通常，將不銹鋼的使用條件、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)鋼的使用條件，包括溫度、介質成分(fen)、受力狀(zhuang)態、制作工藝(yi)、設(she)計壽命、特殊要(yao)求。
隨后就是依據(ju)使(shi)用條(tiao)(tiao)件，了解(jie)相關(guan)不銹(xiu)鋼的性(xing)能(neng)(neng)、收集(ji)相關(guan)數據(ju)及資料(liao)，如室(shi)溫、高溫條(tiao)(tiao)件下使(shi)用的力學性(xing)能(neng)(neng)；腐(fu)蝕環境條(tiao)(tiao)件使(shi)用耐腐(fu)蝕性(xing)能(neng)(neng)以及其工藝性(xing)能(neng)(neng)、物理性(xing)能(neng)(neng)、價格(ge)、供貨難易程(cheng)度等。
在了解和收集不到相(xiang)關數據(ju)的(de)情況(kuang)下，可(ke)依(yi)據(ju)使(shi)用條(tiao)件進(jin)行必(bi)要的(de)實(shi)(shi)際經驗(yan)、現(xian)場掛(gua)片試(shi)驗(yan)或實(shi)(shi)驗(yan)室(shi)(shi)模(mo)擬(ni)試(shi)驗(yan)。如果(guo)沒(mei)有(you)條(tiao)件做上述試(shi)驗(yan)，也可(ke)采用相(xiang)似條(tiao)件的(de)運(yun)行經驗(yan)、現(xian)場掛(gua)片結果(guo)、實(shi)(shi)驗(yan)室(shi)(shi)模(mo)擬(ni)實(shi)(shi)驗(yan)、模(mo)擬(ni)體運(yun)行結果(guo)作為(wei)選材的(de)依(yi)據(ju)。
在(zai)(zai)上(shang)述程序中，使用(yong)條件(jian)是決(jue)定選(xuan)用(yong)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)類別的(de)主導因素(su)(su)。例如(ru)，如(ru)果使用(yong)溫度(du)是在(zai)(zai)低溫條件(jian)下，就不(bu)(bu)宜選(xuan)用(yong)鐵(tie)素(su)(su)體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)和(he)雙相不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)；如(ru)果在(zai)(zai)300～500℃長期運行，也不(bu)(bu)宜選(xuan)用(yong)雙相不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)和(he)常規的(de)中、高鉻(ge)鐵(tie)素(su)(su)體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)。如(ru)果要(yao)求無磁，那就只(zhi)能選(xuan)擇(ze)奧氏(shi)體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)；在(zai)(zai)要(yao)求高強(qiang)度(du)，高硬度(du)的(de)設備部件(jian)中，馬氏(shi)體和(he)沉淀硬化不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)是唯一的(de)選(xuan)擇(ze)；在(zai)(zai)既(ji)要(yao)求具有高的(de)強(qiang)度(du)又要(yao)求具有無磁性的(de)部件(jian)，就只(zhi)能選(xuan)擇(ze)奧氏(shi)體型沉淀硬化型不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)或冷加工硬化的(de)奧氏(shi)體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)。
在鋼的(de)類型確定之后，可根(gen)據設備或部件對各(ge)種性能(neng)(neng)的(de)要求，選用相(xiang)適(shi)(shi)應的(de)不銹鋼牌號(hao)(hao)。通常(chang)都能(neng)(neng)選到合適(shi)(shi)的(de)牌號(hao)(hao)，當無相(xiang)應牌號(hao)(hao)可選擇時(shi)，只能(neng)(neng)在耐(nai)蝕(shi)合金(jin)中(zhong)選擇或者研究新的(de)不銹鋼牌號(hao)(hao)。
總的來(lai)說，選用不(bu)銹鋼的方法(fa)有性能(neng)法(fa)、成(cheng)本法(fa)和(he)多(duo)目標選材法(fa)等。
材(cai)料(liao)的選(xuan)(xuan)用(yong)包括材(cai)料(liao)的選(xuan)(xuan)擇和(he)應(ying)用(yong)。
一、提(ti)出問題
1. 材(cai)料(liao)失效的(de)主要方式為(wei)斷裂(lie)、腐蝕和(he)磨損
為防止失(shi)效事故的(de)(de)(de)(de)發生(sheng)，就(jiu)(jiu)需(xu)要依(yi)據失(shi)效原因，通過(guo)選(xuan)(xuan)用合(he)適(shi)的(de)(de)(de)(de)材料，采用恰當的(de)(de)(de)(de)工(gong)藝，來防止材料失(shi)效。這類(lei)(lei)失(shi)效可能(neng)發生(sheng)在使用過(guo)程中，也可能(neng)發生(sheng)在生(sheng)產加工(gong)階段，這就(jiu)(jiu)會涉及材料的(de)(de)(de)(de)使用性能(neng)和工(gong)藝性能(neng)。解(jie)決這類(lei)(lei)選(xuan)(xuan)材問題(ti)需(xu)要運(yun)用材料的(de)(de)(de)(de)應用和失(shi)效、材料的(de)(de)(de)(de)使用性能(neng)和材料的(de)(de)(de)(de)工(gong)藝性能(neng)等方面的(de)(de)(de)(de)知識(shi)。
2. 材料的選(xuan)擇
當然是選擇成本最低(di)而又滿足最低(di)使用性能的材(cai)(cai)料，這是價值(zhi)工(gong)程在材(cai)(cai)料問(wen)題(ti)上的應用，也是個(ge)多目標的決策問(wen)題(ti)。材(cai)(cai)料要選用成本低(di)廉的，并能滿足最低(di)使用性能要求材(cai)(cai)料的，也就是性價比最高的材(cai)(cai)料。
適應(ying)(ying)科(ke)技、社會(hui)和(he)市(shi)場的(de)發(fa)展(zhan)，選(xuan)擇材(cai)料，這是帶戰略性的(de)選(xuan)材(cai)問題。例(li)如，最新科(ke)技成果的(de)應(ying)(ying)用(yong)；社會(hui)條件的(de)限(xian)制，如資源和(he)環保的(de)限(xian)制；市(shi)場預測，消費者對產(chan)品式(shi)樣的(de)喜好和(he)購買力影響了產(chan)品的(de)檔次，從而影響了對材(cai)料的(de)選(xuan)用(yong)，這些問題有賴于對市(shi)場要求的(de)判(pan)斷(duan)，涉及心理(li)學(xue)、技術美學(xue)、預測學(xue)等方面(mian)知識。
