通常，將不銹鋼的使用條件、基本性能以及相關(guān)的使用經(jīng)驗(yàn)三者統(tǒng)籌權(quán)衡后，就能夠確定出可用的鋼種。在沒有實(shí)際使用經(jīng)驗(yàn)可借鑒的情況下，對(duì)初選材料進(jìn)行模擬試驗(yàn)或現(xiàn)場掛片試驗(yàn)，根據(jù)這些試驗(yàn)結(jié)果作出最終選擇，對(duì)某些特別重要的用途，需進(jìn)行模擬體試驗(yàn)方可作出選材結(jié)論。
首先要確定不銹鋼的使用條件，包括溫度、介質(zhì)成分、受力狀態(tài)、制作工藝、設(shè)計(jì)壽命、特殊要求。
隨后就是依據(jù)使用條件，了解相關(guān)不銹鋼的性能、收集相關(guān)數(shù)據(jù)及資料，如室溫、高溫條件下使用的力學(xué)性能；腐蝕環(huán)境條件使用耐腐蝕性能以及其工藝性能、物理性能、價(jià)格、供貨難易程度等。
在了解和收集不到相關(guān)數(shù)據(jù)的情況下，可依據(jù)使用條件進(jìn)行必要的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)、現(xiàn)場掛片試驗(yàn)或?qū)嶒?yàn)室模擬試驗(yàn)。如果沒有條件做上述試驗(yàn)，也可采用相似條件的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)、現(xiàn)場掛片結(jié)果、實(shí)驗(yàn)室模擬實(shí)驗(yàn)、模擬體運(yùn)行結(jié)果作為選材的依據(jù)。
在上述程序中，使用條件是決定選用不銹鋼類別的主導(dǎo)因素。例如，如果使用溫度是在低溫條件下，就不宜選用鐵素體不銹鋼和雙相不銹鋼；如果在300～500℃長期運(yùn)行，也不宜選用雙相不銹鋼和常規(guī)的中、高鉻鐵素體不銹鋼。如果要求無磁，那就只能選擇奧氏體不銹鋼；在要求高強(qiáng)度，高硬度的設(shè)備部件中，馬氏體和沉淀硬化不銹鋼是唯一的選擇；在既要求具有高的強(qiáng)度又要求具有無磁性的部件，就只能選擇奧氏體型沉淀硬化型不銹鋼或冷加工硬化的奧氏體不銹鋼。
在鋼的類型確定之后，可根據(jù)設(shè)備或部件對(duì)各種性能的要求，選用相適應(yīng)的不銹鋼牌號(hào)。通常都能選到合適的牌號(hào)，當(dāng)無相應(yīng)牌號(hào)可選擇時(shí)，只能在耐蝕合金中選擇或者研究新的不銹鋼牌號(hào)。
總的來說，選用不銹鋼的方法有性能法、成本法和多目標(biāo)選材法等。
材料的選用包括材料的選擇和應(yīng)用。
一、提出問題
1. 材料失效的主要方式為斷裂、腐蝕和磨損
為防止失效事故的發(fā)生，就需要依據(jù)失效原因，通過選用合適的材料，采用恰當(dāng)?shù)墓に嚕瑏矸乐共牧鲜А＿@類失效可能發(fā)生在使用過程中，也可能發(fā)生在生產(chǎn)加工階段，這就會(huì)涉及材料的使用性能和工藝性能。解決這類選材問題需要運(yùn)用材料的應(yīng)用和失效、材料的使用性能和材料的工藝性能等方面的知識(shí)。
2. 材料的選擇
當(dāng)然是選擇成本最低而又滿足最低使用性能的材料，這是價(jià)值工程在材料問題上的應(yīng)用，也是個(gè)多目標(biāo)的決策問題。材料要選用成本低廉的，并能滿足最低使用性能要求材料的，也就是性價(jià)比最高的材料。
適應(yīng)科技、社會(huì)和市場的發(fā)展，選擇材料，這是帶戰(zhàn)略性的選材問題。例如，最新科技成果的應(yīng)用；社會(huì)條件的限制，如資源和環(huán)保的限制；市場預(yù)測，消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品式樣的喜好和購買力影響了產(chǎn)品的檔次，從而影響了對(duì)材料的選用，這些問題有賴于對(duì)市場要求的判斷，涉及心理學(xué)、技術(shù)美學(xué)、預(yù)測學(xué)等方面知識(shí)。
