一(yi)般來說，制定金(jin)屬材(cai)料工(gong)藝的(de)目(mu)的(de)，在于以最經濟(ji)的(de)生產工(gong)藝，加工(gong)出滿足要(yao)求(qiu)的(de)產品。
就產品而言，產品包括原材料和零部件及設備。以金屬材料為例，生產不銹鋼板、不銹(xiu)鋼(gang)管(guan)、不銹鋼絲等原材料的，為原材料生產，原材料生產需要有正確、合理的生產工藝；如以板、管、絲為原材料，加工出用戶所需的制品、零部件及設備，就為材料加工。材料加工也需要有正確、合理的加工工藝。而正確、合理的加工工藝是要依據材料的工藝性能來制定的。
不銹鋼的各種工藝性能會因鋼種的不同而不同，如奧氏體不銹鋼與鐵素體不銹鋼的成形性能就截然不同。在深沖過程中奧氏體不銹鋼的最佳沖壓變形率為40％～60％，而鐵素體不銹鋼的最佳沖壓變形率僅為20％～30％。通過對不銹鋼材料進行杯突試驗，對所制定的沖壓工藝進行評定，進而達到制定正確合理的加工工藝，指導加工生產，獲得優質、經濟的產品。
一(yi)、工藝性能試(shi)驗方法
對不銹鋼(gang)的加工工藝進行評價的主要有以下試驗(yan)方法：
①. 拉(la)伸試驗，用于評價(jia)材料塑(su)(su)性(xing)、韌(ren)性(xing)，可以確定(ding)其塑(su)(su)性(xing)成(cheng)形性(xing)能(neng)；
②. 彎(wan)曲試驗(yan)(yan)，是(shi)檢(jian)驗(yan)(yan)金屬（及(ji)覆(fu)蓋層）的耐反復彎(wan)曲能力并顯示其(qi)缺陷的試驗(yan)(yan)；
③. 杯(bei)突(tu)試驗，是檢驗金屬(shu)材料(liao)沖壓性(xing)能的一種方法；
④. 沖(chong)擊試驗，是檢驗金屬材料沖(chong)擊韌性的(de)一種(zhong)方法(fa)。
以焊(han)接為例說(shuo)明金屬(shu)材料對焊(han)接加工的適(shi)應性，它包括下面(mian)兩個方面(mian)。
1. 對工(gong)藝焊接性方面(mian)的(de)分析
焊接工(gong)(gong)藝評(ping)定，主要考察金屬(shu)材(cai)料在一定工(gong)(gong)藝條(tiao)件下（主要指用某種(zhong)焊接方法）焊接時產生(sheng)焊接缺陷(xian)（問題）的傾向(xiang)性(xing)和(he)嚴重性(xing)。在各(ge)種(zhong)焊接工(gong)(gong)藝缺陷(xian)中裂紋的危(wei)害性(xing)最大，產生(sheng)的原因多而(er)復雜，故(gu)分析(xi)的重點放在金屬(shu)材(cai)料的抗裂性(xing)能上(shang)。
2. 對使用焊接性方面的(de)分析(xi)
焊(han)(han)(han)接工藝評定(ding)，主要考(kao)察(cha)金屬(shu)材(cai)料在給定(ding)的(de)焊(han)(han)(han)接工藝條件(jian)下，焊(han)(han)(han)成的(de)接頭或(huo)整個焊(han)(han)(han)接結構是否滿足使用性(xing)(xing)能的(de)要求，如強度、塑性(xing)(xing)、韌度、疲勞、蠕變、耐蝕或(huo)耐磨等性(xing)(xing)能。若(ruo)按(an)等性(xing)(xing)能原則設計(ji)焊(han)(han)(han)接接頭，則以母(mu)材(cai)的(de)性(xing)(xing)能為依據，分(fen)別考(kao)察(cha)焊(han)(han)(han)縫(feng)金屬(shu)和焊(han)(han)(han)接熱影響區在焊(han)(han)(han)接熱作用下可能引起哪些不利(li)于(yu)使用性(xing)(xing)能的(de)變化。
已經建立焊接(jie)連(lian)續冷卻(que)組織(zhi)轉(zhuan)變(bian)圖(tu)（即CCT圖(tu)）的(de)金屬材(cai)料，可以利用(yong)該圖(tu)來預測或判斷焊縫和(he)熱影響區的(de)組織(zhi)和(he)性能的(de)變(bian)化。
焊接接頭力學性(xing)能工藝(yi)試驗(yan)(yan)一般選用拉伸試驗(yan)(yan)、彎曲試驗(yan)(yan)、沖擊(ji)韌性(xing)試驗(yan)(yan)和硬度試驗(yan)(yan)等(deng)。
①. 拉伸試驗
主要目的是測定焊縫或焊接(jie)接(jie)頭的強(qiang)(qiang)度（抗拉強(qiang)(qiang)度、屈服點）和塑(su)性（伸長率、斷(duan)面收縮率），并且可以發(fa)現斷(duan)口上的某(mou)些(xie)缺陷(xian)，如夾雜(za)物(wu)、未焊透或白(bai)點等(deng)。
②. 焊接(jie)接(jie)頭彎曲試(shi)驗(yan)
