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(yao)確定(ding)不銹鋼的使(shi)用條件，包括溫度(du)、介(jie)質成分、受力狀態、制作(zuo)工藝、設(she)計壽命、特殊要(yao)求。
隨后就是依據(ju)(ju)使(shi)用(yong)條件，了(le)解相關不銹鋼的性能(neng)(neng)(neng)、收集相關數(shu)據(ju)(ju)及(ji)資料(liao)，如室溫、高溫條件下使(shi)用(yong)的力學性能(neng)(neng)(neng)；腐(fu)蝕環境條件使(shi)用(yong)耐腐(fu)蝕性能(neng)(neng)(neng)以及(ji)其工藝性能(neng)(neng)(neng)、物理性能(neng)(neng)(neng)、價格、供貨難(nan)易程度等。
在了(le)解(jie)和收集不到相關數據(ju)的情況下(xia)，可依據(ju)使用(yong)條(tiao)件進行必要的實(shi)際(ji)經驗(yan)(yan)(yan)(yan)、現(xian)場掛(gua)片(pian)(pian)試驗(yan)(yan)(yan)(yan)或實(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)室(shi)模(mo)擬試驗(yan)(yan)(yan)(yan)。如果沒有條(tiao)件做上述(shu)試驗(yan)(yan)(yan)(yan)，也可采(cai)用(yong)相似(si)條(tiao)件的運行經驗(yan)(yan)(yan)(yan)、現(xian)場掛(gua)片(pian)(pian)結果、實(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)室(shi)模(mo)擬實(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)、模(mo)擬體運行結果作為(wei)選材的依據(ju)。
在(zai)上(shang)述(shu)程序中，使用(yong)條件(jian)是(shi)決定選(xuan)用(yong)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)類(lei)別的(de)(de)(de)主導因素(su)(su)。例如(ru)，如(ru)果使用(yong)溫度(du)是(shi)在(zai)低溫條件(jian)下，就不(bu)宜選(xuan)用(yong)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)和(he)雙相不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)；如(ru)果在(zai)300～500℃長期(qi)運行，也(ye)不(bu)宜選(xuan)用(yong)雙相不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)和(he)常規(gui)的(de)(de)(de)中、高鉻鐵(tie)素(su)(su)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)。如(ru)果要(yao)(yao)求(qiu)(qiu)(qiu)無磁(ci)，那就只能選(xuan)擇奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)；在(zai)要(yao)(yao)求(qiu)(qiu)(qiu)高強度(du)，高硬(ying)度(du)的(de)(de)(de)設備(bei)部件(jian)中，馬氏(shi)體(ti)和(he)沉(chen)淀硬(ying)化(hua)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)是(shi)唯一的(de)(de)(de)選(xuan)擇；在(zai)既要(yao)(yao)求(qiu)(qiu)(qiu)具有高的(de)(de)(de)強度(du)又要(yao)(yao)求(qiu)(qiu)(qiu)具有無磁(ci)性的(de)(de)(de)部件(jian)，就只能選(xuan)擇奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)型(xing)沉(chen)淀硬(ying)化(hua)型(xing)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)或(huo)冷加(jia)工硬(ying)化(hua)的(de)(de)(de)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)。
在鋼的(de)類型確定之后(hou)，可(ke)根據設備或(huo)部件對各種(zhong)性能(neng)的(de)要(yao)求，選(xuan)(xuan)用相適應的(de)不銹(xiu)鋼牌(pai)號。通常都能(neng)選(xuan)(xuan)到合適的(de)牌(pai)號，當無相應牌(pai)號可(ke)選(xuan)(xuan)擇時，只能(neng)在耐(nai)蝕合金中選(xuan)(xuan)擇或(huo)者(zhe)研究新(xin)的(de)不銹(xiu)鋼牌(pai)號。
總的來說，選(xuan)用不銹(xiu)鋼(gang)的方法(fa)有性能法(fa)、成本法(fa)和(he)多目(mu)標選(xuan)材(cai)法(fa)等。
材料的選(xuan)用包括(kuo)材料的選(xuan)擇和應用。
一、提出問題(ti)
1. 材(cai)料失效(xiao)的主(zhu)要方(fang)式(shi)為斷裂(lie)、腐(fu)蝕和磨損
為防止失(shi)效(xiao)事(shi)故的(de)(de)(de)(de)發生，就需要依(yi)據失(shi)效(xiao)原因，通過選(xuan)用(yong)(yong)合適(shi)的(de)(de)(de)(de)材(cai)(cai)料，采用(yong)(yong)恰當的(de)(de)(de)(de)工藝(yi)，來防止材(cai)(cai)料失(shi)效(xiao)。這(zhe)(zhe)類(lei)失(shi)效(xiao)可能(neng)發生在(zai)使用(yong)(yong)過程中，也(ye)可能(neng)發生在(zai)生產加工階段(duan)，這(zhe)(zhe)就會涉及材(cai)(cai)料的(de)(de)(de)(de)使用(yong)(yong)性(xing)(xing)能(neng)和工藝(yi)性(xing)(xing)能(neng)。解決(jue)這(zhe)(zhe)類(lei)選(xuan)材(cai)(cai)問題(ti)需要運用(yong)(yong)材(cai)(cai)料的(de)(de)(de)(de)應用(yong)(yong)和失(shi)效(xiao)、材(cai)(cai)料的(de)(de)(de)(de)使用(yong)(yong)性(xing)(xing)能(neng)和材(cai)(cai)料的(de)(de)(de)(de)工藝(yi)性(xing)(xing)能(neng)等(deng)方面的(de)(de)(de)(de)知(zhi)識。
2. 材料的選擇(ze)
當然是(shi)選(xuan)擇(ze)成(cheng)本最低(di)(di)而又滿足最低(di)(di)使用性能(neng)的(de)(de)材(cai)料，這是(shi)價(jia)值(zhi)工程(cheng)在(zai)材(cai)料問題(ti)上的(de)(de)應用，也是(shi)個多目標(biao)的(de)(de)決策問題(ti)。材(cai)料要(yao)選(xuan)用成(cheng)本低(di)(di)廉的(de)(de)，并(bing)能(neng)滿足最低(di)(di)使用性能(neng)要(yao)求材(cai)料的(de)(de)，也就是(shi)性價(jia)比最高的(de)(de)材(cai)料。
