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。
首先要(yao)確定(ding)不銹鋼的(de)使用條件，包括溫度、介質成分、受力(li)狀態、制作工藝、設計壽(shou)命、特殊要(yao)求。
隨后就是依(yi)據(ju)使(shi)用(yong)條件，了解相關不銹鋼(gang)的性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)、收集相關數據(ju)及資(zi)料，如室溫、高(gao)溫條件下使(shi)用(yong)的力學性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)；腐(fu)蝕環境條件使(shi)用(yong)耐(nai)腐(fu)蝕性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)以及其(qi)工藝(yi)性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)、物理性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)、價(jia)格、供貨難易程度(du)等(deng)。
在了解和(he)收集不(bu)到相關數據的(de)情況下，可(ke)依據使(shi)用條件進(jin)行必要的(de)實(shi)(shi)(shi)際經(jing)驗(yan)(yan)(yan)、現場(chang)(chang)掛片試驗(yan)(yan)(yan)或(huo)實(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)室模擬試驗(yan)(yan)(yan)。如果沒(mei)有(you)條件做上(shang)述試驗(yan)(yan)(yan)，也可(ke)采用相似條件的(de)運行經(jing)驗(yan)(yan)(yan)、現場(chang)(chang)掛片結果、實(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)室模擬實(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)、模擬體運行結果作為選材的(de)依據。
在(zai)(zai)上(shang)述程序中(zhong)，使用條件(jian)是決定選(xuan)用不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)類別的主導因素(su)。例(li)如(ru)，如(ru)果使用溫度(du)(du)是在(zai)(zai)低溫條件(jian)下，就(jiu)不(bu)(bu)宜選(xuan)用鐵素(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)和(he)雙相不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)；如(ru)果在(zai)(zai)300～500℃長期(qi)運(yun)行(xing)，也不(bu)(bu)宜選(xuan)用雙相不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)和(he)常規的中(zhong)、高(gao)(gao)(gao)鉻鐵素(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)。如(ru)果要(yao)求(qiu)(qiu)無磁，那就(jiu)只能選(xuan)擇(ze)奧氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)；在(zai)(zai)要(yao)求(qiu)(qiu)高(gao)(gao)(gao)強(qiang)度(du)(du)，高(gao)(gao)(gao)硬(ying)度(du)(du)的設備(bei)部件(jian)中(zhong)，馬氏(shi)體(ti)(ti)和(he)沉淀硬(ying)化(hua)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)是唯一的選(xuan)擇(ze)；在(zai)(zai)既要(yao)求(qiu)(qiu)具有高(gao)(gao)(gao)的強(qiang)度(du)(du)又要(yao)求(qiu)(qiu)具有無磁性(xing)的部件(jian)，就(jiu)只能選(xuan)擇(ze)奧氏(shi)體(ti)(ti)型沉淀硬(ying)化(hua)型不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)或冷加工硬(ying)化(hua)的奧氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)。
在(zai)鋼(gang)的(de)類型確(que)定之后，可根據設備或(huo)部(bu)件對各種性(xing)能的(de)要求(qiu)，選(xuan)(xuan)用相(xiang)適(shi)(shi)應的(de)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)牌(pai)號(hao)。通(tong)常(chang)都能選(xuan)(xuan)到合(he)適(shi)(shi)的(de)牌(pai)號(hao)，當無相(xiang)應牌(pai)號(hao)可選(xuan)(xuan)擇時，只能在(zai)耐(nai)蝕合(he)金中(zhong)選(xuan)(xuan)擇或(huo)者研究新的(de)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)牌(pai)號(hao)。
總的來說，選(xuan)用不銹鋼的方法有性能法、成本法和多(duo)目(mu)標選(xuan)材(cai)法等。
材料(liao)的選用包(bao)括(kuo)材料(liao)的選擇(ze)和應用。
一、提出問題
1. 材(cai)料失效的主要方式為斷裂(lie)、腐蝕和磨損
為防止失效(xiao)(xiao)(xiao)事故的(de)發生，就(jiu)需要(yao)依據失效(xiao)(xiao)(xiao)原因，通過選用(yong)(yong)(yong)合適的(de)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)，采用(yong)(yong)(yong)恰當的(de)工(gong)(gong)藝，來防止材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)失效(xiao)(xiao)(xiao)。這(zhe)類失效(xiao)(xiao)(xiao)可能(neng)發生在使(shi)用(yong)(yong)(yong)過程中，也可能(neng)發生在生產加工(gong)(gong)階段，這(zhe)就(jiu)會涉及材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)使(shi)用(yong)(yong)(yong)性(xing)能(neng)和(he)工(gong)(gong)藝性(xing)能(neng)。解決這(zhe)類選材(cai)(cai)(cai)問(wen)題需要(yao)運用(yong)(yong)(yong)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)應用(yong)(yong)(yong)和(he)失效(xiao)(xiao)(xiao)、材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)使(shi)用(yong)(yong)(yong)性(xing)能(neng)和(he)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)工(gong)(gong)藝性(xing)能(neng)等方(fang)面的(de)知(zhi)識。
2. 材料的選(xuan)擇
