一般來說(shuo)，制(zhi)定金屬材料工藝的目的，在(zai)于以最經濟的生產(chan)工藝，加工出滿足要求的產(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(xiu)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(yi)性能試驗方法
對不銹鋼的(de)加(jia)工工藝(yi)進行評(ping)價的(de)主要有以下試(shi)驗方(fang)法：
①. 拉(la)伸試驗(yan)，用于(yu)評價材(cai)料塑性、韌性，可以(yi)確定其塑性成形性能；
②. 彎曲試驗(yan)(yan)，是檢驗(yan)(yan)金(jin)屬（及覆蓋層）的耐反(fan)復彎曲能力并顯示其缺陷的試驗(yan)(yan)；
③. 杯突試驗(yan)，是檢(jian)驗(yan)金(jin)屬材料沖壓性能的一種方法；
④. 沖(chong)擊試驗，是(shi)檢驗金(jin)屬材料(liao)沖(chong)擊韌性的一種方法。
以焊接為例說明金屬材料對焊接加(jia)工的適應(ying)性(xing)，它包括下面兩個方(fang)面。
1. 對工藝焊接性方面(mian)的分析
焊(han)接(jie)工藝評定，主要考(kao)察金屬材(cai)料在一(yi)定工藝條件下（主要指用(yong)某種焊(han)接(jie)方法）焊(han)接(jie)時產生焊(han)接(jie)缺陷(xian)（問題）的傾(qing)向性和嚴重性。在各種焊(han)接(jie)工藝缺陷(xian)中裂(lie)紋的危(wei)害性最(zui)大，產生的原因(yin)多而(er)復雜，故分析的重點(dian)放在金屬材(cai)料的抗(kang)裂(lie)性能上。
2. 對使用焊接性方面的分析(xi)
焊接(jie)工藝評(ping)定，主(zhu)要(yao)考察(cha)金屬材料在給定的(de)焊接(jie)工藝條件下，焊成的(de)接(jie)頭(tou)(tou)或(huo)整個焊接(jie)結(jie)構是否滿(man)足(zu)使(shi)(shi)用(yong)性(xing)(xing)能的(de)要(yao)求(qiu)，如強度、塑性(xing)(xing)、韌度、疲(pi)勞(lao)、蠕變、耐蝕或(huo)耐磨等性(xing)(xing)能。若(ruo)按(an)等性(xing)(xing)能原(yuan)則(ze)(ze)設計焊接(jie)接(jie)頭(tou)(tou)，則(ze)(ze)以(yi)母材的(de)性(xing)(xing)能為依據，分(fen)別考察(cha)焊縫(feng)金屬和焊接(jie)熱影響區在焊接(jie)熱作用(yong)下可能引起哪些不(bu)利于(yu)使(shi)(shi)用(yong)性(xing)(xing)能的(de)變化。
已經建立焊接連(lian)續冷卻組(zu)織(zhi)轉變圖(tu)（即CCT圖(tu)）的金屬(shu)材料(liao)，可以(yi)利用該圖(tu)來預測或判斷焊縫和熱影(ying)響(xiang)區的組(zu)織(zhi)和性能(neng)的變化。
焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭力學性(xing)能工藝試(shi)(shi)驗(yan)一般選用拉伸(shen)試(shi)(shi)驗(yan)、彎(wan)曲試(shi)(shi)驗(yan)、沖擊韌(ren)性(xing)試(shi)(shi)驗(yan)和硬(ying)度試(shi)(shi)驗(yan)等。
①. 拉伸試驗
主要目的(de)是測定焊縫或焊接(jie)接(jie)頭的(de)強度（抗拉(la)強度、屈服點）和塑性（伸長(chang)率(lv)、斷(duan)(duan)面(mian)收縮(suo)率(lv)），并且可(ke)以發(fa)現(xian)斷(duan)(duan)口上的(de)某些缺陷，如夾雜物、未(wei)焊透(tou)或白點等。
②. 焊接接頭彎曲試驗
彎(wan)(wan)(wan)(wan)曲試(shi)驗(yan)的(de)試(shi)樣分(fen)(fen)為平板和(he)管子兩種，試(shi)驗(yan)方法分(fen)(fen)為焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)彎(wan)(wan)(wan)(wan)曲及壓扁試(shi)驗(yan)。焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)彎(wan)(wan)(wan)(wan)曲試(shi)驗(yan)目的(de)是(shi)評(ping)定焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)的(de)塑性和(he)致密性，同(tong)時可反映出焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)各(ge)區(qu)域的(de)塑性差別、暴露焊(han)接(jie)(jie)缺陷(xian)和(he)考核(he)熔合區(qu)的(de)質量。