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(que)定不銹鋼的使用(yong)條件(jian)，包括溫度、介質成分(fen)、受力狀態、制作工藝、設(she)計壽(shou)命、特(te)殊(shu)要(yao)求。
隨后就是依據使用(yong)條(tiao)件(jian)，了解相關不銹鋼的性(xing)能、收集相關數據及(ji)資料(liao)，如室(shi)溫、高溫條(tiao)件(jian)下(xia)使用(yong)的力學性(xing)能；腐蝕環境條(tiao)件(jian)使用(yong)耐腐蝕性(xing)能以及(ji)其(qi)工(gong)藝性(xing)能、物理性(xing)能、價格(ge)、供貨難易程度等。
在了(le)解(jie)和收集不到相關數據的(de)情況下，可(ke)依據使用(yong)條(tiao)件(jian)進行必要的(de)實際經驗(yan)、現場掛片試(shi)驗(yan)或實驗(yan)室模擬(ni)試(shi)驗(yan)。如果(guo)沒有條(tiao)件(jian)做上述試(shi)驗(yan)，也可(ke)采(cai)用(yong)相似條(tiao)件(jian)的(de)運行經驗(yan)、現場掛片結果(guo)、實驗(yan)室模擬(ni)實驗(yan)、模擬(ni)體運行結果(guo)作為選材的(de)依據。
在(zai)上述程序中(zhong)，使用(yong)條(tiao)件(jian)(jian)是決定選(xuan)(xuan)用(yong)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)類別(bie)的(de)主導因素。例(li)如，如果使用(yong)溫(wen)度是在(zai)低溫(wen)條(tiao)件(jian)(jian)下，就不(bu)(bu)宜選(xuan)(xuan)用(yong)鐵素體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)和(he)雙相不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)；如果在(zai)300～500℃長期運行，也不(bu)(bu)宜選(xuan)(xuan)用(yong)雙相不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)和(he)常規的(de)中(zhong)、高鉻鐵素體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)。如果要求(qiu)(qiu)無磁，那(nei)就只能(neng)選(xuan)(xuan)擇奧氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)；在(zai)要求(qiu)(qiu)高強(qiang)度，高硬(ying)度的(de)設備部件(jian)(jian)中(zhong)，馬氏(shi)體(ti)(ti)和(he)沉淀硬(ying)化不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)是唯一的(de)選(xuan)(xuan)擇；在(zai)既要求(qiu)(qiu)具有(you)高的(de)強(qiang)度又要求(qiu)(qiu)具有(you)無磁性的(de)部件(jian)(jian)，就只能(neng)選(xuan)(xuan)擇奧氏(shi)體(ti)(ti)型沉淀硬(ying)化型不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)或冷加工硬(ying)化的(de)奧氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)。
在鋼(gang)的(de)類型確定(ding)之后，可(ke)根據設備或部(bu)件對各種性(xing)能的(de)要(yao)求，選用相(xiang)適應的(de)不銹(xiu)鋼(gang)牌號(hao)。通常(chang)都能選到合(he)(he)適的(de)牌號(hao)，當無相(xiang)應牌號(hao)可(ke)選擇時，只能在耐蝕合(he)(he)金中選擇或者(zhe)研究(jiu)新(xin)的(de)不銹(xiu)鋼(gang)牌號(hao)。
總(zong)的來說，選用不銹(xiu)鋼(gang)的方法(fa)(fa)有(you)性能法(fa)(fa)、成(cheng)本法(fa)(fa)和多目標選材法(fa)(fa)等。
材料(liao)(liao)的選(xuan)用包括(kuo)材料(liao)(liao)的選(xuan)擇(ze)和應(ying)用。
一、提(ti)出問題
1. 材料失效的主要(yao)方式為斷裂、腐(fu)蝕和磨(mo)損
為防止失效(xiao)事故的發生(sheng)，就需要依據失效(xiao)原因(yin)，通過選(xuan)用(yong)(yong)合適的材(cai)料，采用(yong)(yong)恰當的工(gong)藝，來防止材(cai)料失效(xiao)。這(zhe)類失效(xiao)可能(neng)(neng)發生(sheng)在使(shi)用(yong)(yong)過程中，也可能(neng)(neng)發生(sheng)在生(sheng)產加工(gong)階段，這(zhe)就會涉及(ji)材(cai)料的使(shi)用(yong)(yong)性(xing)(xing)能(neng)(neng)和工(gong)藝性(xing)(xing)能(neng)(neng)。解決這(zhe)類選(xuan)材(cai)問題需要運用(yong)(yong)材(cai)料的應(ying)用(yong)(yong)和失效(xiao)、材(cai)料的使(shi)用(yong)(yong)性(xing)(xing)能(neng)(neng)和材(cai)料的工(gong)藝性(xing)(xing)能(neng)(neng)等(deng)方面的知識。
2. 材料的選擇
當(dang)然是(shi)選(xuan)擇成本最低(di)(di)而又滿(man)足最低(di)(di)使(shi)用(yong)性能的(de)材料(liao)，這是(shi)價(jia)值工(gong)程在材料(liao)問(wen)題上的(de)應用(yong)，也是(shi)個多目標的(de)決策問(wen)題。材料(liao)要選(xuan)用(yong)成本低(di)(di)廉的(de)，并能滿(man)足最低(di)(di)使(shi)用(yong)性能要求材料(liao)的(de)，也就是(shi)性價(jia)比最高的(de)材料(liao)。
適應科技(ji)、社(she)會(hui)和(he)市(shi)(shi)場(chang)的(de)發展，選(xuan)擇材料，這(zhe)(zhe)是帶戰略(lve)性的(de)選(xuan)材問題。例如(ru)，最(zui)新科技(ji)成果的(de)應用；社(she)會(hui)條件的(de)限制，如(ru)資源和(he)環保的(de)限制；市(shi)(shi)場(chang)預測(ce)，消費者對(dui)產(chan)品式樣(yang)的(de)喜好和(he)購買力影(ying)響了產(chan)品的(de)檔次，從而影(ying)響了對(dui)材料的(de)選(xuan)用，這(zhe)(zhe)些問題有賴于對(dui)市(shi)(shi)場(chang)要求的(de)判斷(duan)，涉及心理學(xue)、技(ji)術(shu)美學(xue)、預測(ce)學(xue)等方(fang)面(mian)知識。
