چه فرآیندهایی به شکل‌دهی فلز کمک کی کند؟
کار در حالت داغ
کار در حالت داغ تغییر شکل‌دادن فلز‌ها و آلیاژ‌ها در بالاتر از دمای تبلور مجدد آن‌هاست. این بالاتر بودن از دمای تبلور مجدد به فلز این امکان را می‌دهد تا حین تغییر شکل، تبلور مجدد انجام دهد. اهمیت این موضوع از آنجاست که تبلور مجدد از کرنش سختی فلز جلوگیری می‌کند؛ که در نهایت استحکام تسلیم و سختی را کم و شکل‌پذیری را افزایش می‌دهد که برای تغییر شکل بسیار مناسب می‌باشد.
نورد گرم منیزیم
نورد یکی از رایج‌ترین و متداول‌ترین روش‌های شکل دهی فلزات است به طوری که بیش از ۸۰٪ فراورده‌های فلزی در سطح جهان با این روش تولید می‌شوند. به‌طور کلی نورد به دو صورت گرم و سرد وجود دارد. در نورد گرم دمای کاری بالای دمای تبلور مجدد است و این امر باعث تبلور مجدد دینامیکی شده که خود موجب ریز شدن دانه‌ها و افزایش استحکام در دمای اتاق می‌شود. همچنین به دلیل دمای بالای فرایند، تنش سیلان کاهش یافته و ماده شکل پذیری بهتری از خود نشان می‌دهد. در شکل زیر تبلور مجدد دینامیکی حین نورد گرم مشاهده می‌شود. فلز
حالت جامد یا مایع فلزات عمدتاً از ظرفیت اتم‌های فلزی ناشی می‌شود که به آسانی الکترون‌های پوسته بیرونی خود را از دست می‌دهند. به‌طور کلی، نیروهایی که الکترون‌های لایه بیرونی یک اتم را در جای خود نگه می‌دارند، ضعیف‌تر از نیروهای جاذبه روی همان الکترون‌ها هستند که از برهم‌کنش بین اتم‌های فلز جامد یا مایع ناشی می‌شوند. الکترون‌های درگیر تغییر مکان پیدا می‌کنند و ساختار اتمی یک فلز را می‌توان به‌طور مؤثری به‌عنوان مجموعه‌ای از اتم‌های تعبیه‌شده در ابری از الکترون‌های نسبتاً متحرک تجسم کرد. به این نوع برهمکنش، پیوند فلزی می‌گویند. استحکام پیوندهای فلزی در فلزات مختلف در حوالی مرکز سری فلزات واسطه به حداکثر می‌رسد، زیرا این عناصر دارای تعداد زیادی الکترون جابجا شده هستند. شکل‌دهی میکرو
اصول فرایند شکل‌دهی هیدروفرمینگ در شکل ۴–۱ نشان داده شده‌است. ابتدا در شروع فرایند قطعه اولیه با توجه به ابعاد و شکل نهایی مورد نظر درون محفظهٔ قالب قرار می‌گیرد. قالب زمانی که قطعه توسط سیال برای انجام شکل‌دهی تحت نیروی داخلی P_i قرار دارد با نیروی F_c محکم بسته نگه داشته می‌شود. علاوه بر این انتهای انتهای لوله با نیروی محوری F_a تحت فشار است تا مواد را به داخل محفظه هدایت کند. قطعه تحت نیروی کنترلی همزمان محوری و داخلی شکل‌دهی می‌شوند. سیال‌های آب/روغن عمدتاً برای اعمال فشار استفاده می‌شوند که معمولاً فشار آن‌ها تا ۴۰۰۰ – ۱۲۰۰ بار افزایش می‌یابد. مقدار فشار داخلی مورد نیاز تحت تأثیر ضخامت دیوارهٔ قطعه کار و سختی و استحکام مواد قطعه قرار دارد. ریزتورینه فلزی
به منظور ساخت و تولید این ماده روش های متعددی و جود دارد. روش اصلی برای تهیه این ساختار فرآیندی با عنوان خود تکثیر پلیمریمی‌باشد.در این روش برای فراوری ریزتورینه فلزی در ابتدا قالبی بَسپاری با استفاده از تکنیکی برپایه‌ی دیسش موج‌بر خودتوچنده آماده می‌گردد. روشهای دیگری نیز برای ساختن قالب ذکر شده است. در طی فرایند، نور فرابنفش از ماسکی سوراخدار بدرون انباری از صمغی که توسط پرتو فرابنفش سخت می‌گردد، گذرانده می‌شود. زمانی که صمغ موجود در زیر سوراخهای ماسک در حال سخت شدن باشد، نور همانند کارکرد فیبرهای نوری بدام می‌افتد و فیبری بسپاری در طول مسیر نور تشکیل میگردد. سپس با استفاده از تابه‌های چندگانه نور، فیبرها بهم پیوسته، تورینه ای را شکل می‌دهند. فرایند همانند لیتوگرافی نوری است که در آن ماسکی دو بعدی برای مشخص کردن ساختار قالب آغازین استفاده میشود، بجز اینکه، نرخ دیسش در اینجا خیلی تندتر است. شکل‌گیری یک ساختار کامل درعمل استریولیتوگرافی ممکن است ساعتها طول بکشد، ولی فرایند موج‌بر خودفرم‌گیرنده، قالبها را در عرض ۱۰-۱۰۰ ثانیه شکل می‌دهد. به این ترتیب فرایند باعث ایجاد مقیاس‌پذیر و سریع تورینه‌ای سه بعدی، بزرگ و خود‌ایستا میگردد. پس از آن، این قالب با لا‌یه‌ای نازک از فلز با روش آبکاری بی‌برق نیکل پوشانده می‌شود و قالب با اسید‌کاری زددوده میگردد و در نتیجه، یک ساختار فلزی پوک، متناوب و خودایستا را به‌جا میگذارد. در گزارش اصلی از نیکل به عنوان ماده سازنده نام برده شده است. به علت فرایند آبکاری، ۷ درصد ماده از اتمهای فسفر ِ والوده تشکیل میشود و هیچ ته‌نشستی ندارد. این روش یک عملیات هزینه بر و پیچیده است ولی در نهایت کیفیت بسیار مطلوبی از محصول را ارائه می دهند.بنابرین در بین روش‌های ارائه شده ، استفاده از این نوع فرآوری برای تولیدانبوه ارجحیت دارد. روش دیگر برای ساخت ریزتورینه فلزی ، متد ذوب لیزری انتخابی (SLM) می‌باشد. این فرآیند نوعی تکنیک تولید افزودنی (Additive Manufacturing) محسوب می‌شود.اصل فرآیند SLM بر این اساس استوار است که پودر فلز در لایه‌های بسیار نازک روی یک پلتفرم سازه‌ای بکار می‌رود، که بعداً با استفاده از انرژی حرارتی ناشی از پرتوی لیزری به طور کامل ذوب می‌شود.سطح مقطع این شبکه با ذوب و انجماد ثانویه پودر فلز در هر لایه ساخته می‌شود، سپس یک لایه جدید از پودر رسوب کرده و پس از پایین اورده شدن سکوی سازه این رسوب‌ها به کمک تمیز کننده‌ها، عاری از زبری و ناهمواری می‌شوند.پرتوی لیزری می‌تواند با استفاده از الگوی تولید ی در کامپیوتر توسط اسکنر نوری ،هدایت شده و روی بستر پودر متمرکز شود.با چنین روشی هدایتی، ذرات پودر می توانند به طور انتخابی در جایی که مطلوب و دلخواه است ذوب شوند. این روش از به وجود امدن ضایعات، که مزیت اصلی روش تولید افزایشی است، اجتناب می‌کند. این مزیت در حال حاضر با دشواری و هزینه‌های بالای مربوط به آماده‌سازی پودرهای فلزی، محدود شده است؛ به طوری که هزینه قطعات ساخته‌شده معمولاً بیشتر از تاثیر کارایی مواد است.انواع مختلفی از پودر فلز می‌تواند در فرآیند SLM از جمله فولاد ضد زنگ، مس، نیکل، تیتانیوم و ابرآلیاژ استفاده شود.همچنین فرآیند SLM دارای محدودیت‌هایی در شکل دهی است. تولید هندسه‌های معلق به دلیل هدایت حرارتی ضعیف در بستر پودر در زیر پودرهای مورد نظر، دشوار است. ایجاد پایه‌های افقی نیز امکان پذیر نیست. زاویه ساخت مجموعه پایه و گره‌ها اثر قابل‌توجهی بر خواص مکانیکی دارد.مطلوب ترین زاویه سازه،تقریباً ۲۵ درجه به افق می‌باشد. این روش تولید نیز از سرعت قابل قبولی برخورداست ولی بدلیل عدم قابلیت تولید پایه‌های افقی، روش محدود تری نسبت به روش اصلی می‌باشد. شکل‌دهی چرخشی
اسپینینگ (SPINNING) یکی از قدیمی‌ترین فرایندهای تولید محدود و دسته‌ای برای قطعات متقارن توخالی و فلزی است که به نحو چشمگیری اقتصادی و ارزان می‌باشد. بنا بر مدارک و اسناد تاریخی، اسپینینگ فلزات از روزگار مصریان باستان شناخته شده بود و برای ساخت بشقاب‌های نقره ای از آن استفاده می‌شد. اما گفته می‌شود که پایه‌های اصلی صنعت اسپینینگ فلزات در ابتدای قرن دهم میلادی توسط چینی‌ها بنا نهاده شد. از آن زمان سال‌های زیادی گذشت تا این فرایند به جهان غرب آورده شد. این صنعت برای اولین بار در زمان سلطنت ادوارد سوم وارد انگلستان شد و پس از یک دورهٔ پانصد ساله، در حدود سال ۱۸۴۰ میلادی فردی به نام جردن این صنعت را به آمریکا برد. ریخته‌گری ضد جاذبه