彎(wan)(wan)(wan)曲(qu)(qu)試(shi)驗(yan)的(de)試(shi)樣(yang)分為平(ping)板和(he)管(guan)子兩種(zhong)，試(shi)驗(yan)方法(fa)分為焊接(jie)接(jie)頭彎(wan)(wan)(wan)曲(qu)(qu)及壓扁試(shi)驗(yan)。焊接(jie)接(jie)頭彎(wan)(wan)(wan)曲(qu)(qu)試(shi)驗(yan)目的(de)是評定(ding)(ding)焊接(jie)接(jie)頭的(de)塑(su)性(xing)和(he)致(zhi)密性(xing)，同時(shi)可反映出焊接(jie)接(jie)頭各區(qu)域的(de)塑(su)性(xing)差別(bie)、暴露焊接(jie)缺陷和(he)考核熔合區(qu)的(de)質量。彎(wan)(wan)(wan)曲(qu)(qu)試(shi)驗(yan)分面彎(wan)(wan)(wan)、背彎(wan)(wan)(wan)和(he)側彎(wan)(wan)(wan)三種(zhong)。彎(wan)(wan)(wan)曲(qu)(qu)試(shi)驗(yan)時(shi)彎(wan)(wan)(wan)軸直(zhi)徑(jing)d應(ying)根(gen)據技術(shu)條件規(gui)(gui)定(ding)(ding)，試(shi)樣(yang)彎(wan)(wan)(wan)曲(qu)(qu)部位出現裂(lie)紋時(shi)立即(ji)卸(xie)載取下(xia)試(shi)樣(yang)測定(ding)(ding)彎(wan)(wan)(wan)曲(qu)(qu)角。也可將試(shi)樣(yang)彎(wan)(wan)(wan)至規(gui)(gui)定(ding)(ding)彎(wan)(wan)(wan)曲(qu)(qu)角度(du)后檢查(cha)有(you)無裂(lie)紋，以評定(ding)(ding)接(jie)頭區(qu)域的(de)塑(su)性(xing)。
③. 沖擊試(shi)驗
用于測定焊接接頭(tou)的(de)沖(chong)擊(ji)韌(ren)(ren)度和缺(que)(que)(que)口敏感(gan)性，是評定材料斷裂韌(ren)(ren)度和冷作時效敏感(gan)性的(de)指標之一。沖(chong)擊(ji)試(shi)(shi)驗的(de)試(shi)(shi)樣分為U形(xing)(xing)(xing)缺(que)(que)(que)口和V形(xing)(xing)(xing)缺(que)(que)(que)口兩種，在同(tong)(tong)種材料和試(shi)(shi)驗條件(jian)下，V形(xing)(xing)(xing)缺(que)(que)(que)口試(shi)(shi)樣的(de)沖(chong)擊(ji)吸收功(gong)（Akv）比(bi)U形(xing)(xing)(xing)缺(que)(que)(que)口試(shi)(shi)樣的(de)沖(chong)擊(ji)吸收功(gong)（Aku）低。不同(tong)(tong)缺(que)(que)(que)口型式試(shi)(shi)樣的(de)沖(chong)擊(ji)韌(ren)(ren)度值或沖(chong)擊(ji)吸收功(gong)不能相互換算。焊接中常用V形(xing)(xing)(xing)缺(que)(que)(que)口沖(chong)擊(ji)試(shi)(shi)驗。
二、拉(la)伸(shen)試驗
拉(la)(la)伸(shen)(shen)試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)是指(zhi)在承受軸向(xiang)拉(la)(la)伸(shen)(shen)載荷下(xia)測定(ding)(ding)材料(liao)特性的(de)試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)方(fang)法。利用(yong)拉(la)(la)伸(shen)(shen)試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)得到的(de)數(shu)據可以(yi)確定(ding)(ding)材料(liao)的(de)彈(dan)性極限、伸(shen)(shen)長率、彈(dan)性模量、比例極限、面積縮(suo)減量、拉(la)(la)伸(shen)(shen)強度(du)(du)、屈(qu)(qu)服點、屈(qu)(qu)服強度(du)(du)和(he)其他(ta)拉(la)(la)伸(shen)(shen)性能指(zhi)標(biao)(biao)。從高溫下(xia)進行的(de)拉(la)(la)伸(shen)(shen)試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)可以(yi)得到蠕(ru)變(bian)數(shu)據。