)了用化學(xue)分析檢查材(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)成分以(yi)外，通常對所選定(ding)試(shi)(shi)(shi)樣進(jin)行表觀檢查和力學(xue)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)以(yi)及確定(ding)原(yuan)材(cai)(cai)料(liao)(liao)是否(fou)滿足(zu)每個規定(ding)的(de)(de)(de)要求(qiu)(qiu)。另外需(xu)要對焊(han)(han)(han)接試(shi)(shi)(shi)樣進(jin)行試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)以(yi)評(ping)定(ding)焊(han)(han)(han)接質量。其中力學(xue)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)有拉伸試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)、彎曲試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)、沖擊試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)等。材(cai)(cai)料(liao)(liao)截面(mian)試(shi)(shi)(shi)樣的(de)(de)(de)金相檢查提供(gong)含夾(jia)雜(za)物材(cai)(cai)料(liao)(liao)與純凈度(du)相關的(de)(de)(de)信息，并提供(gong)金相結構及晶粒尺(chi)寸。對于焊(han)(han)(han)接部位，類似的(de)(de)(de)檢查可以(yi)檢驗(yan)(yan)(yan)出焊(han)(han)(han)接缺陷，如夾(jia)雜(za)物、孔隙度(du)、裂紋及不符(fu)合要求(qiu)(qiu)的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)接技術等。這(zhe)些試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)對材(cai)(cai)料(liao)(liao)本身是典型的(de)(de)(de)破壞性(xing)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)。
b. 材料耐蝕性的評估和選(xuan)擇
材料(liao)的(de)選用，愈來愈習慣(guan)用模擬環(huan)境(jing)試(shi)驗(yan)的(de)數據作(zuo)為依據來選擇材料(liao)以防止腐(fu)蝕(shi)(shi)，包括(kuo)高溫腐(fu)蝕(shi)(shi)。這些試(shi)驗(yan)包括(kuo)：腐(fu)蝕(shi)(shi)掛(gua)片試(shi)驗(yan)；熱(re)質量分(fen)析（TGA）；動態燃燒室(shi)(shi)的(de)研(yan)究；熱(re)循環(huan)；實(shi)驗(yan)室(shi)(shi)玻璃器皿的(de)試(shi)驗(yan)；現(xian)場(chang)試(shi)驗(yan)。
c. 材料(liao)的(de)功能要求
①. 強度
強(qiang)度(du)(du)(du)包括多個力學性(xing)能，最常用(yong)(yong)來(lai)指拉伸強(qiang)度(du)(du)(du)和屈服強(qiang)度(du)(du)(du)。可(ke)以利用(yong)(yong)應(ying)(ying)力-應(ying)(ying)變(bian)曲線來(lai)理解它們(men)。其(qi)他相關(guan)的(de)強(qiang)度(du)(du)(du)還包括壓(ya)縮、彎曲、剪(jian)切(qie)和扭轉強(qiang)度(du)(du)(du)。在(zai)條件(jian)(jian)許(xu)可(ke)情況下最好使用(yong)(yong)高強(qiang)度(du)(du)(du)的(de)材料(liao)以減少零件(jian)(jian)的(de)厚度(du)(du)(du)。
②. 疲勞強度
疲勞(lao)(lao)是(shi)指由(you)循(xun)環(huan)應(ying)力(li)(li)(li)造成(cheng)金(jin)屬(shu)斷裂的失(shi)效。常(chang)見的例子包括遠(yuan)低于(yu)(yu)(yu)拉(la)伸強度的速變應(ying)力(li)(li)(li)。當(dang)應(ying)力(li)(li)(li)增大(da)時，引起失(shi)效所(suo)需要(yao)的循(xun)環(huan)次數就(jiu)減少(shao)。習(xi)慣(guan)上繪(hui)制金(jin)屬(shu)應(ying)力(li)(li)(li)和循(xun)環(huan)次數曲線（S-N），如圖4-3所(suo)示。曲線由(you)應(ying)力(li)(li)(li)相(xiang)對于(yu)(yu)(yu)循(xun)環(huan)次數的對數來描繪(hui)。對于(yu)(yu)(yu)一個給定的較(jiao)大(da)循(xun)環(huan)次數，通常(chang)在低于(yu)(yu)(yu)某應(ying)力(li)(li)(li)值的情(qing)況下不發(fa)生(sheng)失(shi)效，這個應(ying)力(li)(li)(li)值就(jiu)稱為(wei)疲勞(lao)(lao)極(ji)限(xian)。因為(wei)以保(bao)持(chi)正常(chang)的應(ying)力(li)(li)(li)不高(gao)于(yu)(yu)(yu)疲勞(lao)(lao)極(ji)限(xian)的應(ying)力(li)(li)(li)防(fang)止變形和斷裂，所(suo)以疲勞(lao)(lao)失(shi)效幾乎總是(shi)伴隨著突變、缺口、沖(chong)擊(ji)、殘余應(ying)力(li)(li)(li)的存(cun)在而發(fa)生(sheng)。