適應科技(ji)、社會和(he)(he)市(shi)場的(de)發展，選擇材料(liao)，這是(shi)帶戰略性的(de)選材問題。例(li)如，最新科技(ji)成(cheng)果的(de)應用；社會條件的(de)限(xian)制(zhi)，如資(zi)源和(he)(he)環保的(de)限(xian)制(zhi)；市(shi)場預測，消(xiao)費(fei)者對產(chan)品式樣的(de)喜好和(he)(he)購(gou)買力影(ying)響(xiang)了(le)產(chan)品的(de)檔次，從而影(ying)響(xiang)了(le)對材料(liao)的(de)選用，這些問題有賴于對市(shi)場要求的(de)判斷，涉(she)及心理學(xue)、技(ji)術(shu)美學(xue)、預測學(xue)等方面知識。
不(bu)銹鋼的選(xuan)(xuan)(xuan)用不(bu)可避免地(di)會遇到(dao)上(shang)述(shu)問(wen)題。綜上(shang)所(suo)述(shu)，不(bu)銹鋼的選(xuan)(xuan)(xuan)用是一種較為復雜(za)的判斷問(wen)題，特別是大宗不(bu)銹鋼的選(xuan)(xuan)(xuan)用，需要(yao)應用材料系統中決策方(fang)面技術，即在明確問(wen)題的基礎上(shang)，然后(hou)分析問(wen)題，最后(hou)提出選(xuan)(xuan)(xuan)用方(fang)案。
二、材料選擇的(de)步驟
不銹(xiu)鋼材(cai)料(liao)(liao)選擇(ze)(ze)應(ying)遵循的順序是：使用條件評(ping)價(jia)→設(she)計評(ping)價(jia)→材(cai)料(liao)(liao)選擇(ze)(ze)→材(cai)料(liao)(liao)成本評(ping)價(jia)→相(xiang)關規范。
選用(yong)不(bu)銹鋼(gang)時，首(shou)先要明(ming)確使用(yong)環境對不(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)(de)要求(qiu)，即耐腐蝕性(xing)、耐熱性(xing)及機械性(xing)能等(deng)；其次才(cai)是(shi)考查綜合成本。例如，包(bao)括原材料成本、加(jia)工(gong)成本和廢品等(deng)。當較為便宜(yi)的(de)(de)(de)不(bu)銹鋼(gang)，具有上述所需的(de)(de)(de)性(xing)能的(de)(de)(de)，無(wu)疑選用(yong)便宜(yi)的(de)(de)(de)不(bu)銹鋼(gang)是(shi)最佳(jia)選擇。如果用(yong)量非常大時，專門(men)為此設(she)計一新(xin)鋼(gang)種(zhong)，來滿足(zu)需要，那也值得和合算(suan)的(de)(de)(de)。
1. 材料使(shi)用條件(jian)的評價
材料選擇的(de)第(di)一步是全面評價由所(suo)選用的(de)不銹鋼材料制作成的(de)零部件在(zai)工(gong)藝(yi)環境(jing)和設備的(de)使用條件下，能否(fou)滿足如使用溫度(du)、壓力和流體的(de)狀態的(de)要求。為此(ci)需要掌握如下的(de)工(gong)藝(yi)數據。
①. 使(shi)用環境-操(cao)作介質(zhi)的(de)性質(zhi)和成分(fen)、水的(de)化學性質(zhi)、蒸(zheng)汽質(zhi)量、溶液(ye)的(de)組分(fen)及濃(nong)度(du)、傳(chuan)導率(lv)、pH值(zhi)、通風、雜質(zhi)等(deng)。
②. 壓(ya)力-平均值和范圍，恒定或(huo)交替變化，內部(bu)載荷或(huo)外部(bu)載荷。
③. 溫度-平(ping)均值和范圍，恒定或變量，熱梯度和熱振動。
④. 速(su)度(du)-流動(dong)速(su)率(lv)，線(xian)性速(su)度(du)，名義(yi)速(su)度(du)和范(fan)圍，攪動(dong)程(cheng)度(du)，湍流等(deng)。
要想選(xuan)擇滿意的材料(liao)性能，除了使用(yong)溫度和(he)壓力外，還必須考慮其他因素，如啟動和(he)關閉、間歇操作、瞬(shun)時現象(xiang)、壓力沖擊及系統的瞬(shun)間失效。
2. 設計的評價
使用(yong)條件評價完之后(hou)，隨之其后(hou)，則需要(yao)依據材料考(kao)慮設備(bei)設計和各種(zhong)零部件的(de)類型(xing)、尺寸、配合和服役期間(jian)的(de)臨界狀態。同時還要(yao)根(gen)據所選用(yong)的(de)材料考(kao)慮各種(zhong)加工(gong)制(zhi)造(zao)技術的(de)可行性，如鍛造(zao)、冷熱(re)成形(xing)、機加工(gong)和焊(han)接(jie)等。
3. 材料的(de)評估
材(cai)料(liao)的(de)評(ping)估(gu)包括材(cai)料(liao)的(de)性能和冶金方(fang)面的(de)試驗，含金屬連(lian)接在內的(de)加工(gong)性的(de)檢測以及在實驗室和現場(chang)試驗中材(cai)料(liao)的(de)適用性。材(cai)料(liao)的(de)耐蝕性評(ping)估(gu)將進一(yi)步(bu)討論(lun)。
a. 材料試驗
除了用化學分(fen)析檢(jian)(jian)查材(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)成分(fen)以(yi)外(wai)，通常(chang)對(dui)所選定試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)進行表觀檢(jian)(jian)查和(he)力學試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)以(yi)及(ji)確定原材(cai)(cai)料(liao)是(shi)否滿足每個規定的(de)(de)要求(qiu)(qiu)。另外(wai)需要對(dui)焊(han)接(jie)試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)進行試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)以(yi)評定焊(han)接(jie)質量(liang)。其中力學試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)有拉伸試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)、彎曲試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)、沖擊試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)等(deng)。材(cai)(cai)料(liao)截面(mian)試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)的(de)(de)金相(xiang)檢(jian)(jian)查提供含夾雜(za)物(wu)材(cai)(cai)料(liao)與純凈度(du)相(xiang)關(guan)的(de)(de)信(xin)息，并提供金相(xiang)結構及(ji)晶(jing)粒(li)尺寸(cun)。對(dui)于焊(han)接(jie)部位，類(lei)似的(de)(de)檢(jian)(jian)查可以(yi)檢(jian)(jian)驗(yan)(yan)出焊(han)接(jie)缺(que)陷，如(ru)夾雜(za)物(wu)、孔隙度(du)、裂(lie)紋(wen)及(ji)不(bu)符合要求(qiu)(qiu)的(de)(de)焊(han)接(jie)技術等(deng)。這些試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)對(dui)材(cai)(cai)料(liao)本身(shen)是(shi)典型(xing)的(de)(de)破(po)壞(huai)性試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)。
