通常，將不(bu)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(gang)的使用條件，包(bao)括溫度、介質成分、受力狀態、制(zhi)作工藝(yi)、設計壽命(ming)、特(te)殊要求。
隨(sui)后就是依據使(shi)用條件(jian)，了(le)解(jie)相(xiang)關不銹鋼的性能、收集相(xiang)關數據及(ji)(ji)資料，如室溫、高溫條件(jian)下使(shi)用的力(li)學(xue)性能；腐蝕環境條件(jian)使(shi)用耐(nai)腐蝕性能以及(ji)(ji)其(qi)工藝性能、物(wu)理性能、價格、供貨難易程度等。
在了解(jie)和收(shou)集不到(dao)相關數據(ju)(ju)的(de)情況下，可依據(ju)(ju)使用條件(jian)(jian)進行(xing)(xing)必要的(de)實(shi)(shi)際經驗(yan)(yan)(yan)、現場掛片試(shi)驗(yan)(yan)(yan)或實(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)室(shi)模擬試(shi)驗(yan)(yan)(yan)。如果(guo)(guo)沒有條件(jian)(jian)做上(shang)述(shu)試(shi)驗(yan)(yan)(yan)，也可采用相似條件(jian)(jian)的(de)運行(xing)(xing)經驗(yan)(yan)(yan)、現場掛片結果(guo)(guo)、實(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)室(shi)模擬實(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)、模擬體運行(xing)(xing)結果(guo)(guo)作(zuo)為選材的(de)依據(ju)(ju)。
在(zai)(zai)(zai)上述程序中(zhong)，使用條(tiao)件(jian)是決(jue)定(ding)選(xuan)(xuan)用不(bu)(bu)(bu)銹鋼類別(bie)的(de)(de)(de)主導因素(su)。例如(ru)(ru)，如(ru)(ru)果(guo)使用溫度(du)是在(zai)(zai)(zai)低溫條(tiao)件(jian)下(xia)，就不(bu)(bu)(bu)宜(yi)選(xuan)(xuan)用鐵(tie)素(su)體不(bu)(bu)(bu)銹鋼和雙(shuang)相不(bu)(bu)(bu)銹鋼；如(ru)(ru)果(guo)在(zai)(zai)(zai)300～500℃長期運(yun)行，也不(bu)(bu)(bu)宜(yi)選(xuan)(xuan)用雙(shuang)相不(bu)(bu)(bu)銹鋼和常規的(de)(de)(de)中(zhong)、高(gao)鉻鐵(tie)素(su)體不(bu)(bu)(bu)銹鋼。如(ru)(ru)果(guo)要(yao)(yao)求無(wu)磁(ci)，那就只(zhi)能(neng)選(xuan)(xuan)擇(ze)奧氏體不(bu)(bu)(bu)銹鋼；在(zai)(zai)(zai)要(yao)(yao)求高(gao)強度(du)，高(gao)硬(ying)(ying)度(du)的(de)(de)(de)設備部件(jian)中(zhong)，馬氏體和沉淀(dian)(dian)硬(ying)(ying)化(hua)不(bu)(bu)(bu)銹鋼是唯一的(de)(de)(de)選(xuan)(xuan)擇(ze)；在(zai)(zai)(zai)既要(yao)(yao)求具有(you)高(gao)的(de)(de)(de)強度(du)又要(yao)(yao)求具有(you)無(wu)磁(ci)性的(de)(de)(de)部件(jian)，就只(zhi)能(neng)選(xuan)(xuan)擇(ze)奧氏體型沉淀(dian)(dian)硬(ying)(ying)化(hua)型不(bu)(bu)(bu)銹鋼或冷加工硬(ying)(ying)化(hua)的(de)(de)(de)奧氏體不(bu)(bu)(bu)銹鋼。
在鋼的(de)(de)類型(xing)確定之后，可根(gen)據設備(bei)或(huo)部(bu)件對各種性能的(de)(de)要(yao)求，選用相適應的(de)(de)不銹鋼牌(pai)(pai)號(hao)。通常都能選到合適的(de)(de)牌(pai)(pai)號(hao)，當(dang)無相應牌(pai)(pai)號(hao)可選擇時，只(zhi)能在耐蝕合金(jin)中選擇或(huo)者研究(jiu)新的(de)(de)不銹鋼牌(pai)(pai)號(hao)。
總的來說，選用不(bu)銹鋼的方法(fa)有性能法(fa)、成本法(fa)和多目(mu)標選材法(fa)等(deng)。
材料(liao)(liao)的(de)(de)選用(yong)(yong)包括(kuo)材料(liao)(liao)的(de)(de)選擇和應(ying)用(yong)(yong)。
一、提出問(wen)題
1. 材料失效的(de)主要方式(shi)為斷裂、腐(fu)蝕和磨損
為防止(zhi)失(shi)(shi)效(xiao)(xiao)事故的(de)(de)(de)發生(sheng)，就需要(yao)依(yi)據失(shi)(shi)效(xiao)(xiao)原因(yin)，通過選用(yong)(yong)合適的(de)(de)(de)材(cai)(cai)(cai)料(liao)，采用(yong)(yong)恰當的(de)(de)(de)工(gong)藝(yi)(yi)，來防止(zhi)材(cai)(cai)(cai)料(liao)失(shi)(shi)效(xiao)(xiao)。這類失(shi)(shi)效(xiao)(xiao)可(ke)能(neng)發生(sheng)在使(shi)用(yong)(yong)過程中，也可(ke)能(neng)發生(sheng)在生(sheng)產加(jia)工(gong)階段，這就會涉(she)及材(cai)(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)(de)使(shi)用(yong)(yong)性(xing)(xing)(xing)能(neng)和(he)工(gong)藝(yi)(yi)性(xing)(xing)(xing)能(neng)。解決(jue)這類選材(cai)(cai)(cai)問題需要(yao)運用(yong)(yong)材(cai)(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)(de)應用(yong)(yong)和(he)失(shi)(shi)效(xiao)(xiao)、材(cai)(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)(de)使(shi)用(yong)(yong)性(xing)(xing)(xing)能(neng)和(he)材(cai)(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)(de)工(gong)藝(yi)(yi)性(xing)(xing)(xing)能(neng)等方面的(de)(de)(de)知識。
2. 材(cai)料的選擇
當然是選擇成本最(zui)低而又滿足最(zui)低使(shi)用性能的(de)材(cai)料，這是價值工(gong)程在材(cai)料問(wen)題上(shang)的(de)應(ying)用，也(ye)是個多目標的(de)決策(ce)問(wen)題。材(cai)料要(yao)(yao)選用成本低廉的(de)，并(bing)能滿足最(zui)低使(shi)用性能要(yao)(yao)求材(cai)料的(de)，也(ye)就是性價比最(zui)高的(de)材(cai)料。