不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼的(de)選(xuan)用(yong)不(bu)(bu)可避(bi)免(mian)地會遇到(dao)上述問(wen)(wen)題。綜(zong)上所述，不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼的(de)選(xuan)用(yong)是一種較為(wei)復雜的(de)判斷問(wen)(wen)題，特別是大宗不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼的(de)選(xuan)用(yong)，需要應用(yong)材料系統中決策(ce)方面技術(shu)，即在明確(que)問(wen)(wen)題的(de)基礎(chu)上，然后(hou)分析問(wen)(wen)題，最后(hou)提出選(xuan)用(yong)方案。
二(er)、材(cai)料選(xuan)擇的步驟
不(bu)銹鋼材料選(xuan)(xuan)擇應遵循(xun)的順(shun)序是：使用條件評價(jia)→設計(ji)評價(jia)→材料選(xuan)(xuan)擇→材料成(cheng)本評價(jia)→相關(guan)規(gui)范。
選用不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)時，首先要(yao)明確使(shi)用環境對(dui)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的要(yao)求，即(ji)耐(nai)腐(fu)蝕性(xing)、耐(nai)熱(re)性(xing)及(ji)機械性(xing)能等；其次才(cai)是(shi)考查綜合成(cheng)本(ben)。例(li)如，包括原材料成(cheng)本(ben)、加工成(cheng)本(ben)和廢品等。當較為便宜的不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)，具有(you)上述所(suo)需的性(xing)能的，無疑選用便宜的不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)是(shi)最佳選擇。如果用量非(fei)常(chang)大時，專門為此(ci)設計(ji)一新鋼(gang)(gang)種，來(lai)滿(man)足(zu)需要(yao)，那也值得和合算的。
1. 材料(liao)使(shi)用條件的評(ping)價(jia)
材(cai)料(liao)選擇的(de)(de)(de)第一(yi)步(bu)是全(quan)面(mian)評(ping)價由所選用的(de)(de)(de)不銹鋼材(cai)料(liao)制(zhi)作成(cheng)的(de)(de)(de)零(ling)部件(jian)在工藝環(huan)境和(he)設備的(de)(de)(de)使(shi)用條件(jian)下，能否滿足如使(shi)用溫度、壓力和(he)流體的(de)(de)(de)狀(zhuang)態的(de)(de)(de)要求。為此需要掌握如下的(de)(de)(de)工藝數據。
①. 使(shi)用環境-操(cao)作介質的性質和成分、水的化學性質、蒸汽質量、溶(rong)液的組分及濃度、傳導率、pH值(zhi)、通風、雜質等。
②. 壓力-平(ping)均值和范圍(wei)，恒定或(huo)交替變(bian)化，內部載荷或(huo)外部載荷。
③. 溫(wen)度-平均值和(he)范圍，恒定或變量，熱(re)梯度和(he)熱(re)振動。
④. 速度-流動速率，線性速度，名(ming)義(yi)速度和(he)范圍(wei)，攪動程度，湍流等。
要想選(xuan)擇滿意的材料(liao)性能，除了使(shi)用溫(wen)度和壓力外，還必須考慮(lv)其他因素，如(ru)啟動和關閉、間(jian)歇操(cao)作(zuo)、瞬時現象、壓力沖(chong)擊及系統(tong)的瞬間(jian)失效。
2. 設計的評價
使用條件(jian)評價完(wan)之后(hou)，隨(sui)之其后(hou)，則(ze)需要(yao)依據(ju)材料(liao)(liao)考慮(lv)設備設計和(he)各種零部件(jian)的類型、尺寸、配合和(he)服役期間的臨(lin)界狀(zhuang)態。同時還要(yao)根據(ju)所選用的材料(liao)(liao)考慮(lv)各種加工制造技術的可行性(xing)，如鍛(duan)造、冷(leng)熱(re)成形(xing)、機加工和(he)焊接等。
3. 材料的(de)評估
材料的(de)評(ping)估(gu)包括材料的(de)性能和(he)冶金方面的(de)試驗(yan)，含金屬連(lian)接在內的(de)加(jia)工性的(de)檢測以及在實(shi)驗(yan)室和(he)現場試驗(yan)中材料的(de)適用(yong)性。材料的(de)耐(nai)蝕性評(ping)估(gu)將進一步討論。
a. 材料試驗
除了用化學(xue)分析(xi)檢(jian)查(cha)(cha)材(cai)料(liao)的(de)(de)成分以外，通常對所選定(ding)(ding)試(shi)樣進(jin)行表(biao)觀檢(jian)查(cha)(cha)和力學(xue)試(shi)驗(yan)(yan)以及確定(ding)(ding)原材(cai)料(liao)是(shi)否滿足每個規定(ding)(ding)的(de)(de)要求(qiu)。另外需要對焊(han)接(jie)試(shi)樣進(jin)行試(shi)驗(yan)(yan)以評定(ding)(ding)焊(han)接(jie)質量。其中力學(xue)試(shi)驗(yan)(yan)有拉伸試(shi)驗(yan)(yan)、彎曲試(shi)驗(yan)(yan)、沖(chong)擊試(shi)驗(yan)(yan)等。材(cai)料(liao)截面試(shi)樣的(de)(de)金相(xiang)檢(jian)查(cha)(cha)提供(gong)含(han)夾(jia)雜物材(cai)料(liao)與純凈度(du)相(xiang)關的(de)(de)信息，并提供(gong)金相(xiang)結構及晶粒尺寸。對于(yu)焊(han)接(jie)部位，類(lei)似的(de)(de)檢(jian)查(cha)(cha)可(ke)以檢(jian)驗(yan)(yan)出焊(han)接(jie)缺陷，如夾(jia)雜物、孔隙度(du)、裂紋及不(bu)符合(he)要求(qiu)的(de)(de)焊(han)接(jie)技術等。這(zhe)些試(shi)驗(yan)(yan)對材(cai)料(liao)本身是(shi)典型的(de)(de)破壞性試(shi)驗(yan)(yan)。
b. 材(cai)料(liao)耐蝕性的評估和選擇(ze)
材料的(de)選用，愈(yu)來愈(yu)習慣用模擬(ni)環境試(shi)(shi)驗的(de)數據作為依據來選擇材料以防(fang)止腐(fu)(fu)蝕(shi)，包(bao)括(kuo)高溫(wen)腐(fu)(fu)蝕(shi)。這些(xie)試(shi)(shi)驗包(bao)括(kuo)：腐(fu)(fu)蝕(shi)掛片試(shi)(shi)驗；熱(re)質量分析（TGA）；動態燃燒室的(de)研究；熱(re)循環；實驗室玻璃器皿的(de)試(shi)(shi)驗；現場試(shi)(shi)驗。
c. 材料的功能(neng)要(yao)求
①. 強度
強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)包(bao)括多個(ge)力(li)學性能，最常用(yong)來(lai)指拉伸(shen)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)和(he)屈服強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)。可(ke)以(yi)利(li)用(yong)應(ying)力(li)-應(ying)變(bian)曲線來(lai)理解它們。其他(ta)相關的強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)還包(bao)括壓縮(suo)、彎(wan)曲、剪切和(he)扭(niu)轉強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)。在(zai)條件許可(ke)情況下最好使用(yong)高強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)的材(cai)料以(yi)減少零(ling)件的厚度(du)(du)。
