一般來(lai)說，制定金屬材料工(gong)藝的(de)目的(de)，在于以(yi)最經濟的(de)生產工(gong)藝，加工(gong)出滿足要求的(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(bu)銹(xiu)鋼的各種工藝性能會因鋼種的不同而不同，如奧氏體不(bu)銹鋼與鐵(tie)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、工藝性能試驗方法
對不銹鋼(gang)的加工工藝(yi)進行(xing)評價的主要有以下試(shi)驗方法：
①. 拉伸試驗(yan)，用于評(ping)價材料塑性(xing)(xing)(xing)、韌(ren)性(xing)(xing)(xing)，可(ke)以確定其(qi)塑性(xing)(xing)(xing)成形性(xing)(xing)(xing)能；
②. 彎(wan)曲試(shi)驗，是檢驗金屬（及覆蓋(gai)層）的耐反(fan)復彎(wan)曲能力并顯(xian)示其缺陷的試(shi)驗；
③. 杯突試驗，是檢驗金屬材料沖壓性能的一(yi)種方法；
④. 沖擊(ji)試(shi)驗，是檢驗金屬材料沖擊(ji)韌(ren)性的一種方法。
以(yi)焊(han)接為例說(shuo)明金屬材料對(dui)焊(han)接加工的適應(ying)性，它包括下面兩(liang)個方面。
1. 對工藝焊接性(xing)方面的分(fen)析
焊接(jie)工藝(yi)(yi)評定，主(zhu)要(yao)考察(cha)金屬(shu)材料在(zai)(zai)一定工藝(yi)(yi)條件下（主(zhu)要(yao)指用(yong)某種焊接(jie)方(fang)法）焊接(jie)時產生(sheng)焊接(jie)缺陷（問題(ti)）的傾向(xiang)性和嚴(yan)重性。在(zai)(zai)各種焊接(jie)工藝(yi)(yi)缺陷中(zhong)裂紋的危(wei)害性最大，產生(sheng)的原因多而(er)復雜，故分析的重點放在(zai)(zai)金屬(shu)材料的抗裂性能上。
2. 對使用焊接性方(fang)面的(de)分(fen)析(xi)
焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)工(gong)藝(yi)評定，主要(yao)考察金(jin)屬(shu)材(cai)(cai)料(liao)在給定的焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)工(gong)藝(yi)條件下，焊(han)(han)(han)成的接(jie)(jie)頭(tou)或(huo)整個焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)結(jie)構(gou)是否滿足使用性(xing)能(neng)(neng)的要(yao)求，如強度(du)、塑性(xing)、韌度(du)、疲勞、蠕變、耐(nai)蝕或(huo)耐(nai)磨等(deng)性(xing)能(neng)(neng)。若按(an)等(deng)性(xing)能(neng)(neng)原則(ze)設(she)計(ji)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)，則(ze)以(yi)母材(cai)(cai)的性(xing)能(neng)(neng)為(wei)依據(ju)，分別考察焊(han)(han)(han)縫(feng)金(jin)屬(shu)和(he)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)熱影(ying)響區在焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)熱作(zuo)用下可能(neng)(neng)引起(qi)哪些不利于使用性(xing)能(neng)(neng)的變化(hua)。
已(yi)經(jing)建立焊接連續冷卻組(zu)織(zhi)轉變圖（即CCT圖）的金屬材料(liao)，可以利用該圖來預(yu)測(ce)或判斷焊縫和熱影響區的組(zu)織(zhi)和性能的變化。
焊接接頭力學(xue)性能工藝試(shi)驗(yan)一般選用拉(la)伸試(shi)驗(yan)、彎曲試(shi)驗(yan)、沖擊韌性試(shi)驗(yan)和(he)硬(ying)度試(shi)驗(yan)等。
①. 拉伸試(shi)驗
主(zhu)要目的是測定焊(han)縫(feng)或(huo)(huo)焊(han)接(jie)接(jie)頭的強度(du)（抗拉(la)強度(du)、屈(qu)服點）和塑(su)性（伸長率、斷面收(shou)縮(suo)率），并且可以發現斷口上(shang)的某(mou)些缺陷，如夾雜物、未焊(han)透(tou)或(huo)(huo)白(bai)點等。