當(dang)然是(shi)選(xuan)擇成本(ben)最低而(er)又滿足最低使(shi)用(yong)(yong)性能(neng)的(de)(de)材(cai)(cai)料(liao)，這是(shi)價(jia)值(zhi)工程在材(cai)(cai)料(liao)問題(ti)上的(de)(de)應用(yong)(yong)，也是(shi)個(ge)多(duo)目(mu)標的(de)(de)決策問題(ti)。材(cai)(cai)料(liao)要(yao)選(xuan)用(yong)(yong)成本(ben)低廉(lian)的(de)(de)，并能(neng)滿足最低使(shi)用(yong)(yong)性能(neng)要(yao)求(qiu)材(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)，也就是(shi)性價(jia)比最高的(de)(de)材(cai)(cai)料(liao)。
適應科技、社(she)會和市(shi)場的發展，選(xuan)擇材料，這是(shi)帶戰(zhan)略性的選(xuan)材問(wen)題。例如(ru)，最新科技成果的應用(yong)；社(she)會條件的限制，如(ru)資源(yuan)和環保的限制；市(shi)場預測，消費者對(dui)(dui)產品(pin)式(shi)樣的喜好和購(gou)買(mai)力影響了(le)產品(pin)的檔次，從而(er)影響了(le)對(dui)(dui)材料的選(xuan)用(yong)，這些問(wen)題有(you)賴于對(dui)(dui)市(shi)場要求(qiu)的判(pan)斷，涉(she)及心理學(xue)(xue)、技術美學(xue)(xue)、預測學(xue)(xue)等方面知識。
不(bu)銹鋼的(de)選用(yong)不(bu)可(ke)避免地會(hui)遇(yu)到(dao)上述問(wen)題。綜(zong)上所(suo)述，不(bu)銹鋼的(de)選用(yong)是(shi)一種較(jiao)為復雜的(de)判斷問(wen)題，特別是(shi)大宗(zong)不(bu)銹鋼的(de)選用(yong)，需要應用(yong)材料系統(tong)中決(jue)策方(fang)(fang)面技術，即在明確(que)問(wen)題的(de)基礎(chu)上，然后分析問(wen)題，最后提(ti)出選用(yong)方(fang)(fang)案。
二、材料選(xuan)擇(ze)的步驟
不銹鋼(gang)材料選擇應遵(zun)循的順(shun)序是：使用條件(jian)評價(jia)→設(she)計(ji)評價(jia)→材料選擇→材料成本評價(jia)→相關規范。
選(xuan)用(yong)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)時，首先(xian)要明確(que)使用(yong)環(huan)境對不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)要求，即耐腐蝕性、耐熱性及機(ji)械(xie)性能等；其次(ci)才是考查綜合(he)成本(ben)。例如，包括原材料成本(ben)、加(jia)工成本(ben)和廢品等。當(dang)較為(wei)便宜的(de)(de)(de)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)，具有上(shang)述(shu)所需的(de)(de)(de)性能的(de)(de)(de)，無疑選(xuan)用(yong)便宜的(de)(de)(de)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)是最佳選(xuan)擇。如果用(yong)量非常大時，專門(men)為(wei)此設計一新鋼(gang)(gang)種，來滿足需要，那也(ye)值得和合(he)算的(de)(de)(de)。
1. 材料使用(yong)條件的評價
材(cai)料(liao)選擇的第一步是全面評價由所(suo)選用(yong)的不銹鋼(gang)材(cai)料(liao)制作成的零(ling)部件(jian)在工藝環(huan)境和設備的使用(yong)條件(jian)下，能否滿足(zu)如使用(yong)溫(wen)度、壓力和流體的狀態的要(yao)(yao)求。為此需要(yao)(yao)掌(zhang)握如下的工藝數據。
①. 使用環境-操作介質(zhi)的(de)性(xing)質(zhi)和成分、水的(de)化(hua)學性(xing)質(zhi)、蒸汽質(zhi)量(liang)、溶液(ye)的(de)組(zu)分及濃度、傳導率、pH值、通風(feng)、雜質(zhi)等(deng)。
②. 壓力-平均值和范(fan)圍，恒定或交(jiao)替變(bian)化，內部載荷或外部載荷。
③. 溫度-平均值和范圍，恒定或變量(liang)，熱梯度和熱振動(dong)。
④. 速(su)度(du)-流動(dong)(dong)速(su)率(lv)，線性速(su)度(du)，名義(yi)速(su)度(du)和范圍，攪動(dong)(dong)程(cheng)度(du)，湍流等。
要想選擇滿意的(de)材料性(xing)能，除了使用溫度和(he)壓力外，還必(bi)須(xu)考慮其他因(yin)素(su)，如啟(qi)動和(he)關閉、間歇操作、瞬時現象(xiang)、壓力沖擊及系統的(de)瞬間失效。
2. 設(she)計(ji)的評價(jia)
使用條件評價完之(zhi)后，隨之(zhi)其后，則(ze)需要(yao)依(yi)據材料考(kao)(kao)慮(lv)設備設計和(he)各種零部件的類型、尺(chi)寸、配合和(he)服(fu)役期間的臨界狀態。同時(shi)還要(yao)根據所選(xuan)用的材料考(kao)(kao)慮(lv)各種加工制(zhi)造技術的可行性，如鍛造、冷(leng)熱成形、機加工和(he)焊接等。
3. 材料的評估
材料(liao)的(de)評估(gu)包(bao)括(kuo)材料(liao)的(de)性能和冶金方面(mian)的(de)試驗(yan)，含金屬(shu)連(lian)接(jie)在內(nei)的(de)加(jia)工性的(de)檢測以及在實(shi)驗(yan)室(shi)和現場試驗(yan)中材料(liao)的(de)適用性。材料(liao)的(de)耐(nai)蝕(shi)性評估(gu)將進一步討論。
a. 材(cai)料試驗
除(chu)了用化學分析(xi)檢(jian)查(cha)材(cai)料(liao)的成分以外，通常(chang)對所選定試(shi)樣(yang)進(jin)行表觀檢(jian)查(cha)和力(li)學試(shi)驗(yan)(yan)(yan)以及確定原(yuan)材(cai)料(liao)是否滿足每個規定的要(yao)(yao)求。另(ling)外需要(yao)(yao)對焊(han)接(jie)試(shi)樣(yang)進(jin)行試(shi)驗(yan)(yan)(yan)以評定焊(han)接(jie)質量(liang)。其中力(li)學試(shi)驗(yan)(yan)(yan)有拉伸試(shi)驗(yan)(yan)(yan)、彎曲試(shi)驗(yan)(yan)(yan)、沖擊試(shi)驗(yan)(yan)(yan)等。材(cai)料(liao)截面(mian)試(shi)樣(yang)的金(jin)相(xiang)檢(jian)查(cha)提供(gong)含夾雜物材(cai)料(liao)與純凈度相(xiang)關(guan)的信息，并提供(gong)金(jin)相(xiang)結(jie)構及晶粒尺(chi)寸。對于焊(han)接(jie)部位，類似的檢(jian)查(cha)可以檢(jian)驗(yan)(yan)(yan)出焊(han)接(jie)缺(que)陷，如夾雜物、孔隙度、裂紋及不(bu)符(fu)合要(yao)(yao)求的焊(han)接(jie)技術等。這(zhe)些試(shi)驗(yan)(yan)(yan)對材(cai)料(liao)本身是典型的破(po)壞性試(shi)驗(yan)(yan)(yan)。
b. 材料(liao)耐(nai)蝕性的評估和選擇