不銹鋼的選用不可避免地會(huì)遇到上述問題。綜上所述，不銹鋼的選用是一種較為復(fù)雜的判斷問題，特別是大宗不銹鋼的選用，需要應(yīng)用材料系統(tǒng)中決策方面技術(shù)，即在明確問題的基礎(chǔ)上，然后分析問題，最后提出選用方案。
二、材料選擇的步驟
不銹鋼材料選擇應(yīng)遵循的順序是：使用條件評(píng)價(jià)→設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)→材料選擇→材料成本評(píng)價(jià)→相關(guān)規(guī)范。
選用不銹鋼時(shí)，首先要明確使用環(huán)境對(duì)不銹鋼的要求，即耐腐蝕性、耐熱性及機(jī)械性能等；其次才是考查綜合成本。例如，包括原材料成本、加工成本和廢品等。當(dāng)較為便宜的不銹鋼，具有上述所需的性能的，無疑選用便宜的不銹鋼是最佳選擇。如果用量非常大時(shí)，專門為此設(shè)計(jì)一新鋼種，來滿足需要，那也值得和合算的。
1. 材料使用條件的評(píng)價(jià)
材料選擇的第一步是全面評(píng)價(jià)由所選用的不銹鋼材料制作成的零部件在工藝環(huán)境和設(shè)備的使用條件下，能否滿足如使用溫度、壓力和流體的狀態(tài)的要求。為此需要掌握如下的工藝數(shù)據(jù)。
①. 使用環(huán)境-操作介質(zhì)的性質(zhì)和成分、水的化學(xué)性質(zhì)、蒸汽質(zhì)量、溶液的組分及濃度、傳導(dǎo)率、pH值、通風(fēng)、雜質(zhì)等。
②. 壓力-平均值和范圍，恒定或交替變化，內(nèi)部載荷或外部載荷。
③. 溫度-平均值和范圍，恒定或變量，熱梯度和熱振動(dòng)。
④. 速度-流動(dòng)速率，線性速度，名義速度和范圍，攪動(dòng)程度，湍流等。
要想選擇滿意的材料性能，除了使用溫度和壓力外，還必須考慮其他因素，如啟動(dòng)和關(guān)閉、間歇操作、瞬時(shí)現(xiàn)象、壓力沖擊及系統(tǒng)的瞬間失效。
2. 設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)
使用條件評(píng)價(jià)完之后，隨之其后，則需要依據(jù)材料考慮設(shè)備設(shè)計(jì)和各種零部件的類型、尺寸、配合和服役期間的臨界狀態(tài)。同時(shí)還要根據(jù)所選用的材料考慮各種加工制造技術(shù)的可行性，如鍛造、冷熱成形、機(jī)加工和焊接等。
3. 材料的評(píng)估
材料的評(píng)估包括材料的性能和冶金方面的試驗(yàn)，含金屬連接在內(nèi)的加工性的檢測以及在實(shí)驗(yàn)室和現(xiàn)場試驗(yàn)中材料的適用性。材料的耐蝕性評(píng)估將進(jìn)一步討論。
a. 材料試驗(yàn)
除了用化學(xué)分析檢查材料的成分以外，通常對(duì)所選定試樣進(jìn)行表觀檢查和力學(xué)試驗(yàn)以及確定原材料是否滿足每個(gè)規(guī)定的要求。另外需要對(duì)焊接試樣進(jìn)行試驗(yàn)以評(píng)定焊接質(zhì)量。其中力學(xué)試驗(yàn)有拉伸試驗(yàn)、彎曲試驗(yàn)、沖擊試驗(yàn)等。材料截面試樣的金相檢查提供含夾雜物材料與純凈度相關(guān)的信息，并提供金相結(jié)構(gòu)及晶粒尺寸。對(duì)于焊接部位，類似的檢查可以檢驗(yàn)出焊接缺陷，如夾雜物、孔隙度、裂紋及不符合要求的焊接技術(shù)等。這些試驗(yàn)對(duì)材料本身是典型的破壞性試驗(yàn)。
b. 材料耐蝕性的評(píng)估和選擇
材料的選用，愈來愈習(xí)慣用模擬環(huán)境試驗(yàn)的數(shù)據(jù)作為依據(jù)來選擇材料以防止腐蝕，包括高溫腐蝕。這些試驗(yàn)包括：腐蝕掛片試驗(yàn)；熱質(zhì)量分析（TGA）；動(dòng)態(tài)燃燒室的研究；熱循環(huán)；實(shí)驗(yàn)室玻璃器皿的試驗(yàn)；現(xiàn)場試驗(yàn)。