疲勞失效常常發生在焊(han)接(jie)接(jie)頭，因為采(cai)(cai)用(yong)焊(han)接(jie)接(jie)頭，這樣的(de)設(she)計會出(chu)現明(ming)顯的(de)應(ying)力集(ji)中效應(ying)。有利于耐疲勞的(de)材料(liao)特(te)性(xing)和(he)設(she)計特(te)性(xing)有，利用(yong)合金(jin)化或熱處理來提高拉伸強(qiang)度(du)；減(jian)(jian)少(shao)工件(jian)的(de)厚度(du)，使用(yong)拋光表面，降低(di)設(she)計應(ying)力，細(xi)化材料(liao)的(de)晶粒尺寸，消除材料(liao)的(de)冶金(jin)缺陷和(he)殘(can)余應(ying)力，減(jian)(jian)輕表面存在壓應(ying)力，減(jian)(jian)少(shao)助長(chang)腐蝕和(he)疲勞的(de)環境，并(bing)且采(cai)(cai)用(yong)金(jin)屬覆(fu)蓋層，如(ru)Cr、Ni或Cd（鎘）鍍層，這是因為鍍層中的(de)微裂紋(wen)有可能(neng)會降低(di)疲勞強(qiang)度(du)。
③. 脆性斷裂
脆性斷(duan)裂(lie)(lie)是在(zai)低(di)(di)(di)于屈服強度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)正(zheng)常應(ying)(ying)力(li)下，由于裂(lie)(lie)紋的(de)(de)(de)(de)快(kuai)速擴展而(er)造成的(de)(de)(de)(de)失效。絕大多數的(de)(de)(de)(de)脆性斷(duan)裂(lie)(lie)發(fa)生在(zai)具有(you)體心立方（bcc）晶(jing)格(ge)結構的(de)(de)(de)(de)金屬中，特別是鐵素體不銹鋼(gang)，不僅(jin)在(zai)低(di)(di)(di)于臨界拉伸(shen)強度(du)(du)，甚(shen)至低(di)(di)(di)于屈服強度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)情況下就(jiu)(jiu)會發(fa)生完全(quan)的(de)(de)(de)(de)斷(duan)裂(lie)(lie)。鋼(gang)發(fa)生脆性斷(duan)裂(lie)(lie)的(de)(de)(de)(de)條件如(ru)下：本身存(cun)在(zai)缺(que)陷(xian)；缺(que)陷(xian)處存(cun)在(zai)殘余拉伸(shen)應(ying)(ying)力(li)與工(gong)作(zuo)載(zai)荷引(yin)起(qi)的(de)(de)(de)(de)拉伸(shen)應(ying)(ying)力(li)的(de)(de)(de)(de)交匯，如(ru)果應(ying)(ying)力(li)是三(san)維方向就(jiu)(jiu)更為嚴重；足(zu)夠低(di)(di)(di)的(de)(de)(de)(de)溫(wen)度(du)(du)；還原(yuan)處理、成分、軋(ya)制操(cao)作(zuo)和(he)后續的(de)(de)(de)(de)熱處理等冶金因(yin)素；韌性；蠕(ru)變；耐熱性；熱和(he)腐蝕(shi)；耐蝕(shi)性；氫腐蝕(shi)；加工(gong)性。
④. 韌性
材(cai)料的(de)韌性(xing)就是指材(cai)料斷(duan)裂(lie)之前吸收(shou)(shou)能(neng)(neng)量和塑性(xing)變形(xing)的(de)能(neng)(neng)力，韌性(xing)是用(yong)材(cai)料成(cheng)形(xing)和斷(duan)裂(lie)期間吸收(shou)(shou)的(de)能(neng)(neng)量來衡(heng)量的(de)。它是最重要的(de)低溫力學性(xing)能(neng)(neng)而不是強度(du)。缺口(kou)的(de)韌性(xing)受化學成(cheng)分、微觀組織(zhi)、晶(jing)(jing)粒尺(chi)寸、晶(jing)(jing)粒生長的(de)模式、截(jie)面尺(chi)寸、冷熱加工的(de)溫度(du)、加工方法和表(biao)面狀況(kuang)如滲碳和脫碳等影響。
基(ji)本(ben)試(shi)(shi)驗(yan)：最(zui)普通的(de)韌(ren)性試(shi)(shi)驗(yan)是采用(yong)帶(dai)缺口(kou)的(de)試(shi)(shi)樣，通常通過沖(chong)擊試(shi)(shi)驗(yan)測(ce)量缺口(kou)韌(ren)性，或在相對較低(di)的(de)應變速率下(xia)測(ce)量斷裂(lie)韌(ren)性。沖(chong)擊試(shi)(shi)驗(yan)可揭示材(cai)料的(de)低(di)溫強(qiang)度、韌(ren)性不(bu)足和(he)脆性，這些試(shi)(shi)驗(yan)特別(bie)適合鐵素體材(cai)料，可以(yi)顯(xian)示韌(ren)性向脆性的(de)轉(zhuan)變。
⑤. 耐蝕性
金(jin)屬和合金(jin)的(de)(de)(de)破壞大多是(shi)由(you)腐(fu)(fu)蝕(shi)造成的(de)(de)(de)。實際上對于所有(you)(you)包(bao)含(han)一(yi)系列基本操作(zuo)的(de)(de)(de)工(gong)藝過程來說，設備、換熱器(qi)、管道構件(jian)或(huo)其他系統構件(jian)的(de)(de)(de)失效就意(yi)味著停(ting)工(gong)、昂(ang)貴(gui)的(de)(de)(de)維修和更換構件(jian)，因此壓力容器(qi)和換熱器(qi)的(de)(de)(de)結構材料應該在使用環境中具(ju)有(you)(you)合適的(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)速率。另外(wai)注意(yi)由(you)周圍氣氛引起的(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)。
d. 根據耐蝕(shi)性的(de)條件來(lai)選(xuan)擇(ze)材料良好的(de)搭配
