一般來說，制定金屬材料工(gong)藝(yi)的目(mu)的，在(zai)于以最經濟(ji)的生產工(gong)藝(yi)，加(jia)工(gong)出滿(man)足要求的產品。
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、不銹鋼管、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(ti)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、工藝性(xing)能試驗方法
對不銹鋼(gang)的(de)加(jia)工(gong)工(gong)藝進行評價的(de)主要有以下試驗方法：
①. 拉伸試(shi)驗(yan)，用于評價材料塑(su)性(xing)(xing)(xing)、韌性(xing)(xing)(xing)，可以(yi)確定(ding)其塑(su)性(xing)(xing)(xing)成形性(xing)(xing)(xing)能；
②. 彎(wan)曲(qu)試(shi)驗，是檢(jian)驗金(jin)屬（及覆蓋層(ceng)）的(de)耐反復彎(wan)曲(qu)能力(li)并(bing)顯示其缺(que)陷的(de)試(shi)驗；
③. 杯(bei)突試驗，是檢驗金屬材料(liao)沖(chong)壓性能的一種方法；
④. 沖(chong)擊(ji)試驗(yan)，是檢驗(yan)金屬材料沖(chong)擊(ji)韌性的一種方法。
以焊接為例說明金屬材料對焊接加工的適應性，它包括下面兩個方面。
1. 對工藝焊(han)接性方面的(de)分析
焊接工藝(yi)評(ping)定，主要(yao)考察金(jin)屬材料(liao)在(zai)(zai)一定工藝(yi)條件下(xia)（主要(yao)指用某種(zhong)焊接方法）焊接時產(chan)生(sheng)(sheng)焊接缺陷（問題(ti)）的(de)傾(qing)向性(xing)和嚴重性(xing)。在(zai)(zai)各種(zhong)焊接工藝(yi)缺陷中裂紋的(de)危(wei)害性(xing)最大，產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)原(yuan)因多而(er)復雜(za)，故分(fen)析(xi)的(de)重點放在(zai)(zai)金(jin)屬材料(liao)的(de)抗(kang)裂性(xing)能上。
2. 對(dui)使用焊接(jie)性方面的(de)分(fen)析(xi)
焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)工(gong)藝評定，主要(yao)考(kao)察金屬(shu)材料在給定的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)工(gong)藝條件(jian)下(xia)，焊(han)(han)(han)(han)(han)成的(de)(de)(de)(de)接(jie)頭(tou)或(huo)整個焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)結構(gou)是否滿足使用(yong)性(xing)(xing)能的(de)(de)(de)(de)要(yao)求，如強度、塑(su)性(xing)(xing)、韌(ren)度、疲(pi)勞(lao)、蠕變、耐蝕(shi)或(huo)耐磨等性(xing)(xing)能。若按等性(xing)(xing)能原(yuan)則(ze)設計焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)接(jie)頭(tou)，則(ze)以(yi)母材的(de)(de)(de)(de)性(xing)(xing)能為(wei)依(yi)據(ju)，分別考(kao)察焊(han)(han)(han)(han)(han)縫金屬(shu)和焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)熱(re)影(ying)響(xiang)區在焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)熱(re)作用(yong)下(xia)可能引(yin)起哪些不利于使用(yong)性(xing)(xing)能的(de)(de)(de)(de)變化(hua)。
已經建立焊接連續(xu)冷(leng)卻組織轉變圖（即CCT圖）的(de)(de)金屬材料，可以利用該圖來預測或判斷焊縫和熱(re)影響(xiang)區的(de)(de)組織和性能的(de)(de)變化。
焊接(jie)接(jie)頭力學(xue)性能工藝試驗一般選用拉伸試驗、彎曲試驗、沖擊韌性試驗和硬度試驗等。
①. 拉(la)伸試驗
主要目的是測定(ding)焊縫或焊接(jie)接(jie)頭的強度(du)（抗(kang)拉強度(du)、屈服點）和塑性(xing)（伸長(chang)率(lv)、斷面收縮(suo)率(lv)），并(bing)且可以發現斷口上的某(mou)些缺陷，如夾雜(za)物(wu)、未焊透或白點等。
②. 焊接接頭彎曲試驗(yan)
