一般來說，制定金屬(shu)材料工(gong)藝的目的，在(zai)于以最經濟的生(sheng)產(chan)工(gong)藝，加工(gong)出(chu)滿足要求的產(chan)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(xiu)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(xiu)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(gang)與鐵(tie)素(su)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(fang)法
對(dui)不銹鋼的加工(gong)工(gong)藝(yi)進(jin)行(xing)評價的主要有以(yi)下試(shi)驗(yan)方法：
①. 拉伸(shen)試驗，用于評價材料(liao)塑性、韌性，可以(yi)確定其塑性成形性能；
②. 彎曲試驗，是檢驗金屬（及覆(fu)蓋層(ceng)）的耐(nai)反復(fu)彎曲能(neng)力(li)并顯(xian)示(shi)其(qi)缺(que)陷(xian)的試驗；
③. 杯突試驗，是檢驗金屬材(cai)料沖壓性能(neng)的(de)一種方法；
④. 沖(chong)(chong)擊試驗，是檢驗金屬材料沖(chong)(chong)擊韌(ren)性的一種方法。
以焊接(jie)為例(li)說明金屬(shu)材料對焊接(jie)加工的(de)適應(ying)性，它包括下面兩個方面。
1. 對工藝焊接(jie)性(xing)方面的(de)分析(xi)
焊(han)接工藝評定(ding)，主要(yao)考察金屬(shu)材(cai)料(liao)在一定(ding)工藝條件下（主要(yao)指(zhi)用某種焊(han)接方法(fa)）焊(han)接時產(chan)生焊(han)接缺陷（問題）的(de)(de)(de)傾向性和嚴重性。在各(ge)種焊(han)接工藝缺陷中裂紋的(de)(de)(de)危害性最大(da)，產(chan)生的(de)(de)(de)原(yuan)因多而(er)復雜，故分析的(de)(de)(de)重點放(fang)在金屬(shu)材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)抗裂性能(neng)上。
2. 對使用焊接性(xing)方面的分析
焊(han)(han)接工藝評(ping)定，主要(yao)考察金(jin)(jin)屬(shu)材料在(zai)給定的焊(han)(han)接工藝條(tiao)件下(xia)，焊(han)(han)成的接頭或整個焊(han)(han)接結構是否(fou)滿足(zu)使用性(xing)能(neng)(neng)的要(yao)求，如強度、塑性(xing)、韌度、疲(pi)勞、蠕變(bian)、耐蝕或耐磨等性(xing)能(neng)(neng)。若按等性(xing)能(neng)(neng)原則(ze)設計焊(han)(han)接接頭，則(ze)以母(mu)材的性(xing)能(neng)(neng)為依據，分別考察焊(han)(han)縫金(jin)(jin)屬(shu)和焊(han)(han)接熱影響區(qu)在(zai)焊(han)(han)接熱作用下(xia)可能(neng)(neng)引(yin)起哪些(xie)不(bu)利于使用性(xing)能(neng)(neng)的變(bian)化。
已經建立焊接(jie)連續(xu)冷(leng)卻組織(zhi)轉(zhuan)變圖(tu)（即(ji)CCT圖(tu)）的(de)金屬材料，可以(yi)利用該圖(tu)來預測或判斷焊縫和熱影響區的(de)組織(zhi)和性能(neng)的(de)變化。
焊接接頭力學性能工藝試(shi)(shi)驗(yan)一般選(xuan)用拉伸試(shi)(shi)驗(yan)、彎(wan)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. 拉伸試驗(yan)
主(zhu)要目的(de)(de)是測定焊(han)(han)縫(feng)或焊(han)(han)接接頭(tou)的(de)(de)強度（抗拉強度、屈服點）和塑性(xing)（伸長率、斷(duan)面收縮率），并且可(ke)以發現斷(duan)口上的(de)(de)某些(xie)缺陷，如(ru)夾雜物、未焊(han)(han)透或白點等。
②. 焊(han)接接頭彎曲(qu)試驗(yan)
彎(wan)(wan)曲(qu)(qu)試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)的(de)試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)分為(wei)平板和(he)管子兩種，試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)方法分為(wei)焊(han)(han)(han)接(jie)接(jie)頭(tou)彎(wan)(wan)曲(qu)(qu)及壓扁試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)。焊(han)(han)(han)接(jie)接(jie)頭(tou)彎(wan)(wan)曲(qu)(qu)試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)目的(de)是評(ping)定(ding)焊(han)(han)(han)接(jie)接(jie)頭(tou)的(de)塑(su)性和(he)致密性，同時(shi)可(ke)反映出焊(han)(han)(han)接(jie)接(jie)頭(tou)各區域(yu)的(de)塑(su)性差別(bie)、暴露焊(han)(han)(han)接(jie)缺(que)陷和(he)考核熔(rong)合(he)區的(de)質量(liang)。