热变形(hot deformation)

金属材料在高于再结晶开始温度下进行的塑性变形过程。在金属塑性加工领域中通称热加工。在热加工过程中金属材料内部相继发生加工硬化和软化现象，但软化起主导作用。发生的回复和再结晶软化过程有5种类型：塑性变形时金属内部发生的动态回复和动态再结晶；在变形间隙时间内或变形之后的保温或冷却过程中发生的静态回复、静态再结晶和(即在动态条件下形核，在静态条件下长大)。由于回复和再结晶的软化作用，金属材料的变形抗力(见金属的变形抗力)有所降低。经过多次反复进行的热变形后，金属具有无硬化痕迹的完善的再结晶组织，晶粒细化，其力学性能得到较大的提高。并且可以通过改变热加工参数，如加热温度、变形程度、变形温度和变形速度来控制加工件的组织和性能。再结晶晶粒在冷却速度较慢时晶粒将会长大。

由于变形温度高，材料的变形抗力小，塑性好，有利于加工成形，生产效率高，所以热变形是金属塑性加工的主要方法，经常采用的热变形方法有轧制、锻造和挤压等。金属的热变形通常都限制在加工过程的初期，这时，坯料尺寸大，对工件尺寸精度的要求也较宽。很多产品因随后还要进行冷变形，工件表面质量和尺寸精度会得到进一步的改善。对于铸锭进行初期的热变形，在总变形量达到75％以上时，因热变形作用而引起的再结晶，能完全消除原始的铸态组织，形成均匀而细小的晶粒，使金属的塑性得到提高，有利于后继的热变形或冷变形。金属中所含杂质，尤其是有害的硬脆非金属夹杂物，经过多次热变形而细化，并且分布更均匀。再者，压应力在多数热变形中占优势，它可使锭坯中的小裂纹、气泡或疏松等得到焊合，使变形后的材料变得更为坚实。

热变形的缺点

预先加热坯料耗能大、费用高，有时还需要多次重新加热(如锻造)，以便保持工件能在合适的温度范围内进行热加工；大尺寸坯料的均匀加热也较困难；由此产生的坯料力学性能的差异和变形状态的不均一；坯料在高温下长时加热产生的烧损也影响材料的成材率；金属氧化引起表面化学成分的偏析和脆化，也是造成热变形产品表面质量不佳以及裂纹、破损的根源之一；随着变形应力与高温的联合作用，使工具的磨损和变形增大，坚硬的氧化铁皮的摩擦作用更加剧了工具磨损。在较小的循环应力长期作用下，热疲劳也是造成工具过早报废的原因。因此，热变形产品的成本中，模具费用所占比重是很大的。