彎(wan)(wan)(wan)(wan)曲(qu)(qu)試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)的(de)試(shi)(shi)(shi)(shi)樣分為平(ping)板和(he)管子兩種(zhong)，試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)方(fang)法分為焊(han)接接頭(tou)(tou)彎(wan)(wan)(wan)(wan)曲(qu)(qu)及壓扁試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)。焊(han)接接頭(tou)(tou)彎(wan)(wan)(wan)(wan)曲(qu)(qu)試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)目的(de)是(shi)評(ping)(ping)定焊(han)接接頭(tou)(tou)的(de)塑性和(he)致密性，同時(shi)可反映(ying)出焊(han)接接頭(tou)(tou)各區(qu)域的(de)塑性差別、暴露焊(han)接缺陷和(he)考核熔合(he)區(qu)的(de)質量。彎(wan)(wan)(wan)(wan)曲(qu)(qu)試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)分面彎(wan)(wan)(wan)(wan)、背(bei)彎(wan)(wan)(wan)(wan)和(he)側彎(wan)(wan)(wan)(wan)三種(zhong)。彎(wan)(wan)(wan)(wan)曲(qu)(qu)試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)時(shi)彎(wan)(wan)(wan)(wan)軸直徑d應根據技術條件規定，試(shi)(shi)(shi)(shi)樣彎(wan)(wan)(wan)(wan)曲(qu)(qu)部位出現(xian)裂(lie)紋時(shi)立(li)即卸載取下試(shi)(shi)(shi)(shi)樣測(ce)定彎(wan)(wan)(wan)(wan)曲(qu)(qu)角(jiao)。也可將試(shi)(shi)(shi)(shi)樣彎(wan)(wan)(wan)(wan)至(zhi)規定彎(wan)(wan)(wan)(wan)曲(qu)(qu)角(jiao)度后檢查有無裂(lie)紋，以評(ping)(ping)定接頭(tou)(tou)區(qu)域的(de)塑性。
③. 沖(chong)擊試驗
用(yong)(yong)于測定焊(han)接(jie)接(jie)頭(tou)的(de)沖(chong)擊(ji)韌(ren)(ren)度和缺(que)口(kou)敏(min)(min)感性(xing)，是評(ping)定材料斷(duan)裂韌(ren)(ren)度和冷作(zuo)時效敏(min)(min)感性(xing)的(de)指標之(zhi)一(yi)。沖(chong)擊(ji)試(shi)驗的(de)試(shi)樣分為U形(xing)缺(que)口(kou)和V形(xing)缺(que)口(kou)兩種，在同(tong)種材料和試(shi)驗條件下，V形(xing)缺(que)口(kou)試(shi)樣的(de)沖(chong)擊(ji)吸收(shou)功（Akv）比U形(xing)缺(que)口(kou)試(shi)樣的(de)沖(chong)擊(ji)吸收(shou)功（Aku）低(di)。不(bu)同(tong)缺(que)口(kou)型(xing)式(shi)試(shi)樣的(de)沖(chong)擊(ji)韌(ren)(ren)度值或(huo)沖(chong)擊(ji)吸收(shou)功不(bu)能相互換算。焊(han)接(jie)中常用(yong)(yong)V形(xing)缺(que)口(kou)沖(chong)擊(ji)試(shi)驗。
二、拉伸(shen)試驗
拉(la)(la)(la)伸(shen)(shen)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)是(shi)指在承受軸向拉(la)(la)(la)伸(shen)(shen)載荷下測定(ding)材料特性的(de)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)方法(fa)(fa)。利(li)用(yong)(yong)拉(la)(la)(la)伸(shen)(shen)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)得到的(de)數據(ju)可以確定(ding)材料的(de)彈(dan)性極(ji)限(xian)、伸(shen)(shen)長率(lv)、彈(dan)性模量、比例極(ji)限(xian)、面積縮減(jian)量、拉(la)(la)(la)伸(shen)(shen)強度、屈服(fu)點、屈服(fu)強度和其他拉(la)(la)(la)伸(shen)(shen)性能指標(biao)(biao)。從(cong)高溫(wen)下進(jin)行(xing)的(de)拉(la)(la)(la)伸(shen)(shen)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)可以得到蠕變(bian)(bian)數據(ju)。金屬拉(la)(la)(la)伸(shen)(shen)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)的(de)步驟(zou)可參見ASTME-8標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)。