適應科技、社(she)會和(he)市(shi)場(chang)的(de)(de)發展，選(xuan)(xuan)擇材(cai)料，這是帶(dai)戰(zhan)略(lve)性的(de)(de)選(xuan)(xuan)材(cai)問(wen)題。例如，最新科技成果的(de)(de)應用；社(she)會條(tiao)件的(de)(de)限制，如資源和(he)環保的(de)(de)限制；市(shi)場(chang)預測，消費者對產品式樣的(de)(de)喜好和(he)購(gou)買力影響(xiang)了產品的(de)(de)檔次，從而影響(xiang)了對材(cai)料的(de)(de)選(xuan)(xuan)用，這些(xie)問(wen)題有賴(lai)于對市(shi)場(chang)要求的(de)(de)判斷，涉及心理(li)學(xue)、技術美(mei)學(xue)、預測學(xue)等方面知識。
不(bu)銹鋼的(de)選用(yong)不(bu)可避免地(di)會遇到(dao)上(shang)述問(wen)題(ti)(ti)。綜上(shang)所述，不(bu)銹鋼的(de)選用(yong)是一種(zhong)較為復雜的(de)判斷問(wen)題(ti)(ti)，特(te)別是大(da)宗不(bu)銹鋼的(de)選用(yong)，需要(yao)應用(yong)材料系統中決策(ce)方面技術，即在明確(que)問(wen)題(ti)(ti)的(de)基礎上(shang)，然后(hou)分(fen)析(xi)問(wen)題(ti)(ti)，最后(hou)提出選用(yong)方案。
二(er)、材料(liao)選擇的(de)步驟
不銹鋼材(cai)料選擇(ze)應遵循的順序是(shi)：使用條件評(ping)價(jia)→設計(ji)評(ping)價(jia)→材(cai)料選擇(ze)→材(cai)料成本評(ping)價(jia)→相關規范。
選(xuan)用(yong)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)時(shi)，首先要明(ming)確使用(yong)環境對不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的要求，即耐(nai)腐蝕性(xing)、耐(nai)熱性(xing)及機械性(xing)能(neng)等；其次才是考查綜合成(cheng)本(ben)。例如，包括原材料成(cheng)本(ben)、加工成(cheng)本(ben)和(he)廢品等。當較為(wei)便(bian)宜的不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)，具有(you)上(shang)述所(suo)需的性(xing)能(neng)的，無疑選(xuan)用(yong)便(bian)宜的不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)是最佳(jia)選(xuan)擇。如果用(yong)量非常大時(shi)，專門為(wei)此設計一(yi)新鋼(gang)(gang)(gang)(gang)種，來滿足需要，那也(ye)值得和(he)合算的。
1. 材(cai)料使用(yong)條件的評價(jia)
材(cai)(cai)料選擇(ze)的第一步是全面評(ping)價由所選用的不銹鋼(gang)材(cai)(cai)料制作成的零部件在工(gong)藝環境和(he)設備的使(shi)用條(tiao)件下，能否滿足如(ru)使(shi)用溫度、壓力和(he)流(liu)體的狀態的要求。為此需要掌握如(ru)下的工(gong)藝數據。
①. 使用環境-操作介質的性質和成分(fen)、水的化學性質、蒸(zheng)汽質量、溶(rong)液的組(zu)分(fen)及濃度、傳(chuan)導率、pH值、通風、雜(za)質等。
②. 壓力-平(ping)均值和范圍，恒定(ding)或交替變化，內部載荷或外部載荷。
③. 溫度-平均值和(he)范圍，恒定或變量，熱梯(ti)度和(he)熱振動。
④. 速(su)度(du)-流動速(su)率，線性速(su)度(du)，名義速(su)度(du)和范圍，攪動程度(du)，湍(tuan)流等。
要想(xiang)選擇(ze)滿意的(de)材料性(xing)能，除了使用溫度和壓(ya)力(li)外，還必須(xu)考慮其他因素(su)，如啟動和關閉、間(jian)歇操(cao)作、瞬時現象、壓(ya)力(li)沖擊及(ji)系(xi)統(tong)的(de)瞬間(jian)失效。
2. 設計的評(ping)價
使用條(tiao)件評價完之后，隨之其后，則需要(yao)(yao)依據(ju)材料考慮(lv)設備(bei)設計和各(ge)種零部件的(de)類型、尺寸、配合和服役(yi)期(qi)間的(de)臨界狀態。同時還(huan)要(yao)(yao)根據(ju)所選用的(de)材料考慮(lv)各(ge)種加(jia)工制造技術的(de)可行性，如鍛(duan)造、冷熱成形、機加(jia)工和焊接等。
3. 材料(liao)的評估(gu)
材(cai)(cai)料(liao)(liao)的評(ping)估(gu)(gu)包括材(cai)(cai)料(liao)(liao)的性能和冶金方(fang)面(mian)的試(shi)驗，含(han)金屬(shu)連接在內(nei)的加工性的檢測以及在實(shi)驗室(shi)和現場試(shi)驗中材(cai)(cai)料(liao)(liao)的適(shi)用性。材(cai)(cai)料(liao)(liao)的耐蝕性評(ping)估(gu)(gu)將進一步討論。
a. 材料試驗
除(chu)了用化(hua)學(xue)分析檢(jian)(jian)(jian)(jian)查(cha)材(cai)(cai)料的(de)(de)成分以外(wai)，通常對(dui)所選定(ding)試(shi)(shi)(shi)(shi)樣進(jin)行表觀(guan)檢(jian)(jian)(jian)(jian)查(cha)和(he)力學(xue)試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)以及(ji)確(que)定(ding)原材(cai)(cai)料是否滿(man)足每個(ge)規定(ding)的(de)(de)要(yao)求(qiu)。另外(wai)需要(yao)對(dui)焊接試(shi)(shi)(shi)(shi)樣進(jin)行試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)以評定(ding)焊接質量。其中力學(xue)試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)有拉伸試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)、彎(wan)曲試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)、沖擊(ji)試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)等(deng)。材(cai)(cai)料截面試(shi)(shi)(shi)(shi)樣的(de)(de)金相(xiang)(xiang)檢(jian)(jian)(jian)(jian)查(cha)提供含夾(jia)雜物材(cai)(cai)料與純凈(jing)度相(xiang)(xiang)關的(de)(de)信息(xi)，并提供金相(xiang)(xiang)結構及(ji)晶粒(li)尺(chi)寸。對(dui)于焊接部位，類似的(de)(de)檢(jian)(jian)(jian)(jian)查(cha)可以檢(jian)(jian)(jian)(jian)驗(yan)(yan)出(chu)焊接缺陷，如夾(jia)雜物、孔隙度、裂(lie)紋及(ji)不符(fu)合(he)要(yao)求(qiu)的(de)(de)焊接技術等(deng)。這些試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)對(dui)材(cai)(cai)料本身是典型(xing)的(de)(de)破壞性(xing)試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)。
b. 材料(liao)耐蝕(shi)性(xing)的(de)評估和選擇(ze)
