一般來說，制定金屬材料工藝(yi)的(de)目(mu)的(de)，在于以最經濟的(de)生產工藝(yi)，加(jia)工出滿足要求的(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(bu)銹鋼(gang)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(xiu)鋼的各種工藝性能會因鋼種的不同而不同，如奧(ao)氏體(ti)不銹鋼(gang)與鐵素體(ti)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(gong)藝性能(neng)試(shi)驗(yan)方法
對不銹(xiu)鋼的加工工藝進行評價(jia)的主要有以下試驗方法(fa)：
①. 拉伸試驗，用(yong)于評價材料(liao)塑性、韌(ren)性，可以確定其塑性成(cheng)形性能；
②. 彎曲試驗，是檢(jian)驗金(jin)屬（及覆蓋層(ceng)）的耐反復彎曲能力(li)并顯示其缺陷的試驗；
③. 杯突試驗，是檢驗金屬(shu)材(cai)料沖壓性能的一種方法；
④. 沖擊(ji)試驗，是檢(jian)驗金屬材料沖擊(ji)韌(ren)性的一種(zhong)方(fang)法。
以焊接為例說明金(jin)屬材(cai)料對焊接加工的適(shi)應性，它包括(kuo)下(xia)面兩個方面。
1. 對(dui)工藝焊接性方面的(de)分析
焊接(jie)(jie)工藝(yi)評定，主要考察金屬材料在一定工藝(yi)條件下（主要指用(yong)某(mou)種(zhong)焊接(jie)(jie)方法）焊接(jie)(jie)時產生(sheng)焊接(jie)(jie)缺陷（問題(ti)）的(de)(de)(de)傾向性(xing)(xing)(xing)和嚴(yan)重性(xing)(xing)(xing)。在各種(zhong)焊接(jie)(jie)工藝(yi)缺陷中裂紋的(de)(de)(de)危害性(xing)(xing)(xing)最(zui)大，產生(sheng)的(de)(de)(de)原因多(duo)而復雜，故分(fen)析的(de)(de)(de)重點放(fang)在金屬材料的(de)(de)(de)抗(kang)裂性(xing)(xing)(xing)能上。
2. 對使用焊(han)接性方面的分析
焊(han)接工(gong)藝評定，主要(yao)考(kao)察(cha)金(jin)屬(shu)材(cai)料在給定的焊(han)接工(gong)藝條件下，焊(han)成的接頭或(huo)整個焊(han)接結構是否(fou)滿足使(shi)用(yong)性(xing)能(neng)的要(yao)求，如(ru)強度(du)、塑性(xing)、韌度(du)、疲(pi)勞、蠕變、耐(nai)蝕或(huo)耐(nai)磨等(deng)性(xing)能(neng)。若按等(deng)性(xing)能(neng)原(yuan)則(ze)設計焊(han)接接頭，則(ze)以母材(cai)的性(xing)能(neng)為依據，分別考(kao)察(cha)焊(han)縫金(jin)屬(shu)和焊(han)接熱影(ying)響(xiang)區在焊(han)接熱作用(yong)下可能(neng)引(yin)起哪些不(bu)利于使(shi)用(yong)性(xing)能(neng)的變化(hua)。
已經建立(li)焊接(jie)連(lian)續冷卻組(zu)織轉變圖（即CCT圖）的(de)金屬材料(liao)，可(ke)以利用(yong)該圖來預測或(huo)判斷焊縫和(he)熱影(ying)響(xiang)區的(de)組(zu)織和(he)性能的(de)變化。
焊接接頭力學性能工藝試(shi)驗一(yi)般(ban)選(xuan)用拉伸試(shi)驗、彎曲試(shi)驗、沖擊韌性試(shi)驗和硬(ying)度試(shi)驗等。
①. 拉伸試驗(yan)
主要(yao)目的是測定(ding)焊縫或焊接(jie)接(jie)頭(tou)的強度（抗拉強度、屈(qu)服點(dian)）和塑(su)性（伸長(chang)率、斷面(mian)收(shou)縮率），并且(qie)可以發現斷口上的某(mou)些缺陷，如夾(jia)雜(za)物、未焊透或白點(dian)等。