c. 材料的功能要求
①. 強(qiáng)度
強(qiáng)度包括多個(gè)力學(xué)性能，最常用來指拉伸強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度。可以利用應(yīng)力-應(yīng)變曲線來理解它們。其他相關(guān)的強(qiáng)度還包括壓縮、彎曲、剪切和扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度。在條件許可情況下最好使用高強(qiáng)度的材料以減少零件的厚度。
②. 疲勞強(qiáng)度
疲勞是指由循環(huán)應(yīng)力造成金屬斷裂的失效。常見的例子包括遠(yuǎn)低于拉伸強(qiáng)度的速變應(yīng)力。當(dāng)應(yīng)力增大時(shí)，引起失效所需要的循環(huán)次數(shù)就減少。習(xí)慣上繪制金屬應(yīng)力和循環(huán)次數(shù)曲線（S-N），如圖4-3所示。曲線由應(yīng)力相對(duì)于循環(huán)次數(shù)的對(duì)數(shù)來描繪。對(duì)于一個(gè)給定的較大循環(huán)次數(shù)，通常在低于某應(yīng)力值的情況下不發(fā)生失效，這個(gè)應(yīng)力值就稱為疲勞極限。因?yàn)橐员３终５膽?yīng)力不高于疲勞極限的應(yīng)力防止變形和斷裂，所以疲勞失效幾乎總是伴隨著突變、缺口、沖擊、殘余應(yīng)力的存在而發(fā)生。
疲勞失效常常發(fā)生在焊接接頭，因?yàn)椴捎煤附咏宇^，這樣的設(shè)計(jì)會(huì)出現(xiàn)明顯的應(yīng)力集中效應(yīng)。有利于耐疲勞的材料特性和設(shè)計(jì)特性有，利用合金化或熱處理來提高拉伸強(qiáng)度；減少工件的厚度，使用拋光表面，降低設(shè)計(jì)應(yīng)力，細(xì)化材料的晶粒尺寸，消除材料的冶金缺陷和殘余應(yīng)力，減輕表面存在壓應(yīng)力，減少助長腐蝕和疲勞的環(huán)境，并且采用金屬覆蓋層，如Cr、Ni或Cd（鎘）鍍層，這是因?yàn)殄儗又械奈⒘鸭y有可能會(huì)降低疲勞強(qiáng)度。
③. 脆性斷裂
脆性斷裂是在低于屈服強(qiáng)度的正常應(yīng)力下，由于裂紋的快速擴(kuò)展而造成的失效。絕大多數(shù)的脆性斷裂發(fā)生在具有體心立方（bcc）晶格結(jié)構(gòu)的金屬中，特別是鐵素體不銹鋼，不僅在低于臨界拉伸強(qiáng)度，甚至低于屈服強(qiáng)度的情況下就會(huì)發(fā)生完全的斷裂。鋼發(fā)生脆性斷裂的條件如下：本身存在缺陷；缺陷處存在殘余拉伸應(yīng)力與工作載荷引起的拉伸應(yīng)力的交匯，如果應(yīng)力是三維方向就更為嚴(yán)重；足夠低的溫度；還原處理、成分、軋制操作和后續(xù)的熱處理等冶金因素；韌性；蠕變；耐熱性；熱和腐蝕；耐蝕性；氫腐蝕；加工性。
④. 韌性
材料的韌性就是指材料斷裂之前吸收能量和塑性變形的能力，韌性是用材料成形和斷裂期間吸收的能量來衡量的。它是最重要的低溫力學(xué)性能而不是強(qiáng)度。缺口的韌性受化學(xué)成分、微觀組織、晶粒尺寸、晶粒生長的模式、截面尺寸、冷熱加工的溫度、加工方法和表面狀況如滲碳和脫碳等影響。
基本試驗(yàn)：最普通的韌性試驗(yàn)是采用帶缺口的試樣，通常通過沖擊試驗(yàn)測量缺口韌性，或在相對(duì)較低的應(yīng)變速率下測量斷裂韌性。沖擊試驗(yàn)可揭示材料的低溫強(qiáng)度、韌性不足和脆性，這些試驗(yàn)特別適合鐵素體材料，可以顯示韌性向脆性的轉(zhuǎn)變。
⑤. 耐蝕性
金屬和合金的破壞大多是由腐蝕造成的。實(shí)際上對(duì)于所有包含一系列基本操作的工藝過程來說，設(shè)備、換熱器、管道構(gòu)件或其他系統(tǒng)構(gòu)件的失效就意味著停工、昂貴的維修和更換構(gòu)件，因此壓力容器和換熱器的結(jié)構(gòu)材料應(yīng)該在使用環(huán)境中具有合適的腐蝕速率。另外注意由周圍氣氛引起的腐蝕。
