通常，將不銹鋼(gang)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(xiu)鋼的使用條件，包括(kuo)溫度、介(jie)質(zhi)成(cheng)分、受力狀態(tai)、制作工藝(yi)、設計壽命(ming)、特殊要求。
隨(sui)后就(jiu)是依(yi)據(ju)使用條件，了解相關不(bu)銹鋼的性(xing)能(neng)(neng)、收集相關數據(ju)及資料，如室溫、高溫條件下使用的力學性(xing)能(neng)(neng)；腐蝕環境(jing)條件使用耐腐蝕性(xing)能(neng)(neng)以及其(qi)工藝性(xing)能(neng)(neng)、物理性(xing)能(neng)(neng)、價格、供貨(huo)難(nan)易程度等。
在了解和收集不到相(xiang)關(guan)數據的情況下(xia)，可依據使(shi)用條件(jian)進行必(bi)要(yao)的實際(ji)經驗(yan)、現場(chang)(chang)掛(gua)片試驗(yan)或實驗(yan)室模擬試驗(yan)。如果沒有條件(jian)做上述試驗(yan)，也(ye)可采用相(xiang)似條件(jian)的運行經驗(yan)、現場(chang)(chang)掛(gua)片結果、實驗(yan)室模擬實驗(yan)、模擬體運行結果作為選材的依據。
在上(shang)述程序中(zhong)，使(shi)用條件(jian)(jian)是(shi)決定選用不銹(xiu)鋼類(lei)別(bie)的(de)主導因素(su)。例如(ru)，如(ru)果(guo)使(shi)用溫(wen)度是(shi)在低溫(wen)條件(jian)(jian)下，就不宜選用鐵素(su)體不銹(xiu)鋼和(he)雙(shuang)相不銹(xiu)鋼；如(ru)果(guo)在300～500℃長期運行(xing)，也不宜選用雙(shuang)相不銹(xiu)鋼和(he)常規的(de)中(zhong)、高(gao)鉻(ge)鐵素(su)體不銹(xiu)鋼。如(ru)果(guo)要求(qiu)無磁，那就只(zhi)能(neng)選擇(ze)(ze)奧(ao)氏(shi)體不銹(xiu)鋼；在要求(qiu)高(gao)強(qiang)度，高(gao)硬(ying)(ying)度的(de)設備部件(jian)(jian)中(zhong)，馬氏(shi)體和(he)沉(chen)淀硬(ying)(ying)化(hua)不銹(xiu)鋼是(shi)唯一(yi)的(de)選擇(ze)(ze)；在既要求(qiu)具(ju)有高(gao)的(de)強(qiang)度又要求(qiu)具(ju)有無磁性的(de)部件(jian)(jian)，就只(zhi)能(neng)選擇(ze)(ze)奧(ao)氏(shi)體型(xing)沉(chen)淀硬(ying)(ying)化(hua)型(xing)不銹(xiu)鋼或冷加工硬(ying)(ying)化(hua)的(de)奧(ao)氏(shi)體不銹(xiu)鋼。
在鋼的(de)類(lei)型確定之(zhi)后，可根據設備或部件對(dui)各種性能(neng)(neng)的(de)要求，選用相適應(ying)的(de)不銹(xiu)鋼牌號(hao)。通常都能(neng)(neng)選到合適的(de)牌號(hao)，當無相應(ying)牌號(hao)可選擇(ze)時，只能(neng)(neng)在耐蝕(shi)合金(jin)中選擇(ze)或者研究新的(de)不銹(xiu)鋼牌號(hao)。
總的來說，選用(yong)不銹鋼的方(fang)法有性能(neng)法、成本法和多目標(biao)選材法等。
材(cai)料(liao)的(de)選用(yong)包括(kuo)材(cai)料(liao)的(de)選擇和應用(yong)。
一、提出問題
1. 材料失效的(de)主要方式為斷裂、腐蝕和磨損(sun)
為防止失效(xiao)事故的(de)(de)發(fa)生(sheng)(sheng)，就需要(yao)依據失效(xiao)原因(yin)，通過(guo)選用(yong)合適的(de)(de)材(cai)(cai)(cai)料，采用(yong)恰(qia)當的(de)(de)工藝，來防止材(cai)(cai)(cai)料失效(xiao)。這類(lei)失效(xiao)可(ke)能(neng)(neng)發(fa)生(sheng)(sheng)在(zai)使用(yong)過(guo)程(cheng)中，也可(ke)能(neng)(neng)發(fa)生(sheng)(sheng)在(zai)生(sheng)(sheng)產加(jia)工階段，這就會涉及材(cai)(cai)(cai)料的(de)(de)使用(yong)性(xing)能(neng)(neng)和(he)工藝性(xing)能(neng)(neng)。解(jie)決(jue)這類(lei)選材(cai)(cai)(cai)問題需要(yao)運用(yong)材(cai)(cai)(cai)料的(de)(de)應用(yong)和(he)失效(xiao)、材(cai)(cai)(cai)料的(de)(de)使用(yong)性(xing)能(neng)(neng)和(he)材(cai)(cai)(cai)料的(de)(de)工藝性(xing)能(neng)(neng)等方面的(de)(de)知識。
2. 材(cai)料的選擇
當然是選(xuan)擇成本(ben)最低(di)(di)而又滿足最低(di)(di)使用性能(neng)的(de)(de)材料(liao)(liao)(liao)，這是價(jia)值工程在材料(liao)(liao)(liao)問題(ti)上的(de)(de)應用，也(ye)是個多目標的(de)(de)決策問題(ti)。材料(liao)(liao)(liao)要選(xuan)用成本(ben)低(di)(di)廉的(de)(de)，并能(neng)滿足最低(di)(di)使用性能(neng)要求材料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)，也(ye)就是性價(jia)比最高的(de)(de)材料(liao)(liao)(liao)。
適應(ying)科(ke)技、社會(hui)(hui)和(he)市(shi)場(chang)的(de)(de)(de)發展，選擇材(cai)(cai)料(liao)，這是(shi)帶(dai)戰略性(xing)的(de)(de)(de)選材(cai)(cai)問題(ti)。例如(ru)，最新科(ke)技成果的(de)(de)(de)應(ying)用；社會(hui)(hui)條件(jian)的(de)(de)(de)限制，如(ru)資源和(he)環保的(de)(de)(de)限制；市(shi)場(chang)預測(ce)，消費(fei)者對產(chan)品(pin)式樣的(de)(de)(de)喜好和(he)購買力影(ying)響(xiang)了產(chan)品(pin)的(de)(de)(de)檔次，從(cong)而影(ying)響(xiang)了對材(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)(de)選用，這些問題(ti)有賴于(yu)對市(shi)場(chang)要(yao)求的(de)(de)(de)判斷，涉及心理學(xue)、技術美(mei)學(xue)、預測(ce)學(xue)等方面(mian)知(zhi)識(shi)。
不銹鋼(gang)的(de)選用(yong)不可(ke)避免地會遇(yu)到上述問(wen)(wen)題。綜上所述，不銹鋼(gang)的(de)選用(yong)是一種(zhong)較(jiao)為復雜的(de)判斷問(wen)(wen)題，特(te)別是大(da)宗不銹鋼(gang)的(de)選用(yong)，需要應用(yong)材料系統中決策方面技(ji)術，即(ji)在(zai)明確問(wen)(wen)題的(de)基礎上，然(ran)后分(fen)析問(wen)(wen)題，最后提出選用(yong)方案。
