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。
首先要確定(ding)不銹鋼(gang)的使用條件，包括溫(wen)度(du)、介質成(cheng)分、受力狀(zhuang)態(tai)、制作工藝、設計壽(shou)命、特(te)殊要求。
隨后就是依據使用條(tiao)件(jian)，了解(jie)相關不銹(xiu)鋼(gang)的性(xing)能、收集相關數據及資料，如室(shi)溫、高溫條(tiao)件(jian)下(xia)使用的力學性(xing)能；腐蝕(shi)環境條(tiao)件(jian)使用耐腐蝕(shi)性(xing)能以及其工藝(yi)性(xing)能、物理性(xing)能、價(jia)格(ge)、供(gong)貨難易程度等。
在了解(jie)和收集不到相(xiang)關數(shu)據的(de)情況(kuang)下，可依據使用(yong)條件(jian)進行(xing)必要(yao)的(de)實(shi)際經(jing)驗(yan)(yan)、現場(chang)掛(gua)片試(shi)驗(yan)(yan)或實(shi)驗(yan)(yan)室模擬試(shi)驗(yan)(yan)。如果沒有(you)條件(jian)做上述試(shi)驗(yan)(yan)，也(ye)可采用(yong)相(xiang)似條件(jian)的(de)運行(xing)經(jing)驗(yan)(yan)、現場(chang)掛(gua)片結(jie)果、實(shi)驗(yan)(yan)室模擬實(shi)驗(yan)(yan)、模擬體運行(xing)結(jie)果作為選材的(de)依據。
在(zai)上述程序(xu)中(zhong)，使(shi)用(yong)條(tiao)件是(shi)決定選(xuan)(xuan)用(yong)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)類(lei)別的(de)(de)(de)主(zhu)導因(yin)素。例如，如果(guo)使(shi)用(yong)溫度是(shi)在(zai)低溫條(tiao)件下，就(jiu)(jiu)不(bu)宜選(xuan)(xuan)用(yong)鐵素體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)和雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)；如果(guo)在(zai)300～500℃長期運行，也(ye)不(bu)宜選(xuan)(xuan)用(yong)雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)和常規的(de)(de)(de)中(zhong)、高(gao)鉻鐵素體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)。如果(guo)要(yao)(yao)求無磁(ci)，那就(jiu)(jiu)只能選(xuan)(xuan)擇奧(ao)氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)；在(zai)要(yao)(yao)求高(gao)強(qiang)度，高(gao)硬度的(de)(de)(de)設備(bei)部(bu)件中(zhong)，馬氏(shi)體和沉(chen)淀硬化(hua)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)是(shi)唯一(yi)的(de)(de)(de)選(xuan)(xuan)擇；在(zai)既(ji)要(yao)(yao)求具有高(gao)的(de)(de)(de)強(qiang)度又要(yao)(yao)求具有無磁(ci)性的(de)(de)(de)部(bu)件，就(jiu)(jiu)只能選(xuan)(xuan)擇奧(ao)氏(shi)體型(xing)沉(chen)淀硬化(hua)型(xing)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)或冷(leng)加(jia)工硬化(hua)的(de)(de)(de)奧(ao)氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)。
在(zai)鋼(gang)的(de)(de)類型確定之(zhi)后，可根(gen)據設備或部(bu)件對各種性(xing)能的(de)(de)要(yao)求，選(xuan)用相適應(ying)的(de)(de)不(bu)銹鋼(gang)牌(pai)號(hao)。通常都能選(xuan)到(dao)合適的(de)(de)牌(pai)號(hao)，當(dang)無相應(ying)牌(pai)號(hao)可選(xuan)擇時，只能在(zai)耐蝕合金(jin)中選(xuan)擇或者(zhe)研究新的(de)(de)不(bu)銹鋼(gang)牌(pai)號(hao)。
總(zong)的來說，選用不銹鋼(gang)的方(fang)法有性(xing)能法、成本法和多目標(biao)選材(cai)法等。
材(cai)料的選用(yong)包(bao)括材(cai)料的選擇和應用(yong)。
一、提出問題
1. 材料失效的主要方式(shi)為斷(duan)裂、腐蝕和(he)磨損
為防(fang)止失效事故的(de)發生，就需要依據失效原(yuan)因，通過選(xuan)用合適的(de)材料，采(cai)用恰(qia)當的(de)工藝(yi)，來防(fang)止材料失效。這類失效可能(neng)發生在使用過程中，也可能(neng)發生在生產加工階段，這就會涉及(ji)材料的(de)使用性(xing)能(neng)和(he)工藝(yi)性(xing)能(neng)。解決(jue)這類選(xuan)材問(wen)題需要運用材料的(de)應用和(he)失效、材料的(de)使用性(xing)能(neng)和(he)材料的(de)工藝(yi)性(xing)能(neng)等方面(mian)的(de)知識。
2. 材料的選(xuan)擇
當然是(shi)(shi)選擇成(cheng)本最低而又滿(man)足最低使用(yong)性能(neng)的(de)材(cai)料(liao)(liao)，這是(shi)(shi)價值工程在材(cai)料(liao)(liao)問題上(shang)的(de)應用(yong)，也(ye)是(shi)(shi)個多目標的(de)決策問題。材(cai)料(liao)(liao)要選用(yong)成(cheng)本低廉(lian)的(de)，并能(neng)滿(man)足最低使用(yong)性能(neng)要求材(cai)料(liao)(liao)的(de)，也(ye)就是(shi)(shi)性價比(bi)最高的(de)材(cai)料(liao)(liao)。
適應(ying)科技、社會(hui)和(he)市(shi)(shi)場的(de)發展，選(xuan)擇(ze)材(cai)(cai)料，這(zhe)是帶(dai)戰略性的(de)選(xuan)材(cai)(cai)問題。例如，最新(xin)科技成果的(de)應(ying)用；社會(hui)條件的(de)限(xian)制，如資(zi)源和(he)環保的(de)限(xian)制；市(shi)(shi)場預(yu)測，消費(fei)者(zhe)對產(chan)品(pin)式樣的(de)喜好(hao)和(he)購買力(li)影響(xiang)了(le)產(chan)品(pin)的(de)檔次，從而影響(xiang)了(le)對材(cai)(cai)料的(de)選(xuan)用，這(zhe)些問題有賴于對市(shi)(shi)場要求(qiu)的(de)判斷，涉及心理(li)學、技術美學、預(yu)測學等方面知識。
不(bu)(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)選用不(bu)(bu)可避(bi)免(mian)地會遇到上述(shu)問(wen)(wen)題(ti)(ti)。綜上所述(shu)，不(bu)(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)選用是(shi)一(yi)種(zhong)較為復雜(za)的(de)(de)判斷問(wen)(wen)題(ti)(ti)，特別是(shi)大宗不(bu)(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)選用，需(xu)要應用材料系統中決(jue)策(ce)方面技術，即(ji)在明確(que)問(wen)(wen)題(ti)(ti)的(de)(de)基礎上，然(ran)后(hou)分析問(wen)(wen)題(ti)(ti)，最后(hou)提出選用方案。