شکل1-2 مراحل فرایند ریخته­گری CLV را نشان می­دهد. مراحل ریخته‌گری شامل تهیه ذوب در خلاء و مونتاژ قالب در محفظه خلاء جداگانه­ای در بالای محفظه ذوب می­باشد. پس از آماده سازی ذوب، دریچه بین دو محفظه باز شده و مذاب تحت تأثیر جریان خلاء از بوته به درون قالب کشیده می­شود و به محض پر شدن قالب جریان خلاء قطع و با ورود گاز خنثی آرگون به درن قالب، مذاب اضافی به بوته باز می­گردد و جریان گاز تا انجماد کامل ادامه دارد. واضح است که مزایای استفاده از فرایند CLA در فرایند CLV نیز برقرار می­باشد. با این تفاوت که در روش CLA فلز در هوا ذوب شده در صورتی که در روش CLV فلز تحت خلاء ذوب می­گردد. مهم‌ترین مزایای این روش عبارتند از: شکل‌دهی هیدرولیکی
در طریقه سنتی برای شکل‌دهی ورقهای فلزی ورق را درون قالب مربوطه قرار داده و به کمک فشار دستگاه‌های پرس سنگین ورق شکل قالب را به خود می‌گرفت. هیدروفرمینگ یا شکل‌دهی به کمک فشار آب تکنیکی جدید در ساخت و شکل‌دهی قطعاتی است که قبلاً به صورت پرسی ساخته می‌شدند. در زمینه هیدروفرمینگ ورق تحقیقات بسیاری در طی سال‌های اخیر انجام شده و روش‌های مختلفی از سوی محققان ارائه شده‌است. معمولاً از این روش برای ساخت قطعات پیچیده با سطح مقطع‌های مختلف در یک قطعه استفاده می‌شود. در حال حاضر با توجه به فضای رقابتی، منابع محدود مواد اولیه و مالی، سوخت مصرفی و همچنین مشکلات زیست‌محیطی، ضرورت استفاده از فناوری‌های جدید روز به روز بیشتر احساس می‌شود. استفاده از روش هیدروفرمینگ، نقش مهمی در کاهش وزن قطعه، هزینه ابزار و هزینه تولید دارد. برای اولین بار این روش در تولید قطعات خودرو و بدنة هواپیما در سال ۱۹۸۰ مورد استفاده قرار گرفت و در سال‌های ۱۹۸۰ تا ۱۹۹۰ این روش پیشرفت‌های زیادی داشت. در این روش به سبب اعمال فشار مکانیکی و در اثر کشش ورق گوشه‌های ورق هنگام شکل‌دهی ضخامتی کمتر از قسمت مرکزی آن پیدا می‌کند. به همین دلیل طراحان ورق را با ضخامتی بیشتر از ضخامت اصلی مورد نیاز در نظر می‌گیرند که جبران کاهش ضخامت در موقع کشش به وسیلهٔ پرس را در نظر گرفته باشند. همچنین در این روش شکل‌دهی ورق‌ها به سبب خاصیت ارتجاعی فولاد باید با زوایائی تیزتر از زاویه مورد نیاز پرس شوند تا خاصیت ارتجاعی ورق هم لحاظ شده باشد. این فرایند شبیه فرایند متداول کشش ورق بوده که در آن ابتدا یک طرف قالب که بر اساس نوع قطعه و هزینه‌های ساخت تعیین می‌شود، ساخته شده و سپس در دستگاه هیدروفرمینگ، نصب می‌شود. قطعه اولیه توسط ورق‌گیر بر روی قالب گرفته شده و پانچ(Punch) قطعه مورد نظر را به درون قالب می‌کشاند. طوری‌که در پشت دیافراگم لاستیکی فشاری از روغن وجود دارد که در واقع کار حفره را انجام می‌دهد و شکل قالب را به آن می‌دهد. اختلاف عمده روش هیدروفرمینگ ورق نسبت به فرایند موسوم کشش ورق در نوع سنبه آن بوده و در این روش از یک سیال (معمولاً امولسیون آب و روغن) یا یک ماده انعطاف‌پذیر به‌جای سنبه استفاده می‌شود. روغن تأمین‌کننده نیروی کاری و آب مایع عمل‌کننده فرایند (به‌علت فراوانی و ارزان بودن آن) و سیستم عملکرد آن‌ها نیز مشابه سرنگ است. مطابق شکل ۱ قالب به یک محفظه فشار تبدیل گردیده و فشار سیال از طریق یک دیافراگم لاستیکی واقع در بین ورق و سیال به ورق منتقل می‌شود و ورق خام شکل موردنظر را پیدا می‌کند. شکل‌دهی (فلزکاری)
اکستروژن یک فرایند فشرده سازی است که در آن فلز کار به داخل دهانه یک قالب هل داده می‌شود و در نتیجه شکل مقطع قطعه به شکل سوراخ قالب در می‌آید. آلیاژ حافظه‌دار
بسیاری از فلزات دارای ساختارهای کریستالی مختلف با ترکیب مشابه هستند، اما اکثر فلزات این اثر حافظه شکل را نشان نمی‌دهند. خصوصیات خاصی که اجازه می‌دهد آلیاژهای حافظه شکل به شکل اصلی خود پس از گرمایش بازگردند تغییر شکل بلوری آن‌ها کاملا برگشت پذیر است. در اغلب تحولات کریستال، اتم‌های موجود در ساختار به وسیله انتشار، از طریق فلز عبور می‌کنند و ترکیبات را به صورت محلی تغییر می‌دهند، هرچند فلز به‌طور کلی از همان اتم ساخته شده‌است. تحول برگشت پذیر این انتشار اتم‌ها را شامل نمی‌شود، بلکه تمام اتم‌ها در یک زمان تغییر می یابند تا ساختار جدیدی را شکل دهند، به طوری که می‌توان از یک مربع با یک فشار بر روی دو طرف متضاد ساخته شود. در دماهای مختلف، ساختارهای مختلف ترجیح داده می‌شوند و زمانی که ساختار از طریق دمای انتقال سرد می‌شود، ساختار مارتنزیتی از فاز آستنیت تشکیل می‌شود. شکل دهی سرد
شکل دهی سرد یا کار سرد فرآیندی است که در آن فلز در دمای کمتر از تبلور مجدد خود و معمولا در دمای محیط شکل می‌گیرد. چنین فرآیندهایی با تکنیک های کار گرم مانند نورد گرم ، آهنگری ، جوشکاری و غیره... فرایند بسمر
وقتی فولاد مورد نیاز تشکیل شد درون ملاقه‌هایی ریخته می‌شود و سپس درحالی که سربارهٔ سبک‌تر در پشت آن‌ وجود دارد به قالب منتقل می‌شود. این فرآیند که "ضربه" نامیده می‌شود حدوداً در ۲۰ دقیقه به پایان می‌رسد. در طی این مدت میزان پیشرفت اکسیداسیون ناخالصی‌ها با استفاده از شعله‌ای که از دهان مبدل خارج می‌شود؛ سنجیده می‌شود. استفاده از روش‌های مدرن مانند روش‌های فوتوالکتریک برای ثبت مشخصات شعله می‌تواند کمک بزرگی به کنترل کیفیت محصول نهایی کند. پس از ضربه، فلز مایع ری‌کربوریزه (اضافه کردن کربن به ماده) می‌شود تا مقدار کربن به مقدار مورد نیاز برسد؛ همچنین با توجه به کاربرد مورد نظر مواد آلیاژی دیگر نیز به آن افزوده می‌شوند. متالورژی پودر
سایر روش‌های تولید پودر شامل موارد زیر می‌باشند: تقریباً هر فلز، آلیاژ فلزی یا غیر فلزی (سرامیک، پلیمر یا موم یا گرافیت روان‌کننده) را می‌توان توسط یک یا چند روش تولید پودر به شکل پودر درآورد. بعضی از روش‌ها می‌توانند فقط پودر عناصر اساسی تولید کنند (غالباً با خلوص بالا)، در حالی که برخی دیگر می‌توانند ذرات از پیش آلیاژ شده تولید کنند. آلیاژسازی همچنین می‌تواند به صورت مکانیکی و با فرایندهایی که باعث می‌شود عناصر به هم چسبیده یا از هم جدا شوند. ماده ای که به شکل یک ذره منتقل می‌شود، روی ذره دیگر باقی می‌ماند. می‌توان ترکیبات غیرمعمولی تولید کرد که با ذوب معمولی امکان‌پذیر نیست. استحکام‌بخشی آلومینیوم
آلیاژ، یک جامد فلزی است که از طریق حل کردن یک جزء حل شدنی یا بیشتر یعنی همان عناصر آلیاژی، در توده فلز یعنی حلال، در حالت مایع ساخته می‌شود. آلیاژ در حین سرد کردن به صورت یک محلول جامد منجمد می‌شود که می‌تواند در یک محدوده ترکیب وجود داشته باشد و تمام این آلیاژ به صورت همگن خواهد بود. عناصر زیادی می‌توانند با آلومینیوم آلیاژسازی شوند لیکن تنها تعداد نسبتاً کمی از این‌ها می‌توانند سبب افزایش استحکام یا جوش پذیری شوند. مهم‌ترین عناصر آلیاژی عبارتند از سیلیسیم، که سبب افزایش استحکام و سیالیت می‌شود؛ مس، که استحکام بسیار بالا ایجاد می‌کند؛ منیزیم، که هر دو مورد استحکام و مقاومت به خوردگی را بهبود می‌بخشد؛ منگنز، که هم استحکام و هم انعطاف‌پذیری را بهبود می‌دهد؛ و روی، که در ترکیب با منیزیم یا مس، استحکام را بهبود می‌بخشد و به بازیابی استحکام از دست رفته در حین جوشکاری کمک می‌کند. کار سرد، کار سختی یا کرنش سختی، یک فرایند مهم برای افزایش استحکام یا سختی فلزات و آلیاژهایی است که نمی‌توانند با عملیات حرارتی سخت شوند. کار سختی شامل یک تغییر شکل است که با دادن انرژی مکانیکی ورودی ایجاد می‌شود. هنگامی که تغییر شکل ایجاد شود، استحکام فلز افزایش می‌یابد و سخت‌تر می‌شود ولی انعطاف‌پذیری کاهش می‌یابد. در کار سرد یک یا دو بعد از قطعه تحت کارسرد کاهش و در نتیجه بعد یا بعدهای دیگر افزایش می‌یابند. این موضوع سبب افزایش طول دانه‌های فلز در همان جهت کارسرد می‌شود. افزایش طول دانه‌ها یک جهت‌گیری ترجیحی از دانه‌ها و یک تنش سطح بالا از تنش‌های داخلی را در پی خواهد داشت. افزایش تنش داخلی نه تنها استحکام را افزایش و انعطاف‌پذیری را کاهش می‌دهد، بلکه منجر به کاهش بسیار جزیی چگالی، کاهش هدایت الکتریکی، افزایش ضریب انبساط حرارتی و کاهش مقاومت به خوردگی تنشی می‌شود. منیزیم