彎(wan)(wan)曲(qu)(qu)試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)分面彎(wan)(wan)、背彎(wan)(wan)和(he)側(ce)彎(wan)(wan)三種。彎(wan)(wan)曲(qu)(qu)試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)時(shi)彎(wan)(wan)軸直徑d應(ying)根據技術條件規(gui)定(ding)，試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)彎(wan)(wan)曲(qu)(qu)部位出現(xian)裂紋時(shi)立(li)即卸載(zai)取下試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)測定(ding)彎(wan)(wan)曲(qu)(qu)角(jiao)。也可(ke)將(jiang)試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)彎(wan)(wan)至規(gui)定(ding)彎(wan)(wan)曲(qu)(qu)角(jiao)度(du)后檢查有無裂紋，以(yi)評(ping)定(ding)接(jie)頭(tou)區域(yu)的(de)塑(su)性。
③. 沖擊試(shi)驗
用于測定(ding)焊(han)接(jie)接(jie)頭的(de)沖(chong)擊(ji)(ji)韌度(du)和(he)缺(que)(que)口(kou)敏(min)感性，是(shi)評定(ding)材料(liao)斷裂韌度(du)和(he)冷作時效敏(min)感性的(de)指(zhi)標(biao)之一。沖(chong)擊(ji)(ji)試(shi)(shi)驗的(de)試(shi)(shi)樣分為U形缺(que)(que)口(kou)和(he)V形缺(que)(que)口(kou)兩種，在同(tong)種材料(liao)和(he)試(shi)(shi)驗條件下，V形缺(que)(que)口(kou)試(shi)(shi)樣的(de)沖(chong)擊(ji)(ji)吸(xi)(xi)收(shou)(shou)功(gong)（Akv）比U形缺(que)(que)口(kou)試(shi)(shi)樣的(de)沖(chong)擊(ji)(ji)吸(xi)(xi)收(shou)(shou)功(gong)（Aku）低。不(bu)同(tong)缺(que)(que)口(kou)型式試(shi)(shi)樣的(de)沖(chong)擊(ji)(ji)韌度(du)值或(huo)沖(chong)擊(ji)(ji)吸(xi)(xi)收(shou)(shou)功(gong)不(bu)能相互換算。焊(han)接(jie)中常用V形缺(que)(que)口(kou)沖(chong)擊(ji)(ji)試(shi)(shi)驗。
二、拉伸試驗
拉(la)(la)(la)伸(shen)試驗(yan)(yan)是指在承受(shou)軸向拉(la)(la)(la)伸(shen)載荷(he)下測定(ding)(ding)(ding)材料特性(xing)的試驗(yan)(yan)方(fang)法。利用拉(la)(la)(la)伸(shen)試驗(yan)(yan)得到的數據可以確(que)定(ding)(ding)(ding)材料的彈性(xing)極限、伸(shen)長率、彈性(xing)模量、比例(li)極限、面積縮減量、拉(la)(la)(la)伸(shen)強度、屈服點、屈服強度和(he)其他拉(la)(la)(la)伸(shen)性(xing)能指標(biao)。從高(gao)溫(wen)下進(jin)行的拉(la)(la)(la)伸(shen)試驗(yan)(yan)可以得到蠕變(bian)數據。金屬拉(la)(la)(la)伸(shen)試驗(yan)(yan)的步驟可參見ASTME-8標(biao)準(zhun)。塑料拉(la)(la)(la)伸(shen)試驗(yan)(yan)的方(fang)法參見ASTM D-638標(biao)準(zhun)、D-2289標(biao)準(zhun)（高(gao)應變(bian)率）和(he)D-882標(biao)準(zhun)（薄片材）。ASTM D-2343標(biao)準(zhun)規定(ding)(ding)(ding)了適用于玻璃纖(xian)維的拉(la)(la)(la)伸(shen)試驗(yan)(yan)方(fang)法；ASTMD-897標(biao)準(zhun)中規定(ding)(ding)(ding)了適用于黏結劑的拉(la)(la)(la)伸(shen)試驗(yan)(yan)方(fang)法；ASTMD-412標(biao)準(zhun)中規定(ding)(ding)(ding)了硬橡膠的拉(la)(la)(la)伸(shen)試驗(yan)(yan)方(fang)法。
三、金屬彎曲試驗