不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)選用(yong)不(bu)可(ke)避免地會遇到上述問題(ti)。綜上所述，不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)選用(yong)是一種較為(wei)復雜的(de)判斷問題(ti)，特別是大宗(zong)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)選用(yong)，需要(yao)應用(yong)材料系統中(zhong)決(jue)策(ce)方面(mian)技術，即在明確問題(ti)的(de)基礎上，然(ran)后(hou)分析問題(ti)，最后(hou)提出(chu)選用(yong)方案。
二、材料選擇的步(bu)驟
不銹鋼材料(liao)選擇應遵(zun)循的順(shun)序是：使用條件評(ping)價(jia)→設計(ji)評(ping)價(jia)→材料(liao)選擇→材料(liao)成本評(ping)價(jia)→相(xiang)關規(gui)范。
選用不(bu)(bu)銹(xiu)鋼時(shi)，首(shou)先要明確使(shi)用環境對不(bu)(bu)銹(xiu)鋼的(de)要求，即耐腐蝕性(xing)、耐熱(re)性(xing)及機械性(xing)能等；其次才(cai)是考(kao)查(cha)綜(zong)合(he)成本。例如，包括原材料成本、加工成本和(he)廢(fei)品等。當(dang)較(jiao)為(wei)便宜的(de)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼，具有上(shang)述所需的(de)性(xing)能的(de)，無疑選用便宜的(de)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼是最佳選擇。如果用量非常大時(shi)，專門為(wei)此設計一新鋼種，來滿足(zu)需要，那也值(zhi)得(de)和(he)合(he)算的(de)。
1. 材(cai)料使(shi)用條(tiao)件的評價
材(cai)料(liao)選(xuan)擇(ze)的第一步(bu)是(shi)全面評價由(you)所選(xuan)用的不(bu)銹鋼材(cai)料(liao)制作成(cheng)的零部(bu)件在工藝(yi)環境和(he)設備的使用條件下(xia)，能否滿足(zu)如使用溫度、壓力和(he)流(liu)體的狀(zhuang)態(tai)的要(yao)(yao)求。為此需要(yao)(yao)掌握如下(xia)的工藝(yi)數據(ju)。
①. 使用環境-操作介質的性質和(he)成分、水的化(hua)學性質、蒸汽質量、溶液的組分及濃度、傳導(dao)率、pH值、通風、雜質等。
②. 壓力-平均值和范圍，恒定(ding)或交替(ti)變化，內部載(zai)荷(he)或外(wai)部載(zai)荷(he)。
③. 溫度-平均(jun)值和(he)范圍(wei)，恒定或變量，熱梯度和(he)熱振動。
④. 速度-流(liu)動(dong)速率，線性速度，名義速度和范圍，攪動(dong)程度，湍流(liu)等。
要想選擇滿意的材料性(xing)能，除了使用溫度(du)和壓(ya)力(li)外，還必須考(kao)慮其他因素(su)，如啟(qi)動和關(guan)閉、間(jian)歇操(cao)作(zuo)、瞬(shun)(shun)時(shi)現象、壓(ya)力(li)沖擊及系統的瞬(shun)(shun)間(jian)失效。
2. 設計的評(ping)價
使用條件評價完之后(hou)，隨之其后(hou)，則需要依據材料(liao)考(kao)(kao)慮設(she)(she)備設(she)(she)計(ji)和(he)各種(zhong)零部件的(de)類型(xing)、尺寸、配合和(he)服役期間的(de)臨界狀(zhuang)態(tai)。同時還(huan)要根據所(suo)選用的(de)材料(liao)考(kao)(kao)慮各種(zhong)加(jia)(jia)工(gong)制造技術的(de)可行性，如鍛造、冷熱成形、機加(jia)(jia)工(gong)和(he)焊接(jie)等。
3. 材(cai)料的評估
材料(liao)的(de)(de)評估(gu)包括(kuo)材料(liao)的(de)(de)性(xing)能和冶金(jin)方(fang)面的(de)(de)試(shi)驗(yan)，含金(jin)屬連(lian)接(jie)在(zai)內的(de)(de)加工性(xing)的(de)(de)檢測以及在(zai)實驗(yan)室和現場(chang)試(shi)驗(yan)中材料(liao)的(de)(de)適(shi)用(yong)性(xing)。材料(liao)的(de)(de)耐蝕性(xing)評估(gu)將進一步討論(lun)。
a. 材料試驗
除(chu)了用(yong)化學分析檢查材料(liao)(liao)的(de)(de)成分以外(wai)，通常對所選定試樣進行表觀檢查和力學試驗(yan)以及確定原(yuan)材料(liao)(liao)是(shi)否滿足每個(ge)規(gui)定的(de)(de)要求。另(ling)外(wai)需要對焊(han)接(jie)試樣進行試驗(yan)以評定焊(han)接(jie)質(zhi)量(liang)。其(qi)中力學試驗(yan)有拉(la)伸試驗(yan)、彎曲試驗(yan)、沖擊試驗(yan)等。材料(liao)(liao)截(jie)面試樣的(de)(de)金相檢查提(ti)供含夾雜物材料(liao)(liao)與純(chun)凈度相關的(de)(de)信息，并提(ti)供金相結構及晶粒尺寸。對于焊(han)接(jie)部位，類(lei)似的(de)(de)檢查可以檢驗(yan)出焊(han)接(jie)缺陷，如(ru)夾雜物、孔(kong)隙度、裂紋(wen)及不(bu)符合要求的(de)(de)焊(han)接(jie)技術等。這些(xie)試驗(yan)對材料(liao)(liao)本身是(shi)典型的(de)(de)破壞性試驗(yan)。
b. 材料耐蝕性的評估和選擇(ze)
材料的(de)(de)選用，愈來愈習慣(guan)用模擬環境試(shi)驗(yan)(yan)的(de)(de)數據作為依據來選擇材料以防(fang)止腐(fu)(fu)蝕，包括高溫腐(fu)(fu)蝕。這(zhe)些試(shi)驗(yan)(yan)包括：腐(fu)(fu)蝕掛片試(shi)驗(yan)(yan)；熱質量分(fen)析(xi)（TGA）；動態燃燒室的(de)(de)研究(jiu)；熱循環；實驗(yan)(yan)室玻璃器皿的(de)(de)試(shi)驗(yan)(yan)；現場試(shi)驗(yan)(yan)。
c. 材(cai)料的功能要求(qiu)
①. 強度
強(qiang)度包(bao)括多個力(li)學性能(neng)，最(zui)常用來指拉伸強(qiang)度和(he)屈服強(qiang)度。可以(yi)利用應力(li)-應變曲(qu)線來理(li)解它們。其他相關的強(qiang)度還包(bao)括壓縮、彎(wan)曲(qu)、剪切和(he)扭轉強(qiang)度。在(zai)條件許可情況下最(zui)好使用高強(qiang)度的材(cai)料以(yi)減少零件的厚度。
②. 疲勞強度(du)