d. 根據(jù)耐蝕性的條件來選擇材料良好的搭配
在選擇材料時(shí)有幾種金屬與環(huán)境的搭配是非常恰當(dāng)和合適的。這些搭配通常表現(xiàn)為，在最低的成本下獲得最高的耐蝕性，應(yīng)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(jí)鐵素體鋼→海水的搭配。
e. 腐蝕失效
盡管材料選擇已經(jīng)是十分認(rèn)真了，并且有時(shí)還進(jìn)一步采用了防腐蝕方法，但少數(shù)意外的失效總還會(huì)發(fā)生。導(dǎo)致意外腐蝕失效的原因可能為以下一種或幾種：使用了帶有缺陷的材料；設(shè)計(jì)不合理；不正常的操作；制造不當(dāng)和檢驗(yàn)不充分；維護(hù)不適當(dāng)。所以采取一定的預(yù)防措施，是避免腐蝕失效發(fā)生的有效辦法。
f. 氫腐蝕
氫腐蝕是在高于220～243℃溫度的含氫環(huán)境中，碳鋼和低合金鋼的損傷機(jī)制，一般不被人們所關(guān)注。室溫下鋼制容器當(dāng)然是可以處理高壓氫的。但在較高的溫度下，氫能擴(kuò)散到鋼中與碳原子反應(yīng)生成甲烷氣體
2H2+FeC→CH4+Fe
高溫高壓下，氫能夠與間隙固溶體中的碳反應(yīng)，導(dǎo)致初始脫碳，接著在晶界產(chǎn)生不穩(wěn)定的碳化物，形成甲烷氣泡。由于甲烷不能從鋼中擴(kuò)散出去，它的積聚引起開裂和鼓泡，從而使鋼材失去韌性導(dǎo)致最終失效。解決這個(gè)問題就需要穩(wěn)定鋼中的碳化物組成、形態(tài)和分布。
氫腐蝕的防護(hù)。根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)防止氫腐蝕的唯一可行的方法，就是使用耐這種破壞形式的鋼。因?yàn)樗械膴W氏體不銹鋼都含有高Cr，穩(wěn)定了鋼中的碳化物組成、形態(tài)和分布，所以耐高溫氫損傷。因此，作為另一種防腐蝕措施，通常在低合金鋼容器的內(nèi)表面襯一層不銹鋼，是一個(gè)經(jīng)濟(jì)實(shí)用的選擇。
g. 加工性
加工性包括成形、機(jī)加工、與其他金屬連接的焊接工藝及焊后熱處理的難易性。并不是所有的加工車間在技術(shù)上都有能力正確地處理較復(fù)雜的材料。因此用戶要了解加工者的能力，這是最基本的。另外，先進(jìn)加工技術(shù)需要更高級(jí)的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)來判斷加工是否符合要求。
4. 成本核算
在材料的選擇中，選用是實(shí)用性和成本兩矛盾統(tǒng)一的最終結(jié)果，可用性價(jià)比來表示。
人們常說“物美價(jià)廉”和“優(yōu)質(zhì)優(yōu)價(jià)”，這分別是材料消費(fèi)者和材料生產(chǎn)者各自傾向性的愿望，材料消費(fèi)者希望自己所選用的材料是“物美價(jià)廉”的；材料生產(chǎn)者希望自己的產(chǎn)品能夠“優(yōu)質(zhì)優(yōu)價(jià)”，但只有雙方都有經(jīng)濟(jì)效益，方能使整個(gè)社會(huì)有效益。
以選用耐腐蝕不銹鋼為例，如果不考慮其他因素，選擇材料時(shí)應(yīng)考慮下面兩個(gè)方面，一是最低的成本，即選擇低成本的材料，并定期更換或采取防腐措施；二是高成本腐蝕最小，也就是不考慮成本，而選擇最昂貴耐腐蝕的材料，其結(jié)果是使用周期長，可以免于頻繁地維修。
在廉價(jià)材料與高價(jià)材料之間，一般會(huì)認(rèn)為選用高級(jí)的結(jié)構(gòu)材料產(chǎn)品，成本一定是較高的，因而制造商會(huì)刻意選擇廉價(jià)低成本的材料，以求用最低的生產(chǎn)成本，獲得競爭性的產(chǎn)品標(biāo)價(jià)。然而這種做法并不完全是正確的。因?yàn)椋岣卟牧系墓に囆阅埽ǔ?huì)提高單位質(zhì)量的費(fèi)用。選用性能好的材料，雖然材料成本高一些，但就整個(gè)設(shè)備的總體費(fèi)用而言往往會(huì)低一些。因此，由于下列因素，使節(jié)省成本成為可能。
