通常,采用一定的加工工艺,先将材料制成零部件,然后将零部件组装成机器或结构,这就要求材料具有适应加工工艺的性能。一般通过工艺性能试验确定材料是否适应某加工工艺(即材料的工艺性能)。工艺性能试验方法通常是模拟生产实际工艺过程。
切削加工性能(或可切削性)是指金属接受切削加工的能力,也就是将金属切削加工戍合乎要求的工件的难易程度。这不仅与金属本身的化学成分、机械性能等有关,而且与切削工艺(如刀具几何形状、耐用度、切削速度以及进刀量等)有关。影响切削加工性能的因素虽较多,但最主要的是金属本身的性质,特别是硬度,当金属硬度为HB150~230时,切削加工性能最好。
焊接性能(或可焊性)是指金属能否用通常的焊接方法和工艺进行焊接,焊接性好的金属能用通常的焊接方法和工艺进行焊接;焊接性差的金属则不能用通常的焊接方法和工艺进行焊接,而必须用特定的焊接方法和工艺进行焊接。
焊接金属时,在焊接(缝)处附近形成热影响区,在热影响区内,由于焊接加热和冷却,使金属内部发生变化,冷却时可能使金属产生裂纹。从这个意义上讲,所谓焊接性是指金属焊接时是否容易产生裂纹,容易产生裂纹的,则焊接性能差。
钢的化学成分对焊接性能影响很大。钢的含碳量低,焊接性能好,故焊接后使用的钢材,含碳量在0.17%以下;含碳量高,焊接冷却后易产生硬化,钢的脆性增加会产生裂纹。钢中锰量<1.6%时,焊接性能较好,锰量>1.6%时,焊接性能差。钢中磷、硫含量高容易产生脆裂,影响焊接性能。
焊接方法及工艺的改进,为采用焊接方法制造金属结构开辟了广阔的途径(用焊接方法制造金属结构优于铆接)。同时,相应地要求研究、生产出更多种类宜于焊接的金属材料。焊接性能是金属材料较重要的工艺性能,在某些场合,焊接性的好坏往往是决定材料能否使用的关键,特别是对普通碳素结构钢和低合金结构钢更为重要。
金属材料(如钢板)使用时往往先经过冷(常温下)弯卷,若冷弯时不产生裂纹,则材料冷弯性能好。因此,可用冷弯产生裂纹倾向的大小来衡量冷弯性能的好坏。
一般用180°冷弯试验鉴别金属材料的冷弯性能。弯曲试验如图1所示,试样呈矩形,其厚度为a毫米,弯曲用弯心压头的直径为d毫米。对不同化学成分、不同使用要求的金属材料,d和a的关系可根据要求按d=0或d=0.50、d=a、d=2a、d=3a进行弯曲。
图1
试样弯曲后,弯曲部位的外面、里面及侧面均无裂纹;断裂或起层,即认为冷弯合格。茸材料的乃大,则冷弯性能好。
汽车、拖拉机某些部件以及日用搪瓷器皿等是冲压成的,所以,要求金属材料具有优良的冲压性能。