通常，將不(bu)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(xian)要確定(ding)不銹鋼的使用條件，包括溫度(du)、介質成分、受力狀態、制作(zuo)工藝、設(she)計壽命、特殊要求。
隨后就是依據使(shi)用條(tiao)件(jian)，了解相(xiang)關不(bu)銹鋼的性(xing)能(neng)、收集(ji)相(xiang)關數據及(ji)資料，如室溫、高溫條(tiao)件(jian)下(xia)使(shi)用的力學性(xing)能(neng)；腐(fu)蝕環境條(tiao)件(jian)使(shi)用耐腐(fu)蝕性(xing)能(neng)以(yi)及(ji)其工藝(yi)性(xing)能(neng)、物理性(xing)能(neng)、價格、供貨難易(yi)程度等。
在了解和(he)收集(ji)不到相(xiang)關數據的情況下(xia)，可(ke)依據使用條(tiao)件進行(xing)(xing)必(bi)要的實(shi)際經驗(yan)、現場掛片(pian)試(shi)驗(yan)或實(shi)驗(yan)室(shi)模擬(ni)試(shi)驗(yan)。如果(guo)沒有條(tiao)件做上述試(shi)驗(yan)，也可(ke)采用相(xiang)似條(tiao)件的運行(xing)(xing)經驗(yan)、現場掛片(pian)結果(guo)、實(shi)驗(yan)室(shi)模擬(ni)實(shi)驗(yan)、模擬(ni)體運行(xing)(xing)結果(guo)作為選材(cai)的依據。
在(zai)上述程序中(zhong)，使用(yong)條件(jian)是(shi)決定選(xuan)(xuan)用(yong)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)類別(bie)的(de)(de)主導因素。例如(ru)(ru)，如(ru)(ru)果使用(yong)溫度(du)(du)是(shi)在(zai)低溫條件(jian)下，就不(bu)宜選(xuan)(xuan)用(yong)鐵素體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)和(he)雙相不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)；如(ru)(ru)果在(zai)300～500℃長期運(yun)行，也不(bu)宜選(xuan)(xuan)用(yong)雙相不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)和(he)常規的(de)(de)中(zhong)、高鉻鐵素體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)。如(ru)(ru)果要求無磁，那就只能選(xuan)(xuan)擇(ze)奧氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)；在(zai)要求高強度(du)(du)，高硬(ying)度(du)(du)的(de)(de)設(she)備部(bu)件(jian)中(zhong)，馬氏體(ti)和(he)沉淀(dian)硬(ying)化(hua)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)是(shi)唯(wei)一的(de)(de)選(xuan)(xuan)擇(ze)；在(zai)既(ji)要求具(ju)有高的(de)(de)強度(du)(du)又要求具(ju)有無磁性的(de)(de)部(bu)件(jian)，就只能選(xuan)(xuan)擇(ze)奧氏體(ti)型沉淀(dian)硬(ying)化(hua)型不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)或冷加工(gong)硬(ying)化(hua)的(de)(de)奧氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)。
在(zai)(zai)鋼的(de)(de)類(lei)型(xing)確定之(zhi)后，可(ke)根據設(she)備或部(bu)件對各(ge)種性能(neng)的(de)(de)要求，選用相適應(ying)(ying)的(de)(de)不(bu)銹(xiu)鋼牌(pai)(pai)號。通(tong)常都能(neng)選到(dao)合(he)適的(de)(de)牌(pai)(pai)號，當無相應(ying)(ying)牌(pai)(pai)號可(ke)選擇(ze)時(shi)，只能(neng)在(zai)(zai)耐蝕(shi)合(he)金中選擇(ze)或者研究新的(de)(de)不(bu)銹(xiu)鋼牌(pai)(pai)號。
總的來說，選用不(bu)銹鋼的方法(fa)(fa)有性能法(fa)(fa)、成本法(fa)(fa)和多目標選材法(fa)(fa)等。
材料(liao)的選用(yong)包括材料(liao)的選擇和(he)應用(yong)。
一(yi)、提出(chu)問題(ti)
1. 材料失效的主要方式為斷(duan)裂、腐蝕和磨(mo)損
為防止(zhi)失(shi)效(xiao)(xiao)事故的(de)(de)(de)發(fa)生(sheng)，就需要依據(ju)失(shi)效(xiao)(xiao)原(yuan)因，通過(guo)選用(yong)合適的(de)(de)(de)材(cai)料(liao)(liao)，采(cai)用(yong)恰當的(de)(de)(de)工藝(yi)，來防止(zhi)材(cai)料(liao)(liao)失(shi)效(xiao)(xiao)。這(zhe)類失(shi)效(xiao)(xiao)可能發(fa)生(sheng)在使(shi)用(yong)過(guo)程中，也可能發(fa)生(sheng)在生(sheng)產加工階段，這(zhe)就會(hui)涉及材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)使(shi)用(yong)性(xing)能和(he)工藝(yi)性(xing)能。解決這(zhe)類選材(cai)問題需要運用(yong)材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)應用(yong)和(he)失(shi)效(xiao)(xiao)、材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)使(shi)用(yong)性(xing)能和(he)材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)工藝(yi)性(xing)能等方面的(de)(de)(de)知(zhi)識。
2. 材(cai)料的選(xuan)擇
當然是(shi)(shi)選(xuan)擇(ze)成本最低而又(you)滿足(zu)最低使用(yong)性(xing)(xing)(xing)能的(de)材料，這(zhe)是(shi)(shi)價值工程在材料問題(ti)(ti)上的(de)應用(yong)，也是(shi)(shi)個多目標的(de)決(jue)策(ce)問題(ti)(ti)。材料要(yao)選(xuan)用(yong)成本低廉的(de)，并能滿足(zu)最低使用(yong)性(xing)(xing)(xing)能要(yao)求材料的(de)，也就(jiu)是(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)價比最高的(de)材料。