疲(pi)勞(lao)是指由(you)(you)循(xun)(xun)環應(ying)力(li)(li)(li)(li)造成金屬(shu)斷裂(lie)的(de)(de)失(shi)效(xiao)(xiao)。常(chang)見的(de)(de)例(li)子包(bao)括遠低于拉伸(shen)強度(du)的(de)(de)速變(bian)應(ying)力(li)(li)(li)(li)。當(dang)應(ying)力(li)(li)(li)(li)增(zeng)大(da)時，引起(qi)失(shi)效(xiao)(xiao)所需要的(de)(de)循(xun)(xun)環次(ci)數(shu)(shu)就(jiu)減少。習慣上繪制(zhi)金屬(shu)應(ying)力(li)(li)(li)(li)和(he)循(xun)(xun)環次(ci)數(shu)(shu)曲線(xian)（S-N），如圖4-3所示。曲線(xian)由(you)(you)應(ying)力(li)(li)(li)(li)相對(dui)于循(xun)(xun)環次(ci)數(shu)(shu)的(de)(de)對(dui)數(shu)(shu)來(lai)描繪。對(dui)于一(yi)個給定的(de)(de)較大(da)循(xun)(xun)環次(ci)數(shu)(shu)，通(tong)常(chang)在低于某應(ying)力(li)(li)(li)(li)值的(de)(de)情況下不(bu)發(fa)生(sheng)失(shi)效(xiao)(xiao)，這個應(ying)力(li)(li)(li)(li)值就(jiu)稱為疲(pi)勞(lao)極(ji)限。因為以(yi)保持正常(chang)的(de)(de)應(ying)力(li)(li)(li)(li)不(bu)高于疲(pi)勞(lao)極(ji)限的(de)(de)應(ying)力(li)(li)(li)(li)防止變(bian)形和(he)斷裂(lie)，所以(yi)疲(pi)勞(lao)失(shi)效(xiao)(xiao)幾(ji)乎(hu)總是伴隨著(zhu)突(tu)變(bian)、缺口、沖擊(ji)、殘余應(ying)力(li)(li)(li)(li)的(de)(de)存在而(er)發(fa)生(sheng)。
疲(pi)(pi)(pi)勞(lao)失效常常發生在焊接接頭(tou)，因為(wei)采用(yong)焊接接頭(tou)，這(zhe)樣的(de)(de)設計會出現明顯的(de)(de)應(ying)(ying)力(li)集中效應(ying)(ying)。有利(li)于耐疲(pi)(pi)(pi)勞(lao)的(de)(de)材(cai)料(liao)(liao)特(te)性和(he)設計特(te)性有，利(li)用(yong)合金(jin)化或熱(re)處(chu)理(li)來(lai)提高拉伸強度(du)；減少工件的(de)(de)厚(hou)度(du)，使用(yong)拋光表面(mian)，降低設計應(ying)(ying)力(li)，細化材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)晶粒(li)尺寸，消(xiao)除材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)冶金(jin)缺陷和(he)殘余應(ying)(ying)力(li)，減輕(qing)表面(mian)存(cun)在壓應(ying)(ying)力(li)，減少助長腐蝕和(he)疲(pi)(pi)(pi)勞(lao)的(de)(de)環境，并且采用(yong)金(jin)屬覆蓋層，如Cr、Ni或Cd（鎘）鍍層，這(zhe)是因為(wei)鍍層中的(de)(de)微(wei)裂紋(wen)有可能會降低疲(pi)(pi)(pi)勞(lao)強度(du)。
③. 脆性斷裂
脆(cui)性斷裂(lie)是(shi)在(zai)低(di)于(yu)(yu)屈服強度(du)的(de)(de)(de)正常應(ying)力(li)下(xia)，由于(yu)(yu)裂(lie)紋的(de)(de)(de)快(kuai)速擴展而造(zao)成的(de)(de)(de)失效。絕(jue)大多數(shu)的(de)(de)(de)脆(cui)性斷裂(lie)發生在(zai)具有體心立方（bcc）晶格(ge)結構的(de)(de)(de)金屬中，特別是(shi)鐵素(su)體不銹鋼，不僅(jin)在(zai)低(di)于(yu)(yu)臨界拉(la)伸強度(du)，甚至(zhi)低(di)于(yu)(yu)屈服強度(du)的(de)(de)(de)情況下(xia)就會發生完全(quan)的(de)(de)(de)斷裂(lie)。鋼發生脆(cui)性斷裂(lie)的(de)(de)(de)條件如下(xia)：本身存(cun)在(zai)缺陷；缺陷處(chu)存(cun)在(zai)殘余拉(la)伸應(ying)力(li)與工作載荷(he)引起的(de)(de)(de)拉(la)伸應(ying)力(li)的(de)(de)(de)交匯，如果應(ying)力(li)是(shi)三維方向就更為嚴重；足(zu)夠(gou)低(di)的(de)(de)(de)溫度(du)；還原處(chu)理、成分、軋(ya)制操作和后續的(de)(de)(de)熱(re)處(chu)理等冶金因素(su)；韌(ren)性；蠕變(bian)；耐熱(re)性；熱(re)和腐蝕；耐蝕性；氫腐蝕；加工性。
④. 韌性
材料(liao)的(de)(de)(de)韌(ren)性(xing)(xing)就(jiu)是指材料(liao)斷裂之前吸收(shou)能(neng)量(liang)(liang)和(he)塑性(xing)(xing)變形的(de)(de)(de)能(neng)力，韌(ren)性(xing)(xing)是用(yong)材料(liao)成形和(he)斷裂期間吸收(shou)的(de)(de)(de)能(neng)量(liang)(liang)來(lai)衡量(liang)(liang)的(de)(de)(de)。它是最重要的(de)(de)(de)低溫(wen)力學(xue)性(xing)(xing)能(neng)而不是強度。缺口的(de)(de)(de)韌(ren)性(xing)(xing)受化學(xue)成分、微觀組織、晶(jing)粒(li)尺寸、晶(jing)粒(li)生長的(de)(de)(de)模(mo)式、截面尺寸、冷熱加(jia)工(gong)的(de)(de)(de)溫(wen)度、加(jia)工(gong)方法和(he)表面狀(zhuang)況如滲(shen)碳(tan)和(he)脫碳(tan)等(deng)影響。
基本試驗(yan)：最普通的(de)(de)(de)韌性(xing)試驗(yan)是采用帶缺口的(de)(de)(de)試樣(yang)，通常通過(guo)沖擊試驗(yan)測量缺口韌性(xing)，或在(zai)相對較低的(de)(de)(de)應變速率下(xia)測量斷裂韌性(xing)。沖擊試驗(yan)可揭示材料的(de)(de)(de)低溫強度、韌性(xing)不足和脆(cui)性(xing)，這(zhe)些(xie)試驗(yan)特(te)別適合鐵素(su)體材料，可以(yi)顯(xian)示韌性(xing)向脆(cui)性(xing)的(de)(de)(de)轉變。
⑤. 耐(nai)蝕性(xing)
金(jin)(jin)屬(shu)和(he)合金(jin)(jin)的破壞大多是由(you)腐(fu)蝕造成的。實(shi)際上對于(yu)所有(you)包含(han)一(yi)系列基本操(cao)作的工藝過程(cheng)來說，設備、換熱(re)器(qi)、管道構件或其(qi)他系統構件的失效就(jiu)意(yi)味(wei)著停工、昂貴的維修和(he)更(geng)換構件，因(yin)此壓力(li)容器(qi)和(he)換熱(re)器(qi)的結構材料應該(gai)在使用環境中具(ju)有(you)合適的腐(fu)蝕速率(lv)。另外(wai)注(zhu)意(yi)由(you)周圍氣氛引起的腐(fu)蝕。
d. 根據耐蝕性(xing)的(de)條件來選擇(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(xiao)
盡管材(cai)料選擇(ze)已經是十分(fen)認真了，并且有時還(huan)進一(yi)步采(cai)(cai)用了防(fang)腐蝕方法，但少數(shu)意外的(de)(de)失效(xiao)(xiao)總還(huan)會發(fa)生。導致意外腐蝕失效(xiao)(xiao)的(de)(de)原因可(ke)能為以下一(yi)種或(huo)幾種：使用了帶有缺陷的(de)(de)材(cai)料；設計(ji)不合理；不正常的(de)(de)操作；制造不當(dang)和檢(jian)驗不充(chong)分(fen)；維護不適當(dang)。所以采(cai)(cai)取一(yi)定的(de)(de)預(yu)防(fang)措施，是避免腐蝕失效(xiao)(xiao)發(fa)生的(de)(de)有效(xiao)(xiao)辦法。