②. 焊接接頭彎曲試驗
彎(wan)(wan)曲(qu)(qu)試驗(yan)的(de)(de)試樣分為平板和(he)(he)管子兩種，試驗(yan)方法分為焊接(jie)接(jie)頭(tou)(tou)(tou)彎(wan)(wan)曲(qu)(qu)及壓(ya)扁試驗(yan)。焊接(jie)接(jie)頭(tou)(tou)(tou)彎(wan)(wan)曲(qu)(qu)試驗(yan)目的(de)(de)是評定(ding)(ding)焊接(jie)接(jie)頭(tou)(tou)(tou)的(de)(de)塑性(xing)和(he)(he)致密性(xing)，同(tong)時(shi)可反映(ying)出(chu)(chu)焊接(jie)接(jie)頭(tou)(tou)(tou)各區(qu)域的(de)(de)塑性(xing)差(cha)別、暴露焊接(jie)缺陷和(he)(he)考核熔合區(qu)的(de)(de)質量。彎(wan)(wan)曲(qu)(qu)試驗(yan)分面彎(wan)(wan)、背彎(wan)(wan)和(he)(he)側彎(wan)(wan)三種。彎(wan)(wan)曲(qu)(qu)試驗(yan)時(shi)彎(wan)(wan)軸直徑d應根(gen)據技術條件規(gui)定(ding)(ding)，試樣彎(wan)(wan)曲(qu)(qu)部位出(chu)(chu)現裂紋(wen)時(shi)立即(ji)卸載取下試樣測定(ding)(ding)彎(wan)(wan)曲(qu)(qu)角(jiao)。也可將試樣彎(wan)(wan)至規(gui)定(ding)(ding)彎(wan)(wan)曲(qu)(qu)角(jiao)度后檢查(cha)有無裂紋(wen)，以評定(ding)(ding)接(jie)頭(tou)(tou)(tou)區(qu)域的(de)(de)塑性(xing)。
③. 沖擊(ji)試(shi)驗
用于(yu)測定焊接(jie)接(jie)頭(tou)的(de)沖(chong)擊(ji)韌度(du)和(he)(he)(he)缺(que)(que)口敏感性(xing)(xing)，是評(ping)定材(cai)料斷裂韌度(du)和(he)(he)(he)冷作時效敏感性(xing)(xing)的(de)指(zhi)標之一(yi)。沖(chong)擊(ji)試(shi)驗的(de)試(shi)樣(yang)分為U形(xing)(xing)缺(que)(que)口和(he)(he)(he)V形(xing)(xing)缺(que)(que)口兩(liang)種(zhong)，在同種(zhong)材(cai)料和(he)(he)(he)試(shi)驗條件下(xia)，V形(xing)(xing)缺(que)(que)口試(shi)樣(yang)的(de)沖(chong)擊(ji)吸(xi)收功(gong)（Akv）比U形(xing)(xing)缺(que)(que)口試(shi)樣(yang)的(de)沖(chong)擊(ji)吸(xi)收功(gong)（Aku）低。不同缺(que)(que)口型式試(shi)樣(yang)的(de)沖(chong)擊(ji)韌度(du)值或沖(chong)擊(ji)吸(xi)收功(gong)不能相互換算。焊接(jie)中(zhong)常用V形(xing)(xing)缺(que)(que)口沖(chong)擊(ji)試(shi)驗。
二、拉伸試(shi)驗
拉(la)伸(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)試(shi)(shi)驗是指在承受(shou)軸向拉(la)伸(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)載(zai)荷下測定(ding)材料特性(xing)的(de)試(shi)(shi)驗方(fang)(fang)法(fa)(fa)。利用拉(la)伸(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)試(shi)(shi)驗得(de)到(dao)的(de)數據可(ke)(ke)以(yi)確定(ding)材料的(de)彈(dan)性(xing)極限、伸(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)長率、彈(dan)性(xing)模量(liang)、比例極限、面(mian)積縮減量(liang)、拉(la)伸(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)強(qiang)度、屈服點、屈服強(qiang)度和其他拉(la)伸(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)性(xing)能指標(biao)(biao)。