在工業(yè)生產(chǎn)中，熱塑性加工通常是指將金屬材料加熱至高溫進(jìn)行的鍛造、熱軋等塑性加工過程，除了一些鑄件和燒結(jié)件之外，幾乎所有的金屬都要進(jìn)行熱塑性加工，其中一部分成為成品，在熱塑性加工狀態(tài)下使用；另一部分為中間制品，尚需進(jìn)一步加工。無論是成品還是中間制品，它們的性能都受熱塑性加工過程所形成組織的影響。

從金屬學(xué)的角度看，所謂熱塑性加工是指在再結(jié)晶溫度以上的塑性加工過程，在再結(jié)晶溫度以下的塑性加工過程稱為冷塑性加工。例如，鉛、錫的再結(jié)晶溫度低于室溫，因此，在室溫下對鉛、錫進(jìn)行塑性加工屬于熱塑性加工。鎢的再結(jié)晶溫度約為1200℃，因此，即使在1000℃拉制鎢絲也屬于冷塑性加工。

在一定的條件，熱塑性加工與冷塑性加工相比，具有一系列的優(yōu)點(diǎn)。

1)塑性提高，變形抗力低，產(chǎn)生斷裂的傾向性減小，可采用較大的變形量，變形達(dá)到需要尺寸時，所消耗的能量減少。

2)不易產(chǎn)生織構(gòu)，這是因?yàn)樵诟邷叵庐a(chǎn)生滑移的系統(tǒng)較多，使滑移面和滑移方向不斷發(fā)生變化。因此，在熱加工時，就不易在金屬內(nèi)產(chǎn)生擇優(yōu)取向或方向性。

3)變形量大，且不需要像冷塑性加工一樣要輔以中間退火，所以生產(chǎn)周期短，生產(chǎn)率高。

4)可使室溫下不能塑性加工的金屬（如鈦、鎂、鉬及鎳基合金等）進(jìn)行塑性加工。

5)作為開坯時使用，可以改善粗大的鑄造組織，使疏松和微小裂紋愈合。

6)組織與性能可以通過不同的熱塑性加工溫度、變形量、變形速度、冷卻速度和道次間隙時間等加以控制。

雖然熱塑性加工具有上述的優(yōu)點(diǎn)，使之在生產(chǎn)實(shí)踐中得到廣泛的應(yīng)用，但它仍然存在許多不足之處。

1)需要加熱，不如冷塑性加工簡單易行。

2)熱塑性加工制品的組織和性能不如冷塑性加工的均勻和易于控制。

3)熱塑性加工制品不如冷塑性加工制品尺寸精確，表面光潔。

4)對細(xì)或薄的加工制品，由于溫降快、尺寸精度差，不宜采用熱塑性加工，一般仍然采用冷塑性加工（如冷軋、冷拔等）的方法。

5)強(qiáng)度不高，熱塑性加工時，由于溫度高，因此對金屬起到軟化的作用。

6)金屬的消耗較大，加熱時由于表面的氧化而有約1%～3%的金屬燒損，在加工過程中也有氧化皮的脫落以及由于缺陷造成的切損增多等，使金屬的收得率降低。

7)對含有低熔點(diǎn)元素的合金不宜加工，例如對一般的碳素鋼（其中含有較多的FeS）或含有Bi的銅進(jìn)行熱塑性加工時，由于在晶界上由這些雜質(zhì)所組成的低熔點(diǎn)共晶體發(fā)生熔化，從而使晶間的結(jié)合遭到破壞而引起金屬的斷裂。

如前所述，只要有塑性變形，就會產(chǎn)生加工硬化現(xiàn)象，而只要有加工硬化，在退火時就會發(fā)生回復(fù)和再結(jié)晶。由于熱塑性加工是在再結(jié)晶溫度以上的塑性變形過程，所以因塑性變形引起的硬化過程和回復(fù)、再結(jié)晶過程引起的軟化過程幾乎同時存在。因此熱塑性加工與冷塑性加工的主要區(qū)別在于：金屬在熱塑性加工時，硬化（加工硬化）和軟化（回復(fù)和再結(jié)晶）兩種對抗過程同時出現(xiàn)，由于軟化作用可以抵消甚至超過硬化作用，故一般無加工硬化效應(yīng)；而冷塑性加工則與此相反，有明顯的加工硬化效應(yīng)。

熱塑性加工中的軟化過程比較復(fù)雜，按其性質(zhì)分為以下兩種：一是邊加工邊發(fā)生的回復(fù)和再結(jié)晶，稱為動態(tài)回復(fù)和動態(tài)再結(jié)晶；二是在變形中斷或終止后的保溫過程中，或者是在隨后的冷卻過程中所發(fā)生的亞動態(tài)再結(jié)晶、靜態(tài)回復(fù)與靜態(tài)再結(jié)晶，此時發(fā)生的靜態(tài)回復(fù)和靜態(tài)再結(jié)晶和回復(fù)和再結(jié)晶相同，唯一不同的地方是它們利用熱塑性加工的余熱進(jìn)行，而不需要重新加熱。

圖5-21所示為在熱軋和熱擠壓過程中發(fā)生的軟化過程。其中圖a表示高層錯能金屬（如鋁、α-Fe、低碳鋼，這些金屬擴(kuò)散位錯窄，位錯易發(fā)生交滑移、攀移，所以易實(shí)現(xiàn)回復(fù)）在熱軋時，由于變形量?。?0%，沒有達(dá)到動態(tài)再結(jié)晶的臨界變形量），軋制時只發(fā)生動態(tài)回復(fù)，軋制后發(fā)生靜態(tài)回復(fù)；圖b表示低層錯能金屬（如銅、奧氏體不銹鋼）在熱軋時，由于變形量小( 50%)，軋制時只發(fā)生動態(tài)回復(fù)，軋制后發(fā)生靜態(tài)回復(fù)和靜態(tài)再結(jié)晶；圖c表示高層錯能金屬在熱擠壓時，由于變形量大(99%)，擠壓中發(fā)生動態(tài)回復(fù)，出?？缀蟀l(fā)生靜態(tài)回復(fù)和靜態(tài)再結(jié)晶；圖d表示低層錯能金屬在熱擠壓時，由于變形量大(99%)，擠壓中發(fā)生動態(tài)回復(fù)和動態(tài)再結(jié)晶，出模孔后發(fā)生靜態(tài)回復(fù)、靜態(tài)再結(jié)晶和亞動態(tài)再結(jié)晶。

圖5-21    金屬材料在熱軋和熱擠壓時的軟化過程

a)熱軋：動態(tài)回復(fù)+靜態(tài)回復(fù)

b）熱軋：動態(tài)回復(fù)+靜態(tài)回復(fù)、再結(jié)晶

c)熱擠壓：動態(tài)回復(fù)+靜態(tài)回復(fù)、再結(jié)晶

d）熱擠壓：動態(tài)回復(fù)、再結(jié)晶+靜態(tài)回復(fù)、再結(jié)晶和亞動態(tài)再結(jié)晶