合理選擇材料是一項十分重要和嚴謹的工作,直接關系到零部件和設備的性能、壽命和成本(材料成本、加工制造成本、使用維護成本等)。在設計新產品、改進產品結構設計、設計工藝裝備、尋找代用材料等都會遇到材料選擇的問題。
不銹鋼材料的選用一般是根據相關標準、以往的經驗、試驗、文獻和材料供應商的推薦來完成的。零部件和設備在使用期間的狀況,則是用來直接評價材料的選擇和設備的制造是否成功的最好說明。為了確保所制造的裝置或設備,獲得良好的經濟效益和安全、可靠、連續地運行,就必須從設計階段開始,正確的材料選擇要貫穿于整個制造、安裝和維修過程。零部件或設備一旦投入了生產,就應該嚴格監控其指定性能。
最終,所選定的不銹鋼材料,通過對其進行成本效益的分析,一定是正確、合理和劃算的。
1. 所選材料必須滿足預期的使用要求
材料的使用性能是多方面的,但其使用性能的主要方面必須滿足加工成零部件和設備的使用要求。如用于制作化工容器的不銹鋼,耐腐蝕性能是對其主要要求,其耐腐蝕性能必須滿足介質腐蝕要求;而對一般結構件來說,主要要求應是機械性能。機械性能指標的選取應根據結構件的工作條件和失效形式來確定。
2. 所選材料必須能滿足加工工藝要求
所選用的不銹鋼必須是能夠加工成所需零部件或設備,并能保證加工質量和較低的加工成本。一般來說,較為昂貴的不銹鋼加工性能都好,加工成本較低,成材率高,但材料成本高。如果選用較為低廉的不銹鋼,材料成本降低了,而加工成本可能由于采取中間退火等加工工藝,使加工成本升高,成材率下降,所以選擇時要綜合考慮。如對于要求鍛壓成形的零件,應采用塑性較好的不銹鋼材料,而不能采用脆性不銹鋼材料。形狀復雜并用于腐蝕環境,強度要求高的殼體、機架等,一般要采用鑄造不銹鋼毛坯。用于焊接的結構材料應采用可焊性良好的奧氏體不銹鋼,不要采用可焊性差的馬氏體不銹鋼等。
3. 所選材料必須是最經濟性的
重視經濟性是生產管理的基本法則。所以選擇材料時,在滿足使用性能和工藝性能的前提下,應盡量選用價格低廉、加工成本低的材料。
4. 必須是能買到的品種
所選用的不銹鋼必須是市場上能夠買到的品種,如果市場上沒有那就沒有選用的意義和必要了。如果所選定鋼種用量特別大,市場上又沒有,可以考慮量身定做,研制或生產專用鋼種,以實現專用、低價的目標。
5. 選擇材料應考慮的其他因素
在實際工程中,不銹鋼結構材料的選擇取決于所設計的設備及其使用要求。材料的選擇包括全面了解材料的可用性、來源、供貨時間,產品形狀和尺寸。簡單地說,為裝置或設備的構件選擇材料時應考慮的因素有:材料與工藝流體的相容性;材料與其他構件材料的相容性;采用的加工方法(如機加工、軋制、鍛造、冷熱成形)和金屬連接方法(如焊接、螺絲連接等)來制造和加工的難易及復雜程度;承受操作溫度、負荷和壓力的強度和能力;成本;可行性。
在選擇不銹鋼材料時必須權衡多種要求,這些要求包括:工藝的預計整體壽命;材料的預計服役壽命;可靠性(安全、危險和失效的經濟后果);材料成本;制造成本;維修和檢查成本;要求的尺寸、形狀,厚度等及交貨時間方面的可行性;投資的利潤。