從高溫下進行的(de)拉(la)伸(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)試(shi)(shi)驗可(ke)(ke)以(yi)得(de)到(dao)蠕變數據。金(jin)屬拉(la)伸(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)試(shi)(shi)驗的(de)步(bu)驟可(ke)(ke)參(can)見ASTME-8標(biao)(biao)準(zhun)。塑料拉(la)伸(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)試(shi)(shi)驗的(de)方(fang)(fang)法(fa)(fa)參(can)見ASTM D-638標(biao)(biao)準(zhun)、D-2289標(biao)(biao)準(zhun)（高應變率）和D-882標(biao)(biao)準(zhun)（薄片材）。ASTM D-2343標(biao)(biao)準(zhun)規(gui)定(ding)了適用于(yu)玻璃纖維的(de)拉(la)伸(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)試(shi)(shi)驗方(fang)(fang)法(fa)(fa)；ASTMD-897標(biao)(biao)準(zhun)中規(gui)定(ding)了適用于(yu)黏(nian)結劑的(de)拉(la)伸(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)試(shi)(shi)驗方(fang)(fang)法(fa)(fa)；ASTMD-412標(biao)(biao)準(zhun)中規(gui)定(ding)了硬橡膠的(de)拉(la)伸(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)試(shi)(shi)驗方(fang)(fang)法(fa)(fa)。
三、金(jin)屬彎曲試驗
測定材(cai)料承受彎(wan)(wan)曲(qu)(qu)載荷(he)時的(de)(de)力(li)學特(te)性(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)，是材(cai)料機械性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)的(de)(de)基(ji)本方法之一(yi)(yi)(yi)。彎(wan)(wan)曲(qu)(qu)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)主要用于測定脆(cui)性(xing)(xing)(xing)(xing)和(he)(he)(he)低塑(su)(su)性(xing)(xing)(xing)(xing)材(cai)料（如鑄鐵、高碳鋼、工具鋼等）的(de)(de)抗(kang)彎(wan)(wan)強度(du)并能(neng)(neng)反映塑(su)(su)性(xing)(xing)(xing)(xing)指標(biao)的(de)(de)撓度(du)。彎(wan)(wan)曲(qu)(qu)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)還可(ke)用來檢(jian)查材(cai)料的(de)(de)表面(mian)質量。彎(wan)(wan)曲(qu)(qu)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)在(zai)萬(wan)能(neng)(neng)材(cai)料機上進(jin)行，有(you)三點彎(wan)(wan)曲(qu)(qu)和(he)(he)(he)四(si)點彎(wan)(wan)曲(qu)(qu)兩種加(jia)載荷(he)方式。試(shi)(shi)(shi)樣的(de)(de)截面(mian)有(you)圓形(xing)和(he)(he)(he)矩形(xing)，試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)時的(de)(de)跨距一(yi)(yi)(yi)般為直徑的(de)(de)10倍。