②. 焊接接頭彎(wan)曲試(shi)驗(yan)
彎(wan)(wan)(wan)曲(qu)(qu)試(shi)(shi)驗的試(shi)(shi)樣(yang)(yang)分為平板和管子兩種(zhong)，試(shi)(shi)驗方法分為焊(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭彎(wan)(wan)(wan)曲(qu)(qu)及(ji)壓扁試(shi)(shi)驗。焊(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭彎(wan)(wan)(wan)曲(qu)(qu)試(shi)(shi)驗目的是(shi)評定焊(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭的塑性和致密性，同時可反映出焊(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭各區(qu)(qu)域的塑性差別、暴露焊(han)(han)接(jie)(jie)缺陷和考(kao)核(he)熔合區(qu)(qu)的質量。彎(wan)(wan)(wan)曲(qu)(qu)試(shi)(shi)驗分面彎(wan)(wan)(wan)、背彎(wan)(wan)(wan)和側(ce)彎(wan)(wan)(wan)三(san)種(zhong)。彎(wan)(wan)(wan)曲(qu)(qu)試(shi)(shi)驗時彎(wan)(wan)(wan)軸(zhou)直徑d應根據(ju)技術條件規定，試(shi)(shi)樣(yang)(yang)彎(wan)(wan)(wan)曲(qu)(qu)部位出現裂(lie)紋時立(li)即卸載取(qu)下試(shi)(shi)樣(yang)(yang)測(ce)定彎(wan)(wan)(wan)曲(qu)(qu)角(jiao)。也可將試(shi)(shi)樣(yang)(yang)彎(wan)(wan)(wan)至規定彎(wan)(wan)(wan)曲(qu)(qu)角(jiao)度后檢(jian)查有無(wu)裂(lie)紋，以評定接(jie)(jie)頭區(qu)(qu)域的塑性。
③. 沖擊(ji)試驗
用(yong)于測定焊(han)接(jie)接(jie)頭的(de)沖擊(ji)(ji)韌(ren)度和(he)缺口(kou)敏感性(xing)，是評定材料(liao)斷裂韌(ren)度和(he)冷作時(shi)效敏感性(xing)的(de)指標之一。沖擊(ji)(ji)試驗的(de)試樣分為U形(xing)(xing)缺口(kou)和(he)V形(xing)(xing)缺口(kou)兩(liang)種，在同種材料(liao)和(he)試驗條(tiao)件下，V形(xing)(xing)缺口(kou)試樣的(de)沖擊(ji)(ji)吸(xi)收功（Akv）比U形(xing)(xing)缺口(kou)試樣的(de)沖擊(ji)(ji)吸(xi)收功（Aku）低。不同缺口(kou)型式試樣的(de)沖擊(ji)(ji)韌(ren)度值或沖擊(ji)(ji)吸(xi)收功不能相(xiang)互換(huan)算(suan)。焊(han)接(jie)中常用(yong)V形(xing)(xing)缺口(kou)沖擊(ji)(ji)試驗。
二、拉伸試驗
拉(la)(la)(la)(la)伸(shen)(shen)(shen)試(shi)驗(yan)(yan)(yan)是指(zhi)在承受軸向拉(la)(la)(la)(la)伸(shen)(shen)(shen)載荷下測(ce)定(ding)(ding)材料特性的(de)試(shi)驗(yan)(yan)(yan)方(fang)法。利用拉(la)(la)(la)(la)伸(shen)(shen)(shen)試(shi)驗(yan)(yan)(yan)得到的(de)數據可(ke)以確(que)定(ding)(ding)材料的(de)彈性極限(xian)、伸(shen)(shen)(shen)長率(lv)、彈性模量(liang)(liang)、比例(li)極限(xian)、面積(ji)縮減量(liang)(liang)、拉(la)(la)(la)(la)伸(shen)(shen)(shen)強度、屈(qu)服(fu)點、屈(qu)服(fu)強度和其(qi)他拉(la)(la)(la)(la)伸(shen)(shen)(shen)性能指(zhi)標。