b. 材料耐蝕性的評估和選擇
材料的選用，愈來(lai)愈習(xi)慣用模擬環(huan)境試驗(yan)(yan)的數據作為(wei)依據來(lai)選擇材料以防止(zhi)腐蝕，包括高溫腐蝕。這些(xie)試驗(yan)(yan)包括：腐蝕掛(gua)片試驗(yan)(yan)；熱質(zhi)量分析（TGA）；動態燃燒(shao)室的研究(jiu)；熱循(xun)環(huan)；實驗(yan)(yan)室玻(bo)璃器皿的試驗(yan)(yan)；現場試驗(yan)(yan)。
c. 材料(liao)的功能(neng)要求
①. 強度
強(qiang)度包括(kuo)多個(ge)力學(xue)性能，最常用(yong)來指拉伸強(qiang)度和(he)屈(qu)服(fu)強(qiang)度。可(ke)以(yi)利用(yong)應(ying)力-應(ying)變曲(qu)線來理解它們(men)。其他(ta)相關的強(qiang)度還包括(kuo)壓縮、彎(wan)曲(qu)、剪切和(he)扭轉強(qiang)度。在條件許可(ke)情(qing)況(kuang)下最好使用(yong)高強(qiang)度的材料以(yi)減少零(ling)件的厚(hou)度。
②. 疲(pi)勞強度
疲(pi)(pi)勞是指由循(xun)環(huan)(huan)(huan)應力(li)(li)(li)造成金(jin)屬斷裂的(de)(de)失(shi)效(xiao)。常見的(de)(de)例子包括遠(yuan)低于(yu)拉(la)伸強度的(de)(de)速變應力(li)(li)(li)。當應力(li)(li)(li)增大時，引(yin)起失(shi)效(xiao)所(suo)需要的(de)(de)循(xun)環(huan)(huan)(huan)次(ci)數(shu)(shu)(shu)就(jiu)減少。習慣(guan)上繪(hui)制金(jin)屬應力(li)(li)(li)和循(xun)環(huan)(huan)(huan)次(ci)數(shu)(shu)(shu)曲線（S-N），如圖(tu)4-3所(suo)示。曲線由應力(li)(li)(li)相對(dui)于(yu)循(xun)環(huan)(huan)(huan)次(ci)數(shu)(shu)(shu)的(de)(de)對(dui)數(shu)(shu)(shu)來(lai)描繪(hui)。對(dui)于(yu)一個給定的(de)(de)較大循(xun)環(huan)(huan)(huan)次(ci)數(shu)(shu)(shu)，通常在低于(yu)某應力(li)(li)(li)值的(de)(de)情況下不(bu)發(fa)生失(shi)效(xiao)，這個應力(li)(li)(li)值就(jiu)稱為疲(pi)(pi)勞極限。因為以(yi)保持正常的(de)(de)應力(li)(li)(li)不(bu)高于(yu)疲(pi)(pi)勞極限的(de)(de)應力(li)(li)(li)防止變形和斷裂，所(suo)以(yi)疲(pi)(pi)勞失(shi)效(xiao)幾乎總(zong)是伴隨(sui)著突變、缺口、沖擊、殘余應力(li)(li)(li)的(de)(de)存在而發(fa)生。
疲(pi)勞失效(xiao)常(chang)常(chang)發(fa)生在(zai)焊接(jie)接(jie)頭，因為采用(yong)焊接(jie)接(jie)頭，這(zhe)樣的(de)(de)(de)設計(ji)會出現(xian)明(ming)顯的(de)(de)(de)應力集中效(xiao)應。有利于(yu)耐疲(pi)勞的(de)(de)(de)材(cai)料特性(xing)(xing)和設計(ji)特性(xing)(xing)有，利用(yong)合金化或(huo)熱(re)處理來(lai)提高拉(la)伸(shen)強度(du)；減少(shao)工件的(de)(de)(de)厚度(du)，使(shi)用(yong)拋(pao)光表面，降低設計(ji)應力，細化材(cai)料的(de)(de)(de)晶(jing)粒(li)尺寸，消除(chu)材(cai)料的(de)(de)(de)冶金缺陷(xian)和殘余應力，減輕表面存在(zai)壓應力，減少(shao)助長腐蝕和疲(pi)勞的(de)(de)(de)環境，并且采用(yong)金屬覆蓋層(ceng)，如Cr、Ni或(huo)Cd（鎘）鍍層(ceng)，這(zhe)是因為鍍層(ceng)中的(de)(de)(de)微裂紋(wen)有可能會降低疲(pi)勞強度(du)。
③. 脆性斷裂
脆(cui)性(xing)(xing)斷(duan)裂(lie)是(shi)(shi)(shi)在低于(yu)(yu)屈服強(qiang)度(du)(du)的(de)正常(chang)應力(li)下(xia)，由于(yu)(yu)裂(lie)紋(wen)的(de)快速擴(kuo)展(zhan)而造成(cheng)的(de)失效(xiao)。絕大多數的(de)脆(cui)性(xing)(xing)斷(duan)裂(lie)發(fa)生在具有體(ti)(ti)心(xin)立(li)方(fang)（bcc）晶格結構的(de)金(jin)屬中(zhong)，特(te)別是(shi)(shi)(shi)鐵素體(ti)(ti)不銹鋼，不僅(jin)在低于(yu)(yu)臨界拉(la)伸強(qiang)度(du)(du)，甚至低于(yu)(yu)屈服強(qiang)度(du)(du)的(de)情況下(xia)就(jiu)會(hui)發(fa)生完全的(de)斷(duan)裂(lie)。鋼發(fa)生脆(cui)性(xing)(xing)斷(duan)裂(lie)的(de)條(tiao)件如下(xia)：本身存(cun)在缺陷；缺陷處存(cun)在殘余拉(la)伸應力(li)與工作(zuo)載荷引起的(de)拉(la)伸應力(li)的(de)交匯，如果(guo)應力(li)是(shi)(shi)(shi)三維方(fang)向(xiang)就(jiu)更(geng)為嚴重(zhong)；足夠低的(de)溫度(du)(du)；還原處理(li)、成(cheng)分(fen)、軋制操作(zuo)和后續的(de)熱(re)處理(li)等冶(ye)金(jin)因素；韌性(xing)(xing)；蠕變(bian)；耐(nai)熱(re)性(xing)(xing)；熱(re)和腐蝕(shi)；耐(nai)蝕(shi)性(xing)(xing)；氫腐蝕(shi)；加工性(xing)(xing)。
④. 韌(ren)性
材料的(de)韌性(xing)就是(shi)(shi)指材料斷(duan)裂之(zhi)前吸收(shou)能(neng)(neng)量和(he)塑性(xing)變形的(de)能(neng)(neng)力，韌性(xing)是(shi)(shi)用(yong)材料成(cheng)形和(he)斷(duan)裂期間吸收(shou)的(de)能(neng)(neng)量來衡量的(de)。它是(shi)(shi)最重(zhong)要的(de)低溫力學性(xing)能(neng)(neng)而不是(shi)(shi)強度。缺口(kou)的(de)韌性(xing)受(shou)化學成(cheng)分(fen)、微觀組織(zhi)、晶粒尺寸、晶粒生長(chang)的(de)模式、截面(mian)尺寸、冷熱(re)加工的(de)溫度、加工方法和(he)表(biao)面(mian)狀況如滲碳(tan)和(he)脫碳(tan)等影(ying)響。
