[科普中国]-工艺性能

材料适应实际生产工艺要求的能力。亦称为“加工性能”。对材料使用某种加工方法或过程，以获得优质制品的可能性或难易程度。如铸造性、锻造性、深冲性、弯曲性、切削性、可焊性、淬透性等。工艺性能往往由多种因素 (物理的、化学的、力学的) 的综合作用决定。

钢材的工艺性能通常，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。

冷弯性能金属材料（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。

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。

冲压性能汽车、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。

通常用杯突试验（如图2所示）来鉴定金属材料冲压性能的好坏。在杯突（或称艾利克森）试验机上，冲头以5~25毫米/分钟的速度（后期采用下限速度），顶压（冲压）板状试样，试样逐渐变形（从小浅坑至大深坑）；，直到试验机仪器上的反射镜中发现第一条裂纹时为止。仪器指示刻度数（毫米）即是杯突（深度）数。杯突（深度）数（毫米）愈大， 材料的冲压性能愈好。

冷顶锻性能螺栓、螺钉以及铆钉等标准件，制造时其头部要冷镦成型，要求这些制件的材料有较好的冷顶锻性能。冷顶锻试验，就是金属材料在冷状态(常温)下，承受规定程度的顶锻变形能力，并检验有无缺陷的一种试验方法。

冷顶锻试验如图3所示。试样直径或边长15毫米时，用锻压机(或压力机)锻成规定高度：

x=h1/h=2/5或1/2，或由供、需双方协商规定。式中h、h1分别为试样顶锻前、后的高度（毫米）。

锻成规定高度后，检查试样侧面，如无裂纹、 裂口、扯破、折叠等，即认为冷顶锻质量合格。1

高分子材料的工艺性能黏度高分子材料在成形过程中绝大多数是处于黏流态的，这种状态便于其流动和成形。如果黏度过高，则制品的成形质量将受到影响，因此，要根据材料的种类及性能、成形方法及设备确定适当的黏度。

影响黏度的主要因素有聚合物的分子量、温度、压力、剪切速率等。增加温度和降低压力的作用相似，能降低聚合物熔体的黏度，提高其流动性；聚合物的分子量越大。缠结程度越严重，流动性越差；聚合物熔体的黏度会随剪切速率的增加而降低。

收缩性收缩性指从成形的制品从模具中取出。冷却至室温若干小时后尺寸收缩的现象。产生收缩的原因主要有聚合物的热胀冷缩、聚合物的可压缩性及弹性回复、聚合物熔体的结晶、聚合物熔体的分子取向等。成形收缩率可表示为：

影响收缩的主要因素有制品本身（材料的种类、结构形状等）、成形条件（成形压力、成形温度、成形时间等)、模具变量(模具结构、模具温度、浇口设计等）。形状复杂、尺寸较小、薄壁、多孔等制品，其收缩较小；成形压力越大、制品弹性回复能力越强，其收缩越小：成形温度高、则热胀冷缩大。收缩越大；成形时间越长，冷却时间越长，收缩较小，但过长的冷却时间会影响生产效率。

吸湿性吸湿性是指聚合物中各种添加剂对水的敏感程度。材料的吸湿性越大，其在成形过程中越容易发生水解作用，从而导致制品中气泡或表面粗糙等缺陷，同时也影响其电气性能。因此，成形前应将聚合物和掭加剂进行干燥处理。

取向作用取向作用是指材料中的纤维状填料（如短玻璃纤维、木粉等）和聚合物在成形时会顺着流动方向平行的排列。若制品中存在取向作用，则制品就会出现各向异性。在成形厚大制品时，应积极消除取向作用，以避免制件变形或开裂。

可焊性热塑性塑料可在一定温度下软化直至黏滞流动，冷却又重新硬化。在这个可以反复多次的可逆变化过程中，大分子的化学性质不变，因此，热塑性塑料具有较好的焊接性，可焊接成形。2

本词条内容贡献者为:

陈红 - 副教授 - 西南大学