f. 氫腐蝕
氫腐蝕是在高(gao)于220～243℃溫度的(de)(de)含氫環境中(zhong)(zhong)，碳鋼(gang)和低合金(jin)鋼(gang)的(de)(de)損傷機制(zhi)，一般不被人(ren)們所(suo)關注。室溫下鋼(gang)制(zhi)容(rong)器當然是可以處理高(gao)壓氫的(de)(de)。但在較高(gao)的(de)(de)溫度下，氫能擴(kuo)散到(dao)鋼(gang)中(zhong)(zhong)與碳原子反(fan)應生(sheng)成甲烷(wan)氣體(ti)
2H2+FeC→CH4+Fe
高溫高壓(ya)下(xia)，氫能(neng)夠與間隙固溶(rong)體中(zhong)的(de)碳反(fan)應，導致初(chu)始脫碳，接著在晶界(jie)產生(sheng)不穩定(ding)的(de)碳化(hua)物(wu)，形成甲(jia)烷氣泡。由(you)于甲(jia)烷不能(neng)從鋼(gang)中(zhong)擴散出去，它的(de)積(ji)聚引起開裂和(he)鼓泡，從而使鋼(gang)材失去韌性導致最終失效。解(jie)決這個問題(ti)就需要穩定(ding)鋼(gang)中(zhong)的(de)碳化(hua)物(wu)組成、形態和(he)分布。
氫(qing)腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)防護。根據(ju)實際經(jing)驗防止氫(qing)腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)唯(wei)一可行(xing)的(de)(de)方法(fa)，就是使(shi)用耐這種破壞形式(shi)的(de)(de)鋼(gang)(gang)。因(yin)(yin)為所有的(de)(de)奧氏體不銹(xiu)鋼(gang)(gang)都含(han)有高Cr，穩定(ding)了鋼(gang)(gang)中的(de)(de)碳(tan)化物組成(cheng)、形態和分(fen)布(bu)，所以耐高溫氫(qing)損傷(shang)。因(yin)(yin)此，作為另(ling)一種防腐(fu)蝕(shi)措施，通(tong)常在低合金鋼(gang)(gang)容(rong)器的(de)(de)內表面襯一層不銹(xiu)鋼(gang)(gang)，是一個經(jing)濟實用的(de)(de)選擇。
g. 加工性
加工(gong)(gong)(gong)性(xing)包(bao)括成(cheng)形、機加工(gong)(gong)(gong)、與其(qi)他金屬連(lian)接的焊接工(gong)(gong)(gong)藝(yi)及焊后熱處理的難(nan)易性(xing)。并不是所有的加工(gong)(gong)(gong)車(che)間在技術(shu)(shu)上(shang)都有能(neng)力(li)正確地處理較復雜的材(cai)料。因此用戶要了解加工(gong)(gong)(gong)者的能(neng)力(li)，這是最基(ji)本的。另外(wai)，先進加工(gong)(gong)(gong)技術(shu)(shu)需要更高級(ji)的檢驗標準來判斷加工(gong)(gong)(gong)是否符合要求。
4. 成本核算
在材料的選擇中，選用是實用性(xing)和成(cheng)本兩(liang)矛盾統一(yi)的最終結(jie)果，可(ke)用性(xing)價比來表(biao)示。
人們常說“物(wu)美價(jia)(jia)廉”和(he)“優(you)質優(you)價(jia)(jia)”，這分別是材(cai)料(liao)消費者(zhe)(zhe)和(he)材(cai)料(liao)生產者(zhe)(zhe)各自(zi)傾向性的(de)愿(yuan)望(wang)，材(cai)料(liao)消費者(zhe)(zhe)希望(wang)自(zi)己(ji)所(suo)選(xuan)用的(de)材(cai)料(liao)是“物(wu)美價(jia)(jia)廉”的(de)；材(cai)料(liao)生產者(zhe)(zhe)希望(wang)自(zi)己(ji)的(de)產品能(neng)夠(gou)“優(you)質優(you)價(jia)(jia)”，但只(zhi)有雙方(fang)都有經濟(ji)效益，方(fang)能(neng)使整個社(she)會有效益。
以選(xuan)用(yong)耐腐蝕(shi)不(bu)銹鋼為例，如果不(bu)考慮(lv)其他(ta)因(yin)素，選(xuan)擇(ze)材料時應考慮(lv)下面(mian)兩(liang)個(ge)方面(mian)，一(yi)是(shi)最(zui)低的(de)成(cheng)本(ben)，即(ji)選(xuan)擇(ze)低成(cheng)本(ben)的(de)材料，并定期(qi)更換或采取防腐措(cuo)施(shi)；二是(shi)高成(cheng)本(ben)腐蝕(shi)最(zui)小，也就(jiu)是(shi)不(bu)考慮(lv)成(cheng)本(ben)，而選(xuan)擇(ze)最(zui)昂(ang)貴耐腐蝕(shi)的(de)材料，其結果是(shi)使(shi)用(yong)周(zhou)期(qi)長(chang)，可以免于頻繁地維修。
在廉價材(cai)料(liao)(liao)(liao)與高(gao)(gao)(gao)(gao)價材(cai)料(liao)(liao)(liao)之(zhi)間，一般會(hui)(hui)認(ren)為(wei)選(xuan)用(yong)高(gao)(gao)(gao)(gao)級的(de)結構材(cai)料(liao)(liao)(liao)產(chan)品，成(cheng)本(ben)(ben)一定是較高(gao)(gao)(gao)(gao)的(de)，因(yin)(yin)而制造商會(hui)(hui)刻意選(xuan)擇廉價低(di)成(cheng)本(ben)(ben)的(de)材(cai)料(liao)(liao)(liao)，以求(qiu)用(yong)最(zui)低(di)的(de)生產(chan)成(cheng)本(ben)(ben)，獲得競(jing)爭性(xing)的(de)產(chan)品標價。然(ran)而這種做法并不(bu)完全是正(zheng)確的(de)。因(yin)(yin)為(wei)，提高(gao)(gao)(gao)(gao)材(cai)料(liao)(liao)(liao)的(de)工藝性(xing)能(neng)(neng)，通常(chang)會(hui)(hui)提高(gao)(gao)(gao)(gao)單位質量的(de)費(fei)(fei)用(yong)。選(xuan)用(yong)性(xing)能(neng)(neng)好的(de)材(cai)料(liao)(liao)(liao)，雖然(ran)材(cai)料(liao)(liao)(liao)成(cheng)本(ben)(ben)高(gao)(gao)(gao)(gao)一些，但就整個設備的(de)總(zong)體(ti)費(fei)(fei)用(yong)而言往往會(hui)(hui)低(di)一些。因(yin)(yin)此，由于下列(lie)因(yin)(yin)素，使節(jie)省成(cheng)本(ben)(ben)成(cheng)為(wei)可能(neng)(neng)。
①. 需要(yao)較少的材料；
②. 較短的熱(re)處理(li)周期(qi)；
③. 較少的焊(han)接時(shi)間和較少的焊(han)接填充材料；
④. 較(jiao)低(di)的運費；
⑤. 在運(yun)輸和(he)安(an)裝過程中，現場的處理要求更簡單。
5. 使用過程中可能的失(shi)效模式(shi)和(he)破壞(huai)形式(shi)