材料的選(xuan)用，愈(yu)來愈(yu)習慣(guan)用模擬環(huan)境試(shi)驗(yan)的數(shu)據作為依據來選(xuan)擇(ze)材料以防止(zhi)腐(fu)蝕(shi)，包(bao)(bao)括高溫(wen)腐(fu)蝕(shi)。這(zhe)些試(shi)驗(yan)包(bao)(bao)括：腐(fu)蝕(shi)掛片試(shi)驗(yan)；熱(re)質量分析（TGA）；動(dong)態燃燒(shao)室的研究；熱(re)循(xun)環(huan)；實(shi)驗(yan)室玻璃器皿的試(shi)驗(yan)；現場試(shi)驗(yan)。
c. 材料(liao)的功能要求(qiu)
①. 強度
強(qiang)(qiang)度(du)包(bao)括多個(ge)力學性(xing)能，最常用來(lai)指拉伸強(qiang)(qiang)度(du)和屈(qu)服強(qiang)(qiang)度(du)。可(ke)以(yi)利用應力-應變曲(qu)線來(lai)理解它們。其他相關的(de)強(qiang)(qiang)度(du)還包(bao)括壓縮、彎曲(qu)、剪(jian)切和扭(niu)轉強(qiang)(qiang)度(du)。在條(tiao)件(jian)許可(ke)情況(kuang)下(xia)最好使用高強(qiang)(qiang)度(du)的(de)材料以(yi)減少零件(jian)的(de)厚度(du)。
②. 疲勞強度(du)
疲(pi)(pi)勞(lao)是指(zhi)由(you)循(xun)(xun)環(huan)應(ying)(ying)力(li)(li)造成金屬斷裂的(de)(de)(de)(de)失效(xiao)(xiao)。常(chang)見的(de)(de)(de)(de)例子(zi)包括遠(yuan)低于(yu)拉伸強度的(de)(de)(de)(de)速變(bian)應(ying)(ying)力(li)(li)。當應(ying)(ying)力(li)(li)增(zeng)大時，引(yin)起(qi)失效(xiao)(xiao)所需要(yao)的(de)(de)(de)(de)循(xun)(xun)環(huan)次(ci)(ci)數(shu)就減少。習慣上繪制金屬應(ying)(ying)力(li)(li)和循(xun)(xun)環(huan)次(ci)(ci)數(shu)曲(qu)線（S-N），如圖4-3所示(shi)。曲(qu)線由(you)應(ying)(ying)力(li)(li)相對于(yu)循(xun)(xun)環(huan)次(ci)(ci)數(shu)的(de)(de)(de)(de)對數(shu)來描(miao)繪。對于(yu)一個給定的(de)(de)(de)(de)較大循(xun)(xun)環(huan)次(ci)(ci)數(shu)，通常(chang)在低于(yu)某應(ying)(ying)力(li)(li)值的(de)(de)(de)(de)情(qing)況下不發(fa)(fa)生失效(xiao)(xiao)，這個應(ying)(ying)力(li)(li)值就稱為(wei)疲(pi)(pi)勞(lao)極(ji)(ji)限。因為(wei)以(yi)保持正常(chang)的(de)(de)(de)(de)應(ying)(ying)力(li)(li)不高于(yu)疲(pi)(pi)勞(lao)極(ji)(ji)限的(de)(de)(de)(de)應(ying)(ying)力(li)(li)防止(zhi)變(bian)形(xing)和斷裂，所以(yi)疲(pi)(pi)勞(lao)失效(xiao)(xiao)幾乎(hu)總是伴隨著突變(bian)、缺口(kou)、沖(chong)擊、殘余應(ying)(ying)力(li)(li)的(de)(de)(de)(de)存在而發(fa)(fa)生。
疲(pi)勞失效常(chang)常(chang)發生在焊接接頭，因為采用(yong)(yong)焊接接頭，這樣(yang)的(de)(de)設計會出現明顯(xian)的(de)(de)應(ying)(ying)力(li)集中效應(ying)(ying)。有利(li)于(yu)耐疲(pi)勞的(de)(de)材料特(te)性和設計特(te)性有，利(li)用(yong)(yong)合(he)金(jin)化或熱(re)處理來提高拉伸強度；減(jian)(jian)少(shao)工件的(de)(de)厚(hou)度，使(shi)用(yong)(yong)拋光表面，降(jiang)低設計應(ying)(ying)力(li)，細化材料的(de)(de)晶粒尺寸，消除材料的(de)(de)冶金(jin)缺陷和殘(can)余(yu)應(ying)(ying)力(li)，減(jian)(jian)輕表面存在壓應(ying)(ying)力(li)，減(jian)(jian)少(shao)助長(chang)腐蝕和疲(pi)勞的(de)(de)環(huan)境，并且采用(yong)(yong)金(jin)屬(shu)覆蓋層，如(ru)Cr、Ni或Cd（鎘）鍍層，這是因為鍍層中的(de)(de)微(wei)裂紋(wen)有可能會降(jiang)低疲(pi)勞強度。
③. 脆性斷(duan)裂
脆(cui)(cui)性(xing)(xing)斷裂(lie)(lie)是在(zai)低于(yu)屈服強(qiang)度(du)的正常應(ying)力下，由于(yu)裂(lie)(lie)紋的快速擴展而造成的失(shi)效。絕大多數(shu)的脆(cui)(cui)性(xing)(xing)斷裂(lie)(lie)發生在(zai)具有體(ti)心立方（bcc）晶格(ge)結(jie)構的金(jin)屬中，特別(bie)是鐵素體(ti)不(bu)銹鋼(gang)，不(bu)僅在(zai)低于(yu)臨界拉伸強(qiang)度(du)，甚至低于(yu)屈服強(qiang)度(du)的情況(kuang)下就(jiu)會(hui)發生完(wan)全的斷裂(lie)(lie)。鋼(gang)發生脆(cui)(cui)性(xing)(xing)斷裂(lie)(lie)的條件如下：本身存在(zai)缺陷；缺陷處存在(zai)殘(can)余拉伸應(ying)力與工作載荷(he)引起的拉伸應(ying)力的交匯(hui)，如果應(ying)力是三(san)維(wei)方向就(jiu)更為嚴重；足夠低的溫(wen)度(du)；還原(yuan)處理、成分、軋制操(cao)作和(he)后(hou)續的熱(re)處理等(deng)冶金(jin)因(yin)素；韌性(xing)(xing)；蠕變；耐熱(re)性(xing)(xing)；熱(re)和(he)腐蝕；耐蝕性(xing)(xing)；氫(qing)腐蝕；加工性(xing)(xing)。
④. 韌性
材料的(de)韌(ren)性就(jiu)是(shi)(shi)(shi)指材料斷(duan)裂之前吸收能量(liang)和塑性變形的(de)能力，韌(ren)性是(shi)(shi)(shi)用(yong)材料成形和斷(duan)裂期間吸收的(de)能量(liang)來衡量(liang)的(de)。它是(shi)(shi)(shi)最重要的(de)低(di)溫力學(xue)性能而(er)不是(shi)(shi)(shi)強度。缺口的(de)韌(ren)性受化(hua)學(xue)成分、微觀組織、晶(jing)粒尺寸、晶(jing)粒生長(chang)的(de)模式、截面尺寸、冷熱加工的(de)溫度、加工方法和表面狀況如滲碳和脫碳等(deng)影響。
基本試驗：最(zui)普通(tong)的(de)韌性試驗是采(cai)用帶缺口的(de)試樣，通(tong)常通(tong)過沖(chong)擊試驗測(ce)量缺口韌性，或在相對較低的(de)應變速率下(xia)測(ce)量斷裂韌性。沖(chong)擊試驗可(ke)(ke)揭示(shi)材料的(de)低溫強(qiang)度、韌性不足(zu)和(he)脆性，這些(xie)試驗特別適合鐵素(su)體材料，可(ke)(ke)以顯示(shi)韌性向脆性的(de)轉(zhuan)變。
⑤. 耐蝕性(xing)
