Co działa na gorąco?
Obróbka na gorąco to termin podgrzewania stali lub innych metali, a następnie walcowania, tłoczenia lub wbijania ich w pożądane kształty. Ogrzewanie metali powyżej ich krytycznego punktu, w którym kryształy metali mogą płynąć jak bardzo gęste ciecze, zmniejsza naprężenia i ułatwia ich walcowanie lub kształtowanie. Metal poddany obróbce na gorąco może być mniej kruchy lub mniej podatny na pękanie niż metale obrabiane na zimno.
Metale zawierają strukturę krystaliczną, losową mieszankę wielostronnych kryształów, które można porównać do ziaren piasku. Gdy większość metali ma temperaturę pokojową, kryształy są ciasno upakowane, a metal jest uważany za sztywny. Jeśli metal zostanie podgrzany powyżej temperatury krystalizacji, określanej jako punkt krytyczny, kryształy tracą przyczepność do siebie, a metal płynie lub można go łatwo kształtować.
Obróbka metali na zimno w temperaturze pokojowej tworzy bardzo twarde części metalowe, ale może powodować naprężenia w metalu prowadzące do ewentualnych pęknięć lub awarii. Dzieje się tak, ponieważ kryształy metali nie mogą się przemieszczać wokół siebie i chcą powrócić do stanu mniejszego naprężenia. Kształtowanie na zimno można porównać do rozciągania gumki z naprężeniami kryształów. Metale można później ogrzewać w procesie zwanym wyżarzaniem, w którym metal ogrzewa się do wysokiej temperatury, utrzymuje w nim, a następnie powoli chłodzi w celu zmniejszenia naprężenia. Obróbka na gorąco zapobiega temu naprężeniu i znacznie ułatwia obsługę metalu.
Kiedy walcowane są gorące metale, kryształy metalu przesuwają się wzdłuż siebie i zmieniają kształt z okrągłych na długie i cieńsze. Ta zmiana może sprawić, że metal będzie silniejszy w kierunku kryształów, ale słabszy, jeśli siła zostanie dodana przeciwnie do kierunku. Walcowane metale można wyżarzać, aby odzyskać część pierwotnego kształtu kryształu, który wzmacnia metal.
Praca w wyższych temperaturach tworzy plastyczny metal, który jest metalem, który może się zginać lub jest mniej kruchy. Plastyczność może być wadą w przypadku części wymagających wysokiej odporności na uderzenia, takich jak narzędzia lub ostrza. Po obróbce na gorąco może nastąpić odpuszczanie, czyli ogrzewanie, po którym następuje szybkie schłodzenie w wodzie lub oleju, aby odzyskać część wytrzymałości obrabianego na zimno metalu.
Jedną wadą obróbki na gorąco jest temperatura wymagana do osiągnięcia punktu krytycznego niektórych metali. Niektóre stale o wysokiej wytrzymałości mogą wymagać ogrzewania do bardzo wysokich temperatur, aby umożliwić pracę bez tworzenia naprężeń metalowych. Temperatury te mogą wymagać specjalnych obrabiarek zdolnych do utrzymania własnej wytrzymałości i odporności na działanie wysokich temperatur metalu. To urządzenie może również wymagać wysokotemperaturowych obwodów grzewczych na rolkach lub tłocznikach, aby utrzymać metal w cieple i zapobiec obróbce na zimno.