材料的(de)選用(yong)，愈(yu)(yu)來愈(yu)(yu)習慣(guan)用(yong)模擬環境(jing)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)的(de)數據作(zuo)為依據來選擇材料以防止腐蝕，包(bao)括(kuo)高(gao)溫(wen)腐蝕。這些試(shi)(shi)(shi)驗(yan)包(bao)括(kuo)：腐蝕掛片(pian)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)；熱質(zhi)量分(fen)析（TGA）；動態(tai)燃燒室的(de)研究；熱循環；實驗(yan)室玻璃器(qi)皿的(de)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)；現(xian)場試(shi)(shi)(shi)驗(yan)。
c. 材料的功(gong)能要求
①. 強(qiang)度
強(qiang)度(du)(du)(du)包(bao)括多個力學性能，最(zui)常用來指拉伸強(qiang)度(du)(du)(du)和屈服強(qiang)度(du)(du)(du)。可以(yi)利用應力-應變曲線來理解它們(men)。其他相關的強(qiang)度(du)(du)(du)還(huan)包(bao)括壓(ya)縮(suo)、彎曲、剪切和扭轉強(qiang)度(du)(du)(du)。在條件許可情況下最(zui)好使(shi)用高強(qiang)度(du)(du)(du)的材(cai)料以(yi)減少(shao)零(ling)件的厚度(du)(du)(du)。
②. 疲勞強度
疲(pi)勞是(shi)(shi)指由(you)循(xun)(xun)環(huan)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)造成金屬斷裂(lie)的(de)(de)失(shi)效(xiao)。常(chang)見的(de)(de)例子包(bao)括(kuo)遠低(di)于(yu)拉伸(shen)強度的(de)(de)速變(bian)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)。當應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)增大時，引起失(shi)效(xiao)所(suo)需要的(de)(de)循(xun)(xun)環(huan)次(ci)數就減少。習慣(guan)上繪(hui)制金屬應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)和循(xun)(xun)環(huan)次(ci)數曲(qu)線（S-N），如圖4-3所(suo)示。曲(qu)線由(you)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)相對(dui)(dui)于(yu)循(xun)(xun)環(huan)次(ci)數的(de)(de)對(dui)(dui)數來描繪(hui)。對(dui)(dui)于(yu)一個給定的(de)(de)較(jiao)大循(xun)(xun)環(huan)次(ci)數，通常(chang)在低(di)于(yu)某應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)值(zhi)的(de)(de)情況下(xia)不(bu)發(fa)生失(shi)效(xiao)，這個應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)值(zhi)就稱(cheng)為疲(pi)勞極(ji)限。因為以保持正常(chang)的(de)(de)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)不(bu)高(gao)于(yu)疲(pi)勞極(ji)限的(de)(de)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)防止變(bian)形和斷裂(lie)，所(suo)以疲(pi)勞失(shi)效(xiao)幾(ji)乎(hu)總(zong)是(shi)(shi)伴隨(sui)著突(tu)變(bian)、缺口、沖(chong)擊、殘余應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)的(de)(de)存在而發(fa)生。
疲(pi)勞失效常常發生在(zai)焊接接頭(tou)，因(yin)為(wei)采用(yong)焊接接頭(tou)，這樣的(de)設計(ji)會出現明顯的(de)應(ying)力集中(zhong)效應(ying)。有利于耐(nai)疲(pi)勞的(de)材料(liao)特性(xing)和設計(ji)特性(xing)有，利用(yong)合金化(hua)(hua)或熱處理來(lai)提高拉伸(shen)強度；減少工(gong)件(jian)的(de)厚度，使用(yong)拋光表面(mian)，降低設計(ji)應(ying)力，細化(hua)(hua)材料(liao)的(de)晶(jing)粒尺寸，消(xiao)除材料(liao)的(de)冶金缺(que)陷和殘余應(ying)力，減輕表面(mian)存(cun)在(zai)壓應(ying)力，減少助(zhu)長腐蝕(shi)和疲(pi)勞的(de)環境，并且采用(yong)金屬覆蓋層(ceng)，如Cr、Ni或Cd（鎘）鍍(du)層(ceng)，這是(shi)因(yin)為(wei)鍍(du)層(ceng)中(zhong)的(de)微裂紋(wen)有可能(neng)會降低疲(pi)勞強度。
③. 脆(cui)性斷裂
脆(cui)性(xing)(xing)斷(duan)裂(lie)(lie)是(shi)在(zai)低(di)于屈服(fu)(fu)強(qiang)度的(de)(de)正常應(ying)力下，由于裂(lie)(lie)紋的(de)(de)快速擴展而(er)造成(cheng)的(de)(de)失效。絕(jue)大多數的(de)(de)脆(cui)性(xing)(xing)斷(duan)裂(lie)(lie)發(fa)(fa)生在(zai)具有體心立方(fang)（bcc）晶格結構的(de)(de)金(jin)(jin)屬中(zhong)，特別是(shi)鐵素體不(bu)銹鋼(gang)，不(bu)僅在(zai)低(di)于臨界拉(la)伸強(qiang)度，甚(shen)至低(di)于屈服(fu)(fu)強(qiang)度的(de)(de)情況下就會發(fa)(fa)生完全的(de)(de)斷(duan)裂(lie)(lie)。鋼(gang)發(fa)(fa)生脆(cui)性(xing)(xing)斷(duan)裂(lie)(lie)的(de)(de)條件如(ru)下：本身(shen)存(cun)在(zai)缺陷(xian)；缺陷(xian)處(chu)存(cun)在(zai)殘余拉(la)伸應(ying)力與工作載荷引起的(de)(de)拉(la)伸應(ying)力的(de)(de)交匯(hui)，如(ru)果應(ying)力是(shi)三維(wei)方(fang)向就更為(wei)嚴重(zhong)；足夠(gou)低(di)的(de)(de)溫度；還原處(chu)理、成(cheng)分、軋(ya)制操作和后(hou)續的(de)(de)熱(re)處(chu)理等冶金(jin)(jin)因素；韌性(xing)(xing)；蠕變；耐(nai)熱(re)性(xing)(xing)；熱(re)和腐蝕；耐(nai)蝕性(xing)(xing)；氫(qing)腐蝕；加工性(xing)(xing)。
④. 韌性
材料(liao)的(de)(de)(de)(de)韌(ren)性就(jiu)是指材料(liao)斷(duan)裂(lie)之(zhi)前吸收(shou)能(neng)量(liang)和塑(su)性變形(xing)的(de)(de)(de)(de)能(neng)力，韌(ren)性是用材料(liao)成形(xing)和斷(duan)裂(lie)期間吸收(shou)的(de)(de)(de)(de)能(neng)量(liang)來衡(heng)量(liang)的(de)(de)(de)(de)。它(ta)是最重要的(de)(de)(de)(de)低(di)溫力學性能(neng)而不是強度。缺口的(de)(de)(de)(de)韌(ren)性受(shou)化學成分、微觀組織、晶(jing)粒尺(chi)寸、晶(jing)粒生(sheng)長的(de)(de)(de)(de)模式、截面尺(chi)寸、冷熱加工(gong)的(de)(de)(de)(de)溫度、加工(gong)方法和表面狀(zhuang)況如滲(shen)碳和脫(tuo)碳等影響。