金屬和(he)合金的(de)(de)破壞大多是由(you)腐(fu)蝕造成的(de)(de)。實際上對于所有包(bao)含一系(xi)(xi)列基本操作的(de)(de)工(gong)藝過程來說，設備(bei)、換(huan)(huan)熱器、管道構(gou)件或其他系(xi)(xi)統(tong)構(gou)件的(de)(de)失效就意味(wei)著停(ting)工(gong)、昂貴的(de)(de)維修和(he)更換(huan)(huan)構(gou)件，因此(ci)壓力容器和(he)換(huan)(huan)熱器的(de)(de)結構(gou)材料應該在使用環境中具有合適的(de)(de)腐(fu)蝕速率。另外注意由(you)周圍(wei)氣(qi)氛引起的(de)(de)腐(fu)蝕。
d. 根據(ju)耐(nai)蝕性的(de)(de)條件來選擇材料良好的(de)(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)材料(liao)選(xuan)擇已(yi)經是(shi)十(shi)分認真了，并且有時還進(jin)一步采用了防(fang)腐蝕(shi)方法(fa)，但少數(shu)意外的(de)(de)失(shi)效(xiao)(xiao)總還會發生(sheng)。導致(zhi)意外腐蝕(shi)失(shi)效(xiao)(xiao)的(de)(de)原(yuan)因可能(neng)為(wei)以(yi)下(xia)一種(zhong)或(huo)幾種(zhong)：使(shi)用了帶有缺陷的(de)(de)材料(liao)；設計不(bu)合理；不(bu)正常(chang)的(de)(de)操作；制造不(bu)當和檢(jian)驗(yan)不(bu)充(chong)分；維護不(bu)適(shi)當。所以(yi)采取一定(ding)的(de)(de)預防(fang)措施，是(shi)避免腐蝕(shi)失(shi)效(xiao)(xiao)發生(sheng)的(de)(de)有效(xiao)(xiao)辦法(fa)。
f. 氫腐蝕
氫(qing)腐蝕是在高(gao)于220～243℃溫(wen)(wen)度的(de)含氫(qing)環境中(zhong)，碳鋼(gang)和低合金鋼(gang)的(de)損傷機制(zhi)，一般(ban)不被人們所關注。室溫(wen)(wen)下鋼(gang)制(zhi)容器當然是可(ke)以處理高(gao)壓氫(qing)的(de)。但在較高(gao)的(de)溫(wen)(wen)度下，氫(qing)能擴(kuo)散到鋼(gang)中(zhong)與(yu)碳原子反應生成甲(jia)烷氣體
2H2+FeC→CH4+Fe
高溫高壓下，氫能(neng)夠與間隙固溶體中(zhong)(zhong)的碳反應，導致(zhi)初始脫碳，接著在(zai)晶(jing)界產生(sheng)不(bu)穩定的碳化(hua)物，形成甲烷氣泡(pao)。由于甲烷不(bu)能(neng)從鋼(gang)(gang)中(zhong)(zhong)擴散出去，它的積(ji)聚(ju)引起開裂和鼓泡(pao)，從而使鋼(gang)(gang)材失去韌性導致(zhi)最終失效(xiao)。解(jie)決這(zhe)個問題(ti)就需(xu)要(yao)穩定鋼(gang)(gang)中(zhong)(zhong)的碳化(hua)物組成、形態和分布。
氫(qing)腐(fu)蝕(shi)的防(fang)護。根(gen)據(ju)實際經(jing)驗防(fang)止氫(qing)腐(fu)蝕(shi)的唯一可行的方(fang)法，就(jiu)是(shi)使用耐這種(zhong)破(po)壞形式的鋼(gang)。因(yin)為所有(you)的奧氏體不銹鋼(gang)都含有(you)高Cr，穩定(ding)了鋼(gang)中的碳(tan)化物組成(cheng)、形態和分布，所以(yi)耐高溫(wen)氫(qing)損(sun)傷。因(yin)此，作為另一種(zhong)防(fang)腐(fu)蝕(shi)措(cuo)施(shi)，通(tong)常在低合金鋼(gang)容器的內表(biao)面(mian)襯一層(ceng)不銹鋼(gang)，是(shi)一個(ge)經(jing)濟實用的選擇。
g. 加(jia)工(gong)性
加(jia)(jia)工(gong)(gong)性包括成形、機加(jia)(jia)工(gong)(gong)、與其他金屬連接的(de)(de)焊(han)(han)接工(gong)(gong)藝及(ji)焊(han)(han)后(hou)熱處理的(de)(de)難易性。并不是所有的(de)(de)加(jia)(jia)工(gong)(gong)車(che)間在技術(shu)上(shang)都有能(neng)力(li)正(zheng)確地處理較復(fu)雜的(de)(de)材料。因(yin)此用戶要了解加(jia)(jia)工(gong)(gong)者(zhe)的(de)(de)能(neng)力(li)，這是最基本(ben)的(de)(de)。另(ling)外，先進加(jia)(jia)工(gong)(gong)技術(shu)需要更高級的(de)(de)檢驗標準(zhun)來判斷加(jia)(jia)工(gong)(gong)是否(fou)符(fu)合要求。
4. 成(cheng)本(ben)核算
在材料的選擇中，選用(yong)是實用(yong)性和成本(ben)兩(liang)矛(mao)盾統一的最終結果，可用(yong)性價(jia)比(bi)來表(biao)示。
人(ren)們常說(shuo)“物美價(jia)廉”和(he)“優(you)(you)(you)質(zhi)優(you)(you)(you)價(jia)”，這分別是(shi)材(cai)料(liao)(liao)消費者和(he)材(cai)料(liao)(liao)生產者各自傾向性(xing)的愿望(wang)，材(cai)料(liao)(liao)消費者希望(wang)自己所(suo)選用(yong)的材(cai)料(liao)(liao)是(shi)“物美價(jia)廉”的；材(cai)料(liao)(liao)生產者希望(wang)自己的產品(pin)能夠“優(you)(you)(you)質(zhi)優(you)(you)(you)價(jia)”，但只有雙方(fang)都有經濟效益，方(fang)能使(shi)整(zheng)個社會有效益。
以選用(yong)耐腐蝕(shi)不(bu)銹鋼為(wei)例(li)，如果不(bu)考(kao)慮(lv)其(qi)他因素(su)，選擇(ze)材(cai)料(liao)(liao)時(shi)應(ying)考(kao)慮(lv)下面兩個方面，一是(shi)最(zui)低(di)的成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)，即選擇(ze)低(di)成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)的材(cai)料(liao)(liao)，并(bing)定期(qi)更換或采(cai)取防腐措施；二是(shi)高成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)腐蝕(shi)最(zui)小，也就是(shi)不(bu)考(kao)慮(lv)成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)，而選擇(ze)最(zui)昂(ang)貴耐腐蝕(shi)的材(cai)料(liao)(liao)，其(qi)結果是(shi)使用(yong)周期(qi)長，可以免(mian)于頻繁(fan)地維修。
