一般來說(shuo)，制定金屬材料工藝(yi)的目的，在于以最經濟的生產工藝(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(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、工藝性(xing)能試驗方法
對不銹(xiu)鋼的(de)加工(gong)工(gong)藝進行(xing)評(ping)價的(de)主要有(you)以(yi)下試驗方法：
①. 拉(la)伸(shen)試驗，用于評(ping)價材料(liao)塑性(xing)、韌性(xing)，可以確定其塑性(xing)成形性(xing)能；
②. 彎(wan)曲(qu)試驗，是檢(jian)驗金屬（及覆蓋層(ceng)）的(de)耐反復(fu)彎(wan)曲(qu)能力并(bing)顯(xian)示其缺(que)陷的(de)試驗；
③. 杯突試驗，是檢驗金屬(shu)材料沖壓(ya)性能的一種(zhong)方法；
④. 沖擊(ji)試驗，是檢(jian)驗金屬材料沖擊(ji)韌性的一種方(fang)法。
以(yi)焊(han)接為(wei)例(li)說明(ming)金屬材料對焊(han)接加工的適應性，它包(bao)括下面兩個方面。
1. 對工藝焊(han)接(jie)性(xing)方面的(de)分(fen)析
焊(han)接(jie)工藝評定(ding)，主要考察(cha)金(jin)屬材料在一(yi)定(ding)工藝條件下（主要指(zhi)用某種(zhong)焊(han)接(jie)方法）焊(han)接(jie)時產(chan)生焊(han)接(jie)缺陷(xian)（問(wen)題(ti)）的(de)傾(qing)向性(xing)和嚴重(zhong)性(xing)。在各種(zhong)焊(han)接(jie)工藝缺陷(xian)中(zhong)裂紋的(de)危害性(xing)最大(da)，產(chan)生的(de)原(yuan)因多而復雜，故分(fen)析的(de)重(zhong)點放在金(jin)屬材料的(de)抗裂性(xing)能上(shang)。
2. 對(dui)使用焊接性方面的分析
焊接(jie)(jie)(jie)工藝評定(ding)，主要考察金屬材(cai)料在(zai)給定(ding)的(de)焊接(jie)(jie)(jie)工藝條件下，焊成的(de)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)或整個焊接(jie)(jie)(jie)結構(gou)是否滿足使(shi)用(yong)性能的(de)要求，如(ru)強度、塑性、韌(ren)度、疲勞(lao)、蠕(ru)變、耐(nai)蝕或耐(nai)磨等性能。若(ruo)按等性能原則設計焊接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)，則以(yi)母材(cai)的(de)性能為依(yi)據，分別(bie)考察焊縫金屬和焊接(jie)(jie)(jie)熱影(ying)響區(qu)在(zai)焊接(jie)(jie)(jie)熱作(zuo)用(yong)下可能引(yin)起哪些不利于使(shi)用(yong)性能的(de)變化。
已經建立焊(han)(han)接連續(xu)冷(leng)卻(que)組(zu)織轉變(bian)圖（即CCT圖）的(de)(de)金(jin)屬材料，可(ke)以利用該圖來預測或判斷焊(han)(han)縫和(he)熱影響(xiang)區的(de)(de)組(zu)織和(he)性能的(de)(de)變(bian)化。
焊接接頭力學性能(neng)工(gong)藝(yi)試(shi)驗(yan)一般選用(yong)拉伸試(shi)驗(yan)、彎曲試(shi)驗(yan)、沖擊韌性試(shi)驗(yan)和硬度試(shi)驗(yan)等。
①. 拉(la)伸試驗
主要目的(de)是測(ce)定焊縫或焊接(jie)接(jie)頭的(de)強度（抗拉強度、屈(qu)服點）和塑性（伸長(chang)率、斷(duan)面(mian)收(shou)縮率），并且(qie)可以發現(xian)斷(duan)口上(shang)的(de)某些缺陷，如夾雜(za)物、未焊透(tou)或白(bai)點等。
②. 焊接接頭彎曲試驗