基本(ben)試驗(yan)(yan)：最普通(tong)的韌(ren)性(xing)試驗(yan)(yan)是采(cai)用(yong)帶(dai)缺(que)(que)口(kou)的試樣，通(tong)常(chang)通(tong)過(guo)沖擊試驗(yan)(yan)測量缺(que)(que)口(kou)韌(ren)性(xing)，或在(zai)相(xiang)對較低(di)的應變速率(lv)下測量斷裂韌(ren)性(xing)。沖擊試驗(yan)(yan)可(ke)揭(jie)示(shi)材料的低(di)溫(wen)強度、韌(ren)性(xing)不足(zu)和(he)脆性(xing)，這些(xie)試驗(yan)(yan)特別適合鐵(tie)素(su)體材料，可(ke)以顯示(shi)韌(ren)性(xing)向脆性(xing)的轉變。
⑤. 耐蝕性
金屬和(he)合金的(de)破壞大多是由(you)腐(fu)蝕造成的(de)。實(shi)際上對(dui)于所有(you)包含一(yi)系(xi)列基本操作的(de)工藝過程(cheng)來(lai)說，設備、換(huan)(huan)熱器、管道構(gou)(gou)(gou)件或(huo)其(qi)他系(xi)統構(gou)(gou)(gou)件的(de)失效就意味著停工、昂貴的(de)維修和(he)更換(huan)(huan)構(gou)(gou)(gou)件，因此壓力容(rong)器和(he)換(huan)(huan)熱器的(de)結構(gou)(gou)(gou)材(cai)料應該在(zai)使用環境中具(ju)有(you)合適(shi)的(de)腐(fu)蝕速率。另(ling)外注意由(you)周圍氣(qi)氛引起的(de)腐(fu)蝕。
d. 根據耐蝕性的(de)條件來選擇材料良(liang)好的(de)搭(da)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
盡管材(cai)(cai)料(liao)選(xuan)擇已經是(shi)十分(fen)認真(zhen)了(le)，并且有時還進一步采(cai)用(yong)了(le)防腐(fu)蝕方法(fa)(fa)，但少數意(yi)外(wai)的失(shi)效總(zong)還會發生。導(dao)致意(yi)外(wai)腐(fu)蝕失(shi)效的原因(yin)可(ke)能為以(yi)下一種或幾種：使用(yong)了(le)帶有缺陷的材(cai)(cai)料(liao)；設計不(bu)(bu)合(he)理；不(bu)(bu)正常的操作；制造不(bu)(bu)當和檢驗不(bu)(bu)充分(fen)；維(wei)護不(bu)(bu)適當。所以(yi)采(cai)取一定的預防措施，是(shi)避免腐(fu)蝕失(shi)效發生的有效辦法(fa)(fa)。
f. 氫腐蝕
氫(qing)(qing)(qing)(qing)腐蝕是在高(gao)于(yu)220～243℃溫(wen)度的(de)含氫(qing)(qing)(qing)(qing)環境中(zhong)，碳鋼和(he)低合金鋼的(de)損傷機制，一(yi)般不(bu)被人們所(suo)關注。室溫(wen)下(xia)鋼制容器當(dang)然是可以處理高(gao)壓氫(qing)(qing)(qing)(qing)的(de)。但在較(jiao)高(gao)的(de)溫(wen)度下(xia)，氫(qing)(qing)(qing)(qing)能擴散到鋼中(zhong)與碳原子反(fan)應生成(cheng)甲(jia)烷(wan)氣(qi)體(ti)
2H2+FeC→CH4+Fe
高溫高壓下，氫能(neng)夠與間隙固溶體中(zhong)的碳反應，導(dao)致(zhi)初始脫碳，接著(zhu)在晶界產生不(bu)穩(wen)定的碳化物，形(xing)成甲烷氣泡(pao)。由(you)于(yu)甲烷不(bu)能(neng)從鋼中(zhong)擴(kuo)散出去，它(ta)的積聚引(yin)起(qi)開裂(lie)和鼓泡(pao)，從而使(shi)鋼材失(shi)去韌性導(dao)致(zhi)最終失(shi)效。解(jie)決(jue)這個問題(ti)就(jiu)需要穩(wen)定鋼中(zhong)的碳化物組成、形(xing)態和分(fen)布。
氫腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)(de)防護。根據(ju)實際經驗防止氫腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)(de)唯一可行的(de)(de)方法，就是使用耐(nai)這種(zhong)(zhong)破(po)壞形式(shi)的(de)(de)鋼(gang)。因為(wei)(wei)所有的(de)(de)奧氏體不銹鋼(gang)都(dou)含有高Cr，穩定了鋼(gang)中(zhong)的(de)(de)碳化物組成、形態和分布，所以(yi)耐(nai)高溫氫損傷。因此，作為(wei)(wei)另(ling)一種(zhong)(zhong)防腐(fu)(fu)蝕(shi)措施，通常在低合金鋼(gang)容器(qi)的(de)(de)內表面襯一層不銹鋼(gang)，是一個經濟實用的(de)(de)選擇。
g. 加(jia)工(gong)性
加工(gong)性包括成(cheng)形、機加工(gong)、與其(qi)他金屬連接(jie)的(de)焊接(jie)工(gong)藝及焊后熱處(chu)理(li)的(de)難易性。并不是(shi)所有的(de)加工(gong)車間在技術上都有能力正(zheng)確地處(chu)理(li)較復雜的(de)材(cai)料。因此用戶要了解加工(gong)者的(de)能力，這是(shi)最基本的(de)。另外，先進(jin)加工(gong)技術需要更高級(ji)的(de)檢驗(yan)標準來判斷加工(gong)是(shi)否符合要求。
4. 成本核算
在材料(liao)的(de)選(xuan)擇中(zhong)，選(xuan)用是(shi)實用性(xing)和成(cheng)本(ben)兩矛盾統一的(de)最終結果，可(ke)用性(xing)價(jia)比來表示。
人(ren)們常說“物美價(jia)(jia)廉(lian)”和“優(you)(you)質優(you)(you)價(jia)(jia)”，這分別是材(cai)料消費者和材(cai)料生產者各自傾向(xiang)性的(de)愿望(wang)，材(cai)料消費者希望(wang)自己(ji)所選用的(de)材(cai)料是“物美價(jia)(jia)廉(lian)”的(de)；材(cai)料生產者希望(wang)自己(ji)的(de)產品能夠(gou)“優(you)(you)質優(you)(you)價(jia)(jia)”，但只(zhi)有(you)雙方都(dou)有(you)經濟效益(yi)，方能使整個社會有(you)效益(yi)。
以選用(yong)耐(nai)腐(fu)蝕(shi)不(bu)銹(xiu)鋼為例，如果不(bu)考(kao)(kao)慮其他因素，選擇(ze)材料(liao)時(shi)應考(kao)(kao)慮下(xia)面(mian)兩個(ge)方面(mian)，一是最(zui)低的成(cheng)本(ben)(ben)，即選擇(ze)低成(cheng)本(ben)(ben)的材料(liao)，并定(ding)期(qi)更(geng)換或采取防腐(fu)措(cuo)施(shi)；二是高(gao)成(cheng)本(ben)(ben)腐(fu)蝕(shi)最(zui)小，也就是不(bu)考(kao)(kao)慮成(cheng)本(ben)(ben)，而選擇(ze)最(zui)昂貴耐(nai)腐(fu)蝕(shi)的材料(liao)，其結果是使用(yong)周期(qi)長，可以免(mian)于頻繁地維修(xiu)。