二(er)、材料選擇的步驟
不銹鋼(gang)材料(liao)選(xuan)擇(ze)應遵(zun)循的順序是：使用條(tiao)件評(ping)價→設計評(ping)價→材料(liao)選(xuan)擇(ze)→材料(liao)成本評(ping)價→相關規范。
選用不(bu)銹鋼(gang)(gang)時，首先要明確使用環境(jing)對(dui)不(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)要求，即耐腐蝕性(xing)(xing)(xing)、耐熱性(xing)(xing)(xing)及機(ji)械性(xing)(xing)(xing)能(neng)等；其次才(cai)是考查綜(zong)合成本(ben)(ben)。例(li)如，包括原材料成本(ben)(ben)、加(jia)工(gong)成本(ben)(ben)和廢品(pin)等。當較為便宜的(de)不(bu)銹鋼(gang)(gang)，具有(you)上述(shu)所(suo)需的(de)性(xing)(xing)(xing)能(neng)的(de)，無疑選用便宜的(de)不(bu)銹鋼(gang)(gang)是最佳選擇。如果用量非常大時，專門(men)為此設計一新鋼(gang)(gang)種，來滿足需要，那也(ye)值得(de)和合算的(de)。
1. 材(cai)料使(shi)用條(tiao)件的評價(jia)
材(cai)料選擇的第一(yi)步是全面評價由所(suo)選用(yong)(yong)的不銹鋼材(cai)料制作成(cheng)的零部(bu)件在工(gong)藝(yi)(yi)環境(jing)和設備(bei)的使用(yong)(yong)條件下(xia)，能否滿足如(ru)使用(yong)(yong)溫度、壓力和流體的狀態的要(yao)求。為此需要(yao)掌握如(ru)下(xia)的工(gong)藝(yi)(yi)數據。
①. 使用環境-操作介質的(de)性(xing)質和成分(fen)、水的(de)化(hua)學性(xing)質、蒸(zheng)汽質量、溶(rong)液的(de)組分(fen)及濃度、傳導率、pH值、通(tong)風、雜質等。
②. 壓力(li)-平均值和(he)范圍，恒定或(huo)交替(ti)變化，內部載(zai)荷或(huo)外部載(zai)荷。
③. 溫(wen)度-平均值(zhi)和(he)范(fan)圍，恒定或(huo)變量，熱(re)梯度和(he)熱(re)振動。
④. 速(su)度(du)-流動(dong)(dong)速(su)率，線性速(su)度(du)，名義速(su)度(du)和(he)范圍，攪動(dong)(dong)程度(du)，湍(tuan)流等。
要想選擇(ze)滿意(yi)的材料性能，除了使(shi)用溫度和壓(ya)力外，還必須考慮其他(ta)因(yin)素，如啟(qi)動和關閉、間歇(xie)操作、瞬時現象、壓(ya)力沖(chong)擊及系(xi)統的瞬間失效。
2. 設計的評價(jia)
使用條(tiao)件評價完之后，隨之其后，則(ze)需要依據材(cai)料(liao)考慮(lv)設備設計和各種零部件的(de)類型、尺寸、配合和服(fu)役期(qi)間的(de)臨界狀態。同時還(huan)要根據所選用的(de)材(cai)料(liao)考慮(lv)各種加工制造(zao)技術的(de)可(ke)行性，如鍛造(zao)、冷(leng)熱成形、機(ji)加工和焊接等。
3. 材料的評(ping)估
材料(liao)(liao)的(de)評(ping)估包括(kuo)材料(liao)(liao)的(de)性(xing)能和(he)冶金方面的(de)試驗，含金屬連接(jie)在內的(de)加工性(xing)的(de)檢測以及(ji)在實驗室和(he)現場試驗中材料(liao)(liao)的(de)適用(yong)性(xing)。材料(liao)(liao)的(de)耐蝕性(xing)評(ping)估將(jiang)進一步討論。
a. 材料試驗
除(chu)了用化學分析檢查材(cai)(cai)料的成分以(yi)(yi)外，通常對(dui)所選(xuan)定(ding)試(shi)(shi)(shi)樣進行(xing)(xing)表觀檢查和力學試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)以(yi)(yi)及確(que)定(ding)原材(cai)(cai)料是否滿足每個(ge)規定(ding)的要求。另外需(xu)要對(dui)焊(han)接(jie)試(shi)(shi)(shi)樣進行(xing)(xing)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)以(yi)(yi)評定(ding)焊(han)接(jie)質量。其中力學試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)有拉伸試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)、彎(wan)曲試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)、沖擊(ji)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)等(deng)。材(cai)(cai)料截(jie)面試(shi)(shi)(shi)樣的金(jin)相檢查提(ti)供含夾雜(za)物(wu)材(cai)(cai)料與純凈度(du)相關的信息(xi)，并提(ti)供金(jin)相結構(gou)及晶粒(li)尺寸。對(dui)于焊(han)接(jie)部位(wei)，類似的檢查可以(yi)(yi)檢驗(yan)(yan)(yan)出(chu)焊(han)接(jie)缺陷，如(ru)夾雜(za)物(wu)、孔隙度(du)、裂紋及不符(fu)合要求的焊(han)接(jie)技術等(deng)。這些試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)對(dui)材(cai)(cai)料本身是典型的破壞性試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)。
b. 材料耐蝕(shi)性的評估和(he)選擇
材料的(de)選用(yong)，愈來愈習慣用(yong)模擬環境試(shi)驗(yan)(yan)的(de)數據作為依據來選擇材料以防止腐(fu)蝕(shi)(shi)，包(bao)括(kuo)高溫腐(fu)蝕(shi)(shi)。這些(xie)試(shi)驗(yan)(yan)包(bao)括(kuo)：腐(fu)蝕(shi)(shi)掛片試(shi)驗(yan)(yan)；熱質量(liang)分析（TGA）；動態燃燒室的(de)研究；熱循環；實(shi)驗(yan)(yan)室玻璃(li)器皿(min)的(de)試(shi)驗(yan)(yan)；現場試(shi)驗(yan)(yan)。
c. 材料的功能要求(qiu)
①. 強度
強度(du)包括多個力學性能，最常用來指拉伸強度(du)和屈服(fu)強度(du)。可(ke)以(yi)利用應力-應變曲(qu)線來理解它們。其他相關(guan)的(de)強度(du)還包括壓縮(suo)、彎曲(qu)、剪切和扭(niu)轉強度(du)。在(zai)條件許(xu)可(ke)情況下(xia)最好使用高強度(du)的(de)材料以(yi)減少(shao)零件的(de)厚度(du)。
②. 疲勞(lao)強度