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(guan)材(cai)料(liao)選擇已經是十分認真(zhen)了，并(bing)且(qie)有(you)(you)時還(huan)進一(yi)步采用了防腐(fu)蝕(shi)方法，但(dan)少(shao)數意外的(de)失效(xiao)(xiao)總還(huan)會發(fa)(fa)生。導致意外腐(fu)蝕(shi)失效(xiao)(xiao)的(de)原因可能為以下一(yi)種或幾種：使用了帶有(you)(you)缺陷(xian)的(de)材(cai)料(liao)；設計不(bu)(bu)合理；不(bu)(bu)正常的(de)操作；制(zhi)造不(bu)(bu)當(dang)和檢驗(yan)不(bu)(bu)充(chong)分；維護不(bu)(bu)適當(dang)。所以采取一(yi)定的(de)預防措施，是避免腐(fu)蝕(shi)失效(xiao)(xiao)發(fa)(fa)生的(de)有(you)(you)效(xiao)(xiao)辦法。
f. 氫腐蝕
氫腐蝕是在高于220～243℃溫度的含氫環境中，碳鋼(gang)和低合金(jin)鋼(gang)的損傷機(ji)制，一般(ban)不被人們所關注。室溫下鋼(gang)制容器當然是可以處(chu)理高壓氫的。但在較高的溫度下，氫能擴散到(dao)鋼(gang)中與碳原子反應生成甲烷氣體
2H2+FeC→CH4+Fe
高溫(wen)高壓下，氫(qing)能夠與間隙固溶體中的碳反應，導致初始脫碳，接著在晶界產生(sheng)不(bu)(bu)穩定的碳化物，形成(cheng)甲(jia)烷氣泡(pao)。由于甲(jia)烷不(bu)(bu)能從(cong)鋼(gang)中擴散出去(qu)，它的積聚(ju)引起開裂和(he)鼓泡(pao)，從(cong)而使鋼(gang)材失(shi)去(qu)韌(ren)性導致最終失(shi)效。解決這(zhe)個問題就需要(yao)穩定鋼(gang)中的碳化物組(zu)成(cheng)、形態和(he)分布。
氫腐蝕的(de)防護。根據實際經驗防止氫腐蝕的(de)唯一可(ke)行的(de)方法，就(jiu)是使用耐這(zhe)種(zhong)(zhong)破壞形式(shi)的(de)鋼(gang)。因為(wei)所有(you)的(de)奧氏體(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)都含有(you)高Cr，穩定了鋼(gang)中的(de)碳(tan)化(hua)物組(zu)成、形態和分(fen)布，所以(yi)耐高溫氫損(sun)傷。因此(ci)，作為(wei)另一種(zhong)(zhong)防腐蝕措施(shi)，通常在(zai)低合金鋼(gang)容器的(de)內表面襯(chen)一層不(bu)(bu)銹鋼(gang)，是一個經濟實用的(de)選(xuan)擇(ze)。
g. 加工性
加(jia)(jia)工(gong)(gong)性(xing)包括(kuo)成(cheng)形(xing)、機加(jia)(jia)工(gong)(gong)、與其(qi)他(ta)金屬連接(jie)的焊(han)接(jie)工(gong)(gong)藝及焊(han)后(hou)熱處(chu)理的難(nan)易性(xing)。并不是所有(you)的加(jia)(jia)工(gong)(gong)車間在(zai)技術上都有(you)能力正(zheng)確地處(chu)理較復雜的材料。因此用戶要(yao)了(le)解加(jia)(jia)工(gong)(gong)者的能力，這是最基本的。另外，先進加(jia)(jia)工(gong)(gong)技術需要(yao)更(geng)高級的檢(jian)驗(yan)標準來(lai)判斷加(jia)(jia)工(gong)(gong)是否符合要(yao)求。
4. 成本核算
在(zai)材(cai)料的選(xuan)(xuan)擇中，選(xuan)(xuan)用是實用性(xing)和成本(ben)兩矛盾(dun)統一的最終結(jie)果，可用性(xing)價比(bi)來表示。
人們常說“物(wu)(wu)美價(jia)廉(lian)”和“優質(zhi)優價(jia)”，這分別是材(cai)(cai)料(liao)消(xiao)費者(zhe)(zhe)和材(cai)(cai)料(liao)生(sheng)產(chan)者(zhe)(zhe)各自傾向(xiang)性(xing)的(de)愿望(wang)，材(cai)(cai)料(liao)消(xiao)費者(zhe)(zhe)希望(wang)自己所選用的(de)材(cai)(cai)料(liao)是“物(wu)(wu)美價(jia)廉(lian)”的(de)；材(cai)(cai)料(liao)生(sheng)產(chan)者(zhe)(zhe)希望(wang)自己的(de)產(chan)品能夠“優質(zhi)優價(jia)”，但(dan)只有(you)雙方都有(you)經濟效益，方能使整個社會有(you)效益。
以(yi)選用(yong)耐(nai)腐(fu)蝕不(bu)銹鋼(gang)為例，如果不(bu)考(kao)慮其他因素，選擇材料(liao)時應考(kao)慮下(xia)面(mian)(mian)兩(liang)個方(fang)面(mian)(mian)，一是(shi)最(zui)低的(de)成本(ben)，即選擇低成本(ben)的(de)材料(liao)，并定期(qi)更(geng)換或(huo)采取(qu)防腐(fu)措施；二是(shi)高成本(ben)腐(fu)蝕最(zui)小，也就是(shi)不(bu)考(kao)慮成本(ben)，而選擇最(zui)昂貴(gui)耐(nai)腐(fu)蝕的(de)材料(liao)，其結果是(shi)使(shi)用(yong)周期(qi)長，可以(yi)免于頻繁地維(wei)修。