二(er)、材料選(xuan)擇的(de)步驟(zou)
不銹鋼材(cai)料選(xuan)擇應(ying)遵(zun)循(xun)的順序(xu)是(shi)：使用條件評價(jia)→設計評價(jia)→材(cai)料選(xuan)擇→材(cai)料成本(ben)評價(jia)→相關規范。
選用(yong)不銹鋼時(shi)，首先要明(ming)確使用(yong)環境對不銹鋼的(de)(de)要求，即耐腐(fu)蝕性、耐熱(re)性及機械(xie)性能等(deng)；其次才是(shi)考查綜合成(cheng)本。例如，包括原材料成(cheng)本、加工成(cheng)本和(he)廢品等(deng)。當較為便宜的(de)(de)不銹鋼，具有上述所需(xu)的(de)(de)性能的(de)(de)，無疑選用(yong)便宜的(de)(de)不銹鋼是(shi)最佳選擇。如果用(yong)量非常(chang)大時(shi)，專(zhuan)門為此設計一(yi)新鋼種(zhong)，來滿足(zu)需(xu)要，那也值得和(he)合算(suan)的(de)(de)。
1. 材(cai)料使用(yong)條件的評價(jia)
材料選擇(ze)的(de)(de)第一步是全面評價(jia)由(you)所選用(yong)的(de)(de)不銹鋼材料制(zhi)作成的(de)(de)零部件在工(gong)藝(yi)環境和設備的(de)(de)使用(yong)條件下，能否滿(man)足如使用(yong)溫度、壓(ya)力和流體的(de)(de)狀態的(de)(de)要求(qiu)。為此需要掌握如下的(de)(de)工(gong)藝(yi)數據。
①. 使用環境-操作(zuo)介質(zhi)(zhi)的性質(zhi)(zhi)和(he)成分、水的化(hua)學性質(zhi)(zhi)、蒸汽質(zhi)(zhi)量、溶液的組(zu)分及濃度、傳導率、pH值、通(tong)風、雜(za)質(zhi)(zhi)等(deng)。
②. 壓力-平(ping)均值和范圍，恒定(ding)或交替變化，內部(bu)載(zai)(zai)荷(he)或外部(bu)載(zai)(zai)荷(he)。
③. 溫度(du)-平均值和范圍，恒定(ding)或(huo)變量，熱(re)梯度(du)和熱(re)振動。
④. 速度(du)(du)-流(liu)動速率(lv)，線性(xing)速度(du)(du)，名義速度(du)(du)和(he)范圍(wei)，攪動程度(du)(du)，湍流(liu)等。
要想(xiang)選擇(ze)滿(man)意(yi)的材料性能，除了(le)使用溫(wen)度和壓力外，還必須考(kao)慮其他(ta)因素(su)，如啟動(dong)和關閉、間歇操作、瞬時現象(xiang)、壓力沖(chong)擊及(ji)系統的瞬間失效。
2. 設計的(de)評價(jia)
使用條件評價完之(zhi)(zhi)后(hou)(hou)，隨之(zhi)(zhi)其后(hou)(hou)，則需要依據材(cai)料考慮設(she)備設(she)計和(he)各種零(ling)部件的類型、尺(chi)寸(cun)、配合和(he)服役期(qi)間的臨界狀(zhuang)態。同時還要根據所選用的材(cai)料考慮各種加工(gong)制造(zao)技術的可行(xing)性(xing)，如鍛造(zao)、冷熱成形、機加工(gong)和(he)焊(han)接等(deng)。
3. 材料的評(ping)估
材料(liao)的(de)評(ping)估包(bao)括材料(liao)的(de)性(xing)能和冶金(jin)方面的(de)試驗，含金(jin)屬連接在內的(de)加工(gong)性(xing)的(de)檢測以及(ji)在實驗室和現場試驗中材料(liao)的(de)適用性(xing)。材料(liao)的(de)耐蝕性(xing)評(ping)估將進一(yi)步討論。
a. 材料(liao)試驗
除了用(yong)化學(xue)分析檢(jian)查(cha)(cha)(cha)材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)成(cheng)分以(yi)外(wai)(wai)，通常對所選定(ding)試(shi)樣(yang)進行表觀(guan)檢(jian)查(cha)(cha)(cha)和力學(xue)試(shi)驗(yan)以(yi)及(ji)確定(ding)原(yuan)材(cai)料(liao)(liao)是否滿足每個規(gui)定(ding)的(de)(de)要(yao)求(qiu)。另外(wai)(wai)需要(yao)對焊(han)接(jie)(jie)試(shi)樣(yang)進行試(shi)驗(yan)以(yi)評定(ding)焊(han)接(jie)(jie)質量。其中力學(xue)試(shi)驗(yan)有拉伸試(shi)驗(yan)、彎曲試(shi)驗(yan)、沖擊試(shi)驗(yan)等。材(cai)料(liao)(liao)截面試(shi)樣(yang)的(de)(de)金(jin)相檢(jian)查(cha)(cha)(cha)提供(gong)含(han)夾雜物材(cai)料(liao)(liao)與純凈度(du)(du)相關的(de)(de)信息，并提供(gong)金(jin)相結構(gou)及(ji)晶粒尺寸。對于焊(han)接(jie)(jie)部位，類似的(de)(de)檢(jian)查(cha)(cha)(cha)可以(yi)檢(jian)驗(yan)出焊(han)接(jie)(jie)缺陷，如(ru)夾雜物、孔隙(xi)度(du)(du)、裂(lie)紋及(ji)不符合要(yao)求(qiu)的(de)(de)焊(han)接(jie)(jie)技術等。這些試(shi)驗(yan)對材(cai)料(liao)(liao)本(ben)身是典型(xing)的(de)(de)破壞(huai)性試(shi)驗(yan)。
b. 材料耐蝕性的評(ping)估和選擇
材(cai)料的(de)(de)選(xuan)用(yong)，愈來(lai)(lai)愈習(xi)慣用(yong)模擬(ni)環(huan)(huan)境試(shi)驗(yan)的(de)(de)數據作(zuo)為依據來(lai)(lai)選(xuan)擇(ze)材(cai)料以防(fang)止(zhi)腐蝕(shi)，包括高溫腐蝕(shi)。這些試(shi)驗(yan)包括：腐蝕(shi)掛(gua)片(pian)試(shi)驗(yan)；熱(re)質量分(fen)析(xi)（TGA）；動態燃燒室的(de)(de)研究；熱(re)循環(huan)(huan)；實驗(yan)室玻璃器皿的(de)(de)試(shi)驗(yan)；現場試(shi)驗(yan)。
c. 材料的(de)功能要求
①. 強度
強(qiang)度(du)包括多(duo)個力(li)學性能，最(zui)(zui)常(chang)用來(lai)指拉伸(shen)強(qiang)度(du)和(he)屈(qu)服強(qiang)度(du)。可(ke)以利(li)用應力(li)-應變曲(qu)線來(lai)理(li)解它們。其他相關的強(qiang)度(du)還包括壓縮、彎(wan)曲(qu)、剪(jian)切和(he)扭轉強(qiang)度(du)。在條件(jian)許可(ke)情況下最(zui)(zui)好使(shi)用高強(qiang)度(du)的材料以減少零件(jian)的厚(hou)度(du)。
②. 疲勞(lao)強(qiang)度