①. 需要較少的材料；
②. 較短的熱處理周期；
③. 較少的焊接時(shí)間和較少的焊接填充材料；
④. 較低的運(yùn)費(fèi)；
⑤. 在運(yùn)輸和安裝過程中，現(xiàn)場的處理要求更簡單。
5. 使用過程中可能的失效模式和破壞形式
在使用過程中發(fā)生的失效可能源于材料的使用應(yīng)力高于安全應(yīng)力而引起的過載或者在應(yīng)力集中處產(chǎn)生的局部變形。大多數(shù)情況下失效模式取決于材料在最終狀態(tài)下的性能。如承壓下的失效模式可能是：過度的彈性變形和彈性失穩(wěn)；塑性失穩(wěn)，變形和破裂；脆性斷裂；疲勞失效；蠕變變形和蠕變破壞；環(huán)境破壞如腐蝕和氫損傷。
大部分使用中的失效涉及在應(yīng)力集中區(qū)缺陷處裂紋的萌生。在焊接結(jié)構(gòu)中，焊接缺陷是相當(dāng)普遍的，甚至是不可避免的。因此不僅在設(shè)計(jì)中要防止過載，而且要避免由脆性斷裂、疲勞、蠕變和腐蝕可能引起的低應(yīng)力失效。通過材料的選擇以及限制主應(yīng)力加二次應(yīng)力來避免過度的彈性變形和彈性失穩(wěn)；通過限制主應(yīng)力加二次應(yīng)力來避免塑性失穩(wěn)；通過正確地選材、制造、檢驗(yàn)、檢查斷口韌性等來避免脆性斷裂。在壓力容器和換熱器中很少出現(xiàn)由普遍腐蝕引起的失效，因?yàn)樵O(shè)計(jì)者意識(shí)到普遍腐蝕的可能，并通常采用腐蝕裕量或選擇耐腐蝕的材料。然而，某些環(huán)境中可能發(fā)生應(yīng)力腐蝕開裂，在設(shè)計(jì)和選材時(shí)應(yīng)避免可能發(fā)生這種失效。
6. 設(shè)備的設(shè)計(jì)特性
a. 維修
為了使設(shè)備便于維修，在設(shè)計(jì)階段就應(yīng)該很好的了解設(shè)備的特定環(huán)境和特殊要求。在設(shè)計(jì)中必須考慮的一些與維修相關(guān)的項(xiàng)目，包括更換某些構(gòu)件所需的拉動(dòng)空間，如拉動(dòng)熱交換器的管束所需的空間等，裝卸材料的設(shè)備，預(yù)定的清理方法和所需的設(shè)備，容易更換構(gòu)件，監(jiān)控腐蝕和積垢的能力，現(xiàn)場焊接的設(shè)備以及停工期檢查的設(shè)備和可用性。
b. 安全保險(xiǎn)的特性
安全保險(xiǎn)的設(shè)計(jì)概念不僅要清楚地認(rèn)識(shí)到制造的局限性，而且要為操作提供較大的安全空間，這個(gè)概念與斷裂力學(xué)的研究相關(guān)。在設(shè)計(jì)一個(gè)設(shè)備的各個(gè)部分時(shí)要有安全保險(xiǎn)的特性，一般按下列幾個(gè)方面考慮：判斷結(jié)構(gòu)中疲勞裂紋可能擴(kuò)展的點(diǎn)；確定可能有的最小裂紋尺寸；確定可能有的最大裂紋尺寸，該尺寸與最大破壞程度及可能有的最小裂紋與臨界裂紋尺寸之間的載荷相關(guān)。
c. 檢查的通道
壓力容器的設(shè)計(jì)應(yīng)該提供檢驗(yàn)人員進(jìn)入容器檢查腐蝕損傷的通道。有足夠的直徑讓人進(jìn)入的容器應(yīng)該有可移動(dòng)的內(nèi)部構(gòu)件，以允許進(jìn)入人員通向容器的所有部位。
d. 安全性
壓力容器和換熱器的安全操作需要保守的設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)指定的習(xí)慣做法，并使用規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)中所許可的材料。對(duì)換熱器和壓力容器，視安全性壓倒一切的原因是避免可能對(duì)人類、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境等方面產(chǎn)生災(zāi)難性的失效。為了確保安全，應(yīng)該按照設(shè)計(jì)精確地制造設(shè)備并充分地監(jiān)督檢查，以保證和設(shè)計(jì)規(guī)范相符。同時(shí)要正確使用和操作設(shè)備。