彎(wan)曲(qu)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)的(de)試(shi)(shi)樣(yang)分(fen)為平板和(he)管子兩種，試(shi)(shi)驗(yan)(yan)方法分(fen)為焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)(tou)彎(wan)曲(qu)及壓(ya)扁試(shi)(shi)驗(yan)(yan)。焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)(tou)彎(wan)曲(qu)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)目的(de)是評定(ding)(ding)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)(tou)的(de)塑性(xing)(xing)和(he)致密性(xing)(xing)，同時可反映出焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)(tou)各區域的(de)塑性(xing)(xing)差別(bie)、暴露焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)缺陷和(he)考核熔合區的(de)質量。彎(wan)曲(qu)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)分(fen)面彎(wan)、背(bei)彎(wan)和(he)側彎(wan)三(san)種。彎(wan)曲(qu)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)時彎(wan)軸直徑d應根據技術條件規(gui)定(ding)(ding)，試(shi)(shi)樣(yang)彎(wan)曲(qu)部位出現裂(lie)(lie)紋時立即卸載取下試(shi)(shi)樣(yang)測定(ding)(ding)彎(wan)曲(qu)角(jiao)。也(ye)可將試(shi)(shi)樣(yang)彎(wan)至規(gui)定(ding)(ding)彎(wan)曲(qu)角(jiao)度后檢查有無裂(lie)(lie)紋，以評定(ding)(ding)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)(tou)區域的(de)塑性(xing)(xing)。
③. 沖(chong)擊試驗
用于(yu)測定(ding)焊(han)接接頭(tou)的(de)沖(chong)(chong)(chong)擊(ji)(ji)韌度和(he)缺(que)口(kou)(kou)敏感(gan)性，是評定(ding)材料斷裂(lie)韌度和(he)冷作時(shi)效敏感(gan)性的(de)指標之一。沖(chong)(chong)(chong)擊(ji)(ji)試(shi)驗(yan)的(de)試(shi)樣分為U形(xing)(xing)缺(que)口(kou)(kou)和(he)V形(xing)(xing)缺(que)口(kou)(kou)兩種(zhong)，在同(tong)種(zhong)材料和(he)試(shi)驗(yan)條件下，V形(xing)(xing)缺(que)口(kou)(kou)試(shi)樣的(de)沖(chong)(chong)(chong)擊(ji)(ji)吸(xi)(xi)(xi)收(shou)功（Akv）比U形(xing)(xing)缺(que)口(kou)(kou)試(shi)樣的(de)沖(chong)(chong)(chong)擊(ji)(ji)吸(xi)(xi)(xi)收(shou)功（Aku）低。不(bu)同(tong)缺(que)口(kou)(kou)型式(shi)試(shi)樣的(de)沖(chong)(chong)(chong)擊(ji)(ji)韌度值或沖(chong)(chong)(chong)擊(ji)(ji)吸(xi)(xi)(xi)收(shou)功不(bu)能(neng)相互換算。焊(han)接中常用V形(xing)(xing)缺(que)口(kou)(kou)沖(chong)(chong)(chong)擊(ji)(ji)試(shi)驗(yan)。
二、拉伸試驗
