热加工

在冶金学中，热加工是指金属在高于其再结晶温度时发生塑性变形的过程。 高于再结晶温度允许材料在变形过程中再结晶。 这一点很重要，因为再结晶可以防止材料发生应变硬化，从而最终保持较低的屈服强度和硬度以及较高的延展性。 这与冷加工形成对比。

许多种类的加工，包括轧制、锻造、挤压和拉拔，都可以用铁水完成。

热加工温度的下限由其再结晶温度决定。 作为指导原则，材料的热加工温度下限是其熔化温度的 60%（xxx温标）。 热加工的上限由多种因素决定，例如：过度氧化、晶粒长大或不希望的相变。 在实践中，通常首先将材料加热到上限，以保持尽可能低的成型力，并xxx限度地延长可用于热加工工件的时间。

任何热加工过程中最重要的方面是控制工件的温度。 传递给工件的能量的 90% 转化为热量。 因此，如果变形过程足够快，工件的温度应该升高，然而，这在实践中通常不会发生。 大部分热量通过工件表面散失到较冷的工具中。 这会导致工件中出现温度梯度，通常是由于横截面不均匀，其中较薄的部分比较厚的部分温度低。 最终，这会导致较冷、延展性较差的表面开裂。 最小化问题的一种方法是加热工具。 工具越热，损失的热量就越少，但随着工具温度的升高，工具寿命会缩短。 因此，必须妥协加工温度； 通常，热加工工具被加热到 500–850°F (325–450°C)。

优点是：

• 屈服强度降低，因此更容易工作并使用更少的能量或力
• 延展性增加
• 升高的温度会增加扩散，从而消除或减少化学不均匀性
• 孔隙可能会在变形过程中缩小或完全闭合
• 在钢中，弱的、延展性的面心立方奥氏体微观结构发生变形，而不是在较低温度下发现的强体心立方铁素体微观结构

通常热加工的初始工件最初是铸造的。 从微观结构的角度来看，铸件的微观结构并不能优化工程性能。 热加工改善了工件的工程性能，因为它用具有细小球形晶粒的微观结构代替了微观结构。 这些晶粒增加了材料的强度、延展性和韧性。

还可以通过重新定向夹杂物（杂质）来改善工程性能。 在铸造状态下，夹杂物是随机取向的，当与表面相交时，夹杂物可能成为裂纹的传播点。 当材料经过热加工时，夹杂物往往会随着表面轮廓流动，从而产生纵梁。 作为一个整体，弦创建了一个流动结构，其中属性是各向异性的（根据方向不同）。 通过平行于表面定向的纵梁，它加强了工件，特别是在断裂方面。 纵梁充当裂纹抑制器，因为裂纹会通过纵梁而不是沿着它传播。

缺点是：

• 金属与周围大气之间发生不良反应（工件结垢或快速氧化）
• 由于热收缩和不均匀冷却引起的翘曲，公差精度较低
• 由于各种原因，整个金属的晶粒结构可能会有所不同
• 需要某种加热装置，例如燃气炉或柴油炉或感应加热器，这可能非常昂贵

• 滚动
  • 热轧
• 热纺
• 挤压
• 锻造
• 绘图
• 旋转穿孔