金屬(shu)拉(la)(la)伸(shen)(shen)試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)的(de)步驟可參見ASTME-8標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)。塑料(liao)拉(la)(la)伸(shen)(shen)試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)的(de)方(fang)法參見ASTM D-638標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)、D-2289標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)（高應變(bian)率）和(he)D-882標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)（薄片材）。ASTM D-2343標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)規定(ding)(ding)了(le)(le)適(shi)(shi)用(yong)于(yu)玻璃纖維(wei)的(de)拉(la)(la)伸(shen)(shen)試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)方(fang)法；ASTMD-897標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)中規定(ding)(ding)了(le)(le)適(shi)(shi)用(yong)于(yu)黏結劑的(de)拉(la)(la)伸(shen)(shen)試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)方(fang)法；ASTMD-412標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)中規定(ding)(ding)了(le)(le)硬(ying)橡膠的(de)拉(la)(la)伸(shen)(shen)試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)方(fang)法。
三、金(jin)屬(shu)彎曲試驗
測(ce)(ce)定材料(liao)承受彎(wan)(wan)(wan)(wan)曲(qu)(qu)(qu)載荷時(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)力學(xue)特性(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)，是材料(liao)機(ji)(ji)械性(xing)(xing)能試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)的(de)(de)(de)(de)(de)基(ji)本(ben)方(fang)法之一。彎(wan)(wan)(wan)(wan)曲(qu)(qu)(qu)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)主要用于測(ce)(ce)定脆(cui)(cui)性(xing)(xing)和低塑(su)性(xing)(xing)材料(liao)（如鑄(zhu)鐵(tie)、高碳鋼(gang)、工具(ju)鋼(gang)等）的(de)(de)(de)(de)(de)抗彎(wan)(wan)(wan)(wan)強度(du)并能反映(ying)塑(su)性(xing)(xing)指標的(de)(de)(de)(de)(de)撓度(du)。彎(wan)(wan)(wan)(wan)曲(qu)(qu)(qu)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)還可(ke)用來檢查材料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)表面質量(liang)。彎(wan)(wan)(wan)(wan)曲(qu)(qu)(qu)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)在萬能材料(liao)機(ji)(ji)上進行，有三點(dian)彎(wan)(wan)(wan)(wan)曲(qu)(qu)(qu)和四點(dian)彎(wan)(wan)(wan)(wan)曲(qu)(qu)(qu)兩種加(jia)載荷方(fang)式。試(shi)(shi)(shi)樣的(de)(de)(de)(de)(de)截面有圓形和矩形，試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)時(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)跨距一般(ban)為直徑的(de)(de)(de)(de)(de)10倍。