آلیاژهای منیزیم به دلیل دارا بودن استحکام ویژه بالا جایگزین مناسبی برای فولاد و آلومینیوم برای استفاده در قطعات سبک در صنایع اتومبیل و الکترونیک هستند که این موضوع باعث افزایش تقاضای این آلیاژ شده‌است. البته ورق‌های منیزیمی در دمای پایین تغییر شکل بسیار کمی دارند، که باعث محدودیت شدید کاربرد آن‌ها شده‌است. این شکل‌پذیری کم ناشی از غالب بودن سیستم لغزش قاعده‌ای آن در تغییر شکل است که در قطعات کارشده این بافت قاعده‌ای بسیار شدید است. شکل‌پذیری ورق‌های منیزیم بوسیلهٔ کاهش شدت بافت قاعده‌ای می‌تواند بهبود یابد از این رو تلاش‌های زیادی برای کاهش این شدت به منظور بهبود شکل‌پذیری آن انجام شده‌است. افزودن عناصر آلیاژی مانند عناصر نادر خاکی و لیتیوم یک روش مؤثر برای تضعیف بافت قاعده‌ای است با این حال اضافه کردن این عناصر گران‌قیمت، هزینهٔ تمام شده قطعه را افزایش می‌دهد؛ بنابراین نیاز به کنترل و کاهش بافت قاعده‌ای بوسیلهٔ به کاربردن تکنیک‌های فرایندهای تولید است. در سال‌های اخیر فرایندهایی مانند نورد نامتقارن، نورد متقاطع، خم کاری تکراری تک جهته، خم کاری تکراری، نورد کانال زاویه‌ای با مقطع یکسان، شکل‌دهی غلطکی موجی، آنیل با دمای بالا قبل و بعد از نورد گرم، ترکیب نورد گرم و نورد دمای بالا برای بهبود خواص ورق‌های منیزیمی بکارگرفته شده‌است. در فرایند نورد به منظور جلوگیری از شکست و ایجاد ترک، پارامترهای فرایند برای آلیاژهای Mg باید به دقت کنترل شوند، دمای بالای نورد، نورد چند مرحله‌ای با کاهش ضخامت کم و آنیل کافی بین هریک از مراحل نورد در روش سنتی نورد به کار گرفته می‌شد. افزایش دمای فرایند برای شکل‌پذیری بهتر آلیاژ Mg به دو دلیل مفید است؛ اول این که سیستم‌های لغزش غیر قاعده‌ای در دمای بالاتر فعال می‌شوند که این سیستم‌های لغزش مستقل امکان شرکت در تغییر شکل را دارند و دلیل دوم تبلور مجدد دینامیکی است که با افزایش دما، افزایش می‌یابد و باعث کاهش سختی ماده حین تغییر شکل می‌شود. آزمون ذرات مغناطیسی
فرآیند های شکل دهی شامل فرآیند های کارگرمی و کارسردی، برای به وجود آوردن صفحات،سیم ها ، میله ها ، لوله ها و ... می باشند. عیوب فرآیندهای شکل دهی عبارتند از :جوشکاری را می توان نوعی ریخته‌گری در محل در نظر گرفت که شامل ذوب کردن زمینه و پرکننده می شود.عیوب جوشکاری نیز همانند عیوب ریخته گری می باشند(اما در مقیاسی متفاوت).هم چنین ممکن است عیوب دیگری نیز شکل بگیرد. برخی از این عیوب عبارتند از : افشانش گازی
اتمیزه کردن گاز (GA) فرآیندی است که در آن فلز مایع توسط یک جت با سرعت بالا از هوا، نیتروژن، آرگون یا هلیوم برای تولید تجاری پودرهای مس، آلیاژهای مس، آلومینیوم و آن استفاده شده و یکی از اصلی‌ترین روش‌های تولید انواع پودر فلزات و آلیاژها شناخته می‌شود. آلیاژها، منیزیم، روی، تیتانیوم، آلیاژهای تیتانیوم، آلیاژهای پایه نیکل، آلیاژهای پایه کبالت، سرب، قلع، لحیم کاری، فلزات گرانبها، فلزات نسوز، بریلیم و غیره اتمیزه شدن گاز با اتمیزه شدن آب تفاوت اساسی دارد. نسبت گاز به فلز عامل غالب در کنترل اندازه ذرات است در حالی که فشار محیط تحت تأثیر اتمیزه کردن آب است. علت این تفاوت اساسی را می‌توان به راحتی توضیح داد که در مورد گازها، افزایش فشار بیش از ۰٫۱ مگاپاسکال، که در آن به سرعت صوتی می‌رسد، بسیار زیاد است. در مقابل برای افزایش کوچک در سرعت گاز، برای رسیدن به سرعت صوتی با جت آب، فشاری نزدیک به ۴۰ مگاپاسکال مورد نیاز است و سرعت به‌طور یکنواخت با جذر فشار افزایش می‌یابد. علاوه بر این، اتمیزه شدن گاز که در حین اتمیزه شدن آب صورت می‌گیرد، جریانی از قطرات در یک جریان گاز به درون جریان گاز بر روی یک زنجیره عمل می‌کند. چگالی محیط آب حدود هزار برابر بیشتر از گازهای معمولی است که بسیار زیاد است. تأثیر بیشتر اتمیزه کردن هوا برای تولید پودر آلومینیوم، مس، برنج و روی استفاده می‌شود. گازهای بی اثر در هنگام اتمیزه کردن فلزات واکنش پذیر مانند سوپرآلیاژها و تیتانیوم، محتوای آن باید کم باشد. سالانه در سراسر جهان تناژ پودرهای فلزی اتمیزه شده با گاز بی اثر بسیار کمتر از پودرهای اتمیزه شده با آب است. رابطه بین محموله‌های پودرهای آهنی و غیر آهنی حدود ۴ به ۱ است. اما از نظر ارزش بازار، آلومینیوم، نقره، و روی همگی به ارزش پودرهای آهن نزدیک هستند. ریخته‌گری فلز
فرآیندهای ریخته گری از هزاران سال پیش شناخته شده اند و به طور گسترده ای برای مجسمه سازی (به ویژه در برنز ) ، جواهرات در فلزات گرانبها و سلاح ها و ابزارها مورد استفاده قرار گرفته اند. ریخته گری مهندسی شده در 90 درصد کالاهای بادوام ، از جمله اتومبیل ، کامیون ، هوا فضا ، قطار ، معدن و تجهیزات ساختمانی ، چاه های نفت ، لوازم خانگی ، لوله ها ، هیدرانت ، توربین های بادی ، نیروگاه های هسته ای ، تجهیزات پزشکی ، محصولات دفاعی ، اسباب بازی ها و بیشتر یافت میشود. شکل‌دهی چرخشی
مقاومت به خوردگی آلیاژ WE43 که تحت فرایند RS قرار گرفته، تغییر چندانی نکرده‌است. عموماً مقاومت به خوردگی فلزاتی که تحت تغییر شکل پلاستیک قرار می‌گیرند، کاهش می‌یابد. دلایل آن عمدتاً عبارتند از: افزایش طول مزردانه‌ها و چگالی نابه جایی‌ها، همچنین ایجاد دوقلویی‌هایی که پس ار تغییرشکل پلاستیک شدید در ریزساختار ایجاد می‌گردند. با این وجود آزمایش اخیر در مورد آلیاژ WE43 تصویر پیچیده تری را ارائه داده‌است. همان گونه که ذکر گردید، در بعضی از موارد استفاده از ایمپلنت به جای بافت استخوانی، پدیدهٔ Stress Shielding Effects یا اثر محافظت تنشی اتفاق می‌افتد. به گونه ای که به دلیل تفاوت مدول الاستیک استخوان با ایمپلنت، تمام بار وارده بر استخوان توسط ایمپلنت تحمل شده و بافت استخوانی به مرور از بین رفته و جذب شده و منجر به از بین رفتن مکان استقرار ایمپلنت می‌گردد. یکی از راه حل‌ها برای رفع این مشکل، استفاده از موادی با مدول الاستیک نزدیک به استخوان است. علاوه بر این، مقاومت به خوردگی ایمپلنت در محیط بدن نیز بسیار با اهمیت است. به عنوان نمونه افزایش منیزیم معادل درکامپوزیت بی متال Ti-Mg به عنوان ایمپلنت باعث می‌شود که مدول الاستیک آن پایین آمده و در حوزهٔ مدول الاستیسیتهٔ استخوان‌های اسفنجی قرار گیرد. همچنین کاهش چگالی شدت جریان با افزایش منیزم معادل حاصل از نتیجهٔ آزمایش مقاومت به خوردگی به صورت in-Vitro، حاکی از افزایش مقاومت به خوردگی است. مضافاً تولید اکسید منیزیم و هیدروکسید منیزیم به صورت پوسته بر روی سطح پودرهای منیزیم در کامپوزیت، از دیگر دلائل این موضوع می‌باشند. نهایتاً، وجود مرزدانه‌های طولانی از آلیاژهای منیزیم سبب جلوگیری از خوردگی حفره ای گردیده و توزیع فازهای ثانویه به صورت یکنواخت، (در این مورد اینتر متالیک از فلزات نادر ) نیز در این زمینه اثرگذار می‌باشند. در این بررسی جهت ساخت این کامپوزیت علاوه بر روش متالورژی پودر، برای افزایش چگالی، کاهش تخلل و زینتر شدن بهتر ذرات پودر، از فرایند RS گرم استفاده گردیده‌است. شکل‌دهی انفجاری
