Hvad fungerer varmt?

Varmt arbejde er en betegnelse for opvarmning af stål eller andre metaller og derefter rulle, stempling eller hamre dem i ønskede former.Opvarmning af metaller over deres kritiske punkt, hvor metallerkrystallerne kan strømme som meget tykke væsker, reducerer stress og gør dem lettere at rulle eller forme.Metal, der udsættes for varmt arbejde, kan være mindre sprød, eller mindre tilbøjelige til at revne, end metaller, der behandles kolde.

Metaller indeholder en krystalstruktur, en tilfældig blanding af mange-sidede krystaller, der kan sammenlignes med sandkorn.Når de fleste metaller er ved stuetemperatur, er krystallerne tæt pakket sammen, og metallet betragtes som stift.Hvis metallet opvarmes over dets krystallisationstemperatur, kaldet det kritiske punkt, mister krystallerne deres greb om hinanden, og metallet vil flyde eller kan formes let.

Koldt arbejde med metaller ved stuetemperatur skaber meget hårde metaldele, men kan forårsage spændinger i metallet, der fører til eventuelle revner eller fiasko.Dette forekommer, fordi metalkrystallerne ikke kan bevæge sig rundt i hinanden, og de vil vende tilbage til en lavere stresstilstand.Kold formning kan sammenlignes med at strække et gummibånd med krystallerne under stress.Metaller kan opvarmes senere i en proces kaldet annealing, hvor metallet opvarmes til en høj temperatur, holdes der, og afkøles derefter langsomt for at reducere stress.Varmt arbejde forhindrer denne stress og gør metallet meget lettere at håndtere.

Når varmmetaller rulles, glider metalkrystallerne langs hinanden og ændrer form fra cirkulære til lange og tyndere former.Denne ændring kan gøre metallet stærkere i retning af krystallerne, men svagere, hvis kraft tilsættes modsat retningen.Rullede metaller kan udglødes for at gendanne noget af den originale krystalform, der styrker metallet.

Arbejde ved højere temperaturer skaber et duktilt metal, som er et metal, der kan flexes eller er mindre sprødt.Duktilitet kan være en ulempe for dele, der har brug for høj påvirkningsmodstand, såsom værktøjer eller klinger.Varmt arbejde kan følges af temperering, som opvarmes efterfulgt af hurtig køling i vand eller olie, for at genvinde noget af sejheden i koldt bearbejdet metal.

En ulempe ved varmt arbejde er den temperatur, der kræves for at nå det kritiske punkt i nogle metaller.Nogle stål med høj styrke kan kræve opvarmning til meget høje temperaturer for at tillade arbejde uden at skabe metalspændinger.Disse temperaturer kan kræve specielle maskinværktøjer, der er i stand til at opretholde deres egen styrke og sejhed, når de udsættes for de høje metaltemperaturer.Dette udstyr kan også kræve opvarmningskredsløb med høj temperatur på ruller eller stemplingsdele for at holde metalet varmt og forhindre koldt arbejde.