疲勞(lao)(lao)是(shi)指由循(xun)(xun)環應(ying)(ying)(ying)力(li)造(zao)成金屬(shu)斷裂的(de)(de)(de)失(shi)效。常(chang)見(jian)的(de)(de)(de)例(li)子包括遠(yuan)低于(yu)(yu)拉伸強(qiang)度的(de)(de)(de)速(su)變(bian)應(ying)(ying)(ying)力(li)。當應(ying)(ying)(ying)力(li)增(zeng)大時，引(yin)起失(shi)效所需要的(de)(de)(de)循(xun)(xun)環次(ci)數(shu)(shu)就減少。習慣上繪(hui)制金屬(shu)應(ying)(ying)(ying)力(li)和(he)(he)循(xun)(xun)環次(ci)數(shu)(shu)曲線(xian)（S-N），如圖(tu)4-3所示。曲線(xian)由應(ying)(ying)(ying)力(li)相對(dui)于(yu)(yu)循(xun)(xun)環次(ci)數(shu)(shu)的(de)(de)(de)對(dui)數(shu)(shu)來描繪(hui)。對(dui)于(yu)(yu)一(yi)個給定(ding)的(de)(de)(de)較(jiao)大循(xun)(xun)環次(ci)數(shu)(shu)，通常(chang)在低于(yu)(yu)某應(ying)(ying)(ying)力(li)值的(de)(de)(de)情況下不發(fa)生失(shi)效，這個應(ying)(ying)(ying)力(li)值就稱(cheng)為疲勞(lao)(lao)極(ji)限。因為以保持正常(chang)的(de)(de)(de)應(ying)(ying)(ying)力(li)不高于(yu)(yu)疲勞(lao)(lao)極(ji)限的(de)(de)(de)應(ying)(ying)(ying)力(li)防止變(bian)形和(he)(he)斷裂，所以疲勞(lao)(lao)失(shi)效幾乎總(zong)是(shi)伴隨著突變(bian)、缺(que)口、沖(chong)擊、殘余應(ying)(ying)(ying)力(li)的(de)(de)(de)存在而發(fa)生。
疲勞(lao)失效常(chang)常(chang)發生在焊(han)接接頭，因(yin)為(wei)(wei)采用焊(han)接接頭，這樣的(de)(de)設計(ji)會出現明顯的(de)(de)應力(li)集中(zhong)效應。有(you)利(li)于耐疲勞(lao)的(de)(de)材(cai)料(liao)特性和設計(ji)特性有(you)，利(li)用合金(jin)化(hua)或熱處理(li)來提高拉伸強(qiang)(qiang)度；減少工件(jian)的(de)(de)厚(hou)度，使(shi)用拋光表面，降低設計(ji)應力(li)，細化(hua)材(cai)料(liao)的(de)(de)晶粒(li)尺寸(cun)，消除材(cai)料(liao)的(de)(de)冶金(jin)缺(que)陷和殘余應力(li)，減輕表面存在壓應力(li)，減少助(zhu)長腐蝕和疲勞(lao)的(de)(de)環(huan)境，并且采用金(jin)屬覆蓋(gai)層，如Cr、Ni或Cd（鎘(ge)）鍍(du)(du)層，這是因(yin)為(wei)(wei)鍍(du)(du)層中(zhong)的(de)(de)微裂紋有(you)可(ke)能會降低疲勞(lao)強(qiang)(qiang)度。
③. 脆性斷裂
脆性(xing)(xing)(xing)(xing)斷(duan)裂(lie)(lie)是在低(di)于(yu)屈(qu)服強(qiang)度的(de)正常應(ying)力(li)下(xia)，由(you)于(yu)裂(lie)(lie)紋的(de)快速(su)擴(kuo)展而造(zao)成的(de)失(shi)效。絕大多數的(de)脆性(xing)(xing)(xing)(xing)斷(duan)裂(lie)(lie)發生在具有體心立方(fang)(fang)（bcc）晶格結構的(de)金屬中，特別是鐵(tie)素(su)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)，不(bu)僅在低(di)于(yu)臨界拉(la)伸(shen)強(qiang)度，甚(shen)至低(di)于(yu)屈(qu)服強(qiang)度的(de)情(qing)況下(xia)就(jiu)會發生完(wan)全的(de)斷(duan)裂(lie)(lie)。鋼(gang)發生脆性(xing)(xing)(xing)(xing)斷(duan)裂(lie)(lie)的(de)條件如下(xia)：本身存(cun)在缺(que)陷(xian)；缺(que)陷(xian)處(chu)(chu)存(cun)在殘余拉(la)伸(shen)應(ying)力(li)與(yu)工(gong)(gong)作載荷(he)引起的(de)拉(la)伸(shen)應(ying)力(li)的(de)交匯，如果(guo)應(ying)力(li)是三維(wei)方(fang)(fang)向(xiang)就(jiu)更為嚴重；足夠低(di)的(de)溫度；還原處(chu)(chu)理(li)、成分、軋(ya)制(zhi)操作和后續的(de)熱處(chu)(chu)理(li)等冶金因(yin)素(su)；韌性(xing)(xing)(xing)(xing)；蠕變；耐(nai)熱性(xing)(xing)(xing)(xing)；熱和腐(fu)蝕；耐(nai)蝕性(xing)(xing)(xing)(xing)；氫腐(fu)蝕；加工(gong)(gong)性(xing)(xing)(xing)(xing)。
④. 韌(ren)性
材料(liao)的韌性(xing)就是指(zhi)材料(liao)斷裂之(zhi)前吸收能(neng)量和塑性(xing)變形的能(neng)力，韌性(xing)是用材料(liao)成形和斷裂期間(jian)吸收的能(neng)量來衡(heng)量的。它(ta)是最重要的低溫(wen)力學性(xing)能(neng)而不是強度。缺(que)口的韌性(xing)受(shou)化學成分(fen)、微觀組織、晶(jing)粒尺寸(cun)、晶(jing)粒生長的模式、截面尺寸(cun)、冷熱加(jia)工的溫(wen)度、加(jia)工方法和表(biao)面狀況如(ru)滲碳和脫碳等影響。
基(ji)本試驗(yan)：最普通的(de)(de)韌(ren)性(xing)(xing)試驗(yan)是采用帶缺(que)口的(de)(de)試樣，通常通過沖擊試驗(yan)測量缺(que)口韌(ren)性(xing)(xing)，或在相對較(jiao)低的(de)(de)應變(bian)(bian)速(su)率(lv)下測量斷裂韌(ren)性(xing)(xing)。沖擊試驗(yan)可(ke)揭(jie)示(shi)材(cai)料的(de)(de)低溫(wen)強度、韌(ren)性(xing)(xing)不足(zu)和脆性(xing)(xing)，這些試驗(yan)特別適合鐵素(su)體材(cai)料，可(ke)以顯示(shi)韌(ren)性(xing)(xing)向脆性(xing)(xing)的(de)(de)轉變(bian)(bian)。
⑤. 耐蝕性
金屬(shu)和(he)合(he)金的(de)(de)破壞大多是(shi)由腐蝕造成的(de)(de)。實際上對于(yu)所有包含一系列基本操(cao)作的(de)(de)工藝過(guo)程來說(shuo)，設備、換熱器(qi)、管道構件或其(qi)他(ta)系統構件的(de)(de)失(shi)效就意味著停工、昂貴的(de)(de)維修和(he)更(geng)換構件，因此壓力容器(qi)和(he)換熱器(qi)的(de)(de)結構材料應該(gai)在使用環境(jing)中具(ju)有合(he)適的(de)(de)腐蝕速率。另(ling)外注(zhu)意由周(zhou)圍氣(qi)氛引(yin)起的(de)(de)腐蝕。