疲(pi)勞(lao)(lao)是(shi)(shi)指由循(xun)環(huan)(huan)應(ying)力(li)(li)(li)造成金屬斷(duan)裂的(de)(de)失效(xiao)。常(chang)(chang)見的(de)(de)例子包括遠低于(yu)拉伸強(qiang)度的(de)(de)速(su)變應(ying)力(li)(li)(li)。當(dang)應(ying)力(li)(li)(li)增大(da)時，引起(qi)失效(xiao)所需要的(de)(de)循(xun)環(huan)(huan)次(ci)(ci)數就減少。習慣上繪(hui)制(zhi)金屬應(ying)力(li)(li)(li)和循(xun)環(huan)(huan)次(ci)(ci)數曲(qu)線(xian)（S-N），如圖4-3所示。曲(qu)線(xian)由應(ying)力(li)(li)(li)相對于(yu)循(xun)環(huan)(huan)次(ci)(ci)數的(de)(de)對數來描繪(hui)。對于(yu)一(yi)個(ge)給定(ding)的(de)(de)較大(da)循(xun)環(huan)(huan)次(ci)(ci)數，通常(chang)(chang)在低于(yu)某應(ying)力(li)(li)(li)值(zhi)的(de)(de)情況下不發生失效(xiao)，這個(ge)應(ying)力(li)(li)(li)值(zhi)就稱為疲(pi)勞(lao)(lao)極(ji)限(xian)。因(yin)為以保持正常(chang)(chang)的(de)(de)應(ying)力(li)(li)(li)不高于(yu)疲(pi)勞(lao)(lao)極(ji)限(xian)的(de)(de)應(ying)力(li)(li)(li)防(fang)止變形和斷(duan)裂，所以疲(pi)勞(lao)(lao)失效(xiao)幾(ji)乎總(zong)是(shi)(shi)伴隨(sui)著突(tu)變、缺口、沖擊、殘余應(ying)力(li)(li)(li)的(de)(de)存在而發生。
疲勞失(shi)效(xiao)常(chang)常(chang)發生在焊接接頭(tou)(tou)，因為采(cai)用焊接接頭(tou)(tou)，這(zhe)樣的(de)設(she)計(ji)會出現(xian)明顯(xian)的(de)應(ying)力集中效(xiao)應(ying)。有(you)利于耐疲勞的(de)材(cai)(cai)料特(te)性和(he)設(she)計(ji)特(te)性有(you)，利用合金(jin)化或熱處理來(lai)提高拉伸強(qiang)度；減(jian)少(shao)(shao)工件的(de)厚度，使用拋光表面(mian)，降低(di)設(she)計(ji)應(ying)力，細化材(cai)(cai)料的(de)晶粒尺(chi)寸，消除材(cai)(cai)料的(de)冶(ye)金(jin)缺陷和(he)殘(can)余應(ying)力，減(jian)輕表面(mian)存在壓(ya)應(ying)力，減(jian)少(shao)(shao)助長腐蝕和(he)疲勞的(de)環(huan)境，并且采(cai)用金(jin)屬(shu)覆(fu)蓋層(ceng)，如(ru)Cr、Ni或Cd（鎘(ge)）鍍層(ceng)，這(zhe)是因為鍍層(ceng)中的(de)微裂紋有(you)可能(neng)會降低(di)疲勞強(qiang)度。
③. 脆性斷裂
脆性(xing)斷裂(lie)(lie)是(shi)在低(di)(di)于(yu)(yu)屈服強(qiang)度(du)的(de)(de)(de)正(zheng)常(chang)應(ying)力(li)下，由于(yu)(yu)裂(lie)(lie)紋的(de)(de)(de)快速(su)擴展而造成(cheng)的(de)(de)(de)失效(xiao)。絕大多(duo)數(shu)的(de)(de)(de)脆性(xing)斷裂(lie)(lie)發(fa)生(sheng)在具有體心立方（bcc）晶格結構的(de)(de)(de)金(jin)屬中，特別是(shi)鐵素(su)(su)體不(bu)銹鋼(gang)，不(bu)僅在低(di)(di)于(yu)(yu)臨界拉伸強(qiang)度(du)，甚至低(di)(di)于(yu)(yu)屈服強(qiang)度(du)的(de)(de)(de)情況下就(jiu)會發(fa)生(sheng)完全的(de)(de)(de)斷裂(lie)(lie)。鋼(gang)發(fa)生(sheng)脆性(xing)斷裂(lie)(lie)的(de)(de)(de)條件如(ru)下：本身存在缺陷(xian)；缺陷(xian)處存在殘余(yu)拉伸應(ying)力(li)與工(gong)作載荷引起的(de)(de)(de)拉伸應(ying)力(li)的(de)(de)(de)交匯，如(ru)果應(ying)力(li)是(shi)三維方向就(jiu)更為嚴(yan)重；足夠低(di)(di)的(de)(de)(de)溫度(du)；還原(yuan)處理(li)、成(cheng)分、軋制操作和后續的(de)(de)(de)熱處理(li)等冶金(jin)因素(su)(su)；韌性(xing)；蠕變；耐熱性(xing)；熱和腐蝕(shi)；耐蝕(shi)性(xing)；氫腐蝕(shi)；加工(gong)性(xing)。
④. 韌(ren)性
材(cai)料(liao)(liao)的(de)韌(ren)性(xing)就是指(zhi)材(cai)料(liao)(liao)斷裂之前吸收能(neng)量和塑性(xing)變形(xing)的(de)能(neng)力(li)，韌(ren)性(xing)是用材(cai)料(liao)(liao)成形(xing)和斷裂期間吸收的(de)能(neng)量來衡(heng)量的(de)。它是最重要的(de)低溫(wen)力(li)學性(xing)能(neng)而不是強度。缺口的(de)韌(ren)性(xing)受化學成分(fen)、微觀組織(zhi)、晶粒(li)尺寸、晶粒(li)生長的(de)模式、截面(mian)尺寸、冷(leng)熱加(jia)工的(de)溫(wen)度、加(jia)工方法(fa)和表面(mian)狀況如滲碳(tan)和脫(tuo)碳(tan)等影響。
基本(ben)試驗(yan)(yan)：最普通(tong)的韌(ren)性(xing)(xing)試驗(yan)(yan)是采用帶(dai)缺口的試樣，通(tong)常(chang)通(tong)過沖(chong)擊(ji)試驗(yan)(yan)測(ce)量缺口韌(ren)性(xing)(xing)，或在相對較低的應(ying)變(bian)速率下測(ce)量斷裂韌(ren)性(xing)(xing)。沖(chong)擊(ji)試驗(yan)(yan)可揭示(shi)材料(liao)的低溫強(qiang)度、韌(ren)性(xing)(xing)不足和脆性(xing)(xing)，這些試驗(yan)(yan)特別適合(he)鐵素體材料(liao)，可以顯示(shi)韌(ren)性(xing)(xing)向脆性(xing)(xing)的轉變(bian)。
⑤. 耐蝕性
金屬(shu)和(he)合金的(de)(de)破壞大多(duo)是由腐蝕造(zao)成的(de)(de)。實際(ji)上對于所有包含一系(xi)列基(ji)本操(cao)作的(de)(de)工藝過程來說，設備(bei)、換(huan)熱器(qi)、管道(dao)構(gou)件(jian)(jian)或其(qi)他系(xi)統構(gou)件(jian)(jian)的(de)(de)失(shi)效(xiao)就意(yi)味(wei)著停工、昂貴的(de)(de)維(wei)修和(he)更換(huan)構(gou)件(jian)(jian)，因此壓力容(rong)器(qi)和(he)換(huan)熱器(qi)的(de)(de)結構(gou)材(cai)料應(ying)該在(zai)使用(yong)環境中具有合適的(de)(de)腐蝕速率。另外注意(yi)由周圍(wei)氣氛(fen)引起的(de)(de)腐蝕。
d. 根據耐蝕性的條件來選擇材料良(liang)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. 腐蝕失(shi)效(xiao)