從高(gao)溫(wen)下進行的(de)拉(la)(la)(la)(la)伸(shen)(shen)(shen)試(shi)驗(yan)(yan)(yan)可(ke)以得到蠕變(bian)數據。金屬拉(la)(la)(la)(la)伸(shen)(shen)(shen)試(shi)驗(yan)(yan)(yan)的(de)步驟(zou)可(ke)參見ASTME-8標準(zhun)。塑料拉(la)(la)(la)(la)伸(shen)(shen)(shen)試(shi)驗(yan)(yan)(yan)的(de)方(fang)法參見ASTM D-638標準(zhun)、D-2289標準(zhun)（高(gao)應變(bian)率(lv)）和D-882標準(zhun)（薄(bo)片(pian)材）。ASTM D-2343標準(zhun)規定(ding)(ding)了適用于玻璃纖維的(de)拉(la)(la)(la)(la)伸(shen)(shen)(shen)試(shi)驗(yan)(yan)(yan)方(fang)法；ASTMD-897標準(zhun)中規定(ding)(ding)了適用于黏結劑的(de)拉(la)(la)(la)(la)伸(shen)(shen)(shen)試(shi)驗(yan)(yan)(yan)方(fang)法；ASTMD-412標準(zhun)中規定(ding)(ding)了硬橡(xiang)膠的(de)拉(la)(la)(la)(la)伸(shen)(shen)(shen)試(shi)驗(yan)(yan)(yan)方(fang)法。
三(san)、金屬(shu)彎(wan)曲試驗
測定材料(liao)(liao)承受彎(wan)(wan)(wan)(wan)曲(qu)(qu)(qu)載(zai)荷時的(de)(de)力(li)學(xue)特性(xing)(xing)的(de)(de)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)，是材料(liao)(liao)機械性(xing)(xing)能(neng)(neng)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)的(de)(de)基(ji)本方法之一(yi)。彎(wan)(wan)(wan)(wan)曲(qu)(qu)(qu)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)主要用(yong)于(yu)(yu)測定脆(cui)性(xing)(xing)和(he)低塑(su)性(xing)(xing)材料(liao)(liao)（如鑄(zhu)鐵、高碳鋼、工具鋼等）的(de)(de)抗(kang)彎(wan)(wan)(wan)(wan)強度(du)并(bing)能(neng)(neng)反映(ying)塑(su)性(xing)(xing)指標的(de)(de)撓度(du)。彎(wan)(wan)(wan)(wan)曲(qu)(qu)(qu)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)還可(ke)用(yong)來檢(jian)查材料(liao)(liao)的(de)(de)表面質(zhi)量(liang)。彎(wan)(wan)(wan)(wan)曲(qu)(qu)(qu)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)在萬能(neng)(neng)材料(liao)(liao)機上進行，有(you)三(san)點彎(wan)(wan)(wan)(wan)曲(qu)(qu)(qu)和(he)四點彎(wan)(wan)(wan)(wan)曲(qu)(qu)(qu)兩種加載(zai)荷方式。試(shi)(shi)(shi)樣(yang)的(de)(de)截面有(you)圓形和(he)矩(ju)形，試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)時的(de)(de)跨距一(yi)般為直徑(jing)的(de)(de)10倍。