d. 根據(ju)耐蝕性的(de)條件來選擇材料良好的(de)搭(da)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(shi)失(shi)效
盡管材料(liao)選擇已經是十分(fen)認真了，并且(qie)有時還進一步采(cai)用了防腐(fu)蝕方法，但少數意外的(de)失(shi)效(xiao)總還會發(fa)(fa)生。導致意外腐(fu)蝕失(shi)效(xiao)的(de)原因可能為以(yi)下一種(zhong)(zhong)或(huo)幾種(zhong)(zhong)：使(shi)用了帶有缺(que)陷的(de)材料(liao)；設計不合理；不正常的(de)操作(zuo)；制(zhi)造不當(dang)和檢驗不充(chong)分(fen)；維護不適當(dang)。所以(yi)采(cai)取一定的(de)預防措施(shi)，是避免腐(fu)蝕失(shi)效(xiao)發(fa)(fa)生的(de)有效(xiao)辦法。
f. 氫腐(fu)蝕
氫腐蝕是在高(gao)于(yu)220～243℃溫度(du)的(de)(de)含(han)氫環境(jing)中，碳鋼(gang)(gang)(gang)和低合金鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)損傷機制，一(yi)般不被人們所關注。室溫下(xia)鋼(gang)(gang)(gang)制容器當然是可以處理高(gao)壓氫的(de)(de)。但在較(jiao)高(gao)的(de)(de)溫度(du)下(xia)，氫能擴散到鋼(gang)(gang)(gang)中與碳原子反應生(sheng)成(cheng)甲烷氣體
2H2+FeC→CH4+Fe
高(gao)溫高(gao)壓下，氫(qing)能(neng)夠(gou)與間隙固溶體中的(de)碳(tan)反應，導(dao)致初始脫碳(tan)，接著(zhu)在(zai)晶界產(chan)生不穩定(ding)的(de)碳(tan)化(hua)(hua)物(wu)，形(xing)成甲烷氣泡。由于甲烷不能(neng)從(cong)鋼(gang)中擴散出去，它的(de)積(ji)聚引起開(kai)裂(lie)和(he)鼓(gu)泡，從(cong)而使鋼(gang)材失去韌性導(dao)致最終失效。解(jie)決這個問題就(jiu)需(xu)要穩定(ding)鋼(gang)中的(de)碳(tan)化(hua)(hua)物(wu)組成、形(xing)態(tai)和(he)分布。
氫腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)防(fang)護。根據實際經(jing)驗防(fang)止氫腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)唯一(yi)可行的(de)方(fang)法，就(jiu)是使(shi)用(yong)耐(nai)這種(zhong)破壞形式的(de)鋼。因為所(suo)有的(de)奧氏體不銹(xiu)鋼都含有高Cr，穩(wen)定(ding)了鋼中(zhong)的(de)碳化物組成、形態(tai)和分(fen)布，所(suo)以耐(nai)高溫氫損傷。因此，作為另一(yi)種(zhong)防(fang)腐(fu)(fu)蝕(shi)措施，通常在低(di)合(he)金鋼容器的(de)內表面襯一(yi)層不銹(xiu)鋼，是一(yi)個經(jing)濟實用(yong)的(de)選擇。
g. 加工性
加(jia)工性包括(kuo)成(cheng)形、機加(jia)工、與其他金屬連接(jie)的(de)(de)焊(han)接(jie)工藝及焊(han)后熱(re)處(chu)理的(de)(de)難(nan)易性。并(bing)不是(shi)(shi)所(suo)有的(de)(de)加(jia)工車間(jian)在技術上都有能(neng)力正確地處(chu)理較復雜的(de)(de)材(cai)料。因此(ci)用戶要了解(jie)加(jia)工者的(de)(de)能(neng)力，這是(shi)(shi)最基本的(de)(de)。另(ling)外，先進(jin)加(jia)工技術需要更高級(ji)的(de)(de)檢驗標準來(lai)判(pan)斷加(jia)工是(shi)(shi)否(fou)符合要求。
4. 成本核算
在材料的選(xuan)擇(ze)中，選(xuan)用是實用性(xing)(xing)和成本兩矛(mao)盾(dun)統一的最終結果，可用性(xing)(xing)價比來表示。
人們常說“物(wu)美價(jia)(jia)(jia)廉”和(he)“優(you)(you)質(zhi)優(you)(you)價(jia)(jia)(jia)”，這分別是(shi)材料消(xiao)(xiao)費者和(he)材料生(sheng)產者各自傾向性的(de)愿(yuan)望，材料消(xiao)(xiao)費者希(xi)(xi)望自己(ji)所選用的(de)材料是(shi)“物(wu)美價(jia)(jia)(jia)廉”的(de)；材料生(sheng)產者希(xi)(xi)望自己(ji)的(de)產品能夠“優(you)(you)質(zhi)優(you)(you)價(jia)(jia)(jia)”，但只有(you)雙方都有(you)經濟效(xiao)益，方能使(shi)整個社會(hui)有(you)效(xiao)益。
以(yi)選用耐(nai)腐(fu)(fu)蝕不銹(xiu)鋼(gang)為例(li)，如果不考慮其他因素(su)，選擇(ze)材料時(shi)應考慮下面兩個方面，一是最(zui)(zui)低的成本，即選擇(ze)低成本的材料，并定期更換或采取防(fang)腐(fu)(fu)措施(shi)；二是高成本腐(fu)(fu)蝕最(zui)(zui)小，也就是不考慮成本，而(er)選擇(ze)最(zui)(zui)昂貴耐(nai)腐(fu)(fu)蝕的材料，其結(jie)果是使(shi)用周期長，可以(yi)免(mian)于頻繁地維修。
在廉價(jia)材料(liao)與高(gao)(gao)價(jia)材料(liao)之(zhi)間(jian)，一(yi)(yi)般會(hui)認為(wei)選用(yong)高(gao)(gao)級的(de)(de)(de)結構材料(liao)產品，成(cheng)本(ben)一(yi)(yi)定是(shi)較高(gao)(gao)的(de)(de)(de)，因(yin)(yin)而制造(zao)商會(hui)刻意選擇廉價(jia)低成(cheng)本(ben)的(de)(de)(de)材料(liao)，以(yi)求用(yong)最低的(de)(de)(de)生(sheng)產成(cheng)本(ben)，獲得競爭性的(de)(de)(de)產品標價(jia)。然而這(zhe)種做(zuo)法并不完全是(shi)正確的(de)(de)(de)。因(yin)(yin)為(wei)，提高(gao)(gao)材料(liao)的(de)(de)(de)工藝(yi)性能，通常會(hui)提高(gao)(gao)單位質(zhi)量的(de)(de)(de)費用(yong)。選用(yong)性能好的(de)(de)(de)材料(liao)，雖然材料(liao)成(cheng)本(ben)高(gao)(gao)一(yi)(yi)些(xie)，但就整個設備的(de)(de)(de)總體費用(yong)而言往往會(hui)低一(yi)(yi)些(xie)。因(yin)(yin)此(ci)，由于(yu)下列(lie)因(yin)(yin)素，使節省(sheng)成(cheng)本(ben)成(cheng)為(wei)可能。