盡(jin)管材料(liao)選(xuan)擇已經是(shi)十(shi)分認真(zhen)了，并(bing)且有時還進一步采用了防腐(fu)蝕方法，但(dan)少(shao)數意外(wai)(wai)的(de)失效(xiao)(xiao)(xiao)總(zong)還會發生。導致意外(wai)(wai)腐(fu)蝕失效(xiao)(xiao)(xiao)的(de)原因可能為(wei)以下一種或(huo)幾(ji)種：使用了帶有缺陷的(de)材料(liao)；設計不(bu)(bu)合理；不(bu)(bu)正常的(de)操(cao)作；制(zhi)造不(bu)(bu)當(dang)(dang)和檢驗不(bu)(bu)充分；維護不(bu)(bu)適當(dang)(dang)。所以采取一定的(de)預(yu)防措施，是(shi)避(bi)免(mian)腐(fu)蝕失效(xiao)(xiao)(xiao)發生的(de)有效(xiao)(xiao)(xiao)辦(ban)法。
f. 氫腐(fu)蝕
氫(qing)腐蝕是在高于220～243℃溫度(du)的(de)含氫(qing)環境中(zhong)，碳鋼(gang)(gang)和低合金鋼(gang)(gang)的(de)損傷機(ji)制，一般不被人(ren)們所關注。室溫下鋼(gang)(gang)制容器當然是可以處理高壓(ya)氫(qing)的(de)。但在較(jiao)高的(de)溫度(du)下，氫(qing)能擴散到鋼(gang)(gang)中(zhong)與碳原子反應生(sheng)成甲烷氣體
2H2+FeC→CH4+Fe
高(gao)溫高(gao)壓下，氫能(neng)夠與間隙固溶體中的(de)(de)碳(tan)反應(ying)，導(dao)致初始脫(tuo)碳(tan)，接(jie)著在晶界(jie)產生(sheng)不(bu)穩(wen)(wen)定(ding)的(de)(de)碳(tan)化(hua)物，形(xing)成(cheng)甲烷氣泡。由于(yu)甲烷不(bu)能(neng)從鋼(gang)中擴(kuo)散(san)出去(qu)(qu)，它的(de)(de)積聚引起開裂和鼓泡，從而使鋼(gang)材(cai)失去(qu)(qu)韌性導(dao)致最(zui)終失效。解決這個問題就需(xu)要穩(wen)(wen)定(ding)鋼(gang)中的(de)(de)碳(tan)化(hua)物組成(cheng)、形(xing)態(tai)和分(fen)布。
氫(qing)腐(fu)(fu)蝕的(de)(de)(de)防護。根據實際經(jing)驗防止氫(qing)腐(fu)(fu)蝕的(de)(de)(de)唯(wei)一(yi)(yi)可(ke)行的(de)(de)(de)方法(fa)，就是使用耐這種破壞形式的(de)(de)(de)鋼(gang)。因為所(suo)有的(de)(de)(de)奧氏體不銹鋼(gang)都含有高(gao)Cr，穩(wen)定了鋼(gang)中的(de)(de)(de)碳(tan)化物組成、形態和分布(bu)，所(suo)以(yi)耐高(gao)溫氫(qing)損傷。因此，作(zuo)為另一(yi)(yi)種防腐(fu)(fu)蝕措施，通常在低合金(jin)鋼(gang)容(rong)器的(de)(de)(de)內表面襯一(yi)(yi)層不銹鋼(gang)，是一(yi)(yi)個(ge)經(jing)濟實用的(de)(de)(de)選(xuan)擇。
g. 加工性
加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)性(xing)包括成形、機加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)、與(yu)其他金屬連接的(de)(de)(de)焊接工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)及(ji)焊后熱處理的(de)(de)(de)難易性(xing)。并不是(shi)所有(you)(you)的(de)(de)(de)加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)車(che)間在(zai)技(ji)術(shu)上(shang)都有(you)(you)能力(li)正確地處理較復雜的(de)(de)(de)材料。因此用戶要(yao)了解加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)者的(de)(de)(de)能力(li)，這是(shi)最基(ji)本的(de)(de)(de)。另外，先進加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)技(ji)術(shu)需要(yao)更高級的(de)(de)(de)檢驗(yan)標準來判斷加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)是(shi)否符合要(yao)求。
4. 成本核算(suan)
在材料的選擇中，選用(yong)是實用(yong)性和(he)成本兩矛盾統一的最終結(jie)果，可用(yong)性價比來表示。
人們常(chang)說“物美價(jia)(jia)廉”和“優(you)質(zhi)優(you)價(jia)(jia)”，這分別是(shi)材(cai)料消費者(zhe)(zhe)和材(cai)料生(sheng)產(chan)者(zhe)(zhe)各自傾向性的愿望(wang)，材(cai)料消費者(zhe)(zhe)希(xi)望(wang)自己(ji)所選用的材(cai)料是(shi)“物美價(jia)(jia)廉”的；材(cai)料生(sheng)產(chan)者(zhe)(zhe)希(xi)望(wang)自己(ji)的產(chan)品能(neng)夠“優(you)質(zhi)優(you)價(jia)(jia)”，但只(zhi)有(you)(you)雙方都有(you)(you)經濟(ji)效益，方能(neng)使整個社會(hui)有(you)(you)效益。
以(yi)選(xuan)用耐腐(fu)蝕(shi)不(bu)銹鋼為例(li)，如(ru)果(guo)不(bu)考(kao)慮其他因素，選(xuan)擇材(cai)(cai)料(liao)時應考(kao)慮下面兩(liang)個(ge)方面，一是(shi)最低的成(cheng)(cheng)本(ben)，即選(xuan)擇低成(cheng)(cheng)本(ben)的材(cai)(cai)料(liao)，并定期(qi)(qi)更換或采(cai)取防腐(fu)措施(shi)；二(er)是(shi)高成(cheng)(cheng)本(ben)腐(fu)蝕(shi)最小，也就(jiu)是(shi)不(bu)考(kao)慮成(cheng)(cheng)本(ben)，而選(xuan)擇最昂貴耐腐(fu)蝕(shi)的材(cai)(cai)料(liao)，其結果(guo)是(shi)使(shi)用周期(qi)(qi)長，可以(yi)免于頻繁地維(wei)修。
在(zai)廉(lian)價材(cai)料(liao)(liao)(liao)與(yu)高(gao)價材(cai)料(liao)(liao)(liao)之(zhi)間(jian)，一般會(hui)認為選(xuan)用(yong)高(gao)級的(de)(de)(de)(de)結構(gou)材(cai)料(liao)(liao)(liao)產(chan)品(pin)，成(cheng)(cheng)本一定是較(jiao)高(gao)的(de)(de)(de)(de)，因(yin)而制造(zao)商(shang)會(hui)刻意選(xuan)擇廉(lian)價低成(cheng)(cheng)本的(de)(de)(de)(de)材(cai)料(liao)(liao)(liao)，以求(qiu)用(yong)最低的(de)(de)(de)(de)生產(chan)成(cheng)(cheng)本，獲得競(jing)爭性的(de)(de)(de)(de)產(chan)品(pin)標價。然而這種做(zuo)法并不(bu)完全是正確的(de)(de)(de)(de)。因(yin)為，提(ti)高(gao)材(cai)料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)工藝性能，通常(chang)會(hui)提(ti)高(gao)單位(wei)質量的(de)(de)(de)(de)費用(yong)。選(xuan)用(yong)性能好的(de)(de)(de)(de)材(cai)料(liao)(liao)(liao)，雖(sui)然材(cai)料(liao)(liao)(liao)成(cheng)(cheng)本高(gao)一些，但就整個(ge)設(she)備的(de)(de)(de)(de)總體(ti)費用(yong)而言往往會(hui)低一些。因(yin)此(ci)，由于下列因(yin)素，使節省成(cheng)(cheng)本成(cheng)(cheng)為可能。