在廉(lian)(lian)價(jia)(jia)材(cai)料(liao)(liao)與高(gao)價(jia)(jia)材(cai)料(liao)(liao)之(zhi)間，一般會(hui)認為選用(yong)高(gao)級的(de)(de)(de)結(jie)構(gou)材(cai)料(liao)(liao)產(chan)品(pin)(pin)，成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)一定是較高(gao)的(de)(de)(de)，因(yin)而制造商會(hui)刻意(yi)選擇廉(lian)(lian)價(jia)(jia)低(di)(di)成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)的(de)(de)(de)材(cai)料(liao)(liao)，以求用(yong)最低(di)(di)的(de)(de)(de)生產(chan)成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)，獲(huo)得競爭(zheng)性(xing)的(de)(de)(de)產(chan)品(pin)(pin)標價(jia)(jia)。然(ran)而這(zhe)種(zhong)做法并不(bu)完全是正確的(de)(de)(de)。因(yin)為，提高(gao)材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)工藝性(xing)能(neng)(neng)，通常會(hui)提高(gao)單位(wei)質量的(de)(de)(de)費(fei)用(yong)。選用(yong)性(xing)能(neng)(neng)好的(de)(de)(de)材(cai)料(liao)(liao)，雖然(ran)材(cai)料(liao)(liao)成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)高(gao)一些，但就整個設備的(de)(de)(de)總體費(fei)用(yong)而言往往會(hui)低(di)(di)一些。因(yin)此(ci)，由于(yu)下列因(yin)素，使節省成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)成(cheng)(cheng)為可能(neng)(neng)。
①. 需(xu)要較少的(de)材料；
②. 較短(duan)的熱處理周(zhou)期；
③. 較(jiao)少(shao)的焊(han)接時間(jian)和(he)較(jiao)少(shao)的焊(han)接填充材料；
④. 較低(di)的運費；
⑤. 在運輸和(he)安(an)裝過程中(zhong)，現場的處(chu)理(li)要求更簡(jian)單。
5. 使用過程中(zhong)可能(neng)的失效模式和(he)破壞形式
在使(shi)用(yong)過程中發(fa)生的(de)失(shi)(shi)效(xiao)可(ke)(ke)能(neng)源于(yu)材料的(de)使(shi)用(yong)應力高于(yu)安全應力而(er)引起的(de)過載或者在應力集中處產生的(de)局部變(bian)形(xing)(xing)。大多數情況下(xia)失(shi)(shi)效(xiao)模(mo)式取(qu)決于(yu)材料在最終狀(zhuang)態下(xia)的(de)性(xing)能(neng)。如承壓下(xia)的(de)失(shi)(shi)效(xiao)模(mo)式可(ke)(ke)能(neng)是：過度的(de)彈性(xing)變(bian)形(xing)(xing)和(he)(he)彈性(xing)失(shi)(shi)穩；塑性(xing)失(shi)(shi)穩，變(bian)形(xing)(xing)和(he)(he)破(po)裂；脆性(xing)斷裂；疲勞失(shi)(shi)效(xiao)；蠕(ru)變(bian)變(bian)形(xing)(xing)和(he)(he)蠕(ru)變(bian)破(po)壞；環(huan)境(jing)破(po)壞如腐蝕和(he)(he)氫損(sun)傷。
大部分使用(yong)中(zhong)的失(shi)效(xiao)(xiao)涉及(ji)在(zai)應力(li)集中(zhong)區缺陷(xian)處裂紋的萌生(sheng)。在(zai)焊(han)接結(jie)構(gou)中(zhong)，焊(han)接缺陷(xian)是相當普(pu)遍的，甚至是不(bu)可(ke)避(bi)免的。因此不(bu)僅在(zai)設(she)計(ji)中(zhong)要防止過(guo)(guo)載，而且(qie)要避(bi)免由脆性斷裂、疲勞、蠕變(bian)和(he)(he)腐蝕(shi)(shi)可(ke)能引起(qi)的低應力(li)失(shi)效(xiao)(xiao)。通過(guo)(guo)材料(liao)的選(xuan)擇以(yi)及(ji)限制(zhi)主應力(li)加二次(ci)應力(li)來(lai)避(bi)免過(guo)(guo)度(du)的彈(dan)性變(bian)形和(he)(he)彈(dan)性失(shi)穩(wen)；通過(guo)(guo)限制(zhi)主應力(li)加二次(ci)應力(li)來(lai)避(bi)免塑性失(shi)穩(wen)；通過(guo)(guo)正確(que)地選(xuan)材、制(zhi)造、檢驗、檢查(cha)斷口(kou)韌性等來(lai)避(bi)免脆性斷裂。在(zai)壓力(li)容器和(he)(he)換熱(re)器中(zhong)很少出現(xian)由普(pu)遍腐蝕(shi)(shi)引起(qi)的失(shi)效(xiao)(xiao)，因為設(she)計(ji)者意識到普(pu)遍腐蝕(shi)(shi)的可(ke)能，并通常采用(yong)腐蝕(shi)(shi)裕量或(huo)選(xuan)擇耐腐蝕(shi)(shi)的材料(liao)。然而，某些環境中(zhong)可(ke)能發(fa)生(sheng)應力(li)腐蝕(shi)(shi)開裂，在(zai)設(she)計(ji)和(he)(he)選(xuan)材時應避(bi)免可(ke)能發(fa)生(sheng)這種(zhong)失(shi)效(xiao)(xiao)。
6. 設備的設計特(te)性
a. 維(wei)修
為了(le)(le)使設備(bei)便于維(wei)修，在設計(ji)階段(duan)就應該很好的(de)了(le)(le)解設備(bei)的(de)特定環境(jing)和(he)特殊要(yao)求。在設計(ji)中必(bi)須考慮的(de)一些與維(wei)修相關(guan)的(de)項目(mu)，包括更換某些構件(jian)所(suo)需(xu)的(de)拉(la)動空間(jian)，如拉(la)動熱交換器的(de)管束所(suo)需(xu)的(de)空間(jian)等(deng)，裝(zhuang)卸材料的(de)設備(bei)，預(yu)定的(de)清(qing)理方法(fa)和(he)所(suo)需(xu)的(de)設備(bei)，容易更換構件(jian)，監控(kong)腐蝕(shi)和(he)積垢的(de)能力，現場焊接的(de)設備(bei)以及停工期檢查的(de)設備(bei)和(he)可用性。
b. 安(an)全保(bao)險的特性
安全(quan)(quan)保(bao)(bao)險的(de)(de)(de)設(she)計概念不僅要(yao)清楚地認識到制造的(de)(de)(de)局限性，而且(qie)要(yao)為操作提供較大(da)的(de)(de)(de)安全(quan)(quan)空間，這個概念與斷(duan)裂力(li)學的(de)(de)(de)研究相(xiang)關(guan)。在設(she)計一(yi)個設(she)備(bei)的(de)(de)(de)各個部分時(shi)要(yao)有安全(quan)(quan)保(bao)(bao)險的(de)(de)(de)特(te)性，一(yi)般按下列幾個方(fang)面考(kao)慮：判斷(duan)結(jie)構中疲勞裂紋(wen)可(ke)能(neng)擴展的(de)(de)(de)點；確定可(ke)能(neng)有的(de)(de)(de)最(zui)(zui)小裂紋(wen)尺寸(cun)；確定可(ke)能(neng)有的(de)(de)(de)最(zui)(zui)大(da)裂紋(wen)尺寸(cun)，該尺寸(cun)與最(zui)(zui)大(da)破壞程度及可(ke)能(neng)有的(de)(de)(de)最(zui)(zui)小裂紋(wen)與臨(lin)界裂紋(wen)尺寸(cun)之間的(de)(de)(de)載荷相(xiang)關(guan)。