②. 疲勞(lao)強度
疲(pi)勞(lao)(lao)是(shi)(shi)指(zhi)由循環應(ying)(ying)力(li)(li)造(zao)成金(jin)屬(shu)斷裂的(de)(de)失(shi)(shi)效。常(chang)(chang)見的(de)(de)例子包(bao)括(kuo)遠低于(yu)拉(la)伸(shen)強度(du)的(de)(de)速變應(ying)(ying)力(li)(li)。當應(ying)(ying)力(li)(li)增大時(shi)，引起(qi)失(shi)(shi)效所需要的(de)(de)循環次(ci)數(shu)就減少。習慣上(shang)繪(hui)制金(jin)屬(shu)應(ying)(ying)力(li)(li)和循環次(ci)數(shu)曲(qu)線（S-N），如圖4-3所示。曲(qu)線由應(ying)(ying)力(li)(li)相對于(yu)循環次(ci)數(shu)的(de)(de)對數(shu)來描繪(hui)。對于(yu)一個給定的(de)(de)較(jiao)大循環次(ci)數(shu)，通常(chang)(chang)在低于(yu)某應(ying)(ying)力(li)(li)值的(de)(de)情況下不(bu)發生失(shi)(shi)效，這個應(ying)(ying)力(li)(li)值就稱為疲(pi)勞(lao)(lao)極限。因為以(yi)保持正(zheng)常(chang)(chang)的(de)(de)應(ying)(ying)力(li)(li)不(bu)高于(yu)疲(pi)勞(lao)(lao)極限的(de)(de)應(ying)(ying)力(li)(li)防止變形和斷裂，所以(yi)疲(pi)勞(lao)(lao)失(shi)(shi)效幾乎總是(shi)(shi)伴隨著突變、缺口(kou)、沖擊、殘余應(ying)(ying)力(li)(li)的(de)(de)存在而發生。
疲(pi)勞(lao)失效常(chang)常(chang)發生在(zai)焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭(tou)，因為采(cai)(cai)用焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭(tou)，這樣的(de)(de)設(she)計會出現明顯(xian)的(de)(de)應力(li)集(ji)中(zhong)效應。有(you)利于耐疲(pi)勞(lao)的(de)(de)材料(liao)特性(xing)和(he)設(she)計特性(xing)有(you)，利用合金化或(huo)熱(re)處(chu)理來提高拉(la)伸強(qiang)度(du)；減少(shao)工件的(de)(de)厚度(du)，使(shi)用拋光(guang)表(biao)面，降低設(she)計應力(li)，細化材料(liao)的(de)(de)晶粒尺(chi)寸，消除材料(liao)的(de)(de)冶金缺陷和(he)殘余(yu)應力(li)，減輕表(biao)面存在(zai)壓應力(li)，減少(shao)助(zhu)長腐蝕和(he)疲(pi)勞(lao)的(de)(de)環境，并且采(cai)(cai)用金屬覆蓋層，如Cr、Ni或(huo)Cd（鎘）鍍(du)層，這是因為鍍(du)層中(zhong)的(de)(de)微裂紋(wen)有(you)可能會降低疲(pi)勞(lao)強(qiang)度(du)。
③. 脆性(xing)斷裂(lie)
脆性斷(duan)裂(lie)是(shi)在低(di)于(yu)屈服(fu)強(qiang)(qiang)度(du)的(de)(de)(de)正(zheng)常應(ying)力下(xia)(xia)(xia)，由于(yu)裂(lie)紋的(de)(de)(de)快速擴展(zhan)而造(zao)成的(de)(de)(de)失效。絕大(da)多數的(de)(de)(de)脆性斷(duan)裂(lie)發生(sheng)在具有體(ti)(ti)心(xin)立方（bcc）晶(jing)格結構的(de)(de)(de)金屬中，特別是(shi)鐵素體(ti)(ti)不銹鋼，不僅(jin)在低(di)于(yu)臨界拉(la)伸(shen)強(qiang)(qiang)度(du)，甚(shen)至(zhi)低(di)于(yu)屈服(fu)強(qiang)(qiang)度(du)的(de)(de)(de)情況下(xia)(xia)(xia)就會發生(sheng)完全的(de)(de)(de)斷(duan)裂(lie)。鋼發生(sheng)脆性斷(duan)裂(lie)的(de)(de)(de)條件如(ru)下(xia)(xia)(xia)：本(ben)身存在缺陷；缺陷處(chu)存在殘(can)余(yu)拉(la)伸(shen)應(ying)力與工作載荷引起的(de)(de)(de)拉(la)伸(shen)應(ying)力的(de)(de)(de)交匯，如(ru)果應(ying)力是(shi)三(san)維(wei)方向就更為嚴重(zhong)；足夠低(di)的(de)(de)(de)溫度(du)；還(huan)原處(chu)理、成分、軋制操作和(he)后(hou)續的(de)(de)(de)熱(re)處(chu)理等冶金因素；韌性；蠕變；耐熱(re)性；熱(re)和(he)腐蝕(shi)；耐蝕(shi)性；氫(qing)腐蝕(shi)；加工性。
④. 韌性
材(cai)料的(de)(de)韌性(xing)(xing)就是指材(cai)料斷裂之前吸收能(neng)量(liang)和(he)塑(su)性(xing)(xing)變形(xing)的(de)(de)能(neng)力，韌性(xing)(xing)是用(yong)材(cai)料成形(xing)和(he)斷裂期(qi)間吸收的(de)(de)能(neng)量(liang)來衡量(liang)的(de)(de)。它是最重(zhong)要的(de)(de)低溫力學性(xing)(xing)能(neng)而不是強度(du)。缺口的(de)(de)韌性(xing)(xing)受化學成分(fen)、微觀(guan)組織(zhi)、晶(jing)粒(li)尺寸、晶(jing)粒(li)生(sheng)長的(de)(de)模(mo)式、截面尺寸、冷熱(re)加(jia)工(gong)的(de)(de)溫度(du)、加(jia)工(gong)方(fang)法和(he)表面狀況如滲碳和(he)脫碳等(deng)影響。
基(ji)本試(shi)驗：最普(pu)通的(de)韌(ren)性(xing)(xing)試(shi)驗是(shi)采用帶缺口(kou)的(de)試(shi)樣，通常(chang)通過沖擊(ji)試(shi)驗測(ce)量缺口(kou)韌(ren)性(xing)(xing)，或(huo)在(zai)相對較低的(de)應變速率(lv)下(xia)測(ce)量斷裂韌(ren)性(xing)(xing)。沖擊(ji)試(shi)驗可揭示材(cai)(cai)料的(de)低溫強(qiang)度、韌(ren)性(xing)(xing)不足和脆(cui)性(xing)(xing)，這些(xie)試(shi)驗特別適合鐵素體(ti)材(cai)(cai)料，可以顯示韌(ren)性(xing)(xing)向脆(cui)性(xing)(xing)的(de)轉變。
⑤. 耐蝕性
