通常，將不(bu)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(shou)先要(yao)確定(ding)不銹(xiu)鋼的使用條件(jian)，包括溫度(du)、介(jie)質(zhi)成分、受(shou)力(li)狀態、制(zhi)作(zuo)工藝、設計壽命、特殊要(yao)求。
隨后就(jiu)是依據(ju)使(shi)用條(tiao)件，了解相(xiang)關(guan)不銹(xiu)鋼(gang)的性能(neng)、收集相(xiang)關(guan)數據(ju)及(ji)(ji)資料，如(ru)室溫、高(gao)溫條(tiao)件下使(shi)用的力學性能(neng)；腐(fu)蝕環境(jing)條(tiao)件使(shi)用耐腐(fu)蝕性能(neng)以(yi)及(ji)(ji)其工藝性能(neng)、物理性能(neng)、價(jia)格(ge)、供(gong)貨難易(yi)程(cheng)度(du)等(deng)。
在了解和(he)收集不到相關(guan)數據的(de)情況下，可依(yi)(yi)據使用條件(jian)(jian)(jian)進行(xing)必要的(de)實(shi)(shi)際經驗(yan)(yan)(yan)(yan)、現場掛片試驗(yan)(yan)(yan)(yan)或(huo)實(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)室模(mo)擬試驗(yan)(yan)(yan)(yan)。如(ru)果(guo)沒(mei)有條件(jian)(jian)(jian)做上(shang)述試驗(yan)(yan)(yan)(yan)，也(ye)可采用相似條件(jian)(jian)(jian)的(de)運(yun)行(xing)經驗(yan)(yan)(yan)(yan)、現場掛片結果(guo)、實(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)室模(mo)擬實(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)、模(mo)擬體運(yun)行(xing)結果(guo)作為選(xuan)材的(de)依(yi)(yi)據。
在(zai)(zai)上述程序中(zhong)，使(shi)用(yong)條件(jian)(jian)是決定(ding)選(xuan)用(yong)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)類別的主導因素。例如(ru)，如(ru)果(guo)使(shi)用(yong)溫度(du)是在(zai)(zai)低溫條件(jian)(jian)下(xia)，就不(bu)(bu)宜選(xuan)用(yong)鐵素體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)和雙相(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)；如(ru)果(guo)在(zai)(zai)300～500℃長期運行，也不(bu)(bu)宜選(xuan)用(yong)雙相(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)和常規的中(zhong)、高(gao)鉻(ge)鐵素體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)。如(ru)果(guo)要(yao)求(qiu)(qiu)無(wu)磁(ci)，那就只能選(xuan)擇(ze)奧氏體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)；在(zai)(zai)要(yao)求(qiu)(qiu)高(gao)強度(du)，高(gao)硬(ying)度(du)的設備部件(jian)(jian)中(zhong)，馬(ma)氏體(ti)和沉(chen)淀硬(ying)化不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)是唯(wei)一的選(xuan)擇(ze)；在(zai)(zai)既要(yao)求(qiu)(qiu)具有(you)高(gao)的強度(du)又(you)要(yao)求(qiu)(qiu)具有(you)無(wu)磁(ci)性的部件(jian)(jian)，就只能選(xuan)擇(ze)奧氏體(ti)型(xing)沉(chen)淀硬(ying)化型(xing)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)或冷加(jia)工硬(ying)化的奧氏體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)。
在(zai)鋼的(de)(de)類型確(que)定之后(hou)，可根據(ju)設備或部件對各種性能(neng)(neng)的(de)(de)要求，選(xuan)用相適應(ying)的(de)(de)不銹鋼牌(pai)號(hao)。通(tong)常都能(neng)(neng)選(xuan)到(dao)合(he)適的(de)(de)牌(pai)號(hao)，當無(wu)相應(ying)牌(pai)號(hao)可選(xuan)擇(ze)(ze)時，只能(neng)(neng)在(zai)耐蝕合(he)金中選(xuan)擇(ze)(ze)或者研究新(xin)的(de)(de)不銹鋼牌(pai)號(hao)。
總的來說，選用(yong)不銹鋼的方法有性能法、成本法和多目標選材(cai)法等。
材(cai)料的(de)選(xuan)用包括材(cai)料的(de)選(xuan)擇(ze)和(he)應(ying)用。
一(yi)、提出問題
1. 材料失效(xiao)的主要方式(shi)為(wei)斷裂、腐蝕和磨損
為防止(zhi)失(shi)效(xiao)事故的(de)發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)，就(jiu)需(xu)要(yao)依據失(shi)效(xiao)原(yuan)因，通(tong)過(guo)選用(yong)(yong)合適(shi)的(de)材(cai)料(liao)(liao)，采(cai)用(yong)(yong)恰當的(de)工藝，來防止(zhi)材(cai)料(liao)(liao)失(shi)效(xiao)。這類失(shi)效(xiao)可能(neng)發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)在使用(yong)(yong)過(guo)程中，也可能(neng)發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)在生(sheng)(sheng)產(chan)加工階段，這就(jiu)會涉及材(cai)料(liao)(liao)的(de)使用(yong)(yong)性(xing)能(neng)和(he)工藝性(xing)能(neng)。解決這類選材(cai)問(wen)題(ti)需(xu)要(yao)運用(yong)(yong)材(cai)料(liao)(liao)的(de)應用(yong)(yong)和(he)失(shi)效(xiao)、材(cai)料(liao)(liao)的(de)使用(yong)(yong)性(xing)能(neng)和(he)材(cai)料(liao)(liao)的(de)工藝性(xing)能(neng)等方面的(de)知識。
2. 材料(liao)的選擇
當然是(shi)(shi)選擇成本最(zui)低(di)而又滿足(zu)最(zui)低(di)使(shi)用性能的材(cai)料(liao)，這是(shi)(shi)價(jia)(jia)值工程在材(cai)料(liao)問題(ti)上的應用，也(ye)是(shi)(shi)個多目標的決策問題(ti)。材(cai)料(liao)要選用成本低(di)廉(lian)的，并能滿足(zu)最(zui)低(di)使(shi)用性能要求材(cai)料(liao)的，也(ye)就是(shi)(shi)性價(jia)(jia)比最(zui)高的材(cai)料(liao)。