在使用(yong)過(guo)(guo)程中(zhong)發生的(de)(de)(de)失(shi)效可(ke)能源于(yu)材料(liao)的(de)(de)(de)使用(yong)應力高于(yu)安全應力而(er)引起的(de)(de)(de)過(guo)(guo)載或者(zhe)在應力集中(zhong)處(chu)產生的(de)(de)(de)局(ju)部變形。大多數情況下(xia)失(shi)效模式取決于(yu)材料(liao)在最(zui)終狀態(tai)下(xia)的(de)(de)(de)性(xing)能。如承壓下(xia)的(de)(de)(de)失(shi)效模式可(ke)能是：過(guo)(guo)度的(de)(de)(de)彈性(xing)變形和(he)彈性(xing)失(shi)穩；塑性(xing)失(shi)穩，變形和(he)破(po)裂；脆性(xing)斷(duan)裂；疲勞失(shi)效；蠕變變形和(he)蠕變破(po)壞；環(huan)境破(po)壞如腐蝕和(he)氫損傷。
大(da)部分使用中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)失(shi)效涉及(ji)在(zai)(zai)應力(li)集中(zhong)區缺(que)陷處(chu)裂紋的(de)(de)(de)(de)(de)萌生。在(zai)(zai)焊接結構中(zhong)，焊接缺(que)陷是(shi)相當普(pu)(pu)遍(bian)(bian)的(de)(de)(de)(de)(de)，甚(shen)至是(shi)不可避(bi)(bi)免(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)。因(yin)此不僅在(zai)(zai)設(she)計(ji)(ji)(ji)中(zhong)要防止過(guo)(guo)載，而且要避(bi)(bi)免(mian)由(you)脆(cui)性(xing)斷裂、疲(pi)勞、蠕變(bian)和腐(fu)蝕(shi)可能引起的(de)(de)(de)(de)(de)低應力(li)失(shi)效。通(tong)過(guo)(guo)材(cai)料的(de)(de)(de)(de)(de)選擇以及(ji)限(xian)(xian)制主應力(li)加二次(ci)應力(li)來(lai)避(bi)(bi)免(mian)過(guo)(guo)度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)彈性(xing)變(bian)形和彈性(xing)失(shi)穩；通(tong)過(guo)(guo)限(xian)(xian)制主應力(li)加二次(ci)應力(li)來(lai)避(bi)(bi)免(mian)塑性(xing)失(shi)穩；通(tong)過(guo)(guo)正確地選材(cai)、制造、檢(jian)驗、檢(jian)查斷口韌性(xing)等(deng)來(lai)避(bi)(bi)免(mian)脆(cui)性(xing)斷裂。在(zai)(zai)壓力(li)容器和換(huan)熱器中(zhong)很少出現由(you)普(pu)(pu)遍(bian)(bian)腐(fu)蝕(shi)引起的(de)(de)(de)(de)(de)失(shi)效，因(yin)為設(she)計(ji)(ji)(ji)者意識到普(pu)(pu)遍(bian)(bian)腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)可能，并通(tong)常采用腐(fu)蝕(shi)裕量或選擇耐腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)材(cai)料。然而，某些環境中(zhong)可能發生應力(li)腐(fu)蝕(shi)開(kai)裂，在(zai)(zai)設(she)計(ji)(ji)(ji)和選材(cai)時應避(bi)(bi)免(mian)可能發生這種失(shi)效。
6. 設備的設計(ji)特性
a. 維修(xiu)
為了(le)使(shi)設(she)備便于(yu)維修，在(zai)設(she)計階段就應該(gai)很好(hao)的(de)(de)了(le)解(jie)設(she)備的(de)(de)特定環境和(he)特殊(shu)要求。在(zai)設(she)計中必須考慮的(de)(de)一些(xie)與維修相關的(de)(de)項目，包括(kuo)更(geng)換(huan)某些(xie)構件所需的(de)(de)拉(la)動空(kong)間，如(ru)拉(la)動熱交換(huan)器的(de)(de)管(guan)束所需的(de)(de)空(kong)間等，裝(zhuang)卸材(cai)料的(de)(de)設(she)備，預定的(de)(de)清理方法和(he)所需的(de)(de)設(she)備，容易更(geng)換(huan)構件，監控腐蝕和(he)積(ji)垢的(de)(de)能力(li)，現(xian)場(chang)焊接的(de)(de)設(she)備以及停(ting)工期檢查(cha)的(de)(de)設(she)備和(he)可(ke)用性。
b. 安全保險的特性(xing)
安(an)全(quan)保險的(de)(de)(de)設(she)計概念不僅要清(qing)楚地(di)認識到制造的(de)(de)(de)局(ju)限性(xing)，而且(qie)要為操作提供較大(da)的(de)(de)(de)安(an)全(quan)空間，這(zhe)個(ge)(ge)概念與(yu)斷裂(lie)力學的(de)(de)(de)研究相(xiang)關(guan)。在設(she)計一(yi)(yi)個(ge)(ge)設(she)備的(de)(de)(de)各(ge)個(ge)(ge)部分時要有(you)(you)安(an)全(quan)保險的(de)(de)(de)特性(xing)，一(yi)(yi)般按下列幾個(ge)(ge)方面考慮：判斷結構中疲勞(lao)裂(lie)紋(wen)(wen)(wen)可(ke)(ke)能(neng)擴展的(de)(de)(de)點(dian)；確(que)定(ding)可(ke)(ke)能(neng)有(you)(you)的(de)(de)(de)最(zui)(zui)(zui)小裂(lie)紋(wen)(wen)(wen)尺寸；確(que)定(ding)可(ke)(ke)能(neng)有(you)(you)的(de)(de)(de)最(zui)(zui)(zui)大(da)裂(lie)紋(wen)(wen)(wen)尺寸，該(gai)尺寸與(yu)最(zui)(zui)(zui)大(da)破壞程度(du)及可(ke)(ke)能(neng)有(you)(you)的(de)(de)(de)最(zui)(zui)(zui)小裂(lie)紋(wen)(wen)(wen)與(yu)臨界裂(lie)紋(wen)(wen)(wen)尺寸之間的(de)(de)(de)載荷相(xiang)關(guan)。
c. 檢查(cha)的通道(dao)
壓力容(rong)器(qi)(qi)的(de)設計(ji)應該提供檢驗人員進(jin)入容(rong)器(qi)(qi)檢查腐蝕(shi)損傷的(de)通道。有足夠的(de)直徑讓人進(jin)入的(de)容(rong)器(qi)(qi)應該有可移動的(de)內部構件，以允許進(jin)入人員通向(xiang)容(rong)器(qi)(qi)的(de)所有部位。
d. 安全(quan)性
壓(ya)力容器(qi)和(he)換熱器(qi)的安全操作需要保守的設(she)(she)計和(he)標準(zhun)指(zhi)定的習慣做法，并使(shi)用(yong)規(gui)范(fan)、標準(zhun)中所(suo)許可的材料(liao)。對換熱器(qi)和(he)壓(ya)力容器(qi)，視安全性(xing)壓(ya)倒一切的原因是(shi)避免可能(neng)對人類、經濟和(he)環(huan)境等方面產生災難性(xing)的失效。為了確保安全，應該按照設(she)(she)計精確地(di)制造設(she)(she)備并充分地(di)監(jian)督(du)檢查，以保證和(he)設(she)(she)計規(gui)范(fan)相符。同時要正(zheng)確使(shi)用(yong)和(he)操作設(she)(she)備。