拉(la)(la)伸(shen)(shen)(shen)(shen)試(shi)(shi)驗是指在承受(shou)軸向拉(la)(la)伸(shen)(shen)(shen)(shen)載荷下測定(ding)材料(liao)(liao)(liao)特性的(de)試(shi)(shi)驗方法(fa)。利用(yong)拉(la)(la)伸(shen)(shen)(shen)(shen)試(shi)(shi)驗得到的(de)數據(ju)可(ke)以確(que)定(ding)材料(liao)(liao)(liao)的(de)彈性極(ji)限、伸(shen)(shen)(shen)(shen)長率、彈性模(mo)量、比(bi)例極(ji)限、面積(ji)縮(suo)減量、拉(la)(la)伸(shen)(shen)(shen)(shen)強(qiang)度、屈(qu)服(fu)點、屈(qu)服(fu)強(qiang)度和其(qi)他拉(la)(la)伸(shen)(shen)(shen)(shen)性能指標(biao)(biao)。從(cong)高(gao)溫下進行的(de)拉(la)(la)伸(shen)(shen)(shen)(shen)試(shi)(shi)驗可(ke)以得到蠕(ru)變(bian)數據(ju)。金(jin)屬(shu)拉(la)(la)伸(shen)(shen)(shen)(shen)試(shi)(shi)驗的(de)步驟可(ke)參見(jian)ASTME-8標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)(zhun)。塑(su)料(liao)(liao)(liao)拉(la)(la)伸(shen)(shen)(shen)(shen)試(shi)(shi)驗的(de)方法(fa)參見(jian)ASTM D-638標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)(zhun)、D-2289標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)(zhun)（高(gao)應變(bian)率）和D-882標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)(zhun)（薄片材）。ASTM D-2343標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)(zhun)規定(ding)了(le)適用(yong)于(yu)玻璃纖維(wei)的(de)拉(la)(la)伸(shen)(shen)(shen)(shen)試(shi)(shi)驗方法(fa)；ASTMD-897標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)(zhun)中規定(ding)了(le)適用(yong)于(yu)黏(nian)結(jie)劑的(de)拉(la)(la)伸(shen)(shen)(shen)(shen)試(shi)(shi)驗方法(fa)；ASTMD-412標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)(zhun)中規定(ding)了(le)硬橡(xiang)膠(jiao)的(de)拉(la)(la)伸(shen)(shen)(shen)(shen)試(shi)(shi)驗方法(fa)。
三、金屬彎曲試驗
測(ce)定材(cai)(cai)料(liao)(liao)承(cheng)受彎(wan)曲(qu)(qu)載(zai)荷(he)時的(de)(de)(de)力(li)學特性(xing)的(de)(de)(de)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)，是(shi)材(cai)(cai)料(liao)(liao)機(ji)械(xie)性(xing)能(neng)(neng)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)的(de)(de)(de)基本方(fang)法之(zhi)一。彎(wan)曲(qu)(qu)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)主(zhu)要用(yong)于(yu)測(ce)定脆性(xing)和(he)低塑(su)性(xing)材(cai)(cai)料(liao)(liao)（如鑄鐵、高碳(tan)鋼、工具鋼等）的(de)(de)(de)抗彎(wan)強度并能(neng)(neng)反映塑(su)性(xing)指標的(de)(de)(de)撓(nao)度。彎(wan)曲(qu)(qu)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)還可用(yong)來檢查材(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)表面(mian)質量(liang)(liang)。