適應科技、社會和(he)市(shi)(shi)場(chang)的發展(zhan)，選擇(ze)材(cai)料，這是帶(dai)戰略性的選材(cai)問題。例(li)如(ru)，最(zui)新科技成果的應用；社會條件的限(xian)制，如(ru)資源和(he)環保的限(xian)制；市(shi)(shi)場(chang)預測，消費者對產(chan)品式(shi)樣的喜(xi)好(hao)和(he)購(gou)買力影響了產(chan)品的檔次，從而影響了對材(cai)料的選用，這些問題有賴于對市(shi)(shi)場(chang)要(yao)求的判斷，涉及心理學、技術美(mei)學、預測學等(deng)方面知識(shi)。
不銹鋼的(de)(de)選用(yong)不可避免地會遇到上(shang)述問題(ti)。綜上(shang)所述，不銹鋼的(de)(de)選用(yong)是一種(zhong)較(jiao)為復雜的(de)(de)判斷問題(ti)，特(te)別是大宗不銹鋼的(de)(de)選用(yong)，需要(yao)應用(yong)材料(liao)系(xi)統(tong)中決策(ce)方面技術，即在明確(que)問題(ti)的(de)(de)基礎(chu)上(shang)，然后分析問題(ti)，最后提出選用(yong)方案(an)。
二(er)、材料選擇的步驟
不銹(xiu)鋼(gang)材料(liao)選(xuan)擇(ze)應(ying)遵(zun)循的(de)順序(xu)是(shi)：使用(yong)條件評價(jia)→設計評價(jia)→材料(liao)選(xuan)擇(ze)→材料(liao)成本(ben)評價(jia)→相(xiang)關規范(fan)。
選用(yong)不(bu)銹鋼(gang)時(shi)，首先要明確使用(yong)環境對不(bu)銹鋼(gang)的(de)要求，即(ji)耐腐蝕性、耐熱性及(ji)機械(xie)性能等；其次才是考(kao)查(cha)綜合(he)成本(ben)。例如(ru)(ru)，包括(kuo)原材料(liao)成本(ben)、加工成本(ben)和(he)廢(fei)品等。當較為便宜的(de)不(bu)銹鋼(gang)，具有上述所需(xu)(xu)的(de)性能的(de)，無疑(yi)選用(yong)便宜的(de)不(bu)銹鋼(gang)是最(zui)佳選擇。如(ru)(ru)果用(yong)量(liang)非常大時(shi)，專(zhuan)門為此設計一新鋼(gang)種，來滿足需(xu)(xu)要，那也值得(de)和(he)合(he)算(suan)的(de)。
1. 材料使用條件的評價
材料選(xuan)擇的(de)第一步是(shi)全面(mian)評價由所(suo)選(xuan)用的(de)不銹鋼材料制作成的(de)零部件(jian)在工(gong)藝環境和(he)設備的(de)使用條件(jian)下，能(neng)否滿足如使用溫度、壓力(li)和(he)流體的(de)狀態的(de)要求。為此需要掌握(wo)如下的(de)工(gong)藝數據。
①. 使用環境-操(cao)作介質(zhi)(zhi)的(de)性質(zhi)(zhi)和成分、水的(de)化學性質(zhi)(zhi)、蒸汽質(zhi)(zhi)量、溶液的(de)組分及濃度、傳導率(lv)、pH值、通風、雜質(zhi)(zhi)等。
②. 壓力-平(ping)均值和范圍，恒定或(huo)交替變化，內部(bu)載荷(he)或(huo)外部(bu)載荷(he)。
③. 溫(wen)度-平均(jun)值和(he)范圍，恒定或變量，熱梯度和(he)熱振(zhen)動。
④. 速(su)度(du)-流動速(su)率，線性速(su)度(du)，名義速(su)度(du)和(he)范(fan)圍，攪動程度(du)，湍流等。
要想選(xuan)擇滿意的(de)材料性能(neng)，除了使用溫度和壓力外，還必(bi)須考(kao)慮其他因素，如啟動和關閉、間歇操作、瞬時現象、壓力沖擊(ji)及系統的(de)瞬間失效。
2. 設計的評(ping)價
使用(yong)條(tiao)件(jian)評價完之后(hou)，隨(sui)之其(qi)后(hou)，則需要(yao)依據(ju)材料(liao)考慮設備(bei)設計和各種零(ling)部件(jian)的(de)類型、尺寸、配合(he)和服(fu)役期間的(de)臨界狀態。同時還要(yao)根(gen)據(ju)所選用(yong)的(de)材料(liao)考慮各種加工(gong)(gong)制造(zao)技(ji)術的(de)可行性，如鍛造(zao)、冷熱成形(xing)、機加工(gong)(gong)和焊接等。
3. 材料的評(ping)估
材(cai)料(liao)的評估包括材(cai)料(liao)的性能和(he)冶金方面的試驗，含(han)金屬連接在內的加工性的檢(jian)測以(yi)及在實驗室(shi)和(he)現場試驗中材(cai)料(liao)的適用性。材(cai)料(liao)的耐蝕(shi)性評估將進一步討論。
a. 材料試驗
除了(le)用(yong)化學(xue)分析檢(jian)查(cha)材(cai)料(liao)(liao)的(de)成分以(yi)外(wai)，通(tong)常對所(suo)選定試(shi)(shi)(shi)樣進行表觀檢(jian)查(cha)和力(li)學(xue)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)以(yi)及確定原材(cai)料(liao)(liao)是(shi)否滿足每個規定的(de)要(yao)求。另(ling)外(wai)需要(yao)對焊(han)接(jie)試(shi)(shi)(shi)樣進行試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)以(yi)評(ping)定焊(han)接(jie)質量。其中力(li)學(xue)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)有拉(la)伸試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)、彎曲試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)、沖(chong)擊試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)等(deng)。材(cai)料(liao)(liao)截面試(shi)(shi)(shi)樣的(de)金相檢(jian)查(cha)提(ti)供(gong)含夾雜物材(cai)料(liao)(liao)與(yu)純凈(jing)度相關的(de)信息，并提(ti)供(gong)金相結(jie)構及晶粒尺寸(cun)。對于焊(han)接(jie)部位，類似的(de)檢(jian)查(cha)可以(yi)檢(jian)驗(yan)(yan)出焊(han)接(jie)缺陷(xian)，如夾雜物、孔(kong)隙度、裂紋及不符(fu)合要(yao)求的(de)焊(han)接(jie)技術等(deng)。這些試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)對材(cai)料(liao)(liao)本身是(shi)典型的(de)破壞性試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)。
b. 材料(liao)耐蝕性的評估(gu)和選(xuan)擇(ze)
材(cai)料的選(xuan)用，愈來愈習慣用模擬環(huan)(huan)境試(shi)驗的數(shu)據作為依據來選(xuan)擇(ze)材(cai)料以防止腐蝕，包括高(gao)溫腐蝕。這(zhe)些試(shi)驗包括：腐蝕掛片試(shi)驗；熱質量分(fen)析（TGA）；動態(tai)燃燒室(shi)(shi)的研究；熱循環(huan)(huan)；實驗室(shi)(shi)玻璃器皿的試(shi)驗；現場試(shi)驗。
