一般來說(shuo)，制定金屬材料工藝(yi)的目的，在(zai)于以最經濟(ji)的生(sheng)產工藝(yi)，加工出滿足要求(qiu)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(shi)體(ti)不(bu)銹鋼與鐵素體(ti)不銹(xiu)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(xing)能試驗方(fang)法
對不銹鋼的加工工藝進行(xing)評價的主要有(you)以下試驗方法：
①. 拉伸試驗，用(yong)于評價(jia)材料塑(su)性(xing)、韌性(xing)，可以(yi)確定(ding)其塑(su)性(xing)成形(xing)性(xing)能；
②. 彎曲試驗，是檢驗金屬（及覆(fu)蓋層）的(de)耐反復彎曲能力(li)并(bing)顯(xian)示其缺(que)陷的(de)試驗；
③. 杯突試驗，是(shi)檢驗金屬材料沖壓性能的一種方法；
④. 沖擊(ji)試驗，是檢驗金屬(shu)材料沖擊(ji)韌性的一種方法。
以焊接為例說明(ming)金屬材料對焊接加工的適應性(xing)，它包(bao)括下面兩個方面。
1. 對工藝焊接(jie)性方面的分(fen)析
焊(han)(han)接(jie)(jie)工藝(yi)評定(ding)(ding)，主(zhu)要考察金(jin)屬(shu)材料(liao)在一定(ding)(ding)工藝(yi)條件下（主(zhu)要指用某(mou)種焊(han)(han)接(jie)(jie)方法）焊(han)(han)接(jie)(jie)時產生焊(han)(han)接(jie)(jie)缺(que)陷(xian)（問(wen)題）的(de)(de)傾向(xiang)性(xing)(xing)和嚴重性(xing)(xing)。在各種焊(han)(han)接(jie)(jie)工藝(yi)缺(que)陷(xian)中裂紋的(de)(de)危害性(xing)(xing)最大，產生的(de)(de)原因多而復(fu)雜(za)，故分析(xi)的(de)(de)重點放在金(jin)屬(shu)材料(liao)的(de)(de)抗裂性(xing)(xing)能上。
2. 對使用焊(han)接性方面的分析
焊(han)(han)接(jie)工藝評定，主要考(kao)察金屬材料在給定的(de)(de)焊(han)(han)接(jie)工藝條(tiao)件下，焊(han)(han)成的(de)(de)接(jie)頭(tou)或整個焊(han)(han)接(jie)結構是否滿足(zu)使(shi)用(yong)性能的(de)(de)要求，如強度、塑性、韌度、疲(pi)勞、蠕變、耐蝕或耐磨等(deng)性能。若(ruo)按(an)等(deng)性能原則設計焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭(tou)，則以母材的(de)(de)性能為依(yi)據(ju)，分(fen)別考(kao)察焊(han)(han)縫金屬和焊(han)(han)接(jie)熱影響區(qu)在焊(han)(han)接(jie)熱作用(yong)下可(ke)能引起(qi)哪些不(bu)利于使(shi)用(yong)性能的(de)(de)變化(hua)。
已(yi)經建(jian)立焊接連續冷卻組(zu)織(zhi)轉變圖（即CCT圖）的(de)(de)金(jin)屬材(cai)料，可以利用該(gai)圖來預測或(huo)判(pan)斷焊縫和熱(re)影(ying)響區(qu)的(de)(de)組(zu)織(zhi)和性(xing)能的(de)(de)變化。
焊接(jie)接(jie)頭力學性能工(gong)藝試(shi)(shi)驗(yan)一般選用拉(la)伸試(shi)(shi)驗(yan)、彎曲試(shi)(shi)驗(yan)、沖(chong)擊韌性試(shi)(shi)驗(yan)和硬度試(shi)(shi)驗(yan)等。
①. 拉(la)伸試驗(yan)
主要目(mu)的是測(ce)定(ding)焊(han)縫或(huo)焊(han)接接頭的強(qiang)度（抗拉強(qiang)度、屈(qu)服點）和塑性（伸長率、斷面收(shou)縮率），并且可以發(fa)現斷口上的某些缺(que)陷，如夾(jia)雜物、未焊(han)透或(huo)白點等。
②. 焊接接頭彎曲試驗