金屬和合(he)金的(de)破壞大(da)多是由(you)腐(fu)蝕造(zao)成的(de)。實際上對(dui)于(yu)所有包含一系列(lie)基本操作(zuo)的(de)工(gong)藝過(guo)程(cheng)來說，設備、換熱器、管(guan)道構(gou)件或其(qi)他系統構(gou)件的(de)失效就意味著停工(gong)、昂貴的(de)維修和更換構(gou)件，因此(ci)壓力容器和換熱器的(de)結(jie)構(gou)材(cai)料應該在使用環(huan)境中具有合(he)適的(de)腐(fu)蝕速率(lv)。另外注意由(you)周圍氣(qi)氛(fen)引起的(de)腐(fu)蝕。
d. 根據耐(nai)蝕性的條(tiao)件來選擇材料良好的搭配(pei)
在選擇材料時有幾種金屬與環境的搭配是非常恰當和合適的。這些搭配通常表現為，在最低的成本下獲得最高的耐蝕性，應該給予考慮。這些搭配有：碳鋼→濃H2SO4；不銹鋼→HNO3；Cu-Ni-Mo鋼→海水或鹽水；超級鐵素體鋼→海水的搭配。
e. 腐蝕(shi)失效
盡(jin)管(guan)材料(liao)選擇已經是十分(fen)認真了，并且有時還進一(yi)步采用了防腐蝕(shi)方法，但少數意外的(de)失效總(zong)還會發生(sheng)。導(dao)致意外腐蝕(shi)失效的(de)原(yuan)因可能為以下一(yi)種(zhong)或幾種(zhong)：使用了帶有缺陷的(de)材料(liao)；設計不(bu)(bu)合理；不(bu)(bu)正(zheng)常的(de)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(suo)以采取一(yi)定的(de)預防措施，是避免腐蝕(shi)失效發生(sheng)的(de)有效辦法。
f. 氫腐蝕
氫(qing)腐蝕是在(zai)高(gao)(gao)于220～243℃溫(wen)(wen)度的(de)(de)含(han)氫(qing)環境中，碳鋼(gang)和低(di)合金鋼(gang)的(de)(de)損傷(shang)機制，一般(ban)不被人們所(suo)關(guan)注。室溫(wen)(wen)下鋼(gang)制容(rong)器當然(ran)是可以(yi)處理高(gao)(gao)壓氫(qing)的(de)(de)。但在(zai)較高(gao)(gao)的(de)(de)溫(wen)(wen)度下，氫(qing)能(neng)擴散(san)到鋼(gang)中與碳原子反應生成甲(jia)烷氣體
2H2+FeC→CH4+Fe
高溫高壓(ya)下，氫能(neng)夠與間(jian)隙固溶體中的(de)(de)碳反應，導致(zhi)初始脫(tuo)碳，接著在晶界產生不穩(wen)(wen)定(ding)(ding)的(de)(de)碳化物，形(xing)成(cheng)甲烷氣泡(pao)。由(you)于(yu)甲烷不能(neng)從鋼中擴散出去，它的(de)(de)積聚引(yin)起開裂和(he)鼓泡(pao)，從而使鋼材失去韌性導致(zhi)最終失效。解決(jue)這(zhe)個問題(ti)就需要穩(wen)(wen)定(ding)(ding)鋼中的(de)(de)碳化物組成(cheng)、形(xing)態(tai)和(he)分布。
氫(qing)腐(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)(de)防護。根據實(shi)(shi)際經驗防止氫(qing)腐(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)(de)唯一可行的(de)(de)(de)方法，就是使用耐這種(zhong)破壞(huai)形(xing)式的(de)(de)(de)鋼(gang)。因(yin)為所有(you)的(de)(de)(de)奧氏體不銹(xiu)鋼(gang)都含有(you)高Cr，穩定了鋼(gang)中的(de)(de)(de)碳化物組成、形(xing)態和(he)分布，所以耐高溫氫(qing)損傷。因(yin)此，作為另一種(zhong)防腐(fu)蝕(shi)(shi)措施，通常(chang)在低(di)合金鋼(gang)容器的(de)(de)(de)內(nei)表面(mian)襯一層不銹(xiu)鋼(gang)，是一個經濟實(shi)(shi)用的(de)(de)(de)選(xuan)擇。
g. 加工(gong)性
加(jia)(jia)(jia)工(gong)性包括成形、機加(jia)(jia)(jia)工(gong)、與其(qi)他金(jin)屬(shu)連(lian)接的(de)焊(han)接工(gong)藝及焊(han)后熱處理(li)的(de)難易(yi)性。并(bing)不是(shi)所(suo)有的(de)加(jia)(jia)(jia)工(gong)車間在(zai)技(ji)術(shu)上都有能(neng)力正確地(di)處理(li)較復雜的(de)材料。因此用戶要(yao)了(le)解加(jia)(jia)(jia)工(gong)者的(de)能(neng)力，這是(shi)最基本的(de)。另外，先進加(jia)(jia)(jia)工(gong)技(ji)術(shu)需要(yao)更高級的(de)檢(jian)驗標準來判斷加(jia)(jia)(jia)工(gong)是(shi)否符合要(yao)求。
4. 成本核算(suan)
在材料的(de)選擇中，選用(yong)是實(shi)用(yong)性(xing)和成本兩(liang)矛盾統一的(de)最(zui)終(zhong)結果(guo)，可用(yong)性(xing)價比(bi)來表示。
人們常說“物美價廉”和“優質優價”，這分別是材料(liao)(liao)(liao)消費者和材料(liao)(liao)(liao)生產者各自傾向性的(de)(de)(de)愿望，材料(liao)(liao)(liao)消費者希望自己所選用的(de)(de)(de)材料(liao)(liao)(liao)是“物美價廉”的(de)(de)(de)；材料(liao)(liao)(liao)生產者希望自己的(de)(de)(de)產品能夠“優質優價”，但只有(you)雙方都(dou)有(you)經濟(ji)效益(yi)(yi)，方能使整個社會有(you)效益(yi)(yi)。
以選用耐(nai)腐(fu)(fu)蝕(shi)不銹鋼為例，如果不考慮(lv)其他因素，選擇(ze)材料(liao)時應考慮(lv)下面(mian)兩個方面(mian)，一是(shi)最(zui)低的(de)成(cheng)(cheng)本(ben)，即選擇(ze)低成(cheng)(cheng)本(ben)的(de)材料(liao)，并定(ding)期更(geng)換或采取(qu)防(fang)腐(fu)(fu)措(cuo)施；二是(shi)高(gao)成(cheng)(cheng)本(ben)腐(fu)(fu)蝕(shi)最(zui)小，也就是(shi)不考慮(lv)成(cheng)(cheng)本(ben)，而(er)選擇(ze)最(zui)昂貴耐(nai)腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)材料(liao)，其結果是(shi)使用周期長，可以免(mian)于頻繁(fan)地維修。