e. 設(she)備壽命(ming)
為了獲得(de)投資帶來的(de)(de)(de)(de)利(li)潤(run)，也為了使(shi)生產連(lian)續地進行，設(she)備(bei)構件(jian)及設(she)備(bei)本身應該(gai)具有適當的(de)(de)(de)(de)壽(shou)命(ming)。構件(jian)的(de)(de)(de)(de)壽(shou)命(ming)取決于設(she)計(ji)、結(jie)構材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)性能(neng)和(he)它們與使(shi)用(yong)環境之間的(de)(de)(de)(de)相互作(zuo)用(yong)以(yi)及制造和(he)檢查的(de)(de)(de)(de)影響，還包括操作(zuo)、維修等的(de)(de)(de)(de)影響。為了獲得(de)滿意的(de)(de)(de)(de)壽(shou)命(ming)，設(she)備(bei)的(de)(de)(de)(de)結(jie)構材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)要承受(shou)住設(she)計(ji)應力、磨損(sun)、使(shi)用(yong)中的(de)(de)(de)(de)腐蝕。在設(she)計(ji)階段，腐蝕問(wen)題同其他的(de)(de)(de)(de)操作(zuo)條件(jian)和(he)設(she)計(ji)參數如壓力、溫度和(he)速度一樣重要。為了獲得(de)最佳的(de)(de)(de)(de)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)，不銹鋼選材(cai)(cai)(cai)要基于耐腐蝕的(de)(de)(de)(de)觀點(dian)。要向材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)供(gong)應商索取簡明(ming)(ming)而清(qing)晰的(de)(de)(de)(de)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)質量(liang)保證書面說(shuo)明(ming)(ming)，確(que)(que)保供(gong)應的(de)(de)(de)(de)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)正確(que)(que)。設(she)計(ji)說(shuo)明(ming)(ming)書內要有材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)耐蝕性。
f. 構件壽(shou)命(ming)
以熱(re)交換(huan)器為(wei)例，熱(re)交換(huan)器的(de)殼體(ti)、管箱和(he)(he)管板(ban)應該(gai)被設(she)計(ji)至(zhi)少使用10年(nian)或是(shi)原(yuan)有管束的(de)壽命(ming)另(ling)加兩個(ge)更換(huan)管束的(de)周期(qi)。選擇的(de)初始管子應該(gai)至(zhi)少使用兩個(ge)運轉(zhuan)周期(qi)或5年(nian)，除(chu)非個(ge)別(bie)特殊(shu)環境的(de)熱(re)交換(huan)器，可(ke)(ke)能是(shi)只有較(jiao)短的(de)預期(qi)壽命(ming)。可(ke)(ke)是(shi)，這(zhe)些規定不適用于核能熱(re)交換(huan)器和(he)(he)壓力(li)容器。
由(you)于(yu)不(bu)銹(xiu)鋼類型(xing)多(duo)(duo)，列入標(biao)準(zhun)的(de)牌號多(duo)(duo)達(da)一百多(duo)(duo)種(zhong)(zhong)，同時還有大(da)量廣泛使用的(de)非標(biao)準(zhun)牌號，每一種(zhong)(zhong)不(bu)銹(xiu)鋼都有自己特(te)定的(de)性能(neng)、功能(neng)和(he)使用范圍。因此(ci)，正確、恰當地選擇合適的(de)鋼種(zhong)(zhong)難(nan)度(du)很(hen)大(da)。這是(shi)因為(wei)它涉(she)及的(de)材料學(xue)(xue)、腐蝕學(xue)(xue)以及工程(cheng)(cheng)學(xue)(xue)等多(duo)(duo)種(zhong)(zhong)學(xue)(xue)科的(de)專門(men)知識。除此(ci)以外，工程(cheng)(cheng)經驗是(shi)合理選用不(bu)銹(xiu)鋼不(bu)可(ke)缺少的(de)重(zhong)要(yao)條件。
通過合理地選擇(ze)、正確(que)使(shi)用(yong)，使(shi)不銹鋼(gang)材(cai)料的(de)特性和功能，在使(shi)用(yong)中得到充分體現(xian)和發揮，進(jin)而延長不銹鋼(gang)零部(bu)件(jian)的(de)使(shi)用(yong)壽命，
保證不銹鋼零部件、模(mo)具(ju)和機械設備的高(gao)精度。這正是不銹鋼工作者應盡的職責。
三、性(xing)能(neng)選材法(fa)
性能(neng)選用法包括(kuo)使用性能(neng)和(he)工藝性能(neng)。
1. 使用(yong)性能
人們一般(ban)慣于從各種材料(liao)手冊中(zhong)查閱和(he)比(bi)較各種材料(liao)的性能，然后選(xuan)用。近年(nian)來，由于計(ji)算機的普遍應用，已將這(zhe)些性能匯編為數據庫，便于檢(jian)索和(he)專家系統(tong)調用。
若有(you)兩種主(zhu)要性能(neng)時(shi)，則可應用“坐標(biao)分類法”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(wei)了確保使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)性能(neng)和使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)安全，選用(yong)(yong)(yong)(yong)時可(ke)以(yi)提高一級或幾(ji)級使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)。已經(jing)使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)10Cr17（17％Cr）型的地方可(ke)以(yi)使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)Cr-Ni鋼18-8型，已經(jing)使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)06Cr11Ti型的地方有(you)時也可(ke)用(yong)(yong)(yong)(yong)10Cr17型。另外還許(xu)多在(zai)成分方面的改型鋼種并沒(mei)有(you)在(zai)上述表示出來。
2. 工藝(yi)性能
前面(mian)的有關章節已(yi)經介紹了(le)不(bu)銹鋼焊接性(xing)、切削性(xing)、熱加工(gong)性(xing)及深(shen)沖(chong)性(xing)等工(gong)藝性(xing)能，可參閱。