c. 材料(liao)的功能要求
①. 強度
強(qiang)度(du)包(bao)括多(duo)個(ge)力(li)學(xue)性能，最常用(yong)來指拉(la)伸強(qiang)度(du)和屈服強(qiang)度(du)。可以(yi)(yi)利用(yong)應力(li)-應變曲(qu)線來理解(jie)它們。其他相關的(de)(de)強(qiang)度(du)還包(bao)括壓縮、彎(wan)曲(qu)、剪切和扭轉強(qiang)度(du)。在條件(jian)許可情況下最好使用(yong)高(gao)強(qiang)度(du)的(de)(de)材料以(yi)(yi)減少零件(jian)的(de)(de)厚度(du)。
②. 疲(pi)勞強度(du)
疲勞(lao)(lao)是指由(you)循(xun)環(huan)應(ying)(ying)力(li)造成金屬斷(duan)裂的(de)失(shi)(shi)效(xiao)。常(chang)見的(de)例(li)子包(bao)括(kuo)遠低于拉(la)伸強度的(de)速變(bian)應(ying)(ying)力(li)。當應(ying)(ying)力(li)增大(da)時，引起失(shi)(shi)效(xiao)所(suo)(suo)需(xu)要的(de)循(xun)環(huan)次數就減少。習慣上繪制金屬應(ying)(ying)力(li)和循(xun)環(huan)次數曲(qu)線(xian)（S-N），如(ru)圖4-3所(suo)(suo)示。曲(qu)線(xian)由(you)應(ying)(ying)力(li)相對于循(xun)環(huan)次數的(de)對數來描繪。對于一個給定的(de)較大(da)循(xun)環(huan)次數，通常(chang)在(zai)低于某應(ying)(ying)力(li)值的(de)情況下不發生失(shi)(shi)效(xiao)，這個應(ying)(ying)力(li)值就稱為疲勞(lao)(lao)極限(xian)。因(yin)為以保持(chi)正(zheng)常(chang)的(de)應(ying)(ying)力(li)不高(gao)于疲勞(lao)(lao)極限(xian)的(de)應(ying)(ying)力(li)防止變(bian)形和斷(duan)裂，所(suo)(suo)以疲勞(lao)(lao)失(shi)(shi)效(xiao)幾(ji)乎總是伴(ban)隨著突變(bian)、缺口、沖擊、殘余應(ying)(ying)力(li)的(de)存在(zai)而發生。
疲勞(lao)失(shi)效常常發生在焊接接頭，因為采用焊接接頭，這(zhe)樣的(de)(de)設計會出現明顯的(de)(de)應(ying)(ying)力(li)集中效應(ying)(ying)。有利于耐疲勞(lao)的(de)(de)材(cai)料(liao)(liao)特性(xing)和設計特性(xing)有，利用合金(jin)(jin)化或熱(re)處理(li)來提高拉伸強度(du)；減(jian)少工(gong)件的(de)(de)厚度(du)，使(shi)用拋光表面，降(jiang)低(di)設計應(ying)(ying)力(li)，細化材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)晶粒尺(chi)寸，消除(chu)材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)冶金(jin)(jin)缺陷和殘余(yu)應(ying)(ying)力(li)，減(jian)輕(qing)表面存在壓應(ying)(ying)力(li)，減(jian)少助長(chang)腐蝕和疲勞(lao)的(de)(de)環(huan)境，并且采用金(jin)(jin)屬覆(fu)蓋層，如Cr、Ni或Cd（鎘）鍍(du)層，這(zhe)是因為鍍(du)層中的(de)(de)微裂紋有可(ke)能會降(jiang)低(di)疲勞(lao)強度(du)。
③. 脆(cui)性斷(duan)裂
脆(cui)性(xing)斷(duan)(duan)裂是(shi)在(zai)(zai)低(di)(di)于(yu)(yu)屈服強度(du)(du)的(de)(de)正常應力下，由于(yu)(yu)裂紋的(de)(de)快速擴展而(er)造成的(de)(de)失效。絕大多數的(de)(de)脆(cui)性(xing)斷(duan)(duan)裂發生(sheng)在(zai)(zai)具(ju)有體(ti)心立方（bcc）晶格結(jie)構的(de)(de)金(jin)屬中，特別是(shi)鐵素體(ti)不銹鋼，不僅(jin)在(zai)(zai)低(di)(di)于(yu)(yu)臨界拉(la)伸強度(du)(du)，甚至低(di)(di)于(yu)(yu)屈服強度(du)(du)的(de)(de)情況下就(jiu)(jiu)會發生(sheng)完全的(de)(de)斷(duan)(duan)裂。鋼發生(sheng)脆(cui)性(xing)斷(duan)(duan)裂的(de)(de)條件如(ru)下：本身存在(zai)(zai)缺(que)陷(xian)；缺(que)陷(xian)處存在(zai)(zai)殘余拉(la)伸應力與(yu)工(gong)作(zuo)載荷(he)引起的(de)(de)拉(la)伸應力的(de)(de)交(jiao)匯，如(ru)果(guo)應力是(shi)三維方向就(jiu)(jiu)更為嚴重(zhong)；足夠低(di)(di)的(de)(de)溫(wen)度(du)(du)；還原處理(li)、成分、軋制操作(zuo)和后續的(de)(de)熱(re)(re)處理(li)等冶金(jin)因素；韌性(xing)；蠕變；耐(nai)熱(re)(re)性(xing)；熱(re)(re)和腐蝕(shi)(shi)；耐(nai)蝕(shi)(shi)性(xing)；氫腐蝕(shi)(shi)；加工(gong)性(xing)。
④. 韌(ren)性
材(cai)料(liao)的(de)(de)韌性(xing)就是(shi)(shi)指(zhi)材(cai)料(liao)斷裂之前吸(xi)收能(neng)量和(he)(he)塑性(xing)變形(xing)的(de)(de)能(neng)力(li)(li)，韌性(xing)是(shi)(shi)用材(cai)料(liao)成形(xing)和(he)(he)斷裂期間吸(xi)收的(de)(de)能(neng)量來衡量的(de)(de)。它是(shi)(shi)最重要的(de)(de)低溫(wen)力(li)(li)學(xue)性(xing)能(neng)而(er)不(bu)是(shi)(shi)強(qiang)度。缺口的(de)(de)韌性(xing)受化(hua)學(xue)成分、微觀組織、晶(jing)粒(li)尺寸、晶(jing)粒(li)生長的(de)(de)模式、截(jie)面尺寸、冷熱加(jia)工(gong)(gong)的(de)(de)溫(wen)度、加(jia)工(gong)(gong)方法和(he)(he)表面狀況(kuang)如滲碳和(he)(he)脫碳等影響。
基本(ben)試(shi)驗(yan)：最普通(tong)的(de)(de)韌(ren)(ren)(ren)(ren)性(xing)(xing)試(shi)驗(yan)是采用帶缺口的(de)(de)試(shi)樣，通(tong)常通(tong)過(guo)沖擊試(shi)驗(yan)測量缺口韌(ren)(ren)(ren)(ren)性(xing)(xing)，或在(zai)相(xiang)對較低的(de)(de)應(ying)變(bian)速率下測量斷裂韌(ren)(ren)(ren)(ren)性(xing)(xing)。沖擊試(shi)驗(yan)可揭(jie)示(shi)材料的(de)(de)低溫強度(du)、韌(ren)(ren)(ren)(ren)性(xing)(xing)不足和(he)脆性(xing)(xing)，這(zhe)些(xie)試(shi)驗(yan)特別適(shi)合鐵素體材料，可以顯示(shi)韌(ren)(ren)(ren)(ren)性(xing)(xing)向脆性(xing)(xing)的(de)(de)轉變(bian)。