基本試(shi)驗(yan)：最(zui)普通的(de)韌(ren)(ren)性(xing)試(shi)驗(yan)是(shi)采用帶(dai)缺口的(de)試(shi)樣(yang)，通常通過(guo)沖擊試(shi)驗(yan)測量缺口韌(ren)(ren)性(xing)，或(huo)在相對較(jiao)低的(de)應變(bian)速(su)率下測量斷裂(lie)韌(ren)(ren)性(xing)。沖擊試(shi)驗(yan)可揭示材(cai)料的(de)低溫強度、韌(ren)(ren)性(xing)不足(zu)和脆性(xing)，這些試(shi)驗(yan)特別適合鐵(tie)素體材(cai)料，可以(yi)顯(xian)示韌(ren)(ren)性(xing)向脆性(xing)的(de)轉變(bian)。
⑤. 耐蝕(shi)性
金(jin)屬和合(he)金(jin)的(de)破(po)壞大(da)多是由腐(fu)蝕造成的(de)。實際上對于所有(you)包含(han)一系列基(ji)本操作的(de)工藝(yi)過(guo)程來說，設備、換熱(re)(re)器、管道構(gou)(gou)件(jian)或其他系統構(gou)(gou)件(jian)的(de)失效就(jiu)意味著停(ting)工、昂貴的(de)維修和更換構(gou)(gou)件(jian)，因此(ci)壓力容器和換熱(re)(re)器的(de)結構(gou)(gou)材料應該在使用環境中具有(you)合(he)適(shi)的(de)腐(fu)蝕速(su)率。另外注意由周圍氣氛引起的(de)腐(fu)蝕。
d. 根據耐蝕性(xing)的條件來(lai)選擇材料良好的搭配
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
盡管材料(liao)選(xuan)擇已經是(shi)十分(fen)認(ren)真了，并且有時(shi)還(huan)進一步采用了防腐(fu)蝕(shi)方(fang)法(fa)，但少數意外(wai)(wai)的失效(xiao)總還(huan)會發生。導致意外(wai)(wai)腐(fu)蝕(shi)失效(xiao)的原因(yin)可能為(wei)以下一種(zhong)(zhong)或幾(ji)種(zhong)(zhong)：使(shi)用了帶(dai)有缺陷的材料(liao)；設計不合理；不正常的操作；制造不當和(he)檢驗不充分(fen)；維(wei)護不適當。所以采取一定(ding)的預防措施，是(shi)避(bi)免腐(fu)蝕(shi)失效(xiao)發生的有效(xiao)辦法(fa)。
f. 氫腐蝕(shi)
氫腐蝕是在高(gao)于220～243℃溫度(du)(du)的含氫環境中，碳(tan)鋼(gang)(gang)和低(di)合金鋼(gang)(gang)的損(sun)傷(shang)機(ji)制，一般不被人(ren)們所關(guan)注。室溫下鋼(gang)(gang)制容器當然(ran)是可以處理高(gao)壓氫的。但在較高(gao)的溫度(du)(du)下，氫能擴(kuo)散到鋼(gang)(gang)中與碳(tan)原(yuan)子反應生(sheng)成甲烷氣體(ti)
2H2+FeC→CH4+Fe
高(gao)溫(wen)高(gao)壓下(xia)，氫能夠與(yu)間隙固(gu)溶體中(zhong)的碳反應，導致初始脫碳，接著在晶界(jie)產生不穩定的碳化(hua)物(wu)，形成甲烷氣泡(pao)。由于甲烷不能從鋼中(zhong)擴散出去，它(ta)的積聚引起開(kai)裂和鼓(gu)泡(pao)，從而使鋼材失去韌性導致最終失效。解決這個問題(ti)就需要穩定鋼中(zhong)的碳化(hua)物(wu)組(zu)成、形態和分布。
氫腐(fu)蝕的(de)(de)(de)(de)防(fang)(fang)護。根據實(shi)(shi)際經(jing)驗(yan)防(fang)(fang)止氫腐(fu)蝕的(de)(de)(de)(de)唯一可(ke)行的(de)(de)(de)(de)方法(fa)，就(jiu)是(shi)使用耐這種破壞形式的(de)(de)(de)(de)鋼。因(yin)為(wei)所有的(de)(de)(de)(de)奧氏體不銹(xiu)鋼都(dou)含(han)有高Cr，穩定了鋼中的(de)(de)(de)(de)碳化(hua)物組成、形態(tai)和分布，所以耐高溫氫損傷。因(yin)此(ci)，作為(wei)另(ling)一種防(fang)(fang)腐(fu)蝕措施，通常在低合(he)金鋼容(rong)器的(de)(de)(de)(de)內(nei)表面襯一層不銹(xiu)鋼，是(shi)一個經(jing)濟實(shi)(shi)用的(de)(de)(de)(de)選擇。
g. 加工性
加(jia)工(gong)(gong)(gong)性包括(kuo)成形、機(ji)加(jia)工(gong)(gong)(gong)、與其(qi)他金屬連接(jie)的(de)(de)(de)焊接(jie)工(gong)(gong)(gong)藝及焊后(hou)熱(re)處理的(de)(de)(de)難易(yi)性。并(bing)不是(shi)(shi)所有(you)的(de)(de)(de)加(jia)工(gong)(gong)(gong)車間在(zai)技術上(shang)都有(you)能力正確地處理較(jiao)復(fu)雜的(de)(de)(de)材(cai)料。因(yin)此用戶要了解加(jia)工(gong)(gong)(gong)者(zhe)的(de)(de)(de)能力，這是(shi)(shi)最基(ji)本的(de)(de)(de)。另外，先進加(jia)工(gong)(gong)(gong)技術需要更高級(ji)的(de)(de)(de)檢驗標準來判(pan)斷加(jia)工(gong)(gong)(gong)是(shi)(shi)否符合(he)要求。
4. 成本核算
在材料的選擇中，選用(yong)是實用(yong)性(xing)和成本(ben)兩矛盾統(tong)一的最終結(jie)果(guo)，可用(yong)性(xing)價(jia)比來表示。
人們常說“物美(mei)價(jia)廉(lian)”和“優質優價(jia)”，這分別是(shi)材(cai)料(liao)(liao)消費(fei)(fei)者(zhe)和材(cai)料(liao)(liao)生(sheng)產者(zhe)各(ge)自傾向(xiang)性的(de)愿望(wang)，材(cai)料(liao)(liao)消費(fei)(fei)者(zhe)希望(wang)自己所選用的(de)材(cai)料(liao)(liao)是(shi)“物美(mei)價(jia)廉(lian)”的(de)；材(cai)料(liao)(liao)生(sheng)產者(zhe)希望(wang)自己的(de)產品(pin)能夠“優質優價(jia)”，但只有(you)雙方(fang)都(dou)有(you)經濟效益，方(fang)能使整個社會有(you)效益。
以選(xuan)用(yong)耐(nai)腐(fu)(fu)蝕不(bu)銹鋼為例(li)，如(ru)果不(bu)考慮其他(ta)因(yin)素，選(xuan)擇(ze)材料(liao)時應考慮下面兩個方(fang)面，一(yi)是最(zui)低的(de)(de)成(cheng)本(ben)(ben)，即選(xuan)擇(ze)低成(cheng)本(ben)(ben)的(de)(de)材料(liao)，并定期(qi)更(geng)換或采取防腐(fu)(fu)措施；二是高成(cheng)本(ben)(ben)腐(fu)(fu)蝕最(zui)小，也(ye)就是不(bu)考慮成(cheng)本(ben)(ben)，而選(xuan)擇(ze)最(zui)昂貴耐(nai)腐(fu)(fu)蝕的(de)(de)材料(liao)，其結果是使用(yong)周期(qi)長(chang)，可以免于頻繁地維修(xiu)。