بیشتر فلزات مانند: آهن، فولاد، مس، آلومینیوم و سرب قابلیت استفاده در این فرایند را دارند. همچنین بسیاری از کامپوزیتهای پایه فلزی نیز قابلیت استفاده در این روش را دارند. تیتانیوم و آلیاژهای آن بسیار سبک هستند و لذا برای صنایع هوافضا ایده‌آل می‌باشند. این مواد بسیار سخت بوده و شکل‌دهی آن‌ها دشوار است. اما به وسیله روش شکل‌دهی انفجاری با تلرانس دقیقی می‌توان آن‌ها را ساخت. فرآوری اصطکاکی اغتشاشی آلومینیوم
مشاهده گشته که به وسیلهٔ فرآوری اصطکاکی اغتشاشی بر روی آلومینیوم، حالت ابرمومسانی به وجود آمده و افزایش طول حتی تا بالای %۱۰۰۰ نیز می‌رسد. فرآوری اصطکاکی اغتشاشی از انواع فرایندهای تغییر شکل پلاستیک شدید است. در این تکنیک یک ابزار استوانه ای چرخان با شانه قطور و نوکی که می‌تواند هندسه‌های مختلف داشته باشد و به پین موسوم است، درون قطعه کار به عمق مشخصی نفوذ کرده و با حرکت پیشروی در جهت دلخواه منطقه را در امتداد حرکت خود پالایش دانه می‌کند.وظیفهٔ شانهٔ ابزار تولید حرارت اصطکاکی بوده و وظیفهٔ پین ابزار ایجاد کرنش و اغتشاش جهت کامل کردن فرایند ترمومکانیکی می‌باشد. این تکنیک دقیقاً اصولی مشابه با فرز کاری عمو محور با ابزار انگشتی است. با این تکنیک می‌توان کامپوزیت سطحی نیز در عمق مشخصی تولید کرد. قطعه کار فرآوری شده در ریز ساختار خود دارای چهار منطقهٔ متفاوت از نظر دانه بندی و خواص مکانیکی می‌باشد: در بین تمامی مناطق بالا، منطقهٔ متاثر از حرارت HAZ به علت رشد دانه ها(آنیلینگ) و احتمال ترک دارای ضعیف‌ترین خواص مکانیکی و سختی می‌باشد و خطرناکترین و حساس‌ترین قسمت قطعه کار فرآوری شده‌است. پالایش دانه (به انگلیسی: grain refinement) نوعی فرایند ترمومکانیکی است که در آن دانه بندی فلزات کوچک تر شده و در سطح انرژی پایین تری نیز نسبت به حالت کار سرد قرار دارند و خواص مکانیکی برتر را به ارمغان می‌آورند. آلومینیوم یکی از فلزاتی است که به شدت مستعد پالایش دانه تحت فرایندهای تغییر شکل پلاستیک شدید می‌باشد. تغییر شکل پلاستیک شدید باعث پالایش دانه در آلیاژهای آلومینیوم می‌شود.از معروف‌ترین فرایند تغییر شکل پلاستیک شدید که بر روی آلیاژهای آلومینیوم انجام می‌گردد می‌توان به اکستروژن در کانال زاویه دار (ECAP)اشاره کرد. فرایندی که در حین فرآوری اصطکاکی اغتشاشی رخ می‌دهد به تبلور مجدد دینامیکی یا پویا موسوم است. تبلور مجد پویا به هر دو عامل دما و کرنش یا تغییر شکل نیازمند است و نزدیک به دمای تبلور مجدد فلز تحت فرآوری رخ می‌دهد. نرخ کرنش، نرخ سرمایش و مدت زمان سپری شده در دمای بیشینه نیز از موثرترین عوامل در تحول تبلور مجدد پویا می‌باشد. به طور خلاصه تبلور مجدد دینامیکی شامل تکثیر نابجایی‌ها در ساختار بلوری فلز و کنار هم قرار گرفتن نابجایی‌های تولید شده و به وجود آوردن مرز دانه‌های فرعی می‌باشد و دما نیز باعث پایدار شدن سطح انرژی دانه‌ها با منظم کنار هم قرار گرفتن نابجایی‌های تولید شده و سهولت تغییر شکل و افزایش کرنش و تکثیر نابجایی‌ها می‌گردد. نیتریده‌کردن
نیتریده کردن یا نیتروژن دهی یک نوع عملیات حرارتی است که نیتروژن را بر روی سطوح یک فلز واپخش می‌کنند تا یک پوسته-سخت ایجاد شود. در این فرآیند فلز در محیط غنی از نیتروژن تا دمای پایین تر از دمای AC1 گرم می شود و با نگهداری فلز در این دما به مدت زمان کافی، نیتروژن به داخل آلیاژ نفوذ می کند. با نفوذ نیتروژن و تشکیل انواع نیتریدها، لایه سطحی آلیاژ سخت میگردد. بنابراین بعد از این عملیات نیازی به کوئنچ کردن نمی باشد.از این فرایند بیشتر برای فولادهای کم-کربن، کم-آلیاژ استفاده می‌شود. همچنین برای فولادهای کربن-متوسط و کربن-بالا،تیتانیم، آلومینیوم، کروم، وانادیم و مولیبدن نیز استفاده می‌شود. این عناصر هنگام تماس با نیتروژن اتمی در سطح قطعه، نیتریدهای پایدار و سخت مانند نیتریدهای کروم، نیترید تیتانیوم، نیتیرید آلومینیوم و موارد دیگر تشکیل می دهند. در واقع سختی زیاد لایه های سطحی فولادهای نیتریده شده ناشی از وجود همین ذرات بسیار ریز و پراکنده نیتریدهای آلیاژی می باشد. شکل‌دهی انفجاری
روش‌های مختلفی برای انجام این کار وجود دارد، یکی از آن‌ها قرار دادن قطعه در مقابل یک قالب و انفجار بار در فاصله مناسب از آن می‌باشد. این فرایند یعنی فرم‌دهی الکتروهیدرولیک نوعی از فرم‌دهی فلزات می‌باشد که قوس تخلیه الکتریکی برای تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی مکانیکی استفاده می‌شود. یک بانک خازنی یک پالس جریان بالا را به دو الکترود، که در فاصله کمی از هم قرار دارند و در یک مایع نظیر آب یا روغن قرار دارند، انتقال می‌دهد. قوس جریان به سرعت سیال اطراف را تبخیر کرده که منجر به تولید ضربه موج می‌شود. قطعه مورد نظر، که در تماس با سیال قرار دارد، با برخورد به قالب شکل می‌گیرد. یکی دیگر از روش‌های مشابه شکل‌دهی انفجاری، شکل‌دهی الکترومغناطیسی است که با استفاده از میدان مغناطیسی درون قطعه یک جریان الکتریکی ایجاد می‌کند که جریان ایجاد شده نیز باعث ایجاد یک میدان مغناطیسی مخالف با میدان اول می‌شود. برآیند این دو نیرو باعث شکل‌دهی به فلز می‌شود. در واقع می‌توان فرم‌دهی الکتروهیدرولیک را پلی میان شکل‌دهی انفجاری و شکل‌دهی الکترومغناطیسی دانست. شکل‌دهی (فلزکاری)
"افزودنی‌های فشار شدید" یک فیلم شیمیایی تشکیل می‌دهند که هم به قطعه کار و هم ابزار پیوند می‌خورند، و باعث افزایش روانکاری تحت فشار و دمای بالا می‌شوند. "مواد افزودنی مرزی" (از جمله چربی‌ها و مواد جامدی مانند گرافیت) خود را به سطوح فلزی متصل می‌کنند و در فشار زیاد، خاصیت ضربه‌گیری یا جداسازی راحت را فراهم می‌کنند. سایر افزودنی‌ها می‌توانند روانکاری هیدرودینامیکی را بهبود بخشند، در این حالت ترکیب روان‌کننده و سرعت حرکت نسبی برای ایجاد یک لایه روان‌کننده ضخیم که از تماس مکانیکی ابزار و قطعه کار جلوگیری کند، کافی است. نیروها و توان مورد نیاز برای عملیات ممکن است ۳۰٪ تا ۴۰٪ کاهش یابد و سایش ابزار کاملاً از بین برود. شیمی آلی فلزی
کلیه ترکیبات آلی فلزی از دیدگاه ترمودینامیکی اکسایش ناپایدار هستند. نیروی محرکه لازم برای اکسایش این ترکیبات به واسطه تشکیل اکسید فلز، دی‌اکسید کربن و آب که انرژی آزاد منفی بالایی دارند، تأمین می‌شود. همچنین بیشتر این ترکیبات از دیدگاه سینتیکی در دمای اتاق یا پایین‌تر در مقابل اکسایش ناپایدار هستند. اغلب این ترکیبات مانند دی متیل روی، تری متیل قلع، تری متیل ایندیوم به خودی خود در هوا آتش می‌گیرند. همچنین بیشتر مشتقات فلزات واسطه در برابر اکسیژن حساس هستند و معمولاً متداول و غالباً ضروری است که این مشتقات، زیر اتمسفر بی‌اثری از گاز نیتروژن یا آرگون مورد بررسی و مطالعه قرار بگیرند. شکل‌دهی (فلزکاری)
فرایندهای ورق کاری، شامل عملیات‌های شکل دهی و برشکاری است که بر روی ورق‌ها و تسمه‌های فلزی انجام می‌شود. در این فرایندها نسبت سطح-به-حجم فلز خام اولیه زیاد است؛ و در نتیجه، این نسبت یک روش مفید برای تشخیص فرایندهای ورق کاری از فرایندهای تغییر شکل توده ای است. از آنجایی که اکثر فرایندهای ورق کاری توسط دستگاه‌های پرس انجام می‌شود، معمولاً به آن "پرس کاری" (Pressworking) می‌گویند. همچنین معمولاً به قطعه ساخته شده توسط یک عملیات ورق کاری، "Stamping" گفته می‌شود. فولاد
