一般來說，制定金屬(shu)材料工藝的目的，在于以(yi)最經濟的生產(chan)工藝，加(jia)工出滿足(zu)要求的產(chan)品(pin)。
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(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。
不銹鋼(gang)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(xiu)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(yan)方法
對不銹鋼(gang)的加工工藝進行評價的主要有(you)以下試驗方法(fa)：
①. 拉伸試(shi)驗，用(yong)于(yu)評(ping)價材料塑(su)性(xing)(xing)、韌性(xing)(xing)，可以確定其塑(su)性(xing)(xing)成形性(xing)(xing)能；
②. 彎(wan)曲試驗(yan)，是檢驗(yan)金屬（及覆蓋層）的耐(nai)反復彎(wan)曲能力并(bing)顯示其缺陷(xian)的試驗(yan)；
③. 杯突試驗(yan)，是檢驗(yan)金屬(shu)材料沖壓性能的一種方法(fa)；
④. 沖擊試驗，是檢驗金屬材料沖擊韌性的一種方法。
以焊(han)接(jie)為例說(shuo)明金(jin)屬材(cai)料對(dui)焊(han)接(jie)加工的(de)適(shi)應(ying)性(xing)，它(ta)包括下面(mian)兩個方面(mian)。
1. 對工(gong)藝焊接(jie)性方面的(de)分析
焊接工藝(yi)評(ping)定，主要(yao)考(kao)察金(jin)屬材(cai)料(liao)在一定工藝(yi)條件下(xia)（主要(yao)指(zhi)用(yong)某種焊接方(fang)法(fa)）焊接時產生焊接缺陷（問(wen)題(ti)）的(de)(de)傾(qing)向性(xing)和嚴重性(xing)。在各種焊接工藝(yi)缺陷中裂紋的(de)(de)危害性(xing)最大，產生的(de)(de)原因多而復(fu)雜(za)，故(gu)分(fen)析的(de)(de)重點放(fang)在金(jin)屬材(cai)料(liao)的(de)(de)抗(kang)裂性(xing)能上(shang)。
2. 對使用焊接性方面的分析
焊(han)接工藝評(ping)定(ding)，主(zhu)要考(kao)察金(jin)屬材(cai)(cai)料在給定(ding)的焊(han)接工藝條件下，焊(han)成的接頭或整個焊(han)接結構是否滿足使(shi)用(yong)性(xing)能(neng)(neng)的要求，如強(qiang)度、塑性(xing)、韌(ren)度、疲勞(lao)、蠕變(bian)、耐蝕或耐磨等性(xing)能(neng)(neng)。若按等性(xing)能(neng)(neng)原(yuan)則設計焊(han)接接頭，則以母材(cai)(cai)的性(xing)能(neng)(neng)為依(yi)據，分別(bie)考(kao)察焊(han)縫(feng)金(jin)屬和焊(han)接熱影(ying)響區(qu)在焊(han)接熱作用(yong)下可能(neng)(neng)引(yin)起哪些不利于(yu)使(shi)用(yong)性(xing)能(neng)(neng)的變(bian)化。
已經建立(li)焊(han)接連續冷卻組(zu)織轉變(bian)圖（即CCT圖）的(de)(de)(de)金屬材料，可以利用該(gai)圖來預測或判斷焊(han)縫和熱影響(xiang)區的(de)(de)(de)組(zu)織和性(xing)能(neng)的(de)(de)(de)變(bian)化。
焊接接頭力學性能工(gong)藝試驗(yan)一(yi)般選(xuan)用拉(la)伸(shen)試驗(yan)、彎曲試驗(yan)、沖擊韌性試驗(yan)和硬(ying)度(du)試驗(yan)等。
①. 拉伸(shen)試驗
主要目的(de)是測定焊(han)縫或焊(han)接接頭的(de)強度（抗(kang)拉強度、屈(qu)服點）和塑性（伸長率(lv)、斷面收(shou)縮率(lv)），并且可以發現斷口(kou)上的(de)某些缺陷，如夾雜物、未(wei)焊(han)透或白點等(deng)。