在(zai)廉價(jia)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)與高(gao)價(jia)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)之間，一(yi)般(ban)會(hui)認為選(xuan)用(yong)高(gao)級的(de)結構材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)產(chan)品，成(cheng)(cheng)本(ben)一(yi)定(ding)是較(jiao)高(gao)的(de)，因(yin)(yin)而制造商會(hui)刻意選(xuan)擇廉價(jia)低(di)成(cheng)(cheng)本(ben)的(de)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)，以求用(yong)最(zui)低(di)的(de)生產(chan)成(cheng)(cheng)本(ben)，獲得競爭性(xing)的(de)產(chan)品標價(jia)。然而這(zhe)種做法并不完全(quan)是正確(que)的(de)。因(yin)(yin)為，提高(gao)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)工藝性(xing)能(neng)，通常會(hui)提高(gao)單位質(zhi)量的(de)費(fei)(fei)用(yong)。選(xuan)用(yong)性(xing)能(neng)好(hao)的(de)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)，雖然材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)成(cheng)(cheng)本(ben)高(gao)一(yi)些，但就(jiu)整個設備的(de)總體費(fei)(fei)用(yong)而言往(wang)往(wang)會(hui)低(di)一(yi)些。因(yin)(yin)此，由于(yu)下列因(yin)(yin)素(su)，使節(jie)省成(cheng)(cheng)本(ben)成(cheng)(cheng)為可能(neng)。
①. 需要(yao)較少的材料；
②. 較短的熱處理周(zhou)期(qi)；
③. 較少的焊接時間和較少的焊接填充材料(liao)；
④. 較低的運費(fei)；
⑤. 在運輸和(he)安裝(zhuang)過程中，現(xian)場(chang)的處理要求更簡單。
5. 使用過程中可能的失(shi)效模式和破(po)壞形(xing)式
在(zai)使(shi)用過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)發生(sheng)的失效(xiao)可(ke)能(neng)(neng)源(yuan)于(yu)材料的使(shi)用應力高于(yu)安全應力而引起的過(guo)(guo)載或者在(zai)應力集(ji)中(zhong)處產生(sheng)的局部(bu)變形(xing)(xing)。大多數情況下(xia)失效(xiao)模式取決于(yu)材料在(zai)最終狀態(tai)下(xia)的性能(neng)(neng)。如(ru)承壓(ya)下(xia)的失效(xiao)模式可(ke)能(neng)(neng)是：過(guo)(guo)度的彈(dan)性變形(xing)(xing)和(he)彈(dan)性失穩(wen)；塑(su)性失穩(wen)，變形(xing)(xing)和(he)破裂；脆性斷裂；疲(pi)勞失效(xiao)；蠕(ru)變變形(xing)(xing)和(he)蠕(ru)變破壞；環境(jing)破壞如(ru)腐蝕和(he)氫(qing)損傷。
大部分使(shi)用中(zhong)(zhong)的失(shi)效涉及在(zai)(zai)應(ying)(ying)力(li)集(ji)中(zhong)(zhong)區缺(que)陷處裂(lie)紋的萌生(sheng)(sheng)。在(zai)(zai)焊(han)接(jie)結構中(zhong)(zhong)，焊(han)接(jie)缺(que)陷是(shi)(shi)相當(dang)普(pu)(pu)遍(bian)(bian)的，甚至是(shi)(shi)不可避(bi)(bi)免(mian)(mian)的。因此不僅在(zai)(zai)設計(ji)中(zhong)(zhong)要(yao)(yao)防(fang)止過載，而且要(yao)(yao)避(bi)(bi)免(mian)(mian)由脆(cui)性(xing)斷(duan)(duan)裂(lie)、疲(pi)勞、蠕(ru)變和(he)腐(fu)蝕可能引(yin)起的低(di)應(ying)(ying)力(li)失(shi)效。通(tong)過材料(liao)(liao)的選(xuan)擇以及限制(zhi)主應(ying)(ying)力(li)加二次應(ying)(ying)力(li)來(lai)避(bi)(bi)免(mian)(mian)過度(du)的彈(dan)性(xing)變形(xing)和(he)彈(dan)性(xing)失(shi)穩(wen)；通(tong)過限制(zhi)主應(ying)(ying)力(li)加二次應(ying)(ying)力(li)來(lai)避(bi)(bi)免(mian)(mian)塑性(xing)失(shi)穩(wen)；通(tong)過正確(que)地選(xuan)材、制(zhi)造、檢驗(yan)、檢查斷(duan)(duan)口韌性(xing)等(deng)來(lai)避(bi)(bi)免(mian)(mian)脆(cui)性(xing)斷(duan)(duan)裂(lie)。在(zai)(zai)壓力(li)容器和(he)換(huan)熱器中(zhong)(zhong)很少(shao)出(chu)現由普(pu)(pu)遍(bian)(bian)腐(fu)蝕引(yin)起的失(shi)效，因為(wei)設計(ji)者意識到普(pu)(pu)遍(bian)(bian)腐(fu)蝕的可能，并(bing)通(tong)常采(cai)用腐(fu)蝕裕量或選(xuan)擇耐腐(fu)蝕的材料(liao)(liao)。然而，某些環境中(zhong)(zhong)可能發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕開裂(lie)，在(zai)(zai)設計(ji)和(he)選(xuan)材時應(ying)(ying)避(bi)(bi)免(mian)(mian)可能發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)這(zhe)種失(shi)效。
6. 設備的設計特性(xing)
a. 維修
為了使設(she)(she)(she)備(bei)便于(yu)維修，在設(she)(she)(she)計階段(duan)就應該很好的(de)(de)(de)了解(jie)設(she)(she)(she)備(bei)的(de)(de)(de)特定環(huan)境和特殊要求。在設(she)(she)(she)計中必須考慮的(de)(de)(de)一(yi)些與維修相關的(de)(de)(de)項目，包括更換某些構(gou)件所(suo)需的(de)(de)(de)拉動空(kong)間(jian)，如拉動熱交換器(qi)的(de)(de)(de)管束所(suo)需的(de)(de)(de)空(kong)間(jian)等(deng)，裝卸(xie)材料(liao)的(de)(de)(de)設(she)(she)(she)備(bei)，預定的(de)(de)(de)清(qing)理方(fang)法和所(suo)需的(de)(de)(de)設(she)(she)(she)備(bei)，容易(yi)更換構(gou)件，監控腐蝕和積垢的(de)(de)(de)能力，現(xian)場(chang)焊接的(de)(de)(de)設(she)(she)(she)備(bei)以及停工期(qi)檢(jian)查的(de)(de)(de)設(she)(she)(she)備(bei)和可用性。
b. 安全(quan)保險的特性