對于脆(cui)性(xing)(xing)(xing)(xing)材(cai)料彎(wan)(wan)曲(qu)(qu)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)一(yi)(yi)(yi)般只產生少量的(de)(de)塑(su)(su)性(xing)(xing)(xing)(xing)變(bian)形(xing)即可(ke)破(po)壞(huai)，而對于塑(su)(su)性(xing)(xing)(xing)(xing)材(cai)料則不(bu)能(neng)(neng)測出彎(wan)(wan)曲(qu)(qu)斷(duan)裂(lie)強度(du)，但可(ke)檢(jian)驗(yan)(yan)(yan)其(qi)延展性(xing)(xing)(xing)(xing)和(he)(he)(he)均勻性(xing)(xing)(xing)(xing)展性(xing)(xing)(xing)(xing)和(he)(he)(he)均勻性(xing)(xing)(xing)(xing)。塑(su)(su)性(xing)(xing)(xing)(xing)材(cai)料的(de)(de)彎(wan)(wan)曲(qu)(qu)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)稱為冷(leng)彎(wan)(wan)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)。試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)時將試(shi)(shi)(shi)樣加(jia)載，使其(qi)彎(wan)(wan)曲(qu)(qu)到一(yi)(yi)(yi)定程度(du)，觀察試(shi)(shi)(shi)樣表面(mian)有(you)無裂(lie)縫。
用規定(ding)尺寸(cun)彎(wan)(wan)心(xin)將試(shi)樣彎(wan)(wan)曲至(zhi)規定(ding)程度，檢驗金屬承受彎(wan)(wan)曲塑性變形的(de)能力并顯示其(qi)缺陷的(de)試(shi)驗。
1. 冷彎試驗
用來檢(jian)驗金屬材(cai)(cai)料(liao)冷彎(wan)(wan)(wan)性(xing)能的一種方法(fa)，即(ji)(ji)將材(cai)(cai)料(liao)試樣圍繞(rao)具(ju)有一定直徑的彎(wan)(wan)(wan)心(xin)彎(wan)(wan)(wan)到一定的角(jiao)(jiao)度或不(bu)帶彎(wan)(wan)(wan)心(xin)彎(wan)(wan)(wan)到兩面接觸.（即(ji)(ji)彎(wan)(wan)(wan)曲(qu)180°，彎(wan)(wan)(wan)心(xin)直徑d為0）后檢(jian)查彎(wan)(wan)(wan)曲(qu)處附近的塑性(xing)變形情況，看是(shi)否(fou)(fou)有裂紋等(deng)(deng)(deng)缺陷(xian)存在，以判(pan)定材(cai)(cai)料(liao)是(shi)否(fou)(fou)合(he)格，彎(wan)(wan)(wan)心(xin)直徑d可等(deng)(deng)(deng)于(yu)試樣厚度d的一半、相(xiang)等(deng)(deng)(deng)，2倍、3倍等(deng)(deng)(deng)。彎(wan)(wan)(wan)曲(qu)角(jiao)(jiao)度可為90°、120°、180°。
2. 金(jin)屬(shu)反復彎(wan)曲試驗
將(jiang)試(shi)樣一端夾緊，在(zai)規定半徑(jing)的圓柱形表(biao)面上進(jin)行90°的重復反向彎曲(qu)，檢驗(yan)金屬（及(ji)覆蓋層）的耐反復彎曲(qu)能力并顯(xian)示其缺陷的試(shi)驗(yan)。
四、杯突試驗
杯突試(shi)(shi)驗(yan)(yan)是金屬(shu)材料深沖性(xing)(xing)能(neng)的(de)(de)一種試(shi)(shi)驗(yan)(yan)方法，用來衡量檢驗(yan)(yan)金屬(shu)材料的(de)(de)沖壓性(xing)(xing)能(neng)。又稱(cheng)埃里克(ke)森(sen)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)（Erichsen Test）或埃氏(shi)杯突試(shi)(shi)驗(yan)(yan)，是薄板成形性(xing)(xing)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)中最古老、最普及(ji)的(de)(de)一種。