②. 焊接接頭彎(wan)曲(qu)試驗
彎(wan)(wan)(wan)(wan)(wan)曲(qu)試驗(yan)(yan)的試樣(yang)(yang)分為平板和(he)(he)管子兩種(zhong)(zhong)，試驗(yan)(yan)方法(fa)分為焊(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭彎(wan)(wan)(wan)(wan)(wan)曲(qu)及壓扁試驗(yan)(yan)。焊(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭彎(wan)(wan)(wan)(wan)(wan)曲(qu)試驗(yan)(yan)目的是(shi)評定(ding)焊(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭的塑性(xing)和(he)(he)致密性(xing)，同時(shi)可反映(ying)出(chu)焊(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭各區域(yu)的塑性(xing)差別、暴(bao)露焊(han)接(jie)(jie)(jie)缺陷和(he)(he)考核熔(rong)合(he)區的質(zhi)量。彎(wan)(wan)(wan)(wan)(wan)曲(qu)試驗(yan)(yan)分面(mian)彎(wan)(wan)(wan)(wan)(wan)、背彎(wan)(wan)(wan)(wan)(wan)和(he)(he)側(ce)彎(wan)(wan)(wan)(wan)(wan)三種(zhong)(zhong)。彎(wan)(wan)(wan)(wan)(wan)曲(qu)試驗(yan)(yan)時(shi)彎(wan)(wan)(wan)(wan)(wan)軸直徑(jing)d應根(gen)據技術條件(jian)規(gui)定(ding)，試樣(yang)(yang)彎(wan)(wan)(wan)(wan)(wan)曲(qu)部(bu)位(wei)出(chu)現裂紋時(shi)立即卸載取下試樣(yang)(yang)測定(ding)彎(wan)(wan)(wan)(wan)(wan)曲(qu)角(jiao)。也可將試樣(yang)(yang)彎(wan)(wan)(wan)(wan)(wan)至(zhi)規(gui)定(ding)彎(wan)(wan)(wan)(wan)(wan)曲(qu)角(jiao)度后檢查有無(wu)裂紋，以評定(ding)接(jie)(jie)(jie)頭區域(yu)的塑性(xing)。
③. 沖擊試驗
用(yong)(yong)于測定焊(han)接接頭的(de)(de)沖(chong)(chong)(chong)擊(ji)(ji)韌(ren)度和缺(que)(que)口(kou)(kou)敏(min)(min)感(gan)(gan)性，是評定材(cai)料斷裂(lie)韌(ren)度和冷作時效敏(min)(min)感(gan)(gan)性的(de)(de)指(zhi)標(biao)之一。沖(chong)(chong)(chong)擊(ji)(ji)試(shi)(shi)驗的(de)(de)試(shi)(shi)樣(yang)分為U形缺(que)(que)口(kou)(kou)和V形缺(que)(que)口(kou)(kou)兩種(zhong)(zhong)，在同(tong)種(zhong)(zhong)材(cai)料和試(shi)(shi)驗條件下，V形缺(que)(que)口(kou)(kou)試(shi)(shi)樣(yang)的(de)(de)沖(chong)(chong)(chong)擊(ji)(ji)吸收功（Akv）比U形缺(que)(que)口(kou)(kou)試(shi)(shi)樣(yang)的(de)(de)沖(chong)(chong)(chong)擊(ji)(ji)吸收功（Aku）低(di)。不同(tong)缺(que)(que)口(kou)(kou)型(xing)式(shi)試(shi)(shi)樣(yang)的(de)(de)沖(chong)(chong)(chong)擊(ji)(ji)韌(ren)度值(zhi)或沖(chong)(chong)(chong)擊(ji)(ji)吸收功不能相互(hu)換(huan)算。焊(han)接中常用(yong)(yong)V形缺(que)(que)口(kou)(kou)沖(chong)(chong)(chong)擊(ji)(ji)試(shi)(shi)驗。