⑤. 耐蝕性
金(jin)屬(shu)和(he)(he)合(he)金(jin)的(de)(de)破壞大(da)多是由腐(fu)蝕(shi)造成的(de)(de)。實(shi)際上對于所有包(bao)含(han)一系列基本(ben)操作(zuo)的(de)(de)工藝過程來說，設備(bei)、換熱器、管道構(gou)(gou)件(jian)(jian)或其他(ta)系統構(gou)(gou)件(jian)(jian)的(de)(de)失(shi)效(xiao)就意味(wei)著停工、昂貴的(de)(de)維修和(he)(he)更換構(gou)(gou)件(jian)(jian)，因此壓力容器和(he)(he)換熱器的(de)(de)結構(gou)(gou)材料應該在使用環境中(zhong)具有合(he)適的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)速(su)率。另外注意由周圍氣氛引(yin)起(qi)的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)。
d. 根據耐蝕性的(de)條件來選擇材料良(liang)好的(de)搭配
在選擇材料時有幾種金屬與環境的搭配是非常恰當和合適的。這些搭配通常表現為，在最低的成本下獲得最高的耐蝕性，應該給予考慮。這些搭配有：碳鋼→濃H2SO4；不銹鋼→HNO3；Cu-Ni-Mo鋼→海水或鹽水；超級鐵素體鋼→海水的搭配。
e. 腐蝕失效
盡管(guan)材(cai)料選(xuan)擇已經是十分認(ren)真了，并(bing)且有(you)時還進一步采用了防(fang)腐(fu)(fu)蝕方法，但少(shao)數意(yi)外的(de)失(shi)(shi)效總還會(hui)發生。導致意(yi)外腐(fu)(fu)蝕失(shi)(shi)效的(de)原(yuan)因可能為(wei)以下一種或幾(ji)種：使(shi)用了帶有(you)缺陷的(de)材(cai)料；設計不(bu)合理；不(bu)正常的(de)操(cao)作(zuo)；制造不(bu)當和檢驗不(bu)充分；維護不(bu)適當。所以采取一定的(de)預(yu)防(fang)措施(shi)，是避免腐(fu)(fu)蝕失(shi)(shi)效發生的(de)有(you)效辦法。
f. 氫腐蝕(shi)
氫腐蝕(shi)是在高(gao)于220～243℃溫度的含氫環境中(zhong)，碳鋼(gang)和低合(he)金(jin)鋼(gang)的損傷機制，一般不被人們(men)所關注(zhu)。室溫下(xia)鋼(gang)制容(rong)器當然是可以處理(li)高(gao)壓氫的。但(dan)在較高(gao)的溫度下(xia)，氫能擴散到(dao)鋼(gang)中(zhong)與碳原子反應生成甲烷氣體
2H2+FeC→CH4+Fe
高溫高壓下，氫能夠與間隙固溶(rong)體中(zhong)的(de)碳(tan)反應，導致(zhi)初始(shi)脫碳(tan)，接著在晶界(jie)產生不(bu)穩(wen)(wen)定的(de)碳(tan)化物，形(xing)成甲(jia)烷(wan)氣泡。由于甲(jia)烷(wan)不(bu)能從鋼(gang)中(zhong)擴散出去，它(ta)的(de)積聚引起開裂和鼓(gu)泡，從而使鋼(gang)材失去韌性導致(zhi)最(zui)終失效(xiao)。解決這個(ge)問題就需要穩(wen)(wen)定鋼(gang)中(zhong)的(de)碳(tan)化物組成、形(xing)態和分布(bu)。
氫腐(fu)蝕的防護(hu)。根據實(shi)際經驗防止氫腐(fu)蝕的唯一可行的方法，就(jiu)是(shi)使用(yong)耐這種破壞形式的鋼。因(yin)為所有的奧氏體不銹鋼都含有高(gao)Cr，穩定了鋼中的碳化(hua)物組成、形態和分(fen)布，所以耐高(gao)溫氫損傷(shang)。因(yin)此，作為另一種防腐(fu)蝕措施，通常在低合金鋼容器的內(nei)表面襯一層不銹鋼，是(shi)一個經濟實(shi)用(yong)的選擇(ze)。
g. 加工性
加(jia)(jia)工(gong)(gong)性包括成形(xing)、機加(jia)(jia)工(gong)(gong)、與其他金屬連(lian)接(jie)的(de)(de)焊接(jie)工(gong)(gong)藝(yi)及焊后熱(re)處理的(de)(de)難易性。并不(bu)是所(suo)有的(de)(de)加(jia)(jia)工(gong)(gong)車(che)間(jian)在技(ji)術(shu)上都有能力(li)正確地處理較復雜的(de)(de)材料。因(yin)此用戶要(yao)了(le)解加(jia)(jia)工(gong)(gong)者的(de)(de)能力(li)，這(zhe)是最基本的(de)(de)。另外，先(xian)進加(jia)(jia)工(gong)(gong)技(ji)術(shu)需要(yao)更高級的(de)(de)檢驗標準來判斷加(jia)(jia)工(gong)(gong)是否符合(he)要(yao)求(qiu)。
4. 成本核算
在材料(liao)的(de)(de)選擇中，選用是實用性(xing)(xing)和成本兩矛盾統(tong)一的(de)(de)最終結果(guo)，可用性(xing)(xing)價(jia)比(bi)來(lai)表示。
人(ren)們常說“物(wu)美價廉(lian)”和(he)“優(you)質(zhi)優(you)價”，這分別(bie)是材(cai)料(liao)消費者(zhe)和(he)材(cai)料(liao)生產者(zhe)各自傾(qing)向性(xing)的愿望，材(cai)料(liao)消費者(zhe)希望自己(ji)所選用的材(cai)料(liao)是“物(wu)美價廉(lian)”的；材(cai)料(liao)生產者(zhe)希望自己(ji)的產品能(neng)(neng)夠“優(you)質(zhi)優(you)價”，但只有(you)雙方都有(you)經(jing)濟效益，方能(neng)(neng)使整個社會有(you)效益。
以選(xuan)用(yong)耐腐蝕不(bu)銹鋼為(wei)例，如果(guo)不(bu)考慮(lv)其他因素，選(xuan)擇材料(liao)(liao)時應考慮(lv)下面兩個方(fang)面，一是(shi)(shi)(shi)最低的成(cheng)本(ben)(ben)，即選(xuan)擇低成(cheng)本(ben)(ben)的材料(liao)(liao)，并定期(qi)更換或采取防腐措施；二是(shi)(shi)(shi)高成(cheng)本(ben)(ben)腐蝕最小，也就是(shi)(shi)(shi)不(bu)考慮(lv)成(cheng)本(ben)(ben)，而選(xuan)擇最昂貴耐腐蝕的材料(liao)(liao)，其結果(guo)是(shi)(shi)(shi)使用(yong)周期(qi)長，可以免于頻(pin)繁地維修(xiu)。