測(ce)定材(cai)(cai)料(liao)承受彎(wan)曲(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)載(zai)(zai)荷(he)時的(de)(de)力學特性(xing)(xing)的(de)(de)試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)，是材(cai)(cai)料(liao)機(ji)械性(xing)(xing)能(neng)試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)的(de)(de)基(ji)本(ben)方(fang)法之一。彎(wan)曲(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)主(zhu)要用于(yu)測(ce)定脆(cui)性(xing)(xing)和低塑(su)性(xing)(xing)材(cai)(cai)料(liao)（如鑄鐵、高(gao)碳鋼、工具鋼等）的(de)(de)抗彎(wan)強度(du)(du)并能(neng)反映(ying)塑(su)性(xing)(xing)指標的(de)(de)撓度(du)(du)。彎(wan)曲(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)還可用來檢查材(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)表面質量(liang)。彎(wan)曲(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)在萬能(neng)材(cai)(cai)料(liao)機(ji)上進行，有三(san)點彎(wan)曲(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)和四點彎(wan)曲(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)兩種加載(zai)(zai)荷(he)方(fang)式。試(shi)(shi)(shi)(shi)樣的(de)(de)截(jie)面有圓(yuan)形和矩形，試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)時的(de)(de)跨(kua)距一般(ban)為直徑的(de)(de)10倍。對于(yu)脆(cui)性(xing)(xing)材(cai)(cai)料(liao)彎(wan)曲(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)一般(ban)只產生(sheng)少量(liang)的(de)(de)塑(su)性(xing)(xing)變形即可破壞，而對于(yu)塑(su)性(xing)(xing)材(cai)(cai)料(liao)則不能(neng)測(ce)出彎(wan)曲(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)斷裂(lie)強度(du)(du)，但可檢驗(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)其延展(zhan)性(xing)(xing)和均勻(yun)性(xing)(xing)展(zhan)性(xing)(xing)和均勻(yun)性(xing)(xing)。塑(su)性(xing)(xing)材(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)彎(wan)曲(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)稱為冷彎(wan)試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)。試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)時將試(shi)(shi)(shi)(shi)樣加載(zai)(zai)，使其彎(wan)曲(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)到一定程(cheng)度(du)(du)，觀察試(shi)(shi)(shi)(shi)樣表面有無裂(lie)縫(feng)。
用(yong)規定尺寸(cun)彎心將試(shi)樣彎曲(qu)至(zhi)規定程度，檢驗金(jin)屬承受彎曲(qu)塑(su)性變(bian)形的能力并顯示其缺陷的試(shi)驗。
1. 冷彎(wan)試驗
用來檢驗(yan)金(jin)屬材料(liao)(liao)冷(leng)彎性能的(de)一(yi)(yi)(yi)種(zhong)方法，即將材料(liao)(liao)試(shi)樣(yang)圍繞具有(you)一(yi)(yi)(yi)定(ding)直徑(jing)的(de)彎心(xin)彎到一(yi)(yi)(yi)定(ding)的(de)角度或(huo)不帶(dai)彎心(xin)彎到兩面接(jie)觸.（即彎曲180°，彎心(xin)直徑(jing)d為0）后(hou)檢查(cha)彎曲處(chu)附近的(de)塑(su)性變(bian)形(xing)情況，看是否有(you)裂紋等缺陷存(cun)在(zai)，以判定(ding)材料(liao)(liao)是否合格，彎心(xin)直徑(jing)d可等于試(shi)樣(yang)厚度d的(de)一(yi)(yi)(yi)半(ban)、相等，2倍(bei)、3倍(bei)等。彎曲角度可為90°、120°、180°。
2. 金屬反復彎曲試驗(yan)
將試(shi)樣一端夾緊，在規定半徑的(de)(de)圓柱形表面上進(jin)行90°的(de)(de)重復(fu)反(fan)(fan)向彎曲，檢驗金(jin)屬(shu)（及覆(fu)蓋層）的(de)(de)耐反(fan)(fan)復(fu)彎曲能(neng)力并顯示其缺陷的(de)(de)試(shi)驗。
四、杯突試驗
