通常，將不銹(xiu)鋼的使用條件、基本性能以及相關的使用經驗三者統籌權衡后，就能夠確定出可用的鋼種。在沒有實際使用經驗可借鑒的情況下，對初選材料進行模擬試驗或現場掛片試驗，根據這些試驗結果作出最終選擇，對某些特別重要的用途，需進行模擬體試驗方可作出選材結論。
首先要(yao)確定不銹鋼的使用(yong)條件，包括溫度、介質(zhi)成分(fen)、受力(li)狀態、制(zhi)作工藝、設(she)計壽命、特殊要(yao)求(qiu)。
隨后就是依據使(shi)用條件(jian)，了解相(xiang)關不(bu)銹鋼的性(xing)能(neng)(neng)(neng)、收集(ji)相(xiang)關數據及資(zi)料(liao)，如室(shi)溫(wen)、高溫(wen)條件(jian)下使(shi)用的力(li)學性(xing)能(neng)(neng)(neng)；腐(fu)蝕環境條件(jian)使(shi)用耐腐(fu)蝕性(xing)能(neng)(neng)(neng)以(yi)及其工藝性(xing)能(neng)(neng)(neng)、物理性(xing)能(neng)(neng)(neng)、價格(ge)、供貨(huo)難(nan)易程(cheng)度等。
在了解(jie)和收集不到相關數據的(de)情況下，可依(yi)據使用條件(jian)進行(xing)必(bi)要的(de)實際經驗(yan)、現場掛片試驗(yan)或實驗(yan)室模(mo)擬試驗(yan)。如果(guo)沒有(you)條件(jian)做上述(shu)試驗(yan)，也可采(cai)用相似(si)條件(jian)的(de)運行(xing)經驗(yan)、現場掛片結果(guo)、實驗(yan)室模(mo)擬實驗(yan)、模(mo)擬體運行(xing)結果(guo)作為(wei)選材(cai)的(de)依(yi)據。
在上述程序中，使(shi)用(yong)條件(jian)是決定(ding)選(xuan)(xuan)用(yong)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)類別的(de)(de)(de)主導因素。例如(ru)，如(ru)果使(shi)用(yong)溫度是在低(di)溫條件(jian)下，就(jiu)不(bu)(bu)宜選(xuan)(xuan)用(yong)鐵素體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)和雙相不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)；如(ru)果在300～500℃長(chang)期運行，也不(bu)(bu)宜選(xuan)(xuan)用(yong)雙相不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)和常規的(de)(de)(de)中、高鉻鐵素體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)。如(ru)果要(yao)求無磁，那就(jiu)只(zhi)能(neng)選(xuan)(xuan)擇(ze)奧(ao)(ao)(ao)氏體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)；在要(yao)求高強度，高硬(ying)度的(de)(de)(de)設備部(bu)(bu)件(jian)中，馬氏體(ti)(ti)和沉淀(dian)硬(ying)化(hua)(hua)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)是唯一的(de)(de)(de)選(xuan)(xuan)擇(ze)；在既要(yao)求具(ju)有(you)高的(de)(de)(de)強度又要(yao)求具(ju)有(you)無磁性(xing)的(de)(de)(de)部(bu)(bu)件(jian)，就(jiu)只(zhi)能(neng)選(xuan)(xuan)擇(ze)奧(ao)(ao)(ao)氏體(ti)(ti)型沉淀(dian)硬(ying)化(hua)(hua)型不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)或冷加工硬(ying)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)奧(ao)(ao)(ao)氏體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)。
在鋼(gang)的(de)(de)(de)類型確定之后，可(ke)根據設(she)備(bei)或(huo)部件對各(ge)種性能的(de)(de)(de)要求，選用相適應(ying)的(de)(de)(de)不(bu)銹鋼(gang)牌(pai)號(hao)。通常都能選到合(he)適的(de)(de)(de)牌(pai)號(hao)，當(dang)無相應(ying)牌(pai)號(hao)可(ke)選擇時，只能在耐蝕(shi)合(he)金中選擇或(huo)者研(yan)究新的(de)(de)(de)不(bu)銹鋼(gang)牌(pai)號(hao)。
總的(de)來說，選用不銹鋼的(de)方(fang)法(fa)(fa)有(you)性(xing)能(neng)法(fa)(fa)、成本(ben)法(fa)(fa)和多目標選材法(fa)(fa)等。
材料的選用包括材料的選擇和應用。
一(yi)、提(ti)出問題(ti)
1. 材料失效的主(zhu)要(yao)方式為斷(duan)裂、腐蝕和磨損
為防止失(shi)(shi)效(xiao)事故的(de)(de)發生(sheng)(sheng)，就需要依據失(shi)(shi)效(xiao)原因(yin)，通(tong)過選用合適(shi)的(de)(de)材(cai)(cai)料，采(cai)用恰(qia)當的(de)(de)工藝，來防止材(cai)(cai)料失(shi)(shi)效(xiao)。這類失(shi)(shi)效(xiao)可能發生(sheng)(sheng)在使用過程中，也(ye)可能發生(sheng)(sheng)在生(sheng)(sheng)產加工階段(duan)，這就會涉及材(cai)(cai)料的(de)(de)使用性(xing)能和工藝性(xing)能。解(jie)決這類選材(cai)(cai)問題(ti)需要運用材(cai)(cai)料的(de)(de)應用和失(shi)(shi)效(xiao)、材(cai)(cai)料的(de)(de)使用性(xing)能和材(cai)(cai)料的(de)(de)工藝性(xing)能等(deng)方面的(de)(de)知(zhi)識(shi)。
2. 材(cai)料的選(xuan)擇
當(dang)然(ran)是(shi)(shi)選擇(ze)成(cheng)本最低(di)而又滿(man)足最低(di)使用(yong)性能的(de)材料，這(zhe)是(shi)(shi)價值工(gong)程在材料問題(ti)上的(de)應(ying)用(yong)，也(ye)是(shi)(shi)個多目(mu)標的(de)決策問題(ti)。材料要選用(yong)成(cheng)本低(di)廉的(de)，并能滿(man)足最低(di)使用(yong)性能要求材料的(de)，也(ye)就是(shi)(shi)性價比最高的(de)材料。
適應科技(ji)(ji)、社會和(he)市場的發展，選(xuan)擇材(cai)料(liao)，這是帶戰略性(xing)的選(xuan)材(cai)問(wen)題(ti)(ti)。例如，最新科技(ji)(ji)成果的應用；社會條件(jian)的限制(zhi)，如資源和(he)環保(bao)的限制(zhi)；市場預(yu)測，消(xiao)費者(zhe)對(dui)產品式樣的喜好和(he)購(gou)買力影響了(le)產品的檔(dang)次，從(cong)而影響了(le)對(dui)材(cai)料(liao)的選(xuan)用，這些(xie)問(wen)題(ti)(ti)有(you)賴于對(dui)市場要求的判斷，涉(she)及(ji)心(xin)理學(xue)、技(ji)(ji)術美學(xue)、預(yu)測學(xue)等(deng)方(fang)面知識。