對(dui)(dui)于(yu)(yu)脆(cui)性(xing)(xing)材料(liao)(liao)彎(wan)(wan)(wan)(wan)曲(qu)(qu)(qu)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)一(yi)般只產生少(shao)量(liang)的(de)(de)塑(su)性(xing)(xing)變(bian)形即可(ke)破壞，而(er)對(dui)(dui)于(yu)(yu)塑(su)性(xing)(xing)材料(liao)(liao)則不能(neng)(neng)測出彎(wan)(wan)(wan)(wan)曲(qu)(qu)(qu)斷裂強度(du)，但(dan)可(ke)檢(jian)驗(yan)(yan)其延展性(xing)(xing)和(he)均勻性(xing)(xing)展性(xing)(xing)和(he)均勻性(xing)(xing)。塑(su)性(xing)(xing)材料(liao)(liao)的(de)(de)彎(wan)(wan)(wan)(wan)曲(qu)(qu)(qu)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)稱為冷彎(wan)(wan)(wan)(wan)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)。試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)時將(jiang)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)加載(zai)，使(shi)其彎(wan)(wan)(wan)(wan)曲(qu)(qu)(qu)到一(yi)定程(cheng)度(du)，觀察試(shi)(shi)(shi)樣(yang)表面有(you)無裂縫。
用規(gui)定(ding)尺(chi)寸彎(wan)心將試樣(yang)彎(wan)曲至規(gui)定(ding)程度，檢驗金屬承受彎(wan)曲塑性變(bian)形(xing)的能力并(bing)顯(xian)示其缺陷的試驗。
1. 冷彎試驗
用來檢驗金屬材料冷彎(wan)性能(neng)的(de)(de)一(yi)種(zhong)方法，即(ji)將材料試樣圍(wei)繞具有(you)一(yi)定直(zhi)徑(jing)(jing)的(de)(de)彎(wan)心(xin)彎(wan)到一(yi)定的(de)(de)角(jiao)度或不帶彎(wan)心(xin)彎(wan)到兩面接觸(chu).（即(ji)彎(wan)曲(qu)180°，彎(wan)心(xin)直(zhi)徑(jing)(jing)d為0）后檢查彎(wan)曲(qu)處附近的(de)(de)塑性變形(xing)情況(kuang)，看是否有(you)裂(lie)紋等(deng)(deng)缺陷(xian)存在，以判定材料是否合格，彎(wan)心(xin)直(zhi)徑(jing)(jing)d可等(deng)(deng)于(yu)試樣厚度d的(de)(de)一(yi)半、相(xiang)等(deng)(deng)，2倍、3倍等(deng)(deng)。彎(wan)曲(qu)角(jiao)度可為90°、120°、180°。
2. 金屬反復彎曲試(shi)驗
將試(shi)樣一端夾緊(jin)，在規定半徑的(de)圓柱(zhu)形表面上進行90°的(de)重復(fu)反向彎曲(qu)，檢驗(yan)金屬（及覆蓋(gai)層）的(de)耐反復(fu)彎曲(qu)能力并顯示其缺陷的(de)試(shi)驗(yan)。
四、杯突試驗
杯突(tu)試(shi)(shi)驗是(shi)金屬材料(liao)深沖(chong)性(xing)能的一種試(shi)(shi)驗方法，用來衡量檢驗金屬材料(liao)的沖(chong)壓性(xing)能。又稱埃(ai)里(li)克(ke)森試(shi)(shi)驗（Erichsen Test）或埃(ai)氏杯突(tu)試(shi)(shi)驗，是(shi)薄板成(cheng)形性(xing)試(shi)(shi)驗中最(zui)古老、最(zui)普及的一種。