杯突(tu)試(shi)(shi)驗是(shi)(shi)金(jin)屬材料深沖(chong)性(xing)能的一(yi)種試(shi)(shi)驗方(fang)法(fa)，用來衡量(liang)檢驗金(jin)屬材料的沖(chong)壓性(xing)能。又(you)稱埃(ai)里克森(sen)試(shi)(shi)驗（Erichsen Test）或埃(ai)氏杯突(tu)試(shi)(shi)驗，是(shi)(shi)薄板成(cheng)形性(xing)試(shi)(shi)驗中(zhong)最(zui)古老、最(zui)普及的一(yi)種。
按照國家標準(zhun)，試(shi)(shi)(shi)驗采(cai)用端部為球形(xing)的沖(chong)頭，將(jiang)夾緊(jin)的試(shi)(shi)(shi)樣壓(ya)入壓(ya)模內(nei)，直至出現穿(chuan)透(tou)裂縫為止，所測(ce)量(liang)的杯突深(shen)度即為試(shi)(shi)(shi)驗結(jie)果。這種試(shi)(shi)(shi)驗通常(chang)是(shi)(shi)在杯突試(shi)(shi)(shi)驗機上進行。試(shi)(shi)(shi)樣在做過杯突試(shi)(shi)(shi)驗后就像只(zhi)沖(chong)壓(ya)成的杯子（不(bu)過是(shi)(shi)只(zhi)破裂的杯子）。鋼(gang)板深(shen)沖(chong)性能不(bu)好的話(hua)，沖(chong)壓(ya)件在制作過程中就很容(rong)易開裂。
試(shi)驗(yan)(yan)時(shi)，用(yong)(yong)球頭(tou)凸(tu)(tu)模(mo)(mo)把(ba)周邊(bian)(bian)被凹(ao)模(mo)(mo)與(yu)壓(ya)(ya)邊(bian)(bian)圈壓(ya)(ya)住(zhu)的金(jin)屬(shu)薄板(ban)頂(ding)(ding)(ding)入凹(ao)模(mo)(mo)，形成半球鼓(gu)(gu)包(bao)直至(zhi)鼓(gu)(gu)包(bao)頂(ding)(ding)(ding)部出現(xian)裂(lie)紋(wen)為(wei)(wei)止。如圖5-14所示，試(shi)驗(yan)(yan)用(yong)(yong)的硬鋼球或(huo)(huo)半球凸(tu)(tu)模(mo)(mo)1，將金(jin)屬(shu)板(ban)料(liao)(liao)4壓(ya)(ya)入內(nei)徑27mm、圓角半徑0.75mm的凹(ao)模(mo)(mo)2中，板(ban)料(liao)(liao)邊(bian)(bian)緣(yuan)(yuan)在凹(ao)模(mo)(mo)2和壓(ya)(ya)邊(bian)(bian)圈3之間(jian)壓(ya)(ya)緊。為(wei)(wei)防止邊(bian)(bian)緣(yuan)(yuan)金(jin)屬(shu)向(xiang)凹(ao)模(mo)(mo)內(nei)流動，板(ban)料(liao)(liao)尺寸應足夠大(da)。試(shi)驗(yan)(yan)時(shi)，金(jin)屬(shu)板(ban)料(liao)(liao)被凸(tu)(tu)模(mo)(mo)頂(ding)(ding)(ding)成半球鼓(gu)(gu)包(bao)。取鼓(gu)(gu)包(bao)頂(ding)(ding)(ding)部產生頸(jing)縮或(huo)(huo)有裂(lie)紋(wen)出現(xian)時(shi)的凸(tu)(tu)模(mo)(mo)壓(ya)(ya)入深度(du)作為(wei)(wei)試(shi)驗(yan)(yan)指標(biao)，稱為(wei)(wei)杯突(tu)值(zhi)(zhi)或(huo)(huo)I值(zhi)(zhi)，單(dan)位為(wei)(wei)mm。決定試(shi)驗(yan)(yan)指標(biao)的依(yi)據是(shi)最大(da)載(zai)(zai)荷(he)(he)。當(dang)不能確定最大(da)載(zai)(zai)荷(he)(he)時(shi)，可(ke)以(yi)采用(yong)(yong)可(ke)見(jian)（透光(guang)）裂(lie)紋(wen)發生時(shi)凸(tu)(tu)模(mo)(mo)壓(ya)(ya)入深度(du)作為(wei)(wei)指標(biao)。但用(yong)(yong)可(ke)見(jian)裂(lie)紋(wen)法(fa)測(ce)定的數(shu)值(zhi)(zhi)比最大(da)載(zai)(zai)荷(he)(he)法(fa)測(ce)定的數(shu)值(zhi)(zhi)要大(da)0.3~0.5mm。
其(qi)(qi)過程(cheng)是，用規定的鋼(gang)球(qiu)或球(qiu)形沖(chong)頭頂壓在壓模內的試樣(yang)，直至試樣(yang)產(chan)生第一個裂紋為(wei)止，此(ci)時的頂壓深度(du)，即(ji)為(wei)杯突深度(du)。其(qi)(qi)深度(du)小于規定值者為(wei)合格。
用(yong)球形(xing)沖頭將夾緊的(de)金屬(shu)板或帶狀試樣(yang)壓入規定尺(chi)寸的(de)沖模中直至出現穿透裂縫，測量(liang)杯突深度值(zhi)的(de)試驗。圖5-14為杯突試驗示意圖。
壓邊(bian)力(li)(li)：杯突試(shi)驗中壓緊裝(zhuang)置作(zuo)用于(yu)試(shi)樣上的垂直壓力(li)(li)。
杯突值(zhi)：杯突試(shi)驗中裂(lie)縫開始(shi)穿透(tou)試(shi)驗厚度(du)（透(tou)光）時沖頭(tou)的壓入(ru)深度(du)。