c. 檢查的通道(dao)
壓力容器(qi)(qi)的(de)設(she)計應(ying)該(gai)提供(gong)檢(jian)驗人(ren)員(yuan)(yuan)進入(ru)容器(qi)(qi)檢(jian)查(cha)腐蝕(shi)損傷的(de)通道(dao)。有足(zu)夠的(de)直(zhi)徑讓人(ren)進入(ru)的(de)容器(qi)(qi)應(ying)該(gai)有可移動的(de)內(nei)部(bu)構件，以允許進入(ru)人(ren)員(yuan)(yuan)通向容器(qi)(qi)的(de)所有部(bu)位。
d. 安全性(xing)
壓力(li)容(rong)器(qi)和(he)(he)換(huan)(huan)熱器(qi)的安(an)全(quan)操(cao)作需(xu)要保(bao)(bao)守的設(she)計和(he)(he)標準指定(ding)的習慣(guan)做法，并(bing)使(shi)用規(gui)范、標準中所許可(ke)的材料。對(dui)換(huan)(huan)熱器(qi)和(he)(he)壓力(li)容(rong)器(qi)，視(shi)安(an)全(quan)性(xing)壓倒一切的原(yuan)因是(shi)避免可(ke)能對(dui)人類、經濟和(he)(he)環(huan)境等方面(mian)產生災難性(xing)的失效(xiao)。為了確保(bao)(bao)安(an)全(quan)，應(ying)該按(an)照設(she)計精確地(di)制造設(she)備(bei)并(bing)充(chong)分地(di)監督檢查(cha)，以保(bao)(bao)證和(he)(he)設(she)計規(gui)范相符。同時(shi)要正確使(shi)用和(he)(he)操(cao)作設(she)備(bei)。
e. 設備壽命(ming)
為(wei)(wei)了(le)獲得投資帶來的(de)(de)(de)利(li)潤，也為(wei)(wei)了(le)使生產連續地進行，設(she)(she)備構件及設(she)(she)備本身應該具(ju)有(you)適當的(de)(de)(de)壽命。構件的(de)(de)(de)壽命取(qu)決于(yu)設(she)(she)計(ji)(ji)、結構材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)性能和(he)它們與使用(yong)環境之間的(de)(de)(de)相互作(zuo)用(yong)以及制造(zao)和(he)檢查的(de)(de)(de)影(ying)響，還(huan)包括操作(zuo)、維修等的(de)(de)(de)影(ying)響。為(wei)(wei)了(le)獲得滿意(yi)的(de)(de)(de)壽命，設(she)(she)備的(de)(de)(de)結構材(cai)料(liao)要承受(shou)住設(she)(she)計(ji)(ji)應力、磨損、使用(yong)中的(de)(de)(de)腐蝕(shi)。在設(she)(she)計(ji)(ji)階(jie)段，腐蝕(shi)問題同其他(ta)的(de)(de)(de)操作(zuo)條件和(he)設(she)(she)計(ji)(ji)參數如壓力、溫度(du)和(he)速度(du)一樣重要。為(wei)(wei)了(le)獲得最佳的(de)(de)(de)使用(yong)壽命，不銹鋼選材(cai)要基于(yu)耐腐蝕(shi)的(de)(de)(de)觀點。要向材(cai)料(liao)供應商索取(qu)簡明(ming)而清晰的(de)(de)(de)材(cai)料(liao)質量保(bao)證(zheng)書(shu)面說明(ming)，確保(bao)供應的(de)(de)(de)材(cai)料(liao)正確。設(she)(she)計(ji)(ji)說明(ming)書(shu)內要有(you)材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)耐蝕(shi)性。
f. 構件(jian)壽(shou)命
以熱(re)(re)交換器(qi)(qi)為例，熱(re)(re)交換器(qi)(qi)的(de)(de)殼體、管(guan)箱和管(guan)板應(ying)該被設計至少使用(yong)(yong)10年(nian)或是原有管(guan)束的(de)(de)壽命另(ling)加兩個(ge)(ge)更(geng)換管(guan)束的(de)(de)周期。選擇的(de)(de)初始管(guan)子(zi)應(ying)該至少使用(yong)(yong)兩個(ge)(ge)運轉周期或5年(nian)，除非個(ge)(ge)別(bie)特殊環境的(de)(de)熱(re)(re)交換器(qi)(qi)，可能(neng)是只有較短的(de)(de)預期壽命。可是，這些規(gui)定不適(shi)用(yong)(yong)于核能(neng)熱(re)(re)交換器(qi)(qi)和壓力(li)容器(qi)(qi)。
由(you)于不銹(xiu)鋼(gang)類型(xing)多，列(lie)入標(biao)準的(de)牌(pai)號多達(da)一(yi)(yi)百多種(zhong)，同時還有(you)(you)大量廣泛使(shi)用的(de)非標(biao)準牌(pai)號，每一(yi)(yi)種(zhong)不銹(xiu)鋼(gang)都有(you)(you)自己特定的(de)性能、功能和使(shi)用范圍。因此，正確、恰當地選擇合(he)適的(de)鋼(gang)種(zhong)難度(du)很大。這是(shi)因為它涉及的(de)材料(liao)學(xue)、腐蝕學(xue)以及工(gong)程(cheng)學(xue)等多種(zhong)學(xue)科的(de)專門(men)知識。除此以外(wai)，工(gong)程(cheng)經驗(yan)是(shi)合(he)理選用不銹(xiu)鋼(gang)不可缺少(shao)的(de)重要(yao)條件。
通過合理地選擇、正(zheng)確(que)使(shi)用，使(shi)不(bu)銹鋼(gang)材料的特(te)性和功能，在使(shi)用中(zhong)得(de)到充分(fen)體(ti)現和發揮，進(jin)而延長(chang)不(bu)銹鋼(gang)零(ling)部件的使(shi)用壽命(ming)，
保證不(bu)銹鋼零部件、模具和機械設備的(de)高(gao)精度。這正是不(bu)銹鋼工作者應盡的(de)職責。
三、性能(neng)選材法
性能選用法包括使用性能和工(gong)藝性能。
1. 使用性(xing)能
人們一般(ban)慣(guan)于從(cong)各種材料手冊(ce)中查(cha)閱(yue)和(he)比較各種材料的性(xing)能(neng)，然(ran)后(hou)選用(yong)。近(jin)年來，由于計算機的普遍應(ying)用(yong)，已(yi)將這(zhe)些性(xing)能(neng)匯編為數(shu)據庫，便于檢索和(he)專家(jia)系統調(diao)用(yong)。
若有兩種主要性(xing)能(neng)時(shi)，則可應用“坐標分類法”進行篩(shai)選(xuan)。