在廉價材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)與高(gao)(gao)價材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)之(zhi)間，一(yi)般會(hui)認(ren)為(wei)選用(yong)(yong)高(gao)(gao)級的結(jie)構材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)產品，成本一(yi)定是(shi)(shi)較高(gao)(gao)的，因而制造(zao)商會(hui)刻意選擇廉價低(di)成本的材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)，以(yi)求用(yong)(yong)最低(di)的生產成本，獲得競(jing)爭性的產品標價。然而這種做法并不完全是(shi)(shi)正(zheng)確的。因為(wei)，提高(gao)(gao)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)的工藝性能(neng)，通常會(hui)提高(gao)(gao)單(dan)位質量的費用(yong)(yong)。選用(yong)(yong)性能(neng)好的材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)，雖(sui)然材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)成本高(gao)(gao)一(yi)些(xie)，但就整個設備(bei)的總體費用(yong)(yong)而言往(wang)往(wang)會(hui)低(di)一(yi)些(xie)。因此，由于下列因素，使節省成本成為(wei)可(ke)能(neng)。
①. 需要(yao)較少的(de)材料；
②. 較短的熱處理(li)周(zhou)期；
③. 較少的(de)焊接時間和(he)較少的(de)焊接填充(chong)材料；
④. 較(jiao)低的(de)運費；
⑤. 在運輸和安(an)裝過程中，現場的處理(li)要求更簡單。
5. 使(shi)用過程中可(ke)能(neng)的失效模(mo)式(shi)和破壞形式(shi)
在(zai)(zai)使用(yong)過(guo)程中(zhong)發生的(de)失(shi)(shi)效可(ke)能源(yuan)于(yu)(yu)材(cai)料的(de)使用(yong)應(ying)力高于(yu)(yu)安全應(ying)力而引起(qi)的(de)過(guo)載或者在(zai)(zai)應(ying)力集中(zhong)處(chu)產(chan)生的(de)局部變(bian)(bian)形。大(da)多數情況(kuang)下(xia)失(shi)(shi)效模(mo)式取決(jue)于(yu)(yu)材(cai)料在(zai)(zai)最終狀態(tai)下(xia)的(de)性(xing)(xing)能。如(ru)承壓下(xia)的(de)失(shi)(shi)效模(mo)式可(ke)能是：過(guo)度的(de)彈(dan)性(xing)(xing)變(bian)(bian)形和(he)彈(dan)性(xing)(xing)失(shi)(shi)穩；塑(su)性(xing)(xing)失(shi)(shi)穩，變(bian)(bian)形和(he)破裂；脆性(xing)(xing)斷裂；疲勞失(shi)(shi)效；蠕(ru)變(bian)(bian)變(bian)(bian)形和(he)蠕(ru)變(bian)(bian)破壞；環境破壞如(ru)腐蝕和(he)氫損(sun)傷。
大部分使用(yong)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)失(shi)(shi)效涉及在(zai)應力(li)(li)集中(zhong)區缺陷處裂(lie)紋(wen)的(de)(de)(de)(de)(de)萌(meng)生。在(zai)焊(han)接結構中(zhong)，焊(han)接缺陷是(shi)相當普遍(bian)的(de)(de)(de)(de)(de)，甚至(zhi)是(shi)不可(ke)避(bi)(bi)免(mian)(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)。因(yin)此不僅在(zai)設(she)計中(zhong)要防(fang)止(zhi)過(guo)載(zai)，而且要避(bi)(bi)免(mian)(mian)(mian)由(you)脆(cui)性(xing)(xing)斷裂(lie)、疲(pi)勞(lao)、蠕變和腐蝕可(ke)能(neng)(neng)引起(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)低應力(li)(li)失(shi)(shi)效。通(tong)過(guo)材(cai)料的(de)(de)(de)(de)(de)選擇以及限制(zhi)主應力(li)(li)加二次應力(li)(li)來(lai)(lai)避(bi)(bi)免(mian)(mian)(mian)過(guo)度的(de)(de)(de)(de)(de)彈性(xing)(xing)變形和彈性(xing)(xing)失(shi)(shi)穩；通(tong)過(guo)限制(zhi)主應力(li)(li)加二次應力(li)(li)來(lai)(lai)避(bi)(bi)免(mian)(mian)(mian)塑性(xing)(xing)失(shi)(shi)穩；通(tong)過(guo)正(zheng)確地(di)選材(cai)、制(zhi)造、檢(jian)驗、檢(jian)查斷口(kou)韌性(xing)(xing)等來(lai)(lai)避(bi)(bi)免(mian)(mian)(mian)脆(cui)性(xing)(xing)斷裂(lie)。在(zai)壓力(li)(li)容器和換熱器中(zhong)很少出(chu)現由(you)普遍(bian)腐蝕引起(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)失(shi)(shi)效，因(yin)為設(she)計者(zhe)意識到普遍(bian)腐蝕的(de)(de)(de)(de)(de)可(ke)能(neng)(neng)，并(bing)通(tong)常采用(yong)腐蝕裕量(liang)或選擇耐腐蝕的(de)(de)(de)(de)(de)材(cai)料。然而，某些環境中(zhong)可(ke)能(neng)(neng)發生應力(li)(li)腐蝕開裂(lie)，在(zai)設(she)計和選材(cai)時應避(bi)(bi)免(mian)(mian)(mian)可(ke)能(neng)(neng)發生這種失(shi)(shi)效。
6. 設備(bei)的設計特性(xing)
a. 維修
為了使設(she)(she)備(bei)(bei)(bei)便(bian)于(yu)維修，在(zai)設(she)(she)計(ji)階段就應該很好的(de)(de)了解設(she)(she)備(bei)(bei)(bei)的(de)(de)特定環(huan)境和(he)(he)特殊(shu)要(yao)求。在(zai)設(she)(she)計(ji)中必須(xu)考慮(lv)的(de)(de)一些與維修相關的(de)(de)項目，包(bao)括(kuo)更換(huan)某些構件所(suo)需的(de)(de)拉(la)動(dong)空間，如拉(la)動(dong)熱交換(huan)器的(de)(de)管束所(suo)需的(de)(de)空間等(deng)，裝卸(xie)材(cai)料(liao)的(de)(de)設(she)(she)備(bei)(bei)(bei)，預定的(de)(de)清理方(fang)法和(he)(he)所(suo)需的(de)(de)設(she)(she)備(bei)(bei)(bei)，容(rong)易更換(huan)構件，監控腐蝕(shi)和(he)(he)積(ji)垢(gou)的(de)(de)能力，現場焊接的(de)(de)設(she)(she)備(bei)(bei)(bei)以及停工期檢查的(de)(de)設(she)(she)備(bei)(bei)(bei)和(he)(he)可用性(xing)。
b. 安全保險的特(te)性