彎(wan)(wan)(wan)(wan)曲試(shi)驗(yan)分(fen)(fen)面彎(wan)(wan)(wan)(wan)、背彎(wan)(wan)(wan)(wan)和(he)側彎(wan)(wan)(wan)(wan)三(san)種。彎(wan)(wan)(wan)(wan)曲試(shi)驗(yan)時彎(wan)(wan)(wan)(wan)軸(zhou)直徑d應根據技術條件規定，試(shi)樣彎(wan)(wan)(wan)(wan)曲部(bu)位出現裂(lie)紋(wen)時立即(ji)卸載(zai)取下試(shi)樣測定彎(wan)(wan)(wan)(wan)曲角。也(ye)可將試(shi)樣彎(wan)(wan)(wan)(wan)至規定彎(wan)(wan)(wan)(wan)曲角度后(hou)檢查(cha)有無裂(lie)紋(wen)，以評(ping)定接(jie)(jie)頭(tou)區(qu)域的(de)塑性。
③. 沖(chong)擊試驗
用于測(ce)定焊接接頭(tou)的(de)沖(chong)擊(ji)(ji)韌度和缺(que)口(kou)(kou)敏(min)(min)感性(xing)(xing)，是評定材料斷(duan)裂韌度和冷作時效敏(min)(min)感性(xing)(xing)的(de)指標之一。沖(chong)擊(ji)(ji)試(shi)(shi)(shi)驗的(de)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)分為U形缺(que)口(kou)(kou)和V形缺(que)口(kou)(kou)兩種，在(zai)同種材料和試(shi)(shi)(shi)驗條件下，V形缺(que)口(kou)(kou)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)的(de)沖(chong)擊(ji)(ji)吸(xi)收(shou)(shou)功（Akv）比U形缺(que)口(kou)(kou)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)的(de)沖(chong)擊(ji)(ji)吸(xi)收(shou)(shou)功（Aku）低。不同缺(que)口(kou)(kou)型(xing)式(shi)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)的(de)沖(chong)擊(ji)(ji)韌度值或沖(chong)擊(ji)(ji)吸(xi)收(shou)(shou)功不能相互換算。焊接中常用V形缺(que)口(kou)(kou)沖(chong)擊(ji)(ji)試(shi)(shi)(shi)驗。
二、拉伸試驗
拉(la)(la)(la)伸(shen)(shen)(shen)試(shi)驗是指在承(cheng)受軸(zhou)向拉(la)(la)(la)伸(shen)(shen)(shen)載荷下(xia)測定材(cai)料特性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)試(shi)驗方(fang)(fang)法(fa)。利用(yong)拉(la)(la)(la)伸(shen)(shen)(shen)試(shi)驗得(de)到的(de)(de)數據可以(yi)確定材(cai)料的(de)(de)彈(dan)性(xing)(xing)(xing)極限(xian)、伸(shen)(shen)(shen)長(chang)率、彈(dan)性(xing)(xing)(xing)模(mo)量(liang)、比(bi)例極限(xian)、面(mian)積縮(suo)減量(liang)、拉(la)(la)(la)伸(shen)(shen)(shen)強(qiang)(qiang)度、屈服點、屈服強(qiang)(qiang)度和其(qi)他拉(la)(la)(la)伸(shen)(shen)(shen)性(xing)(xing)(xing)能(neng)指標。從高溫下(xia)進行的(de)(de)拉(la)(la)(la)伸(shen)(shen)(shen)試(shi)驗可以(yi)得(de)到蠕(ru)變(bian)數據。金屬拉(la)(la)(la)伸(shen)(shen)(shen)試(shi)驗的(de)(de)步驟可參見ASTME-8標準。塑料拉(la)(la)(la)伸(shen)(shen)(shen)試(shi)驗的(de)(de)方(fang)(fang)法(fa)參見ASTM D-638標準、D-2289標準（高應變(bian)率）和D-882標準（薄片材(cai)）。ASTM D-2343標準規定了(le)適(shi)用(yong)于(yu)玻(bo)璃纖維的(de)(de)拉(la)(la)(la)伸(shen)(shen)(shen)試(shi)驗方(fang)(fang)法(fa)；ASTMD-897標準中規定了(le)適(shi)用(yong)于(yu)黏結劑的(de)(de)拉(la)(la)(la)伸(shen)(shen)(shen)試(shi)驗方(fang)(fang)法(fa)；ASTMD-412標準中規定了(le)硬橡膠的(de)(de)拉(la)(la)(la)伸(shen)(shen)(shen)試(shi)驗方(fang)(fang)法(fa)。