不銹(xiu)鋼的(de)選用不可避免地會遇到上述問(wen)題。綜(zong)上所(suo)述，不銹(xiu)鋼的(de)選用是(shi)一種(zhong)較為(wei)復雜的(de)判斷問(wen)題，特別是(shi)大宗不銹(xiu)鋼的(de)選用，需要應用材料系(xi)統中決(jue)策方(fang)面技術，即在明確問(wen)題的(de)基礎上，然后分析問(wen)題，最后提出(chu)選用方(fang)案。
二、材料選擇的步(bu)驟(zou)
不銹鋼材料(liao)選(xuan)擇應(ying)遵循的(de)順(shun)序是：使用條件評(ping)價→設計(ji)評(ping)價→材料(liao)選(xuan)擇→材料(liao)成本評(ping)價→相(xiang)關規范。
選用(yong)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)時(shi)，首先要明確使用(yong)環境對不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的要求，即(ji)耐腐蝕性(xing)、耐熱性(xing)及機械性(xing)能等；其次(ci)才是考查綜合成本。例如(ru)，包括(kuo)原(yuan)材料成本、加工成本和廢品等。當較為便宜的不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)，具有上述所需的性(xing)能的，無疑選用(yong)便宜的不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)是最佳選擇。如(ru)果用(yong)量(liang)非常大(da)時(shi)，專門為此(ci)設計一新(xin)鋼(gang)種(zhong)，來滿足需要，那也值(zhi)得和合算的。
1. 材料使用條件的評價
材(cai)料(liao)選(xuan)擇(ze)的(de)(de)第一步是全(quan)面評價由所選(xuan)用的(de)(de)不(bu)銹(xiu)鋼材(cai)料(liao)制作成的(de)(de)零部件在工藝環境和(he)設(she)備的(de)(de)使用條件下(xia)，能否滿足如使用溫度、壓力和(he)流體的(de)(de)狀態的(de)(de)要求(qiu)。為此(ci)需要掌握如下(xia)的(de)(de)工藝數據。
①. 使用環境-操(cao)作介質(zhi)的性(xing)質(zhi)和成(cheng)分、水的化(hua)學(xue)性(xing)質(zhi)、蒸汽質(zhi)量、溶液的組分及濃度、傳導率、pH值(zhi)、通風、雜(za)質(zhi)等。
②. 壓(ya)力-平均值和范圍，恒定或(huo)交(jiao)替變化，內部載(zai)荷或(huo)外部載(zai)荷。
③. 溫度-平均(jun)值和(he)范圍，恒定或變量，熱(re)梯度和(he)熱(re)振動(dong)。
④. 速(su)度-流動速(su)率，線性(xing)速(su)度，名義速(su)度和范圍，攪動程度，湍(tuan)流等。
要想選擇滿意的材料性能，除了使用溫(wen)度和壓力外，還必須考慮其(qi)他因素(su)，如啟動和關閉、間歇操作、瞬時現象、壓力沖(chong)擊(ji)及系(xi)統的瞬間失效。
2. 設計的評價
使用(yong)條件評價(jia)完之后，隨之其(qi)后，則需要依據材(cai)料(liao)考慮(lv)設備設計和各(ge)種零部件的(de)類型、尺寸、配合和服(fu)役(yi)期間的(de)臨界狀態(tai)。同(tong)時(shi)還要根(gen)據所選用(yong)的(de)材(cai)料(liao)考慮(lv)各(ge)種加工制造(zao)技術的(de)可行性(xing)，如鍛造(zao)、冷熱成形、機加工和焊接等。
3. 材(cai)料(liao)的(de)評估
材(cai)料的(de)評(ping)估(gu)包括材(cai)料的(de)性(xing)能和冶金(jin)方面(mian)的(de)試(shi)驗，含金(jin)屬連(lian)接在內的(de)加工性(xing)的(de)檢(jian)測以及在實驗室(shi)和現(xian)場試(shi)驗中(zhong)材(cai)料的(de)適用性(xing)。材(cai)料的(de)耐蝕性(xing)評(ping)估(gu)將進一(yi)步討論。
a. 材料試驗
除了用化學(xue)分析檢(jian)(jian)查(cha)材料(liao)的(de)(de)成(cheng)分以(yi)(yi)外(wai)，通常對(dui)所選定(ding)(ding)試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)進行表觀檢(jian)(jian)查(cha)和力學(xue)試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)以(yi)(yi)及確定(ding)(ding)原材料(liao)是否滿足每個規定(ding)(ding)的(de)(de)要(yao)求。另外(wai)需要(yao)對(dui)焊(han)(han)接(jie)試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)進行試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)以(yi)(yi)評(ping)定(ding)(ding)焊(han)(han)接(jie)質量。其(qi)中力學(xue)試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)有拉伸試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)、彎曲試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)、沖擊試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)等(deng)。材料(liao)截面(mian)試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)的(de)(de)金(jin)相檢(jian)(jian)查(cha)提(ti)(ti)供含(han)夾(jia)(jia)雜(za)物材料(liao)與純(chun)凈(jing)度相關的(de)(de)信息，并提(ti)(ti)供金(jin)相結(jie)構(gou)及晶粒(li)尺寸。對(dui)于焊(han)(han)接(jie)部位，類(lei)似的(de)(de)檢(jian)(jian)查(cha)可以(yi)(yi)檢(jian)(jian)驗(yan)(yan)(yan)(yan)出焊(han)(han)接(jie)缺陷，如夾(jia)(jia)雜(za)物、孔隙度、裂紋及不符合要(yao)求的(de)(de)焊(han)(han)接(jie)技術(shu)等(deng)。這些試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)對(dui)材料(liao)本身是典型的(de)(de)破壞性(xing)試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)。
b. 材料耐(nai)蝕性的評估和選擇