按(an)照國家標(biao)準，試(shi)(shi)驗采用端部(bu)為球形的(de)(de)(de)沖(chong)頭，將夾緊(jin)的(de)(de)(de)試(shi)(shi)樣壓入壓模內，直至出現穿(chuan)透裂縫(feng)為止，所(suo)測量的(de)(de)(de)杯(bei)突深(shen)度即為試(shi)(shi)驗結果。這種(zhong)試(shi)(shi)驗通常(chang)是(shi)在杯(bei)突試(shi)(shi)驗機上進行。試(shi)(shi)樣在做過杯(bei)突試(shi)(shi)驗后就像(xiang)只沖(chong)壓成的(de)(de)(de)杯(bei)子（不過是(shi)只破裂的(de)(de)(de)杯(bei)子）。鋼板深(shen)沖(chong)性能不好的(de)(de)(de)話(hua)，沖(chong)壓件在制(zhi)作(zuo)過程中就很容易開裂。
試(shi)(shi)(shi)驗(yan)時(shi)(shi)，用(yong)球頭凸(tu)模(mo)(mo)(mo)把周邊被凹(ao)(ao)(ao)模(mo)(mo)(mo)與壓(ya)邊圈壓(ya)住的(de)金屬(shu)薄(bo)板(ban)(ban)(ban)頂入凹(ao)(ao)(ao)模(mo)(mo)(mo)，形成半球鼓(gu)(gu)(gu)包(bao)直(zhi)至鼓(gu)(gu)(gu)包(bao)頂部出現裂紋(wen)為止。如(ru)圖5-14所示，試(shi)(shi)(shi)驗(yan)用(yong)的(de)硬鋼球或(huo)半球凸(tu)模(mo)(mo)(mo)1，將金屬(shu)板(ban)(ban)(ban)料(liao)4壓(ya)入內徑(jing)27mm、圓角半徑(jing)0.75mm的(de)凹(ao)(ao)(ao)模(mo)(mo)(mo)2中，板(ban)(ban)(ban)料(liao)邊緣在凹(ao)(ao)(ao)模(mo)(mo)(mo)2和壓(ya)邊圈3之間壓(ya)緊。為防(fang)止邊緣金屬(shu)向凹(ao)(ao)(ao)模(mo)(mo)(mo)內流動，板(ban)(ban)(ban)料(liao)尺寸(cun)應足夠大(da)(da)。試(shi)(shi)(shi)驗(yan)時(shi)(shi)，金屬(shu)板(ban)(ban)(ban)料(liao)被凸(tu)模(mo)(mo)(mo)頂成半球鼓(gu)(gu)(gu)包(bao)。取鼓(gu)(gu)(gu)包(bao)頂部產生頸縮或(huo)有裂紋(wen)出現時(shi)(shi)的(de)凸(tu)模(mo)(mo)(mo)壓(ya)入深度作(zuo)為試(shi)(shi)(shi)驗(yan)指標(biao)，稱為杯(bei)突值(zhi)或(huo)I值(zhi)，單位為mm。決(jue)定(ding)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)指標(biao)的(de)依據是(shi)最(zui)大(da)(da)載(zai)(zai)荷(he)(he)(he)。當不(bu)能確定(ding)最(zui)大(da)(da)載(zai)(zai)荷(he)(he)(he)時(shi)(shi)，可以(yi)采用(yong)可見（透光）裂紋(wen)發生時(shi)(shi)凸(tu)模(mo)(mo)(mo)壓(ya)入深度作(zuo)為指標(biao)。但(dan)用(yong)可見裂紋(wen)法(fa)測定(ding)的(de)數(shu)值(zhi)比最(zui)大(da)(da)載(zai)(zai)荷(he)(he)(he)法(fa)測定(ding)的(de)數(shu)值(zhi)要(yao)大(da)(da)0.3~0.5mm。
其(qi)過程是，用規定的鋼球或球形沖(chong)頭頂壓(ya)(ya)在壓(ya)(ya)模內的試(shi)(shi)樣，直至試(shi)(shi)樣產生第一個裂紋為(wei)止(zhi)，此時的頂壓(ya)(ya)深度(du)，即為(wei)杯突(tu)深度(du)。其(qi)深度(du)小于規定值者為(wei)合格(ge)。
用(yong)球形沖(chong)頭將夾緊的(de)(de)金屬板或帶狀試樣壓入(ru)規(gui)定尺(chi)寸(cun)的(de)(de)沖(chong)模中直至出現穿(chuan)透裂縫(feng)，測(ce)量杯突深度值的(de)(de)試驗。圖5-14為杯突試驗示(shi)意圖。
壓(ya)邊力：杯突試驗中壓(ya)緊裝置作(zuo)用于(yu)試樣(yang)上的垂直壓(ya)力。
杯(bei)突(tu)(tu)值(zhi)：杯(bei)突(tu)(tu)試(shi)驗中裂縫開始穿(chuan)透(tou)試(shi)驗厚度(du)（透(tou)光）時沖(chong)頭的壓入深度(du)。