彎(wan)(wan)(wan)(wan)曲(qu)試驗(yan)(yan)(yan)(yan)的(de)(de)試樣分(fen)為(wei)平(ping)板(ban)和管子兩(liang)種(zhong)，試驗(yan)(yan)(yan)(yan)方(fang)法分(fen)為(wei)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)彎(wan)(wan)(wan)(wan)曲(qu)及壓扁試驗(yan)(yan)(yan)(yan)。焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)彎(wan)(wan)(wan)(wan)曲(qu)試驗(yan)(yan)(yan)(yan)目(mu)的(de)(de)是評定(ding)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)的(de)(de)塑(su)性和致密(mi)性，同時(shi)可(ke)反映出(chu)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)各區(qu)域的(de)(de)塑(su)性差別、暴露焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)缺陷和考(kao)核熔合區(qu)的(de)(de)質量。彎(wan)(wan)(wan)(wan)曲(qu)試驗(yan)(yan)(yan)(yan)分(fen)面彎(wan)(wan)(wan)(wan)、背彎(wan)(wan)(wan)(wan)和側(ce)彎(wan)(wan)(wan)(wan)三種(zhong)。彎(wan)(wan)(wan)(wan)曲(qu)試驗(yan)(yan)(yan)(yan)時(shi)彎(wan)(wan)(wan)(wan)軸直徑(jing)d應根(gen)據技術條件規定(ding)，試樣彎(wan)(wan)(wan)(wan)曲(qu)部(bu)位出(chu)現裂(lie)紋時(shi)立即卸載取(qu)下試樣測定(ding)彎(wan)(wan)(wan)(wan)曲(qu)角(jiao)。也可(ke)將試樣彎(wan)(wan)(wan)(wan)至(zhi)規定(ding)彎(wan)(wan)(wan)(wan)曲(qu)角(jiao)度后(hou)檢(jian)查有(you)無裂(lie)紋，以評定(ding)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)區(qu)域的(de)(de)塑(su)性。
③. 沖擊(ji)試驗
用于測(ce)定(ding)焊接接頭的沖擊韌度(du)和(he)缺(que)(que)口(kou)敏感性，是(shi)評定(ding)材(cai)料斷裂(lie)韌度(du)和(he)冷作時效(xiao)敏感性的指標之一。沖擊試驗(yan)的試樣(yang)分為U形(xing)缺(que)(que)口(kou)和(he)V形(xing)缺(que)(que)口(kou)兩種，在同種材(cai)料和(he)試驗(yan)條件(jian)下(xia)，V形(xing)缺(que)(que)口(kou)試樣(yang)的沖擊吸(xi)收功（Akv）比U形(xing)缺(que)(que)口(kou)試樣(yang)的沖擊吸(xi)收功（Aku）低。不同缺(que)(que)口(kou)型式試樣(yang)的沖擊韌度(du)值或沖擊吸(xi)收功不能相(xiang)互換算。焊接中常用V形(xing)缺(que)(que)口(kou)沖擊試驗(yan)。
二、拉伸試驗
拉(la)(la)(la)(la)伸(shen)試(shi)(shi)(shi)驗是(shi)指在(zai)承(cheng)受軸向拉(la)(la)(la)(la)伸(shen)載荷下測定(ding)(ding)材料(liao)特性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)試(shi)(shi)(shi)驗方(fang)法(fa)。利用拉(la)(la)(la)(la)伸(shen)試(shi)(shi)(shi)驗得到的(de)(de)數據可(ke)以確定(ding)(ding)材料(liao)的(de)(de)彈性(xing)(xing)(xing)極限(xian)、伸(shen)長率、彈性(xing)(xing)(xing)模量、比例極限(xian)、面積縮減量、拉(la)(la)(la)(la)伸(shen)強(qiang)度(du)、屈服點、屈服強(qiang)度(du)和(he)其(qi)他拉(la)(la)(la)(la)伸(shen)性(xing)(xing)(xing)能指標(biao)(biao)。