適應科(ke)技、社會和市(shi)場的(de)發展，選(xuan)擇材(cai)料，這(zhe)是帶(dai)戰略性的(de)選(xuan)材(cai)問題。例(li)如，最新科(ke)技成果的(de)應用；社會條件的(de)限制(zhi)，如資源和環保的(de)限制(zhi)；市(shi)場預測(ce)，消費者對產品(pin)式樣的(de)喜好和購買力影響(xiang)(xiang)了產品(pin)的(de)檔(dang)次，從而影響(xiang)(xiang)了對材(cai)料的(de)選(xuan)用，這(zhe)些問題有賴于(yu)對市(shi)場要求的(de)判斷(duan)，涉及心理(li)學(xue)、技術(shu)美學(xue)、預測(ce)學(xue)等方面知識(shi)。
不(bu)銹鋼(gang)的(de)選用(yong)不(bu)可避免地會遇(yu)到上述問題(ti)(ti)。綜上所述，不(bu)銹鋼(gang)的(de)選用(yong)是一種較為(wei)復雜的(de)判斷問題(ti)(ti)，特別是大宗不(bu)銹鋼(gang)的(de)選用(yong)，需要(yao)應(ying)用(yong)材料系統(tong)中決策方(fang)(fang)面(mian)技術(shu)，即在明(ming)確問題(ti)(ti)的(de)基礎上，然(ran)后(hou)(hou)分析問題(ti)(ti)，最后(hou)(hou)提出選用(yong)方(fang)(fang)案。
二、材(cai)料選擇的步(bu)驟
不銹鋼材料選擇應遵循(xun)的順(shun)序是(shi)：使用條件評價(jia)→設計評價(jia)→材料選擇→材料成本評價(jia)→相關(guan)規范(fan)。
選(xuan)用(yong)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼時，首先要明確(que)使用(yong)環境(jing)對不(bu)(bu)銹(xiu)鋼的(de)要求，即耐(nai)腐蝕(shi)性(xing)、耐(nai)熱性(xing)及機械性(xing)能等(deng)(deng)；其次才是考查綜合(he)(he)成(cheng)本(ben)(ben)。例如(ru)，包括原(yuan)材料成(cheng)本(ben)(ben)、加工成(cheng)本(ben)(ben)和廢品等(deng)(deng)。當較為便宜的(de)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼，具有上(shang)述所需(xu)的(de)性(xing)能的(de)，無疑選(xuan)用(yong)便宜的(de)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼是最(zui)佳選(xuan)擇(ze)。如(ru)果用(yong)量非常(chang)大時，專門(men)為此設計(ji)一新鋼種，來滿足需(xu)要，那也值(zhi)得(de)和合(he)(he)算的(de)。
1. 材料使用條件的(de)評(ping)價
材(cai)料(liao)選擇(ze)的(de)(de)第(di)一步是全面評(ping)價(jia)由所選用的(de)(de)不銹(xiu)鋼(gang)材(cai)料(liao)制作成的(de)(de)零部(bu)件在(zai)工藝環境和設備的(de)(de)使(shi)用條件下(xia)，能(neng)否滿足如(ru)(ru)使(shi)用溫度、壓力和流體的(de)(de)狀態(tai)的(de)(de)要求。為此(ci)需(xu)要掌握(wo)如(ru)(ru)下(xia)的(de)(de)工藝數據(ju)。
①. 使用環(huan)境-操作介(jie)質(zhi)的性質(zhi)和成分、水的化學(xue)性質(zhi)、蒸汽質(zhi)量、溶(rong)液(ye)的組(zu)分及濃(nong)度、傳導率、pH值、通風、雜質(zhi)等(deng)。
②. 壓力-平均值和范圍(wei)，恒定(ding)或交替變化，內部載荷(he)或外(wai)部載荷(he)。
③. 溫度-平均值(zhi)和范圍，恒(heng)定或變量，熱梯(ti)度和熱振動。
④. 速(su)度-流(liu)動速(su)率，線性速(su)度，名義速(su)度和范圍(wei)，攪動程度，湍流(liu)等。
要想選(xuan)擇滿意的材料性(xing)能，除了使用溫度和壓力外，還必(bi)須考慮其他因素，如啟動和關閉(bi)、間歇操(cao)作、瞬時現象、壓力沖(chong)擊及(ji)系統(tong)的瞬間失效。
2. 設計的評(ping)價(jia)
使用條件評價完之(zhi)(zhi)后，隨之(zhi)(zhi)其后，則需要依據材料(liao)考(kao)慮設(she)備設(she)計(ji)和(he)各(ge)種零部件的類型、尺寸、配合和(he)服役期間的臨界狀(zhuang)態。同(tong)時還要根據所選用的材料(liao)考(kao)慮各(ge)種加工(gong)制造技術(shu)的可行性，如鍛造、冷熱(re)成形、機加工(gong)和(he)焊接等。
3. 材料的(de)評估
材料(liao)的(de)評估(gu)包(bao)括材料(liao)的(de)性能和冶金方面的(de)試驗(yan)，含(han)金屬連接(jie)在(zai)內的(de)加工性的(de)檢測以及在(zai)實驗(yan)室和現場試驗(yan)中材料(liao)的(de)適(shi)用性。材料(liao)的(de)耐蝕性評估(gu)將進一步討論(lun)。
a. 材料試驗(yan)
除了用化學(xue)分析檢(jian)查材料(liao)的(de)成分以外(wai)，通常對(dui)所選(xuan)定(ding)(ding)試(shi)樣(yang)進行(xing)表觀檢(jian)查和力學(xue)試(shi)驗(yan)(yan)以及(ji)(ji)確定(ding)(ding)原材料(liao)是否(fou)滿足每個(ge)規定(ding)(ding)的(de)要(yao)求。另外(wai)需要(yao)對(dui)焊(han)接試(shi)樣(yang)進行(xing)試(shi)驗(yan)(yan)以評定(ding)(ding)焊(han)接質(zhi)量。其中力學(xue)試(shi)驗(yan)(yan)有(you)拉伸試(shi)驗(yan)(yan)、彎曲試(shi)驗(yan)(yan)、沖擊試(shi)驗(yan)(yan)等。材料(liao)截面試(shi)樣(yang)的(de)金相檢(jian)查提(ti)供含夾雜物材料(liao)與純凈度(du)相關的(de)信息，并提(ti)供金相結構及(ji)(ji)晶(jing)粒尺寸。對(dui)于(yu)焊(han)接部位，類似的(de)檢(jian)查可(ke)以檢(jian)驗(yan)(yan)出焊(han)接缺陷(xian)，如(ru)夾雜物、孔隙度(du)、裂(lie)紋及(ji)(ji)不符合要(yao)求的(de)焊(han)接技(ji)術等。這些試(shi)驗(yan)(yan)對(dui)材料(liao)本身是典型的(de)破壞性試(shi)驗(yan)(yan)。
b. 材(cai)料耐(nai)蝕性的評估(gu)和選擇
材料的(de)(de)選用，愈來愈習(xi)慣用模擬環(huan)境試(shi)(shi)驗(yan)的(de)(de)數據作為依據來選擇材料以防止腐蝕(shi)，包括(kuo)(kuo)高溫腐蝕(shi)。這些試(shi)(shi)驗(yan)包括(kuo)(kuo)：腐蝕(shi)掛片試(shi)(shi)驗(yan)；熱質量分(fen)析（TGA）；動態燃燒室的(de)(de)研究；熱循環(huan)；實(shi)驗(yan)室玻璃器(qi)皿的(de)(de)試(shi)(shi)驗(yan)；現場試(shi)(shi)驗(yan)。
c. 材料的功能要求
①. 強度(du)
強(qiang)(qiang)度包括(kuo)多個力(li)學性能，最(zui)(zui)常(chang)用(yong)來(lai)指拉伸強(qiang)(qiang)度和屈(qu)服強(qiang)(qiang)度。可(ke)(ke)以利用(yong)應(ying)力(li)-應(ying)變曲線來(lai)理解它們。其他相(xiang)關(guan)的(de)強(qiang)(qiang)度還包括(kuo)壓縮、彎曲、剪切和扭(niu)轉強(qiang)(qiang)度。在條件(jian)許可(ke)(ke)情況下最(zui)(zui)好使用(yong)高強(qiang)(qiang)度的(de)材料以減少零件(jian)的(de)厚度。