①. 需要較少的材料；
②. 較短的熱(re)處理周期；
③. 較少的焊接時(shi)間和較少的焊接填充材料；
④. 較(jiao)低的運(yun)費(fei)；
⑤. 在運輸和安(an)裝過程中，現場的處理要(yao)求更(geng)簡單。
5. 使用(yong)過程中可能(neng)的失效(xiao)模式(shi)和破壞(huai)形(xing)式(shi)
在使(shi)(shi)用(yong)過程(cheng)中發生的(de)失(shi)(shi)效(xiao)(xiao)可能源于(yu)(yu)材料(liao)(liao)的(de)使(shi)(shi)用(yong)應力高于(yu)(yu)安全應力而引起的(de)過載或(huo)者在應力集中處產(chan)生的(de)局部變(bian)(bian)(bian)(bian)形(xing)。大(da)多數情(qing)況下(xia)失(shi)(shi)效(xiao)(xiao)模(mo)式(shi)取(qu)決于(yu)(yu)材料(liao)(liao)在最終狀態下(xia)的(de)性(xing)能。如(ru)承(cheng)壓下(xia)的(de)失(shi)(shi)效(xiao)(xiao)模(mo)式(shi)可能是：過度的(de)彈(dan)性(xing)變(bian)(bian)(bian)(bian)形(xing)和(he)彈(dan)性(xing)失(shi)(shi)穩(wen)(wen)；塑(su)性(xing)失(shi)(shi)穩(wen)(wen)，變(bian)(bian)(bian)(bian)形(xing)和(he)破(po)裂；脆性(xing)斷(duan)裂；疲勞失(shi)(shi)效(xiao)(xiao)；蠕變(bian)(bian)(bian)(bian)變(bian)(bian)(bian)(bian)形(xing)和(he)蠕變(bian)(bian)(bian)(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)的失效涉及在(zai)(zai)應(ying)(ying)(ying)力集中(zhong)區(qu)缺陷處裂紋的萌生(sheng)。在(zai)(zai)焊(han)接(jie)結構中(zhong)，焊(han)接(jie)缺陷是相當普(pu)遍(bian)(bian)的，甚(shen)至(zhi)是不可(ke)避(bi)(bi)免(mian)(mian)(mian)的。因此不僅在(zai)(zai)設(she)計中(zhong)要(yao)防止過(guo)載，而且要(yao)避(bi)(bi)免(mian)(mian)(mian)由脆(cui)性(xing)斷裂、疲(pi)勞(lao)、蠕變(bian)和腐蝕(shi)可(ke)能(neng)引起(qi)的低應(ying)(ying)(ying)力失效。通過(guo)材(cai)料(liao)(liao)的選(xuan)擇以及限(xian)制(zhi)(zhi)主(zhu)應(ying)(ying)(ying)力加二次應(ying)(ying)(ying)力來避(bi)(bi)免(mian)(mian)(mian)過(guo)度(du)的彈性(xing)變(bian)形和彈性(xing)失穩(wen)；通過(guo)限(xian)制(zhi)(zhi)主(zhu)應(ying)(ying)(ying)力加二次應(ying)(ying)(ying)力來避(bi)(bi)免(mian)(mian)(mian)塑性(xing)失穩(wen)；通過(guo)正確地選(xuan)材(cai)、制(zhi)(zhi)造、檢(jian)(jian)驗(yan)、檢(jian)(jian)查斷口韌(ren)性(xing)等來避(bi)(bi)免(mian)(mian)(mian)脆(cui)性(xing)斷裂。在(zai)(zai)壓(ya)力容(rong)器(qi)和換熱(re)器(qi)中(zhong)很少出(chu)現由普(pu)遍(bian)(bian)腐蝕(shi)引起(qi)的失效，因為設(she)計者意(yi)識到普(pu)遍(bian)(bian)腐蝕(shi)的可(ke)能(neng)，并通常(chang)采(cai)用腐蝕(shi)裕量或選(xuan)擇耐腐蝕(shi)的材(cai)料(liao)(liao)。然(ran)而，某(mou)些環境(jing)中(zhong)可(ke)能(neng)發生(sheng)應(ying)(ying)(ying)力腐蝕(shi)開裂，在(zai)(zai)設(she)計和選(xuan)材(cai)時應(ying)(ying)(ying)避(bi)(bi)免(mian)(mian)(mian)可(ke)能(neng)發生(sheng)這種失效。
6. 設備的(de)設計特(te)性
a. 維修
為了(le)使設(she)備(bei)(bei)便(bian)于維修，在(zai)設(she)計階段就應該(gai)很好的(de)(de)(de)(de)了(le)解(jie)設(she)備(bei)(bei)的(de)(de)(de)(de)特(te)定環境和(he)特(te)殊要求。在(zai)設(she)計中必須(xu)考慮的(de)(de)(de)(de)一些與(yu)維修相(xiang)關的(de)(de)(de)(de)項目，包括更換某些構件所(suo)需(xu)的(de)(de)(de)(de)拉(la)動(dong)空間(jian)，如拉(la)動(dong)熱交(jiao)換器的(de)(de)(de)(de)管束所(suo)需(xu)的(de)(de)(de)(de)空間(jian)等，裝卸材(cai)料的(de)(de)(de)(de)設(she)備(bei)(bei)，預(yu)定的(de)(de)(de)(de)清理方法(fa)和(he)所(suo)需(xu)的(de)(de)(de)(de)設(she)備(bei)(bei)，容易更換構件，監控腐蝕和(he)積垢的(de)(de)(de)(de)能力，現場焊接(jie)的(de)(de)(de)(de)設(she)備(bei)(bei)以(yi)及停工期檢查的(de)(de)(de)(de)設(she)備(bei)(bei)和(he)可用(yong)性。
b. 安全(quan)保險的特性
安全(quan)保險(xian)的(de)設計概(gai)念不僅要清楚地認識到制造的(de)局限(xian)性，而且要為操(cao)作提供較(jiao)大的(de)安全(quan)空間，這個(ge)概(gai)念與(yu)斷裂(lie)力學的(de)研究相關。在設計一(yi)個(ge)設備(bei)的(de)各個(ge)部分(fen)時要有(you)安全(quan)保險(xian)的(de)特性，一(yi)般按下列幾個(ge)方面考慮：判斷結(jie)構中(zhong)疲勞(lao)裂(lie)紋(wen)可(ke)能(neng)擴展的(de)點；確定(ding)可(ke)能(neng)有(you)的(de)最(zui)(zui)小裂(lie)紋(wen)尺(chi)(chi)寸；確定(ding)可(ke)能(neng)有(you)的(de)最(zui)(zui)大裂(lie)紋(wen)尺(chi)(chi)寸，該尺(chi)(chi)寸與(yu)最(zui)(zui)大破(po)壞(huai)程度及(ji)可(ke)能(neng)有(you)的(de)最(zui)(zui)小裂(lie)紋(wen)與(yu)臨界裂(lie)紋(wen)尺(chi)(chi)寸之(zhi)間的(de)載荷相關。
c. 檢(jian)查(cha)的通道(dao)