安全保險的(de)(de)設(she)計(ji)概念不僅要清楚地認識(shi)到制造的(de)(de)局限性，而且(qie)要為操(cao)作提供較大的(de)(de)安全空間，這個(ge)概念與(yu)(yu)(yu)斷裂(lie)力學的(de)(de)研究相(xiang)關。在設(she)計(ji)一個(ge)設(she)備(bei)的(de)(de)各(ge)個(ge)部分時要有(you)安全保險的(de)(de)特性，一般按下列(lie)幾個(ge)方面考慮：判斷結構(gou)中(zhong)疲(pi)勞裂(lie)紋(wen)可(ke)能擴(kuo)展(zhan)的(de)(de)點(dian)；確(que)定可(ke)能有(you)的(de)(de)最(zui)小(xiao)裂(lie)紋(wen)尺(chi)寸(cun)；確(que)定可(ke)能有(you)的(de)(de)最(zui)大裂(lie)紋(wen)尺(chi)寸(cun)，該(gai)尺(chi)寸(cun)與(yu)(yu)(yu)最(zui)大破壞程(cheng)度及可(ke)能有(you)的(de)(de)最(zui)小(xiao)裂(lie)紋(wen)與(yu)(yu)(yu)臨(lin)界裂(lie)紋(wen)尺(chi)寸(cun)之間的(de)(de)載(zai)荷相(xiang)關。
c. 檢查(cha)的通(tong)道
壓力(li)容(rong)(rong)器的設計(ji)應該提供(gong)檢驗人(ren)員(yuan)進入(ru)容(rong)(rong)器檢查腐蝕損傷(shang)的通(tong)道。有(you)(you)足(zu)夠的直徑讓人(ren)進入(ru)的容(rong)(rong)器應該有(you)(you)可移動的內部構件，以(yi)允許進入(ru)人(ren)員(yuan)通(tong)向容(rong)(rong)器的所有(you)(you)部位。
d. 安(an)全性(xing)
壓(ya)力容器和(he)(he)換(huan)熱器的(de)(de)(de)(de)安全(quan)操(cao)作(zuo)需要保守的(de)(de)(de)(de)設(she)計和(he)(he)標(biao)準(zhun)指定的(de)(de)(de)(de)習(xi)慣(guan)做法，并(bing)使(shi)用規范、標(biao)準(zhun)中所許可的(de)(de)(de)(de)材料。對換(huan)熱器和(he)(he)壓(ya)力容器，視安全(quan)性壓(ya)倒一切的(de)(de)(de)(de)原因(yin)是避免可能(neng)對人類、經濟和(he)(he)環境等方(fang)面產生災(zai)難性的(de)(de)(de)(de)失(shi)效。為了確(que)保安全(quan)，應該按照設(she)計精確(que)地制造(zao)設(she)備并(bing)充分地監督檢(jian)查(cha)，以保證和(he)(he)設(she)計規范相符(fu)。同時要正確(que)使(shi)用和(he)(he)操(cao)作(zuo)設(she)備。
e. 設備壽命
為(wei)了(le)(le)獲(huo)得(de)投(tou)資(zi)帶來的(de)(de)利(li)潤，也為(wei)了(le)(le)使生(sheng)產連續地進行(xing)，設(she)(she)備構(gou)件(jian)及設(she)(she)備本(ben)身應(ying)(ying)該(gai)具有適當的(de)(de)壽命(ming)。構(gou)件(jian)的(de)(de)壽命(ming)取決于(yu)設(she)(she)計(ji)(ji)、結構(gou)材(cai)料(liao)的(de)(de)性能和(he)它(ta)們(men)與使用(yong)環(huan)境(jing)之間的(de)(de)相互作用(yong)以及制造(zao)和(he)檢查的(de)(de)影響，還包括操作、維修等的(de)(de)影響。為(wei)了(le)(le)獲(huo)得(de)滿意的(de)(de)壽命(ming)，設(she)(she)備的(de)(de)結構(gou)材(cai)料(liao)要(yao)承受住設(she)(she)計(ji)(ji)應(ying)(ying)力、磨損、使用(yong)中的(de)(de)腐蝕(shi)。在設(she)(she)計(ji)(ji)階(jie)段，腐蝕(shi)問題同(tong)其他(ta)的(de)(de)操作條件(jian)和(he)設(she)(she)計(ji)(ji)參(can)數如壓力、溫度和(he)速度一樣重要(yao)。為(wei)了(le)(le)獲(huo)得(de)最佳(jia)的(de)(de)使用(yong)壽命(ming)，不銹鋼(gang)選材(cai)要(yao)基于(yu)耐(nai)腐蝕(shi)的(de)(de)觀點。要(yao)向材(cai)料(liao)供應(ying)(ying)商索取簡明而(er)清晰(xi)的(de)(de)材(cai)料(liao)質量保(bao)(bao)證書(shu)面(mian)說(shuo)明，確保(bao)(bao)供應(ying)(ying)的(de)(de)材(cai)料(liao)正確。設(she)(she)計(ji)(ji)說(shuo)明書(shu)內要(yao)有材(cai)料(liao)的(de)(de)耐(nai)蝕(shi)性。
f. 構件壽命
以熱交(jiao)(jiao)換(huan)器(qi)為(wei)例，熱交(jiao)(jiao)換(huan)器(qi)的(de)(de)殼體、管(guan)箱和管(guan)板應該(gai)被設計(ji)至(zhi)(zhi)少使(shi)用(yong)(yong)10年(nian)或是(shi)原有管(guan)束(shu)的(de)(de)壽命另加兩(liang)個更換(huan)管(guan)束(shu)的(de)(de)周期。選擇的(de)(de)初始管(guan)子(zi)應該(gai)至(zhi)(zhi)少使(shi)用(yong)(yong)兩(liang)個運轉(zhuan)周期或5年(nian)，除非個別特殊環境的(de)(de)熱交(jiao)(jiao)換(huan)器(qi)，可能是(shi)只有較(jiao)短的(de)(de)預期壽命。可是(shi)，這些(xie)規定(ding)不適用(yong)(yong)于核(he)能熱交(jiao)(jiao)換(huan)器(qi)和壓(ya)力容器(qi)。
由于(yu)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)類(lei)型多(duo)，列入標準(zhun)的(de)(de)牌號多(duo)達一(yi)百(bai)多(duo)種(zhong)(zhong)，同時還有大量廣泛使用(yong)的(de)(de)非標準(zhun)牌號，每一(yi)種(zhong)(zhong)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)都(dou)有自(zi)己(ji)特定(ding)的(de)(de)性能、功能和使用(yong)范圍。因此(ci)，正確、恰當地選擇合適的(de)(de)鋼(gang)種(zhong)(zhong)難度很大。這是因為它涉及的(de)(de)材料(liao)學(xue)、腐蝕學(xue)以及工程學(xue)等多(duo)種(zhong)(zhong)學(xue)科的(de)(de)專門知識。除此(ci)以外，工程經驗是合理選用(yong)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)不可(ke)缺少的(de)(de)重要條件。
通過合(he)理地選擇、正確使(shi)用，使(shi)不銹鋼材料的特性和功能，在使(shi)用中得到充分體(ti)現和發揮，進而(er)延長(chang)不銹鋼零部件(jian)的使(shi)用壽命，
保證不銹(xiu)鋼零(ling)部件(jian)、模(mo)具(ju)和機械設(she)備的高精度。這正是不銹(xiu)鋼工作者(zhe)應盡的職責。
三、性能選(xuan)材(cai)法(fa)
性(xing)(xing)能選(xuan)用法(fa)包括使用性(xing)(xing)能和工藝性(xing)(xing)能。
1. 使用性能