在使(shi)用性(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)滿足要(yao)求后，工(gong)(gong)藝性(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)選(xuan)材時(shi)，關注點主要(yao)是加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)性(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)和加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)成本(ben)。即在較低的(de)加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)成本(ben)下完(wan)成加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)的(de)可(ke)(ke)行性(xing)。當所(suo)選(xuan)材料的(de)使(shi)用性(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)，能(neng)(neng)(neng)(neng)滿足要(yao)求，但(dan)不能(neng)(neng)(neng)(neng)加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)或加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)費用太高而不能(neng)(neng)(neng)(neng)承(cheng)受時(shi)，可(ke)(ke)以(yi)選(xuan)用較高一級不銹鋼種。
3. 性能遞增(zeng)選材法
不(bu)銹鋼的(de)類(lei)型(xing)和鋼種繁多，性能各異，但也有(you)略同(tong)的(de)。不(bu)銹鋼的(de)牌(pai)號(hao)繁多，多達數(shu)百(bai)種；雖說牌(pai)號(hao)有(you)數(shu)百(bai)種，但總可(ke)以歸(gui)集為，
奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)、馬氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)、鐵素(su)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)、雙相不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)和沉淀(dian)硬化(hua)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)五大(da)(da)類。同(tong)類不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)性(xing)能多有相似或(huo)相近之處，為(wei)了便于選(xuan)擇(ze)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)，可按使用性(xing)能及工藝性(xing)能，在(zai)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)五大(da)(da)類型中選(xuan)定(ding)一(yi)類，在(zai)選(xuan)定(ding)的(de)一(yi)類中再確定(ding)一(yi)個(ge)鋼(gang)(gang)(gang)種，這樣范(fan)圍就(jiu)大(da)(da)大(da)(da)縮小了許多。隨(sui)著性(xing)能的(de)遞增，范(fan)圍逐步遞減，要選(xuan)擇(ze)的(de)鋼(gang)(gang)(gang)種就(jiu)會出現。
四、成(cheng)本選(xuan)材(cai)法
成(cheng)(cheng)本(ben)選(xuan)(xuan)材(cai)(cai)法的成(cheng)(cheng)本(ben)，包括有(you)材(cai)(cai)料(liao)成(cheng)(cheng)本(ben)和(he)生產（制造）成(cheng)(cheng)本(ben)。如果加工(gong)(gong)制作工(gong)(gong)藝相差無幾，只是消耗材(cai)(cai)料(liao)存(cun)在(zai)有(you)差別，也就是說，可根據確定的不同參量選(xuan)(xuan)用(yong)(yong)材(cai)(cai)料(liao)。否則(ze)就需要(yao)綜合考慮材(cai)(cai)料(liao)成(cheng)(cheng)本(ben)和(he)制造工(gong)(gong)藝費用(yong)(yong)來選(xuan)(xuan)用(yong)(yong)材(cai)(cai)料(liao)。
1. 材料成本法
若制造(zao)工藝的(de)(de)費用(yong)沒有差異，則使(shi)用(yong)材料的(de)(de)用(yong)戶(hu)對(dui)不需要熱(re)處理的(de)(de)鋼種，采用(yong)不同(tong)的(de)(de)經濟參數來(lai)比較和選(xuan)用(yong)：等強度的(de)(de)相對(dui)重量；等剛(gang)度的(de)(de)相對(dui)重量；等強度的(de)(de)相對(dui)成(cheng)本；等剛(gang)度的(de)(de)相對(dui)成(cheng)本。
設(she)計時(shi)若使(shi)用屈服強(qiang)(qiang)度(du)(du)，則選用屈服強(qiang)(qiang)度(du)(du)。載荷(he)相同(tong)時(shi)，變形量愈大，剛度(du)(du)愈小。很容(rong)易看出，變形及所需(xu)要的(de)屈服強(qiang)(qiang)度(du)(du)因(yin)負荷(he)方式而不同(tong)，并與結構部件(jian)的(de)幾(ji)何形狀有關。
從上面的分析(xi)，可以得到如下幾點(dian)看法。
①. 用低合金高強(qiang)度(du)鋼(gang)(gang)代(dai)替(ti)碳鋼(gang)(gang)，屈(qu)(qu)服(fu)強(qiang)度(du)提高了，只(zhi)在(zai)等強(qiang)度(du)的判據下，可以節約(yue)鋼(gang)(gang)材(cai)，節約(yue)的程度(du)與屈(qu)(qu)服(fu)強(qiang)度(du)的比值也因載荷方式而不(bu)同(tong)，不(bu)能(neng)(neng)因為屈(qu)(qu)服(fu)強(qiang)度(du)提高30％就認為能(neng)(neng)節約(yue)鋼(gang)(gang)材(cai)30％。若使用等剛(gang)度(du)判據，并不(bu)能(neng)(neng)節約(yue)鋼(gang)(gang)材(cai)。
②. 使用強(qiang)度(du)高(gao)的鋼種，若采用等剛度(du)判據，肯定會(hui)增加(jia)成本；若采用等強(qiang)度(du)判據，是(shi)否有經濟效益，取決于屈服強(qiang)度(du)的比值(zhi)(zhi)及鋼材價格的比值(zhi)(zhi)。
③. 對(dui)于(yu)交通運輸，例如(ru)，車輛(liang)、船(chuan)舶(bo)等(deng)用(yong)鋼(gang)，為了減少(shao)運輸費(fei)用(yong)，增加運輸量，應該考慮采用(yong)等(deng)強度(du)相(xiang)(xiang)對(dui)重量和(he)(he)等(deng)剛度(du)相(xiang)(xiang)對(dui)重量。對(dui)于(yu)固定結構，例如(ru)，橋梁、房屋(wu)等(deng)，則(ze)應使用(yong)等(deng)強度(du)相(xiang)(xiang)對(dui)成本(ben)和(he)(he)等(deng)剛度(du)相(xiang)(xiang)對(dui)成本(ben)。至于(yu)改用(yong)鋼(gang)種所引起的(de)經濟(ji)效益的(de)分配，則(ze)隨經濟(ji)體制的(de)不(bu)同(tong)（例如(ru)，計劃經濟(ji)、商(shang)品經濟(ji)等(deng)），而有不(bu)同(tong)方法(fa)。
