Под воздействием температуры в любом металле или сплаве происходят химические изменения. Зерна или кристаллиты, из которых состоит металл на микроскопическом уровне при нагревании начинают расти. Самый нижний порог температуры, при которой начинают расти зерна металла, называют температурой рекристализации. Если обработка заготовки проводится при этой температуре или более высокой, то это – горячая деформация металла.
Если при холодной деформации металл упрочняется, то при горячей, наоборот. Внутри вещества происходят релаксационные процессы. Зерна металла обретают равноосную форму – это придает материалу пластичность и снижает его прочность.
Деформировать металл горячим способом легче, чем холодным: сила сопротивления материала намного меньше. Однако при горячей деформации на заготовках неизбежно появляется окалина. Это снижает эксплуатационные свойства металла и увеличивает его расход. Из-за окалины часто размер детали на чертеже и на практике расходятся.
Горячую деформацию применяют, если нужно:
• Изготовить деталь из металлических слитков.
• Изготовить деталь из непластичного сплава, который с трудом поддается обработке.
• Изготовить крупную деталь, т.к. это выгоднее с экономической точки зрения (тратится меньше электроэнергии).
«Горячими» могут быть разные типы деформаций: прокатка, прессование, ковка, объемная штамповка. Такими методами чаще всего обрабатывают сталь и сплавы на ее основе. У каждого сплава свои температурные показатели: в частности, чем больше в составе сплава углерода, тем больше потребуется нагрев.
Существуют особые методики нагрева для горячих видов обработки металлов. Суть их сводится к тому, что заготовка должна быть прогрета равномерно в любой точке. От этого зависит дальнейшая прочность материала.
С точки зрения химии, чем сильнее нагревается металл в процесс работы, тем крупнее становятся зерна внутри него. Когда размер кристаллов достигает своего максимума, возникает критическая деформация. Допускать этого не нужно, т.к. крупнозернистый материал становится слишком хрупким и в дальнейшем с ним невозможно будет работать.
Для проведения горячей деформации металла нужно знать все свойства исходного материала, его точный состав. Именно от этого зависит выбор температуры для обработки и качество готового изделия.