②. 疲勞(lao)強度
疲(pi)(pi)勞(lao)是指由(you)循(xun)環應(ying)(ying)力(li)(li)造成金(jin)(jin)屬斷裂(lie)的(de)失(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)。常見的(de)例子包(bao)括遠低(di)于(yu)拉伸強度的(de)速變應(ying)(ying)力(li)(li)。當應(ying)(ying)力(li)(li)增大(da)(da)時(shi)，引起失(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)所(suo)需要的(de)循(xun)環次(ci)(ci)數就(jiu)減少。習慣上繪制金(jin)(jin)屬應(ying)(ying)力(li)(li)和(he)循(xun)環次(ci)(ci)數曲(qu)線(xian)（S-N），如圖4-3所(suo)示。曲(qu)線(xian)由(you)應(ying)(ying)力(li)(li)相(xiang)對(dui)(dui)于(yu)循(xun)環次(ci)(ci)數的(de)對(dui)(dui)數來(lai)描繪。對(dui)(dui)于(yu)一個(ge)給定的(de)較大(da)(da)循(xun)環次(ci)(ci)數，通常在低(di)于(yu)某應(ying)(ying)力(li)(li)值(zhi)的(de)情況下不發生失(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)，這(zhe)個(ge)應(ying)(ying)力(li)(li)值(zhi)就(jiu)稱(cheng)為(wei)疲(pi)(pi)勞(lao)極(ji)(ji)限(xian)。因為(wei)以(yi)(yi)保持正常的(de)應(ying)(ying)力(li)(li)不高(gao)于(yu)疲(pi)(pi)勞(lao)極(ji)(ji)限(xian)的(de)應(ying)(ying)力(li)(li)防止變形(xing)和(he)斷裂(lie)，所(suo)以(yi)(yi)疲(pi)(pi)勞(lao)失(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)幾(ji)乎總是伴隨著突(tu)變、缺口、沖(chong)擊、殘余(yu)應(ying)(ying)力(li)(li)的(de)存(cun)在而發生。
疲(pi)(pi)勞失效常(chang)常(chang)發生在(zai)焊接(jie)接(jie)頭，因(yin)為(wei)采用(yong)焊接(jie)接(jie)頭，這(zhe)樣的(de)設計(ji)會出現明顯(xian)的(de)應(ying)(ying)(ying)力(li)集中效應(ying)(ying)(ying)。有利于耐疲(pi)(pi)勞的(de)材料特性和設計(ji)特性有，利用(yong)合金化(hua)或熱處理來(lai)提高拉伸強度(du)；減(jian)少(shao)(shao)工件的(de)厚度(du)，使用(yong)拋光表面(mian)，降(jiang)低(di)設計(ji)應(ying)(ying)(ying)力(li)，細(xi)化(hua)材料的(de)晶粒(li)尺寸，消除材料的(de)冶金缺陷和殘余應(ying)(ying)(ying)力(li)，減(jian)輕表面(mian)存在(zai)壓應(ying)(ying)(ying)力(li)，減(jian)少(shao)(shao)助長腐(fu)蝕和疲(pi)(pi)勞的(de)環(huan)境，并且采用(yong)金屬覆蓋層(ceng)，如Cr、Ni或Cd（鎘(ge)）鍍(du)層(ceng)，這(zhe)是因(yin)為(wei)鍍(du)層(ceng)中的(de)微裂紋有可能會降(jiang)低(di)疲(pi)(pi)勞強度(du)。
③. 脆性斷(duan)裂
脆性(xing)(xing)(xing)斷(duan)裂(lie)是在低(di)于(yu)屈服強度的正常應(ying)力下，由于(yu)裂(lie)紋(wen)的快速擴展而(er)造成的失效。絕大多數的脆性(xing)(xing)(xing)斷(duan)裂(lie)發生在具有體心立方(fang)(fang)（bcc）晶格結構的金(jin)屬中，特別是鐵素(su)體不(bu)銹鋼(gang)，不(bu)僅(jin)在低(di)于(yu)臨界拉伸強度，甚至低(di)于(yu)屈服強度的情況下就會發生完全的斷(duan)裂(lie)。鋼(gang)發生脆性(xing)(xing)(xing)斷(duan)裂(lie)的條件如(ru)下：本(ben)身(shen)存(cun)在缺(que)陷(xian)；缺(que)陷(xian)處(chu)存(cun)在殘(can)余拉伸應(ying)力與工作載荷引(yin)起的拉伸應(ying)力的交匯(hui)，如(ru)果(guo)應(ying)力是三維方(fang)(fang)向就更為(wei)嚴重；足夠低(di)的溫度；還原處(chu)理、成分、軋制操作和后續的熱處(chu)理等冶金(jin)因素(su)；韌(ren)性(xing)(xing)(xing)；蠕變(bian)；耐(nai)熱性(xing)(xing)(xing)；熱和腐(fu)蝕；耐(nai)蝕性(xing)(xing)(xing)；氫腐(fu)蝕；加工性(xing)(xing)(xing)。
④. 韌(ren)性
材料的(de)(de)韌(ren)性就(jiu)是指材料斷裂(lie)之前吸收(shou)能量和(he)(he)塑性變形的(de)(de)能力，韌(ren)性是用材料成形和(he)(he)斷裂(lie)期(qi)間吸收(shou)的(de)(de)能量來衡量的(de)(de)。它是最重(zhong)要(yao)的(de)(de)低溫(wen)力學(xue)性能而不(bu)是強度。缺口(kou)的(de)(de)韌(ren)性受(shou)化學(xue)成分、微觀組織、晶粒(li)尺(chi)寸(cun)、晶粒(li)生長的(de)(de)模式、截(jie)面(mian)尺(chi)寸(cun)、冷熱加(jia)工的(de)(de)溫(wen)度、加(jia)工方(fang)法和(he)(he)表(biao)面(mian)狀(zhuang)況如滲碳(tan)和(he)(he)脫碳(tan)等影響。
基(ji)本(ben)試(shi)(shi)驗(yan)：最普通(tong)的(de)韌性(xing)試(shi)(shi)驗(yan)是采用帶(dai)缺(que)口的(de)試(shi)(shi)樣，通(tong)常(chang)通(tong)過沖擊(ji)試(shi)(shi)驗(yan)測量缺(que)口韌性(xing)，或在相(xiang)對較低的(de)應變速率下測量斷裂韌性(xing)。沖擊(ji)試(shi)(shi)驗(yan)可揭示(shi)材(cai)料(liao)的(de)低溫強度、韌性(xing)不足和脆性(xing)，這些試(shi)(shi)驗(yan)特別適合鐵素體材(cai)料(liao)，可以顯示(shi)韌性(xing)向脆性(xing)的(de)轉變。
⑤. 耐(nai)蝕性(xing)
金屬和(he)合金的(de)(de)(de)破壞大多是(shi)由腐蝕造成的(de)(de)(de)。實際上對于所有包含一系列基(ji)本操作的(de)(de)(de)工藝過(guo)程來說，設備、換熱器、管道構(gou)(gou)件(jian)(jian)或(huo)其他系統構(gou)(gou)件(jian)(jian)的(de)(de)(de)失效就(jiu)意(yi)味著(zhu)停(ting)工、昂貴的(de)(de)(de)維(wei)修(xiu)和(he)更換構(gou)(gou)件(jian)(jian)，因此(ci)壓力容器和(he)換熱器的(de)(de)(de)結(jie)構(gou)(gou)材(cai)料應該(gai)在(zai)使用環境中具有合適的(de)(de)(de)腐蝕速率(lv)。另外注意(yi)由周圍氣氛引起的(de)(de)(de)腐蝕。