在(zai)廉價材(cai)料(liao)與高(gao)價材(cai)料(liao)之間，一(yi)般(ban)會(hui)(hui)認為(wei)選(xuan)用(yong)高(gao)級的(de)結構材(cai)料(liao)產(chan)品，成本(ben)一(yi)定是較高(gao)的(de)，因(yin)而制(zhi)造商會(hui)(hui)刻意選(xuan)擇(ze)廉價低成本(ben)的(de)材(cai)料(liao)，以求用(yong)最低的(de)生產(chan)成本(ben)，獲得競爭性(xing)的(de)產(chan)品標價。然而這種做法并不完全(quan)是正確的(de)。因(yin)為(wei)，提高(gao)材(cai)料(liao)的(de)工(gong)藝性(xing)能(neng)，通常會(hui)(hui)提高(gao)單位質量的(de)費(fei)用(yong)。選(xuan)用(yong)性(xing)能(neng)好的(de)材(cai)料(liao)，雖(sui)然材(cai)料(liao)成本(ben)高(gao)一(yi)些，但就整個設備的(de)總體費(fei)用(yong)而言往往會(hui)(hui)低一(yi)些。因(yin)此，由于下列因(yin)素，使節省成本(ben)成為(wei)可能(neng)。
①. 需要(yao)較少的材料；
②. 較短的熱(re)處理周期；
③. 較少的焊接(jie)時(shi)間(jian)和(he)較少的焊接(jie)填充(chong)材料；
④. 較低的運費(fei)；
⑤. 在運輸和(he)安裝過程(cheng)中(zhong)，現場的處理(li)要求更(geng)簡單。
5. 使用過程中可能的失效模式(shi)和破壞形式(shi)
在(zai)使用(yong)過(guo)程中發生的(de)失(shi)效(xiao)(xiao)可(ke)能源(yuan)于(yu)材料的(de)使用(yong)應力(li)高(gao)于(yu)安全(quan)應力(li)而引起的(de)過(guo)載(zai)或者在(zai)應力(li)集中處產生的(de)局部變(bian)形(xing)(xing)。大(da)多數(shu)情況下(xia)(xia)失(shi)效(xiao)(xiao)模(mo)式取決于(yu)材料在(zai)最終狀態下(xia)(xia)的(de)性能。如承(cheng)壓下(xia)(xia)的(de)失(shi)效(xiao)(xiao)模(mo)式可(ke)能是：過(guo)度(du)的(de)彈性變(bian)形(xing)(xing)和彈性失(shi)穩；塑性失(shi)穩，變(bian)形(xing)(xing)和破(po)裂；脆性斷(duan)裂；疲(pi)勞失(shi)效(xiao)(xiao)；蠕變(bian)變(bian)形(xing)(xing)和蠕變(bian)破(po)壞；環境破(po)壞如腐蝕和氫損傷。
大部分使(shi)用中(zhong)的(de)失(shi)效(xiao)涉及(ji)在(zai)(zai)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)集中(zhong)區缺陷處(chu)裂紋的(de)萌(meng)生(sheng)。在(zai)(zai)焊接結(jie)構中(zhong)，焊接缺陷是相當普遍(bian)的(de)，甚至是不(bu)可避(bi)免的(de)。因此不(bu)僅在(zai)(zai)設計中(zhong)要防止(zhi)過(guo)載(zai)，而且(qie)要避(bi)免由(you)脆性(xing)斷裂、疲勞(lao)、蠕(ru)變和腐(fu)蝕可能引(yin)起(qi)的(de)低應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)失(shi)效(xiao)。通過(guo)材料(liao)的(de)選擇以及(ji)限制主(zhu)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)加(jia)二(er)次(ci)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)來避(bi)免過(guo)度(du)的(de)彈(dan)性(xing)變形(xing)和彈(dan)性(xing)失(shi)穩(wen)；通過(guo)限制主(zhu)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)加(jia)二(er)次(ci)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)來避(bi)免塑(su)性(xing)失(shi)穩(wen)；通過(guo)正確地選材、制造(zao)、檢驗(yan)、檢查(cha)斷口韌性(xing)等(deng)來避(bi)免脆性(xing)斷裂。在(zai)(zai)壓力(li)(li)容(rong)器和換熱器中(zhong)很少出(chu)現由(you)普遍(bian)腐(fu)蝕引(yin)起(qi)的(de)失(shi)效(xiao)，因為(wei)設計者意識到普遍(bian)腐(fu)蝕的(de)可能，并通常采用腐(fu)蝕裕量或選擇耐腐(fu)蝕的(de)材料(liao)。然而，某些環(huan)境中(zhong)可能發(fa)生(sheng)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕開裂，在(zai)(zai)設計和選材時應(ying)(ying)(ying)避(bi)免可能發(fa)生(sheng)這種失(shi)效(xiao)。
6. 設(she)備的設(she)計特性
a. 維修
為了(le)使設(she)(she)(she)備(bei)(bei)(bei)便于維修，在設(she)(she)(she)計(ji)階段就應該很好的了(le)解設(she)(she)(she)備(bei)(bei)(bei)的特定(ding)環境和(he)特殊要求。在設(she)(she)(she)計(ji)中必須(xu)考(kao)慮的一(yi)些與(yu)維修相關的項目，包括更換(huan)某(mou)些構件所需(xu)的拉動空(kong)(kong)間(jian)(jian)，如拉動熱(re)交換(huan)器的管(guan)束(shu)所需(xu)的空(kong)(kong)間(jian)(jian)等，裝卸(xie)材料(liao)的設(she)(she)(she)備(bei)(bei)(bei)，預定(ding)的清(qing)理方法和(he)所需(xu)的設(she)(she)(she)備(bei)(bei)(bei)，容(rong)易更換(huan)構件，監控(kong)腐蝕和(he)積垢的能力(li)，現(xian)場(chang)焊接的設(she)(she)(she)備(bei)(bei)(bei)以及停(ting)工期檢查的設(she)(she)(she)備(bei)(bei)(bei)和(he)可(ke)用性。
b. 安全保險的特性
安(an)全(quan)保險(xian)的(de)(de)設計(ji)概(gai)(gai)念不僅(jin)要清楚地(di)認識到制造的(de)(de)局限性，而且要為操作提供較(jiao)大的(de)(de)安(an)全(quan)空間，這個概(gai)(gai)念與(yu)(yu)斷裂(lie)(lie)(lie)(lie)力學的(de)(de)研究相關(guan)。在設計(ji)一個設備的(de)(de)各(ge)個部分時要有(you)安(an)全(quan)保險(xian)的(de)(de)特(te)性，一般按下列幾個方面(mian)考慮：判斷結構中疲勞(lao)裂(lie)(lie)(lie)(lie)紋可能擴展的(de)(de)點；確定可能有(you)的(de)(de)最(zui)(zui)小裂(lie)(lie)(lie)(lie)紋尺(chi)(chi)寸(cun)(cun)；確定可能有(you)的(de)(de)最(zui)(zui)大裂(lie)(lie)(lie)(lie)紋尺(chi)(chi)寸(cun)(cun)，該尺(chi)(chi)寸(cun)(cun)與(yu)(yu)最(zui)(zui)大破壞程度及可能有(you)的(de)(de)最(zui)(zui)小裂(lie)(lie)(lie)(lie)紋與(yu)(yu)臨界(jie)裂(lie)(lie)(lie)(lie)紋尺(chi)(chi)寸(cun)(cun)之間的(de)(de)載(zai)荷(he)相關(guan)。