حتی در یک بازه کوچک از غلظت‌های مختلف کربن و آهن که فولاد را می‌سازند، می‌توان ساختارهای میکروسکوپی مختلف با خواصی کاملاً متفاوت ایجاد کرد. پایدارترین حالت آهن خالص در دمای اتاق معمولی ساختار مکعبی وسط-بدنی (body-centered cubic) است که alpha iron یا α-iron خوانده می‌شود. آهن آلفا یک فلز نسبتاً نرم بوده و توان حل کردن کربن زیادی ندارد. افزودن کربن به α-iron باعث تولید فریت (ferrite) می‌شود. در دمای ۹۱۰ درجه سلسیوس آهن خالص تبدیل به ساختار مکعبی وسط-وجهی (FCC) می‌شود که gamma iron یا γ-iron خوانده می‌شود. افزودن کربن به γ-iron باعث تولید آستنیت (austenite) می‌شود. پوشش‌دهی واپخشی
پوشش‌دهی واپخشی (Diffusion Coating) فرایندی است که بر اساس اشباع نفوذ در لایه‌های سطح اشیایی که از فلزات یا آلیاژهای مختلف فلزی ساخته شده‌اند عمل کرده و خواص مکانیکی، فیزیکی و شیمیایی خاصی را به فلز می‌دهد. تفاوت خواص ایجاد شده با توجه به عملیات ذیل، به ماده انتشار یافته یا پخش شده بستگی دارد؛ که می‌توان به نمونه‌های زیر اشاره نمود: پوشش دهی آلومینیوم یا زاجی‌کردن، پوشش دهی مولیبدن، آبکاری به وسیله کروم، اشباع نفوذ یا انتشار در سه فاز مختلف ممکن و قابل انجام است: جامد، گاز و مایع شکل‌دهی هیدرولیکی
تکنولوژی هیدروفرمینگ این امکان را ایجاد کرده که بتوانیم قطعات بسیار پیچیده را تولید کنیم، از پیشرفت‌های جدید در این عرصه می‌توان به فرایند کشش عمیق هیدرومکانیکی، فرایند کشش عمیق هیدروریم، هیدروفرمینگ جفتی ورق فلزی، هیدروفرمینگ ورق با یک قالب متحرک اشاره کرد. یکی از فرایندهای مهم در این روش، فرایند کشش عمیق است. در روش سنتی احتمال پارگی و چروکیدگی به دلایل مختلفی در قطعه می‌شد. عواملی از قبیل شعاع سنبه و ماتریس، نگهداری ورق جنس ورق تأثیر زیادی داشتند. اما در تکنولوژی هیدروفرمینگ این احتمال بسیار کم شده از جمله اینکه دیگر چیزی به عنوان شعاع لبه مطرح نیست که باعث پارگی ورق شود. یکی از مهم‌ترین روش‌ها در این زمینه فرایند هیدروفرمینگ جفتی ورق می‌باشد. به‌طور خلاصه در این فرایند از دو صفحه تخت یا پیش فرم شده‌استفاده می‌شود، ابتدا گوشه‌های آن‌ها را بهم جوش می‌کنند سپس در قالب قرار می‌دهند. بعد از بسته شدن قالب قسمت جوشکاری شده بین صفحات نگهدارنده قرار می‌گیرد. سپس فشار متعادلی بین صفحات اعمال می‌گردد و تغییر شکل ورق‌ها آغاز می‌شود. هیدروفرمینگ ورق دو نوع است؛ نوع اول شکل‌دهی کیسه‌ای (Bladder forming) (وقتی‌که از یک کیسه حاوی مایع استفاده می‌شود و هیچ مایعی با ورق تماس ندارد) و نوع دوم زمانی که مایع با ورق تماس دارد (بدون کیسه). شکل‌دهی کیسه‌ای بعضی مواقع شکل‌دهی خمشی (Flexforming) نیز نامیده می‌شود. شکل‌دهی خمشی اغلب برای محصولات کم‌حجم استفاده می‌شود، مثلاً در عرصه هوافضا. یکی از انواع شکل‌دهی تماس مستقیم با سیال، کشش عمیق هیدرومکانیکی نامیده می‌شود. درکشش عمیق هیدرومکانیکی، قطعهٔ کار روی یک حلقه کشش (نگه‌دارنده) که بالای یک پانچ است قرار می‌گیرد (پانچ‌ها ابزارهایی هستند که در دو طرف لوله قرار می‌گیرد و با فشار دادن دو سر لوله باعث هل دادن ماده سازنده قطعه به سمت قسمت‌هایی که قرار است برآمده شوند، می‌شود)، سپس یک محفظه هیدرولیکی، قطعه کار را فرامی‌گیرد و یک فشار اولیه نسبتاً کم قطعه کار را روی پانچ می‌نشاند. سپس پانچ به درون محفظهٔ هیدرولیکی منتقل می‌شود و فشار تا حدود psi 15000 بالابرده می‌شود تا قطعه شکل موردنظر را به خود بگیرد. سپس فشار برداشته می‌شود و پانچ عقب می‌آید، محفظه هیدرولیکی بالابرده می‌شود و فرایند کامل می‌شود.برای قطعات بزرگ، روش هیدروفرمینگ انفجاری می‌تواند فشار شکل‌دهی را به‌وسیله انفجار ساده در بالای قطعه که در یک استخر آب فروبرده شده‌است، تولید کند. تجهیزات مورد استفاده در این روش می‌تواند خیلی ارزان‌تر از بقیه روش‌های مورد استفاده در فرایندهای پرس باشد. همچنین در این فرایند فقط از یک موج شوکی در هوا به‌عنوان ابزار تولید فشار استفاده می‌شود. به‌خصوص وقتی مواد منفجره به قطعه کار نزدیک هستند، اثرات اینرسی نتیجه را از شکل‌گیری به‌وسیلهٔ فشار هیدرواستاتیک تنها پیچیده‌تر می‌سازد.در فرایند هیدروفرمینگ لوله بلنک اولیه می‌تواند به صورت‌های لوله مستقیم، لوله خم‌دار و لوله فرم‌دار باشد. انواع لوله‌های مورد استفاده در این روش شامل انواع لوله و پروفیل‌های کشیده شده بدون جوش و درز می‌باشد. در هیدروفرمینگ لوله دو شیوه اصلی وجود دارد: پرفشار و کم‌فشار. در فرایند پرفشار لوله تماماً در یک قالب، قبل از فشرده شدن محصورشده‌است. در کم‌فشار، هنگام بسته شدن قالب، لوله کمی تحت‌فشار قرار داده می‌شود تا به یک حجم ثابت برسد. ازلحاظ تاریخی، این فرایند در دهه ۵۰ میلادی ثبت اختراع شد، اما ازلحاظ صنعتی در دهه ۷۰ میلادی برای تولید مفصل‌های T شکل بزرگ برای صنعت نفت و گاز گسترش یافت. امروزه این فرایند در بخش خودرو، جایی که بسیاری از کاربردهای صنعتی می‌تواند پیدا شود، بیشتر استفاده می‌شود. این فرایند همچنین برای ساخت اجزا لوله‌ای دوچرخه‌ها استفاده می‌شود. در هیدروفرمینگ لوله فشار به درون یک لوله که به‌وسیله قالب‌هایی با سطوح مقطع و شکل‌های مطلوب نگه‌داشته شده، اعمال می‌شود. وقتی قالب‌ها بسته‌شده‌اند، انتهای لوله به‌وسیلهٔ پانچ‌های محوری بسته‌شده‌است و لوله با سیال هیدرولیکی پرشده‌است. فشار درونی می‌تواند تا چند هزار بار افزایش یابد و این بخش باعث می‌شود لوله در برابر قالب‌ها کالیبره شود. سیال به درون لوله از طریق یکی از دو پانچ محوری تزریق می‌شود. پانچ‌های محوری متحرک هستند و کارشان ایجاد فشار محوری و هل دادن ماده سازنده لوله به‌طرف قسمتی از لوله که قرار است برآمده شود، است. همچنین ممکن است اثر پانچ‌های متقابل عرضی با قالب شکل‌گیری ترکیب شود تا برآمدگی‌هایی با نسبت قطر به طول کوچک شکل گیرد. همچنین ممکن است پانچ‌های متقابل عرضی برای ایجاد سوراخ‌هایی در قطعه کار، در پایان فرایند شکل‌گیری، استفاده شوند. شکل‌دهی (فلزکاری)
شبیه‌سازی‌های شکل دهی فلز با استفاده از روش مدل‌سازی المان محدود در دهه ۱۹۸۰ معمول شد اما به‌طور کلی به مینی کامپیوترهای قدرت بالا یا ایستگاه‌های کاری مهندسی نیاز داشت. در اواسط دهه ۱۹۹۰، افزایش سریع قدرت محاسبات امکان مدل‌سازی فرایندهای پیچیده را در رایانه‌های شخصی رومیزی فراهم کرد. امروزه با گسترش مداوم قدرت و سرعت محاسبات، شبیه‌سازی فرایند با سرعتی زیاد، ارزان و کاملاً دقیق انجام می‌شود. در نتیجه، مدل‌سازی در همه زمینه‌های تولید از جمله طراحی قطعه، طراحی فرایند تولید، عملیات حرارتی و بهینه‌سازی سطح و سایر موارد در حال استفاده است. مدل‌ها می‌توانند پیش‌بینی کنند که چگونه ماده ای به یک فرایند نورد پاسخ می‌دهد، یک قالب آهنگری را پر می‌کند، از یک قالب اکستروژن عبور می‌کند یا در یک قالب ریخته می‌شود. بارهای موجود در تجهیزات و ابزار را می‌توان پیش‌بینی کرد و می‌توان از نقص جلوگیری کرد. مدل‌های داغ شکل‌گیری می‌توانند اثرات دما و تغییر دما را که به دلیل انتقال گرما به محیط و ابزار ایجاد می‌شود، پیش‌بینی کنند. مدل‌های کار سرد می‌توانند اثرات سخت شدن کرنشی را محاسبه کنند. کل عملیات حرارتی را می‌توان شبیه‌سازی کرد، از جمله میزان خنک سازی انجام شده توسط مایع خنک‌کننده. مدل‌ها حتی می‌توانند توزیع کرنش، تنش‌های باقیمانده، ریزساختار و خصوصیات نهایی را در همه نقاط یک محصول پیش‌بینی کنند. اتصال از طریق فاز مایع گذرا