d. 根據耐蝕性(xing)的(de)條(tiao)件(jian)來選擇材料(liao)良好(hao)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(xiao)
盡管材(cai)料選擇已經(jing)是十(shi)分認(ren)真了，并且有(you)(you)時(shi)還(huan)進一步(bu)采用了防腐蝕(shi)(shi)方法，但少數意(yi)(yi)外(wai)的失效總還(huan)會發生(sheng)。導致意(yi)(yi)外(wai)腐蝕(shi)(shi)失效的原因可能為(wei)以下一種或幾種：使用了帶有(you)(you)缺(que)陷的材(cai)料；設計不(bu)合理；不(bu)正常的操作；制造(zao)不(bu)當和(he)檢(jian)驗不(bu)充分；維護不(bu)適當。所以采取一定(ding)的預防措施，是避免(mian)腐蝕(shi)(shi)失效發生(sheng)的有(you)(you)效辦法。
f. 氫腐蝕
氫(qing)(qing)腐(fu)蝕是(shi)在高于220～243℃溫(wen)度(du)的含氫(qing)(qing)環(huan)境中，碳(tan)鋼和低合金鋼的損傷(shang)機制(zhi)，一般不被人們所關注。室溫(wen)下(xia)(xia)鋼制(zhi)容(rong)器(qi)當然(ran)是(shi)可以(yi)處理高壓氫(qing)(qing)的。但在較高的溫(wen)度(du)下(xia)(xia)，氫(qing)(qing)能擴(kuo)散到鋼中與(yu)碳(tan)原子反應生成甲烷氣體
2H2+FeC→CH4+Fe
高(gao)溫(wen)高(gao)壓下，氫(qing)能(neng)夠與間(jian)隙固溶體中(zhong)的碳(tan)反應，導致(zhi)(zhi)初始脫(tuo)碳(tan)，接著在晶界產生(sheng)不穩(wen)定的碳(tan)化(hua)物，形(xing)成甲烷(wan)氣(qi)泡。由于(yu)甲烷(wan)不能(neng)從鋼中(zhong)擴散出去，它的積(ji)聚引起開裂和鼓泡，從而使鋼材失去韌性導致(zhi)(zhi)最終(zhong)失效。解決這個問題就(jiu)需要穩(wen)定鋼中(zhong)的碳(tan)化(hua)物組成、形(xing)態和分布。
氫(qing)(qing)腐(fu)蝕的(de)(de)防(fang)護。根(gen)據(ju)實際經驗(yan)防(fang)止氫(qing)(qing)腐(fu)蝕的(de)(de)唯(wei)一可行的(de)(de)方法，就(jiu)是(shi)使用(yong)耐這(zhe)種破壞形(xing)式的(de)(de)鋼(gang)(gang)。因為所有的(de)(de)奧氏體不(bu)銹鋼(gang)(gang)都含有高(gao)Cr，穩定(ding)了鋼(gang)(gang)中的(de)(de)碳化物組成(cheng)、形(xing)態和分(fen)布，所以耐高(gao)溫氫(qing)(qing)損(sun)傷。因此，作為另一種防(fang)腐(fu)蝕措施，通常(chang)在(zai)低合金鋼(gang)(gang)容器的(de)(de)內(nei)表面襯一層(ceng)不(bu)銹鋼(gang)(gang)，是(shi)一個經濟實用(yong)的(de)(de)選擇。
g. 加工性
加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)性包括(kuo)成(cheng)形、機加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)、與(yu)其他金屬連(lian)接(jie)的(de)(de)(de)焊(han)接(jie)工(gong)(gong)(gong)藝及焊(han)后熱處(chu)(chu)理的(de)(de)(de)難易性。并(bing)不是所有(you)的(de)(de)(de)加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)車間在技(ji)術(shu)上都(dou)有(you)能力正確地(di)處(chu)(chu)理較復雜的(de)(de)(de)材料。因此用戶要(yao)了解加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)者的(de)(de)(de)能力，這是最基本的(de)(de)(de)。另(ling)外，先(xian)進加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)技(ji)術(shu)需要(yao)更高(gao)級的(de)(de)(de)檢(jian)驗(yan)標準(zhun)來判斷加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)是否(fou)符合(he)要(yao)求。
4. 成(cheng)本核(he)算(suan)
在材料(liao)的選擇中，選用是實用性和成本(ben)兩矛盾統一的最終結果，可用性價比來表示。
人(ren)們常(chang)說“物美價廉”和(he)“優質優價”，這分別是材(cai)料(liao)消(xiao)費(fei)者(zhe)和(he)材(cai)料(liao)生產(chan)者(zhe)各自傾向性的(de)愿望(wang)，材(cai)料(liao)消(xiao)費(fei)者(zhe)希(xi)望(wang)自己(ji)所(suo)選用(yong)的(de)材(cai)料(liao)是“物美價廉”的(de)；材(cai)料(liao)生產(chan)者(zhe)希(xi)望(wang)自己(ji)的(de)產(chan)品能(neng)(neng)夠“優質優價”，但只(zhi)有雙(shuang)方都(dou)有經(jing)濟效(xiao)益(yi)，方能(neng)(neng)使整個社會有效(xiao)益(yi)。
以選(xuan)用耐(nai)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)不(bu)銹鋼為(wei)例，如果不(bu)考慮其他因素，選(xuan)擇(ze)材(cai)料(liao)時(shi)應考慮下面(mian)兩個方面(mian)，一是(shi)最低的(de)成(cheng)(cheng)(cheng)本，即選(xuan)擇(ze)低成(cheng)(cheng)(cheng)本的(de)材(cai)料(liao)，并定期更換(huan)或采取防(fang)腐(fu)(fu)措(cuo)施；二是(shi)高成(cheng)(cheng)(cheng)本腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)最小，也就是(shi)不(bu)考慮成(cheng)(cheng)(cheng)本，而選(xuan)擇(ze)最昂貴耐(nai)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)的(de)材(cai)料(liao)，其結果是(shi)使用周期長，可以免(mian)于(yu)頻繁地(di)維(wei)修。