按(an)照國(guo)家標準，試驗采(cai)用端部(bu)為(wei)(wei)球(qiu)形(xing)的(de)沖(chong)頭(tou)，將(jiang)夾緊的(de)試樣壓(ya)入壓(ya)模內，直(zhi)至出現穿透裂縫為(wei)(wei)止，所(suo)測(ce)量的(de)杯突深(shen)度(du)即為(wei)(wei)試驗結果。這種試驗通常是在杯突試驗機(ji)上進行。試樣在做過(guo)(guo)杯突試驗后就像只(zhi)沖(chong)壓(ya)成的(de)杯子（不過(guo)(guo)是只(zhi)破裂的(de)杯子）。鋼板深(shen)沖(chong)性能不好的(de)話(hua)，沖(chong)壓(ya)件在制作過(guo)(guo)程(cheng)中就很容易(yi)開(kai)裂。
試(shi)(shi)(shi)驗(yan)時，用(yong)球頭凸模(mo)(mo)(mo)把周(zhou)邊(bian)被凹模(mo)(mo)(mo)與(yu)壓(ya)(ya)(ya)邊(bian)圈壓(ya)(ya)(ya)住的(de)金屬(shu)薄板頂入凹模(mo)(mo)(mo)，形成半球鼓(gu)包直至鼓(gu)包頂部(bu)出(chu)現裂紋(wen)為止。如圖5-14所示(shi)，試(shi)(shi)(shi)驗(yan)用(yong)的(de)硬鋼球或半球凸模(mo)(mo)(mo)1，將金屬(shu)板料4壓(ya)(ya)(ya)入內徑27mm、圓角半徑0.75mm的(de)凹模(mo)(mo)(mo)2中，板料邊(bian)緣在凹模(mo)(mo)(mo)2和壓(ya)(ya)(ya)邊(bian)圈3之間壓(ya)(ya)(ya)緊。為防(fang)止邊(bian)緣金屬(shu)向凹模(mo)(mo)(mo)內流動，板料尺寸應足夠大(da)(da)。試(shi)(shi)(shi)驗(yan)時，金屬(shu)板料被凸模(mo)(mo)(mo)頂成半球鼓(gu)包。取鼓(gu)包頂部(bu)產生頸縮或有裂紋(wen)出(chu)現時的(de)凸模(mo)(mo)(mo)壓(ya)(ya)(ya)入深(shen)度作(zuo)為試(shi)(shi)(shi)驗(yan)指(zhi)(zhi)標，稱(cheng)為杯突(tu)值(zhi)或I值(zhi)，單位(wei)為mm。決定試(shi)(shi)(shi)驗(yan)指(zhi)(zhi)標的(de)依據是最(zui)大(da)(da)載(zai)荷(he)。當不能確(que)定最(zui)大(da)(da)載(zai)荷(he)時，可以采用(yong)可見（透光）裂紋(wen)發(fa)生時凸模(mo)(mo)(mo)壓(ya)(ya)(ya)入深(shen)度作(zuo)為指(zhi)(zhi)標。但用(yong)可見裂紋(wen)法測定的(de)數(shu)值(zhi)比最(zui)大(da)(da)載(zai)荷(he)法測定的(de)數(shu)值(zhi)要大(da)(da)0.3~0.5mm。
其過程(cheng)是，用規(gui)定的鋼球或球形(xing)沖頭頂(ding)壓(ya)在壓(ya)模內(nei)的試(shi)樣(yang)(yang)，直至試(shi)樣(yang)(yang)產生第一個裂紋為止，此時的頂(ding)壓(ya)深(shen)(shen)度(du)，即(ji)為杯突(tu)深(shen)(shen)度(du)。其深(shen)(shen)度(du)小于規(gui)定值(zhi)者為合格。
用球(qiu)形(xing)沖頭將夾(jia)緊的(de)金屬板或帶狀試樣壓入(ru)規定尺寸的(de)沖模中直至出現穿(chuan)透裂(lie)縫，測量杯突深度(du)值的(de)試驗(yan)。圖5-14為杯突試驗(yan)示意圖。
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(zhi)壓力。
杯突(tu)值：杯突(tu)試(shi)驗中(zhong)裂縫開始穿透試(shi)驗厚(hou)度(du)（透光）時(shi)沖頭的(de)壓入深度(du)。