در فرایند اتصال دهی فاز مایع گذرا، اتصال با تشکیل یک فاز مایع در محل اتصال و سپس نفوذ عناصر کاهنده نقطه ذوب از محل اتصال به درون قطعات، شکل می‌گیرد. این نفوذ باعث می‌شود نقطه ذوب ناحیه اتصال بالا رفته و انجماد به صورت همدما در همان دمای فرایند رخ دهد. با ادامه عملیات گرمادهی و نفوذ، دمای ذوب و سایر خواص منطقه اتصال مشابه فلز پایه خواهد شد. یکی از مهمترین پارامترهای فرایند، نوع و ضخامت لایه واسط است که تأثیر اساسی بر روی نتیجه فرایند و پارامترهای دیگر آن دارد. در این فرایند، زمان و دمای اتصال باید به گونه‌ای انتخاب شود که فرایند انجماد همدما به طور کامل به انجام برسد. همچنین می‌توان از عملیات همگن‌سازی برای یکسان کردن ساختار اتصال با ساختار فلز پایه و از بین بردن خط جدایش استفاده کرد هر چند معمولاً به دلایل اقتصادی همگن سازی تا این حد پیش نمی‌رود. برخی مواقع همگن کردن با عملیات حرارتی ساخت قطعه درهم آمیخته می‌شود و گاهی این بخش از فرایند در دمای کاری و در شرایط سرویس قطعه صورت می‌پذیرد. اثر فرایند فرم‌دهی چرخشی بر آلیاژهای تیتانیوم
فرآیندهای تغییرشکل پلاستیک شدید   ( (SPD عموماً برای کاهش اندازۀ دانۀ فلزات به کار برده می شوند. از جمله مهم ترین فرآیندها در این زمینه (ECAP (Equal Channel Angular Pressing), ARB (Accumulative Rolling Bonding )، HPT (High Pressure Torsion  می باشند. که تاکنون برای ریزدانه کردن فلزات مختلفی از جمله Mg ، Al و Cu به کار برده شده اند. شکل دهی آلیاژهای آلومینیوم
نورد آلومینیوم در دو مرحله اتفاق می‌افتد، مرحلهٔ اول نورد گرم است که برای ورق‌های ضخیم تولید شده(Slab) به وسلیه ریخته‌گری از بین دو غلطک به صورت رفت و برگشت عبور داده می‌شود تا ضخامت آن کاهش پیدا کند سپس در مرحلهٔ بعد وارد نورد سرد می شود و ضخامت به اندازهٔ مورد نیاز می‌رسد. در نورد آلومینیوم به دلیل دیفلکشن متأثر از نیروهای شکل دهی تنهااز یک جفت غلطک استفاده نمی‌کنند و از غلطک‌های پشت بند نیز کمک می‌گیرند. لغزش
هنگامی که فلزات تحت کار سرد قرار می‌گیرند (تغییر شکل در دماهای نسبتا کم نسبت به دمای ذوب مطلق ماده، "T " ، یعنی معمولا کمتر از 0.4   "T " ) تراکم نابجایی به دلیل شکل گیری نابجایی های جدید افزایش می یابد. در نتیجه افزایش همپوشانی بین زمینه های تنش در ناحیه‌های مجاور، به تدریج مقاومت در برابر حرکت بیشتر نابجایی را افزایش می دهد. این موضوع باعث سخت شدن فلز پس از تغییر شکل می شود. این اثر به عنوان کرنش سختی یا کار سختی شناخته می شود. اشکال نابجایی در مرحله اولیه تغییر شکل یافت می شوند و به عنوان مرزهای نامشخص تعریف می شوند؛ روند بازيابي پویا در نهایت منجر به تشکیل یک ساختار سلولی حاوی مرزهایی با ناهماهنگی کمتر از 15 درجه (مرزهای دانه کم زاویه) می شود. علاوه بر این، اضافه کردن نقاطی که مانع حرکت جابجایی ها می شوند، مانند عناصر آلیاژی، می تواند زمینه های تنش ای را ایجاد کند که در نهایت ماده را تقویت می کند و نابجایی نیاز به تنش بیشتری برای ادامه حرکت پیدا می کند. ریخته‌گری
ریخته‌گری با ریختن ماده مذاب شروع می‌شود، و ممکن است واکنش‌های شیمیایی مختلفی بین فلز مذاب با محیط و اطراف اتفاق بیفتد. این واکنش‌ها معمولاً باعث ایجاد عیوب در قطعه ریخته شده می‌شوند. برای مثال واکنش فلزات با اکسیژن باعث تشکیل اکسیدهای فلزی می‌شود و این اکسیدهای فلزی می‌تواند به همراه مذاب حرکت کرده و در داخل قطعه عیب ایجاد کند. ذرات ناخالصی جدا شده از آستر پاتیل‌ها یا کوره‌ها یا ذرات ماسه جدا شده می‌توانند در داخل یا روی سطح قطعه ناخالصی‌های غیر فلزی ایجاد کنند. آلیاژسازی مکانیکی
ترکیبات بین فلزی با وجود تمام مزایای خوب دارای قابلیت تغییر شکل کم در دمای محیط و همچنین کم بودن تافنس شکست نیز می‌باشند که این معایب کاربردهای این مواد را محدود می‌کند. تلاش‌های زیادی به منظور حل این مشکل در سالهای اخیر صورت گرفته‌است. فرایند آلیاژسازی مکانیکی می‌تواند برای تولید این مواد و بهینه - سازی رفتار آنها مورداستفاده گیرد. همان گونه که در تحلیل تولید فازهای شیشه ای در هنگام آلیاژسازی مکانیکی عنوان شد، تشکیل ترکیبات بین فلزی نیز در اثر افزایش قابلیت واکنش پودرهای عنصری با پودرهای کامپوزیتی دیگر است که در هنگام آسیابکردن تولید می‌شوند. در این حالت با زیاد شدن قابلیت نفوذ، ترکیبات می‌توانند در دمای پایین جوانه زده و رشد کنند. در اینجا فرض بر این است که افزایش قابلیت نفوذ به دلیل زیاد شدن مرزدانه‌ها و عیب‌های ساختاری دیگر است. اینکه تنش‌های مکانیکی نقش اساسی در افزایش قابلیت نفوذ دارند یا نه، چندان مشخص نیست؛ اما روشن است که مرزها نقش مهمی در کاهش دمای واکنش دارند، با کاهش ضخامت لایه‌ها و افزایش مساحت مرزها واکنش آسان‌تر انجام می‌شود آبدهی (مکانیک)
همان‌طور که بیان شد این جهت افزایش استحکام و سختی مواد به کار می‌رود. اگر به‌طور ویژه فولاد را مورد بررسی قرار دهیم و بتوان به شکلی شرایط سرد شدن مذاب فولاد را تنظیم کرد که مطابق با نمودار تعادلی خود سرد شود در نهایت به فاز پرلیت و درصورتی که درصد کربن بالاتری داشته باشیم ممکن است فاز لدبوریت جامد، تشکیل می‌شود. فاز پرلیت نیز خود از دو فاز فریت و سمنتیت تشکیل می‌شود که برای درصد کربنهای زیر حدود ۰٫۱۶٪ فاز اکثریت فریت می‌باشد و برای بالای این مقدار فاز اکثریت سمنتیت است. اصطلاحاً به حالت زیر ۰٫۱۶٪ کربن سمنتیت تشکیل شده در فریت و بالای آن را فریت تشکیل شده در سمنتیت گویند. فاز سمنتیت از استحکام کافی و مناسبی برخوردار است در صورتی که فاز فریت یک فاز نرم می‌باشد. به‌طور کلی فاز پرلیت شتکیل شده قابلیت تحمل تنش‌های بالا را ندارد و می‌بایست برای بسیاری از کاربردهای فولاد استحکام آن را افزایش داد. شکل‌دهی انفجاری
شکل‌دهی انفجاری روشی است که در آن از ضربه انفجاری به جای پانچ یا فشار به منظور فرم‌دهی فلز استفاده می‌شود و از اواخر قرن هجدهم میلادی اختراع شد. گزارش شده‌است که اولین بار در سال ۱۸۷۸، توسط دانیل آدامسن در منچستر انگلستان استفاده شده‌است. در سال ۱۸۹۸ اولین پروانه ثبت اخراع شکل‌دهی انفجاری در انگلستان به شماره ۲۱۸۴۰ ثبت شد. به فاصله مدت کوتاهی بعد از آن، در سال ۱۹۰۹ ثبت اختراع به شماره ۹۳۹۷۰۲ در ایالات محده آمریکا در مورد این فرایند به ثبت رسید. در دهه ۵۰ میلادی شرکت موور توانست به وسیله این فناوری بدنه‌های فن‌های بزرگ را تولید کند. این نوآوری منجر به کاهش ۱۵ درصدی هزینه تولید نسبت به روش‌های شکل‌دهی مرسوم آن دوره شد. تفاوت عمده این روش با روش‌های دیگر شکل‌دهی فلزات در این است که ابتدا به فلز سرعت داده شده و با تبدیل انرژی جنبشی در آن‌ها به انرژی پلاستیک، تغییر شکل صورت می‌گیرد. این تکنیک در مواردی که نسبت به روش‌های مرسوم مزیت دارد نظیر هزینه ساخت و سادگی پیاده‌سازی، استفاده می‌شود. این روش به دو دسته انفجار سطح پایین و انفجار سطح بالا تقسیم می‌شود. تنش حاصله در فرم‌دهی نوع دوم تا نیز ممکن است برسد. ریخته‌گری