c. 檢(jian)查的通道
壓力容(rong)器的(de)(de)設計應該提供檢驗人(ren)(ren)員(yuan)(yuan)進(jin)入容(rong)器檢查腐蝕損(sun)傷的(de)(de)通(tong)道(dao)。有(you)(you)足夠的(de)(de)直徑讓人(ren)(ren)進(jin)入的(de)(de)容(rong)器應該有(you)(you)可移動(dong)的(de)(de)內(nei)部(bu)構件，以(yi)允許進(jin)入人(ren)(ren)員(yuan)(yuan)通(tong)向容(rong)器的(de)(de)所(suo)有(you)(you)部(bu)位。
d. 安全性
壓(ya)力容器和換熱器的(de)(de)安(an)全操(cao)作(zuo)需(xu)要保守的(de)(de)設(she)計和標準指定的(de)(de)習慣(guan)做法，并使用規范、標準中所許可(ke)的(de)(de)材料(liao)。對換熱器和壓(ya)力容器，視(shi)安(an)全性(xing)壓(ya)倒一切的(de)(de)原因是避免可(ke)能對人類、經濟和環境等(deng)方(fang)面產生(sheng)災難(nan)性(xing)的(de)(de)失效。為(wei)了確保安(an)全，應該按照設(she)計精確地(di)(di)制造(zao)設(she)備并充分地(di)(di)監督檢查，以保證和設(she)計規范相(xiang)符。同時要正確使用和操(cao)作(zuo)設(she)備。
e. 設備壽命
為(wei)(wei)了獲得投資帶(dai)來的(de)利潤，也為(wei)(wei)了使生產(chan)連(lian)續地進行，設(she)備構件(jian)(jian)及設(she)備本身應該具有適當的(de)壽(shou)(shou)命(ming)(ming)。構件(jian)(jian)的(de)壽(shou)(shou)命(ming)(ming)取決于設(she)計(ji)(ji)、結構材料(liao)(liao)的(de)性(xing)能和(he)它(ta)們與使用(yong)環(huan)境(jing)之(zhi)間的(de)相互作用(yong)以(yi)及制(zhi)造(zao)和(he)檢查的(de)影響，還包括操作、維修等(deng)的(de)影響。為(wei)(wei)了獲得滿意的(de)壽(shou)(shou)命(ming)(ming)，設(she)備的(de)結構材料(liao)(liao)要承受住(zhu)設(she)計(ji)(ji)應力、磨(mo)損、使用(yong)中的(de)腐(fu)蝕(shi)。在設(she)計(ji)(ji)階段，腐(fu)蝕(shi)問(wen)題同其他的(de)操作條件(jian)(jian)和(he)設(she)計(ji)(ji)參數如(ru)壓(ya)力、溫度和(he)速度一樣重要。為(wei)(wei)了獲得最佳的(de)使用(yong)壽(shou)(shou)命(ming)(ming)，不銹鋼選材要基(ji)于耐(nai)腐(fu)蝕(shi)的(de)觀點。要向材料(liao)(liao)供(gong)應商索(suo)取簡明而(er)清晰(xi)的(de)材料(liao)(liao)質量保(bao)證(zheng)書面說(shuo)明，確保(bao)供(gong)應的(de)材料(liao)(liao)正(zheng)確。設(she)計(ji)(ji)說(shuo)明書內要有材料(liao)(liao)的(de)耐(nai)蝕(shi)性(xing)。
f. 構件壽命
以熱交(jiao)換(huan)器(qi)為例，熱交(jiao)換(huan)器(qi)的(de)(de)殼體、管箱和(he)管板應該(gai)(gai)被設計至少使用10年或(huo)是(shi)原有管束的(de)(de)壽命(ming)(ming)另(ling)加兩個(ge)更換(huan)管束的(de)(de)周期。選擇的(de)(de)初始管子應該(gai)(gai)至少使用兩個(ge)運轉周期或(huo)5年，除非個(ge)別(bie)特殊環境的(de)(de)熱交(jiao)換(huan)器(qi)，可(ke)能是(shi)只有較(jiao)短的(de)(de)預期壽命(ming)(ming)。可(ke)是(shi)，這些規定不適用于核能熱交(jiao)換(huan)器(qi)和(he)壓力容器(qi)。
由于不銹(xiu)鋼(gang)類型多(duo)，列(lie)入標準的(de)(de)牌號(hao)多(duo)達一(yi)百(bai)多(duo)種，同時(shi)還有大量廣泛使(shi)用(yong)的(de)(de)非標準牌號(hao)，每一(yi)種不銹(xiu)鋼(gang)都有自己特定的(de)(de)性能、功能和使(shi)用(yong)范圍。因此，正確、恰當(dang)地(di)選擇合適的(de)(de)鋼(gang)種難度很大。這是因為它(ta)涉及的(de)(de)材料學、腐蝕學以(yi)及工程(cheng)學等多(duo)種學科(ke)的(de)(de)專門知識。除此以(yi)外，工程(cheng)經驗(yan)是合理選用(yong)不銹(xiu)鋼(gang)不可缺少(shao)的(de)(de)重要條件。
通(tong)過合(he)理地選擇、正(zheng)確使(shi)(shi)用(yong)，使(shi)(shi)不銹(xiu)鋼材料的特性和(he)功能，在使(shi)(shi)用(yong)中得到充分體現和(he)發揮，進而延長不銹(xiu)鋼零部件的使(shi)(shi)用(yong)壽命，
保證不(bu)銹(xiu)鋼零部件、模具和機械設(she)備(bei)的高精度(du)。這正(zheng)是不(bu)銹(xiu)鋼工作者(zhe)應盡的職責。
三、性能(neng)選材法
性能(neng)選用法包括使用性能(neng)和工藝性能(neng)。
1. 使(shi)用性(xing)能(neng)
人們一(yi)般(ban)慣于(yu)從各種(zhong)材料(liao)手冊中(zhong)查閱和比較各種(zhong)材料(liao)的性能，然后選用。近年來，由于(yu)計(ji)算(suan)機的普遍應用，已將這(zhe)些性能匯編為數據庫(ku)，便于(yu)檢索和專(zhuan)家(jia)系統調用。
若有兩種(zhong)主(zhu)要性能時，則可應(ying)用“坐標分類(lei)法”進行篩選。
各種等級的不銹鋼，廣泛用于工業、農業和日常生活當中。以下面常用不銹鋼的耐腐蝕性能和抗氧化性能為例，按耐腐蝕性能或抗氧化性能依次下降的順序排列為：12Cr16Ni35（330）、20Cr25Ni20(310)、16Cr23Ni13 (309)、06Cr17Ni12Mo2 (316)、022Cr19Ni10(304L)、06Cr19Ni10(304)、12Cr17Ni7 (301)、12Cr17Mn6Ni5N(201)、10Cr17Mo(434)、10Cr17(430)、06Cr11Ti(409)。
為了(le)確保使(shi)(shi)用(yong)(yong)性(xing)能和使(shi)(shi)用(yong)(yong)安全，選用(yong)(yong)時可以(yi)提高一級或幾級使(shi)(shi)用(yong)(yong)。已(yi)經使(shi)(shi)用(yong)(yong)10Cr17（17％Cr）型的(de)地方可以(yi)使(shi)(shi)用(yong)(yong)Cr-Ni鋼(gang)(gang)18-8型，已(yi)經使(shi)(shi)用(yong)(yong)06Cr11Ti型的(de)地方有時也可用(yong)(yong)10Cr17型。另外(wai)還許(xu)多在成分方面的(de)改型鋼(gang)(gang)種并沒有在上述表示(shi)出來(lai)。
2. 工藝性能