e. 設(shè)備壽命
為了獲得投資帶來的利潤，也為了使生產(chǎn)連續(xù)地進(jìn)行，設(shè)備構(gòu)件及設(shè)備本身應(yīng)該具有適當(dāng)?shù)膲勖?gòu)件的壽命取決于設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)材料的性能和它們與使用環(huán)境之間的相互作用以及制造和檢查的影響，還包括操作、維修等的影響。為了獲得滿意的壽命，設(shè)備的結(jié)構(gòu)材料要承受住設(shè)計(jì)應(yīng)力、磨損、使用中的腐蝕。在設(shè)計(jì)階段，腐蝕問題同其他的操作條件和設(shè)計(jì)參數(shù)如壓力、溫度和速度一樣重要。為了獲得最佳的使用壽命，不銹鋼選材要基于耐腐蝕的觀點(diǎn)。要向材料供應(yīng)商索取簡明而清晰的材料質(zhì)量保證書面說明，確保供應(yīng)的材料正確。設(shè)計(jì)說明書內(nèi)要有材料的耐蝕性。
f. 構(gòu)件壽命
以熱交換器為例，熱交換器的殼體、管箱和管板應(yīng)該被設(shè)計(jì)至少使用10年或是原有管束的壽命另加兩個(gè)更換管束的周期。選擇的初始管子應(yīng)該至少使用兩個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)周期或5年，除非個(gè)別特殊環(huán)境的熱交換器，可能是只有較短的預(yù)期壽命。可是，這些規(guī)定不適用于核能熱交換器和壓力容器。
由于不銹鋼類型多，列入標(biāo)準(zhǔn)的牌號(hào)多達(dá)一百多種，同時(shí)還有大量廣泛使用的非標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)，每一種不銹鋼都有自己特定的性能、功能和使用范圍。因此，正確、恰當(dāng)?shù)剡x擇合適的鋼種難度很大。這是因?yàn)樗婕暗牟牧蠈W(xué)、腐蝕學(xué)以及工程學(xué)等多種學(xué)科的專門知識(shí)。除此以外，工程經(jīng)驗(yàn)是合理選用不銹鋼不可缺少的重要條件。
通過合理地選擇、正確使用，使不銹鋼材料的特性和功能，在使用中得到充分體現(xiàn)和發(fā)揮，進(jìn)而延長不銹鋼零部件的使用壽命，
保證不銹鋼零部件、模具和機(jī)械設(shè)備的高精度。這正是不銹鋼工作者應(yīng)盡的職責(zé)。
三、性能選材法
性能選用法包括使用性能和工藝性能。
1. 使用性能
人們一般慣于從各種材料手冊中查閱和比較各種材料的性能，然后選用。近年來，由于計(jì)算機(jī)的普遍應(yīng)用，已將這些性能匯編為數(shù)據(jù)庫，便于檢索和專家系統(tǒng)調(diào)用。
若有兩種主要性能時(shí)，則可應(yīng)用“坐標(biāo)分類法”進(jìn)行篩選。
各種等級(jí)的不銹鋼，廣泛用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)和日常生活當(dāng)中。以下面常用不銹鋼的耐腐蝕性能和抗氧化性能為例，按耐腐蝕性能或抗氧化性能依次下降的順序排列為：12Cr16Ni35（330）、20Cr25Ni20(310)、16Cr23Ni13 (309)、06Cr17Ni12Mo2 (316)、022Cr19Ni10(304L)、06Cr19Ni10(304)、12Cr17Ni7 (301)、12Cr17Mn6Ni5N(201)、10Cr17Mo(434)、10Cr17(430)、06Cr11Ti(409)。