在廉價(jia)材(cai)料(liao)(liao)與高(gao)價(jia)材(cai)料(liao)(liao)之間，一(yi)般會(hui)認為(wei)選(xuan)(xuan)(xuan)用高(gao)級的(de)(de)結構材(cai)料(liao)(liao)產(chan)(chan)品(pin)，成(cheng)(cheng)本一(yi)定是(shi)(shi)較(jiao)高(gao)的(de)(de)，因(yin)(yin)而制造商會(hui)刻意選(xuan)(xuan)(xuan)擇(ze)廉價(jia)低(di)成(cheng)(cheng)本的(de)(de)材(cai)料(liao)(liao)，以(yi)求用最低(di)的(de)(de)生產(chan)(chan)成(cheng)(cheng)本，獲得競爭性(xing)的(de)(de)產(chan)(chan)品(pin)標價(jia)。然而這種(zhong)做法并不(bu)完全是(shi)(shi)正確的(de)(de)。因(yin)(yin)為(wei)，提高(gao)材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)工藝性(xing)能，通常會(hui)提高(gao)單位質量(liang)的(de)(de)費用。選(xuan)(xuan)(xuan)用性(xing)能好的(de)(de)材(cai)料(liao)(liao)，雖然材(cai)料(liao)(liao)成(cheng)(cheng)本高(gao)一(yi)些，但就整個設備(bei)的(de)(de)總體費用而言往往會(hui)低(di)一(yi)些。因(yin)(yin)此，由于下列(lie)因(yin)(yin)素(su)，使(shi)節省成(cheng)(cheng)本成(cheng)(cheng)為(wei)可能。
①. 需(xu)要(yao)較少(shao)的材料(liao)；
②. 較(jiao)短(duan)的(de)熱處(chu)理周期；
③. 較少(shao)的(de)焊(han)接時間和較少(shao)的(de)焊(han)接填充(chong)材料；
④. 較低的運(yun)費；
⑤. 在運輸和安裝過程中(zhong)，現場的處理要求更簡單(dan)。
5. 使用過(guo)程中(zhong)可能的(de)失效模式和(he)破壞形(xing)式
在使用(yong)過(guo)程中(zhong)發生(sheng)的失(shi)效可(ke)能源于材料的使用(yong)應力高于安全(quan)應力而引起的過(guo)載或(huo)者(zhe)在應力集中(zhong)處(chu)產生(sheng)的局部變形。大(da)多數情(qing)況下(xia)失(shi)效模(mo)式取決于材料在最終狀態下(xia)的性能。如承(cheng)壓下(xia)的失(shi)效模(mo)式可(ke)能是：過(guo)度的彈性變形和彈性失(shi)穩；塑性失(shi)穩，變形和破裂；脆性斷裂；疲勞(lao)失(shi)效；蠕變變形和蠕變破壞(huai)；環境破壞(huai)如腐蝕和氫(qing)損(sun)傷(shang)。
大(da)部分使用中的失(shi)(shi)效涉(she)及在(zai)應(ying)(ying)力(li)(li)集中區缺(que)陷處裂(lie)紋(wen)的萌生(sheng)。在(zai)焊(han)接(jie)(jie)結構中，焊(han)接(jie)(jie)缺(que)陷是相當普(pu)(pu)遍的，甚至是不可避(bi)(bi)免(mian)(mian)的。因此不僅在(zai)設(she)(she)(she)計(ji)中要防止過(guo)載，而且(qie)要避(bi)(bi)免(mian)(mian)由脆性(xing)斷裂(lie)、疲勞、蠕變和(he)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)可能引(yin)起的低應(ying)(ying)力(li)(li)失(shi)(shi)效。通過(guo)材(cai)(cai)(cai)料的選(xuan)(xuan)擇以及限制主(zhu)(zhu)應(ying)(ying)力(li)(li)加(jia)二次應(ying)(ying)力(li)(li)來(lai)避(bi)(bi)免(mian)(mian)過(guo)度(du)的彈性(xing)變形和(he)彈性(xing)失(shi)(shi)穩；通過(guo)限制主(zhu)(zhu)應(ying)(ying)力(li)(li)加(jia)二次應(ying)(ying)力(li)(li)來(lai)避(bi)(bi)免(mian)(mian)塑性(xing)失(shi)(shi)穩；通過(guo)正(zheng)確地(di)選(xuan)(xuan)材(cai)(cai)(cai)、制造、檢驗(yan)、檢查斷口韌性(xing)等來(lai)避(bi)(bi)免(mian)(mian)脆性(xing)斷裂(lie)。在(zai)壓力(li)(li)容器和(he)換熱器中很(hen)少出現由普(pu)(pu)遍腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)引(yin)起的失(shi)(shi)效，因為(wei)設(she)(she)(she)計(ji)者意識到普(pu)(pu)遍腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的可能，并通常采用腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)裕量(liang)或選(xuan)(xuan)擇耐腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的材(cai)(cai)(cai)料。然而，某些環境中可能發生(sheng)應(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)開裂(lie)，在(zai)設(she)(she)(she)計(ji)和(he)選(xuan)(xuan)材(cai)(cai)(cai)時應(ying)(ying)避(bi)(bi)免(mian)(mian)可能發生(sheng)這種失(shi)(shi)效。
6. 設備的設計(ji)特(te)性
a. 維修(xiu)
為(wei)了(le)使設(she)(she)(she)備便(bian)于維(wei)修，在設(she)(she)(she)計(ji)階段(duan)就應該很(hen)好的(de)(de)(de)(de)了(le)解(jie)設(she)(she)(she)備的(de)(de)(de)(de)特定環境和特殊要求。在設(she)(she)(she)計(ji)中必須考慮(lv)的(de)(de)(de)(de)一些(xie)與(yu)維(wei)修相關的(de)(de)(de)(de)項(xiang)目，包(bao)括更換某些(xie)構(gou)件所需的(de)(de)(de)(de)拉動(dong)(dong)空(kong)間，如拉動(dong)(dong)熱交換器的(de)(de)(de)(de)管束所需的(de)(de)(de)(de)空(kong)間等，裝卸材料的(de)(de)(de)(de)設(she)(she)(she)備，預定的(de)(de)(de)(de)清理方法和所需的(de)(de)(de)(de)設(she)(she)(she)備，容易更換構(gou)件，監(jian)控腐蝕和積垢的(de)(de)(de)(de)能力(li)，現(xian)場焊接的(de)(de)(de)(de)設(she)(she)(she)備以及停工期(qi)檢查的(de)(de)(de)(de)設(she)(she)(she)備和可用性。
b. 安(an)全保險的特性