三、金屬彎曲試(shi)驗
測(ce)(ce)定(ding)材(cai)料(liao)(liao)承受(shou)彎曲(qu)(qu)載荷時(shi)的力學特(te)性(xing)(xing)(xing)的試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)，是材(cai)料(liao)(liao)機械性(xing)(xing)(xing)能(neng)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)的基本(ben)方(fang)法之一(yi)(yi)。彎曲(qu)(qu)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)主要用于測(ce)(ce)定(ding)脆(cui)性(xing)(xing)(xing)和(he)(he)低塑(su)(su)性(xing)(xing)(xing)材(cai)料(liao)(liao)（如鑄鐵(tie)、高碳鋼、工(gong)具鋼等）的抗彎強度(du)并能(neng)反映塑(su)(su)性(xing)(xing)(xing)指標的撓度(du)。彎曲(qu)(qu)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)還可(ke)用來檢查材(cai)料(liao)(liao)的表面質量(liang)(liang)。彎曲(qu)(qu)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)在萬能(neng)材(cai)料(liao)(liao)機上進行，有(you)三點彎曲(qu)(qu)和(he)(he)四點彎曲(qu)(qu)兩種加(jia)載荷方(fang)式。試(shi)(shi)(shi)樣(yang)的截面有(you)圓形和(he)(he)矩形，試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)時(shi)的跨(kua)距一(yi)(yi)般為直徑的10倍。對于脆(cui)性(xing)(xing)(xing)材(cai)料(liao)(liao)彎曲(qu)(qu)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)一(yi)(yi)般只產生少量(liang)(liang)的塑(su)(su)性(xing)(xing)(xing)變形即可(ke)破(po)壞(huai)，而對于塑(su)(su)性(xing)(xing)(xing)材(cai)料(liao)(liao)則不(bu)能(neng)測(ce)(ce)出彎曲(qu)(qu)斷(duan)裂強度(du)，但(dan)可(ke)檢驗(yan)(yan)其延展性(xing)(xing)(xing)和(he)(he)均(jun)勻(yun)性(xing)(xing)(xing)展性(xing)(xing)(xing)和(he)(he)均(jun)勻(yun)性(xing)(xing)(xing)。塑(su)(su)性(xing)(xing)(xing)材(cai)料(liao)(liao)的彎曲(qu)(qu)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)稱(cheng)為冷(leng)彎試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)。試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)時(shi)將試(shi)(shi)(shi)樣(yang)加(jia)載，使其彎曲(qu)(qu)到一(yi)(yi)定(ding)程(cheng)度(du)，觀(guan)察試(shi)(shi)(shi)樣(yang)表面有(you)無裂縫。
用規定(ding)尺(chi)寸彎(wan)心(xin)將試樣(yang)彎(wan)曲(qu)(qu)至規定(ding)程度，檢驗(yan)金屬承受彎(wan)曲(qu)(qu)塑性變形(xing)的能力并顯示其缺陷的試驗(yan)。
1. 冷彎試(shi)驗
用(yong)來檢(jian)驗(yan)金屬材料冷(leng)彎(wan)(wan)性(xing)能的(de)(de)一(yi)種方法，即(ji)將(jiang)材料試樣圍繞具有(you)一(yi)定(ding)直(zhi)徑的(de)(de)彎(wan)(wan)心彎(wan)(wan)到(dao)一(yi)定(ding)的(de)(de)角度(du)(du)(du)或不帶彎(wan)(wan)心彎(wan)(wan)到(dao)兩面(mian)接觸(chu).（即(ji)彎(wan)(wan)曲180°，彎(wan)(wan)心直(zhi)徑d為0）后檢(jian)查彎(wan)(wan)曲處附近的(de)(de)塑性(xing)變形情況(kuang)，看是(shi)否有(you)裂紋等(deng)缺陷存在，以判(pan)定(ding)材料是(shi)否合格(ge)，彎(wan)(wan)心直(zhi)徑d可等(deng)于試樣厚(hou)度(du)(du)(du)d的(de)(de)一(yi)半、相(xiang)等(deng)，2倍、3倍等(deng)。彎(wan)(wan)曲角度(du)(du)(du)可為90°、120°、180°。