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)(shi)用(yong)(yong)(yong)性能和使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)安全，選用(yong)(yong)(yong)時可以提高(gao)一級或(huo)幾(ji)級使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)。已經(jing)使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)10Cr17（17％Cr）型的(de)地(di)方(fang)(fang)可以使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)Cr-Ni鋼18-8型，已經(jing)使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)06Cr11Ti型的(de)地(di)方(fang)(fang)有(you)時也(ye)可用(yong)(yong)(yong)10Cr17型。另外還許多在成分(fen)方(fang)(fang)面(mian)的(de)改型鋼種并沒(mei)有(you)在上述表示出來。
2. 工藝(yi)性能(neng)
前面的有關章節已經介紹了(le)不銹(xiu)鋼焊接性(xing)、切削性(xing)、熱加工性(xing)及深沖性(xing)等工藝性(xing)能，可參(can)閱。
在使(shi)用(yong)性(xing)能滿足(zu)要(yao)求(qiu)后，工(gong)(gong)藝(yi)性(xing)能選材時，關注(zhu)點主要(yao)是加(jia)(jia)工(gong)(gong)性(xing)能和加(jia)(jia)工(gong)(gong)成本。即在較(jiao)低的加(jia)(jia)工(gong)(gong)成本下完成加(jia)(jia)工(gong)(gong)的可行(xing)性(xing)。當所選材料的使(shi)用(yong)性(xing)能，能滿足(zu)要(yao)求(qiu)，但(dan)不能加(jia)(jia)工(gong)(gong)或加(jia)(jia)工(gong)(gong)費用(yong)太高而不能承受時，可以選用(yong)較(jiao)高一級不銹鋼種(zhong)。
3. 性能遞增選(xuan)材法
不銹鋼的(de)類型和鋼種(zhong)(zhong)繁多(duo)(duo)，性能各異(yi)，但也有(you)略同(tong)的(de)。不銹鋼的(de)牌號繁多(duo)(duo)，多(duo)(duo)達(da)數(shu)(shu)百(bai)種(zhong)(zhong)；雖說牌號有(you)數(shu)(shu)百(bai)種(zhong)(zhong)，但總可以歸集為，
奧氏體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)、馬氏體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)、鐵素體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)、雙相不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)和沉(chen)淀(dian)硬(ying)化不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)五(wu)(wu)大(da)(da)類。同類不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)性(xing)能(neng)多有相似或相近之處，為了便于選(xuan)(xuan)擇(ze)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)，可(ke)按使用性(xing)能(neng)及工藝(yi)性(xing)能(neng)，在(zai)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的五(wu)(wu)大(da)(da)類型(xing)中(zhong)選(xuan)(xuan)定一(yi)類，在(zai)選(xuan)(xuan)定的一(yi)類中(zhong)再(zai)確定一(yi)個(ge)鋼(gang)(gang)(gang)種，這樣范(fan)圍就大(da)(da)大(da)(da)縮小了許(xu)多。隨著性(xing)能(neng)的遞(di)增，范(fan)圍逐步遞(di)減，要選(xuan)(xuan)擇(ze)的鋼(gang)(gang)(gang)種就會(hui)出現。
四、成本選(xuan)材法(fa)
成本(ben)(ben)選(xuan)材(cai)法(fa)的成本(ben)(ben)，包括有材(cai)料(liao)(liao)成本(ben)(ben)和生產（制造）成本(ben)(ben)。如果(guo)加工(gong)制作工(gong)藝(yi)相差無幾，只是消耗材(cai)料(liao)(liao)存在有差別，也(ye)就是說，可根據確定的不同參量選(xuan)用(yong)材(cai)料(liao)(liao)。否則(ze)就需要綜(zong)合考(kao)慮材(cai)料(liao)(liao)成本(ben)(ben)和制造工(gong)藝(yi)費用(yong)來選(xuan)用(yong)材(cai)料(liao)(liao)。
1. 材(cai)料成本法(fa)
若制(zhi)造工藝的(de)費用沒有差異(yi)，則使用材料的(de)用戶對(dui)不需要熱處(chu)理的(de)鋼(gang)種，采用不同的(de)經濟參(can)數來(lai)比較和選(xuan)用：等(deng)強(qiang)度(du)(du)的(de)相(xiang)對(dui)重(zhong)量；等(deng)剛度(du)(du)的(de)相(xiang)對(dui)重(zhong)量；等(deng)強(qiang)度(du)(du)的(de)相(xiang)對(dui)成本(ben)；等(deng)剛度(du)(du)的(de)相(xiang)對(dui)成本(ben)。
設計(ji)時若使用屈服強度，則選用屈服強度。載荷相同(tong)(tong)時，變形量(liang)愈大，剛度愈小。很容易看出，變形及所需要的(de)屈服強度因負(fu)荷方(fang)式(shi)而不同(tong)(tong)，并與結構(gou)部件(jian)的(de)幾何形狀有(you)關。
從上(shang)面(mian)的分析，可以得到如下幾點看(kan)法。
①. 用(yong)低合金高(gao)強(qiang)度(du)鋼(gang)代替碳鋼(gang)，屈服(fu)強(qiang)度(du)提(ti)高(gao)了(le)，只(zhi)在等強(qiang)度(du)的(de)(de)判據(ju)下，可(ke)以節約鋼(gang)材，節約的(de)(de)程度(du)與屈服(fu)強(qiang)度(du)的(de)(de)比(bi)值(zhi)也因載荷方式而(er)不(bu)同，不(bu)能因為屈服(fu)強(qiang)度(du)提(ti)高(gao)30％就認為能節約鋼(gang)材30％。若使用(yong)等剛度(du)判據(ju)，并不(bu)能節約鋼(gang)材。
②. 使(shi)用(yong)強度(du)高的(de)鋼種(zhong)，若采用(yong)等剛度(du)判(pan)據，肯定會增加成本；若采用(yong)等強度(du)判(pan)據，是否(fou)有經濟效益(yi)，取(qu)決(jue)于屈(qu)服(fu)強度(du)的(de)比(bi)(bi)值(zhi)及鋼材價格的(de)比(bi)(bi)值(zhi)。
③. 對(dui)于交(jiao)通運輸(shu)，例如，車輛、船(chuan)舶等(deng)(deng)用(yong)鋼，為了減(jian)少運輸(shu)費用(yong)，增加運輸(shu)量，應該考慮采用(yong)等(deng)(deng)強度相對(dui)重量和等(deng)(deng)剛度相對(dui)重量。對(dui)于固定結構，例如，橋梁(liang)、房屋等(deng)(deng)，則應使用(yong)等(deng)(deng)強度相對(dui)成本(ben)(ben)和等(deng)(deng)剛度相對(dui)成本(ben)(ben)。至于改用(yong)鋼種(zhong)所引(yin)起的經濟(ji)效益(yi)的分配(pei)，則隨(sui)經濟(ji)體制的不同(tong)（例如，計劃經濟(ji)、商品經濟(ji)等(deng)(deng)），而有不同(tong)方法(fa)。