為了確保使用性能和使用安全，選用時(shí)可以提高一級(jí)或幾級(jí)使用。已經(jīng)使用10Cr17（17％Cr）型的地方可以使用Cr-Ni鋼18-8型，已經(jīng)使用06Cr11Ti型的地方有時(shí)也可用10Cr17型。另外還許多在成分方面的改型鋼種并沒有在上述表示出來。
2. 工藝性能
前面的有關(guān)章節(jié)已經(jīng)介紹了不銹鋼焊接性、切削性、熱加工性及深沖性等工藝性能，可參閱。
在使用性能滿足要求后，工藝性能選材時(shí)，關(guān)注點(diǎn)主要是加工性能和加工成本。即在較低的加工成本下完成加工的可行性。當(dāng)所選材料的使用性能，能滿足要求，但不能加工或加工費(fèi)用太高而不能承受時(shí)，可以選用較高一級(jí)不銹鋼種。
3. 性能遞增選材法
不銹鋼的類型和鋼種繁多，性能各異，但也有略同的。不銹鋼的牌號(hào)繁多，多達(dá)數(shù)百種；雖說牌號(hào)有數(shù)百種，但總可以歸集為，
奧氏體不銹鋼、馬氏體不銹鋼、鐵素體不銹鋼、雙相不銹鋼和沉淀硬化不銹鋼五大類。同類不銹鋼性能多有相似或相近之處，為了便于選擇不銹鋼，可按使用性能及工藝性能，在不銹鋼的五大類型中選定一類，在選定的一類中再確定一個(gè)鋼種，這樣范圍就大大縮小了許多。隨著性能的遞增，范圍逐步遞減，要選擇的鋼種就會(huì)出現(xiàn)。
四、成本選材法
成本選材法的成本，包括有材料成本和生產(chǎn)（制造）成本。如果加工制作工藝相差無幾，只是消耗材料存在有差別，也就是說，可根據(jù)確定的不同參量選用材料。否則就需要綜合考慮材料成本和制造工藝費(fèi)用來選用材料。
1. 材料成本法
若制造工藝的費(fèi)用沒有差異，則使用材料的用戶對(duì)不需要熱處理的鋼種，采用不同的經(jīng)濟(jì)參數(shù)來比較和選用：等強(qiáng)度的相對(duì)重量；等剛度的相對(duì)重量；等強(qiáng)度的相對(duì)成本；等剛度的相對(duì)成本。
設(shè)計(jì)時(shí)若使用屈服強(qiáng)度，則選用屈服強(qiáng)度。載荷相同時(shí)，變形量愈大，剛度愈小。很容易看出，變形及所需要的屈服強(qiáng)度因負(fù)荷方式而不同，并與結(jié)構(gòu)部件的幾何形狀有關(guān)。
從上面的分析，可以得到如下幾點(diǎn)看法。
①. 用低合金高強(qiáng)度鋼代替碳鋼，屈服強(qiáng)度提高了，只在等強(qiáng)度的判據(jù)下，可以節(jié)約鋼材，節(jié)約的程度與屈服強(qiáng)度的比值也因載荷方式而不同，不能因?yàn)榍?qiáng)度提高30％就認(rèn)為能節(jié)約鋼材30％。若使用等剛度判據(jù)，并不能節(jié)約鋼材。
②. 使用強(qiáng)度高的鋼種，若采用等剛度判據(jù)，肯定會(huì)增加成本；若采用等強(qiáng)度判據(jù)，是否有經(jīng)濟(jì)效益，取決于屈服強(qiáng)度的比值及鋼材價(jià)格的比值。
③. 對(duì)于交通運(yùn)輸，例如，車輛、船舶等用鋼，為了減少運(yùn)輸費(fèi)用，增加運(yùn)輸量，應(yīng)該考慮采用等強(qiáng)度相對(duì)重量和等剛度相對(duì)重量。對(duì)于固定結(jié)構(gòu)，例如，橋梁、房屋等，則應(yīng)使用等強(qiáng)度相對(duì)成本和等剛度相對(duì)成本。至于改用鋼種所引起的經(jīng)濟(jì)效益的分配，則隨經(jīng)濟(jì)體制的不同（例如，計(jì)劃經(jīng)濟(jì)、商品經(jīng)濟(jì)等），而有不同方法。
④. 上面的分析只考慮材料的屈服強(qiáng)度和變形，在下面，將結(jié)合材料工藝綜合地分析成本。若有低溫韌性、大氣腐蝕、可焊性、耐磨性等問題，則應(yīng)參考性能選材的方法，將這些因素作為約束條件，或采用多目標(biāo)的選材法。
2. 生產(chǎn)成本法
從原材料制成部件全過程的成本分析，提供選材的另一種方法。