④. 上(shang)面的(de)分(fen)析只考(kao)(kao)慮(lv)材料的(de)屈服強度和變形，在下面，將(jiang)結(jie)合(he)材料工藝綜(zong)合(he)地分(fen)析成本。若(ruo)有低溫韌性、大氣(qi)腐蝕、可焊性、耐磨(mo)性等問題，則應參考(kao)(kao)性能選(xuan)材的(de)方法(fa)，將(jiang)這(zhe)些因素作為(wei)約束條(tiao)件，或(huo)采用多目標的(de)選(xuan)材法(fa)。
2. 生產成本法
從原材料制成部件(jian)全過程的成本(ben)分析(xi)，提供選(xuan)材的另一種方法(fa)。
以(yi)前的(de)廚具(ju)、炊具(ju)大部(bu)分(fen)采用(yong)有(you)色金屬如鋁、銅或(huo)搪瓷等，而現在已基本被不銹鋼取代，不銹鋼不僅使用(yong)壽命長，而且美觀(guan)、價格低廉、無污染(ran)，生(sheng)產廢品易于回收再利用(yong)。
下(xia)面(mian)提供幾個為了降(jiang)低(di)成本，應該(gai)考慮下(xia)述幾方(fang)面(mian)的問題。
①. 如果在某些(xie)高(gao)溫度環境中，當需要(yao)使(shi)用或計劃使(shi)用昂貴的高(gao)鎳合(he)金(jin)的時候，可考慮能否用12Cr16Ni35（330）不(bu)銹鋼(gang)來代替以(yi)滿足要(yao)求。
②. 可否(fou)用(yong)20Cr25Ni20（310）或16Cr23Ni13（309）來(lai)代替12Cr16Ni35（330），相比之下(xia)，這些(xie)鋼(gang)的高溫強度較低，但是(shi)對多種用(yong)途具有良(liang)好(hao)的性能。
③. 假如需(xu)要(yao)使(shi)(shi)用或計劃使(shi)(shi)用022Cr19Ni10（304L）不銹(xiu)鋼，則要(yao)認(ren)真考慮是否真的(de)需(xu)要(yao)這種(zhong)低碳品(pin)種(zhong)。在022Cr19Ni10（304L）不銹(xiu)鋼焊接熱影響(xiang)區(qu)，能夠保持充分的(de)非常(chang)有效的(de)抗腐蝕性，但是有時卻將(jiang)其用于與(yu)熱影響(xiang)區(qu)腐蝕危險無關緊要(yao)的(de)地方(fang)，造成不必要(yao)的(de)浪(lang)費。
④. 在選(xuan)用(yong)成形(xing)用(yong)不(bu)銹鋼(gang)時(shi)，可否用(yong)12Cr17Ni7（301）代(dai)替06Cr19Ni10（304），由于在絕大多數情況(kuang)下，略微降低鉻和鎳(nie)的含量并(bing)不(bu)會大大降低抗腐蝕性，所以唯一真(zhen)正的決定因素是成形(xing)性能(neng)。
⑤. 如果用(yong)12Cr17Mn6Ni5N（201）不(bu)銹(xiu)鋼(gang)代替(ti) 12Cr17Ni7（301）不(bu)銹(xiu)鋼(gang)可以大大降低成本的話，雖然在200系列中用(yong)錳代替(ti)鎳，但其抗腐(fu)蝕(shi)性(xing)能(neng)(neng)卻能(neng)(neng)滿足多(duo)種用(yong)途。當(dang)然應考慮可成形(xing)性(xing)和外觀特點方面的差異(yi)。
⑥. 400系列(lie)中的某(mou)種合金(jin)可以(yi)用來(lai)代(dai)替Cr-Ni（300系列(lie)）或Cr-Mn-Ni（200系列(lie)）中的某(mou)些鋼種，10Cr17（430）在許多用途中可以(yi)滿足對其抗腐(fu)蝕性能(neng)的要求，但應考慮加工(gong)過程(cheng)中遇到(dao)的各種困難。
⑦. 可(ke)以用06Cr11Ti（409）或其(qi)他(ta)11％Cr合(he)(he)金代(dai)替17％Cr合(he)(he)金，這(zhe)就會使抗腐(fu)蝕(shi)性能(neng)(neng)大幅度下降，但是能(neng)(neng)否滿(man)足使用要求才(cai)是關鍵。目(mu)前有幾種06Crl1Ti（409）的改進型(xing)，它們具有不同的耐腐(fu)蝕(shi)性能(neng)(neng)、表面(mian)質量和可(ke)加工性。
⑧. 可以用(yong)某(mou)種(zhong)不(bu)銹鋼代替其他金(jin)屬或(huo)非金(jin)屬材料(liao)，通常(chang)，這種(zhong)改變可以用(yong)較低的(de)成本實(shi)現(xian)較好的(de)使用(yong)性能。但是，當考慮總成本而不(bu)是只考慮原材料(liao)價(jia)格時(shi)，使用(yong)較高等級的(de)不(bu)銹鋼通常(chang)會更為經濟(ji)。
五、多目標選材法
實(shi)際上選材是個多目(mu)標的決策問題，這些目(mu)標有成(cheng)本(ben)和(he)性能兩(liang)類。成(cheng)本(ben)可分(fen)為變動成(cheng)本(ben)和(he)固定成(cheng)本(ben)兩(liang)大項。
前(qian)面將性(xing)能定義為：“材料(liao)的(de)性(xing)能是一種(zhong)參量(liang)，用于表(biao)征材料(liao)在(zai)給定外(wai)界條件下(xia)的(de)行為”。
考慮到材料的(de)應(ying)用，可將(jiang)性(xing)能分為使用性(xing)能及(ji)工藝性(xing)能。應(ying)該(gai)指(zhi)出，上(shang)述定(ding)義中的(de)外(wai)界條(tiao)件(jian)除了自然條(tiao)件(jian)外(wai)，還應(ying)包括社會(hui)條(tiao)件(jian)，特(te)別是人類的(de)喜愛(ai)和社會(hui)的(de)選擇(ze)。
前(qian)面所討論的(de)性能選材法和成本選材法，是將(jiang)多目標簡化為(wei)單目標，即(ji)性能或(huo)成本，為(wei)的(de)是將(jiang)選材問題簡單化，實際上(shang)，性能本身也(ye)有多目標。
如(ru)果將價值工(gong)程用于材(cai)料的選用，那(nei)么選材(cai)即可簡化為：“選擇能滿(man)足(zu)部件(jian)對(dui)材(cai)料的最低要求(qiu)，而(er)成本(ben)又是最低的材(cai)料”。這樣(yang)即可將性(xing)能與成本(ben)的要求(qiu)并稱為特(te)性(xing)。
對于(yu)特(te)性(xing)、要求、性(xing)能等的(de)確定是較(jiao)為困難的(de)，因(yin)(yin)為這需要依據科學知識和實際經驗進(jin)行判(pan)斷(duan)。例如，當對不(bu)銹(xiu)鋼(gang)和塑料有比較(jiao)深入的(de)了解(jie)后，在選擇洗衣機外殼材料時(shi)，就一(yi)定會選用塑料而不(bu)選用不(bu)銹(xiu)鋼(gang)。因(yin)(yin)為塑料的(de)特(te)性(xing)就足可以滿足洗衣機外殼的(de)要求，其性(xing)能可以超過不(bu)銹(xiu)鋼(gang)而成(cheng)本卻(que)遠(yuan)遠(yuan)低于(yu)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)。