在廉(lian)(lian)價材(cai)料(liao)與高(gao)價材(cai)料(liao)之間，一般會(hui)認(ren)為選用高(gao)級的(de)(de)(de)結(jie)構材(cai)料(liao)產(chan)品(pin)，成本(ben)一定是較高(gao)的(de)(de)(de)，因而(er)(er)制造商會(hui)刻意選擇廉(lian)(lian)價低(di)成本(ben)的(de)(de)(de)材(cai)料(liao)，以求用最(zui)低(di)的(de)(de)(de)生產(chan)成本(ben)，獲得競(jing)爭性(xing)的(de)(de)(de)產(chan)品(pin)標(biao)價。然(ran)而(er)(er)這種(zhong)做法并不完全是正確的(de)(de)(de)。因為，提高(gao)材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)工(gong)藝性(xing)能(neng)，通常會(hui)提高(gao)單位質量的(de)(de)(de)費(fei)用。選用性(xing)能(neng)好的(de)(de)(de)材(cai)料(liao)，雖然(ran)材(cai)料(liao)成本(ben)高(gao)一些，但就(jiu)整(zheng)個設備的(de)(de)(de)總體費(fei)用而(er)(er)言往(wang)(wang)往(wang)(wang)會(hui)低(di)一些。因此(ci)，由(you)于下列因素，使節省成本(ben)成為可能(neng)。
①. 需要較(jiao)少(shao)的材料；
②. 較短的熱處理周期；
③. 較少(shao)的(de)焊接時間(jian)和較少(shao)的(de)焊接填充材料；
④. 較低(di)的運費；
⑤. 在運輸和安裝過程中，現場(chang)的處理要求更簡單。
5. 使用過程(cheng)中可能的失(shi)效(xiao)模式(shi)和破壞形式(shi)
在使(shi)用過程中(zhong)發生的(de)(de)(de)(de)失(shi)效可(ke)能源于材料的(de)(de)(de)(de)使(shi)用應力高于安(an)全應力而引起(qi)的(de)(de)(de)(de)過載或者在應力集(ji)中(zhong)處產生的(de)(de)(de)(de)局部變(bian)形。大多數情況下(xia)失(shi)效模(mo)(mo)式取(qu)決于材料在最終狀(zhuang)態下(xia)的(de)(de)(de)(de)性能。如(ru)承壓下(xia)的(de)(de)(de)(de)失(shi)效模(mo)(mo)式可(ke)能是：過度的(de)(de)(de)(de)彈性變(bian)形和(he)彈性失(shi)穩(wen)；塑性失(shi)穩(wen)，變(bian)形和(he)破(po)裂(lie)；脆(cui)性斷(duan)裂(lie)；疲勞(lao)失(shi)效；蠕變(bian)變(bian)形和(he)蠕變(bian)破(po)壞(huai)；環境破(po)壞(huai)如(ru)腐蝕和(he)氫損傷。
大部分使用中(zhong)的(de)(de)(de)(de)失效(xiao)(xiao)(xiao)涉及(ji)(ji)在應(ying)力(li)(li)集中(zhong)區(qu)缺陷處裂(lie)(lie)紋的(de)(de)(de)(de)萌生。在焊接結(jie)構中(zhong)，焊接缺陷是相當(dang)普(pu)遍的(de)(de)(de)(de)，甚至(zhi)是不可(ke)避(bi)免(mian)(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)。因此不僅(jin)在設(she)計(ji)中(zhong)要防止過載(zai)，而且要避(bi)免(mian)(mian)(mian)由脆(cui)性(xing)(xing)(xing)斷(duan)裂(lie)(lie)、疲(pi)勞(lao)、蠕變和(he)腐(fu)蝕(shi)可(ke)能引(yin)起的(de)(de)(de)(de)低應(ying)力(li)(li)失效(xiao)(xiao)(xiao)。通過材料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)選(xuan)擇(ze)以及(ji)(ji)限制主應(ying)力(li)(li)加(jia)二(er)次(ci)應(ying)力(li)(li)來避(bi)免(mian)(mian)(mian)過度的(de)(de)(de)(de)彈性(xing)(xing)(xing)變形和(he)彈性(xing)(xing)(xing)失穩；通過限制主應(ying)力(li)(li)加(jia)二(er)次(ci)應(ying)力(li)(li)來避(bi)免(mian)(mian)(mian)塑(su)性(xing)(xing)(xing)失穩；通過正確地(di)選(xuan)材、制造、檢驗、檢查(cha)斷(duan)口韌性(xing)(xing)(xing)等來避(bi)免(mian)(mian)(mian)脆(cui)性(xing)(xing)(xing)斷(duan)裂(lie)(lie)。在壓(ya)力(li)(li)容器和(he)換熱器中(zhong)很少出現由普(pu)遍腐(fu)蝕(shi)引(yin)起的(de)(de)(de)(de)失效(xiao)(xiao)(xiao)，因為設(she)計(ji)者(zhe)意識到普(pu)遍腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)可(ke)能，并通常采用腐(fu)蝕(shi)裕量或選(xuan)擇(ze)耐腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)材料(liao)(liao)。然而，某(mou)些環境中(zhong)可(ke)能發生應(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)開裂(lie)(lie)，在設(she)計(ji)和(he)選(xuan)材時(shi)應(ying)避(bi)免(mian)(mian)(mian)可(ke)能發生這種(zhong)失效(xiao)(xiao)(xiao)。
6. 設備的(de)設計特性
a. 維(wei)修(xiu)
為了使設(she)備(bei)便于維修，在設(she)計(ji)階(jie)段就應(ying)該很好的(de)(de)(de)了解設(she)備(bei)的(de)(de)(de)特(te)定環(huan)境和(he)(he)特(te)殊要求。在設(she)計(ji)中必須考慮的(de)(de)(de)一些與維修相關的(de)(de)(de)項(xiang)目，包括更換(huan)某些構件所(suo)需的(de)(de)(de)拉動(dong)空(kong)間(jian)，如拉動(dong)熱交換(huan)器的(de)(de)(de)管(guan)束所(suo)需的(de)(de)(de)空(kong)間(jian)等，裝卸(xie)材料的(de)(de)(de)設(she)備(bei)，預定的(de)(de)(de)清理方法和(he)(he)所(suo)需的(de)(de)(de)設(she)備(bei)，容易更換(huan)構件，監控腐蝕和(he)(he)積(ji)垢的(de)(de)(de)能力，現場(chang)焊接的(de)(de)(de)設(she)備(bei)以及停工期(qi)檢(jian)查的(de)(de)(de)設(she)備(bei)和(he)(he)可(ke)用性。