安全保險的(de)(de)設計概念不僅要(yao)清楚地(di)認識到制造的(de)(de)局限性，而且要(yao)為操作提供較大的(de)(de)安全空間(jian)，這個概念與斷裂(lie)力學的(de)(de)研究相關。在設計一個設備的(de)(de)各個部(bu)分時(shi)要(yao)有(you)(you)安全保險的(de)(de)特(te)性，一般(ban)按下列幾個方面考慮：判斷結(jie)構中疲勞裂(lie)紋(wen)(wen)可(ke)(ke)能(neng)擴展的(de)(de)點；確定可(ke)(ke)能(neng)有(you)(you)的(de)(de)最(zui)(zui)(zui)小裂(lie)紋(wen)(wen)尺寸；確定可(ke)(ke)能(neng)有(you)(you)的(de)(de)最(zui)(zui)(zui)大裂(lie)紋(wen)(wen)尺寸，該尺寸與最(zui)(zui)(zui)大破壞程度及可(ke)(ke)能(neng)有(you)(you)的(de)(de)最(zui)(zui)(zui)小裂(lie)紋(wen)(wen)與臨界(jie)裂(lie)紋(wen)(wen)尺寸之間(jian)的(de)(de)載(zai)荷相關。
c. 檢查的通道
壓力容(rong)器(qi)的(de)(de)(de)設(she)計應該(gai)提供(gong)檢驗(yan)人員(yuan)進(jin)入(ru)容(rong)器(qi)檢查腐蝕損傷的(de)(de)(de)通道。有足夠(gou)的(de)(de)(de)直(zhi)徑讓人進(jin)入(ru)的(de)(de)(de)容(rong)器(qi)應該(gai)有可移動(dong)的(de)(de)(de)內部構(gou)件，以允許進(jin)入(ru)人員(yuan)通向(xiang)容(rong)器(qi)的(de)(de)(de)所有部位。
d. 安(an)全性
壓(ya)力(li)容(rong)(rong)器和(he)(he)(he)(he)換熱器的(de)安全操作需要保(bao)守的(de)設計和(he)(he)(he)(he)標準指定(ding)的(de)習慣做法，并(bing)使(shi)用(yong)規(gui)范、標準中(zhong)所許可的(de)材料。對換熱器和(he)(he)(he)(he)壓(ya)力(li)容(rong)(rong)器，視安全性壓(ya)倒一切的(de)原因是避免可能對人類、經濟和(he)(he)(he)(he)環境(jing)等方面(mian)產生(sheng)災難性的(de)失效。為了(le)確保(bao)安全，應(ying)該按照(zhao)設計精確地制造設備并(bing)充(chong)分(fen)地監督檢查，以保(bao)證和(he)(he)(he)(he)設計規(gui)范相符。同時要正確使(shi)用(yong)和(he)(he)(he)(he)操作設備。
e. 設備壽命
為(wei)了獲得投資帶來的(de)(de)利潤，也為(wei)了使生產連續(xu)地進行，設(she)(she)備構件及設(she)(she)備本身(shen)應(ying)該具(ju)有適當的(de)(de)壽(shou)命。構件的(de)(de)壽(shou)命取(qu)決于設(she)(she)計(ji)(ji)、結構材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)性能和它(ta)們與使用(yong)環境之間的(de)(de)相互作(zuo)用(yong)以及制造和檢查的(de)(de)影響，還(huan)包括(kuo)操作(zuo)、維修等的(de)(de)影響。為(wei)了獲得滿意的(de)(de)壽(shou)命，設(she)(she)備的(de)(de)結構材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)要(yao)(yao)承受住設(she)(she)計(ji)(ji)應(ying)力(li)、磨損、使用(yong)中的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)。在(zai)設(she)(she)計(ji)(ji)階段，腐(fu)蝕(shi)(shi)問題同其他的(de)(de)操作(zuo)條(tiao)件和設(she)(she)計(ji)(ji)參數(shu)如壓力(li)、溫度和速度一樣重要(yao)(yao)。為(wei)了獲得最佳的(de)(de)使用(yong)壽(shou)命，不銹鋼選材(cai)(cai)(cai)要(yao)(yao)基于耐(nai)腐(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)觀點。要(yao)(yao)向材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)供(gong)應(ying)商(shang)索(suo)取(qu)簡明(ming)(ming)而清晰的(de)(de)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)質量保(bao)證書(shu)面說(shuo)明(ming)(ming)，確(que)保(bao)供(gong)應(ying)的(de)(de)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)正確(que)。設(she)(she)計(ji)(ji)說(shuo)明(ming)(ming)書(shu)內(nei)要(yao)(yao)有材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)耐(nai)蝕(shi)(shi)性。
f. 構件壽命(ming)
以熱(re)交換(huan)(huan)器為例，熱(re)交換(huan)(huan)器的(de)(de)殼(ke)體、管(guan)箱和(he)管(guan)板(ban)應該被(bei)設計至少使用(yong)10年或是(shi)原(yuan)有管(guan)束的(de)(de)壽(shou)命另加兩個(ge)更換(huan)(huan)管(guan)束的(de)(de)周期(qi)(qi)。選擇的(de)(de)初始(shi)管(guan)子應該至少使用(yong)兩個(ge)運轉周期(qi)(qi)或5年，除非個(ge)別特殊環境的(de)(de)熱(re)交換(huan)(huan)器，可(ke)能是(shi)只有較短(duan)的(de)(de)預期(qi)(qi)壽(shou)命。可(ke)是(shi)，這(zhe)些規定不適用(yong)于(yu)核能熱(re)交換(huan)(huan)器和(he)壓力容(rong)器。
由于不(bu)銹(xiu)鋼類型多，列(lie)入標準的牌號(hao)多達(da)一(yi)百多種，同(tong)時(shi)還有(you)大量(liang)廣(guang)泛使(shi)用的非標準牌號(hao)，每一(yi)種不(bu)銹(xiu)鋼都有(you)自己特定的性能、功能和(he)使(shi)用范圍。因此，正確(que)、恰(qia)當地選擇合(he)適的鋼種難(nan)度很大。這是因為(wei)它涉及的材料學、腐蝕學以(yi)及工程(cheng)學等(deng)多種學科的專門知識(shi)。除此以(yi)外，工程(cheng)經驗是合(he)理選用不(bu)銹(xiu)鋼不(bu)可缺少(shao)的重要(yao)條件。
通過合理地選擇、正確使(shi)用(yong)，使(shi)不(bu)銹(xiu)鋼材料的特性和功(gong)能，在(zai)使(shi)用(yong)中得(de)到(dao)充分體現和發揮，進(jin)而延(yan)長不(bu)銹(xiu)鋼零(ling)部(bu)件的使(shi)用(yong)壽命，
保證不銹鋼零部(bu)件、模具和機械設備(bei)的高(gao)精度。這正是不銹鋼工作者(zhe)應盡的職責。
三、性(xing)能選材法
性能(neng)選(xuan)用法包(bao)括使用性能(neng)和工藝(yi)性能(neng)。
1. 使(shi)用(yong)性能(neng)