塑料拉(la)(la)(la)伸(shen)(shen)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)的(de)方法(fa)(fa)參見ASTM D-638標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)、D-2289標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)（高應變(bian)(bian)率(lv)）和D-882標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)（薄(bo)片材）。ASTM D-2343標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)規(gui)定(ding)了(le)(le)適用(yong)(yong)于玻璃纖維的(de)拉(la)(la)(la)伸(shen)(shen)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)方法(fa)(fa)；ASTMD-897標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)中規(gui)定(ding)了(le)(le)適用(yong)(yong)于黏(nian)結(jie)劑的(de)拉(la)(la)(la)伸(shen)(shen)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)方法(fa)(fa)；ASTMD-412標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)中規(gui)定(ding)了(le)(le)硬(ying)橡膠的(de)拉(la)(la)(la)伸(shen)(shen)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)方法(fa)(fa)。
三、金屬(shu)彎曲(qu)試驗
測(ce)(ce)定(ding)材(cai)料(liao)承受彎(wan)(wan)(wan)(wan)曲(qu)載荷時的力學(xue)特性(xing)(xing)(xing)的試(shi)(shi)驗，是材(cai)料(liao)機械性(xing)(xing)(xing)能試(shi)(shi)驗的基本(ben)方法之一(yi)。彎(wan)(wan)(wan)(wan)曲(qu)試(shi)(shi)驗主要用于測(ce)(ce)定(ding)脆性(xing)(xing)(xing)和低塑(su)(su)性(xing)(xing)(xing)材(cai)料(liao)（如鑄鐵、高碳鋼(gang)、工具鋼(gang)等）的抗彎(wan)(wan)(wan)(wan)強(qiang)(qiang)度并能反映(ying)塑(su)(su)性(xing)(xing)(xing)指標的撓度。彎(wan)(wan)(wan)(wan)曲(qu)試(shi)(shi)驗還可用來(lai)檢查材(cai)料(liao)的表面(mian)質(zhi)量。彎(wan)(wan)(wan)(wan)曲(qu)試(shi)(shi)驗在萬能材(cai)料(liao)機上進行(xing)，有(you)三(san)點(dian)彎(wan)(wan)(wan)(wan)曲(qu)和四(si)點(dian)彎(wan)(wan)(wan)(wan)曲(qu)兩種加載荷方式。試(shi)(shi)樣(yang)的截(jie)面(mian)有(you)圓形(xing)和矩形(xing)，試(shi)(shi)驗時的跨距一(yi)般(ban)為直(zhi)徑(jing)的10倍(bei)。對于脆性(xing)(xing)(xing)材(cai)料(liao)彎(wan)(wan)(wan)(wan)曲(qu)試(shi)(shi)驗一(yi)般(ban)只(zhi)產(chan)生(sheng)少量的塑(su)(su)性(xing)(xing)(xing)變形(xing)即可破壞，而(er)對于塑(su)(su)性(xing)(xing)(xing)材(cai)料(liao)則不能測(ce)(ce)出彎(wan)(wan)(wan)(wan)曲(qu)斷裂強(qiang)(qiang)度，但可檢驗其延展性(xing)(xing)(xing)和均勻性(xing)(xing)(xing)展性(xing)(xing)(xing)和均勻性(xing)(xing)(xing)。塑(su)(su)性(xing)(xing)(xing)材(cai)料(liao)的彎(wan)(wan)(wan)(wan)曲(qu)試(shi)(shi)驗稱為冷(leng)彎(wan)(wan)(wan)(wan)試(shi)(shi)驗。試(shi)(shi)驗時將試(shi)(shi)樣(yang)加載，使其彎(wan)(wan)(wan)(wan)曲(qu)到一(yi)定(ding)程(cheng)度，觀(guan)察試(shi)(shi)樣(yang)表面(mian)有(you)無裂縫。
用規(gui)定尺寸彎(wan)心(xin)將試樣彎(wan)曲(qu)至規(gui)定程度，檢驗金屬承受彎(wan)曲(qu)塑性變形的能力并顯示其(qi)缺陷的試驗。
1. 冷彎(wan)試驗