從高(gao)(gao)溫下進(jin)行的(de)(de)拉(la)(la)(la)(la)伸(shen)試(shi)(shi)(shi)驗可(ke)以得到蠕變數據。金屬拉(la)(la)(la)(la)伸(shen)試(shi)(shi)(shi)驗的(de)(de)步驟可(ke)參(can)見(jian)ASTME-8標(biao)(biao)準。塑料(liao)拉(la)(la)(la)(la)伸(shen)試(shi)(shi)(shi)驗的(de)(de)方(fang)法(fa)參(can)見(jian)ASTM D-638標(biao)(biao)準、D-2289標(biao)(biao)準（高(gao)(gao)應(ying)變率）和(he)D-882標(biao)(biao)準（薄片材）。ASTM D-2343標(biao)(biao)準規定(ding)(ding)了適用于玻璃(li)纖(xian)維的(de)(de)拉(la)(la)(la)(la)伸(shen)試(shi)(shi)(shi)驗方(fang)法(fa)；ASTMD-897標(biao)(biao)準中(zhong)規定(ding)(ding)了適用于黏(nian)結(jie)劑的(de)(de)拉(la)(la)(la)(la)伸(shen)試(shi)(shi)(shi)驗方(fang)法(fa)；ASTMD-412標(biao)(biao)準中(zhong)規定(ding)(ding)了硬橡膠的(de)(de)拉(la)(la)(la)(la)伸(shen)試(shi)(shi)(shi)驗方(fang)法(fa)。
三、金屬彎曲試驗
測(ce)(ce)定(ding)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)承受彎(wan)(wan)(wan)曲(qu)(qu)載荷(he)(he)時的(de)力學特(te)性(xing)(xing)(xing)的(de)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)，是材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)機械性(xing)(xing)(xing)能試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)的(de)基本(ben)方(fang)法之一(yi)(yi)。彎(wan)(wan)(wan)曲(qu)(qu)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)主要用于測(ce)(ce)定(ding)脆(cui)性(xing)(xing)(xing)和(he)(he)(he)低塑性(xing)(xing)(xing)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)（如鑄鐵、高碳鋼、工具鋼等）的(de)抗(kang)彎(wan)(wan)(wan)強度(du)并能反映塑性(xing)(xing)(xing)指標的(de)撓度(du)。彎(wan)(wan)(wan)曲(qu)(qu)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)還可(ke)用來檢查材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)表面(mian)質量。彎(wan)(wan)(wan)曲(qu)(qu)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)在萬能材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)機上(shang)進(jin)行，有(you)(you)三(san)點(dian)彎(wan)(wan)(wan)曲(qu)(qu)和(he)(he)(he)四點(dian)彎(wan)(wan)(wan)曲(qu)(qu)兩種加(jia)載荷(he)(he)方(fang)式。試(shi)(shi)樣(yang)的(de)截面(mian)有(you)(you)圓形和(he)(he)(he)矩形，試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)時的(de)跨距一(yi)(yi)般(ban)(ban)為(wei)直(zhi)徑的(de)10倍。