人們一(yi)般慣于從各種(zhong)材(cai)料(liao)手冊(ce)中(zhong)查閱和(he)比(bi)較各種(zhong)材(cai)料(liao)的性能，然后選用(yong)。近年來，由于計(ji)算機的普遍應用(yong)，已將(jiang)這些(xie)性能匯編為數(shu)據庫，便于檢索(suo)和(he)專家系統調用(yong)。
若有兩種主要性能時，則可應用“坐標分類法”進(jin)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)。
為了確保(bao)使(shi)用(yong)性(xing)能和使(shi)用(yong)安全，選用(yong)時可(ke)以(yi)提高(gao)一級或幾級使(shi)用(yong)。已經使(shi)用(yong)10Cr17（17％Cr）型的地(di)方可(ke)以(yi)使(shi)用(yong)Cr-Ni鋼18-8型，已經使(shi)用(yong)06Cr11Ti型的地(di)方有時也可(ke)用(yong)10Cr17型。另外還許多在(zai)成分方面的改(gai)型鋼種并沒有在(zai)上述表示出來。
2. 工藝(yi)性能
前面的有關章節已(yi)經(jing)介紹了(le)不銹鋼焊接性(xing)、切削性(xing)、熱(re)加工(gong)性(xing)及深(shen)沖(chong)性(xing)等工(gong)藝性(xing)能(neng)，可參(can)閱。
在(zai)使用(yong)性(xing)能(neng)(neng)滿足要求后，工(gong)藝性(xing)能(neng)(neng)選材(cai)時，關注點(dian)主要是加(jia)工(gong)性(xing)能(neng)(neng)和加(jia)工(gong)成(cheng)本。即在(zai)較低的(de)(de)加(jia)工(gong)成(cheng)本下完成(cheng)加(jia)工(gong)的(de)(de)可行(xing)性(xing)。當(dang)所選材(cai)料(liao)的(de)(de)使用(yong)性(xing)能(neng)(neng)，能(neng)(neng)滿足要求，但不(bu)能(neng)(neng)加(jia)工(gong)或加(jia)工(gong)費用(yong)太高(gao)而不(bu)能(neng)(neng)承受時，可以選用(yong)較高(gao)一(yi)級不(bu)銹鋼種。
3. 性能(neng)遞增選材(cai)法
不(bu)銹鋼(gang)的(de)類(lei)型和鋼(gang)種繁多，性能各異(yi)，但也有略同的(de)。不(bu)銹鋼(gang)的(de)牌號(hao)繁多，多達(da)數(shu)(shu)百種；雖說牌號(hao)有數(shu)(shu)百種，但總可以歸集為，
奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼、馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼、鐵素體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼、雙相不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼和沉淀硬化(hua)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼五大類。同類不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼性(xing)能(neng)多(duo)有相似或相近之(zhi)處(chu)，為了(le)便于選擇(ze)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼，可按使用性(xing)能(neng)及工藝(yi)性(xing)能(neng)，在不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼的五大類型中選定一類，在選定的一類中再確定一個鋼種，這樣范圍(wei)就(jiu)(jiu)大大縮小了(le)許多(duo)。隨著性(xing)能(neng)的遞(di)增，范圍(wei)逐步遞(di)減，要選擇(ze)的鋼種就(jiu)(jiu)會出現。
四、成本選材法
成(cheng)本選材(cai)法的成(cheng)本，包括(kuo)有(you)材(cai)料(liao)成(cheng)本和生產（制造）成(cheng)本。如果加工制作工藝(yi)相差無幾，只是消耗材(cai)料(liao)存(cun)在有(you)差別，也(ye)就是說，可(ke)根據確(que)定的不(bu)同參量選用(yong)材(cai)料(liao)。否則(ze)就需(xu)要(yao)綜(zong)合(he)考慮材(cai)料(liao)成(cheng)本和制造工藝(yi)費用(yong)來選用(yong)材(cai)料(liao)。
1. 材料成本法
若制(zhi)造工(gong)藝的費用沒有差異，則(ze)使用材(cai)料的用戶(hu)對(dui)(dui)不需要熱處理的鋼種，采(cai)用不同的經(jing)濟參(can)數來(lai)比(bi)較和選用：等(deng)(deng)強(qiang)度(du)的相(xiang)對(dui)(dui)重(zhong)量；等(deng)(deng)剛(gang)度(du)的相(xiang)對(dui)(dui)重(zhong)量；等(deng)(deng)強(qiang)度(du)的相(xiang)對(dui)(dui)成本(ben)；等(deng)(deng)剛(gang)度(du)的相(xiang)對(dui)(dui)成本(ben)。
設計(ji)時(shi)若使(shi)用(yong)屈服強度(du)(du)，則選(xuan)用(yong)屈服強度(du)(du)。載荷相同時(shi)，變形量愈(yu)大，剛(gang)度(du)(du)愈(yu)小。很(hen)容易看出，變形及所需要的(de)屈服強度(du)(du)因負荷方式(shi)而不(bu)同，并與結構部件的(de)幾何(he)形狀(zhuang)有關。
從上面的(de)分析，可(ke)以得到如(ru)下幾點(dian)看法。
①. 用(yong)低合金高強度鋼代替碳鋼，屈(qu)服(fu)(fu)強度提高了，只在(zai)等強度的(de)(de)判(pan)(pan)據下，可以節約鋼材，節約的(de)(de)程度與(yu)屈(qu)服(fu)(fu)強度的(de)(de)比值(zhi)也因載荷方式而不(bu)同，不(bu)能(neng)因為(wei)屈(qu)服(fu)(fu)強度提高30％就認為(wei)能(neng)節約鋼材30％。若使用(yong)等剛度判(pan)(pan)據，并不(bu)能(neng)節約鋼材。
②. 使用(yong)強度高的(de)(de)鋼種，若(ruo)采(cai)用(yong)等(deng)剛度判據，肯定會增加成(cheng)本；若(ruo)采(cai)用(yong)等(deng)強度判據，是(shi)否有經濟(ji)效(xiao)益，取(qu)決于屈服強度的(de)(de)比值(zhi)及鋼材價格的(de)(de)比值(zhi)。
③. 對(dui)于交通運(yun)輸(shu)，例(li)(li)如，車輛(liang)、船(chuan)舶(bo)等(deng)用鋼(gang)，為了減少(shao)運(yun)輸(shu)費用，增加運(yun)輸(shu)量，應(ying)該考慮采(cai)用等(deng)強度(du)相(xiang)對(dui)重(zhong)量和等(deng)剛度(du)相(xiang)對(dui)重(zhong)量。對(dui)于固定結構，例(li)(li)如，橋梁、房屋等(deng)，則應(ying)使用等(deng)強度(du)相(xiang)對(dui)成本(ben)和等(deng)剛度(du)相(xiang)對(dui)成本(ben)。至(zhi)于改(gai)用鋼(gang)種所引(yin)起的經濟(ji)效益的分(fen)配，則隨經濟(ji)體制(zhi)的不同(tong)（例(li)(li)如，計劃經濟(ji)、商品經濟(ji)等(deng)），而有不同(tong)方(fang)法(fa)。