安全保險(xian)的(de)(de)(de)設計概(gai)念(nian)(nian)不僅(jin)要清(qing)楚地認識到(dao)制造的(de)(de)(de)局限(xian)性，而且要為操(cao)作提供(gong)較(jiao)大(da)的(de)(de)(de)安全空間，這(zhe)個概(gai)念(nian)(nian)與(yu)斷裂力學的(de)(de)(de)研究相關。在(zai)設計一個設備的(de)(de)(de)各個部分時要有(you)安全保險(xian)的(de)(de)(de)特性，一般(ban)按下列(lie)幾個方(fang)面考慮：判斷結構中(zhong)疲勞(lao)裂紋(wen)(wen)可能擴展的(de)(de)(de)點；確定可能有(you)的(de)(de)(de)最(zui)(zui)小(xiao)裂紋(wen)(wen)尺寸(cun)；確定可能有(you)的(de)(de)(de)最(zui)(zui)大(da)裂紋(wen)(wen)尺寸(cun)，該尺寸(cun)與(yu)最(zui)(zui)大(da)破壞程(cheng)度及(ji)可能有(you)的(de)(de)(de)最(zui)(zui)小(xiao)裂紋(wen)(wen)與(yu)臨界(jie)裂紋(wen)(wen)尺寸(cun)之間的(de)(de)(de)載荷(he)相關。
c. 檢查的通道(dao)
壓(ya)力容(rong)器(qi)(qi)的(de)設計應(ying)(ying)該提供檢(jian)驗人(ren)員進(jin)入容(rong)器(qi)(qi)檢(jian)查腐蝕損傷的(de)通(tong)道。有足(zu)夠的(de)直(zhi)徑讓人(ren)進(jin)入的(de)容(rong)器(qi)(qi)應(ying)(ying)該有可移動(dong)的(de)內(nei)部(bu)構件，以允(yun)許進(jin)入人(ren)員通(tong)向容(rong)器(qi)(qi)的(de)所(suo)有部(bu)位。
d. 安(an)全性
壓(ya)力容器和(he)換熱器的(de)安(an)(an)全(quan)操作需要(yao)保(bao)守的(de)設(she)計和(he)標準(zhun)指(zhi)定的(de)習慣做法，并(bing)使(shi)用規范、標準(zhun)中所許可(ke)的(de)材(cai)料。對換熱器和(he)壓(ya)力容器，視安(an)(an)全(quan)性壓(ya)倒一切的(de)原因是避免可(ke)能(neng)對人類、經濟和(he)環境等(deng)方(fang)面產生災難(nan)性的(de)失效(xiao)。為了確保(bao)安(an)(an)全(quan)，應該按照設(she)計精確地制造(zao)設(she)備并(bing)充(chong)分(fen)地監督(du)檢(jian)查，以保(bao)證和(he)設(she)計規范相符。同時要(yao)正確使(shi)用和(he)操作設(she)備。
e. 設備壽命
為了(le)獲得投(tou)資帶來的(de)(de)(de)(de)(de)利潤，也(ye)為了(le)使(shi)生產(chan)連續地進(jin)行，設備(bei)(bei)構(gou)(gou)(gou)件及設備(bei)(bei)本身應(ying)該具有適當(dang)的(de)(de)(de)(de)(de)壽(shou)命(ming)。構(gou)(gou)(gou)件的(de)(de)(de)(de)(de)壽(shou)命(ming)取決于設計(ji)、結(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)材(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)性能和它們與使(shi)用(yong)環(huan)境之間的(de)(de)(de)(de)(de)相互作用(yong)以及制(zhi)造和檢查的(de)(de)(de)(de)(de)影響，還包括操作、維修等的(de)(de)(de)(de)(de)影響。為了(le)獲得滿意的(de)(de)(de)(de)(de)壽(shou)命(ming)，設備(bei)(bei)的(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)材(cai)(cai)料(liao)要(yao)承受住設計(ji)應(ying)力、磨(mo)損、使(shi)用(yong)中的(de)(de)(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)。在設計(ji)階段，腐(fu)蝕(shi)問題同其他的(de)(de)(de)(de)(de)操作條(tiao)件和設計(ji)參(can)數(shu)如壓力、溫(wen)度和速(su)度一樣重要(yao)。為了(le)獲得最佳的(de)(de)(de)(de)(de)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)，不銹鋼選材(cai)(cai)要(yao)基于耐腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)觀點。要(yao)向材(cai)(cai)料(liao)供應(ying)商(shang)索取簡(jian)明而清(qing)晰的(de)(de)(de)(de)(de)材(cai)(cai)料(liao)質量保證書面說明，確保供應(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)材(cai)(cai)料(liao)正確。設計(ji)說明書內要(yao)有材(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)耐蝕(shi)性。
f. 構件(jian)壽命
以熱交換(huan)(huan)(huan)器(qi)(qi)為例(li)，熱交換(huan)(huan)(huan)器(qi)(qi)的殼體、管(guan)(guan)箱(xiang)和管(guan)(guan)板應(ying)該被設計至少使用(yong)10年或(huo)是(shi)(shi)原(yuan)有管(guan)(guan)束的壽命另(ling)加兩(liang)個(ge)更換(huan)(huan)(huan)管(guan)(guan)束的周(zhou)期(qi)。選(xuan)擇的初始管(guan)(guan)子應(ying)該至少使用(yong)兩(liang)個(ge)運轉周(zhou)期(qi)或(huo)5年，除非個(ge)別特殊環境的熱交換(huan)(huan)(huan)器(qi)(qi)，可能(neng)是(shi)(shi)只有較短的預期(qi)壽命。可是(shi)(shi)，這(zhe)些(xie)規定不適用(yong)于核(he)能(neng)熱交換(huan)(huan)(huan)器(qi)(qi)和壓力容器(qi)(qi)。
由于不銹鋼類型多，列入標準(zhun)的(de)牌號多達一(yi)百多種(zhong)(zhong)(zhong)，同時還有(you)大量(liang)廣(guang)泛使用(yong)(yong)的(de)非(fei)標準(zhun)牌號，每一(yi)種(zhong)(zhong)(zhong)不銹鋼都有(you)自(zi)己特定的(de)性能、功能和使用(yong)(yong)范圍。因此，正確、恰當地選擇合適的(de)鋼種(zhong)(zhong)(zhong)難(nan)度很大。這(zhe)是因為它涉(she)及(ji)的(de)材料(liao)學、腐蝕學以及(ji)工(gong)程學等(deng)多種(zhong)(zhong)(zhong)學科的(de)專門(men)知識。除此以外，工(gong)程經(jing)驗是合理選用(yong)(yong)不銹鋼不可缺(que)少的(de)重要條件。
通過(guo)合(he)理地選擇(ze)、正確使用，使不銹鋼材料(liao)的特性和功能(neng)，在使用中得到充分體(ti)現和發揮，進而(er)延(yan)長不銹鋼零部(bu)件的使用壽命，
保證不銹鋼(gang)零部件、模具(ju)和機械設備的(de)高精度。這正(zheng)是不銹鋼(gang)工作者應盡的(de)職責。
三、性能選材法
性(xing)能選用法(fa)包括(kuo)使用性(xing)能和工(gong)藝性(xing)能。
1. 使用性(xing)能