در حین فرایند انجماد، بیشتر فلزات کاهش حجمی بین ۳ تا ۷ درصد را تجربه می‌کنند. زمانی‌که فلزات منجمد می‌شوند، منقبض شده و در مورد یک شمش، انقباض در کاهش سطح مقطع ان رخ می‌دهد. به دلیل الگوهای انتقال حرارت، آخرین ناحیه‌ای که منجمد می‌شود در مرکز و به سمت بالای شمش است. در ابتدا مقدار درجه مایع با فرایند انجماد، کاهش می‌یابد. به تدریج، فلز در سطح خود منجمد می‌شود. فرایند انجماد از لبه‌ها شروع و به سمت داخل شروع می‌شود و باعث ایجاد فرو رفتگی v شکل روی سطح می‌شود. پس از مدتی حفرهٔ اولیه در تماس با سطح باز و سپس حفرهٔ ثانویه تشکیل می‌شود. اکستروژن
یکی از روش‌های متداول شکل دهی شدید فلزات، اکستروژن هیدرواستاتیک(Hydrostatic Extrusion) می‌باشد. این روش نوین جزو زیرشاخه‌های اکستروژن می‌باشد که به سه صورت سرد، گرم و داغ انجام می‌پذیرد. اولین استفاده کاربردی و صنعتی اکستروژن هیدرواستاتیک از سال ۱۸۹۳ میلادی شروع شده‌است. با این وجود، پیشرفت این روش به خصوص در تولید ساختار در سال‌های اخیر انجام شده‌است. روش انجام این فرایند بسیار ساده می‌باشد. بدین صورت که یک بیلت (به صورت استوانه‌ای شکل) اولیه در داخل محفظه اکستروژن قرار می‌گیرد. سپس توسط پیستون پرس(Ram) مانند، فشار به یک سیال(fluid) منتقل گشته و در نهایت فشار یکنواخت سیال روی بیلت اولیه، موجب تغییر شکل و اکستروژن ماده می‌گردد. به خاطر ایجاد تغییر شکل یکنواخت و همچنین امکان ایجاد نرخ کرنش‌های بالا(10 بر ثانیه) ضریب اصطکاک بین بیلت و قالب کم در نظر گرفته می‌شود. همچنین با انتخاب زاویه قالب کوچک نیز می‌توان به تغییر شکل همگن و یکنواخت دست یافت. با استفاده از این روش می‌توان مواد نانو ساختار با اشکال مختلف با سطح مقطع‌های پیچیده تولید کرد. با توجه به پارامترهای مختلف فرایند در هر مرحله از اکستروژن، کرنشهای بالا (در حدود هشت) را می‌توان ایجاد کرد. البته لازم است ذکر شود که برای رسیدن به مواد با اندازه نانو این فرایند باید در چند مرحله انجام پذیرد. همچنین باید در نظر داشت که نرخ کرنش بالا نباید بیش از حد زیاد باشد زیرا باعث فشار بیش از حد به بدنه قالب می‌گردد. در این روش به دلیل استفاده از فشار هیدرو استاتیک اکسترود شدن مواد به صورت یکنواخت انجام می‌گیرد. با مقایسه دیگر روش‌های تغییر شکل شدید مانند (ECAP), (HPT) و اکستروژن دوره‌ای و تکنیک فشار(CEC) می‌توان با کرنش کمتر به اندازه دانه یکسان دست یافت. اکستروژن هیدرواستاتیک در مقایسه با اکستروژن سنتی دارای مزایا و معایب مختلف می‌باشد. از جمله مزایای این روش می‌توان به سه مورد اشاره کرد. الف) فشار موجود در این فرایند به طول بیلت مورد آزمایش بستگی ندارد. زیرا اصطکاک بین بیلت و محفظه اکستروژن از بین رفته‌است. ب) فشار کل موجود بین بیلت و محفظه و بیلت با قالب به خاطر عدم وجود اصطکاک ناشی از بیلت با محفظه بسیار کم می‌باشد. ج) به خاطر اعمال تنش هیدرواستاتیک خمیدگی ماده اکسترود شده وجود نداشته و ماده با ساختار همگن تولید می‌شود. با این وجود این فرایند دارای محدودیت‌هایی نیز می‌باشد که از جمله آن‌ها عبارتند از: الف) مشکل شدن طراحی ایمن محفظه به خاطر استفاده مداوم از فشارهای بالا. ب) بارگذاری پیچیده به خاطر وجود سیال و فشار بالا و در نهایت ج) کاهش راندمان فرایند با افزایش فشار وارد بر سیال. همچنین به خاطر روغن کاری مداوم و سیکل وار در فرایند اکستروژن رفتار چسبش-لغزش (Stick-Slip) مشاهده می‌شود. این پدیده باعث می‌شود تا فشار لازم ثابت نبوده و از فشار در حالت ثابت (فشار بهینه) منحرف گردد. پدیده چسبش-لغزش همچنین باعث تغییرات در قطر بیلت و عدم ثبات در فرایند می‌شود. پارامترهای مختلفی بر روی فرایند تأثیرگذار می‌باشند. از جمله این پارامترها می‌توان به فشار اکستروژن (P)، زاویه قالب (die angle)، نرخ اکستروژن (ratio of extrusion) و سیال مورد استفاده اشاره کرد. کنترل هر کدام یک از این پارامترها منجر به تغییرا ت محسوس در فرایند اکستروژن هیدرواستاتیک می‌گردد. می‌توان با اطمینان گفت یکی از اساسی‌ترین متغیرهای فرایند هیدرواستاتیک تعیین فشار اکستروژن می‌باشد. به عبارت دیگر، هرگونه اشتباه در تعیین فشار اکستروژن باعث به وجود آمدن اختلال در امر اکستروژن خواهد شد. علاوه بر این، فشار اکستروژن خود تابعی از چهار پارامتر دیگر می‌باشد. الف) زاویه قالب، ب) نرخ اکستروژن، ج) ضریب اصطکاک و د) استحکام تسلیم ماده بیلت. با افزایش ضریب اصطکاک کار لازم برای غلبه بر نیروی اصطکاک بیشتر شده و به تبع آن فشار لازم برای تغییر شکل بیلت افزایش می‌یابد. همچنین می‌توان گفت که با افزایش استحکام تسلیم، فشار بیشتری برای تغییر شکل ماده نیاز می‌باشد. در نهایت می‌توان این‌گونه اظهار داشت که تعیین درست فشار اکستروژن کمک شایانی به بهبود عملکرد اکستروژن هیدرواستاتیک می‌نماید. پارامتر دیگری که نقش مهمی در بالا بردن راندمان کاری دارد، زاویه قالب مورد استفاده در فرایند اکستروژن هیدرواستاتیک می‌باشد. به‌طور کلی سه نوع کار در فرایند اکستروژن وجود دارد. الف) کار تغییر شکل همگن یا کمترین کار لازم برای تغییرشکل بیلت به شکل نهایی، ب) کار مازاد(Redundant Work) که در اثر پدیده برش معکوس در ناحیه تغییر شکل ایجاد می‌شود و ج) کار نیروی اصطکاک که در اثر اصطکاک بین دیواره قالب و بیلت ایجاد می‌شود. کار نیروی اصطکاک با زاویه قالب در تناسب می‌باشد. به عبارت ساده‌تر، هر چه زاویه قالب افزایش یابد، سطح تماس بین بیلت و دیواره قالب کمتر شده و نیروی اصطکاک کمتر می‌شود. این پدیده باعث کاهش فشار لازم برای تغییرشکل می‌گردد. زیرا کار لازم برای غلبه بر اصطکاک توسط فشار اکستروژن تأمین می‌گردد. به‌طور خلاصه می‌توان بیان کرد که زاویه قالب همواره باید مقدار بهینه‌ای داشته باشد تا راندمان کاری افزایش یابد. یکی دیگر از پارامترهای تأثیرگذار در راندمان فرایند اکستروژن هیدرواستاتیک، نرخ اکستروژن یا به عبارت ساده‌تر میزان کاهش سطح مقطع(Reduction of surface area) می‌باشد. در یک زاویه قالب ثابت، افزایش میزان نرخ اکستروژن منجر به افزایش سطح تماس بین بیلت و دیواره قالب شده و در نتیجه فشار زیادی برای غلبه بر کار سختی ناشی از کرنش زیاد نیاز می‌باشد.  مناسب بین سطوح بیلت و قالب در فرایند اکستروژن منجر به کاهش فشار اکستروژن می‌گردد. سیال روانکار باید خواص ویژه‌ای داشته باشد تا بهترین کارایی را در فرایند اکستروژن داشته باشد. از جمله پارامترهای مهم در انتخاب روانکار مناسب، ویسکوزیته و ضخامت فیلم روانکار می‌باشد. ضخامت فیلم روانکار تأثیر قابل توجهی بر روی اصطکاک بین بیلت و دیواره قالب می‌گذارد. به عبارت دیگر، با افزایش ضخامت روانکار، تماس بین بیلت و دیواره قالب کاهش یافته، کار نیروی اصطکاک کاهش یافته و در نهایت فشار لازم برای تغییر شکل نیز کاهش پیدا می‌کند. از طرف دیگر، تغییرات در ضخامت روانکار موجب تغییرات قابل توجه در پایانی مواد دارد. به‌طور خلاصه تر می‌توان گفت که استفاده از روانکار با ضخامت ضخیم منجر به صافی سطح پایین می‌گردد. از طرف دیگر، به دست آوردن سطوح با صافی سطح بالا را می‌توان با استفاده از روانکار با ضخامت پایین به دست آورد. ویسکوزیته نیز عاملی دیگر در انتخاب روانکار می‌باشد. با افزایش ویسکوزیته شرایط تغییر شکل بدتر شده و منجر به ایجاد ترک در بیلت و ماده نهایی می‌گردد. شکل‌دهی برشی