前(qian)面的有關章節已經介紹了不銹鋼(gang)焊接(jie)性、切削(xue)性、熱加工性及深(shen)沖(chong)性等工藝性能，可(ke)參閱。
在(zai)使用(yong)性(xing)(xing)能(neng)(neng)滿(man)足要(yao)求后，工(gong)藝(yi)性(xing)(xing)能(neng)(neng)選材(cai)時(shi)，關注點(dian)主要(yao)是加(jia)工(gong)性(xing)(xing)能(neng)(neng)和(he)加(jia)工(gong)成(cheng)本(ben)。即在(zai)較低(di)的(de)加(jia)工(gong)成(cheng)本(ben)下完成(cheng)加(jia)工(gong)的(de)可行性(xing)(xing)。當所選材(cai)料(liao)的(de)使用(yong)性(xing)(xing)能(neng)(neng)，能(neng)(neng)滿(man)足要(yao)求，但(dan)不能(neng)(neng)加(jia)工(gong)或加(jia)工(gong)費用(yong)太高(gao)而不能(neng)(neng)承受時(shi)，可以選用(yong)較高(gao)一級不銹鋼種。
3. 性能(neng)遞增(zeng)選材法(fa)
不銹鋼(gang)的(de)類(lei)型和鋼(gang)種(zhong)繁(fan)(fan)多，性能各異(yi)，但也有略同的(de)。不銹鋼(gang)的(de)牌號(hao)繁(fan)(fan)多，多達數百種(zhong)；雖說牌號(hao)有數百種(zhong)，但總可以(yi)歸(gui)集(ji)為，
奧氏體不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)、馬氏體不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)、鐵(tie)素體不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)、雙相(xiang)(xiang)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)和(he)沉(chen)淀硬化不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)五大類。同類不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)性(xing)(xing)能多有相(xiang)(xiang)似(si)或相(xiang)(xiang)近(jin)之處，為了(le)便于選(xuan)擇(ze)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)，可按使用性(xing)(xing)能及工藝性(xing)(xing)能，在不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的五大類型中(zhong)選(xuan)定(ding)(ding)一類，在選(xuan)定(ding)(ding)的一類中(zhong)再確定(ding)(ding)一個鋼(gang)種，這樣范圍就大大縮小了(le)許多。隨(sui)著性(xing)(xing)能的遞增，范圍逐(zhu)步遞減，要選(xuan)擇(ze)的鋼(gang)種就會出現。
四、成(cheng)本(ben)選材法
成(cheng)本(ben)選(xuan)材(cai)法的成(cheng)本(ben)，包(bao)括有材(cai)料成(cheng)本(ben)和(he)(he)生產（制(zhi)造）成(cheng)本(ben)。如果加工(gong)(gong)制(zhi)作工(gong)(gong)藝相差(cha)無幾，只是(shi)消耗(hao)材(cai)料存在(zai)有差(cha)別，也(ye)就是(shi)說(shuo)，可根據確定的不(bu)同參(can)量選(xuan)用(yong)材(cai)料。否則就需要綜合考慮材(cai)料成(cheng)本(ben)和(he)(he)制(zhi)造工(gong)(gong)藝費用(yong)來選(xuan)用(yong)材(cai)料。
1. 材(cai)料成(cheng)本法
若制(zhi)造工(gong)藝(yi)的(de)(de)費用(yong)(yong)沒有差異，則使用(yong)(yong)材料的(de)(de)用(yong)(yong)戶對(dui)不需要(yao)熱(re)處理的(de)(de)鋼(gang)種，采用(yong)(yong)不同的(de)(de)經濟(ji)參數來比較和選(xuan)用(yong)(yong)：等(deng)強度(du)的(de)(de)相(xiang)對(dui)重量(liang)；等(deng)剛度(du)的(de)(de)相(xiang)對(dui)重量(liang)；等(deng)強度(du)的(de)(de)相(xiang)對(dui)成(cheng)本(ben)；等(deng)剛度(du)的(de)(de)相(xiang)對(dui)成(cheng)本(ben)。
設計時(shi)若使用(yong)屈(qu)(qu)服(fu)強(qiang)(qiang)度，則選用(yong)屈(qu)(qu)服(fu)強(qiang)(qiang)度。載荷相(xiang)同(tong)時(shi)，變(bian)形(xing)量愈大，剛度愈小(xiao)。很(hen)容(rong)易看出，變(bian)形(xing)及所需要(yao)的屈(qu)(qu)服(fu)強(qiang)(qiang)度因負(fu)荷方(fang)式(shi)而不(bu)同(tong)，并與(yu)結構部(bu)件的幾何形(xing)狀有關。
從上面的分析，可以得到如(ru)下幾(ji)點看法(fa)。
①. 用低合金高強(qiang)度(du)鋼(gang)(gang)(gang)代替碳鋼(gang)(gang)(gang)，屈服(fu)強(qiang)度(du)提高了，只在等強(qiang)度(du)的判據(ju)下，可以(yi)節(jie)(jie)約鋼(gang)(gang)(gang)材(cai)，節(jie)(jie)約的程度(du)與(yu)屈服(fu)強(qiang)度(du)的比值也因載荷方式(shi)而不同，不能(neng)因為(wei)屈服(fu)強(qiang)度(du)提高30％就認為(wei)能(neng)節(jie)(jie)約鋼(gang)(gang)(gang)材(cai)30％。若(ruo)使(shi)用等剛度(du)判據(ju)，并不能(neng)節(jie)(jie)約鋼(gang)(gang)(gang)材(cai)。
②. 使用強(qiang)度(du)高(gao)的鋼(gang)種，若采(cai)用等(deng)剛度(du)判據，肯定會增加成本；若采(cai)用等(deng)強(qiang)度(du)判據，是否有(you)經(jing)濟效(xiao)益，取(qu)決于屈服強(qiang)度(du)的比值(zhi)及鋼(gang)材價格(ge)的比值(zhi)。
③. 對于交通運輸(shu)，例(li)如，車輛、船舶等(deng)(deng)用鋼，為了減少運輸(shu)費用，增加運輸(shu)量，應該考慮采用等(deng)(deng)強度(du)(du)相(xiang)對重(zhong)(zhong)量和等(deng)(deng)剛度(du)(du)相(xiang)對重(zhong)(zhong)量。對于固(gu)定結構，例(li)如，橋梁、房(fang)屋等(deng)(deng)，則應使用等(deng)(deng)強度(du)(du)相(xiang)對成本(ben)和等(deng)(deng)剛度(du)(du)相(xiang)對成本(ben)。至(zhi)于改用鋼種所(suo)引起的經濟(ji)效益的分配，則隨經濟(ji)體(ti)制的不同（例(li)如，計劃(hua)經濟(ji)、商(shang)品經濟(ji)等(deng)(deng)），而有不同方法。