b. 安全(quan)保險的特性
安全(quan)保險的(de)(de)設計概念不(bu)僅要清(qing)楚地(di)認識到制造的(de)(de)局限性(xing)，而且(qie)要為操(cao)作提(ti)供較大(da)的(de)(de)安全(quan)空(kong)間，這個概念與斷裂(lie)力學的(de)(de)研(yan)究相關。在設計一個設備(bei)的(de)(de)各個部分(fen)時(shi)要有(you)安全(quan)保險的(de)(de)特性(xing)，一般按下列幾個方(fang)面考慮：判斷結構中(zhong)疲(pi)勞裂(lie)紋(wen)可(ke)(ke)能擴展的(de)(de)點；確(que)(que)定可(ke)(ke)能有(you)的(de)(de)最小(xiao)裂(lie)紋(wen)尺(chi)(chi)(chi)(chi)寸(cun)(cun)；確(que)(que)定可(ke)(ke)能有(you)的(de)(de)最大(da)裂(lie)紋(wen)尺(chi)(chi)(chi)(chi)寸(cun)(cun)，該尺(chi)(chi)(chi)(chi)寸(cun)(cun)與最大(da)破壞程(cheng)度及可(ke)(ke)能有(you)的(de)(de)最小(xiao)裂(lie)紋(wen)與臨界(jie)裂(lie)紋(wen)尺(chi)(chi)(chi)(chi)寸(cun)(cun)之間的(de)(de)載荷(he)相關。
c. 檢(jian)查的通道(dao)
壓力(li)容(rong)(rong)器的設計應該(gai)提(ti)供檢驗(yan)人(ren)(ren)員(yuan)進(jin)入容(rong)(rong)器檢查腐蝕(shi)損傷的通道。有(you)(you)足夠(gou)的直(zhi)徑讓(rang)人(ren)(ren)進(jin)入的容(rong)(rong)器應該(gai)有(you)(you)可(ke)移(yi)動的內部構件，以允許進(jin)入人(ren)(ren)員(yuan)通向容(rong)(rong)器的所有(you)(you)部位(wei)。
d. 安全性
壓(ya)力容器(qi)和(he)(he)換熱器(qi)的安(an)全(quan)操作需要保(bao)(bao)(bao)守(shou)的設計(ji)和(he)(he)標(biao)準(zhun)指定的習(xi)慣做法，并使(shi)用(yong)規范、標(biao)準(zhun)中所(suo)許可(ke)的材料(liao)。對(dui)(dui)換熱器(qi)和(he)(he)壓(ya)力容器(qi)，視安(an)全(quan)性(xing)壓(ya)倒一切的原(yuan)因(yin)是避免可(ke)能(neng)對(dui)(dui)人(ren)類、經(jing)濟和(he)(he)環境等方面產生災難性(xing)的失效。為了確(que)保(bao)(bao)(bao)安(an)全(quan)，應該按照設計(ji)精(jing)確(que)地制造設備并充分地監督檢查(cha)，以保(bao)(bao)(bao)證和(he)(he)設計(ji)規范相符。同時要正確(que)使(shi)用(yong)和(he)(he)操作設備。
e. 設(she)備壽命
為(wei)了(le)(le)獲得(de)(de)投資帶來(lai)的(de)(de)利潤，也為(wei)了(le)(le)使生產連(lian)續(xu)地(di)進行，設(she)(she)備構(gou)(gou)(gou)件及設(she)(she)備本(ben)身應(ying)(ying)(ying)該具有適當的(de)(de)壽命(ming)。構(gou)(gou)(gou)件的(de)(de)壽命(ming)取決(jue)于設(she)(she)計(ji)、結構(gou)(gou)(gou)材料(liao)的(de)(de)性(xing)能和它們與(yu)使用(yong)環境之間的(de)(de)相互作(zuo)(zuo)用(yong)以及制造(zao)和檢(jian)查的(de)(de)影響(xiang)，還包括操(cao)作(zuo)(zuo)、維修等的(de)(de)影響(xiang)。為(wei)了(le)(le)獲得(de)(de)滿(man)意的(de)(de)壽命(ming)，設(she)(she)備的(de)(de)結構(gou)(gou)(gou)材料(liao)要(yao)承受住設(she)(she)計(ji)應(ying)(ying)(ying)力(li)、磨損、使用(yong)中的(de)(de)腐蝕。在(zai)設(she)(she)計(ji)階(jie)段，腐蝕問題同其他的(de)(de)操(cao)作(zuo)(zuo)條件和設(she)(she)計(ji)參數如壓力(li)、溫度和速度一樣重要(yao)。為(wei)了(le)(le)獲得(de)(de)最(zui)佳的(de)(de)使用(yong)壽命(ming)，不銹鋼選(xuan)材要(yao)基于耐腐蝕的(de)(de)觀點(dian)。要(yao)向材料(liao)供(gong)應(ying)(ying)(ying)商索(suo)取簡明而清晰的(de)(de)材料(liao)質量保(bao)(bao)證書(shu)面說明，確保(bao)(bao)供(gong)應(ying)(ying)(ying)的(de)(de)材料(liao)正(zheng)確。設(she)(she)計(ji)說明書(shu)內要(yao)有材料(liao)的(de)(de)耐蝕性(xing)。
f. 構件(jian)壽命
