工藝性能

通常，採用一定的加工工藝，先將材料製成零部件，然後將零部件組裝成機器或結構，這就要求材料具有適應加工工藝的性能。一般通過工藝性能試驗確定材料是否適應某加工工藝(即材料的工藝性能)。工藝性能試驗方法通常是模擬生產實際工藝過程。

切削加工性能（或可切削性）是指金屬接受切削加工的能力，也就是將金屬切削加工戍合乎要求的工件的難易程度。這不僅與金屬本身的化學成分、機械性能等有關，而且與切削工藝（如刀具幾何形狀、耐用度、切削速度以及進刀量等）有關。影響切削加工性能的因素雖較多，但最主要的是金屬本身的性質，特別是硬度，當金屬硬度為HB150~230時，切削加工性能最好。

焊接性能（或可焊性）是指金屬能否用通常的焊接方法和工藝進行焊接，焊接性好的金屬能用通常的焊接方法和工藝進行焊接；焊接性差的金屬則不能用通常的焊接方法和工藝進行焊接，而必須用特定的焊接方法和工藝進行焊接。

焊接金屬時，在焊接（縫）處附近形成熱影響區，在熱影響區內，由於焊接加熱和冷卻，使金屬內部發生變化，冷卻時可能使金屬產生裂紋。從這個意義上講，所謂焊接性是指金屬焊接時是否容易產生裂紋，容易產生裂紋的，則焊接性能差。

鋼的化學成分對焊接性能影響很大。鋼的含碳量低，焊接性能好，故焊接後使用的鋼材，含碳量在0.17%以下；含碳量高，焊接冷卻後易產生硬化，鋼的脆性增加會產生裂紋。鋼中錳量<1.6%時，焊接性能較好，錳量>1.6%時，焊接性能差。鋼中磷、硫含量高容易產生脆裂，影響焊接性能。

焊接方法及工藝的改進，為採用焊接方法制造金屬結構開闢了廣闊的途徑（用焊接方法制造金屬結構優於鉚接）。同時，相應地要求研究、生產出更多種類宜於焊接的金屬材料。焊接性能是金屬材料較重要的工藝性能，在某些場合，焊接性的好壞往往是決定材料能否使用的關鍵，特別是對普通碳素結構鋼和低合金結構鋼更為重要。

金屬材料（如鋼板）使用時往往先經過冷（常温下）彎卷，若冷彎時不產生裂紋，則材料冷彎性能好。因此，可用冷彎產生裂紋傾向的大小來衡量冷彎性能的好壞。

一般用180°冷彎試驗鑑別金屬材料的冷彎性能。彎曲試驗如圖1所示，試樣呈矩形，其厚度為a毫米，彎曲用彎心壓頭的直徑為d毫米。對不同化學成分、不同使用要求的金屬材料，d和a的關係可根據要求按d=0或d=0.50、d=a、d=2a、d=3a進行彎曲。

試樣彎曲後，彎曲部位的外面、裏面及側面均無裂紋；斷裂或起層，即認為冷彎合格。茸材料的乃大，則冷彎性能好。

汽車、拖拉機某些部件以及日用搪瓷器皿等是衝壓成的，所以，要求金屬材料具有優良的衝壓性能。

通常用杯突試驗（如圖2所示）來鑑定金屬材料衝壓性能的好壞。在杯突（或稱艾利克森）試驗機上，衝頭以5~25毫米/分鐘的速度（後期採用下限速度），頂壓（衝壓）板狀試樣，試樣逐漸變形（從小淺坑至大深坑）；，直到試驗機儀器上的反射鏡中發現第一條裂紋時為止。儀器指示刻度數（毫米）即是杯突（深度）數。杯突（深度）數（毫米）愈大， 材料的衝壓性能愈好。

螺栓、螺釘以及鉚釘等標準件，製造時其頭部要冷鐓成型，要求這些製件的材料有較好的冷頂鍛性能。冷頂鍛試驗，就是金屬材料在冷狀態(常温)下，承受規定程度的頂鍛變形能力，並檢驗有無缺陷的一種試驗方法。

冷頂鍛試驗如圖3所示。試樣直徑或邊長<15毫米時，用手錘鍛打；直徑或邊長>15毫米時，用鍛壓機(或壓力機)鍛成規定高度：

x=h1/h=2/5或1/2，或由供、需雙方協商規定。式中h、h1分別為試樣頂鍛前、後的高度（毫米）。

鍛成規定高度後，檢查試樣側面，如無裂紋、 裂口、扯破、摺疊等，即認為冷頂鍛質量合格。 ^[1] 

高分子材料在成形過程中絕大多數是處於黏流態的，這種狀態便於其流動和成形。如果黏度過高，則製品的成形質量將受到影響，因此，要根據材料的種類及性能、成形方法及設備確定適當的黏度。

影響黏度的主要因素有聚合物的分子量、温度、壓力、剪切速率等。增加温度和降低壓力的作用相似，能降低聚合物熔體的黏度，提高其流動性；聚合物的分子量越大。纏結程度越嚴重，流動性越差；聚合物熔體的黏度會隨剪切速率的增加而降低。

收縮性指從成形的製品從模具中取出。冷卻至室温若干小時後尺寸收縮的現象。產生收縮的原因主要有聚合物的熱脹冷縮、聚合物的可壓縮性及彈性回覆、聚合物熔體的結晶、聚合物熔體的分子取向等。成形收縮率可表示為：

影響收縮的主要因素有製品本身（材料的種類、結構形狀等）、成形條件（成形壓力、成形温度、成形時間等)、模具變量(模具結構、模具温度、澆口設計等）。形狀複雜、尺寸較小、薄壁、多孔等製品，其收縮較小；成形壓力越大、製品彈性回覆能力越強，其收縮越小：成形温度高、則熱脹冷縮大。收縮越大；成形時間越長，冷卻時間越長，收縮較小，但過長的冷卻時間會影響生產效率。

吸濕性是指聚合物中各種添加劑對水的敏感程度。材料的吸濕性越大，其在成形過程中越容易發生水解作用，從而導致製品中氣泡或表面粗糙等缺陷，同時也影響其電氣性能。因此，成形前應將聚合物和掭加劑進行乾燥處理。

取向作用是指材料中的纖維狀填料（如短玻璃纖維、木粉等）和聚合物在成形時會順着流動方向平行的排列。若製品中存在取向作用，則製品就會出現各向異性。在成形厚大製品時，應積極消除取向作用，以避免製件變形或開裂。

熱塑性塑料可在一定温度下軟化直至黏滯流動，冷卻又重新硬化。在這個可以反覆多次的可逆變化過程中，大分子的化學性質不變，因此，熱塑性塑料具有較好的焊接性，可焊接成形。 ^[2]