④. 上面(mian)的(de)分析(xi)只(zhi)考慮材(cai)料(liao)的(de)屈服(fu)強度和變形，在下(xia)面(mian)，將結合(he)材(cai)料(liao)工藝(yi)綜(zong)合(he)地(di)分析(xi)成本。若有(you)低溫韌性、大氣(qi)腐蝕、可焊性、耐磨性等問(wen)題(ti)，則應參考性能(neng)選材(cai)的(de)方法(fa)，將這些因素作為約(yue)束條件，或采用(yong)多目標的(de)選材(cai)法(fa)。
2. 生產成(cheng)本法(fa)
從原材料制(zhi)成(cheng)部(bu)件全過程的成(cheng)本分析，提供選材的另一種方法。
以前的廚(chu)具、炊具大(da)部(bu)分采用(yong)(yong)有色金屬如鋁(lv)、銅或搪瓷等，而(er)(er)現在已基本(ben)被不銹鋼取代，不銹鋼不僅使用(yong)(yong)壽命長，而(er)(er)且美觀、價格(ge)低(di)廉、無污染，生(sheng)產廢品易于(yu)回收再利用(yong)(yong)。
下面(mian)(mian)提供(gong)幾(ji)(ji)個為了降(jiang)低(di)成本，應該考慮下述幾(ji)(ji)方面(mian)(mian)的(de)問題(ti)。
①. 如(ru)果在某些高(gao)溫(wen)度環境(jing)中，當需要使(shi)用或計劃使(shi)用昂貴的高(gao)鎳合金的時候，可考慮能否(fou)用12Cr16Ni35（330）不銹鋼(gang)來代替以滿足要求。
②. 可否用20Cr25Ni20（310）或16Cr23Ni13（309）來代替(ti)12Cr16Ni35（330），相比(bi)之下，這(zhe)些鋼的高溫(wen)強(qiang)度較低，但是對多種(zhong)用途具有良好的性能。
③. 假如需(xu)要(yao)使(shi)用(yong)或(huo)計(ji)劃(hua)使(shi)用(yong)022Cr19Ni10（304L）不(bu)(bu)銹(xiu)鋼，則(ze)要(yao)認真考慮是(shi)否真的需(xu)要(yao)這種低碳品(pin)種。在(zai)022Cr19Ni10（304L）不(bu)(bu)銹(xiu)鋼焊接(jie)熱影響區，能夠保持(chi)充分的非常有效的抗腐蝕(shi)性，但(dan)是(shi)有時卻將其用(yong)于與熱影響區腐蝕(shi)危險無關緊要(yao)的地方，造成不(bu)(bu)必要(yao)的浪費。
④. 在選用(yong)(yong)成形用(yong)(yong)不(bu)銹鋼時(shi)，可否用(yong)(yong)12Cr17Ni7（301）代替06Cr19Ni10（304），由于在絕大(da)多數情況下，略(lve)微降低鉻(ge)和鎳的(de)含量并不(bu)會大(da)大(da)降低抗腐蝕性，所(suo)以唯一真正的(de)決定因(yin)素是成形性能(neng)。
⑤. 如果用12Cr17Mn6Ni5N（201）不(bu)銹(xiu)鋼代替(ti) 12Cr17Ni7（301）不(bu)銹(xiu)鋼可(ke)(ke)以大(da)大(da)降(jiang)低成本(ben)的話，雖然(ran)在200系列中(zhong)用錳代替(ti)鎳，但其抗腐蝕性能卻(que)能滿足多種(zhong)用途。當然(ran)應考慮可(ke)(ke)成形(xing)性和(he)外觀特點方面的差(cha)異。
⑥. 400系列中的某種(zhong)合金(jin)可以用來代(dai)替Cr-Ni（300系列）或Cr-Mn-Ni（200系列）中的某些鋼種(zhong)，10Cr17（430）在許多(duo)用途中可以滿足對其(qi)抗腐蝕性能(neng)的要求(qiu)，但應考慮加工過程中遇(yu)到的各種(zhong)困難。
⑦. 可以用(yong)06Cr11Ti（409）或其他(ta)11％Cr合金代替17％Cr合金，這(zhe)就會使抗腐蝕(shi)性(xing)能(neng)(neng)大幅度下降，但是能(neng)(neng)否滿(man)足使用(yong)要求才是關鍵。目(mu)前(qian)有(you)幾種06Crl1Ti（409）的改進型，它(ta)們具有(you)不(bu)同的耐腐蝕(shi)性(xing)能(neng)(neng)、表面質量和可加(jia)工(gong)性(xing)。
⑧. 可(ke)以(yi)(yi)用某種不(bu)銹鋼(gang)代替其他(ta)金屬或非金屬材料，通常，這種改變可(ke)以(yi)(yi)用較低(di)的成本(ben)實(shi)現較好(hao)的使(shi)(shi)用性能。但是，當考慮(lv)總(zong)成本(ben)而不(bu)是只考慮(lv)原(yuan)材料價格時，使(shi)(shi)用較高等級的不(bu)銹鋼(gang)通常會更(geng)為經濟。
五、多(duo)目標(biao)選材法(fa)
實際(ji)上選材是(shi)個(ge)多目標(biao)(biao)的決策問(wen)題，這些(xie)目標(biao)(biao)有成(cheng)本(ben)和性能兩類(lei)。成(cheng)本(ben)可分為變動成(cheng)本(ben)和固定成(cheng)本(ben)兩大項。
前面將性能(neng)定義為(wei)：“材料的性能(neng)是(shi)一種參量，用于表征(zheng)材料在給定外界條件(jian)下(xia)的行為(wei)”。
考(kao)慮到(dao)材料的應(ying)用，可將性(xing)能(neng)分(fen)為使用性(xing)能(neng)及工藝性(xing)能(neng)。應(ying)該(gai)指(zhi)出，上述(shu)定(ding)義中的外界條(tiao)件(jian)除了自然(ran)條(tiao)件(jian)外，還應(ying)包括社(she)會條(tiao)件(jian)，特別是人(ren)類的喜愛和社(she)會的選擇。
前(qian)面所討論的性(xing)能(neng)選材(cai)法和(he)成(cheng)本選材(cai)法，是將多目標(biao)簡化(hua)為(wei)單(dan)目標(biao)，即性(xing)能(neng)或成(cheng)本，為(wei)的是將選材(cai)問題簡單(dan)化(hua)，實際(ji)上，性(xing)能(neng)本身(shen)也有多目標(biao)。
如果將(jiang)價值工程用于材料的選(xuan)用，那(nei)么選(xuan)材即(ji)可簡化為(wei)：“選(xuan)擇能(neng)滿足部件對材料的最(zui)(zui)低要(yao)求，而成本(ben)又是最(zui)(zui)低的材料”。這樣即(ji)可將(jiang)性(xing)能(neng)與(yu)成本(ben)的要(yao)求并稱為(wei)特性(xing)。
對于(yu)特性(xing)(xing)、要求、性(xing)(xing)能(neng)等的(de)確(que)定(ding)是較為困難的(de)，因為這需要依(yi)據科(ke)學(xue)知識和實際經(jing)驗進行(xing)判斷。例如，當對不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)和塑(su)料有比較深入的(de)了解后，在(zai)選(xuan)擇洗衣(yi)機外殼(ke)材(cai)料時，就一定(ding)會選(xuan)用(yong)塑(su)料而不選(xuan)用(yong)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)。因為塑(su)料的(de)特性(xing)(xing)就足(zu)可以滿足(zu)洗衣(yi)機外殼(ke)的(de)要求，其性(xing)(xing)能(neng)可以超(chao)過不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)而成(cheng)本卻遠遠低于(yu)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)。