④. 上(shang)面的(de)分析只考(kao)慮材料的(de)屈服強度和(he)變形，在下面，將結合材料工(gong)藝綜合地分析成本。若有低溫(wen)韌性、大氣(qi)腐蝕、可焊性、耐磨性等(deng)問題，則應參考(kao)性能選材的(de)方法，將這些因(yin)素作為(wei)約(yue)束條件，或采用(yong)多目標的(de)選材法。
2. 生(sheng)產成本(ben)法(fa)
從原材(cai)料制成(cheng)部件全過程的成(cheng)本(ben)分析，提供(gong)選材(cai)的另一種方法。
以前(qian)的廚具(ju)、炊具(ju)大部(bu)分(fen)采(cai)用有(you)色金(jin)屬如鋁(lv)、銅或搪(tang)瓷等(deng)，而現在已基本被(bei)不銹(xiu)鋼取(qu)代，不銹(xiu)鋼不僅使用壽命(ming)長，而且美觀、價格低廉、無污染，生產廢品(pin)易于回收再利用。
下(xia)面提供(gong)幾個為(wei)了(le)降低成(cheng)本(ben)，應(ying)該(gai)考(kao)慮下(xia)述(shu)幾方面的問(wen)題。
①. 如果(guo)在某些高(gao)溫(wen)度環境中，當需(xu)要使用(yong)(yong)或計劃(hua)使用(yong)(yong)昂貴的(de)高(gao)鎳合金的(de)時(shi)候，可考慮(lv)能否用(yong)(yong)12Cr16Ni35（330）不(bu)銹鋼來代替以滿(man)足要求。
②. 可否用20Cr25Ni20（310）或16Cr23Ni13（309）來代替12Cr16Ni35（330），相比之下(xia)，這些鋼的高溫(wen)強度較低(di)，但是對(dui)多種用途(tu)具有良好(hao)的性能。
③. 假如需要(yao)(yao)使(shi)用或計(ji)劃使(shi)用022Cr19Ni10（304L）不(bu)銹(xiu)鋼(gang)，則要(yao)(yao)認真(zhen)考慮是(shi)否真(zhen)的(de)(de)(de)需要(yao)(yao)這種低碳品(pin)種。在(zai)022Cr19Ni10（304L）不(bu)銹(xiu)鋼(gang)焊接(jie)熱影(ying)響區，能夠(gou)保持(chi)充(chong)分的(de)(de)(de)非常有效的(de)(de)(de)抗腐(fu)蝕性，但是(shi)有時(shi)卻將(jiang)其(qi)用于與熱影(ying)響區腐(fu)蝕危(wei)險(xian)無關緊要(yao)(yao)的(de)(de)(de)地(di)方，造成不(bu)必要(yao)(yao)的(de)(de)(de)浪(lang)費。
④. 在(zai)選用(yong)成形用(yong)不銹鋼時，可否用(yong)12Cr17Ni7（301）代替06Cr19Ni10（304），由(you)于在(zai)絕大多數(shu)情(qing)況(kuang)下，略微降(jiang)(jiang)低鉻和鎳(nie)的含量并(bing)不會大大降(jiang)(jiang)低抗腐(fu)蝕性，所以唯一真正的決定因(yin)素(su)是成形性能(neng)。
⑤. 如果用12Cr17Mn6Ni5N（201）不銹(xiu)鋼(gang)(gang)代(dai)替(ti) 12Cr17Ni7（301）不銹(xiu)鋼(gang)(gang)可(ke)以大大降(jiang)低成本(ben)的話，雖(sui)然在(zai)200系列中用錳代(dai)替(ti)鎳(nie)，但其(qi)抗腐(fu)蝕性能卻能滿足多種(zhong)用途。當然應(ying)考慮可(ke)成形性和外(wai)觀特點方面(mian)的差異(yi)。
⑥. 400系列(lie)中(zhong)的某種(zhong)合金可以用來代(dai)替Cr-Ni（300系列(lie)）或Cr-Mn-Ni（200系列(lie)）中(zhong)的某些鋼種(zhong)，10Cr17（430）在許多(duo)用途中(zhong)可以滿足對其(qi)抗腐蝕性(xing)能的要求，但應考(kao)慮加工(gong)過程中(zhong)遇到的各種(zhong)困難。
⑦. 可以用(yong)06Cr11Ti（409）或其他11％Cr合(he)金(jin)代替17％Cr合(he)金(jin)，這就會(hui)使抗腐蝕(shi)性(xing)能(neng)大幅度下降，但是(shi)能(neng)否滿足使用(yong)要求才是(shi)關鍵。目前有幾(ji)種(zhong)06Crl1Ti（409）的(de)改(gai)進型，它們具有不同的(de)耐腐蝕(shi)性(xing)能(neng)、表面質量和可加工(gong)性(xing)。
⑧. 可以用某種(zhong)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼代替(ti)其他金屬或非金屬材(cai)料，通(tong)常，這種(zhong)改變可以用較低的成本實現較好(hao)的使(shi)用性能。但是(shi)，當考(kao)慮(lv)(lv)總成本而不(bu)(bu)是(shi)只考(kao)慮(lv)(lv)原(yuan)材(cai)料價格時，使(shi)用較高等級的不(bu)(bu)銹(xiu)鋼通(tong)常會更為經(jing)濟(ji)。
五、多目標選材法(fa)
實(shi)際(ji)上選(xuan)材(cai)是個多(duo)目標的決策(ce)問題，這(zhe)些目標有成(cheng)本(ben)(ben)和性能兩(liang)類。成(cheng)本(ben)(ben)可分(fen)為變(bian)動成(cheng)本(ben)(ben)和固(gu)定成(cheng)本(ben)(ben)兩(liang)大項。
前面將性能定義(yi)為：“材料(liao)的性能是一種(zhong)參量(liang)，用(yong)于(yu)表征材料(liao)在給定外界條件下的行為”。
考慮(lv)到材(cai)料的應(ying)用(yong)，可(ke)將性能(neng)(neng)分為(wei)使用(yong)性能(neng)(neng)及工(gong)藝性能(neng)(neng)。應(ying)該指出，上述定義(yi)中的外界條(tiao)件除(chu)了自然條(tiao)件外，還應(ying)包括社(she)會條(tiao)件，特別是(shi)人類(lei)的喜愛和(he)社(she)會的選(xuan)擇。
前面所討論的性(xing)能(neng)(neng)選材(cai)(cai)法和成(cheng)本選材(cai)(cai)法，是將多目(mu)標(biao)簡化為單目(mu)標(biao)，即性(xing)能(neng)(neng)或(huo)成(cheng)本，為的是將選材(cai)(cai)問題簡單化，實際上，性(xing)能(neng)(neng)本身也有多目(mu)標(biao)。
如果(guo)將(jiang)價值工程用于(yu)材(cai)料的(de)(de)選(xuan)用，那么(me)選(xuan)材(cai)即可(ke)簡化為：“選(xuan)擇能滿(man)足部件對材(cai)料的(de)(de)最低要求(qiu)，而成(cheng)本又是(shi)最低的(de)(de)材(cai)料”。這(zhe)樣即可(ke)將(jiang)性能與成(cheng)本的(de)(de)要求(qiu)并稱為特性。
對于特(te)性(xing)、要求(qiu)、性(xing)能等的確定(ding)是(shi)較為困難的，因為這需要依據科(ke)學(xue)知識和實際(ji)經驗進行(xing)判斷。例如，當對不銹鋼(gang)和塑料(liao)(liao)有比(bi)較深入(ru)的了解后(hou)，在選擇洗衣機外(wai)殼(ke)材料(liao)(liao)時，就(jiu)一定(ding)會選用(yong)(yong)塑料(liao)(liao)而(er)不選用(yong)(yong)不銹鋼(gang)。因為塑料(liao)(liao)的特(te)性(xing)就(jiu)足(zu)可(ke)以(yi)滿足(zu)洗衣機外(wai)殼(ke)的要求(qiu)，其性(xing)能可(ke)以(yi)超過不銹鋼(gang)而(er)成本卻遠(yuan)遠(yuan)低于不銹鋼(gang)。