人們一(yi)般慣于從各種材(cai)(cai)料手(shou)冊(ce)中查閱和比較各種材(cai)(cai)料的(de)性(xing)能，然后(hou)選用(yong)。近年來，由于計算機的(de)普遍應用(yong)，已將(jiang)這些(xie)性(xing)能匯編為數據(ju)庫，便于檢(jian)索和專(zhuan)家系統調用(yong)。
若有兩種(zhong)主要性(xing)能時，則可應用“坐標分類法(fa)”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(le)確(que)保使(shi)(shi)用(yong)性能和(he)使(shi)(shi)用(yong)安全，選用(yong)時可以(yi)(yi)提高一級或(huo)幾級使(shi)(shi)用(yong)。已經使(shi)(shi)用(yong)10Cr17（17％Cr）型(xing)的地方(fang)可以(yi)(yi)使(shi)(shi)用(yong)Cr-Ni鋼18-8型(xing)，已經使(shi)(shi)用(yong)06Cr11Ti型(xing)的地方(fang)有(you)時也可用(yong)10Cr17型(xing)。另外還許(xu)多在成(cheng)分方(fang)面的改型(xing)鋼種并沒有(you)在上述表示出來。
2. 工藝性能
前面的有關章(zhang)節已經(jing)介紹了(le)不銹鋼焊接性、切削性、熱加工性及深沖性等工藝性能(neng)，可(ke)參閱。
在(zai)使用性能(neng)滿足要(yao)求(qiu)后，工藝性能(neng)選材(cai)時，關(guan)注點主要(yao)是加(jia)工性能(neng)和(he)加(jia)工成本(ben)。即在(zai)較低的(de)加(jia)工成本(ben)下(xia)完成加(jia)工的(de)可行性。當所選材(cai)料的(de)使用性能(neng)，能(neng)滿足要(yao)求(qiu)，但不(bu)能(neng)加(jia)工或加(jia)工費用太高而不(bu)能(neng)承受(shou)時，可以選用較高一級(ji)不(bu)銹鋼種。
3. 性能遞增選材(cai)法(fa)
不銹(xiu)鋼的類(lei)型和鋼種繁(fan)多(duo)，性(xing)能(neng)各異，但也有略同的。不銹(xiu)鋼的牌(pai)(pai)號繁(fan)多(duo)，多(duo)達數(shu)百種；雖說牌(pai)(pai)號有數(shu)百種，但總可以歸集為，
奧氏(shi)體(ti)不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)、馬氏(shi)體(ti)不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)、鐵素(su)體(ti)不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)、雙相(xiang)(xiang)不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)和(he)沉淀硬(ying)化(hua)不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)五大(da)類(lei)。同類(lei)不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)性(xing)能多有相(xiang)(xiang)似或(huo)相(xiang)(xiang)近之處，為了便于選擇不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)，可(ke)按使用性(xing)能及工藝性(xing)能，在不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)五大(da)類(lei)型中選定一類(lei)，在選定的(de)一類(lei)中再確(que)定一個(ge)鋼(gang)(gang)種，這樣范圍(wei)就(jiu)大(da)大(da)縮小了許多。隨著(zhu)性(xing)能的(de)遞增，范圍(wei)逐(zhu)步遞減，要選擇的(de)鋼(gang)(gang)種就(jiu)會出現。
四、成本選材法
成(cheng)本(ben)選材法的成(cheng)本(ben)，包括有材料(liao)(liao)成(cheng)本(ben)和生產（制造）成(cheng)本(ben)。如(ru)果(guo)加工(gong)制作工(gong)藝相差無幾(ji)，只(zhi)是消耗材料(liao)(liao)存在有差別，也就是說(shuo)，可(ke)根據(ju)確(que)定的不同參量選用材料(liao)(liao)。否則就需(xu)要(yao)綜合考(kao)慮(lv)材料(liao)(liao)成(cheng)本(ben)和制造工(gong)藝費(fei)用來選用材料(liao)(liao)。
1. 材料成本法
若(ruo)制造工(gong)藝(yi)的(de)(de)費用(yong)沒有(you)差(cha)異，則使用(yong)材(cai)料的(de)(de)用(yong)戶對(dui)不需要(yao)熱處理的(de)(de)鋼種，采用(yong)不同的(de)(de)經濟參數來比較和選用(yong)：等(deng)強度的(de)(de)相(xiang)對(dui)重(zhong)量；等(deng)剛度的(de)(de)相(xiang)對(dui)重(zhong)量；等(deng)強度的(de)(de)相(xiang)對(dui)成(cheng)本(ben)；等(deng)剛度的(de)(de)相(xiang)對(dui)成(cheng)本(ben)。
設計時若使(shi)用(yong)屈服(fu)強(qiang)度(du)，則選用(yong)屈服(fu)強(qiang)度(du)。載荷相同(tong)時，變形量愈大，剛度(du)愈小。很容易看出(chu)，變形及(ji)所需要的(de)屈服(fu)強(qiang)度(du)因負荷方式而不同(tong)，并(bing)與結構(gou)部(bu)件的(de)幾(ji)何形狀有(you)關。
從上面的分析，可以(yi)得到如下(xia)幾點(dian)看法。
①. 用低合金高(gao)(gao)強度(du)(du)鋼(gang)(gang)代替(ti)碳鋼(gang)(gang)，屈(qu)服強度(du)(du)提(ti)高(gao)(gao)了，只在等強度(du)(du)的(de)判(pan)據(ju)下，可以節約(yue)鋼(gang)(gang)材，節約(yue)的(de)程(cheng)度(du)(du)與屈(qu)服強度(du)(du)的(de)比值也(ye)因載荷(he)方式而不同，不能因為(wei)屈(qu)服強度(du)(du)提(ti)高(gao)(gao)30％就認為(wei)能節約(yue)鋼(gang)(gang)材30％。若使(shi)用等剛度(du)(du)判(pan)據(ju)，并不能節約(yue)鋼(gang)(gang)材。
②. 使用(yong)強度(du)高的(de)鋼(gang)種，若(ruo)采用(yong)等剛度(du)判(pan)據，肯定會增加成(cheng)本；若(ruo)采用(yong)等強度(du)判(pan)據，是否有經濟效益，取決于屈(qu)服強度(du)的(de)比(bi)值及鋼(gang)材價格的(de)比(bi)值。
③. 對于交通運輸，例(li)如(ru)(ru)，車輛、船舶等(deng)(deng)用(yong)鋼，為(wei)了減少運輸費用(yong)，增加運輸量，應(ying)該考慮采用(yong)等(deng)(deng)強(qiang)度(du)相(xiang)對重量和(he)(he)等(deng)(deng)剛度(du)相(xiang)對重量。對于固定結構，例(li)如(ru)(ru)，橋梁(liang)、房屋等(deng)(deng)，則應(ying)使用(yong)等(deng)(deng)強(qiang)度(du)相(xiang)對成本和(he)(he)等(deng)(deng)剛度(du)相(xiang)對成本。至于改用(yong)鋼種(zhong)所引起的(de)經(jing)濟效益(yi)的(de)分(fen)配，則隨經(jing)濟體制的(de)不同(tong)（例(li)如(ru)(ru)，計劃經(jing)濟、商品經(jing)濟等(deng)(deng)），而有不同(tong)方法。