材料(liao)的(de)(de)選用，愈來愈習慣用模擬環境試(shi)驗的(de)(de)數(shu)據作(zuo)為(wei)依(yi)據來選擇材料(liao)以防止腐(fu)蝕(shi)，包括(kuo)高(gao)溫腐(fu)蝕(shi)。這些試(shi)驗包括(kuo)：腐(fu)蝕(shi)掛片試(shi)驗；熱質量分析（TGA）；動態燃(ran)燒(shao)室的(de)(de)研究；熱循環；實驗室玻(bo)璃器(qi)皿(min)的(de)(de)試(shi)驗；現場試(shi)驗。
c. 材料的功能(neng)要求
①. 強度(du)
強(qiang)度(du)(du)(du)(du)(du)包括(kuo)多個力學性能，最常用(yong)來指拉伸強(qiang)度(du)(du)(du)(du)(du)和(he)(he)屈服強(qiang)度(du)(du)(du)(du)(du)。可以利用(yong)應力-應變(bian)曲(qu)線來理(li)解它(ta)們。其他相(xiang)關的強(qiang)度(du)(du)(du)(du)(du)還包括(kuo)壓(ya)縮、彎曲(qu)、剪切和(he)(he)扭轉強(qiang)度(du)(du)(du)(du)(du)。在條(tiao)件許可情況下最好使用(yong)高強(qiang)度(du)(du)(du)(du)(du)的材料以減少零件的厚度(du)(du)(du)(du)(du)。
②. 疲(pi)勞(lao)強度
疲(pi)勞(lao)(lao)是指(zhi)由(you)循(xun)環(huan)(huan)應(ying)(ying)力(li)(li)(li)造成金屬斷裂的(de)(de)失效。常見(jian)的(de)(de)例子包括遠低于(yu)拉伸強度的(de)(de)速變(bian)(bian)應(ying)(ying)力(li)(li)(li)。當(dang)應(ying)(ying)力(li)(li)(li)增(zeng)大時(shi)，引(yin)起失效所需要的(de)(de)循(xun)環(huan)(huan)次(ci)(ci)數(shu)(shu)就(jiu)減少(shao)。習慣上繪制(zhi)金屬應(ying)(ying)力(li)(li)(li)和循(xun)環(huan)(huan)次(ci)(ci)數(shu)(shu)曲線（S-N），如(ru)圖(tu)4-3所示(shi)。曲線由(you)應(ying)(ying)力(li)(li)(li)相對(dui)于(yu)循(xun)環(huan)(huan)次(ci)(ci)數(shu)(shu)的(de)(de)對(dui)數(shu)(shu)來描繪。對(dui)于(yu)一(yi)個給(gei)定(ding)的(de)(de)較(jiao)大循(xun)環(huan)(huan)次(ci)(ci)數(shu)(shu)，通常在低于(yu)某應(ying)(ying)力(li)(li)(li)值的(de)(de)情況(kuang)下(xia)不發生失效，這(zhe)個應(ying)(ying)力(li)(li)(li)值就(jiu)稱為疲(pi)勞(lao)(lao)極限。因為以保持正常的(de)(de)應(ying)(ying)力(li)(li)(li)不高(gao)于(yu)疲(pi)勞(lao)(lao)極限的(de)(de)應(ying)(ying)力(li)(li)(li)防止變(bian)(bian)形和斷裂，所以疲(pi)勞(lao)(lao)失效幾乎總是伴隨著突變(bian)(bian)、缺口(kou)、沖(chong)擊、殘余應(ying)(ying)力(li)(li)(li)的(de)(de)存在而(er)發生。
疲(pi)勞失效常(chang)常(chang)發生在焊(han)接接頭(tou)，因為(wei)采用(yong)(yong)焊(han)接接頭(tou)，這樣的(de)(de)(de)設計會(hui)出(chu)現明(ming)顯的(de)(de)(de)應(ying)力(li)集中效應(ying)。有利于耐疲(pi)勞的(de)(de)(de)材料(liao)特性(xing)和(he)設計特性(xing)有，利用(yong)(yong)合金化(hua)或熱處理來(lai)提(ti)高拉伸強度；減少工件的(de)(de)(de)厚度，使用(yong)(yong)拋光表面，降低設計應(ying)力(li)，細化(hua)材料(liao)的(de)(de)(de)晶粒(li)尺(chi)寸，消除材料(liao)的(de)(de)(de)冶金缺陷和(he)殘(can)余應(ying)力(li)，減輕表面存在壓應(ying)力(li)，減少助長腐蝕(shi)和(he)疲(pi)勞的(de)(de)(de)環境，并且采用(yong)(yong)金屬覆蓋層(ceng)，如Cr、Ni或Cd（鎘）鍍層(ceng)，這是因為(wei)鍍層(ceng)中的(de)(de)(de)微(wei)裂紋有可能會(hui)降低疲(pi)勞強度。
③. 脆性(xing)斷(duan)裂
脆性(xing)斷裂(lie)(lie)是(shi)(shi)在(zai)低(di)于(yu)屈服(fu)強度的(de)(de)正常(chang)應(ying)力(li)下(xia)，由于(yu)裂(lie)(lie)紋的(de)(de)快速擴展而造成的(de)(de)失效。絕(jue)大多數的(de)(de)脆性(xing)斷裂(lie)(lie)發(fa)生(sheng)在(zai)具(ju)有體心立方（bcc）晶格結構的(de)(de)金屬中，特別是(shi)(shi)鐵素(su)體不銹(xiu)鋼(gang)(gang)，不僅在(zai)低(di)于(yu)臨界拉(la)伸(shen)強度，甚至低(di)于(yu)屈服(fu)強度的(de)(de)情況下(xia)就(jiu)(jiu)會發(fa)生(sheng)完全(quan)的(de)(de)斷裂(lie)(lie)。鋼(gang)(gang)發(fa)生(sheng)脆性(xing)斷裂(lie)(lie)的(de)(de)條件如下(xia)：本身(shen)存在(zai)缺陷；缺陷處存在(zai)殘余拉(la)伸(shen)應(ying)力(li)與工作載(zai)荷引起(qi)的(de)(de)拉(la)伸(shen)應(ying)力(li)的(de)(de)交(jiao)匯，如果應(ying)力(li)是(shi)(shi)三(san)維方向(xiang)就(jiu)(jiu)更為嚴重；足夠低(di)的(de)(de)溫度；還(huan)原(yuan)處理、成分(fen)、軋制(zhi)操作和(he)后(hou)續的(de)(de)熱處理等冶金因素(su)；韌(ren)性(xing)；蠕變；耐熱性(xing)；熱和(he)腐蝕(shi)；耐蝕(shi)性(xing)；氫腐蝕(shi)；加工性(xing)。
④. 韌性
材料的(de)(de)韌(ren)性(xing)就是指材料斷(duan)裂之前吸收能(neng)量和塑性(xing)變形的(de)(de)能(neng)力(li)，韌(ren)性(xing)是用材料成形和斷(duan)裂期間吸收的(de)(de)能(neng)量來衡量的(de)(de)。它是最重(zhong)要(yao)的(de)(de)低(di)溫力(li)學(xue)性(xing)能(neng)而不是強度。缺(que)口的(de)(de)韌(ren)性(xing)受(shou)化學(xue)成分、微觀組織、晶粒(li)尺寸、晶粒(li)生長的(de)(de)模式、截面尺寸、冷熱(re)加(jia)工的(de)(de)溫度、加(jia)工方法和表(biao)面狀況如滲碳和脫碳等影響。