在(zai)廉價材(cai)(cai)料(liao)(liao)與高(gao)價材(cai)(cai)料(liao)(liao)之(zhi)間，一(yi)般會認(ren)為(wei)選用(yong)(yong)高(gao)級(ji)的(de)結構材(cai)(cai)料(liao)(liao)產品(pin)，成(cheng)(cheng)(cheng)本一(yi)定是(shi)較高(gao)的(de)，因(yin)而(er)(er)制造商會刻意選擇廉價低(di)成(cheng)(cheng)(cheng)本的(de)材(cai)(cai)料(liao)(liao)，以求用(yong)(yong)最(zui)低(di)的(de)生產成(cheng)(cheng)(cheng)本，獲(huo)得競爭性(xing)的(de)產品(pin)標價。然(ran)而(er)(er)這種做法(fa)并不完全是(shi)正確(que)的(de)。因(yin)為(wei)，提高(gao)材(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)工(gong)藝性(xing)能，通常會提高(gao)單位(wei)質量(liang)的(de)費用(yong)(yong)。選用(yong)(yong)性(xing)能好的(de)材(cai)(cai)料(liao)(liao)，雖然(ran)材(cai)(cai)料(liao)(liao)成(cheng)(cheng)(cheng)本高(gao)一(yi)些，但就整個設備的(de)總體費用(yong)(yong)而(er)(er)言往往會低(di)一(yi)些。因(yin)此，由(you)于下列因(yin)素，使節省成(cheng)(cheng)(cheng)本成(cheng)(cheng)(cheng)為(wei)可能。
①. 需要較少的材料(liao)；
②. 較短的(de)熱處理周期(qi)；
③. 較少的焊(han)接時間和較少的焊(han)接填充材(cai)料；
④. 較低的運費；
⑤. 在運(yun)輸和(he)安裝過(guo)程中，現場的處理要求更簡單。
5. 使用過程中(zhong)可(ke)能的(de)失(shi)效模式和破壞形式
在使用過程(cheng)中發生(sheng)的(de)失(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)可(ke)能源于(yu)(yu)材料(liao)的(de)使用應力高于(yu)(yu)安全應力而引起的(de)過載(zai)或(huo)者在應力集中處產生(sheng)的(de)局部變(bian)(bian)形(xing)(xing)。大多數情況下(xia)失(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)模式取(qu)決于(yu)(yu)材料(liao)在最終狀態下(xia)的(de)性能。如承(cheng)壓下(xia)的(de)失(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)模式可(ke)能是：過度的(de)彈性變(bian)(bian)形(xing)(xing)和彈性失(shi)(shi)穩；塑性失(shi)(shi)穩，變(bian)(bian)形(xing)(xing)和破(po)裂(lie)；脆性斷裂(lie)；疲勞失(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)；蠕變(bian)(bian)變(bian)(bian)形(xing)(xing)和蠕變(bian)(bian)破(po)壞(huai)；環境(jing)破(po)壞(huai)如腐(fu)蝕(shi)和氫損傷。
大部分使用中(zhong)(zhong)的(de)失效涉及在(zai)(zai)應(ying)(ying)力(li)集中(zhong)(zhong)區缺陷處(chu)裂(lie)(lie)紋的(de)萌(meng)生(sheng)。在(zai)(zai)焊(han)接結構中(zhong)(zhong)，焊(han)接缺陷是(shi)相當普遍(bian)(bian)的(de)，甚至(zhi)是(shi)不(bu)可(ke)避免(mian)的(de)。因此不(bu)僅在(zai)(zai)設計(ji)(ji)中(zhong)(zhong)要防止過(guo)載，而且(qie)要避免(mian)由脆性(xing)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)、疲(pi)勞、蠕變和腐(fu)蝕(shi)(shi)可(ke)能引起(qi)的(de)低應(ying)(ying)力(li)失效。通過(guo)材料的(de)選(xuan)擇以及限制(zhi)主(zhu)應(ying)(ying)力(li)加二次(ci)應(ying)(ying)力(li)來避免(mian)過(guo)度的(de)彈性(xing)變形和彈性(xing)失穩；通過(guo)限制(zhi)主(zhu)應(ying)(ying)力(li)加二次(ci)應(ying)(ying)力(li)來避免(mian)塑性(xing)失穩；通過(guo)正確地(di)選(xuan)材、制(zhi)造(zao)、檢(jian)驗(yan)、檢(jian)查(cha)斷(duan)(duan)口韌性(xing)等(deng)來避免(mian)脆性(xing)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)。在(zai)(zai)壓(ya)力(li)容器和換熱器中(zhong)(zhong)很(hen)少出現由普遍(bian)(bian)腐(fu)蝕(shi)(shi)引起(qi)的(de)失效，因為設計(ji)(ji)者(zhe)意(yi)識到普遍(bian)(bian)腐(fu)蝕(shi)(shi)的(de)可(ke)能，并通常采用腐(fu)蝕(shi)(shi)裕(yu)量或(huo)選(xuan)擇耐腐(fu)蝕(shi)(shi)的(de)材料。然而，某(mou)些環境中(zhong)(zhong)可(ke)能發生(sheng)應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)開裂(lie)(lie)，在(zai)(zai)設計(ji)(ji)和選(xuan)材時(shi)應(ying)(ying)避免(mian)可(ke)能發生(sheng)這種失效。
6. 設(she)備的設(she)計特性
a. 維修
為了使設(she)(she)備便于維修(xiu)，在設(she)(she)計階段(duan)就應該(gai)很好(hao)的(de)(de)(de)(de)了解設(she)(she)備的(de)(de)(de)(de)特(te)(te)定環境和(he)特(te)(te)殊要求。在設(she)(she)計中必須考慮的(de)(de)(de)(de)一(yi)些(xie)與維修(xiu)相(xiang)關的(de)(de)(de)(de)項(xiang)目(mu)，包括(kuo)更換某(mou)些(xie)構件所(suo)需的(de)(de)(de)(de)拉動空(kong)(kong)間，如拉動熱交換器的(de)(de)(de)(de)管束所(suo)需的(de)(de)(de)(de)空(kong)(kong)間等，裝(zhuang)卸材料的(de)(de)(de)(de)設(she)(she)備，預定的(de)(de)(de)(de)清理方法和(he)所(suo)需的(de)(de)(de)(de)設(she)(she)備，容易更換構件，監控腐蝕和(he)積垢的(de)(de)(de)(de)能力，現場焊接的(de)(de)(de)(de)設(she)(she)備以及(ji)停工期(qi)檢查(cha)的(de)(de)(de)(de)設(she)(she)備和(he)可用性。
b. 安全保險(xian)的特性
安全保(bao)險(xian)的(de)(de)設計(ji)概念不僅要(yao)清楚地(di)認識到制造的(de)(de)局(ju)限性，而且要(yao)為操(cao)作(zuo)提供較大的(de)(de)安全空(kong)間，這(zhe)個(ge)概念與(yu)斷(duan)裂力學(xue)的(de)(de)研究相關。在(zai)設計(ji)一個(ge)設備(bei)的(de)(de)各個(ge)部分時(shi)要(yao)有(you)安全保(bao)險(xian)的(de)(de)特性，一般按下列幾個(ge)方面(mian)考慮：判斷(duan)結構中(zhong)疲勞裂紋(wen)(wen)可能(neng)擴展的(de)(de)點；確定可能(neng)有(you)的(de)(de)最(zui)小裂紋(wen)(wen)尺(chi)寸(cun)；確定可能(neng)有(you)的(de)(de)最(zui)大裂紋(wen)(wen)尺(chi)寸(cun)，該(gai)尺(chi)寸(cun)與(yu)最(zui)大破壞程(cheng)度及可能(neng)有(you)的(de)(de)最(zui)小裂紋(wen)(wen)與(yu)臨(lin)界(jie)裂紋(wen)(wen)尺(chi)寸(cun)之間的(de)(de)載荷相關。