①. 需要較少的材(cai)料；
②. 較短的(de)熱處(chu)理周期；
③. 較少(shao)的焊接時間和較少(shao)的焊接填充材料；
④. 較(jiao)低的運(yun)費；
⑤. 在運輸(shu)和安裝過程中，現場的處理要求更(geng)簡單。
5. 使(shi)用(yong)過程中可能的失(shi)效模式和破壞形式
在(zai)使用(yong)(yong)過(guo)程中發(fa)生(sheng)的(de)(de)失效可能源于(yu)材(cai)料(liao)的(de)(de)使用(yong)(yong)應力(li)高于(yu)安全應力(li)而引起的(de)(de)過(guo)載(zai)或(huo)者在(zai)應力(li)集中處產生(sheng)的(de)(de)局(ju)部變(bian)形(xing)。大(da)多數情況下(xia)失效模式(shi)取決于(yu)材(cai)料(liao)在(zai)最終(zhong)狀態下(xia)的(de)(de)性(xing)能。如(ru)承壓下(xia)的(de)(de)失效模式(shi)可能是：過(guo)度的(de)(de)彈(dan)性(xing)變(bian)形(xing)和(he)彈(dan)性(xing)失穩(wen)；塑性(xing)失穩(wen)，變(bian)形(xing)和(he)破(po)裂；脆(cui)性(xing)斷裂；疲勞失效；蠕變(bian)變(bian)形(xing)和(he)蠕變(bian)破(po)壞；環境破(po)壞如(ru)腐蝕和(he)氫損傷。
大部分(fen)使用(yong)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)的(de)失(shi)效(xiao)涉及在(zai)應(ying)(ying)力(li)集(ji)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)區缺(que)陷處(chu)裂紋的(de)萌生。在(zai)焊(han)接(jie)結(jie)構(gou)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)，焊(han)接(jie)缺(que)陷是(shi)相當普(pu)遍(bian)的(de)，甚至是(shi)不可(ke)避(bi)免(mian)的(de)。因此不僅在(zai)設計中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)要(yao)防止(zhi)過載，而且(qie)要(yao)避(bi)免(mian)由脆(cui)性(xing)(xing)斷(duan)(duan)裂、疲勞、蠕變和腐(fu)蝕可(ke)能(neng)引起(qi)的(de)低應(ying)(ying)力(li)失(shi)效(xiao)。通(tong)(tong)過材(cai)料(liao)的(de)選擇(ze)以(yi)及限制主應(ying)(ying)力(li)加二次應(ying)(ying)力(li)來避(bi)免(mian)過度的(de)彈(dan)性(xing)(xing)變形(xing)和彈(dan)性(xing)(xing)失(shi)穩；通(tong)(tong)過限制主應(ying)(ying)力(li)加二次應(ying)(ying)力(li)來避(bi)免(mian)塑性(xing)(xing)失(shi)穩；通(tong)(tong)過正(zheng)確地選材(cai)、制造、檢驗、檢查斷(duan)(duan)口韌性(xing)(xing)等(deng)來避(bi)免(mian)脆(cui)性(xing)(xing)斷(duan)(duan)裂。在(zai)壓力(li)容器(qi)和換熱器(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)很少(shao)出(chu)現(xian)由普(pu)遍(bian)腐(fu)蝕引起(qi)的(de)失(shi)效(xiao)，因為設計者意(yi)識到(dao)普(pu)遍(bian)腐(fu)蝕的(de)可(ke)能(neng)，并(bing)通(tong)(tong)常采用(yong)腐(fu)蝕裕量(liang)或選擇(ze)耐(nai)腐(fu)蝕的(de)材(cai)料(liao)。然而，某些環境(jing)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)可(ke)能(neng)發(fa)生應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕開裂，在(zai)設計和選材(cai)時應(ying)(ying)避(bi)免(mian)可(ke)能(neng)發(fa)生這種失(shi)效(xiao)。
6. 設備的設計特性(xing)
a. 維修
為了使設(she)(she)(she)(she)(she)備(bei)(bei)(bei)便(bian)于(yu)維(wei)修，在(zai)設(she)(she)(she)(she)(she)計階段就應(ying)該很(hen)好的(de)(de)(de)了解設(she)(she)(she)(she)(she)備(bei)(bei)(bei)的(de)(de)(de)特定(ding)環境(jing)和(he)(he)特殊要求。在(zai)設(she)(she)(she)(she)(she)計中必(bi)須考慮的(de)(de)(de)一些與維(wei)修相關的(de)(de)(de)項目，包括更換(huan)某些構件(jian)所需(xu)(xu)的(de)(de)(de)拉(la)動空間，如拉(la)動熱(re)交換(huan)器的(de)(de)(de)管束所需(xu)(xu)的(de)(de)(de)空間等，裝卸材料的(de)(de)(de)設(she)(she)(she)(she)(she)備(bei)(bei)(bei)，預定(ding)的(de)(de)(de)清理方法和(he)(he)所需(xu)(xu)的(de)(de)(de)設(she)(she)(she)(she)(she)備(bei)(bei)(bei)，容易更換(huan)構件(jian)，監控(kong)腐蝕和(he)(he)積垢的(de)(de)(de)能力，現(xian)場焊接(jie)的(de)(de)(de)設(she)(she)(she)(she)(she)備(bei)(bei)(bei)以及停工(gong)期檢查的(de)(de)(de)設(she)(she)(she)(she)(she)備(bei)(bei)(bei)和(he)(he)可用(yong)性。
b. 安全保險的特性
安(an)(an)全保險的(de)(de)(de)設計概(gai)念(nian)不僅要(yao)清(qing)楚(chu)地認識到制(zhi)造的(de)(de)(de)局(ju)限性(xing)，而且(qie)要(yao)為操作提供較大(da)的(de)(de)(de)安(an)(an)全空間(jian)，這個(ge)概(gai)念(nian)與(yu)斷裂(lie)(lie)(lie)力學的(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)相關(guan)(guan)。在設計一個(ge)設備的(de)(de)(de)各個(ge)部分時要(yao)有(you)安(an)(an)全保險的(de)(de)(de)特性(xing)，一般按下列幾(ji)個(ge)方(fang)面考慮：判斷結(jie)構中疲勞裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)(wen)可(ke)能擴(kuo)展的(de)(de)(de)點(dian)；確定(ding)可(ke)能有(you)的(de)(de)(de)最小裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)(wen)尺(chi)(chi)寸(cun)(cun)；確定(ding)可(ke)能有(you)的(de)(de)(de)最大(da)裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)(wen)尺(chi)(chi)寸(cun)(cun)，該尺(chi)(chi)寸(cun)(cun)與(yu)最大(da)破壞程度(du)及可(ke)能有(you)的(de)(de)(de)最小裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)(wen)與(yu)臨界裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)(wen)尺(chi)(chi)寸(cun)(cun)之(zhi)間(jian)的(de)(de)(de)載(zai)荷相關(guan)(guan)。