④. 上(shang)面的分析(xi)(xi)只考慮材(cai)料的屈服強(qiang)度(du)和變(bian)形，在下面，將(jiang)結合材(cai)料工(gong)藝綜(zong)合地分析(xi)(xi)成本。若有低溫韌性(xing)、大氣腐蝕、可焊性(xing)、耐磨(mo)性(xing)等問題，則應參考性(xing)能選(xuan)材(cai)的方法(fa)，將(jiang)這些因(yin)素作為約(yue)束條件(jian)，或采用多目標的選(xuan)材(cai)法(fa)。
2. 生(sheng)產成本法(fa)
從原材(cai)料制成(cheng)部件全過程的(de)成(cheng)本分析，提供選材(cai)的(de)另一種方法。
以前的廚具、炊(chui)具大部分采(cai)用有色(se)金(jin)屬如鋁、銅或搪瓷等，而現在(zai)已基本被不銹鋼(gang)取代，不銹鋼(gang)不僅使(shi)用壽命(ming)長，而且美觀、價(jia)格低廉、無污染，生產廢品易于(yu)回(hui)收(shou)再利用。
下面(mian)提供幾個為了降低成本，應該考慮下述幾方(fang)面(mian)的問題。
①. 如果(guo)在某些(xie)高溫度環境中，當(dang)需要使用(yong)或計劃使用(yong)昂貴的(de)高鎳合金的(de)時候，可考(kao)慮能否用(yong)12Cr16Ni35（330）不銹鋼來代替(ti)以滿(man)足要求(qiu)。
②. 可否用20Cr25Ni20（310）或16Cr23Ni13（309）來(lai)代替12Cr16Ni35（330），相比之下，這些鋼的高溫強度(du)較低，但是對多種用途具有良好的性能。
③. 假如需要(yao)使(shi)(shi)用(yong)或(huo)計(ji)劃使(shi)(shi)用(yong)022Cr19Ni10（304L）不(bu)銹鋼，則(ze)要(yao)認真(zhen)考(kao)慮是否真(zhen)的(de)(de)需要(yao)這種低碳品(pin)種。在(zai)022Cr19Ni10（304L）不(bu)銹鋼焊接熱影(ying)響區，能(neng)夠保持充分的(de)(de)非常有效的(de)(de)抗腐蝕性，但是有時卻(que)將(jiang)其(qi)用(yong)于(yu)與熱影(ying)響區腐蝕危險(xian)無關緊要(yao)的(de)(de)地方，造成不(bu)必要(yao)的(de)(de)浪(lang)費。
④. 在(zai)選用成(cheng)形用不(bu)(bu)銹鋼(gang)時，可否用12Cr17Ni7（301）代(dai)替06Cr19Ni10（304），由于在(zai)絕大(da)多數情況下，略微降低鉻和鎳的含(han)量并(bing)不(bu)(bu)會(hui)大(da)大(da)降低抗腐(fu)蝕性，所以唯一真正的決定(ding)因素是成(cheng)形性能。
⑤. 如果用(yong)12Cr17Mn6Ni5N（201）不銹鋼(gang)代(dai)替(ti) 12Cr17Ni7（301）不銹鋼(gang)可以(yi)大(da)(da)大(da)(da)降低成本的(de)話，雖然在200系列中(zhong)用(yong)錳代(dai)替(ti)鎳，但其抗腐蝕性(xing)能(neng)卻能(neng)滿足多種用(yong)途。當然應(ying)考(kao)慮可成形(xing)性(xing)和外(wai)觀特點(dian)方面的(de)差異。
⑥. 400系列(lie)中(zhong)的(de)某種合金可(ke)以用來代替Cr-Ni（300系列(lie)）或Cr-Mn-Ni（200系列(lie)）中(zhong)的(de)某些鋼種，10Cr17（430）在(zai)許多(duo)用途中(zhong)可(ke)以滿足對其抗腐蝕性能的(de)要求，但應考慮加工過程(cheng)中(zhong)遇到的(de)各種困(kun)難(nan)。
⑦. 可(ke)以(yi)用(yong)06Cr11Ti（409）或其他(ta)11％Cr合金代替17％Cr合金，這就會使抗腐(fu)(fu)蝕(shi)性(xing)能大幅度(du)下降，但是(shi)能否(fou)滿足使用(yong)要求才是(shi)關鍵。目前有幾(ji)種(zhong)06Crl1Ti（409）的(de)改進型，它(ta)們具有不同的(de)耐腐(fu)(fu)蝕(shi)性(xing)能、表面(mian)質量(liang)和可(ke)加工性(xing)。
⑧. 可(ke)以用(yong)某種不銹(xiu)鋼代替(ti)其(qi)他(ta)金(jin)屬或(huo)非金(jin)屬材料，通(tong)常，這種改(gai)變可(ke)以用(yong)較(jiao)低的成本(ben)實(shi)現較(jiao)好的使(shi)用(yong)性能。但是(shi)，當考慮總成本(ben)而不是(shi)只考慮原材料價(jia)格時，使(shi)用(yong)較(jiao)高(gao)等級的不銹(xiu)鋼通(tong)常會更為經濟。
五、多(duo)目標選材(cai)法
實(shi)際上選材是(shi)個多目標(biao)的決策問題，這(zhe)些目標(biao)有成(cheng)本(ben)和性(xing)能(neng)兩類。成(cheng)本(ben)可分(fen)為變(bian)動成(cheng)本(ben)和固定成(cheng)本(ben)兩大項。
前(qian)面將性(xing)能(neng)定(ding)義為(wei)：“材料的性(xing)能(neng)是一種參量，用(yong)于(yu)表征材料在(zai)給定(ding)外(wai)界(jie)條件下的行為(wei)”。
考慮到材料(liao)的應用，可將性能分(fen)為使用性能及(ji)工藝(yi)性能。應該指出，上述定義中的外界(jie)條件除了(le)自然條件外，還應包(bao)括社會條件，特別(bie)是人(ren)類的喜愛和(he)社會的選擇。
前面所討論(lun)的性(xing)能選材(cai)法和成本選材(cai)法，是(shi)將多目標(biao)簡化(hua)為單(dan)目標(biao)，即性(xing)能或(huo)成本，為的是(shi)將選材(cai)問(wen)題(ti)簡單(dan)化(hua)，實(shi)際上，性(xing)能本身也有多目標(biao)。
如果將(jiang)(jiang)價值工程(cheng)用(yong)于材料(liao)的(de)選(xuan)用(yong)，那(nei)么選(xuan)材即可簡化為：“選(xuan)擇能(neng)滿足部件對材料(liao)的(de)最低要求，而成本又是最低的(de)材料(liao)”。這樣即可將(jiang)(jiang)性能(neng)與成本的(de)要求并稱為特性。
對于(yu)特性(xing)、要(yao)求(qiu)、性(xing)能等的(de)確(que)定是(shi)較(jiao)為(wei)困難的(de)，因為(wei)這需要(yao)依據科學知識和(he)實際經驗進行判斷。例(li)如，當對不銹(xiu)鋼和(he)塑料有(you)比(bi)較(jiao)深入的(de)了解后，在(zai)選擇洗衣(yi)機外(wai)殼(ke)材料時，就一定會選用(yong)塑料而(er)(er)不選用(yong)不銹(xiu)鋼。因為(wei)塑料的(de)特性(xing)就足(zu)可(ke)以(yi)滿足(zu)洗衣(yi)機外(wai)殼(ke)的(de)要(yao)求(qiu)，其性(xing)能可(ke)以(yi)超過不銹(xiu)鋼而(er)(er)成本卻遠遠低于(yu)不銹(xiu)鋼。