c. 檢查的通道
壓(ya)力容(rong)器(qi)的設計應(ying)該提供檢(jian)(jian)驗人員(yuan)(yuan)進入(ru)容(rong)器(qi)檢(jian)(jian)查腐蝕損傷的通道。有(you)足夠的直徑讓人進入(ru)的容(rong)器(qi)應(ying)該有(you)可(ke)移(yi)動的內部構件(jian)，以允許(xu)進入(ru)人員(yuan)(yuan)通向容(rong)器(qi)的所(suo)有(you)部位。
d. 安(an)全(quan)性
壓力容(rong)器(qi)和(he)換(huan)熱器(qi)的(de)(de)(de)安(an)全操作需要保守(shou)的(de)(de)(de)設計(ji)和(he)標準(zhun)(zhun)指定的(de)(de)(de)習(xi)慣(guan)做法，并使用規(gui)范(fan)、標準(zhun)(zhun)中所許(xu)可的(de)(de)(de)材料。對換(huan)熱器(qi)和(he)壓力容(rong)器(qi)，視(shi)安(an)全性壓倒一切的(de)(de)(de)原因是避免可能(neng)對人類、經濟和(he)環(huan)境等方面產生災難性的(de)(de)(de)失效(xiao)。為了確保安(an)全，應該按照設計(ji)精(jing)確地制(zhi)造設備并充分地監督(du)檢查，以保證和(he)設計(ji)規(gui)范(fan)相符。同(tong)時要正確使用和(he)操作設備。
e. 設備壽命
為(wei)了獲(huo)得投資帶(dai)來的(de)(de)利潤，也(ye)為(wei)了使生產連續地(di)進行，設(she)(she)備(bei)(bei)構件及設(she)(she)備(bei)(bei)本身應(ying)(ying)(ying)該具(ju)有適當(dang)的(de)(de)壽(shou)命(ming)。構件的(de)(de)壽(shou)命(ming)取(qu)決于(yu)設(she)(she)計(ji)、結構材料(liao)的(de)(de)性能和它們(men)與使用環境之(zhi)間的(de)(de)相互作用以及制造和檢查(cha)的(de)(de)影(ying)響，還包括操作、維(wei)修(xiu)等的(de)(de)影(ying)響。為(wei)了獲(huo)得滿意的(de)(de)壽(shou)命(ming)，設(she)(she)備(bei)(bei)的(de)(de)結構材料(liao)要承受(shou)住設(she)(she)計(ji)應(ying)(ying)(ying)力、磨(mo)損、使用中(zhong)的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)。在設(she)(she)計(ji)階(jie)段，腐(fu)蝕(shi)問題同其(qi)他的(de)(de)操作條(tiao)件和設(she)(she)計(ji)參數(shu)如壓(ya)力、溫度和速度一樣(yang)重要。為(wei)了獲(huo)得最佳的(de)(de)使用壽(shou)命(ming)，不銹鋼選材要基于(yu)耐腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)觀點。要向材料(liao)供應(ying)(ying)(ying)商索取(qu)簡明(ming)而清晰的(de)(de)材料(liao)質量保(bao)證(zheng)書面(mian)說明(ming)，確保(bao)供應(ying)(ying)(ying)的(de)(de)材料(liao)正確。設(she)(she)計(ji)說明(ming)書內要有材料(liao)的(de)(de)耐蝕(shi)性。
f. 構件壽命
以熱(re)交(jiao)換(huan)器為例，熱(re)交(jiao)換(huan)器的(de)(de)殼體、管(guan)箱和(he)管(guan)板應該(gai)(gai)被設計至少使用(yong)10年或是(shi)(shi)原有管(guan)束(shu)的(de)(de)壽命另加兩(liang)個(ge)(ge)更換(huan)管(guan)束(shu)的(de)(de)周期(qi)。選擇(ze)的(de)(de)初始管(guan)子(zi)應該(gai)(gai)至少使用(yong)兩(liang)個(ge)(ge)運(yun)轉(zhuan)周期(qi)或5年，除非個(ge)(ge)別特殊環境(jing)的(de)(de)熱(re)交(jiao)換(huan)器，可能是(shi)(shi)只有較短的(de)(de)預期(qi)壽命。可是(shi)(shi)，這些規(gui)定不適用(yong)于核能熱(re)交(jiao)換(huan)器和(he)壓(ya)力容器。
由于不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)類型多(duo)，列入標準的(de)(de)(de)牌號多(duo)達一百多(duo)種(zhong)，同時還有大量廣泛使用(yong)的(de)(de)(de)非標準牌號，每一種(zhong)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)都有自(zi)己(ji)特定的(de)(de)(de)性能(neng)、功能(neng)和使用(yong)范(fan)圍。因此，正確、恰當地選擇(ze)合(he)(he)適的(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)種(zhong)難度(du)很大。這是因為它涉及的(de)(de)(de)材料學、腐(fu)蝕學以(yi)及工程學等多(duo)種(zhong)學科的(de)(de)(de)專(zhuan)門(men)知識。除(chu)此以(yi)外，工程經驗(yan)是合(he)(he)理(li)選用(yong)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)不(bu)(bu)可(ke)缺少的(de)(de)(de)重要(yao)條件。
通過合理地選擇、正確使用(yong)，使不銹鋼材料(liao)的特性(xing)和功能，在(zai)使用(yong)中得到充分體現和發(fa)揮，進而延長不銹鋼零部件的使用(yong)壽命，
保證不銹(xiu)鋼(gang)零部件、模具和機械設備的(de)高精度。這正是不銹(xiu)鋼(gang)工作者應盡的(de)職責。
三(san)、性能選材法(fa)
性(xing)(xing)能(neng)選用(yong)法包括使用(yong)性(xing)(xing)能(neng)和工藝(yi)性(xing)(xing)能(neng)。
1. 使用性(xing)能(neng)
人(ren)們一般慣于從(cong)各種材料(liao)手冊中查閱和(he)比(bi)較(jiao)各種材料(liao)的性(xing)能(neng)，然后選用。近年來，由于計算機的普遍應用，已(yi)將這些(xie)性(xing)能(neng)匯編為數據(ju)庫，便于檢索和(he)專家(jia)系統調用。
若有(you)兩種主(zhu)要性能時，則可應(ying)用“坐(zuo)標分類法”進行篩(shai)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(yong)(yong)性能和使(shi)用(yong)(yong)安全，選(xuan)用(yong)(yong)時可以(yi)提高一級(ji)或(huo)幾級(ji)使(shi)用(yong)(yong)。已經使(shi)用(yong)(yong)10Cr17（17％Cr）型(xing)(xing)(xing)的地方可以(yi)使(shi)用(yong)(yong)Cr-Ni鋼18-8型(xing)(xing)(xing)，已經使(shi)用(yong)(yong)06Cr11Ti型(xing)(xing)(xing)的地方有(you)時也(ye)可用(yong)(yong)10Cr17型(xing)(xing)(xing)。另外還許多在成分方面的改(gai)型(xing)(xing)(xing)鋼種并沒有(you)在上述表(biao)示(shi)出來(lai)。