基(ji)本(ben)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)：最(zui)普通(tong)的(de)韌(ren)性試(shi)(shi)(shi)驗(yan)是采用帶缺口的(de)試(shi)(shi)(shi)樣，通(tong)常(chang)通(tong)過沖(chong)擊試(shi)(shi)(shi)驗(yan)測(ce)量(liang)缺口韌(ren)性，或在相(xiang)對較低的(de)應(ying)變速率下(xia)測(ce)量(liang)斷裂韌(ren)性。沖(chong)擊試(shi)(shi)(shi)驗(yan)可揭示材(cai)料的(de)低溫強度、韌(ren)性不(bu)足和脆(cui)性，這些試(shi)(shi)(shi)驗(yan)特別適合鐵(tie)素體材(cai)料，可以(yi)顯示韌(ren)性向脆(cui)性的(de)轉變。
⑤. 耐蝕性
金(jin)屬和合金(jin)的(de)破壞大多是由腐(fu)蝕造(zao)成的(de)。實際上(shang)對于所有包(bao)含一系列基本操作的(de)工藝過程來(lai)說，設備、換熱器、管道構件(jian)或其他(ta)系統(tong)構件(jian)的(de)失效就意味著停(ting)工、昂貴的(de)維修和更換構件(jian)，因此壓力(li)容器和換熱器的(de)結構材(cai)料應該在使(shi)用環境中具(ju)有合適的(de)腐(fu)蝕速率。另外注意由周圍氣(qi)氛引(yin)起(qi)的(de)腐(fu)蝕。
d. 根(gen)據耐蝕性的(de)條(tiao)件(jian)來(lai)選擇(ze)材料良好的(de)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
盡管(guan)材料選擇(ze)已經是十分(fen)認(ren)真了(le)，并且有(you)(you)(you)時還進一步采用了(le)防(fang)腐蝕方法(fa)，但少數(shu)意外的失(shi)效(xiao)總還會發(fa)生(sheng)。導致意外腐蝕失(shi)效(xiao)的原因可能(neng)為以下一種(zhong)或幾種(zhong)：使用了(le)帶有(you)(you)(you)缺陷的材料；設計不(bu)(bu)合理；不(bu)(bu)正(zheng)常的操作(zuo)；制(zhi)造(zao)不(bu)(bu)當(dang)和檢驗不(bu)(bu)充分(fen)；維護不(bu)(bu)適當(dang)。所以采取一定的預防(fang)措施，是避免腐蝕失(shi)效(xiao)發(fa)生(sheng)的有(you)(you)(you)效(xiao)辦法(fa)。
f. 氫腐蝕
氫(qing)腐蝕是(shi)在高(gao)于220～243℃溫度的(de)含氫(qing)環境中(zhong)，碳(tan)鋼(gang)(gang)和低合金鋼(gang)(gang)的(de)損傷機(ji)制，一(yi)般不(bu)被(bei)人們(men)所關注。室溫下鋼(gang)(gang)制容器當然是(shi)可以(yi)處理高(gao)壓氫(qing)的(de)。但在較高(gao)的(de)溫度下，氫(qing)能(neng)擴(kuo)散到鋼(gang)(gang)中(zhong)與碳(tan)原(yuan)子反(fan)應生成甲烷氣體(ti)
2H2+FeC→CH4+Fe
高溫高壓下，氫能(neng)夠與間(jian)隙固溶體中(zhong)(zhong)的碳反應，導致初始脫碳，接著在晶界產生不(bu)(bu)穩定(ding)(ding)的碳化物(wu)，形(xing)成(cheng)(cheng)甲烷氣泡。由于甲烷不(bu)(bu)能(neng)從鋼中(zhong)(zhong)擴散出去，它(ta)的積(ji)聚引起開裂和鼓泡，從而使(shi)鋼材失去韌性(xing)導致最終(zhong)失效。解決這個問題就需要穩定(ding)(ding)鋼中(zhong)(zhong)的碳化物(wu)組成(cheng)(cheng)、形(xing)態和分布。
氫腐蝕的防護。根據實際經(jing)驗防止(zhi)氫腐蝕的唯一可行的方法，就是使用(yong)耐這種破壞形式(shi)的鋼(gang)。因(yin)為(wei)(wei)所有(you)的奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)都含有(you)高Cr，穩(wen)定了鋼(gang)中的碳化物(wu)組成、形態和(he)分布，所以耐高溫氫損傷。因(yin)此，作為(wei)(wei)另一種防腐蝕措施，通常在低合(he)金鋼(gang)容器的內表面襯一層(ceng)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)，是一個經(jing)濟實用(yong)的選擇(ze)。
g. 加(jia)工性
加(jia)工(gong)(gong)性包(bao)括成形、機加(jia)工(gong)(gong)、與其他(ta)金屬連接(jie)的(de)(de)(de)焊接(jie)工(gong)(gong)藝(yi)及焊后熱處理的(de)(de)(de)難易性。并不是(shi)所有的(de)(de)(de)加(jia)工(gong)(gong)車間在技(ji)術上都有能力正確地處理較(jiao)復(fu)雜(za)的(de)(de)(de)材(cai)料(liao)。因此用(yong)戶要(yao)了(le)解加(jia)工(gong)(gong)者的(de)(de)(de)能力，這是(shi)最基本(ben)的(de)(de)(de)。另外，先進(jin)加(jia)工(gong)(gong)技(ji)術需要(yao)更高級(ji)的(de)(de)(de)檢驗標準來判斷加(jia)工(gong)(gong)是(shi)否(fou)符合要(yao)求。
4. 成本核算
在材料的(de)選擇(ze)中，選用是實(shi)用性和成本(ben)兩矛盾統(tong)一的(de)最(zui)終(zhong)結果(guo)，可用性價比(bi)來表示。
人們常說“物美價(jia)廉”和“優質優價(jia)”，這分別(bie)是材(cai)料消費者和材(cai)料生產者各自(zi)(zi)傾向性的愿望，材(cai)料消費者希望自(zi)(zi)己所選用的材(cai)料是“物美價(jia)廉”的；材(cai)料生產者希望自(zi)(zi)己的產品能夠“優質優價(jia)”，但(dan)只有(you)(you)雙方都有(you)(you)經濟(ji)效益(yi)，方能使整個社(she)會有(you)(you)效益(yi)。
以選用耐(nai)(nai)腐蝕不銹鋼為例，如果不考(kao)慮(lv)其(qi)他因素，選擇材料(liao)(liao)(liao)時(shi)應(ying)考(kao)慮(lv)下面兩個方面，一(yi)是最低(di)的成(cheng)(cheng)本(ben)，即(ji)選擇低(di)成(cheng)(cheng)本(ben)的材料(liao)(liao)(liao)，并定期(qi)更換或采取防腐措施(shi)；二是高成(cheng)(cheng)本(ben)腐蝕最小，也就是不考(kao)慮(lv)成(cheng)(cheng)本(ben)，而選擇最昂貴耐(nai)(nai)腐蝕的材料(liao)(liao)(liao)，其(qi)結果是使用周期(qi)長，可以免于(yu)頻繁(fan)地維修。
在廉價材(cai)(cai)料(liao)與高(gao)價材(cai)(cai)料(liao)之間(jian)，一般(ban)會(hui)認為選用(yong)高(gao)級(ji)的(de)結構材(cai)(cai)料(liao)產(chan)品，成(cheng)本一定是較高(gao)的(de)，因(yin)(yin)而(er)制造商會(hui)刻(ke)意選擇廉價低(di)成(cheng)本的(de)材(cai)(cai)料(liao)，以求用(yong)最低(di)的(de)生(sheng)產(chan)成(cheng)本，獲得(de)競爭性(xing)的(de)產(chan)品標價。然(ran)(ran)而(er)這種(zhong)做法并不完全是正(zheng)確(que)的(de)。因(yin)(yin)為，提高(gao)材(cai)(cai)料(liao)的(de)工藝(yi)性(xing)能(neng)(neng)，通常會(hui)提高(gao)單位(wei)質量的(de)費用(yong)。選用(yong)性(xing)能(neng)(neng)好的(de)材(cai)(cai)料(liao)，雖然(ran)(ran)材(cai)(cai)料(liao)成(cheng)本高(gao)一些，但就整(zheng)個(ge)設備(bei)的(de)總體費用(yong)而(er)言往往會(hui)低(di)一些。因(yin)(yin)此，由(you)于下列因(yin)(yin)素，使節(jie)省成(cheng)本成(cheng)為可能(neng)(neng)。
