Hva fungerer varmt?

Varmt arbeid er en betegnelse for oppvarming av stål eller andre metaller og deretter rulle, stempling eller hamre dem i ønskede former.Oppvarming av metaller over sitt kritiske punkt, der metallkrystallene kan flyte som veldig tykke væsker, reduserer stress og gjør dem lettere å rulle eller forme.Metall utsatt for varmt arbeid kan være mindre sprøtt, eller mindre sannsynlig å sprekke, enn metaller som er behandlet kaldt.

Metaller inneholder en krystallstruktur, en tilfeldig blanding av mange-sidige krystaller som kan sammenlignes med sandkorn.Når de fleste metaller er ved romtemperatur, er krystallene tett pakket sammen, og metallet anses som stivt.Hvis metallet varmes opp over krystalliseringstemperaturen, referert til som det kritiske punktet, mister krystallene grepet om hverandre og metallet vil flyte eller kan formes enkelt.

Kaldt arbeid av metaller ved romtemperatur skaper veldig tøffe metalldel, men kan forårsake belastninger i metallet som fører til eventuelle sprekker eller svikt.Dette skjer fordi metallkrystallene ikke kan bevege seg rundt hverandre, og de vil gå tilbake til en lavere stresstilstand.Kald forming kan sammenlignes med å strekke et gummibånd, med krystallene under stress.Metaller kan varmes opp senere i en prosess som kalles annealing, der metallet varmes opp til en høy temperatur, holdes der, og deretter avkjøles sakte for å redusere stress.Varmt arbeid forhindrer dette stresset og gjør metallet mye enklere å håndtere.

Når varme metaller rulles, vil metallkrystallene gli langs hverandre, og endre form fra sirkulære til lange og tynnere former.Denne endringen kan gjøre metallet sterkere i retning av krystallene, men svakere hvis kraft tilsettes motsatt av retningen.Rullede metaller kan annealjeres for å gjenvinne noe av den opprinnelige krystallformen, som styrker metallet.

Å jobbe ved høyere temperaturer skaper et duktilt metall, som er et metall som kan bøye seg eller er mindre sprøtt.Duktilitet kan være en ulempe for deler som trenger motstand med høy påvirkning, for eksempel verktøy eller kniver.Varmt arbeid kan følges av temperering, som er oppvarming etterfulgt av rask avkjøling i vann eller olje, for å gjenvinne noe av seigheten av kaldt bearbeidet metall.

En ulempe med varmt arbeid er temperaturen som kreves for å nå det kritiske punktet for noen metaller.Noen stål med høy styrke kan kreve oppvarming til veldig høye temperaturer for å tillate å fungere uten å skape metallspenninger.Disse temperaturene kan kreve spesielle maskinverktøy som er i stand til å opprettholde sin egen styrke og seighet når de blir utsatt for høye metalltemperaturer.Dette utstyret kan også kreve oppvarmingskretser med høy temperatur på ruller eller stempling av deler for å holde metallet varmt og forhindre kaldt arbeid.