2. 金屬反復彎曲試驗(yan)
將試樣一端夾(jia)緊，在規定半徑的(de)(de)圓柱形表面上(shang)進行90°的(de)(de)重復(fu)反向(xiang)彎(wan)曲，檢驗(yan)金屬（及覆蓋層）的(de)(de)耐反復(fu)彎(wan)曲能力并顯示(shi)其缺陷的(de)(de)試驗(yan)。
四、杯突(tu)試驗
杯突試(shi)驗(yan)(yan)(yan)是金屬(shu)材料深沖(chong)性(xing)能的一種試(shi)驗(yan)(yan)(yan)方法，用來衡量檢驗(yan)(yan)(yan)金屬(shu)材料的沖(chong)壓性(xing)能。又稱埃里克森(sen)試(shi)驗(yan)(yan)(yan)（Erichsen Test）或(huo)埃氏杯突試(shi)驗(yan)(yan)(yan)，是薄板成形性(xing)試(shi)驗(yan)(yan)(yan)中(zhong)最(zui)古老、最(zui)普(pu)及(ji)的一種。
按照國家(jia)標準(zhun)，試(shi)驗(yan)(yan)采用端部為球形(xing)的沖頭(tou)，將(jiang)夾緊(jin)的試(shi)樣壓入(ru)壓模內，直至(zhi)出現穿透裂(lie)縫為止，所測量的杯突(tu)深度即為試(shi)驗(yan)(yan)結(jie)果。這種(zhong)試(shi)驗(yan)(yan)通常(chang)是(shi)在杯突(tu)試(shi)驗(yan)(yan)機上進行。試(shi)樣在做(zuo)過杯突(tu)試(shi)驗(yan)(yan)后就像只沖壓成的杯子（不過是(shi)只破(po)裂(lie)的杯子）。鋼板深沖性能不好的話(hua)，沖壓件在制作過程中就很容(rong)易開裂(lie)。
試(shi)驗時，用(yong)球頭凸(tu)模(mo)(mo)把周(zhou)邊(bian)被(bei)凹模(mo)(mo)與壓邊(bian)圈壓住的(de)(de)金屬(shu)薄板(ban)(ban)頂(ding)入(ru)凹模(mo)(mo)，形成半球鼓(gu)包(bao)直至鼓(gu)包(bao)頂(ding)部(bu)出現裂紋為(wei)(wei)止(zhi)(zhi)。如(ru)圖5-14所示，試(shi)驗用(yong)的(de)(de)硬鋼球或半球凸(tu)模(mo)(mo)1，將金屬(shu)板(ban)(ban)料4壓入(ru)內徑(jing)27mm、圓角半徑(jing)0.75mm的(de)(de)凹模(mo)(mo)2中(zhong)，板(ban)(ban)料邊(bian)緣在凹模(mo)(mo)2和壓邊(bian)圈3之間壓緊。為(wei)(wei)防(fang)止(zhi)(zhi)邊(bian)緣金屬(shu)向凹模(mo)(mo)內流動，板(ban)(ban)料尺寸應足夠(gou)大(da)(da)(da)。試(shi)驗時，金屬(shu)板(ban)(ban)料被(bei)凸(tu)模(mo)(mo)頂(ding)成半球鼓(gu)包(bao)。取鼓(gu)包(bao)頂(ding)部(bu)產(chan)生(sheng)頸(jing)縮或有裂紋出現時的(de)(de)凸(tu)模(mo)(mo)壓入(ru)深度作(zuo)為(wei)(wei)試(shi)驗指(zhi)標(biao)(biao)，稱為(wei)(wei)杯突(tu)值(zhi)或I值(zhi)，單位為(wei)(wei)mm。決定試(shi)驗指(zhi)標(biao)(biao)的(de)(de)依據是最大(da)(da)(da)載(zai)(zai)荷(he)。當不能確定最大(da)(da)(da)載(zai)(zai)荷(he)時，可(ke)(ke)以(yi)采用(yong)可(ke)(ke)見（透光）裂紋發生(sheng)時凸(tu)模(mo)(mo)壓入(ru)深度作(zuo)為(wei)(wei)指(zhi)標(biao)(biao)。但(dan)用(yong)可(ke)(ke)見裂紋法(fa)測定的(de)(de)數值(zhi)比最大(da)(da)(da)載(zai)(zai)荷(he)法(fa)測定的(de)(de)數值(zhi)要大(da)(da)(da)0.3~0.5mm。
其過程是，用規定的(de)鋼球(qiu)或球(qiu)形沖頭頂(ding)壓在壓模內的(de)試(shi)樣，直(zhi)至(zhi)試(shi)樣產生第一個(ge)裂(lie)紋為止，此時的(de)頂(ding)壓深度，即為杯(bei)突深度。其深度小(xiao)于(yu)規定值者為合格(ge)。
用球(qiu)形沖頭將夾緊的(de)金屬板或帶狀試樣壓入規定尺寸(cun)的(de)沖模(mo)中直(zhi)至出現穿(chuan)透(tou)裂(lie)縫(feng)，測量杯突(tu)深度值的(de)試驗(yan)。圖(tu)5-14為(wei)杯突(tu)試驗(yan)示意圖(tu)。
壓(ya)(ya)邊力：杯突試驗中壓(ya)(ya)緊裝置作用于試樣上的垂直(zhi)壓(ya)(ya)力。
杯突值：杯突試(shi)驗中裂縫開(kai)始穿透試(shi)驗厚度（透光）時沖頭的壓入深度。