①. 需要較少(shao)的材料(liao)；
②. 較短(duan)的熱處理周(zhou)期；
③. 較(jiao)少的焊接時(shi)間和較(jiao)少的焊接填充材(cai)料；
④. 較低的運(yun)費；
⑤. 在運輸和安裝過程中，現場的處(chu)理要求更(geng)簡單(dan)。
5. 使(shi)用過程中可能的失效模式和破壞形(xing)式
在使用過(guo)程中發生(sheng)的(de)(de)失(shi)(shi)效(xiao)可能(neng)源(yuan)于(yu)(yu)材料的(de)(de)使用應力高于(yu)(yu)安全應力而引起(qi)的(de)(de)過(guo)載或者(zhe)在應力集中處產生(sheng)的(de)(de)局(ju)部變(bian)形。大(da)多數情(qing)況下(xia)失(shi)(shi)效(xiao)模式(shi)(shi)取決(jue)于(yu)(yu)材料在最終狀態下(xia)的(de)(de)性能(neng)。如(ru)(ru)承壓(ya)下(xia)的(de)(de)失(shi)(shi)效(xiao)模式(shi)(shi)可能(neng)是：過(guo)度的(de)(de)彈(dan)性變(bian)形和彈(dan)性失(shi)(shi)穩；塑性失(shi)(shi)穩，變(bian)形和破裂；脆性斷裂；疲勞失(shi)(shi)效(xiao)；蠕變(bian)變(bian)形和蠕變(bian)破壞；環境(jing)破壞如(ru)(ru)腐蝕和氫損傷。
大部分使用(yong)中(zhong)(zhong)的失效涉及(ji)(ji)在(zai)應(ying)(ying)力(li)集中(zhong)(zhong)區缺(que)陷(xian)處裂(lie)紋(wen)的萌生(sheng)(sheng)。在(zai)焊接結構中(zhong)(zhong)，焊接缺(que)陷(xian)是(shi)相當(dang)普遍(bian)的，甚至是(shi)不可(ke)避(bi)免(mian)的。因(yin)此(ci)不僅在(zai)設計中(zhong)(zhong)要防止過(guo)載(zai)，而且要避(bi)免(mian)由(you)脆(cui)性斷裂(lie)、疲勞、蠕變和(he)腐(fu)(fu)蝕(shi)可(ke)能引起的低應(ying)(ying)力(li)失效。通(tong)過(guo)材料的選擇以(yi)及(ji)(ji)限制(zhi)主(zhu)應(ying)(ying)力(li)加(jia)(jia)二(er)(er)次應(ying)(ying)力(li)來(lai)(lai)避(bi)免(mian)過(guo)度(du)的彈性變形和(he)彈性失穩；通(tong)過(guo)限制(zhi)主(zhu)應(ying)(ying)力(li)加(jia)(jia)二(er)(er)次應(ying)(ying)力(li)來(lai)(lai)避(bi)免(mian)塑性失穩；通(tong)過(guo)正確(que)地選材、制(zhi)造、檢(jian)驗、檢(jian)查斷口韌性等來(lai)(lai)避(bi)免(mian)脆(cui)性斷裂(lie)。在(zai)壓力(li)容器(qi)(qi)和(he)換熱器(qi)(qi)中(zhong)(zhong)很少出現(xian)由(you)普遍(bian)腐(fu)(fu)蝕(shi)引起的失效，因(yin)為設計者意識到(dao)普遍(bian)腐(fu)(fu)蝕(shi)的可(ke)能，并通(tong)常采用(yong)腐(fu)(fu)蝕(shi)裕量或選擇耐(nai)腐(fu)(fu)蝕(shi)的材料。然而，某些環境中(zhong)(zhong)可(ke)能發生(sheng)(sheng)應(ying)(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)開裂(lie)，在(zai)設計和(he)選材時應(ying)(ying)避(bi)免(mian)可(ke)能發生(sheng)(sheng)這種(zhong)失效。
6. 設(she)(she)備(bei)的設(she)(she)計特性
a. 維修(xiu)
為了使設(she)備(bei)(bei)便于(yu)維(wei)修(xiu)(xiu)，在設(she)計階段就應該很好的(de)(de)(de)了解設(she)備(bei)(bei)的(de)(de)(de)特定環境和(he)特殊要求。在設(she)計中必須考慮的(de)(de)(de)一些(xie)與維(wei)修(xiu)(xiu)相(xiang)關的(de)(de)(de)項目，包括更換某些(xie)構件所需的(de)(de)(de)拉動空(kong)(kong)間，如拉動熱交換器的(de)(de)(de)管束所需的(de)(de)(de)空(kong)(kong)間等(deng)，裝卸(xie)材料的(de)(de)(de)設(she)備(bei)(bei)，預定的(de)(de)(de)清(qing)理方法和(he)所需的(de)(de)(de)設(she)備(bei)(bei)，容易更換構件，監控腐蝕和(he)積垢的(de)(de)(de)能(neng)力，現(xian)場焊(han)接(jie)的(de)(de)(de)設(she)備(bei)(bei)以及停工期(qi)檢查(cha)的(de)(de)(de)設(she)備(bei)(bei)和(he)可用性。
b. 安全(quan)保(bao)險的特性
安(an)(an)全(quan)保(bao)(bao)險的(de)(de)(de)設(she)計概(gai)念不僅要(yao)清楚地認識到制造的(de)(de)(de)局限性，而且要(yao)為操作提(ti)供較大(da)的(de)(de)(de)安(an)(an)全(quan)空(kong)間(jian)，這個概(gai)念與斷裂(lie)力學的(de)(de)(de)研究相關。在(zai)設(she)計一個設(she)備的(de)(de)(de)各個部分(fen)時要(yao)有(you)安(an)(an)全(quan)保(bao)(bao)險的(de)(de)(de)特性，一般按(an)下列幾個方面考慮：判斷結構(gou)中疲勞裂(lie)紋(wen)(wen)可(ke)(ke)能(neng)擴展的(de)(de)(de)點；確定可(ke)(ke)能(neng)有(you)的(de)(de)(de)最(zui)小(xiao)裂(lie)紋(wen)(wen)尺(chi)寸(cun)(cun)；確定可(ke)(ke)能(neng)有(you)的(de)(de)(de)最(zui)大(da)裂(lie)紋(wen)(wen)尺(chi)寸(cun)(cun)，該尺(chi)寸(cun)(cun)與最(zui)大(da)破(po)壞程度及可(ke)(ke)能(neng)有(you)的(de)(de)(de)最(zui)小(xiao)裂(lie)紋(wen)(wen)與臨界裂(lie)紋(wen)(wen)尺(chi)寸(cun)(cun)之間(jian)的(de)(de)(de)載荷相關。
c. 檢查(cha)的通道