對(dui)于脆(cui)性(xing)(xing)(xing)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)彎(wan)(wan)(wan)曲(qu)(qu)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)一(yi)(yi)般(ban)(ban)只(zhi)產生(sheng)少量的(de)塑性(xing)(xing)(xing)變形即(ji)可(ke)破壞，而對(dui)于塑性(xing)(xing)(xing)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)則不能測(ce)(ce)出彎(wan)(wan)(wan)曲(qu)(qu)斷裂強度(du)，但可(ke)檢驗(yan)(yan)(yan)其延(yan)展性(xing)(xing)(xing)和(he)(he)(he)均(jun)勻性(xing)(xing)(xing)展性(xing)(xing)(xing)和(he)(he)(he)均(jun)勻性(xing)(xing)(xing)。塑性(xing)(xing)(xing)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)彎(wan)(wan)(wan)曲(qu)(qu)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)稱為(wei)冷(leng)彎(wan)(wan)(wan)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)。試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)時將(jiang)試(shi)(shi)樣(yang)加(jia)載，使(shi)其彎(wan)(wan)(wan)曲(qu)(qu)到一(yi)(yi)定(ding)程度(du)，觀察試(shi)(shi)樣(yang)表面(mian)有(you)(you)無裂縫。
用(yong)規定尺寸彎心將試(shi)樣(yang)彎曲(qu)至規定程(cheng)度(du)，檢驗金屬承(cheng)受彎曲(qu)塑(su)性(xing)變形的能力并(bing)顯示其缺陷(xian)的試(shi)驗。
1. 冷彎試驗
用來檢驗金(jin)屬材料冷彎(wan)性(xing)能(neng)的(de)一(yi)種方法，即(ji)將材料試樣圍繞具有(you)一(yi)定直(zhi)徑(jing)(jing)的(de)彎(wan)心(xin)(xin)彎(wan)到一(yi)定的(de)角(jiao)度(du)或(huo)不(bu)帶彎(wan)心(xin)(xin)彎(wan)到兩面接觸(chu).（即(ji)彎(wan)曲(qu)180°，彎(wan)心(xin)(xin)直(zhi)徑(jing)(jing)d為0）后檢查彎(wan)曲(qu)處(chu)附近的(de)塑性(xing)變形情況，看(kan)是(shi)否有(you)裂紋(wen)等(deng)缺陷存在，以判定材料是(shi)否合格，彎(wan)心(xin)(xin)直(zhi)徑(jing)(jing)d可等(deng)于試樣厚度(du)d的(de)一(yi)半、相(xiang)等(deng)，2倍、3倍等(deng)。彎(wan)曲(qu)角(jiao)度(du)可為90°、120°、180°。
2. 金(jin)屬(shu)反復彎曲試(shi)驗
將試樣一端(duan)夾緊(jin)，在規(gui)定半徑(jing)的圓柱形表面上進(jin)行90°的重復反(fan)向彎曲，檢驗(yan)(yan)金屬(shu)（及(ji)覆(fu)蓋層）的耐反(fan)復彎曲能力并顯示其缺陷的試驗(yan)(yan)。
四、杯突試(shi)驗
杯突試驗(yan)(yan)是(shi)(shi)金屬(shu)材料深沖性(xing)能(neng)(neng)的一種試驗(yan)(yan)方法，用來(lai)衡量檢驗(yan)(yan)金屬(shu)材料的沖壓性(xing)能(neng)(neng)。又稱埃里克森試驗(yan)(yan)（Erichsen Test）或埃氏杯突試驗(yan)(yan)，是(shi)(shi)薄板(ban)成形性(xing)試驗(yan)(yan)中最古(gu)老、最普及(ji)的一種。