壓力容器(qi)的設計應該提供檢驗人(ren)(ren)員(yuan)進入(ru)容器(qi)檢查腐蝕損傷的通(tong)(tong)道。有(you)足(zu)夠的直徑讓人(ren)(ren)進入(ru)的容器(qi)應該有(you)可移動的內(nei)部(bu)構件，以允許(xu)進入(ru)人(ren)(ren)員(yuan)通(tong)(tong)向容器(qi)的所有(you)部(bu)位。
d. 安全性
壓力(li)容(rong)器(qi)和(he)換(huan)(huan)熱(re)器(qi)的(de)安(an)全操作(zuo)需要保守的(de)設(she)(she)(she)計(ji)和(he)標(biao)準指定的(de)習慣做法，并(bing)使(shi)用規范(fan)、標(biao)準中所許可(ke)的(de)材料(liao)。對(dui)換(huan)(huan)熱(re)器(qi)和(he)壓力(li)容(rong)器(qi)，視安(an)全性壓倒一(yi)切的(de)原(yuan)因是(shi)避(bi)免可(ke)能對(dui)人類、經濟和(he)環境等方面產生災難性的(de)失效。為了確保安(an)全，應(ying)該按照設(she)(she)(she)計(ji)精確地制造設(she)(she)(she)備(bei)并(bing)充分地監督檢查，以(yi)保證和(he)設(she)(she)(she)計(ji)規范(fan)相符。同(tong)時(shi)要正確使(shi)用和(he)操作(zuo)設(she)(she)(she)備(bei)。
e. 設備壽命
為(wei)了獲得投(tou)資帶來(lai)的(de)(de)(de)利潤(run)，也為(wei)了使(shi)生(sheng)產連續(xu)地(di)進行，設(she)(she)備(bei)構(gou)(gou)件及(ji)設(she)(she)備(bei)本身應(ying)該具有適當的(de)(de)(de)壽(shou)命。構(gou)(gou)件的(de)(de)(de)壽(shou)命取決于設(she)(she)計(ji)(ji)、結構(gou)(gou)材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)性(xing)(xing)能和(he)(he)它們與使(shi)用(yong)環境之間的(de)(de)(de)相互作用(yong)以及(ji)制造和(he)(he)檢查的(de)(de)(de)影(ying)響，還(huan)包括操作、維修等(deng)的(de)(de)(de)影(ying)響。為(wei)了獲得滿(man)意(yi)的(de)(de)(de)壽(shou)命，設(she)(she)備(bei)的(de)(de)(de)結構(gou)(gou)材(cai)料(liao)要(yao)承受住設(she)(she)計(ji)(ji)應(ying)力(li)、磨(mo)損、使(shi)用(yong)中(zhong)的(de)(de)(de)腐蝕(shi)。在設(she)(she)計(ji)(ji)階段，腐蝕(shi)問題同其他的(de)(de)(de)操作條件和(he)(he)設(she)(she)計(ji)(ji)參數(shu)如壓力(li)、溫度和(he)(he)速度一樣重要(yao)。為(wei)了獲得最佳的(de)(de)(de)使(shi)用(yong)壽(shou)命，不銹鋼選材(cai)要(yao)基于耐腐蝕(shi)的(de)(de)(de)觀點。要(yao)向材(cai)料(liao)供(gong)應(ying)商(shang)索取簡明而(er)清晰的(de)(de)(de)材(cai)料(liao)質(zhi)量保(bao)證書(shu)面說明，確保(bao)供(gong)應(ying)的(de)(de)(de)材(cai)料(liao)正(zheng)確。設(she)(she)計(ji)(ji)說明書(shu)內要(yao)有材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)耐蝕(shi)性(xing)(xing)。
f. 構件(jian)壽(shou)命
以熱交(jiao)換器(qi)(qi)為例，熱交(jiao)換器(qi)(qi)的(de)殼體、管箱和管板應(ying)該被設計至少使用10年或是(shi)原有(you)管束的(de)壽命另加(jia)兩(liang)個更(geng)換管束的(de)周(zhou)期。選擇的(de)初始(shi)管子應(ying)該至少使用兩(liang)個運(yun)轉周(zhou)期或5年，除非(fei)個別(bie)特殊環境的(de)熱交(jiao)換器(qi)(qi)，可能(neng)是(shi)只有(you)較短的(de)預期壽命。可是(shi)，這些規(gui)定不適用于核能(neng)熱交(jiao)換器(qi)(qi)和壓力容器(qi)(qi)。
由于不銹(xiu)鋼類(lei)型多，列入標準(zhun)的牌號多達(da)一百多種(zhong)，同時(shi)還(huan)有(you)大(da)量廣泛使(shi)用(yong)的非標準(zhun)牌號，每一種(zhong)不銹(xiu)鋼都有(you)自己特定的性能、功能和使(shi)用(yong)范圍(wei)。因此，正確、恰當(dang)地選擇合(he)適的鋼種(zhong)難度很大(da)。這是因為它涉及的材(cai)料學、腐蝕(shi)學以(yi)(yi)及工程學等多種(zhong)學科的專門(men)知識(shi)。除此以(yi)(yi)外，工程經驗是合(he)理選用(yong)不銹(xiu)鋼不可(ke)缺少的重要條(tiao)件。
通過合理地選(xuan)擇、正確(que)使用(yong)，使不銹鋼材(cai)料的(de)特性和功能，在使用(yong)中得到(dao)充分(fen)體(ti)現(xian)和發揮，進而延長不銹鋼零部(bu)件的(de)使用(yong)壽命，
保(bao)證不銹(xiu)鋼(gang)零(ling)部件、模具和機械設(she)備的高精度。這正是(shi)不銹(xiu)鋼(gang)工作者(zhe)應盡(jin)的職責(ze)。
三(san)、性(xing)能選材法
性(xing)能(neng)(neng)選(xuan)用法(fa)包括使用性(xing)能(neng)(neng)和工藝(yi)性(xing)能(neng)(neng)。
1. 使(shi)用性能
人們一(yi)般(ban)慣于從各種材(cai)料(liao)手冊中查閱和比較各種材(cai)料(liao)的性能，然后選用(yong)。近年來，由于計算機(ji)的普(pu)遍應用(yong)，已將這些性能匯編(bian)為數(shu)據庫(ku)，便于檢索和專(zhuan)家系統調(diao)用(yong)。
若有兩種(zhong)主要性能時，則可應用“坐標分類法(fa)”進行(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)用性(xing)能和使(shi)用安全(quan)，選用時(shi)可(ke)(ke)以提(ti)高一(yi)級或幾級使(shi)用。已經使(shi)用10Cr17（17％Cr）型的地(di)方可(ke)(ke)以使(shi)用Cr-Ni鋼18-8型，已經使(shi)用06Cr11Ti型的地(di)方有(you)時(shi)也可(ke)(ke)用10Cr17型。另(ling)外還許多在(zai)成分方面的改型鋼種并(bing)沒有(you)在(zai)上(shang)述(shu)表示出來。
2. 工(gong)藝性能
前面的有關章節已經介(jie)紹(shao)了不銹鋼焊接性(xing)(xing)、切削性(xing)(xing)、熱加工性(xing)(xing)及深沖性(xing)(xing)等工藝性(xing)(xing)能，可(ke)參閱。