④. 上面的分析只考(kao)慮材(cai)料(liao)(liao)的屈服強度和變(bian)形，在下面，將(jiang)結合(he)材(cai)料(liao)(liao)工藝綜合(he)地分析成本。若有低溫韌(ren)性(xing)、大氣腐蝕(shi)、可焊性(xing)、耐磨性(xing)等問(wen)題，則應參(can)考(kao)性(xing)能選材(cai)的方法，將(jiang)這(zhe)些因素作為約束條件，或采(cai)用(yong)多目(mu)標的選材(cai)法。
2. 生(sheng)產成本(ben)法
從(cong)原(yuan)材(cai)料制成部件全(quan)過程的(de)成本分析，提供選材(cai)的(de)另一種方法(fa)。
以前(qian)的廚具(ju)、炊具(ju)大(da)部(bu)分采(cai)用有色金屬(shu)如(ru)鋁、銅或搪(tang)瓷等(deng)，而現在(zai)已(yi)基本被不銹鋼取代，不銹鋼不僅使用壽命長，而且美觀、價(jia)格低廉、無污染(ran)，生(sheng)產廢品(pin)易于回收再利用。
下面提供幾個為了降低成(cheng)本(ben)，應該(gai)考慮(lv)下述幾方面的問題。
①. 如果在某(mou)些(xie)高(gao)溫度環(huan)境中，當需要使(shi)用(yong)或計(ji)劃使(shi)用(yong)昂貴的高(gao)鎳合金的時(shi)候，可考慮能否用(yong)12Cr16Ni35（330）不銹鋼來(lai)代替(ti)以滿足要求(qiu)。
②. 可(ke)否用20Cr25Ni20（310）或16Cr23Ni13（309）來代替12Cr16Ni35（330），相比之下(xia)，這些鋼的高溫強度(du)較低，但是(shi)對多(duo)種(zhong)用途具有良好的性能。
③. 假如需(xu)(xu)要(yao)使用(yong)或(huo)計劃使用(yong)022Cr19Ni10（304L）不(bu)銹鋼(gang)，則(ze)要(yao)認真考慮是(shi)否真的需(xu)(xu)要(yao)這種低碳品種。在022Cr19Ni10（304L）不(bu)銹鋼(gang)焊接(jie)熱影響區，能夠(gou)保(bao)持充分的非(fei)常有效的抗腐(fu)蝕性，但(dan)是(shi)有時卻將其(qi)用(yong)于與熱影響區腐(fu)蝕危險無關緊要(yao)的地方，造成不(bu)必要(yao)的浪費。
④. 在選用成形(xing)用不銹(xiu)鋼時，可否(fou)用12Cr17Ni7（301）代替06Cr19Ni10（304），由于(yu)在絕大(da)多數情況下(xia)，略微(wei)降(jiang)低鉻和(he)鎳的含量并(bing)不會大(da)大(da)降(jiang)低抗腐蝕性，所以(yi)唯一真正(zheng)的決定因素是成形(xing)性能。
⑤. 如果用(yong)12Cr17Mn6Ni5N（201）不(bu)銹鋼代替 12Cr17Ni7（301）不(bu)銹鋼可以大(da)大(da)降低成本的話，雖然(ran)(ran)在(zai)200系(xi)列中用(yong)錳代替鎳(nie)，但其抗(kang)腐蝕性能卻能滿(man)足(zu)多種用(yong)途。當然(ran)(ran)應考慮可成形性和外觀(guan)特點方面的差異。
⑥. 400系(xi)列(lie)(lie)中(zhong)的(de)某種合金可以用來代替Cr-Ni（300系(xi)列(lie)(lie)）或Cr-Mn-Ni（200系(xi)列(lie)(lie)）中(zhong)的(de)某些鋼種，10Cr17（430）在許多用途中(zhong)可以滿(man)足對其抗腐蝕性能的(de)要求，但應(ying)考慮(lv)加工過程中(zhong)遇到的(de)各種困難(nan)。
⑦. 可以用06Cr11Ti（409）或其(qi)他11％Cr合(he)金代替17％Cr合(he)金，這(zhe)就(jiu)會使(shi)抗腐(fu)蝕性能大(da)幅度(du)下降，但是能否滿(man)足(zu)使(shi)用要求才是關(guan)鍵。目前有(you)幾種(zhong)06Crl1Ti（409）的改進(jin)型，它們(men)具有(you)不同的耐腐(fu)蝕性能、表(biao)面質量和(he)可加工性。
⑧. 可以用(yong)某(mou)種不銹鋼代(dai)替其他金屬(shu)或非金屬(shu)材(cai)料(liao)(liao)，通(tong)常(chang)，這種改變可以用(yong)較(jiao)低的(de)成本(ben)實現較(jiao)好(hao)的(de)使(shi)用(yong)性能。但是(shi)，當考(kao)慮總(zong)成本(ben)而不是(shi)只考(kao)慮原(yuan)材(cai)料(liao)(liao)價(jia)格時，使(shi)用(yong)較(jiao)高(gao)等級(ji)的(de)不銹鋼通(tong)常(chang)會更為(wei)經濟。
五、多目標(biao)選材法
實(shi)際(ji)上(shang)選材是(shi)個多(duo)目標的決策(ce)問題，這些(xie)目標有成本和(he)(he)性能兩類。成本可(ke)分為(wei)變動成本和(he)(he)固定(ding)成本兩大項。
前(qian)面將性能定義為：“材料的性能是一種(zhong)參(can)量，用于表(biao)征材料在給定外界(jie)條件下(xia)的行為”。
考慮到材料的(de)應(ying)用，可將性能分為使用性能及工藝性能。應(ying)該指出(chu)，上述定義(yi)中(zhong)的(de)外界條件(jian)除了自然(ran)條件(jian)外，還應(ying)包(bao)括社(she)會(hui)(hui)條件(jian)，特別是人類(lei)的(de)喜愛(ai)和社(she)會(hui)(hui)的(de)選擇。
前面所(suo)討論的性(xing)能(neng)選材(cai)法和成(cheng)本選材(cai)法，是將(jiang)多目(mu)標簡(jian)化(hua)為單目(mu)標，即性(xing)能(neng)或成(cheng)本，為的是將(jiang)選材(cai)問(wen)題簡(jian)單化(hua)，實(shi)際上，性(xing)能(neng)本身也有多目(mu)標。
如果將價值工程用(yong)于(yu)材料的(de)選用(yong)，那么選材即可(ke)簡化為：“選擇能滿足部件對材料的(de)最(zui)低(di)要(yao)求(qiu)，而成本又是(shi)最(zui)低(di)的(de)材料”。這(zhe)樣(yang)即可(ke)將性(xing)(xing)能與成本的(de)要(yao)求(qiu)并稱為特性(xing)(xing)。
對(dui)于(yu)特(te)性(xing)、要求(qiu)、性(xing)能等的(de)確定是較為(wei)困難的(de)，因為(wei)這需要依據科學(xue)知識和(he)實際經驗(yan)進行判斷。例如，當(dang)對(dui)不(bu)銹鋼(gang)和(he)塑(su)料有比較深入的(de)了解后，在選(xuan)擇洗(xi)衣機外殼(ke)材料時(shi)，就(jiu)一定會(hui)選(xuan)用塑(su)料而(er)不(bu)選(xuan)用不(bu)銹鋼(gang)。因為(wei)塑(su)料的(de)特(te)性(xing)就(jiu)足可以(yi)滿足洗(xi)衣機外殼(ke)的(de)要求(qiu)，其性(xing)能可以(yi)超過不(bu)銹鋼(gang)而(er)成本(ben)卻遠遠低于(yu)不(bu)銹鋼(gang)。