c. 檢查的通道
壓力容(rong)器的(de)(de)設計應該提(ti)供檢驗人(ren)員(yuan)進入容(rong)器檢查(cha)腐(fu)蝕(shi)損傷的(de)(de)通(tong)道(dao)。有(you)足夠(gou)的(de)(de)直徑讓人(ren)進入的(de)(de)容(rong)器應該有(you)可移(yi)動的(de)(de)內(nei)部構件，以允許進入人(ren)員(yuan)通(tong)向容(rong)器的(de)(de)所有(you)部位。
d. 安全性
壓力容(rong)器(qi)和(he)(he)換熱(re)器(qi)的(de)安(an)全操作需要保守的(de)設(she)計(ji)和(he)(he)標準指(zhi)定的(de)習慣做法(fa)，并使用(yong)規范(fan)、標準中所許可(ke)的(de)材料。對(dui)(dui)換熱(re)器(qi)和(he)(he)壓力容(rong)器(qi)，視(shi)安(an)全性壓倒(dao)一切(qie)的(de)原因是避免(mian)可(ke)能對(dui)(dui)人類、經(jing)濟和(he)(he)環(huan)境等方(fang)面(mian)產生災難性的(de)失效。為了確(que)保安(an)全，應該按照(zhao)設(she)計(ji)精確(que)地制造設(she)備并充分地監(jian)督檢(jian)查，以保證和(he)(he)設(she)計(ji)規范(fan)相(xiang)符。同(tong)時要正(zheng)確(que)使用(yong)和(he)(he)操作設(she)備。
e. 設備壽命
為(wei)(wei)了(le)獲(huo)(huo)得(de)投資帶來的(de)(de)(de)(de)(de)(de)利潤，也(ye)為(wei)(wei)了(le)使(shi)生產連續地進行，設備構(gou)件(jian)及(ji)設備本(ben)身應(ying)(ying)(ying)(ying)該具有(you)適當(dang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)壽(shou)(shou)命。構(gou)件(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)壽(shou)(shou)命取決于設計(ji)(ji)、結構(gou)材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)性能(neng)和它們與使(shi)用(yong)環境之間的(de)(de)(de)(de)(de)(de)相互(hu)作用(yong)以及(ji)制(zhi)造(zao)和檢查的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影響(xiang)，還包括操作、維修等的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影響(xiang)。為(wei)(wei)了(le)獲(huo)(huo)得(de)滿意的(de)(de)(de)(de)(de)(de)壽(shou)(shou)命，設備的(de)(de)(de)(de)(de)(de)結構(gou)材(cai)料(liao)要(yao)承受住設計(ji)(ji)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)、磨損、使(shi)用(yong)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕。在設計(ji)(ji)階段，腐(fu)(fu)蝕問題同其他的(de)(de)(de)(de)(de)(de)操作條件(jian)和設計(ji)(ji)參數如壓力(li)、溫度(du)和速(su)度(du)一樣重(zhong)要(yao)。為(wei)(wei)了(le)獲(huo)(huo)得(de)最佳的(de)(de)(de)(de)(de)(de)使(shi)用(yong)壽(shou)(shou)命，不銹鋼選材(cai)要(yao)基于耐腐(fu)(fu)蝕的(de)(de)(de)(de)(de)(de)觀點(dian)。要(yao)向材(cai)料(liao)供(gong)應(ying)(ying)(ying)(ying)商(shang)索取簡明而清晰的(de)(de)(de)(de)(de)(de)材(cai)料(liao)質(zhi)量保(bao)證(zheng)書面說明，確保(bao)供(gong)應(ying)(ying)(ying)(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)材(cai)料(liao)正確。設計(ji)(ji)說明書內要(yao)有(you)材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐蝕性。
f. 構件壽命
以熱(re)交(jiao)(jiao)換(huan)(huan)器為例(li)，熱(re)交(jiao)(jiao)換(huan)(huan)器的(de)(de)殼(ke)體、管(guan)箱和管(guan)板應(ying)該(gai)被設計至少使用(yong)10年或(huo)是原有管(guan)束的(de)(de)壽(shou)命另(ling)加(jia)兩個更換(huan)(huan)管(guan)束的(de)(de)周期。選(xuan)擇(ze)的(de)(de)初始管(guan)子應(ying)該(gai)至少使用(yong)兩個運轉周期或(huo)5年，除非個別特殊環境的(de)(de)熱(re)交(jiao)(jiao)換(huan)(huan)器，可能(neng)是只有較短(duan)的(de)(de)預期壽(shou)命。可是，這些規定不(bu)適(shi)用(yong)于核能(neng)熱(re)交(jiao)(jiao)換(huan)(huan)器和壓(ya)力容器。
由于不銹(xiu)(xiu)鋼類型多(duo)，列入標準的(de)(de)牌(pai)(pai)號多(duo)達(da)一(yi)百多(duo)種(zhong)，同時(shi)還有(you)大(da)量廣泛使(shi)用的(de)(de)非標準牌(pai)(pai)號，每一(yi)種(zhong)不銹(xiu)(xiu)鋼都有(you)自己特(te)定的(de)(de)性能、功能和(he)使(shi)用范圍。因此，正確、恰當地選擇合適的(de)(de)鋼種(zhong)難度很大(da)。這是(shi)因為它涉(she)及(ji)的(de)(de)材料(liao)學(xue)、腐蝕(shi)學(xue)以(yi)及(ji)工(gong)程學(xue)等多(duo)種(zhong)學(xue)科的(de)(de)專門知(zhi)識。除此以(yi)外，工(gong)程經驗是(shi)合理選用不銹(xiu)(xiu)鋼不可缺(que)少(shao)的(de)(de)重要(yao)條件。
通過(guo)合(he)理地選(xuan)擇、正確使(shi)(shi)用(yong)，使(shi)(shi)不(bu)銹(xiu)鋼材料的(de)特性和功(gong)能，在使(shi)(shi)用(yong)中得到充分(fen)體現和發揮，進(jin)而延(yan)長不(bu)銹(xiu)鋼零部件的(de)使(shi)(shi)用(yong)壽命(ming)，
保(bao)證不銹(xiu)鋼零部件、模(mo)具(ju)和(he)機(ji)械設備的高精度。這正(zheng)是不銹(xiu)鋼工作者應盡的職責。