以熱(re)交(jiao)換器為例(li)，熱(re)交(jiao)換器的殼體、管(guan)箱(xiang)和(he)管(guan)板應(ying)該(gai)被設計至(zhi)少使用10年(nian)或(huo)(huo)是原有(you)管(guan)束(shu)的壽命另加兩個更換管(guan)束(shu)的周期(qi)(qi)。選擇的初始管(guan)子(zi)應(ying)該(gai)至(zhi)少使用兩個運轉周期(qi)(qi)或(huo)(huo)5年(nian)，除非個別特殊環境的熱(re)交(jiao)換器，可(ke)能是只有(you)較短(duan)的預期(qi)(qi)壽命。可(ke)是，這些規定不適用于(yu)核(he)能熱(re)交(jiao)換器和(he)壓(ya)力容器。
由于不(bu)(bu)銹鋼類型多(duo)，列入(ru)標(biao)準的牌(pai)號多(duo)達一百多(duo)種(zhong)，同時還有(you)大(da)量廣泛使(shi)用的非標(biao)準牌(pai)號，每一種(zhong)不(bu)(bu)銹鋼都有(you)自己特定(ding)的性能、功能和使(shi)用范圍。因此(ci)，正(zheng)確、恰當地選擇合適的鋼種(zhong)難度很(hen)大(da)。這是因為(wei)它涉及的材料學(xue)、腐蝕學(xue)以及工(gong)程(cheng)學(xue)等多(duo)種(zhong)學(xue)科的專門知識。除此(ci)以外，工(gong)程(cheng)經驗是合理選用不(bu)(bu)銹鋼不(bu)(bu)可缺少的重(zhong)要條件。
通(tong)過合理(li)地選擇(ze)、正確使(shi)(shi)用(yong)，使(shi)(shi)不銹(xiu)鋼(gang)材料的特性和功能，在(zai)使(shi)(shi)用(yong)中得到充分體(ti)現和發揮(hui)，進而延長不銹(xiu)鋼(gang)零部(bu)件的使(shi)(shi)用(yong)壽命，
保證不(bu)銹鋼零部件(jian)、模具和機械設備的(de)高精度。這正是不(bu)銹鋼工作者應盡的(de)職責。
三、性能選材(cai)法
性(xing)能(neng)選用法包括使用性(xing)能(neng)和工(gong)藝(yi)性(xing)能(neng)。
1. 使用性能(neng)
人們(men)一般慣于(yu)從各種(zhong)材(cai)料手冊中查閱和(he)比較(jiao)各種(zhong)材(cai)料的(de)(de)性(xing)能，然后選用。近年來，由(you)于(yu)計算機的(de)(de)普遍應用，已將(jiang)這些性(xing)能匯編為(wei)數據(ju)庫，便于(yu)檢索和(he)專(zhuan)家系(xi)統調用。
若有(you)兩種主要性能時，則可應用“坐標分(fen)類法”進(jin)行篩選。
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(que)保使(shi)用(yong)(yong)(yong)性能和(he)使(shi)用(yong)(yong)(yong)安全，選(xuan)用(yong)(yong)(yong)時可(ke)(ke)以(yi)提高一級或幾級使(shi)用(yong)(yong)(yong)。已經使(shi)用(yong)(yong)(yong)10Cr17（17％Cr）型的地(di)方可(ke)(ke)以(yi)使(shi)用(yong)(yong)(yong)Cr-Ni鋼(gang)18-8型，已經使(shi)用(yong)(yong)(yong)06Cr11Ti型的地(di)方有時也可(ke)(ke)用(yong)(yong)(yong)10Cr17型。另外還許多在(zai)成分方面的改型鋼(gang)種并沒有在(zai)上述表示出來。
2. 工藝性能
前面的有(you)關章節(jie)已經介紹了不(bu)銹鋼焊接性(xing)、切削性(xing)、熱加工(gong)性(xing)及深沖性(xing)等(deng)工(gong)藝(yi)性(xing)能，可參閱。
在使用(yong)性(xing)(xing)能(neng)(neng)滿足要求后，工(gong)(gong)藝性(xing)(xing)能(neng)(neng)選材(cai)(cai)時，關注點主要是(shi)加工(gong)(gong)性(xing)(xing)能(neng)(neng)和加工(gong)(gong)成本(ben)。即在較低的(de)加工(gong)(gong)成本(ben)下完成加工(gong)(gong)的(de)可(ke)行性(xing)(xing)。當所選材(cai)(cai)料的(de)使用(yong)性(xing)(xing)能(neng)(neng)，能(neng)(neng)滿足要求，但不(bu)能(neng)(neng)加工(gong)(gong)或(huo)加工(gong)(gong)費用(yong)太高(gao)而不(bu)能(neng)(neng)承受時，可(ke)以選用(yong)較高(gao)一級不(bu)銹(xiu)鋼種。
3. 性能(neng)遞增選材(cai)法(fa)
不(bu)銹鋼的類型和鋼種繁(fan)(fan)多，性能各(ge)異(yi)，但也有略同的。不(bu)銹鋼的牌(pai)號繁(fan)(fan)多，多達(da)數百(bai)種；雖(sui)說牌(pai)號有數百(bai)種，但總可以歸集為(wei)，
奧氏體(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)、馬氏體(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)、鐵素體(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)、雙相(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)和(he)沉(chen)淀硬化不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)五大(da)類(lei)。同類(lei)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)性(xing)能(neng)多有相(xiang)似或相(xiang)近之處，為了便于選擇不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)，可按(an)使用(yong)性(xing)能(neng)及工藝性(xing)能(neng)，在(zai)(zai)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)五大(da)類(lei)型中選定(ding)一(yi)類(lei)，在(zai)(zai)選定(ding)的(de)一(yi)類(lei)中再確(que)定(ding)一(yi)個鋼(gang)(gang)(gang)種，這樣(yang)范圍(wei)(wei)就大(da)大(da)縮小了許多。隨著性(xing)能(neng)的(de)遞(di)增，范圍(wei)(wei)逐步遞(di)減，要選擇的(de)鋼(gang)(gang)(gang)種就會出現(xian)。