人(ren)們一般慣于從各(ge)種材料(liao)(liao)手冊中查閱(yue)和比較各(ge)種材料(liao)(liao)的性能(neng)，然后(hou)選用(yong)。近年來(lai)，由于計算機(ji)的普遍(bian)應用(yong)，已將這些性能(neng)匯編為數(shu)據庫，便于檢(jian)索(suo)和專家系統調用(yong)。
若有兩(liang)種主要性能時，則(ze)可(ke)應用(yong)“坐(zuo)標分類法”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)(shi)用(yong)性(xing)能和使(shi)(shi)(shi)用(yong)安(an)全，選用(yong)時可以提高一級或幾(ji)級使(shi)(shi)(shi)用(yong)。已(yi)經使(shi)(shi)(shi)用(yong)10Cr17（17％Cr）型(xing)的(de)地方可以使(shi)(shi)(shi)用(yong)Cr-Ni鋼18-8型(xing)，已(yi)經使(shi)(shi)(shi)用(yong)06Cr11Ti型(xing)的(de)地方有時也可用(yong)10Cr17型(xing)。另外(wai)還許多(duo)在成(cheng)分方面的(de)改型(xing)鋼種并沒有在上(shang)述表示出來(lai)。
2. 工藝性能
前面的有關(guan)章(zhang)節已(yi)經介紹(shao)了不銹(xiu)鋼焊接(jie)性、切削性、熱(re)加工性及深沖性等工藝性能，可參閱。
在使用(yong)性(xing)(xing)(xing)能(neng)滿足(zu)要求后，工藝(yi)性(xing)(xing)(xing)能(neng)選材時，關注點(dian)主要是加(jia)工性(xing)(xing)(xing)能(neng)和加(jia)工成本。即在較(jiao)低的加(jia)工成本下完成加(jia)工的可行(xing)性(xing)(xing)(xing)。當所選材料的使用(yong)性(xing)(xing)(xing)能(neng)，能(neng)滿足(zu)要求，但不(bu)能(neng)加(jia)工或(huo)加(jia)工費用(yong)太(tai)高而不(bu)能(neng)承受(shou)時，可以選用(yong)較(jiao)高一級不(bu)銹鋼種。
3. 性能遞(di)增選材法
不銹鋼的(de)類型(xing)和鋼種繁多，性能各異，但(dan)也有(you)略同(tong)的(de)。不銹鋼的(de)牌(pai)(pai)號繁多，多達(da)數(shu)百(bai)種；雖說牌(pai)(pai)號有(you)數(shu)百(bai)種，但(dan)總(zong)可以(yi)歸集為，
奧氏體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)、馬氏體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)、鐵素體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)、雙相不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)和沉淀(dian)硬(ying)化不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)五(wu)大(da)類。同類不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)性(xing)能(neng)多有相似(si)或相近之(zhi)處(chu)，為了(le)便(bian)于選擇(ze)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)，可按使(shi)用性(xing)能(neng)及工藝性(xing)能(neng)，在(zai)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的五(wu)大(da)類型中(zhong)選定(ding)一(yi)類，在(zai)選定(ding)的一(yi)類中(zhong)再確定(ding)一(yi)個(ge)鋼(gang)(gang)(gang)種(zhong)，這樣(yang)范圍就大(da)大(da)縮小(xiao)了(le)許多。隨著性(xing)能(neng)的遞增，范圍逐步遞減，要選擇(ze)的鋼(gang)(gang)(gang)種(zhong)就會(hui)出現。
四、成本選材法(fa)
成(cheng)本(ben)(ben)選材(cai)(cai)法的(de)成(cheng)本(ben)(ben)，包(bao)括有(you)(you)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)成(cheng)本(ben)(ben)和(he)生(sheng)產（制(zhi)造(zao)）成(cheng)本(ben)(ben)。如果加工制(zhi)作(zuo)工藝相差無幾，只是(shi)消耗材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)存(cun)在有(you)(you)差別，也(ye)就是(shi)說，可根據確定的(de)不同(tong)參量選用材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)。否則就需要綜合考慮材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)成(cheng)本(ben)(ben)和(he)制(zhi)造(zao)工藝費用來選用材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)。
1. 材(cai)料成本法
若制造工(gong)藝的費用(yong)(yong)沒(mei)有差異，則使用(yong)(yong)材料的用(yong)(yong)戶(hu)對(dui)不需(xu)要熱處理的鋼種，采用(yong)(yong)不同(tong)的經(jing)濟參數來比較和選用(yong)(yong)：等強度(du)的相對(dui)重量；等剛度(du)的相對(dui)重量；等強度(du)的相對(dui)成本；等剛度(du)的相對(dui)成本。
設計時(shi)若使用屈服(fu)強度(du)(du)，則選(xuan)用屈服(fu)強度(du)(du)。載荷相同時(shi)，變形(xing)量愈大，剛度(du)(du)愈小(xiao)。很容易看(kan)出，變形(xing)及所需要的屈服(fu)強度(du)(du)因負(fu)荷方式而不(bu)同，并與結構部件的幾何形(xing)狀有關。
從上面的分析，可(ke)以得到如下幾點看法。
①. 用低(di)合(he)金(jin)高強(qiang)(qiang)度(du)(du)鋼(gang)(gang)代替碳鋼(gang)(gang)，屈服(fu)強(qiang)(qiang)度(du)(du)提高了，只(zhi)在(zai)等(deng)(deng)強(qiang)(qiang)度(du)(du)的(de)判(pan)據下，可以節(jie)(jie)約鋼(gang)(gang)材，節(jie)(jie)約的(de)程度(du)(du)與屈服(fu)強(qiang)(qiang)度(du)(du)的(de)比值也因載荷方(fang)式而不同，不能(neng)因為屈服(fu)強(qiang)(qiang)度(du)(du)提高30％就認為能(neng)節(jie)(jie)約鋼(gang)(gang)材30％。若使用等(deng)(deng)剛度(du)(du)判(pan)據，并不能(neng)節(jie)(jie)約鋼(gang)(gang)材。
②. 使用強度(du)(du)高的鋼(gang)(gang)種，若采用等剛度(du)(du)判據(ju)，肯定會(hui)增加成本；若采用等強度(du)(du)判據(ju)，是否(fou)有經濟效(xiao)益，取決于(yu)屈服強度(du)(du)的比值及鋼(gang)(gang)材(cai)價格的比值。