在使(shi)(shi)用(yong)性(xing)(xing)能(neng)滿(man)足(zu)要(yao)(yao)(yao)求(qiu)后，工(gong)(gong)藝性(xing)(xing)能(neng)選材時，關注點主(zhu)要(yao)(yao)(yao)是加(jia)(jia)工(gong)(gong)性(xing)(xing)能(neng)和加(jia)(jia)工(gong)(gong)成(cheng)本。即在較低的加(jia)(jia)工(gong)(gong)成(cheng)本下完(wan)成(cheng)加(jia)(jia)工(gong)(gong)的可(ke)行性(xing)(xing)。當所選材料的使(shi)(shi)用(yong)性(xing)(xing)能(neng)，能(neng)滿(man)足(zu)要(yao)(yao)(yao)求(qiu)，但不能(neng)加(jia)(jia)工(gong)(gong)或加(jia)(jia)工(gong)(gong)費用(yong)太高(gao)而不能(neng)承受時，可(ke)以選用(yong)較高(gao)一級不銹鋼種(zhong)。
3. 性能遞增選材法
不(bu)銹鋼的(de)類(lei)型和鋼種(zhong)繁多(duo)(duo)，性能各(ge)異，但也有(you)略同的(de)。不(bu)銹鋼的(de)牌(pai)號(hao)繁多(duo)(duo)，多(duo)(duo)達數百種(zhong)；雖說牌(pai)號(hao)有(you)數百種(zhong)，但總可以(yi)歸集(ji)為(wei)，
奧氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)、馬氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)、鐵素體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)、雙相不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)和沉淀硬化不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)五大類。同(tong)類不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)性(xing)(xing)能多(duo)有相似或相近之處，為了便于選擇(ze)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)，可按使(shi)用性(xing)(xing)能及工(gong)藝性(xing)(xing)能，在不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)的五大類型中選定一類，在選定的一類中再確定一個鋼(gang)種(zhong)，這樣范圍就大大縮小了許多(duo)。隨著性(xing)(xing)能的遞增，范圍逐步遞減，要選擇(ze)的鋼(gang)種(zhong)就會出現。
四、成(cheng)本(ben)選(xuan)材法
成(cheng)本(ben)(ben)選(xuan)材(cai)(cai)法的(de)成(cheng)本(ben)(ben)，包括有材(cai)(cai)料(liao)成(cheng)本(ben)(ben)和生產（制(zhi)造(zao)）成(cheng)本(ben)(ben)。如果(guo)加工制(zhi)作工藝相差無幾，只是消耗材(cai)(cai)料(liao)存在有差別，也就是說，可(ke)根據確定的(de)不同參量選(xuan)用(yong)材(cai)(cai)料(liao)。否則就需要(yao)綜(zong)合考慮材(cai)(cai)料(liao)成(cheng)本(ben)(ben)和制(zhi)造(zao)工藝費(fei)用(yong)來選(xuan)用(yong)材(cai)(cai)料(liao)。
1. 材料(liao)成(cheng)本法
若制造工藝的費(fei)用沒有差(cha)異，則使用材(cai)料的用戶對(dui)(dui)不需(xu)要熱處理的鋼種，采用不同的經濟參數來比較和選用：等(deng)強度(du)的相(xiang)對(dui)(dui)重(zhong)量(liang)；等(deng)剛度(du)的相(xiang)對(dui)(dui)重(zhong)量(liang)；等(deng)強度(du)的相(xiang)對(dui)(dui)成(cheng)本；等(deng)剛度(du)的相(xiang)對(dui)(dui)成(cheng)本。
設(she)計時若使用屈服(fu)(fu)強度，則選用屈服(fu)(fu)強度。載荷(he)相(xiang)同時，變形(xing)量愈(yu)大，剛度愈(yu)小。很容易看出，變形(xing)及所需要的屈服(fu)(fu)強度因(yin)負(fu)荷(he)方式而(er)不同，并與結構(gou)部件的幾何(he)形(xing)狀有關。
從上面(mian)的(de)分析，可以得(de)到如下幾點看法。
①. 用低合金高強(qiang)度(du)(du)鋼(gang)代替碳鋼(gang)，屈(qu)服(fu)強(qiang)度(du)(du)提高了，只在等強(qiang)度(du)(du)的(de)判據下，可以節(jie)(jie)(jie)約(yue)鋼(gang)材(cai)，節(jie)(jie)(jie)約(yue)的(de)程度(du)(du)與屈(qu)服(fu)強(qiang)度(du)(du)的(de)比值也因載荷(he)方式而不同，不能(neng)因為屈(qu)服(fu)強(qiang)度(du)(du)提高30％就認為能(neng)節(jie)(jie)(jie)約(yue)鋼(gang)材(cai)30％。若(ruo)使(shi)用等剛度(du)(du)判據，并不能(neng)節(jie)(jie)(jie)約(yue)鋼(gang)材(cai)。
②. 使用強(qiang)度高(gao)的(de)鋼種(zhong)，若(ruo)采(cai)用等(deng)(deng)剛(gang)度判據，肯定(ding)會增加成本；若(ruo)采(cai)用等(deng)(deng)強(qiang)度判據，是否有經濟效益，取決于(yu)屈(qu)服(fu)強(qiang)度的(de)比值及鋼材價格的(de)比值。
③. 對于交通運輸(shu)，例(li)(li)如，車輛(liang)、船舶等(deng)(deng)(deng)用(yong)鋼，為(wei)了減少運輸(shu)費用(yong)，增加運輸(shu)量，應(ying)該(gai)考慮采用(yong)等(deng)(deng)(deng)強(qiang)度(du)相對重量和等(deng)(deng)(deng)剛度(du)相對重量。對于固定結構，例(li)(li)如，橋(qiao)梁、房屋等(deng)(deng)(deng)，則應(ying)使用(yong)等(deng)(deng)(deng)強(qiang)度(du)相對成本(ben)和等(deng)(deng)(deng)剛度(du)相對成本(ben)。至于改用(yong)鋼種所引起的(de)經濟效(xiao)益的(de)分配，則隨經濟體制的(de)不(bu)同（例(li)(li)如，計劃經濟、商品(pin)經濟等(deng)(deng)(deng)），而有(you)不(bu)同方法。
④. 上(shang)面(mian)的分析只考(kao)慮材(cai)料(liao)的屈(qu)服強度和變(bian)形，在下面(mian)，將結(jie)合(he)材(cai)料(liao)工藝綜合(he)地分析成本。若有低溫韌性(xing)、大氣(qi)腐(fu)蝕(shi)、可(ke)焊性(xing)、耐磨性(xing)等問題，則應參考(kao)性(xing)能選材(cai)的方法，將這(zhe)些因素作為約(yue)束條件，或采用(yong)多(duo)目標的選材(cai)法。