彎(wan)曲(qu)(qu)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)在萬能(neng)(neng)材(cai)(cai)料(liao)(liao)機(ji)上進行，有(you)三點(dian)(dian)彎(wan)曲(qu)(qu)和(he)四點(dian)(dian)彎(wan)曲(qu)(qu)兩種加(jia)(jia)載(zai)荷(he)方(fang)式。試(shi)(shi)樣的(de)(de)(de)截面(mian)有(you)圓形(xing)和(he)矩形(xing)，試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)時的(de)(de)(de)跨距一般為(wei)直徑(jing)的(de)(de)(de)10倍。對于(yu)脆性(xing)材(cai)(cai)料(liao)(liao)彎(wan)曲(qu)(qu)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)一般只產(chan)生少量(liang)(liang)的(de)(de)(de)塑(su)性(xing)變形(xing)即可破壞(huai)，而對于(yu)塑(su)性(xing)材(cai)(cai)料(liao)(liao)則不能(neng)(neng)測(ce)出彎(wan)曲(qu)(qu)斷裂強度，但(dan)可檢驗(yan)(yan)(yan)其延展性(xing)和(he)均勻性(xing)展性(xing)和(he)均勻性(xing)。塑(su)性(xing)材(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)彎(wan)曲(qu)(qu)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)稱為(wei)冷(leng)彎(wan)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)。試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)時將試(shi)(shi)樣加(jia)(jia)載(zai)，使其彎(wan)曲(qu)(qu)到一定程度，觀察試(shi)(shi)樣表面(mian)有(you)無(wu)裂縫。
用規(gui)定(ding)尺寸彎心將試樣(yang)彎曲至規(gui)定(ding)程度，檢(jian)驗(yan)金屬(shu)承(cheng)受彎曲塑性(xing)變形的能力(li)并顯(xian)示其(qi)缺陷的試驗(yan)。
1. 冷彎試驗
用來檢(jian)驗金屬材料(liao)(liao)冷彎性(xing)能(neng)的(de)一(yi)種方法(fa)，即(ji)將材料(liao)(liao)試(shi)樣圍(wei)繞(rao)具有一(yi)定直徑的(de)彎心(xin)彎到(dao)(dao)一(yi)定的(de)角度(du)或不帶彎心(xin)彎到(dao)(dao)兩面接觸.（即(ji)彎曲180°，彎心(xin)直徑d為0）后(hou)檢(jian)查(cha)彎曲處(chu)附近的(de)塑性(xing)變形(xing)情況(kuang)，看是(shi)否(fou)有裂紋(wen)等缺陷存在，以(yi)判定材料(liao)(liao)是(shi)否(fou)合格，彎心(xin)直徑d可(ke)等于(yu)試(shi)樣厚度(du)d的(de)一(yi)半(ban)、相等，2倍、3倍等。彎曲角度(du)可(ke)為90°、120°、180°。
2. 金(jin)屬反(fan)復彎曲(qu)試驗
將試樣一(yi)端夾緊，在規定半徑的圓(yuan)柱形表面上進行90°的重復(fu)反(fan)向彎曲(qu)，檢(jian)驗金屬（及覆蓋(gai)層）的耐(nai)反(fan)復(fu)彎曲(qu)能力并顯(xian)示其缺陷的試驗。
四、杯(bei)突試驗
杯突(tu)試(shi)驗(yan)是金(jin)屬(shu)材料深沖(chong)(chong)性(xing)能的一(yi)種試(shi)驗(yan)方法，用(yong)來衡量檢驗(yan)金(jin)屬(shu)材料的沖(chong)(chong)壓性(xing)能。又稱埃里克(ke)森試(shi)驗(yan)（Erichsen Test）或埃氏杯突(tu)試(shi)驗(yan)，是薄板(ban)成形性(xing)試(shi)驗(yan)中最(zui)古(gu)老、最(zui)普及(ji)的一(yi)種。