壓力容(rong)器(qi)的(de)(de)設計應(ying)該提供檢驗人員進(jin)入(ru)容(rong)器(qi)檢查腐蝕(shi)損(sun)傷的(de)(de)通道。有足夠(gou)的(de)(de)直徑讓人進(jin)入(ru)的(de)(de)容(rong)器(qi)應(ying)該有可移(yi)動的(de)(de)內部(bu)構件(jian)，以(yi)允許進(jin)入(ru)人員通向容(rong)器(qi)的(de)(de)所有部(bu)位。
d. 安全(quan)性
壓力容(rong)器和(he)(he)換(huan)熱器的(de)安(an)全(quan)操(cao)作需要保(bao)守的(de)設計(ji)和(he)(he)標準(zhun)(zhun)指定的(de)習慣做法，并使用規范、標準(zhun)(zhun)中所許可的(de)材料(liao)。對(dui)換(huan)熱器和(he)(he)壓力容(rong)器，視安(an)全(quan)性壓倒一切(qie)的(de)原因是避免可能對(dui)人(ren)類、經濟和(he)(he)環境等方面產生(sheng)災難性的(de)失(shi)效。為了確保(bao)安(an)全(quan)，應該按照設計(ji)精確地制造(zao)設備并充分地監督檢查，以保(bao)證(zheng)和(he)(he)設計(ji)規范相(xiang)符。同(tong)時要正(zheng)確使用和(he)(he)操(cao)作設備。
e. 設備壽命
為(wei)了(le)(le)獲得投資帶來的(de)(de)(de)利潤，也為(wei)了(le)(le)使(shi)生產連續地進行，設(she)(she)備(bei)構(gou)(gou)件(jian)及設(she)(she)備(bei)本(ben)身應(ying)(ying)該具有適當的(de)(de)(de)壽(shou)命(ming)(ming)。構(gou)(gou)件(jian)的(de)(de)(de)壽(shou)命(ming)(ming)取決于設(she)(she)計、結(jie)構(gou)(gou)材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)性能(neng)和(he)它們(men)與使(shi)用環境之間的(de)(de)(de)相互作(zuo)用以及制造和(he)檢查(cha)的(de)(de)(de)影響，還包括操作(zuo)、維修等的(de)(de)(de)影響。為(wei)了(le)(le)獲得滿意的(de)(de)(de)壽(shou)命(ming)(ming)，設(she)(she)備(bei)的(de)(de)(de)結(jie)構(gou)(gou)材(cai)料(liao)(liao)要承受住(zhu)設(she)(she)計應(ying)(ying)力(li)、磨(mo)損、使(shi)用中的(de)(de)(de)腐蝕(shi)。在設(she)(she)計階段(duan)，腐蝕(shi)問題同其他的(de)(de)(de)操作(zuo)條件(jian)和(he)設(she)(she)計參數如壓力(li)、溫(wen)度和(he)速度一樣重(zhong)要。為(wei)了(le)(le)獲得最(zui)佳的(de)(de)(de)使(shi)用壽(shou)命(ming)(ming)，不(bu)銹鋼選材(cai)要基(ji)于耐腐蝕(shi)的(de)(de)(de)觀點。要向材(cai)料(liao)(liao)供應(ying)(ying)商索取簡明而清晰的(de)(de)(de)材(cai)料(liao)(liao)質量保證書(shu)面說明，確保供應(ying)(ying)的(de)(de)(de)材(cai)料(liao)(liao)正(zheng)確。設(she)(she)計說明書(shu)內(nei)要有材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)耐蝕(shi)性。
f. 構件壽命
以(yi)熱(re)交換(huan)器為例(li)，熱(re)交換(huan)器的(de)殼體、管(guan)箱和管(guan)板應該被設計至少(shao)使用(yong)(yong)10年或是(shi)原有(you)管(guan)束的(de)壽命另加兩個更換(huan)管(guan)束的(de)周期(qi)。選擇的(de)初始管(guan)子應該至少(shao)使用(yong)(yong)兩個運轉周期(qi)或5年，除(chu)非個別(bie)特殊環境(jing)的(de)熱(re)交換(huan)器，可能是(shi)只有(you)較短的(de)預(yu)期(qi)壽命。可是(shi)，這些規定不適(shi)用(yong)(yong)于核能熱(re)交換(huan)器和壓力容器。
由(you)于不銹(xiu)鋼類型多，列入(ru)標(biao)準的牌號(hao)多達一百多種(zhong)，同時還有大量(liang)廣(guang)泛使(shi)用(yong)(yong)的非標(biao)準牌號(hao)，每一種(zhong)不銹(xiu)鋼都有自己特定的性能、功能和使(shi)用(yong)(yong)范圍。因(yin)此(ci)，正確、恰當地(di)選擇合適的鋼種(zhong)難度很大。這是因(yin)為它(ta)涉及(ji)的材料(liao)學(xue)(xue)、腐蝕學(xue)(xue)以及(ji)工(gong)程學(xue)(xue)等多種(zhong)學(xue)(xue)科的專門知(zhi)識(shi)。除此(ci)以外，工(gong)程經驗是合理選用(yong)(yong)不銹(xiu)鋼不可(ke)缺(que)少(shao)的重要條件。
通過合理地選擇、正確使(shi)用(yong)(yong)，使(shi)不(bu)(bu)銹鋼(gang)材料的(de)特性(xing)和功能(neng)，在使(shi)用(yong)(yong)中(zhong)得到充分(fen)體(ti)現和發揮，進而延長不(bu)(bu)銹鋼(gang)零(ling)部件的(de)使(shi)用(yong)(yong)壽命(ming)，
保證不銹(xiu)鋼零部件、模(mo)具和(he)機(ji)械設備的高精(jing)度。這正是不銹(xiu)鋼工(gong)作者應(ying)盡的職責。
三、性能選材法
性(xing)(xing)能選用法包括使用性(xing)(xing)能和工藝性(xing)(xing)能。
1. 使用性(xing)能
人們一般慣于(yu)從各種材料手冊中查閱和(he)(he)比較各種材料的性(xing)能，然后(hou)選用(yong)。近年來，由于(yu)計算機的普遍應用(yong)，已將這些性(xing)能匯編為數據庫(ku)，便于(yu)檢索和(he)(he)專家系統調用(yong)。
若(ruo)有(you)兩種(zhong)主(zhu)要性能時，則可應用“坐(zuo)標分類法(fa)”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)。
為了確保(bao)使(shi)(shi)用性能和使(shi)(shi)用安全，選用時可以提高一(yi)級(ji)或幾級(ji)使(shi)(shi)用。已經(jing)(jing)使(shi)(shi)用10Cr17（17％Cr）型的地方可以使(shi)(shi)用Cr-Ni鋼18-8型，已經(jing)(jing)使(shi)(shi)用06Cr11Ti型的地方有時也可用10Cr17型。另外還許多在成分方面的改型鋼種(zhong)并(bing)沒有在上述(shu)表示(shi)出來。
2. 工藝性(xing)能
前面的有關章(zhang)節已經(jing)介紹了(le)不(bu)銹鋼(gang)焊接性(xing)(xing)(xing)、切削性(xing)(xing)(xing)、熱加工(gong)(gong)性(xing)(xing)(xing)及(ji)深沖性(xing)(xing)(xing)等工(gong)(gong)藝性(xing)(xing)(xing)能，可參閱。