2. 工藝性能
前面的有(you)關章節(jie)已經介紹了不銹(xiu)鋼焊接性(xing)(xing)、切削(xue)性(xing)(xing)、熱加工性(xing)(xing)及深(shen)沖性(xing)(xing)等(deng)工藝性(xing)(xing)能，可參閱。
在(zai)使(shi)用性(xing)能(neng)滿足(zu)要(yao)求后，工(gong)(gong)藝性(xing)能(neng)選(xuan)(xuan)材(cai)時，關(guan)注點(dian)主要(yao)是加(jia)工(gong)(gong)性(xing)能(neng)和加(jia)工(gong)(gong)成(cheng)本。即在(zai)較低的(de)加(jia)工(gong)(gong)成(cheng)本下(xia)完成(cheng)加(jia)工(gong)(gong)的(de)可行性(xing)。當所選(xuan)(xuan)材(cai)料(liao)的(de)使(shi)用性(xing)能(neng)，能(neng)滿足(zu)要(yao)求，但不(bu)(bu)能(neng)加(jia)工(gong)(gong)或加(jia)工(gong)(gong)費用太高而不(bu)(bu)能(neng)承(cheng)受(shou)時，可以選(xuan)(xuan)用較高一級不(bu)(bu)銹鋼(gang)種。
3. 性能遞增選材(cai)法
不銹鋼的類型和(he)鋼種(zhong)繁多(duo)，性能(neng)各異，但也有略同的。不銹鋼的牌號繁多(duo)，多(duo)達數百種(zhong)；雖說(shuo)牌號有數百種(zhong)，但總(zong)可(ke)以歸集為，
奧(ao)氏體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)、馬氏體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)、鐵素體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)、雙相不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)和沉淀(dian)硬化不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)五(wu)大(da)(da)類。同類不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)性能(neng)多有相似(si)或相近之處，為了(le)便于選擇不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)，可按使用性能(neng)及工(gong)藝性能(neng)，在不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的五(wu)大(da)(da)類型中(zhong)選定一類，在選定的一類中(zhong)再確定一個鋼(gang)(gang)種(zhong)，這樣范(fan)圍(wei)就大(da)(da)大(da)(da)縮小(xiao)了(le)許多。隨著性能(neng)的遞(di)增，范(fan)圍(wei)逐步(bu)遞(di)減(jian)，要選擇的鋼(gang)(gang)種(zhong)就會出現。
四、成本選材法
成(cheng)本選(xuan)(xuan)材(cai)(cai)法(fa)的(de)(de)成(cheng)本，包括有材(cai)(cai)料成(cheng)本和生產（制造）成(cheng)本。如(ru)果加工制作(zuo)工藝相差無幾，只是消耗材(cai)(cai)料存在有差別，也就是說(shuo)，可(ke)根據確定的(de)(de)不同參量選(xuan)(xuan)用材(cai)(cai)料。否則就需要綜合考(kao)慮(lv)材(cai)(cai)料成(cheng)本和制造工藝費(fei)用來選(xuan)(xuan)用材(cai)(cai)料。
1. 材料(liao)成(cheng)本(ben)法
若制(zhi)造工(gong)藝(yi)的(de)(de)費用沒有差異，則使用材料的(de)(de)用戶(hu)對(dui)不(bu)需要熱處(chu)理的(de)(de)鋼(gang)種，采(cai)用不(bu)同的(de)(de)經濟(ji)參數來比較和選(xuan)用：等(deng)強度(du)的(de)(de)相(xiang)對(dui)重(zhong)量(liang)；等(deng)剛度(du)的(de)(de)相(xiang)對(dui)重(zhong)量(liang)；等(deng)強度(du)的(de)(de)相(xiang)對(dui)成本；等(deng)剛度(du)的(de)(de)相(xiang)對(dui)成本。
設計時若使用屈服強度(du)，則選用屈服強度(du)。載(zai)荷相同時，變形量愈(yu)大，剛度(du)愈(yu)小(xiao)。很容易看(kan)出，變形及(ji)所需要的屈服強度(du)因負荷方式而不(bu)同，并(bing)與結(jie)構部件的幾何形狀(zhuang)有關。
從上面的(de)分(fen)析，可(ke)以得(de)到如下幾點(dian)看法。
①. 用(yong)低(di)合金高強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)鋼(gang)代替(ti)碳鋼(gang)，屈(qu)服強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)提高了(le)，只在等強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)的判據下，可以(yi)節約(yue)鋼(gang)材，節約(yue)的程度(du)與屈(qu)服強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)的比值也因載(zai)荷方式而不(bu)同，不(bu)能(neng)因為屈(qu)服強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)提高30％就認為能(neng)節約(yue)鋼(gang)材30％。若使用(yong)等剛(gang)度(du)判據，并不(bu)能(neng)節約(yue)鋼(gang)材。
②. 使(shi)用(yong)強度(du)高的(de)(de)鋼(gang)種，若采(cai)用(yong)等剛(gang)度(du)判據，肯定會增加成本；若采(cai)用(yong)等強度(du)判據，是否有(you)經(jing)濟效益(yi)，取決于屈服強度(du)的(de)(de)比值及鋼(gang)材價格的(de)(de)比值。
③. 對于交通(tong)運(yun)(yun)輸，例(li)(li)如，車輛、船舶(bo)等(deng)用(yong)鋼(gang)(gang)，為了(le)減(jian)少運(yun)(yun)輸費用(yong)，增(zeng)加(jia)運(yun)(yun)輸量(liang)(liang)，應該(gai)考慮采(cai)用(yong)等(deng)強度相(xiang)對重量(liang)(liang)和(he)等(deng)剛度相(xiang)對重量(liang)(liang)。對于固定結構，例(li)(li)如，橋梁(liang)、房屋等(deng)，則(ze)應使(shi)用(yong)等(deng)強度相(xiang)對成本和(he)等(deng)剛度相(xiang)對成本。至于改用(yong)鋼(gang)(gang)種所(suo)引起的(de)(de)經(jing)(jing)濟(ji)效益的(de)(de)分配(pei)，則(ze)隨經(jing)(jing)濟(ji)體(ti)制的(de)(de)不(bu)同(tong)（例(li)(li)如，計劃經(jing)(jing)濟(ji)、商(shang)品經(jing)(jing)濟(ji)等(deng)），而有不(bu)同(tong)方法。