③. 對于交通運輸，例(li)如，車輛、船舶等(deng)用鋼(gang)，為了減(jian)少運輸費用，增(zeng)加運輸量，應該考慮采用等(deng)強度(du)相(xiang)對重量和(he)等(deng)剛(gang)度(du)相(xiang)對重量。對于固定結構，例(li)如，橋梁、房屋等(deng)，則應使用等(deng)強度(du)相(xiang)對成本(ben)和(he)等(deng)剛(gang)度(du)相(xiang)對成本(ben)。至于改用鋼(gang)種所引起的(de)(de)經(jing)(jing)濟(ji)效益的(de)(de)分配，則隨經(jing)(jing)濟(ji)體制的(de)(de)不同(tong)（例(li)如，計劃經(jing)(jing)濟(ji)、商品經(jing)(jing)濟(ji)等(deng)），而(er)有(you)不同(tong)方法。
④. 上面(mian)的分(fen)析只考慮材料的屈(qu)服強度和變形，在下面(mian)，將(jiang)結合(he)材料工藝(yi)綜合(he)地分(fen)析成(cheng)本。若(ruo)有低溫韌性(xing)(xing)、大氣腐(fu)蝕、可焊性(xing)(xing)、耐磨性(xing)(xing)等問題(ti)，則應參考性(xing)(xing)能選(xuan)材的方法，將(jiang)這些因素作為(wei)約束(shu)條件，或采用多目標(biao)的選(xuan)材法。
2. 生產成本法(fa)
從原(yuan)材料制(zhi)成(cheng)部件全過程的成(cheng)本分析(xi)，提供選材的另一種方(fang)法。
以(yi)前的廚具(ju)、炊(chui)具(ju)大部分采用有色金屬如鋁、銅或搪瓷等，而(er)現在已基本被不(bu)銹鋼取代，不(bu)銹鋼不(bu)僅(jin)使用壽命長，而(er)且(qie)美(mei)觀、價格(ge)低廉、無污(wu)染，生產廢(fei)品(pin)易(yi)于回收再利(li)用。
下面提(ti)供(gong)幾(ji)個為了降低成(cheng)本(ben)，應(ying)該考慮下述幾(ji)方面的問(wen)題。
①. 如果在某(mou)些高溫度環境中，當需(xu)要(yao)使用(yong)或計劃使用(yong)昂貴(gui)的(de)高鎳合金的(de)時候，可考慮能否用(yong)12Cr16Ni35（330）不銹(xiu)鋼來(lai)代替以滿足要(yao)求。
②. 可否(fou)用(yong)(yong)20Cr25Ni20（310）或16Cr23Ni13（309）來代(dai)替12Cr16Ni35（330），相比(bi)之下，這些鋼的高溫強度較低，但是對(dui)多種用(yong)(yong)途具有良好的性能。
③. 假如需要使(shi)用或計劃使(shi)用022Cr19Ni10（304L）不銹鋼，則要認真考(kao)慮是否真的(de)需要這(zhe)種低碳品種。在022Cr19Ni10（304L）不銹鋼焊(han)接熱(re)影響(xiang)區，能夠保(bao)持(chi)充分的(de)非常有效的(de)抗(kang)腐蝕性，但(dan)是有時卻將其用于與熱(re)影響(xiang)區腐蝕危險無關緊(jin)要的(de)地方，造成不必要的(de)浪費。
④. 在選用(yong)成(cheng)形(xing)用(yong)不銹鋼時，可(ke)否用(yong)12Cr17Ni7（301）代(dai)替06Cr19Ni10（304），由于(yu)在絕大(da)多數情況下，略微降低鉻(ge)和鎳的含(han)量并不會大(da)大(da)降低抗腐蝕(shi)性，所以唯一(yi)真正(zheng)的決定因(yin)素是成(cheng)形(xing)性能(neng)。
⑤. 如果用(yong)12Cr17Mn6Ni5N（201）不銹(xiu)鋼代(dai)(dai)替(ti) 12Cr17Ni7（301）不銹(xiu)鋼可(ke)以大(da)大(da)降低成本的(de)話，雖然(ran)在200系(xi)列中用(yong)錳(meng)代(dai)(dai)替(ti)鎳，但其(qi)抗腐蝕(shi)性能卻能滿足多(duo)種用(yong)途。當然(ran)應考慮可(ke)成形性和外觀特(te)點(dian)方面的(de)差(cha)異。
⑥. 400系(xi)列中的某種(zhong)合金可以用來代替Cr-Ni（300系(xi)列）或Cr-Mn-Ni（200系(xi)列）中的某些鋼(gang)種(zhong)，10Cr17（430）在許多用途中可以滿足(zu)對其抗腐(fu)蝕性能的要求，但應考慮(lv)加工過(guo)程中遇到(dao)的各種(zhong)困難。
⑦. 可以用06Cr11Ti（409）或(huo)其他11％Cr合金(jin)代替17％Cr合金(jin)，這就會使抗腐蝕(shi)性(xing)能(neng)大幅度下降，但是(shi)能(neng)否(fou)滿足使用要求才(cai)是(shi)關(guan)鍵。目前有幾種06Crl1Ti（409）的改進型，它們具有不同(tong)的耐腐蝕(shi)性(xing)能(neng)、表面質(zhi)量和可加工性(xing)。
⑧. 可以用某(mou)種(zhong)不銹鋼(gang)代替其他(ta)金屬或非(fei)金屬材(cai)(cai)料，通常，這種(zhong)改變可以用較(jiao)(jiao)低(di)的(de)(de)成本實(shi)現較(jiao)(jiao)好的(de)(de)使用性能。但是(shi)(shi)，當考慮總成本而不是(shi)(shi)只(zhi)考慮原材(cai)(cai)料價格(ge)時，使用較(jiao)(jiao)高等級的(de)(de)不銹鋼(gang)通常會更為經濟。
五、多目(mu)標選材法
實際(ji)上選材是個多目標(biao)的決策問題，這些目標(biao)有成本(ben)(ben)和性能(neng)兩(liang)類。成本(ben)(ben)可分為變動(dong)成本(ben)(ben)和固定成本(ben)(ben)兩(liang)大項。
前面將性能定義為(wei)(wei)：“材(cai)料的性能是一種(zhong)參(can)量(liang)，用(yong)于表征(zheng)材(cai)料在(zai)給定外界條件下的行(xing)為(wei)(wei)”。
考慮到材(cai)料的應(ying)用，可將性(xing)能分為使用性(xing)能及工藝性(xing)能。應(ying)該指出，上(shang)述定義中的外(wai)界條件除了自(zi)然條件外(wai)，還應(ying)包括社會條件，特別是人(ren)類的喜愛(ai)和社會的選(xuan)擇(ze)。
前面(mian)所(suo)討論的性能(neng)選材(cai)法和成(cheng)本選材(cai)法，是(shi)將(jiang)多(duo)目(mu)標簡(jian)(jian)化為單目(mu)標，即(ji)性能(neng)或成(cheng)本，為的是(shi)將(jiang)選材(cai)問(wen)題簡(jian)(jian)單化，實際(ji)上，性能(neng)本身也有多(duo)目(mu)標。
如果(guo)將(jiang)價值工(gong)程用于材(cai)料的(de)選用，那(nei)么選材(cai)即(ji)可簡化為：“選擇能滿(man)足部件對材(cai)料的(de)最低(di)要求(qiu)，而成本又是最低(di)的(de)材(cai)料”。這樣即(ji)可將(jiang)性能與成本的(de)要求(qiu)并稱為特性。
對(dui)于特性、要(yao)求(qiu)、性能等(deng)的確定(ding)是較(jiao)為困難(nan)的，因(yin)為這需要(yao)依據科學知(zhi)識和實際(ji)經驗(yan)進(jin)行判(pan)斷。例如，當對(dui)不銹鋼(gang)和塑(su)料(liao)有比較(jiao)深入的了(le)解后，在選(xuan)擇洗衣機外殼材料(liao)時，就一定(ding)會選(xuan)用塑(su)料(liao)而(er)不選(xuan)用不銹鋼(gang)。因(yin)為塑(su)料(liao)的特性就足可以滿足洗衣機外殼的要(yao)求(qiu)，其性能可以超過不銹鋼(gang)而(er)成(cheng)本卻遠(yuan)遠(yuan)低于不銹鋼(gang)。