在使(shi)用性(xing)能(neng)(neng)滿足要求后(hou)，工(gong)(gong)(gong)藝(yi)性(xing)能(neng)(neng)選材時(shi)，關注(zhu)點主要是加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)性(xing)能(neng)(neng)和加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)成(cheng)(cheng)本。即在較低的(de)加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)成(cheng)(cheng)本下完成(cheng)(cheng)加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)的(de)可(ke)行性(xing)。當所選材料(liao)的(de)使(shi)用性(xing)能(neng)(neng)，能(neng)(neng)滿足要求，但不能(neng)(neng)加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)或加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)費(fei)用太高而(er)不能(neng)(neng)承受時(shi)，可(ke)以選用較高一級不銹鋼種。
3. 性能遞增選材法(fa)
不(bu)銹鋼的類(lei)型和鋼種繁(fan)多(duo)，性(xing)能各異，但也有(you)略(lve)同的。不(bu)銹鋼的牌(pai)號(hao)繁(fan)多(duo)，多(duo)達數百種；雖說牌(pai)號(hao)有(you)數百種，但總可(ke)以歸集為，
奧(ao)氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼、馬氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼、鐵素體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼、雙相不(bu)銹(xiu)鋼和沉(chen)淀硬(ying)化不(bu)銹(xiu)鋼五大類(lei)。同類(lei)不(bu)銹(xiu)鋼性(xing)(xing)能多有相似或相近之(zhi)處，為了(le)便于選擇不(bu)銹(xiu)鋼，可按使(shi)用性(xing)(xing)能及工藝性(xing)(xing)能，在不(bu)銹(xiu)鋼的五大類(lei)型中選定(ding)一類(lei)，在選定(ding)的一類(lei)中再確定(ding)一個鋼種，這樣范圍(wei)就大大縮(suo)小了(le)許多。隨著性(xing)(xing)能的遞增，范圍(wei)逐步遞減，要選擇的鋼種就會出現。
四(si)、成本選(xuan)材法
成(cheng)本選材(cai)(cai)法(fa)的(de)成(cheng)本，包(bao)括有材(cai)(cai)料(liao)成(cheng)本和生(sheng)產（制造）成(cheng)本。如果加工制作工藝(yi)相差無幾，只(zhi)是(shi)消(xiao)耗材(cai)(cai)料(liao)存在(zai)有差別，也就(jiu)是(shi)說，可(ke)根據(ju)確定的(de)不(bu)同參(can)量選用(yong)材(cai)(cai)料(liao)。否(fou)則就(jiu)需要綜(zong)合考慮材(cai)(cai)料(liao)成(cheng)本和制造工藝(yi)費用(yong)來選用(yong)材(cai)(cai)料(liao)。
1. 材料(liao)成本(ben)法(fa)
若制造(zao)工藝(yi)的(de)費用(yong)(yong)沒(mei)有(you)差異，則使用(yong)(yong)材(cai)料的(de)用(yong)(yong)戶對(dui)(dui)不需要熱處理的(de)鋼種，采(cai)用(yong)(yong)不同(tong)的(de)經濟參數(shu)來(lai)比較和選用(yong)(yong)：等(deng)(deng)強(qiang)度(du)的(de)相對(dui)(dui)重量；等(deng)(deng)剛(gang)度(du)的(de)相對(dui)(dui)重量；等(deng)(deng)強(qiang)度(du)的(de)相對(dui)(dui)成(cheng)本(ben)；等(deng)(deng)剛(gang)度(du)的(de)相對(dui)(dui)成(cheng)本(ben)。
設計(ji)時若使用屈(qu)(qu)服強度(du)，則選(xuan)用屈(qu)(qu)服強度(du)。載荷(he)相同時，變形量(liang)愈大，剛度(du)愈小。很容(rong)易看(kan)出，變形及所(suo)需要的(de)屈(qu)(qu)服強度(du)因負(fu)荷(he)方式而不同，并與結構部件的(de)幾何(he)形狀有關。
從(cong)上面的(de)分(fen)析，可以得到如(ru)下(xia)幾點看法。
①. 用低(di)合金(jin)高(gao)(gao)強(qiang)(qiang)度(du)鋼(gang)(gang)代(dai)替(ti)碳鋼(gang)(gang)，屈(qu)服(fu)強(qiang)(qiang)度(du)提(ti)高(gao)(gao)了，只在等強(qiang)(qiang)度(du)的判(pan)據下，可以節(jie)(jie)(jie)約(yue)鋼(gang)(gang)材(cai)，節(jie)(jie)(jie)約(yue)的程度(du)與屈(qu)服(fu)強(qiang)(qiang)度(du)的比值也因載荷(he)方式而(er)不(bu)(bu)同(tong)，不(bu)(bu)能因為(wei)屈(qu)服(fu)強(qiang)(qiang)度(du)提(ti)高(gao)(gao)30％就認為(wei)能節(jie)(jie)(jie)約(yue)鋼(gang)(gang)材(cai)30％。若(ruo)使(shi)用等剛(gang)度(du)判(pan)據，并(bing)不(bu)(bu)能節(jie)(jie)(jie)約(yue)鋼(gang)(gang)材(cai)。
②. 使用(yong)強(qiang)度高的(de)(de)鋼種，若采用(yong)等(deng)剛度判(pan)據，肯(ken)定會增(zeng)加(jia)成本；若采用(yong)等(deng)強(qiang)度判(pan)據，是否有經(jing)濟效益(yi)，取(qu)決于屈(qu)服(fu)強(qiang)度的(de)(de)比值及(ji)鋼材價格的(de)(de)比值。
③. 對(dui)于(yu)(yu)交(jiao)通運(yun)輸(shu)，例(li)如(ru)，車輛、船(chuan)舶等(deng)(deng)用(yong)(yong)鋼，為了減少運(yun)輸(shu)費用(yong)(yong)，增加(jia)運(yun)輸(shu)量(liang)，應該考慮采(cai)用(yong)(yong)等(deng)(deng)強度(du)(du)相(xiang)對(dui)重量(liang)和等(deng)(deng)剛度(du)(du)相(xiang)對(dui)重量(liang)。對(dui)于(yu)(yu)固定結構，例(li)如(ru)，橋(qiao)梁、房屋(wu)等(deng)(deng)，則應使(shi)用(yong)(yong)等(deng)(deng)強度(du)(du)相(xiang)對(dui)成本(ben)和等(deng)(deng)剛度(du)(du)相(xiang)對(dui)成本(ben)。至于(yu)(yu)改用(yong)(yong)鋼種所引起的經濟效益的分配(pei)，則隨經濟體(ti)制的不(bu)同（例(li)如(ru)，計劃(hua)經濟、商品經濟等(deng)(deng)），而(er)有不(bu)同方法。