④. 上面的(de)分析只考(kao)慮材料的(de)屈服強度和變(bian)形，在下(xia)面，將結合材料工藝綜合地分析成本(ben)。若有(you)低(di)溫韌性、大氣腐蝕、可焊性、耐(nai)磨性等問題，則應參考(kao)性能選材的(de)方(fang)法(fa)，將這些因(yin)素作為(wei)約束(shu)條件，或采用多目標的(de)選材法(fa)。
2. 生產成本法
從原材(cai)料(liao)制成部(bu)件全過程的成本分析，提供選材(cai)的另(ling)一種方法。
以前的廚具、炊具大部分采用(yong)有色金屬如鋁、銅或(huo)搪瓷(ci)等，而現在已基本被不(bu)銹鋼取代，不(bu)銹鋼不(bu)僅使用(yong)壽(shou)命長，而且美觀、價格低(di)廉、無污染，生產廢品(pin)易(yi)于(yu)回收再利用(yong)。
下(xia)面提供幾個(ge)為了降低成(cheng)本，應該考慮下(xia)述幾方面的問題。
①. 如果在某些高溫度環(huan)境中，當需(xu)要(yao)使用或(huo)計劃(hua)使用昂貴的(de)高鎳合金的(de)時(shi)候(hou)，可考慮(lv)能否用12Cr16Ni35（330）不銹鋼來代替以滿足要(yao)求(qiu)。
②. 可否用20Cr25Ni20（310）或16Cr23Ni13（309）來代(dai)替12Cr16Ni35（330），相比之(zhi)下(xia)，這些(xie)鋼的高(gao)溫強度較低，但(dan)是(shi)對多(duo)種用途具有良好的性能。
③. 假如需要使用(yong)或計劃使用(yong)022Cr19Ni10（304L）不銹鋼，則要認(ren)真(zhen)考慮是否真(zhen)的(de)需要這種低碳品(pin)種。在022Cr19Ni10（304L）不銹鋼焊接熱影響區(qu)，能夠保持充分的(de)非常有效的(de)抗腐蝕性，但是有時卻將其用(yong)于與熱影響區(qu)腐蝕危險無(wu)關緊要的(de)地(di)方，造成不必要的(de)浪費。
④. 在(zai)選用(yong)成形用(yong)不(bu)銹(xiu)鋼時(shi)，可(ke)否(fou)用(yong)12Cr17Ni7（301）代替06Cr19Ni10（304），由(you)于(yu)在(zai)絕(jue)大多數情況下，略微降低鉻(ge)和(he)鎳(nie)的含量(liang)并不(bu)會大大降低抗(kang)腐蝕性，所以唯一(yi)真正(zheng)的決定因素(su)是(shi)成形性能。
⑤. 如(ru)果用(yong)12Cr17Mn6Ni5N（201）不(bu)銹(xiu)鋼代替 12Cr17Ni7（301）不(bu)銹(xiu)鋼可(ke)以大(da)大(da)降低成本的話，雖然在200系列(lie)中用(yong)錳代替鎳，但(dan)其(qi)抗腐蝕性能卻能滿足多(duo)種用(yong)途(tu)。當然應考慮可(ke)成形性和外觀特點方(fang)面的差異。
⑥. 400系列中的(de)某種(zhong)合金(jin)可以(yi)用(yong)來代替Cr-Ni（300系列）或Cr-Mn-Ni（200系列）中的(de)某些鋼種(zhong)，10Cr17（430）在許多用(yong)途(tu)中可以(yi)滿足對其抗腐(fu)蝕性能的(de)要求(qiu)，但(dan)應考慮(lv)加工過程(cheng)中遇(yu)到(dao)的(de)各種(zhong)困難。
⑦. 可以用06Cr11Ti（409）或(huo)其他(ta)11％Cr合金代替17％Cr合金，這就會使(shi)抗腐(fu)(fu)蝕(shi)性能大幅度下降，但是(shi)能否滿足使(shi)用要求才是(shi)關鍵。目前(qian)有(you)幾種06Crl1Ti（409）的(de)改進型，它們具(ju)有(you)不同的(de)耐(nai)腐(fu)(fu)蝕(shi)性能、表面質量(liang)和(he)可加(jia)工性。
⑧. 可以用某種(zhong)不銹鋼代替其他金屬或非金屬材料，通(tong)常，這(zhe)種(zhong)改變可以用較低的成本實現(xian)較好的使用性能。但是(shi)，當考慮總成本而不是(shi)只(zhi)考慮原(yuan)材料價格時，使用較高等級的不銹鋼通(tong)常會更為經濟。
五(wu)、多目標(biao)選材(cai)法
實(shi)際上選材是個多目標的決策(ce)問題(ti)，這些目標有成(cheng)本(ben)(ben)和性能兩類。成(cheng)本(ben)(ben)可分為變動成(cheng)本(ben)(ben)和固定成(cheng)本(ben)(ben)兩大項。
前面(mian)將性(xing)能定義為：“材(cai)料的性(xing)能是一(yi)種參量，用于(yu)表(biao)征材(cai)料在給定外界條件(jian)下的行為”。
考慮到材料的應用(yong)，可將性能分為使用(yong)性能及工藝性能。應該指出，上述定義中的外界條件除了自(zi)然(ran)條件外，還應包括社(she)會(hui)條件，特別是(shi)人類的喜愛和社(she)會(hui)的選擇。
前面(mian)所討(tao)論的性(xing)能選(xuan)材法和成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)選(xuan)材法，是(shi)將多目(mu)標(biao)簡(jian)化為單(dan)目(mu)標(biao)，即性(xing)能或成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)，為的是(shi)將選(xuan)材問題簡(jian)單(dan)化，實際上(shang)，性(xing)能本(ben)(ben)身也(ye)有多目(mu)標(biao)。
如(ru)果(guo)將價值工(gong)程(cheng)用(yong)(yong)于材(cai)(cai)料的(de)選用(yong)(yong)，那么選材(cai)(cai)即可簡化(hua)為：“選擇能滿(man)足部件對材(cai)(cai)料的(de)最低要求(qiu)，而成(cheng)本又(you)是最低的(de)材(cai)(cai)料”。這樣即可將性能與(yu)成(cheng)本的(de)要求(qiu)并稱為特性。
對(dui)于(yu)特性、要(yao)求、性能等的(de)確定是較為(wei)困難的(de)，因為(wei)這需(xu)要(yao)依據(ju)科學知(zhi)識(shi)和實際經驗進(jin)行判斷(duan)。例如(ru)，當對(dui)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)和塑料有比較深(shen)入的(de)了解后(hou)，在選(xuan)(xuan)擇(ze)洗衣機外殼材料時，就一定會選(xuan)(xuan)用塑料而不(bu)選(xuan)(xuan)用不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)。因為(wei)塑料的(de)特性就足(zu)可以滿足(zu)洗衣機外殼的(de)要(yao)求，其性能可以超(chao)過不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)而成本卻遠遠低(di)于(yu)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)。