三、性(xing)能選材法(fa)
性能(neng)選(xuan)用(yong)法包括使用(yong)性能(neng)和(he)工藝性能(neng)。
1. 使用性(xing)能
人們(men)一般慣于從各種材料手冊(ce)中查(cha)閱和(he)比較各種材料的性能，然后選用。近年來，由(you)于計算(suan)機的普(pu)遍(bian)應用，已將這些(xie)性能匯編(bian)為數據庫(ku)，便于檢索和(he)專家(jia)系統調(diao)用。
若(ruo)有兩種主要性能時，則(ze)可應用(yong)“坐(zuo)標分類法”進行篩選(xuan)。
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(wei)了確保使(shi)用性能和使(shi)用安全，選用時(shi)可以提高一(yi)級或(huo)幾級使(shi)用。已(yi)經使(shi)用10Cr17（17％Cr）型的(de)地(di)方(fang)可以使(shi)用Cr-Ni鋼18-8型，已(yi)經使(shi)用06Cr11Ti型的(de)地(di)方(fang)有(you)時(shi)也(ye)可用10Cr17型。另(ling)外還(huan)許多在成分(fen)方(fang)面(mian)的(de)改型鋼種(zhong)并沒有(you)在上述表示出來(lai)。
2. 工藝性能
前面的有關章節已經介紹(shao)了不銹(xiu)鋼(gang)焊接性(xing)、切削性(xing)、熱加工(gong)性(xing)及深沖性(xing)等工(gong)藝性(xing)能，可參閱。
在使用性能(neng)滿足要求后，工(gong)藝性能(neng)選(xuan)材(cai)時，關注點主要是加(jia)工(gong)性能(neng)和加(jia)工(gong)成本(ben)。即(ji)在較低的(de)加(jia)工(gong)成本(ben)下完成加(jia)工(gong)的(de)可行性。當所(suo)選(xuan)材(cai)料的(de)使用性能(neng)，能(neng)滿足要求，但不能(neng)加(jia)工(gong)或加(jia)工(gong)費用太高而不能(neng)承受時，可以選(xuan)用較高一級不銹(xiu)鋼種(zhong)。
3. 性能(neng)遞增選材法
不銹鋼(gang)的類型和鋼(gang)種(zhong)繁多，性能各異，但(dan)也有(you)略同的。不銹鋼(gang)的牌號繁多，多達數百種(zhong)；雖說牌號有(you)數百種(zhong)，但(dan)總可以歸集為，
奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)、馬氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)、鐵素體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)、雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)和沉(chen)淀硬化不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)五大類(lei)(lei)。同類(lei)(lei)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)性(xing)(xing)能多有相(xiang)似或相(xiang)近之處，為了便于選(xuan)擇不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)，可按(an)使(shi)用性(xing)(xing)能及工藝性(xing)(xing)能，在不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的五大類(lei)(lei)型中選(xuan)定(ding)(ding)一(yi)類(lei)(lei)，在選(xuan)定(ding)(ding)的一(yi)類(lei)(lei)中再確(que)定(ding)(ding)一(yi)個鋼(gang)(gang)種(zhong)，這(zhe)樣范圍就大大縮小了許多。隨著性(xing)(xing)能的遞(di)(di)增(zeng)，范圍逐步遞(di)(di)減，要選(xuan)擇的鋼(gang)(gang)種(zhong)就會出現。
四、成本選材法(fa)
成本選材(cai)(cai)法(fa)的成本，包括(kuo)有材(cai)(cai)料成本和(he)生(sheng)產(chan)（制造）成本。如果加(jia)工制作工藝相差無幾，只是消耗材(cai)(cai)料存在有差別，也(ye)就(jiu)是說(shuo)，可根據確定的不同參量選用(yong)材(cai)(cai)料。否則就(jiu)需要綜合考慮材(cai)(cai)料成本和(he)制造工藝費用(yong)來選用(yong)材(cai)(cai)料。
1. 材料成(cheng)本法
若制造工藝的費用(yong)(yong)(yong)沒有差異，則使(shi)用(yong)(yong)(yong)材料的用(yong)(yong)(yong)戶對(dui)(dui)不(bu)需要(yao)熱處(chu)理(li)的鋼(gang)種，采用(yong)(yong)(yong)不(bu)同的經濟參數(shu)來(lai)比較和(he)選用(yong)(yong)(yong)：等強(qiang)度的相對(dui)(dui)重量(liang)；等剛(gang)(gang)度的相對(dui)(dui)重量(liang)；等強(qiang)度的相對(dui)(dui)成(cheng)本；等剛(gang)(gang)度的相對(dui)(dui)成(cheng)本。
設計時(shi)若使用(yong)屈(qu)(qu)服(fu)強(qiang)度(du)，則(ze)選用(yong)屈(qu)(qu)服(fu)強(qiang)度(du)。載荷相同時(shi)，變形量愈大，剛度(du)愈小。很容易看出，變形及所(suo)需要(yao)的屈(qu)(qu)服(fu)強(qiang)度(du)因負荷方式(shi)而不(bu)同，并(bing)與(yu)結構(gou)部件的幾何形狀有關。
從上面的分(fen)析，可以(yi)得(de)到如下幾點看法(fa)。
①. 用低合(he)金高(gao)強(qiang)度(du)鋼代替(ti)碳鋼，屈(qu)(qu)服強(qiang)度(du)提(ti)高(gao)了(le)，只(zhi)在等強(qiang)度(du)的判據(ju)下，可以節(jie)(jie)(jie)約(yue)鋼材(cai)，節(jie)(jie)(jie)約(yue)的程(cheng)度(du)與屈(qu)(qu)服強(qiang)度(du)的比值也因載(zai)荷方式而不同，不能(neng)因為屈(qu)(qu)服強(qiang)度(du)提(ti)高(gao)30％就認為能(neng)節(jie)(jie)(jie)約(yue)鋼材(cai)30％。若(ruo)使用等剛度(du)判據(ju)，并不能(neng)節(jie)(jie)(jie)約(yue)鋼材(cai)。
②. 使用(yong)強度(du)高的(de)鋼種，若采用(yong)等(deng)剛度(du)判(pan)據，肯定會增(zeng)加(jia)成本；若采用(yong)等(deng)強度(du)判(pan)據，是否有經(jing)濟效益，取決于屈(qu)服強度(du)的(de)比值(zhi)(zhi)及鋼材價格的(de)比值(zhi)(zhi)。
③. 對(dui)于(yu)交通運(yun)輸(shu)，例如，車(che)輛、船舶等(deng)用(yong)鋼(gang)，為了減少運(yun)輸(shu)費用(yong)，增(zeng)加(jia)運(yun)輸(shu)量(liang)，應該考慮采用(yong)等(deng)強度相(xiang)對(dui)重量(liang)和等(deng)剛(gang)度相(xiang)對(dui)重量(liang)。對(dui)于(yu)固定結構，例如，橋梁、房(fang)屋等(deng)，則(ze)應使用(yong)等(deng)強度相(xiang)對(dui)成本(ben)和等(deng)剛(gang)度相(xiang)對(dui)成本(ben)。至于(yu)改用(yong)鋼(gang)種(zhong)所引起(qi)的經(jing)(jing)濟(ji)效益的分配，則(ze)隨經(jing)(jing)濟(ji)體制的不同（例如，計(ji)劃經(jing)(jing)濟(ji)、商品(pin)經(jing)(jing)濟(ji)等(deng)），而有(you)不同方(fang)法。