四、成本選材法
成(cheng)本(ben)選材法的成(cheng)本(ben)，包括有(you)材料(liao)成(cheng)本(ben)和生產（制(zhi)造）成(cheng)本(ben)。如果加工(gong)制(zhi)作(zuo)工(gong)藝相差無幾，只是消(xiao)耗材料(liao)存在有(you)差別(bie)，也就是說，可根(gen)據確定的不同(tong)參量選用材料(liao)。否則就需要(yao)綜(zong)合考慮材料(liao)成(cheng)本(ben)和制(zhi)造工(gong)藝費(fei)用來(lai)選用材料(liao)。
1. 材料成本(ben)法
若(ruo)制(zhi)造工藝的(de)(de)費用(yong)沒(mei)有差(cha)異，則使用(yong)材料的(de)(de)用(yong)戶對(dui)不(bu)需(xu)要熱處理(li)的(de)(de)鋼種，采用(yong)不(bu)同的(de)(de)經濟參數來(lai)比較和選用(yong)：等(deng)強度(du)(du)的(de)(de)相(xiang)對(dui)重量；等(deng)剛度(du)(du)的(de)(de)相(xiang)對(dui)重量；等(deng)強度(du)(du)的(de)(de)相(xiang)對(dui)成(cheng)本；等(deng)剛度(du)(du)的(de)(de)相(xiang)對(dui)成(cheng)本。
設計(ji)時(shi)若使用屈服強度，則選(xuan)用屈服強度。載荷相(xiang)同時(shi)，變(bian)形(xing)量愈大(da)，剛度愈小。很容(rong)易看出(chu)，變(bian)形(xing)及(ji)所需(xu)要的屈服強度因負荷方式而(er)不同，并(bing)與(yu)結構部件(jian)的幾何形(xing)狀有(you)關。
從上(shang)面的分(fen)析，可(ke)以得到如下幾點(dian)看法。
①. 用低合金高強(qiang)度(du)(du)(du)鋼代替碳鋼，屈(qu)服強(qiang)度(du)(du)(du)提高了(le)，只在等強(qiang)度(du)(du)(du)的判據下(xia)，可以節約(yue)(yue)鋼材(cai)，節約(yue)(yue)的程(cheng)度(du)(du)(du)與(yu)屈(qu)服強(qiang)度(du)(du)(du)的比值也因(yin)載荷方式而不(bu)同，不(bu)能(neng)因(yin)為(wei)屈(qu)服強(qiang)度(du)(du)(du)提高30％就(jiu)認為(wei)能(neng)節約(yue)(yue)鋼材(cai)30％。若使用等剛度(du)(du)(du)判據，并(bing)不(bu)能(neng)節約(yue)(yue)鋼材(cai)。
②. 使用(yong)強(qiang)度(du)高的鋼(gang)種，若采用(yong)等(deng)剛度(du)判(pan)據，肯定會增加成本(ben)；若采用(yong)等(deng)強(qiang)度(du)判(pan)據，是否有經濟效(xiao)益(yi)，取決于屈服強(qiang)度(du)的比(bi)值(zhi)及鋼(gang)材(cai)價(jia)格的比(bi)值(zhi)。
③. 對(dui)于交通運(yun)輸，例如(ru)，車輛、船舶等(deng)(deng)用(yong)鋼，為了減少運(yun)輸費(fei)用(yong)，增加運(yun)輸量，應該考慮采用(yong)等(deng)(deng)強度(du)(du)相(xiang)對(dui)重(zhong)量和等(deng)(deng)剛度(du)(du)相(xiang)對(dui)重(zhong)量。對(dui)于固(gu)定結構(gou)，例如(ru)，橋梁、房屋(wu)等(deng)(deng)，則應使用(yong)等(deng)(deng)強度(du)(du)相(xiang)對(dui)成(cheng)本和等(deng)(deng)剛度(du)(du)相(xiang)對(dui)成(cheng)本。至于改用(yong)鋼種所引起的(de)經濟效益的(de)分配，則隨經濟體制的(de)不同(tong)（例如(ru)，計(ji)劃經濟、商品經濟等(deng)(deng)），而有不同(tong)方法。
④. 上面(mian)的分析(xi)只考慮材(cai)(cai)(cai)料的屈服(fu)強(qiang)度和變形，在(zai)下面(mian)，將結合(he)材(cai)(cai)(cai)料工(gong)藝(yi)綜合(he)地分析(xi)成本(ben)。若有(you)低溫(wen)韌性(xing)、大氣(qi)腐蝕、可焊性(xing)、耐磨性(xing)等(deng)問題，則應參考性(xing)能選材(cai)(cai)(cai)的方(fang)法(fa)，將這些因(yin)素作為約束條件(jian)，或采用(yong)多目標(biao)的選材(cai)(cai)(cai)法(fa)。
2. 生產成本(ben)法
從原材料制成部(bu)件全過程(cheng)的成本分(fen)析，提供選(xuan)材的另一種方法。
以前(qian)的廚具、炊具大部分采用有(you)色金屬(shu)如鋁(lv)、銅或(huo)搪瓷等，而現在已基本(ben)被(bei)不(bu)銹鋼取代，不(bu)銹鋼不(bu)僅(jin)使用壽命長，而且美觀、價(jia)格(ge)低廉、無污染，生(sheng)產廢(fei)品(pin)易于回收再利用。
下(xia)面(mian)提(ti)供(gong)幾個為了降低(di)成本，應該考慮下(xia)述(shu)幾方面(mian)的問題。
①. 如果在某些高溫度環境中，當需要使(shi)用或計(ji)劃使(shi)用昂貴的高鎳合金的時候(hou)，可考(kao)慮能否用12Cr16Ni35（330）不銹鋼來代替以滿(man)足要求(qiu)。