對(dui)于脆(cui)(cui)性(xing)(xing)材料(liao)彎(wan)(wan)(wan)(wan)曲(qu)(qu)(qu)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)一般(ban)只產生少(shao)量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)塑(su)性(xing)(xing)變形即可(ke)破(po)壞(huai)，而對(dui)于塑(su)性(xing)(xing)材料(liao)則不能測(ce)(ce)出彎(wan)(wan)(wan)(wan)曲(qu)(qu)(qu)斷(duan)裂強度(du)，但可(ke)檢驗(yan)(yan)(yan)其(qi)延展性(xing)(xing)和均(jun)勻(yun)性(xing)(xing)展性(xing)(xing)和均(jun)勻(yun)性(xing)(xing)。塑(su)性(xing)(xing)材料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)彎(wan)(wan)(wan)(wan)曲(qu)(qu)(qu)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)稱為冷彎(wan)(wan)(wan)(wan)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)。試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)時(shi)將試(shi)(shi)(shi)樣加(jia)載，使其(qi)彎(wan)(wan)(wan)(wan)曲(qu)(qu)(qu)到一定程(cheng)度(du)，觀察試(shi)(shi)(shi)樣表面有無裂縫(feng)。
用規定尺寸彎心(xin)將試(shi)樣彎曲至(zhi)規定程度，檢(jian)驗金屬(shu)承受彎曲塑性變形的能(neng)力并顯示其缺(que)陷(xian)的試(shi)驗。
1. 冷彎(wan)試驗
用來(lai)檢驗金屬材料冷彎(wan)性(xing)能的(de)(de)一種(zhong)方法，即將材料試樣(yang)圍繞具有一定直(zhi)徑(jing)的(de)(de)彎(wan)心彎(wan)到一定的(de)(de)角度或不帶彎(wan)心彎(wan)到兩面接觸.（即彎(wan)曲(qu)180°，彎(wan)心直(zhi)徑(jing)d為(wei)0）后(hou)檢查彎(wan)曲(qu)處附近的(de)(de)塑性(xing)變形情(qing)況(kuang)，看是否(fou)有裂紋等(deng)(deng)缺陷存(cun)在(zai)，以判定材料是否(fou)合格，彎(wan)心直(zhi)徑(jing)d可(ke)等(deng)(deng)于(yu)試樣(yang)厚度d的(de)(de)一半、相等(deng)(deng)，2倍(bei)、3倍(bei)等(deng)(deng)。彎(wan)曲(qu)角度可(ke)為(wei)90°、120°、180°。
2. 金屬反復(fu)彎曲(qu)試驗(yan)
將試(shi)樣一端(duan)夾緊，在規定半(ban)徑的圓(yuan)柱形(xing)表面上進行90°的重復反(fan)向彎(wan)曲，檢驗金屬（及(ji)覆蓋層(ceng)）的耐反(fan)復彎(wan)曲能力并(bing)顯示其(qi)缺陷的試(shi)驗。
四(si)、杯突試驗
杯(bei)突試驗(yan)是(shi)金(jin)屬(shu)材料深(shen)沖性能的(de)(de)一(yi)種試驗(yan)方法(fa)，用(yong)來衡量(liang)檢(jian)驗(yan)金(jin)屬(shu)材料的(de)(de)沖壓性能。又稱埃里克(ke)森試驗(yan)（Erichsen Test）或埃氏杯(bei)突試驗(yan)，是(shi)薄板成形性試驗(yan)中最古老、最普及的(de)(de)一(yi)種。
按照國家標準，試(shi)(shi)驗(yan)采用(yong)端部為(wei)球形的(de)沖(chong)(chong)頭，將夾緊(jin)的(de)試(shi)(shi)樣(yang)壓(ya)入壓(ya)模(mo)內，直至(zhi)出現穿(chuan)透(tou)裂縫為(wei)止，所測(ce)量的(de)杯突(tu)深度即(ji)為(wei)試(shi)(shi)驗(yan)結果。這種試(shi)(shi)驗(yan)通常是在(zai)杯突(tu)試(shi)(shi)驗(yan)機上進(jin)行。試(shi)(shi)樣(yang)在(zai)做(zuo)過(guo)杯突(tu)試(shi)(shi)驗(yan)后就像只沖(chong)(chong)壓(ya)成的(de)杯子(zi)（不(bu)過(guo)是只破裂的(de)杯子(zi)）。鋼板深沖(chong)(chong)性能不(bu)好的(de)話，沖(chong)(chong)壓(ya)件在(zai)制作過(guo)程中就很容(rong)易開裂。