按(an)照國家標(biao)準，試(shi)(shi)驗(yan)采用端部為(wei)球形的沖(chong)頭，將(jiang)夾緊的試(shi)(shi)樣壓(ya)入壓(ya)模內，直(zhi)至出(chu)現穿透裂(lie)縫為(wei)止，所測量的杯(bei)突深度即為(wei)試(shi)(shi)驗(yan)結果。這種試(shi)(shi)驗(yan)通常是(shi)在(zai)杯(bei)突試(shi)(shi)驗(yan)機上進行。試(shi)(shi)樣在(zai)做(zuo)過杯(bei)突試(shi)(shi)驗(yan)后就像只(zhi)沖(chong)壓(ya)成(cheng)的杯(bei)子（不過是(shi)只(zhi)破裂(lie)的杯(bei)子）。鋼板深沖(chong)性能(neng)不好的話，沖(chong)壓(ya)件在(zai)制作過程(cheng)中就很容易(yi)開裂(lie)。
試驗時(shi)(shi)，用(yong)球(qiu)頭凸(tu)(tu)模(mo)把周邊被(bei)凹(ao)(ao)(ao)模(mo)與壓(ya)邊圈壓(ya)住的金(jin)屬(shu)(shu)薄板(ban)頂入(ru)凹(ao)(ao)(ao)模(mo)，形成半(ban)球(qiu)鼓包直至鼓包頂部(bu)出(chu)(chu)現裂紋(wen)為(wei)止。如圖5-14所示，試驗用(yong)的硬鋼球(qiu)或半(ban)球(qiu)凸(tu)(tu)模(mo)1，將金(jin)屬(shu)(shu)板(ban)料(liao)4壓(ya)入(ru)內徑27mm、圓角(jiao)半(ban)徑0.75mm的凹(ao)(ao)(ao)模(mo)2中，板(ban)料(liao)邊緣在凹(ao)(ao)(ao)模(mo)2和壓(ya)邊圈3之間壓(ya)緊。為(wei)防止邊緣金(jin)屬(shu)(shu)向凹(ao)(ao)(ao)模(mo)內流動，板(ban)料(liao)尺(chi)寸應足(zu)夠大(da)。試驗時(shi)(shi)，金(jin)屬(shu)(shu)板(ban)料(liao)被(bei)凸(tu)(tu)模(mo)頂成半(ban)球(qiu)鼓包。取鼓包頂部(bu)產生頸(jing)縮或有裂紋(wen)出(chu)(chu)現時(shi)(shi)的凸(tu)(tu)模(mo)壓(ya)入(ru)深(shen)度作為(wei)試驗指(zhi)標(biao)(biao)，稱為(wei)杯突值(zhi)或I值(zhi)，單位為(wei)mm。決定(ding)試驗指(zhi)標(biao)(biao)的依據(ju)是(shi)最大(da)載荷(he)(he)。當不(bu)能確(que)定(ding)最大(da)載荷(he)(he)時(shi)(shi)，可(ke)(ke)以采用(yong)可(ke)(ke)見（透光）裂紋(wen)發(fa)生時(shi)(shi)凸(tu)(tu)模(mo)壓(ya)入(ru)深(shen)度作為(wei)指(zhi)標(biao)(biao)。但用(yong)可(ke)(ke)見裂紋(wen)法測(ce)定(ding)的數(shu)值(zhi)比(bi)最大(da)載荷(he)(he)法測(ce)定(ding)的數(shu)值(zhi)要大(da)0.3~0.5mm。
其過程是，用(yong)規定的鋼球或球形沖頭頂(ding)壓(ya)(ya)在壓(ya)(ya)模內的試(shi)(shi)樣，直至試(shi)(shi)樣產生第一(yi)個(ge)裂(lie)紋為(wei)止，此時的頂(ding)壓(ya)(ya)深(shen)度(du)(du)，即為(wei)杯突(tu)深(shen)度(du)(du)。其深(shen)度(du)(du)小于規定值者為(wei)合格。
用(yong)球(qiu)形(xing)沖(chong)頭將夾緊(jin)的(de)金(jin)屬(shu)板或帶狀試(shi)(shi)樣(yang)壓入規定尺寸(cun)的(de)沖(chong)模中直至出(chu)現穿(chuan)透(tou)裂縫，測量杯(bei)突深(shen)度值的(de)試(shi)(shi)驗(yan)。圖5-14為杯(bei)突試(shi)(shi)驗(yan)示意圖。
壓(ya)邊力(li)：杯突試(shi)驗中壓(ya)緊裝置作用(yong)于試(shi)樣(yang)上(shang)的垂直(zhi)壓(ya)力(li)。
杯突值：杯突試驗中裂縫開始穿(chuan)透(tou)試驗厚度(du)(du)（透(tou)光）時沖(chong)頭(tou)的(de)壓入深度(du)(du)。
