Hvad fungerer varmt arbejde?
Varmbearbejdning er en betegnelse for opvarmning af stål eller andre metaller og derefter rulle, stempling eller hamre dem i ønsket form. Opvarmning af metaller over deres kritiske punkt, hvor metalkrystallerne kan flyde som meget tykke væsker, reducerer stress og gør dem lettere at rulle eller forme. Metal, der udsættes for varmbearbejdning, kan være mindre sprødt eller mindre tilbøjeligt til at revne end metaller, der er forarbejdet koldt.
Metaller indeholder en krystalstruktur, en tilfældig blanding af mange-sidede krystaller, der kan sammenlignes med sandkorn. Når de fleste metaller har stuetemperatur, pakkes krystallerne tæt sammen, og metallet betragtes som stift. Hvis metallet opvarmes over sin krystallisationstemperatur, kaldet det kritiske punkt, mister krystallerne deres greb om hinanden, og metallet flyder eller kan let formes.
Koldbearbejdning af metaller ved stuetemperatur skaber meget hårde metaldele, men kan forårsage spændinger i metallet, der kan føre til eventuelle revner eller fiaskoer. Dette sker, fordi metalkrystallerne ikke kan bevæge sig rundt om hinanden, og de ønsker at vende tilbage til en lavere belastningstilstand. Kold formning kan sammenlignes med at strække et gummibånd med krystaller under stress. Metaller kan opvarmes senere i en proces kaldet udglødning, hvor metallet opvarmes til en høj temperatur, holdes der og derefter afkøles langsomt for at reducere stress. Varmt arbejde forhindrer denne stress og gør metallet meget lettere at håndtere.
Når varme metaller rulles, glider metalkrystallerne langs hinanden og ændrer form fra cirkulære til lange og tyndere former. Denne ændring kan gøre metallet stærkere i krystallenes retning, men svagere, hvis der tilføjes kraft modsat retningen. Valsede metaller kan anneales for at genvinde noget af den originale krystalform, hvilket styrker metallet.
Arbejd ved højere temperaturer skaber et duktilt metal, som er et metal, der kan bøjes eller er mindre sprødt. Duktilitet kan være en ulempe for dele, der har brug for høj slagfasthed, såsom værktøj eller klinger. Varmt arbejde kan efterfølges af temperering, der opvarmes efterfulgt af hurtig afkøling i vand eller olie for at genvinde noget af sejheden i koldbearbejdet metal.
En ulempe ved varmbearbejdning er den temperatur, der kræves for at nå det kritiske punkt for nogle metaller. Nogle højstyrke stål kan kræve opvarmning til meget høje temperaturer for at gøre det muligt at arbejde uden at skabe metalspændinger. Disse temperaturer kan kræve specielle værktøjsmaskiner, der er i stand til at bevare deres egen styrke og sejhed, når de udsættes for de høje metalltemperaturer. Dette udstyr kan også kræve højtemperaturopvarmningskredsløb på ruller eller stempeldele for at holde metallet varmt og forhindre koldt arbejde.