用(yong)來檢驗金(jin)屬材(cai)料(liao)冷彎性(xing)能的一(yi)種方法，即(ji)將材(cai)料(liao)試(shi)樣圍繞具(ju)有一(yi)定直(zhi)徑(jing)的彎心(xin)彎到一(yi)定的角(jiao)度(du)或不帶彎心(xin)彎到兩面接(jie)觸.（即(ji)彎曲180°，彎心(xin)直(zhi)徑(jing)d為0）后檢查彎曲處附近的塑性(xing)變形情況，看是否有裂紋等(deng)缺陷存在，以判定材(cai)料(liao)是否合格，彎心(xin)直(zhi)徑(jing)d可(ke)等(deng)于試(shi)樣厚度(du)d的一(yi)半、相(xiang)等(deng)，2倍、3倍等(deng)。彎曲角(jiao)度(du)可(ke)為90°、120°、180°。
2. 金(jin)屬反復彎曲試驗(yan)
將試樣(yang)一端夾緊，在規(gui)定半(ban)徑(jing)的(de)(de)圓柱形表面(mian)上進行90°的(de)(de)重復反向(xiang)彎(wan)曲，檢驗金屬（及(ji)覆蓋層）的(de)(de)耐反復彎(wan)曲能力并顯示其缺陷的(de)(de)試驗。
四、杯突試驗
杯突試(shi)驗是(shi)金屬材料(liao)深沖性能的(de)(de)一種(zhong)試(shi)驗方法，用來衡量檢驗金屬材料(liao)的(de)(de)沖壓(ya)性能。又稱埃里克森試(shi)驗（Erichsen Test）或埃氏杯突試(shi)驗，是(shi)薄板成形性試(shi)驗中(zhong)最古老、最普及(ji)的(de)(de)一種(zhong)。
按照國(guo)家標準，試(shi)驗(yan)(yan)采用端部為(wei)(wei)球形的(de)沖頭，將(jiang)夾(jia)緊的(de)試(shi)樣壓入壓模內，直(zhi)至出現穿透(tou)裂(lie)縫(feng)為(wei)(wei)止，所測量的(de)杯突深(shen)度即為(wei)(wei)試(shi)驗(yan)(yan)結果。這種試(shi)驗(yan)(yan)通常是在(zai)杯突試(shi)驗(yan)(yan)機(ji)上進行。試(shi)樣在(zai)做(zuo)過(guo)杯突試(shi)驗(yan)(yan)后就像只沖壓成的(de)杯子（不(bu)過(guo)是只破裂(lie)的(de)杯子）。鋼板深(shen)沖性能(neng)不(bu)好的(de)話，沖壓件在(zai)制作過(guo)程(cheng)中就很(hen)容易(yi)開裂(lie)。
試(shi)(shi)驗時(shi)，用(yong)球頭凸(tu)模(mo)把周邊被(bei)凹模(mo)與壓(ya)(ya)邊圈(quan)壓(ya)(ya)住的(de)金(jin)屬薄(bo)板(ban)頂(ding)入凹模(mo)，形成半球鼓包(bao)直至(zhi)鼓包(bao)頂(ding)部(bu)出現裂(lie)紋(wen)為(wei)(wei)止(zhi)。如(ru)圖5-14所示，試(shi)(shi)驗用(yong)的(de)硬鋼球或半球凸(tu)模(mo)1，將金(jin)屬板(ban)料4壓(ya)(ya)入內(nei)(nei)徑(jing)(jing)27mm、圓(yuan)角半徑(jing)(jing)0.75mm的(de)凹模(mo)2中(zhong)，板(ban)料邊緣在凹模(mo)2和(he)壓(ya)(ya)邊圈(quan)3之間壓(ya)(ya)緊。為(wei)(wei)防止(zhi)邊緣金(jin)屬向凹模(mo)內(nei)(nei)流動，板(ban)料尺(chi)寸(cun)應足夠大(da)。試(shi)(shi)驗時(shi)，金(jin)屬板(ban)料被(bei)凸(tu)模(mo)頂(ding)成半球鼓包(bao)。取鼓包(bao)頂(ding)部(bu)產生(sheng)頸縮(suo)或有裂(lie)紋(wen)出現時(shi)的(de)凸(tu)模(mo)壓(ya)(ya)入深度作(zuo)為(wei)(wei)試(shi)(shi)驗指標(biao)，稱為(wei)(wei)杯突值或I值，單位為(wei)(wei)mm。決(jue)定試(shi)(shi)驗指標(biao)的(de)依(yi)據是最(zui)大(da)載(zai)荷(he)(he)。當不(bu)能確定最(zui)大(da)載(zai)荷(he)(he)時(shi)，可(ke)以采用(yong)可(ke)見(jian)（透光）裂(lie)紋(wen)發生(sheng)時(shi)凸(tu)模(mo)壓(ya)(ya)入深度作(zuo)為(wei)(wei)指標(biao)。但用(yong)可(ke)見(jian)裂(lie)紋(wen)法(fa)測定的(de)數值比(bi)最(zui)大(da)載(zai)荷(he)(he)法(fa)測定的(de)數值要大(da)0.3~0.5mm。
其過(guo)程是，用(yong)規定的(de)鋼球或球形沖頭頂(ding)壓(ya)在壓(ya)模內(nei)的(de)試樣(yang)，直至試樣(yang)產(chan)生第一個裂紋為(wei)止，此時的(de)頂(ding)壓(ya)深度(du)，即為(wei)杯突深度(du)。其深度(du)小于規定值者為(wei)合格。
用(yong)球(qiu)形(xing)沖頭將夾緊(jin)的金屬板或帶(dai)狀試(shi)樣壓入規(gui)定尺寸的沖模中(zhong)直至出現穿透(tou)裂縫，測量(liang)杯突深度值的試(shi)驗。圖5-14為(wei)杯突試(shi)驗示(shi)意圖。
壓邊(bian)力：杯突試驗中壓緊裝置作用于(yu)試樣上的(de)垂(chui)直壓力。
杯突值(zhi)：杯突試驗(yan)中裂縫開始穿透試驗(yan)厚度(du)（透光）時沖(chong)頭的壓入深度(du)。