按照國(guo)家標準，試驗采用端部為(wei)球形(xing)的沖(chong)(chong)(chong)頭，將夾(jia)緊的試樣壓(ya)入壓(ya)模內，直至(zhi)出現穿透裂縫為(wei)止，所測量的杯(bei)(bei)突(tu)深度即(ji)為(wei)試驗結果。這種試驗通常是(shi)在杯(bei)(bei)突(tu)試驗機(ji)上進(jin)行。試樣在做過(guo)杯(bei)(bei)突(tu)試驗后就像只沖(chong)(chong)(chong)壓(ya)成的杯(bei)(bei)子(zi)（不過(guo)是(shi)只破裂的杯(bei)(bei)子(zi)）。鋼板(ban)深沖(chong)(chong)(chong)性(xing)能不好的話，沖(chong)(chong)(chong)壓(ya)件在制(zhi)作(zuo)過(guo)程(cheng)中就很容易開裂。
試驗(yan)時(shi)，用球(qiu)(qiu)頭凸(tu)模(mo)(mo)(mo)把(ba)周邊(bian)被凹模(mo)(mo)(mo)與壓(ya)邊(bian)圈壓(ya)住的(de)金(jin)屬薄(bo)板(ban)(ban)頂(ding)入(ru)(ru)凹模(mo)(mo)(mo)，形成(cheng)半球(qiu)(qiu)鼓(gu)包直至鼓(gu)包頂(ding)部出現(xian)(xian)裂(lie)(lie)紋為(wei)(wei)止。如圖5-14所示，試驗(yan)用的(de)硬(ying)鋼球(qiu)(qiu)或(huo)(huo)半球(qiu)(qiu)凸(tu)模(mo)(mo)(mo)1，將(jiang)金(jin)屬板(ban)(ban)料4壓(ya)入(ru)(ru)內(nei)(nei)徑(jing)(jing)27mm、圓(yuan)角半徑(jing)(jing)0.75mm的(de)凹模(mo)(mo)(mo)2中，板(ban)(ban)料邊(bian)緣在凹模(mo)(mo)(mo)2和(he)壓(ya)邊(bian)圈3之間(jian)壓(ya)緊。為(wei)(wei)防(fang)止邊(bian)緣金(jin)屬向凹模(mo)(mo)(mo)內(nei)(nei)流動，板(ban)(ban)料尺寸應足夠大。試驗(yan)時(shi)，金(jin)屬板(ban)(ban)料被凸(tu)模(mo)(mo)(mo)頂(ding)成(cheng)半球(qiu)(qiu)鼓(gu)包。取鼓(gu)包頂(ding)部產生(sheng)頸縮或(huo)(huo)有裂(lie)(lie)紋出現(xian)(xian)時(shi)的(de)凸(tu)模(mo)(mo)(mo)壓(ya)入(ru)(ru)深度作(zuo)為(wei)(wei)試驗(yan)指(zhi)標(biao)，稱為(wei)(wei)杯(bei)突值或(huo)(huo)I值，單位(wei)為(wei)(wei)mm。決定試驗(yan)指(zhi)標(biao)的(de)依據是(shi)最(zui)大載荷(he)。當不能確(que)定最(zui)大載荷(he)時(shi)，可(ke)以(yi)采用可(ke)見(jian)（透光）裂(lie)(lie)紋發生(sheng)時(shi)凸(tu)模(mo)(mo)(mo)壓(ya)入(ru)(ru)深度作(zuo)為(wei)(wei)指(zhi)標(biao)。但用可(ke)見(jian)裂(lie)(lie)紋法測定的(de)數值比最(zui)大載荷(he)法測定的(de)數值要大0.3~0.5mm。
其(qi)過(guo)程(cheng)是(shi)，用規定的鋼球或球形沖頭頂(ding)壓(ya)在壓(ya)模內的試(shi)樣，直至試(shi)樣產生(sheng)第一個裂紋為(wei)止，此時的頂(ding)壓(ya)深(shen)度(du)，即為(wei)杯突深(shen)度(du)。其(qi)深(shen)度(du)小于(yu)規定值者為(wei)合格。
用(yong)球形(xing)沖(chong)(chong)頭(tou)將夾緊的金屬板或帶狀試樣壓入(ru)規定(ding)尺(chi)寸的沖(chong)(chong)模中直至(zhi)出現穿透裂縫，測量杯(bei)(bei)突深(shen)度值的試驗(yan)(yan)。圖5-14為杯(bei)(bei)突試驗(yan)(yan)示意圖。
壓邊(bian)力(li)：杯(bei)突(tu)試(shi)驗中壓緊(jin)裝置作用(yong)于試(shi)樣(yang)上的垂(chui)直壓力(li)。
杯突值(zhi)：杯突試(shi)驗中裂(lie)縫開始穿透(tou)試(shi)驗厚度（透(tou)光）時(shi)沖頭的壓入深度。