試驗時(shi)(shi)，用(yong)球(qiu)(qiu)(qiu)頭凸(tu)模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)把周邊(bian)(bian)(bian)被凹模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)與壓(ya)(ya)邊(bian)(bian)(bian)圈壓(ya)(ya)住的(de)金(jin)(jin)屬薄板(ban)頂入(ru)(ru)凹模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)，形(xing)成半(ban)球(qiu)(qiu)(qiu)鼓包直至(zhi)鼓包頂部出現(xian)裂(lie)紋為(wei)止。如(ru)圖5-14所示(shi)，試驗用(yong)的(de)硬鋼球(qiu)(qiu)(qiu)或半(ban)球(qiu)(qiu)(qiu)凸(tu)模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)1，將(jiang)金(jin)(jin)屬板(ban)料(liao)(liao)4壓(ya)(ya)入(ru)(ru)內(nei)徑(jing)27mm、圓角半(ban)徑(jing)0.75mm的(de)凹模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)2中，板(ban)料(liao)(liao)邊(bian)(bian)(bian)緣在凹模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)2和壓(ya)(ya)邊(bian)(bian)(bian)圈3之間壓(ya)(ya)緊。為(wei)防止邊(bian)(bian)(bian)緣金(jin)(jin)屬向凹模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)內(nei)流動，板(ban)料(liao)(liao)尺寸(cun)應足夠(gou)大(da)。試驗時(shi)(shi)，金(jin)(jin)屬板(ban)料(liao)(liao)被凸(tu)模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)頂成半(ban)球(qiu)(qiu)(qiu)鼓包。取鼓包頂部產生頸縮或有裂(lie)紋出現(xian)時(shi)(shi)的(de)凸(tu)模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)壓(ya)(ya)入(ru)(ru)深度作為(wei)試驗指標，稱為(wei)杯突值(zhi)(zhi)或I值(zhi)(zhi)，單(dan)位為(wei)mm。決定(ding)試驗指標的(de)依(yi)據是(shi)最大(da)載荷。當不能確定(ding)最大(da)載荷時(shi)(shi)，可以采用(yong)可見（透光）裂(lie)紋發(fa)生時(shi)(shi)凸(tu)模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)壓(ya)(ya)入(ru)(ru)深度作為(wei)指標。但(dan)用(yong)可見裂(lie)紋法(fa)測定(ding)的(de)數(shu)值(zhi)(zhi)比最大(da)載荷法(fa)測定(ding)的(de)數(shu)值(zhi)(zhi)要大(da)0.3~0.5mm。
其過(guo)程是(shi)，用規定(ding)(ding)的鋼球或球形沖頭(tou)頂壓在(zai)壓模內(nei)的試樣，直至試樣產(chan)生第(di)一個裂紋為止，此時的頂壓深(shen)度，即為杯(bei)突深(shen)度。其深(shen)度小于(yu)規定(ding)(ding)值者為合格。
用球形沖頭將夾(jia)緊的(de)金(jin)屬板或帶狀試(shi)樣壓入規(gui)定尺寸的(de)沖模中直至出現穿透裂(lie)縫，測(ce)量杯突深度值的(de)試(shi)驗。圖5-14為(wei)杯突試(shi)驗示意圖。
壓邊力(li)(li)：杯突試(shi)驗中(zhong)壓緊裝置作用于試(shi)樣上的(de)垂直壓力(li)(li)。
杯突值：杯突試驗中裂縫開始穿透(tou)試驗厚度(du)（透(tou)光）時(shi)沖頭(tou)的壓(ya)入深(shen)度(du)。