2. 生產成(cheng)本法
從原材(cai)料制成部件全過程的成本分(fen)析(xi)，提供(gong)選材(cai)的另一種(zhong)方法。
以(yi)前的(de)廚具(ju)、炊具(ju)大部分采用(yong)有色(se)金(jin)屬如鋁(lv)、銅或搪瓷等，而現在已(yi)基(ji)本(ben)被不銹鋼(gang)取代，不銹鋼(gang)不僅使用(yong)壽命長，而且美觀(guan)、價格(ge)低廉、無污染，生(sheng)產廢品易于(yu)回收再利(li)用(yong)。
下(xia)面提供幾個為了(le)降低(di)成本，應該考(kao)慮(lv)下(xia)述幾方面的問(wen)題。
①. 如果在某些高(gao)溫度環境中，當需要使用或計劃(hua)使用昂貴的(de)高(gao)鎳(nie)合(he)金(jin)的(de)時(shi)候，可考慮(lv)能否用12Cr16Ni35（330）不銹鋼來代(dai)替以滿足要求。
②. 可否(fou)用(yong)20Cr25Ni20（310）或(huo)16Cr23Ni13（309）來代替(ti)12Cr16Ni35（330），相比(bi)之下，這些(xie)鋼的高溫強(qiang)度(du)較低(di)，但是對多種用(yong)途具有(you)良好(hao)的性能(neng)。
③. 假(jia)如需要(yao)(yao)使用(yong)或計劃使用(yong)022Cr19Ni10（304L）不(bu)銹鋼，則(ze)要(yao)(yao)認真考(kao)慮是否真的(de)需要(yao)(yao)這種低(di)碳(tan)品種。在022Cr19Ni10（304L）不(bu)銹鋼焊接(jie)熱(re)(re)影(ying)響區，能夠(gou)保持(chi)充分的(de)非常有(you)效的(de)抗腐蝕(shi)性(xing)，但是有(you)時卻將其用(yong)于與熱(re)(re)影(ying)響區腐蝕(shi)危險無(wu)關(guan)緊(jin)要(yao)(yao)的(de)地方，造(zao)成不(bu)必要(yao)(yao)的(de)浪費。
④. 在選用成(cheng)(cheng)形用不(bu)銹鋼時(shi)，可否用12Cr17Ni7（301）代替06Cr19Ni10（304），由(you)于在絕大多(duo)數情況下，略微降低鉻和鎳的(de)(de)含量并不(bu)會大大降低抗腐蝕性(xing)，所(suo)以唯(wei)一(yi)真(zhen)正的(de)(de)決定因素(su)是成(cheng)(cheng)形性(xing)能(neng)。
⑤. 如果用12Cr17Mn6Ni5N（201）不銹(xiu)鋼(gang)代(dai)替 12Cr17Ni7（301）不銹(xiu)鋼(gang)可以大大降(jiang)低成本的話，雖然在200系(xi)列中用錳代(dai)替鎳(nie)，但(dan)其抗腐蝕性能(neng)(neng)卻能(neng)(neng)滿足多種用途。當然應(ying)考(kao)慮可成形性和外觀特點方(fang)面的差異。
⑥. 400系(xi)列(lie)中(zhong)的某種(zhong)合金可以(yi)用來代替Cr-Ni（300系(xi)列(lie)）或(huo)Cr-Mn-Ni（200系(xi)列(lie)）中(zhong)的某些鋼種(zhong)，10Cr17（430）在許(xu)多用途(tu)中(zhong)可以(yi)滿足對其抗腐蝕性能的要求，但應(ying)考(kao)慮加工過(guo)程(cheng)中(zhong)遇到的各(ge)種(zhong)困難。
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(hui)使抗(kang)腐蝕(shi)性能(neng)(neng)大幅(fu)度(du)下(xia)降，但是能(neng)(neng)否滿足(zu)使用(yong)要(yao)求才是關鍵(jian)。目前有(you)(you)幾種(zhong)06Crl1Ti（409）的改進(jin)型，它們具有(you)(you)不(bu)同的耐腐蝕(shi)性能(neng)(neng)、表面質(zhi)量和可(ke)加工性。
⑧. 可(ke)以用某(mou)種不銹(xiu)鋼(gang)代替(ti)其他金(jin)屬或非金(jin)屬材(cai)料(liao)，通常，這種改變可(ke)以用較(jiao)(jiao)低的成本(ben)實(shi)現較(jiao)(jiao)好的使(shi)用性(xing)能。但是(shi)，當考慮(lv)總成本(ben)而不是(shi)只考慮(lv)原(yuan)材(cai)料(liao)價(jia)格時，使(shi)用較(jiao)(jiao)高等級的不銹(xiu)鋼(gang)通常會更為經(jing)濟。
五、多(duo)目標選(xuan)材法
實際(ji)上選材(cai)是個多(duo)目標的(de)決(jue)策問題，這些(xie)目標有成(cheng)本(ben)和(he)性能兩類。成(cheng)本(ben)可分為變動成(cheng)本(ben)和(he)固定成(cheng)本(ben)兩大(da)項。
前面將性(xing)能定義為：“材(cai)料的性(xing)能是一(yi)種參量(liang)，用于表征材(cai)料在給(gei)定外界(jie)條(tiao)件下的行為”。
考慮到材料的應用，可將(jiang)性(xing)能(neng)分為使用性(xing)能(neng)及工藝性(xing)能(neng)。應該(gai)指出，上述定(ding)義中的外界條(tiao)件(jian)除(chu)了(le)自然條(tiao)件(jian)外，還(huan)應包(bao)括社會(hui)條(tiao)件(jian)，特別(bie)是人(ren)類的喜愛和社會(hui)的選擇。
前面(mian)所討論(lun)的(de)性能選(xuan)材(cai)法(fa)和成本(ben)選(xuan)材(cai)法(fa)，是(shi)將(jiang)多(duo)目標簡(jian)化為單(dan)目標，即性能或成本(ben)，為的(de)是(shi)將(jiang)選(xuan)材(cai)問題簡(jian)單(dan)化，實際(ji)上(shang)，性能本(ben)身也(ye)有多(duo)目標。
如果將價值工程用(yong)(yong)于材料的(de)選用(yong)(yong)，那么選材即(ji)可(ke)簡化為：“選擇(ze)能滿(man)足部件(jian)對材料的(de)最(zui)低要求，而成本(ben)又(you)是最(zui)低的(de)材料”。這樣即(ji)可(ke)將性(xing)能與成本(ben)的(de)要求并稱為特(te)性(xing)。
對于特(te)性(xing)(xing)、要求(qiu)、性(xing)(xing)能(neng)等的(de)確定是較為困難的(de)，因為這需要依據科學知識和實際(ji)經驗(yan)進行判(pan)斷(duan)。例如，當(dang)對不銹(xiu)鋼(gang)和塑料(liao)有比較深(shen)入的(de)了解(jie)后，在選擇(ze)洗衣機外(wai)殼(ke)(ke)材料(liao)時，就一定會選用(yong)塑料(liao)而(er)不選用(yong)不銹(xiu)鋼(gang)。因為塑料(liao)的(de)特(te)性(xing)(xing)就足可以滿足洗衣機外(wai)殼(ke)(ke)的(de)要求(qiu)，其性(xing)(xing)能(neng)可以超過(guo)不銹(xiu)鋼(gang)而(er)成本卻遠遠低于不銹(xiu)鋼(gang)。