二、拉伸試驗
拉(la)(la)(la)伸(shen)(shen)試驗(yan)(yan)(yan)是指(zhi)在(zai)承受軸(zhou)向拉(la)(la)(la)伸(shen)(shen)載荷(he)下測定(ding)(ding)材料特性(xing)的(de)試驗(yan)(yan)(yan)方法。利用拉(la)(la)(la)伸(shen)(shen)試驗(yan)(yan)(yan)得(de)到的(de)數據(ju)可(ke)以確定(ding)(ding)材料的(de)彈性(xing)極(ji)限、伸(shen)(shen)長率、彈性(xing)模量、比例(li)極(ji)限、面積縮減(jian)量、拉(la)(la)(la)伸(shen)(shen)強度、屈服點、屈服強度和其他(ta)拉(la)(la)(la)伸(shen)(shen)性(xing)能(neng)指(zhi)標(biao)。從(cong)高溫下進行的(de)拉(la)(la)(la)伸(shen)(shen)試驗(yan)(yan)(yan)可(ke)以得(de)到蠕變數據(ju)。金屬(shu)拉(la)(la)(la)伸(shen)(shen)試驗(yan)(yan)(yan)的(de)步(bu)驟可(ke)參見ASTME-8標(biao)準。塑(su)料拉(la)(la)(la)伸(shen)(shen)試驗(yan)(yan)(yan)的(de)方法參見ASTM D-638標(biao)準、D-2289標(biao)準（高應變率）和D-882標(biao)準（薄(bo)片材）。ASTM D-2343標(biao)準規定(ding)(ding)了適用于玻璃(li)纖維的(de)拉(la)(la)(la)伸(shen)(shen)試驗(yan)(yan)(yan)方法；ASTMD-897標(biao)準中規定(ding)(ding)了適用于黏結劑(ji)的(de)拉(la)(la)(la)伸(shen)(shen)試驗(yan)(yan)(yan)方法；ASTMD-412標(biao)準中規定(ding)(ding)了硬橡(xiang)膠的(de)拉(la)(la)(la)伸(shen)(shen)試驗(yan)(yan)(yan)方法。
三(san)、金屬彎曲試(shi)驗
測(ce)(ce)定(ding)材料(liao)承受彎(wan)(wan)(wan)曲(qu)(qu)(qu)載荷時(shi)的(de)(de)力學(xue)特性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)試(shi)(shi)驗，是材料(liao)機械性(xing)(xing)(xing)能試(shi)(shi)驗的(de)(de)基本(ben)方法之(zhi)一。彎(wan)(wan)(wan)曲(qu)(qu)(qu)試(shi)(shi)驗主(zhu)要(yao)用(yong)于測(ce)(ce)定(ding)脆(cui)性(xing)(xing)(xing)和(he)低塑(su)(su)性(xing)(xing)(xing)材料(liao)（如鑄(zhu)鐵、高碳鋼(gang)、工具鋼(gang)等(deng)）的(de)(de)抗彎(wan)(wan)(wan)強度(du)并能反映塑(su)(su)性(xing)(xing)(xing)指標(biao)的(de)(de)撓度(du)。彎(wan)(wan)(wan)曲(qu)(qu)(qu)試(shi)(shi)驗還(huan)可(ke)用(yong)來檢查材料(liao)的(de)(de)表面(mian)質量(liang)(liang)。彎(wan)(wan)(wan)曲(qu)(qu)(qu)試(shi)(shi)驗在(zai)萬能材料(liao)機上進行(xing)，有(you)三點彎(wan)(wan)(wan)曲(qu)(qu)(qu)和(he)四點彎(wan)(wan)(wan)曲(qu)(qu)(qu)兩種加載荷方式。