②. 可(ke)否用(yong)(yong)20Cr25Ni20（310）或(huo)16Cr23Ni13（309）來(lai)代替12Cr16Ni35（330），相比之(zhi)下，這些鋼的(de)(de)高溫(wen)強度較低，但是對(dui)多(duo)種用(yong)(yong)途具有良好的(de)(de)性能。
③. 假如需(xu)(xu)要(yao)使(shi)用或計劃使(shi)用022Cr19Ni10（304L）不(bu)銹(xiu)鋼，則要(yao)認真考慮是否真的(de)需(xu)(xu)要(yao)這種低(di)碳品(pin)種。在022Cr19Ni10（304L）不(bu)銹(xiu)鋼焊(han)接熱影響區，能(neng)夠(gou)保持充分(fen)的(de)非常有(you)(you)效的(de)抗腐(fu)蝕性(xing)，但是有(you)(you)時卻將(jiang)其用于(yu)與(yu)熱影響區腐(fu)蝕危險(xian)無(wu)關緊要(yao)的(de)地(di)方，造成(cheng)不(bu)必(bi)要(yao)的(de)浪費。
④. 在(zai)(zai)選用(yong)成形用(yong)不(bu)銹(xiu)鋼時(shi)，可否用(yong)12Cr17Ni7（301）代(dai)替06Cr19Ni10（304），由(you)于在(zai)(zai)絕大多數情況下，略微降(jiang)低鉻和(he)鎳的含量并不(bu)會大大降(jiang)低抗腐蝕性，所以唯一真正的決定因素是成形性能(neng)。
⑤. 如(ru)果(guo)用(yong)12Cr17Mn6Ni5N（201）不銹鋼代替 12Cr17Ni7（301）不銹鋼可以大大降低成本的(de)話，雖(sui)然(ran)在200系列中(zhong)用(yong)錳代替鎳，但其抗腐蝕性(xing)能(neng)(neng)卻能(neng)(neng)滿足多種用(yong)途。當(dang)然(ran)應考慮可成形性(xing)和外觀(guan)特點方面的(de)差異。
⑥. 400系列中(zhong)的(de)某(mou)種合金可以用(yong)來代替Cr-Ni（300系列）或Cr-Mn-Ni（200系列）中(zhong)的(de)某(mou)些鋼種，10Cr17（430）在許多用(yong)途中(zhong)可以滿足對其抗腐蝕性能(neng)的(de)要(yao)求，但(dan)應考慮加工過(guo)程(cheng)中(zhong)遇到的(de)各種困難(nan)。
⑦. 可以(yi)用06Cr11Ti（409）或其他(ta)11％Cr合金(jin)代替17％Cr合金(jin)，這(zhe)就會使抗腐(fu)(fu)蝕性能大幅度下(xia)降(jiang)，但是能否滿足使用要(yao)求才是關鍵。目前有幾種06Crl1Ti（409）的改(gai)進型(xing)，它們具有不同的耐腐(fu)(fu)蝕性能、表面質(zhi)量和可加工性。
⑧. 可以(yi)用某種(zhong)(zhong)不銹鋼代替其(qi)他金屬(shu)或(huo)非金屬(shu)材料，通常(chang)，這(zhe)種(zhong)(zhong)改(gai)變可以(yi)用較低的(de)成本實現較好的(de)使用性能。但是，當(dang)考慮總(zong)成本而不是只(zhi)考慮原材料價(jia)格時(shi)，使用較高等級的(de)不銹鋼通常(chang)會更為經濟。
五、多目標選材法(fa)
實(shi)際上(shang)選(xuan)材是個多目(mu)標的(de)決(jue)策(ce)問題，這些目(mu)標有成(cheng)(cheng)本和(he)性能(neng)兩類。成(cheng)(cheng)本可分為變(bian)動成(cheng)(cheng)本和(he)固定成(cheng)(cheng)本兩大項。
前面將性(xing)能定(ding)義為：“材料的(de)性(xing)能是(shi)一種參量，用于表征材料在給定(ding)外(wai)界條(tiao)件下的(de)行為”。
考慮到(dao)材料(liao)的應用，可將(jiang)性能(neng)(neng)分為使用性能(neng)(neng)及工藝性能(neng)(neng)。應該指(zhi)出，上述定義中的外界(jie)條(tiao)件除了自然(ran)條(tiao)件外，還應包括社會條(tiao)件，特(te)別是(shi)人類的喜愛和社會的選擇。
前面所討(tao)論的性(xing)能(neng)選材法(fa)和成本(ben)選材法(fa)，是將多目標(biao)簡化為(wei)單目標(biao)，即性(xing)能(neng)或(huo)成本(ben)，為(wei)的是將選材問題簡單化，實際上，性(xing)能(neng)本(ben)身也(ye)有(you)多目標(biao)。
如(ru)果(guo)將價值(zhi)工程用(yong)于材料(liao)的(de)選(xuan)用(yong)，那么選(xuan)材即可簡(jian)化為(wei)：“選(xuan)擇能滿足(zu)部件對(dui)材料(liao)的(de)最低要求，而成(cheng)本又(you)是最低的(de)材料(liao)”。這樣即可將性能與成(cheng)本的(de)要求并稱為(wei)特性。
對(dui)于特(te)性、要求(qiu)、性能等的確(que)定是較(jiao)為困難的，因為這需要依據科(ke)學知識和實際經(jing)驗(yan)進(jin)行判斷。例如，當對(dui)不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)和塑(su)料有(you)比較(jiao)深(shen)入的了(le)解后，在選擇洗衣機外(wai)殼(ke)(ke)材料時，就(jiu)一(yi)定會選用塑(su)料而不選用不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)。因為塑(su)料的特(te)性就(jiu)足可以滿(man)足洗衣機外(wai)殼(ke)(ke)的要求(qiu)，其性能可以超過不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)而成本卻遠(yuan)遠(yuan)低(di)于不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)。