④. 上面的分(fen)析只(zhi)考慮材料的屈服強(qiang)度(du)和變(bian)形，在下(xia)面，將結合材料工(gong)藝綜合地分(fen)析成本。若有(you)低溫(wen)韌(ren)性、大(da)氣腐蝕、可焊性、耐磨性等問(wen)題，則應(ying)參(can)考性能選(xuan)材的方法，將這(zhe)些因素作為約束條件，或采(cai)用(yong)多目標的選(xuan)材法。
2. 生產成(cheng)本法
從原材料(liao)制(zhi)成(cheng)部(bu)件全過(guo)程的(de)成(cheng)本(ben)分析，提供(gong)選材的(de)另一種(zhong)方法。
以前的廚具、炊具大部分(fen)采用(yong)有色金屬如鋁、銅或搪(tang)瓷等，而(er)現在已(yi)基本被(bei)不(bu)銹鋼取代，不(bu)銹鋼不(bu)僅使(shi)用(yong)壽命長，而(er)且美觀、價格低(di)廉、無污染(ran)，生產廢品易于回收再(zai)利用(yong)。
下(xia)(xia)面(mian)提供幾(ji)個(ge)為了降低(di)成本，應(ying)該考慮下(xia)(xia)述(shu)幾(ji)方(fang)面(mian)的(de)問題。
①. 如果在某些高溫度環境中，當(dang)需要使用(yong)或計(ji)劃使用(yong)昂貴的(de)(de)高鎳(nie)合金的(de)(de)時(shi)候，可(ke)考慮能否(fou)用(yong)12Cr16Ni35（330）不銹(xiu)鋼(gang)來代替以滿足要求。
②. 可否用(yong)20Cr25Ni20（310）或16Cr23Ni13（309）來(lai)代替(ti)12Cr16Ni35（330），相比之下，這些(xie)鋼的高溫強度較(jiao)低，但是對(dui)多(duo)種用(yong)途具有良好的性能。
③. 假如需(xu)要(yao)(yao)使用或計劃使用022Cr19Ni10（304L）不銹鋼(gang)，則要(yao)(yao)認(ren)真(zhen)考慮是否(fou)真(zhen)的(de)需(xu)要(yao)(yao)這種低(di)碳(tan)品(pin)種。在022Cr19Ni10（304L）不銹鋼(gang)焊接熱影響(xiang)區(qu)，能夠保持(chi)充分的(de)非(fei)常有效的(de)抗腐蝕性，但是有時卻將其用于與熱影響(xiang)區(qu)腐蝕危險無關緊要(yao)(yao)的(de)地方，造(zao)成不必(bi)要(yao)(yao)的(de)浪費。
④. 在選用(yong)成形用(yong)不銹(xiu)鋼時，可否(fou)用(yong)12Cr17Ni7（301）代替06Cr19Ni10（304），由于在絕大(da)(da)多數(shu)情況下，略微降低鉻和鎳的含(han)量并不會大(da)(da)大(da)(da)降低抗腐蝕性，所以唯一(yi)真正的決定因(yin)素是(shi)成形性能。
⑤. 如(ru)果(guo)用(yong)12Cr17Mn6Ni5N（201）不銹(xiu)鋼(gang)代(dai)替 12Cr17Ni7（301）不銹(xiu)鋼(gang)可(ke)以大大降低成本的話，雖然在200系列中用(yong)錳代(dai)替鎳，但其抗(kang)腐蝕性(xing)能卻(que)能滿足多種(zhong)用(yong)途。當然應考(kao)慮(lv)可(ke)成形(xing)性(xing)和外觀特點方面的差異。
⑥. 400系(xi)(xi)列中(zhong)(zhong)的(de)某種(zhong)合金可以用來(lai)代替Cr-Ni（300系(xi)(xi)列）或Cr-Mn-Ni（200系(xi)(xi)列）中(zhong)(zhong)的(de)某些鋼(gang)種(zhong)，10Cr17（430）在許多用途中(zhong)(zhong)可以滿(man)足對其抗腐蝕性能的(de)要求，但應考慮加工過(guo)程中(zhong)(zhong)遇到的(de)各(ge)種(zhong)困難。
⑦. 可以用06Cr11Ti（409）或其他11％Cr合金(jin)代(dai)替17％Cr合金(jin)，這就會使抗腐(fu)蝕性能(neng)大幅度下(xia)降(jiang)，但是能(neng)否滿(man)足使用要(yao)求(qiu)才是關鍵(jian)。目(mu)前有(you)幾種06Crl1Ti（409）的改進(jin)型，它(ta)們具有(you)不(bu)同的耐(nai)腐(fu)蝕性能(neng)、表(biao)面(mian)質量和可加工性。
⑧. 可以用(yong)某種(zhong)不銹(xiu)鋼代(dai)替其他金屬或非金屬材料，通常(chang)，這種(zhong)改變可以用(yong)較(jiao)低的(de)成本(ben)實現較(jiao)好的(de)使(shi)用(yong)性能(neng)。但是，當(dang)考(kao)慮總成本(ben)而不是只考(kao)慮原(yuan)材料價格時，使(shi)用(yong)較(jiao)高(gao)等級的(de)不銹(xiu)鋼通常(chang)會更為經(jing)濟(ji)。
五、多目標選材法(fa)
實(shi)際上選(xuan)材是個多目標的(de)決策(ce)問(wen)題，這些目標有(you)成(cheng)(cheng)本和(he)性能兩類。成(cheng)(cheng)本可分為變(bian)動成(cheng)(cheng)本和(he)固(gu)定成(cheng)(cheng)本兩大(da)項。
前面(mian)將(jiang)性(xing)能定義為：“材料的(de)性(xing)能是(shi)一種(zhong)參(can)量，用(yong)于表征材料在(zai)給定外界條件(jian)下的(de)行為”。
考慮到材(cai)料的應(ying)用，可將性(xing)能分為使用性(xing)能及工藝性(xing)能。應(ying)該指出，上(shang)述定(ding)義中的外界條(tiao)件除了自(zi)然(ran)條(tiao)件外，還應(ying)包(bao)括社會條(tiao)件，特別是(shi)人類的喜愛和社會的選擇。
前面所討論的性能(neng)選(xuan)材(cai)法(fa)和成(cheng)本選(xuan)材(cai)法(fa)，是將多(duo)目(mu)標(biao)(biao)簡化(hua)(hua)為(wei)單目(mu)標(biao)(biao)，即性能(neng)或成(cheng)本，為(wei)的是將選(xuan)材(cai)問題簡單化(hua)(hua)，實際上，性能(neng)本身也有多(duo)目(mu)標(biao)(biao)。
如果將價值工程用于材(cai)(cai)料的(de)選(xuan)(xuan)用，那么選(xuan)(xuan)材(cai)(cai)即可簡化(hua)為：“選(xuan)(xuan)擇能滿足部件對(dui)材(cai)(cai)料的(de)最低(di)要求，而成本又是最低(di)的(de)材(cai)(cai)料”。這樣即可將性(xing)能與成本的(de)要求并(bing)稱為特性(xing)。
對于特性、要求、性能等(deng)的(de)(de)確定(ding)是較為困難的(de)(de)，因為這(zhe)需(xu)要依據科學知識和實際經驗進行判斷(duan)。例(li)如，當對不(bu)銹鋼(gang)(gang)和塑(su)(su)料有(you)比較深入的(de)(de)了(le)解后，在選擇洗(xi)衣機(ji)外殼材料時(shi)，就一定(ding)會選用塑(su)(su)料而不(bu)選用不(bu)銹鋼(gang)(gang)。因為塑(su)(su)料的(de)(de)特性就足可(ke)以滿足洗(xi)衣機(ji)外殼的(de)(de)要求，其性能可(ke)以超過不(bu)銹鋼(gang)(gang)而成本卻(que)遠遠低于不(bu)銹鋼(gang)(gang)。