試(shi)(shi)樣(yang)的(de)(de)截面(mian)有(you)圓形和(he)矩形，試(shi)(shi)驗時(shi)的(de)(de)跨(kua)距一般(ban)為直(zhi)徑的(de)(de)10倍(bei)。對于脆(cui)性(xing)(xing)(xing)材料(liao)彎(wan)(wan)(wan)曲(qu)(qu)(qu)試(shi)(shi)驗一般(ban)只(zhi)產生少量(liang)(liang)的(de)(de)塑(su)(su)性(xing)(xing)(xing)變形即(ji)可(ke)破壞(huai)，而對于塑(su)(su)性(xing)(xing)(xing)材料(liao)則不能測(ce)(ce)出彎(wan)(wan)(wan)曲(qu)(qu)(qu)斷(duan)裂強度(du)，但可(ke)檢驗其延展性(xing)(xing)(xing)和(he)均(jun)勻性(xing)(xing)(xing)展性(xing)(xing)(xing)和(he)均(jun)勻性(xing)(xing)(xing)。塑(su)(su)性(xing)(xing)(xing)材料(liao)的(de)(de)彎(wan)(wan)(wan)曲(qu)(qu)(qu)試(shi)(shi)驗稱為冷彎(wan)(wan)(wan)試(shi)(shi)驗。試(shi)(shi)驗時(shi)將(jiang)試(shi)(shi)樣(yang)加載，使其彎(wan)(wan)(wan)曲(qu)(qu)(qu)到一定(ding)程度(du)，觀(guan)察試(shi)(shi)樣(yang)表面(mian)有(you)無裂縫(feng)。
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(du)，檢驗金屬(shu)承受彎(wan)曲塑性(xing)變形的能(neng)力并顯(xian)示其(qi)缺陷的試驗。
1. 冷彎試驗(yan)
用來檢(jian)驗金(jin)屬(shu)材料冷彎(wan)(wan)(wan)性(xing)能的(de)一種方法(fa)，即將材料試(shi)樣圍繞具有(you)一定(ding)直徑的(de)彎(wan)(wan)(wan)心彎(wan)(wan)(wan)到(dao)(dao)一定(ding)的(de)角(jiao)度或(huo)不帶彎(wan)(wan)(wan)心彎(wan)(wan)(wan)到(dao)(dao)兩面接觸.（即彎(wan)(wan)(wan)曲(qu)180°，彎(wan)(wan)(wan)心直徑d為(wei)0）后檢(jian)查彎(wan)(wan)(wan)曲(qu)處(chu)附近的(de)塑性(xing)變(bian)形情(qing)況，看是否有(you)裂(lie)紋等缺陷存在，以判(pan)定(ding)材料是否合格，彎(wan)(wan)(wan)心直徑d可等于(yu)試(shi)樣厚度d的(de)一半、相等，2倍(bei)、3倍(bei)等。彎(wan)(wan)(wan)曲(qu)角(jiao)度可為(wei)90°、120°、180°。
2. 金屬反復彎曲試驗
將試(shi)樣一(yi)端夾緊，在規定半徑(jing)的(de)(de)圓柱形(xing)表(biao)面上進行90°的(de)(de)重復(fu)反向(xiang)彎曲，檢驗金屬（及覆蓋層）的(de)(de)耐反復(fu)彎曲能力并顯示其缺陷的(de)(de)試(shi)驗。
四、杯突試驗
杯(bei)突(tu)試驗是(shi)(shi)金屬材(cai)料深(shen)沖性(xing)能的一(yi)種(zhong)(zhong)試驗方法，用來衡量(liang)檢驗金屬材(cai)料的沖壓性(xing)能。又(you)稱埃里克森(sen)試驗（Erichsen Test）或埃氏杯(bei)突(tu)試驗，是(shi)(shi)薄板成形性(xing)試驗中最古老、最普及的一(yi)種(zhong)(zhong)。