以前的廚具、炊具大部分采用有色金屬如鋁、銅或搪瓷等，而現(xiàn)在已基本被不銹鋼取代，不銹鋼不僅使用壽命長，而且美觀、價(jià)格低廉、無污染，生產(chǎn)廢品易于回收再利用。
下面提供幾個(gè)為了降低成本，應(yīng)該考慮下述幾方面的問題。
①. 如果在某些高溫度環(huán)境中，當(dāng)需要使用或計(jì)劃使用昂貴的高鎳合金的時(shí)候，可考慮能否用12Cr16Ni35（330）不銹鋼來代替以滿足要求。
②. 可否用20Cr25Ni20（310）或16Cr23Ni13（309）來代替12Cr16Ni35（330），相比之下，這些鋼的高溫強(qiáng)度較低，但是對(duì)多種用途具有良好的性能。
③. 假如需要使用或計(jì)劃使用022Cr19Ni10（304L）不銹鋼，則要認(rèn)真考慮是否真的需要這種低碳品種。在022Cr19Ni10（304L）不銹鋼焊接熱影響區(qū)，能夠保持充分的非常有效的抗腐蝕性，但是有時(shí)卻將其用于與熱影響區(qū)腐蝕危險(xiǎn)無關(guān)緊要的地方，造成不必要的浪費(fèi)。
④. 在選用成形用不銹鋼時(shí)，可否用12Cr17Ni7（301）代替06Cr19Ni10（304），由于在絕大多數(shù)情況下，略微降低鉻和鎳的含量并不會(huì)大大降低抗腐蝕性，所以唯一真正的決定因素是成形性能。
⑤. 如果用12Cr17Mn6Ni5N（201）不銹鋼代替 12Cr17Ni7（301）不銹鋼可以大大降低成本的話，雖然在200系列中用錳代替鎳，但其抗腐蝕性能卻能滿足多種用途。當(dāng)然應(yīng)考慮可成形性和外觀特點(diǎn)方面的差異。
⑥. 400系列中的某種合金可以用來代替Cr-Ni（300系列）或Cr-Mn-Ni（200系列）中的某些鋼種，10Cr17（430）在許多用途中可以滿足對(duì)其抗腐蝕性能的要求，但應(yīng)考慮加工過程中遇到的各種困難。
⑦. 可以用06Cr11Ti（409）或其他11％Cr合金代替17％Cr合金，這就會(huì)使抗腐蝕性能大幅度下降，但是能否滿足使用要求才是關(guān)鍵。目前有幾種06Crl1Ti（409）的改進(jìn)型，它們具有不同的耐腐蝕性能、表面質(zhì)量和可加工性。
⑧. 可以用某種不銹鋼代替其他金屬或非金屬材料，通常，這種改變可以用較低的成本實(shí)現(xiàn)較好的使用性能。但是，當(dāng)考慮總成本而不是只考慮原材料價(jià)格時(shí)，使用較高等級(jí)的不銹鋼通常會(huì)更為經(jīng)濟(jì)。
五、多目標(biāo)選材法
實(shí)際上選材是個(gè)多目標(biāo)的決策問題，這些目標(biāo)有成本和性能兩類。成本可分為變動(dòng)成本和固定成本兩大項(xiàng)。
前面將性能定義為：“材料的性能是一種參量，用于表征材料在給定外界條件下的行為”。
考慮到材料的應(yīng)用，可將性能分為使用性能及工藝性能。應(yīng)該指出，上述定義中的外界條件除了自然條件外，還應(yīng)包括社會(huì)條件，特別是人類的喜愛和社會(huì)的選擇。
前面所討論的性能選材法和成本選材法，是將多目標(biāo)簡化為單目標(biāo)，即性能或成本，為的是將選材問題簡單化，實(shí)際上，性能本身也有多目標(biāo)。
如果將價(jià)值工程用于材料的選用，那么選材即可簡化為：“選擇能滿足部件對(duì)材料的最低要求，而成本又是最低的材料”。這樣即可將性能與成本的要求并稱為特性。
對(duì)于特性、要求、性能等的確定是較為困難的，因?yàn)檫@需要依據(jù)科學(xué)知識(shí)和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行判斷。例如，當(dāng)對(duì)不銹鋼和塑料有比較深入的了解后，在選擇洗衣機(jī)外殼材料時(shí)，就一定會(huì)選用塑料而不選用不銹鋼。因?yàn)樗芰系奶匦跃妥憧梢詽M足洗衣機(jī)外殼的要求，其性能可以超過不銹鋼而成本卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于不銹鋼。