④. 上面的分析(xi)只考慮材(cai)料(liao)的屈服強(qiang)度和變形，在(zai)下面，將(jiang)結合材(cai)料(liao)工藝綜合地(di)分析(xi)成本(ben)。若(ruo)有低溫韌性(xing)、大氣腐蝕、可(ke)焊性(xing)、耐磨性(xing)等問題，則應參考性(xing)能(neng)選(xuan)材(cai)的方法，將(jiang)這(zhe)些因(yin)素作(zuo)為約束條件(jian)，或(huo)采(cai)用多目(mu)標的選(xuan)材(cai)法。
2. 生產(chan)成本法
從原材料(liao)制(zhi)成部(bu)件全過(guo)程的成本分析，提供選材的另一種(zhong)方法(fa)。
以前的廚具、炊(chui)具大部分(fen)采用有色金屬如鋁、銅或搪瓷等，而現在已基本(ben)被不(bu)(bu)銹鋼取代，不(bu)(bu)銹鋼不(bu)(bu)僅使用壽命長(chang)，而且美觀、價格低廉、無污染(ran)，生產廢品易于回收再(zai)利用。
下面提(ti)供幾(ji)個為(wei)了(le)降低(di)成本，應該(gai)考慮下述幾(ji)方面的問題(ti)。
①. 如(ru)果(guo)在某些(xie)高溫度環境(jing)中(zhong)，當需要(yao)使(shi)用(yong)或計劃使(shi)用(yong)昂(ang)貴(gui)的高鎳合金的時(shi)候，可考慮(lv)能否用(yong)12Cr16Ni35（330）不銹鋼來代替以滿(man)足(zu)要(yao)求。
②. 可(ke)否用20Cr25Ni20（310）或(huo)16Cr23Ni13（309）來代替12Cr16Ni35（330），相(xiang)比之(zhi)下，這些鋼(gang)的高溫(wen)強(qiang)度較低，但是對多種用途具(ju)有良好的性能。
③. 假如(ru)需要(yao)(yao)(yao)使用或計劃使用022Cr19Ni10（304L）不銹鋼(gang)，則要(yao)(yao)(yao)認(ren)真(zhen)考慮是否真(zhen)的(de)(de)需要(yao)(yao)(yao)這種(zhong)低(di)碳品種(zhong)。在(zai)022Cr19Ni10（304L）不銹鋼(gang)焊接(jie)熱影(ying)響(xiang)區，能夠(gou)保持充分(fen)的(de)(de)非常有(you)效的(de)(de)抗(kang)腐蝕性，但是有(you)時卻將其用于與熱影(ying)響(xiang)區腐蝕危險無關緊要(yao)(yao)(yao)的(de)(de)地方(fang)，造成不必要(yao)(yao)(yao)的(de)(de)浪費。
④. 在選用(yong)成形用(yong)不銹鋼時，可否用(yong)12Cr17Ni7（301）代替06Cr19Ni10（304），由于在絕大(da)多(duo)數情況下(xia)，略微降(jiang)低鉻和鎳的含量(liang)并不會大(da)大(da)降(jiang)低抗腐蝕性，所以唯一真正的決定因(yin)素(su)是(shi)成形性能。
⑤. 如果用12Cr17Mn6Ni5N（201）不(bu)銹鋼代替(ti) 12Cr17Ni7（301）不(bu)銹鋼可以大大降低成(cheng)本的(de)話，雖然在(zai)200系列中用錳代替(ti)鎳，但其抗腐蝕性能卻能滿足多(duo)種用途。當(dang)然應考慮可成(cheng)形性和外觀特點方面的(de)差異。
⑥. 400系(xi)列(lie)中(zhong)的某種合金可以(yi)用來代(dai)替Cr-Ni（300系(xi)列(lie)）或Cr-Mn-Ni（200系(xi)列(lie)）中(zhong)的某些鋼種，10Cr17（430）在許多用途中(zhong)可以(yi)滿(man)足對(dui)其(qi)抗腐(fu)蝕(shi)性能(neng)的要求，但應考慮(lv)加工過程中(zhong)遇到(dao)的各種困難(nan)。
⑦. 可(ke)以(yi)用(yong)06Cr11Ti（409）或其他11％Cr合金代替17％Cr合金，這(zhe)就會(hui)使抗腐(fu)蝕性能(neng)(neng)大幅度下(xia)降，但是能(neng)(neng)否滿足使用(yong)要求(qiu)才是關(guan)鍵。目前有幾種06Crl1Ti（409）的改進型，它們具有不同的耐(nai)腐(fu)蝕性能(neng)(neng)、表面質量和可(ke)加(jia)工(gong)性。
⑧. 可(ke)以用某種(zhong)不銹鋼代替其(qi)他金(jin)屬或非金(jin)屬材(cai)料，通(tong)常(chang)，這種(zhong)改變可(ke)以用較(jiao)(jiao)低的成(cheng)本實現較(jiao)(jiao)好(hao)的使用性(xing)能。但是，當考慮總成(cheng)本而不是只考慮原材(cai)料價格時，使用較(jiao)(jiao)高(gao)等級的不銹鋼通(tong)常(chang)會更(geng)為經(jing)濟。
五(wu)、多目標(biao)選材法
實際上選材是個多目標的決(jue)策(ce)問題，這(zhe)些目標有成(cheng)本和(he)(he)性能兩類。成(cheng)本可分(fen)為變動(dong)成(cheng)本和(he)(he)固定成(cheng)本兩大項(xiang)。
前面(mian)將性能定(ding)義為：“材料(liao)的性能是一種參量(liang)，用于表征材料(liao)在給(gei)定(ding)外界條件下的行為”。
考慮到材(cai)料的(de)應(ying)用(yong)，可(ke)將性能分(fen)為使用(yong)性能及(ji)工藝性能。應(ying)該指出(chu)，上述定(ding)義中的(de)外界條(tiao)(tiao)件除(chu)了自然條(tiao)(tiao)件外，還應(ying)包括(kuo)社會條(tiao)(tiao)件，特別是人類的(de)喜愛和社會的(de)選擇。
前(qian)面所(suo)討論的(de)性能選材法和成本(ben)選材法，是(shi)(shi)將多目標(biao)簡化為(wei)(wei)單(dan)目標(biao)，即性能或成本(ben)，為(wei)(wei)的(de)是(shi)(shi)將選材問題簡單(dan)化，實際上，性能本(ben)身也(ye)有多目標(biao)。
如果將(jiang)價值工(gong)程用于材(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)選(xuan)用，那么選(xuan)材(cai)(cai)即(ji)可簡化為：“選(xuan)擇能滿(man)足部件對材(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)最低(di)要(yao)求(qiu)(qiu)，而成(cheng)本(ben)又是最低(di)的(de)(de)材(cai)(cai)料(liao)(liao)”。這樣即(ji)可將(jiang)性(xing)能與成(cheng)本(ben)的(de)(de)要(yao)求(qiu)(qiu)并(bing)稱為特性(xing)。
對于(yu)特性、要(yao)求、性能(neng)等的確定是較(jiao)為(wei)困難的，因(yin)為(wei)這需要(yao)依據(ju)科(ke)學知識和實際經驗進行(xing)判斷(duan)。例如(ru)，當對不(bu)銹鋼和塑料有(you)比較(jiao)深入的了解(jie)后(hou)，在選(xuan)擇洗衣機外殼材(cai)料時，就一定會選(xuan)用塑料而(er)(er)不(bu)選(xuan)用不(bu)銹鋼。因(yin)為(wei)塑料的特性就足(zu)(zu)可以滿足(zu)(zu)洗衣機外殼的要(yao)求，其(qi)性能(neng)可以超過不(bu)銹鋼而(er)(er)成本卻遠遠低于(yu)不(bu)銹鋼。