按照國家標準，試驗采用(yong)端部為球形的沖頭，將夾(jia)緊的試樣(yang)壓入壓模內，直至出現穿透裂(lie)縫為止，所(suo)測量(liang)的杯(bei)突(tu)深度即為試驗結果。這(zhe)種(zhong)試驗通常是在(zai)杯(bei)突(tu)試驗機上進行。試樣(yang)在(zai)做過(guo)杯(bei)突(tu)試驗后就像只沖壓成的杯(bei)子（不過(guo)是只破裂(lie)的杯(bei)子）。鋼(gang)板深沖性(xing)能不好的話，沖壓件在(zai)制作過(guo)程中就很容易開裂(lie)。
試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)時(shi)(shi)(shi)，用(yong)球頭(tou)凸(tu)模(mo)把周邊(bian)被(bei)凹模(mo)與(yu)壓(ya)邊(bian)圈(quan)壓(ya)住的(de)(de)(de)(de)金(jin)屬薄板(ban)頂(ding)入凹模(mo)，形成(cheng)半(ban)球鼓包(bao)直(zhi)至鼓包(bao)頂(ding)部(bu)出現裂(lie)紋為止。如(ru)圖5-14所示，試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)用(yong)的(de)(de)(de)(de)硬鋼(gang)球或(huo)半(ban)球凸(tu)模(mo)1，將金(jin)屬板(ban)料(liao)4壓(ya)入內(nei)徑(jing)27mm、圓角(jiao)半(ban)徑(jing)0.75mm的(de)(de)(de)(de)凹模(mo)2中，板(ban)料(liao)邊(bian)緣(yuan)在凹模(mo)2和壓(ya)邊(bian)圈(quan)3之(zhi)間壓(ya)緊。為防止邊(bian)緣(yuan)金(jin)屬向凹模(mo)內(nei)流動，板(ban)料(liao)尺寸應足夠大(da)。試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)時(shi)(shi)(shi)，金(jin)屬板(ban)料(liao)被(bei)凸(tu)模(mo)頂(ding)成(cheng)半(ban)球鼓包(bao)。取鼓包(bao)頂(ding)部(bu)產生頸縮或(huo)有裂(lie)紋出現時(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)凸(tu)模(mo)壓(ya)入深度作為試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)指(zhi)標，稱為杯突(tu)值或(huo)I值，單位為mm。決定(ding)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)指(zhi)標的(de)(de)(de)(de)依(yi)據是(shi)最大(da)載(zai)荷(he)。當(dang)不能確定(ding)最大(da)載(zai)荷(he)時(shi)(shi)(shi)，可以采用(yong)可見（透(tou)光(guang)）裂(lie)紋發生時(shi)(shi)(shi)凸(tu)模(mo)壓(ya)入深度作為指(zhi)標。但用(yong)可見裂(lie)紋法(fa)測定(ding)的(de)(de)(de)(de)數值比(bi)最大(da)載(zai)荷(he)法(fa)測定(ding)的(de)(de)(de)(de)數值要大(da)0.3~0.5mm。
其過程是(shi)，用規(gui)定(ding)的鋼球(qiu)或球(qiu)形沖頭頂(ding)壓在(zai)壓模內(nei)的試樣，直(zhi)至試樣產生第一個裂紋為(wei)止，此時的頂(ding)壓深度，即(ji)為(wei)杯突深度。其深度小于規(gui)定(ding)值者為(wei)合格。
用球形沖頭(tou)將夾緊的金(jin)屬板或帶狀(zhuang)試(shi)(shi)樣壓入規定尺(chi)寸的沖模(mo)中直至出現穿透裂縫，測(ce)量(liang)杯(bei)(bei)突(tu)深度值的試(shi)(shi)驗。圖5-14為杯(bei)(bei)突(tu)試(shi)(shi)驗示意圖。
壓邊力：杯突試(shi)驗中壓緊裝置作用于試(shi)樣上(shang)的(de)垂直壓力。
杯突值(zhi)：杯突試驗中裂縫(feng)開(kai)始穿透試驗厚度（透光(guang)）時沖頭的壓入深(shen)度。