در صنعت برای ساخت قطعات لوله ای فلزی با جداره نازک از شکل دهی جریان استفاده می‌شود. همچنین شکل دهی جریان اغلب برای تولید چرخ‌های خودرو استفاده می‌شود و می‌توان از آن برای کشیدن چرخ به عرض دلخواه، از قطعه خام ماشینکاری شده استفاده کرد. شکل دهی جریان برای طیف وسیعی از مواد مانند آلیاژهای فولاد، تیتانیوم و آلیاژهای تیتانیوم، برنج، مس، آلومینیوم و نیکل قابل استفاده است. پدیده بازگشت فنری
۳- شکل دهی کششی (Strech Forming): شکل دهی کششی یکی از تکنیک‌های خمکاری فلزات است که مقدار بیشتری از بازگشت فنری را حذف می‌کند. قرار دادن ورق در معرض تنش‌های کششی در حین خمکاری باعث یکنواخت کردن توزیع تنش در طول ضخامنت می‌شود. این روش برای برخی خم‌های پیچیده و زوایای خیلی تیز قابل اعمال نیست. در استفاده ارز این روش بایستی مقدار کشش کنترل شود تا از ترک خوردن ورق جلوگیری به عمل آید.[1] Gardiner, F.J. , “The springback of metals”, Trans.ASME, Vol. 79 No.1: pp. 1- 9, 1957. شکل‌دهی (فلزکاری)
فرایندهای تغییر شکل توده ای به‌طور کلی با تغییر شکل‌های قابل توجه و تغییرات بزرگ در شکل مشخص می‌شوند که در آن نسبت سطح-به-حجم کار نسبتاً کوچک است. اصطلاح "توده" قسمت‌های کاری را توصیف می‌کند که دارای این نسبت سطح به حجم کم هستند. اشکال شروع کار برای این فرایندها شامل شمش‌های استوانه ای و مستطیلی می‌شود. مهندسی طلاسازی
ماده فلزی که قرار است به صورت ورق و مفتول در آید با ریخته‌گری شکل خام خود را به دست می‌آورد. سپس در حمام اسیدی قرار داده می‌شود تا ذرات سخت بوراکس وشلا که آن گرفته شود. بلوک ریختگی را بایستی با شدت و به‌طور سیستماتیک پیش آهنگری نمود. مهندسی طلاسازی
اگر خواسته شود پدیده تغییر شکل یک ماده فلزی مورد بررسی قرار گیرد، بایستی در نظر داشت که در ساختار میکروسکوپی آن فرایندهای پیچیده زیادی با هم به‌طور هم‌زمان جریان دارند و تنها در صورتی می‌توان به درک آن‌ها نائل گردید که به پدیده‌های جداگانه تفکیک شوند. این اصل متدیک نیز در اینجا در بیان توضیحات به کار می‌رود. اما همواره بایستی پیچیدگی فرایندها را در نظر داشت. تکلیس
که مهم‌ترین و سخت‌ترین مفرداتی که کشته می‌کنیم فلزات یا همان دسته اول هستند زیرا در بیشتر فلزات باید تغییراتی شیمیایی حاصل شود یعنی فرم طبیعی آن اصلاح شود و از این رو باید با عصاره‌های گیاهی مختلف این فرایند شیمیایی رو انجام دهیم و سپس فلز سخت را با حرارت و واکنش‌های شیمیایی خاص تبدیل به پودری نرم و قابل جذب در روده‌ها کنیم. اما در مفردات معدنی مهم‌ترین کاری که در فرآوری آن در کشته‌سازی انجام می‌شود علاوه بر ترکیب کردن آن با سایر عصاره‌ها و مفردات، باید حتماً حرارت داد تا عمل کلس به نحو احسن انجام شود. ریخته‌گری تحت فشار
به‌طور کلی در این روش قطعات ریختگی که اصولاً از نوع فلزات سبک هستند را به وسیله قالب‌های فلزی دائم بر روی ماشین‌های خاص ریخته‌گری کم فشار تولید می‌کنند. در این فرایند، بوته مذاب فلزات سبک که در داخل محفظه‌های گرمی در بسته قرار دارد، از طریق لوله انتقال مذاب با قالب فلزی در تماس قرار می‌گیرد. هوای فشرده یا همان گاز را به منظور پر کردن قالب به محفظه مذاب هدایت می‌کنند تا در نتیجه فشاری در حدود ۰٫۲ تا ۰٫۵ بار بر آن اعمال شود و مذاب از طریق لوله انتقال به سمت بالای قالب فرستاده می‌شود تا در نهایت قالب پر شود. لازم به توضیح است که در مرحله انجماد مذاب، فشار اعمالی بایستی همچنین برقرار باشد تا ساختار بلوری متراکم و یکنواختی به وجود بیاید. بافت (مواد)
در ساخت ورق فلزی اغلب شامل یک فشرده سازی در یک جهت و در عملیات نورد کارآمد ، تنش در جهت دیگر است که می تواند با فرآیندی به عنوان جریان دانه ، بلوریت ها را در هر دو محور جهت یابی کند. با این حال ، کار سرد بسیاری از نظم بلوری را از بین می برد ، و کریستال های جدیدی که با عملیات حرارتی  بوجود می آیند معمولاً دارای بافت متفاوتی هستند. كنترل بافت در ساخت ورق استيل سيليكون براي هسته هاي ترانسفورماتور (براي كاهش هيسترزي مغناطيسي) و قوطي هاي آلومينيايي بسيار مهم است (از آنجا كه فرایند کشش عميق نياز به پلاستیسیته شديد و نسبتاً يكنواخت دارد). شکل‌دهی (فلزکاری)
فرایند نورد یک فرایند تغییر شکل فشاری است که در آن ضخامت یک تختال یا صفحه فلزی توسط دو ابزار استوانه ای مخالف به نام «غلتک» یا «رول» کاهش می‌یابد. با چرخش غلتک‌ها صفحه به داخل کشیده شده و فشرده می‌شود. قالب‌گیری تزریقی فلزات
قالب‌گیری تزریقی پودر فرایند منحصر به فردی است که می‌توان پودرهای مواد فلزی، سرامیک و سرمت را به قطعه تبدیل نماید. در صورتی که این فرایند برای شکل‌دهی قطعات فلزی استفاده شود، آن را قالب‌گیری تزریقی فلزات(MIM) می‌نامند. در این روش پودر مواد را با یک مجموعه ماده پلیمری مخلوط می‌کنند و یک توده قابل تزریق به وجود می‌آورند که آن را Feedstock می‌نامند. Feedstock حاصل را توسط ماشین‌های تزریق معمولی تزریق کرده تا قطعه خام("Green Body") به دست آید. پس از تزریق، قطعه خام را چسب زدایی کرده و ماده پلیمری (چسب) موجود در قطعه را برطرف می‌نمایند. قطعه چسب زدایی شده را "Brown Body" می‌نامند که به منظور افزایش استحکام و خواص مکانیکی توسط کوره‌هایی با اتمسفر کنترل شده، سینتر می‌گردد. فلز غیرآهنی
فلزات غیرآهن، در ساخت‌وساز، به‌منظور اهداف تجاری و در صنعت استفاده می‌شوند. انتخاب مواد برای کاربرد مکانیکی یا ساختمانی، به ملاحظات مهمی نیاز دارد، از جمله این‌که چگونه می‌توان ماده را به‌راحتی به یک قطعه نهایی تبدیل کرد و چگونه خواص آن می‌تواند عمداً یا سهواً در این فرایند تغییر کند. اگرچه عملیات مشابه با فلزات و آلیاژهای آهنی و غیرآهنی استفاده می‌شود، اما واکنش فلزات غیرآهنی به این فرآیندهای شکل‌دهی اغلب شدیدتر است. در نتیجه، خواص نهایی ممکن است به‌طور قابل‌توجهی بین شکل‌های ریخته‌گری و فرفورژه همان فلز یا آلیاژ متفاوت باشد. ریخته‌گری گریز از مرکز
در ابتدا فلز مذاب به درون قالب دوار ریخته می‌شود، سپس با توجه به وارد آمدن نیروی گریز از مرکز به فلز مذاب به سمت بیرونی قالب متمایل می‌شود. اکنون فرایند انجماد از دیوارهٔ قالب شروع می‌شود و این گونه نیروی گریز از مرکز با راندن مذاب به سمت دیواره قالب باعث شکل‌گیری انجماد و شکل‌دهی حلقوی به فلز می‌نماید. لازم است ذکر شود در این فرایند از هیچ‌گونه ماهیچه داخلی برای شکل‌دهی به مذاب استفاده نمی‌شود؛ همچنین با توجه به خاصیت فرایند در این روش برای ریخته‌گری مذاب از راهگاه هم استفاده نمی‌شود. پوشش‌دهی واپخشی
انتشار حالت جامد برای پوشش دهی نیکل، آلومینیوم و آهن بر روی سایر فلزات انجام می‌شود. در این شرایط فشار بخار فلز پوشش دهنده باید پایین‌تر از فلز پایه باشد. فرایند معمولاً در یک ظرف کاملاً عایق که در آن فلز پایه و پودر فلز پوشش دهنده قرار دارد انجام می‌شود. سپس این ظرف در خلأ تا دمای ۱۰۰۰تا ۱۵۰۰ درجه سانتیگراد گرم می‌شود. فلز پوشش دهنده ذوب شده و تمامی سطح فلز پایه را فرا می‌گیرد. این فرایند همچنین به نام سمانتاسیون بسته‌ای نیز معرفی می‌شود. سازوکارهای استحکام‌بخشی مواد
روش‌های مختلفی برای تغییر تنش تسلیم، شکل‌پذیری و سختی کریستال‌ها و آمورف‌ها ابداع شده. این مکانیزم‌های استحکام بخشی به مهندسین این توانایی را می‌دهند که خواص مکانیکی مواد را طوری تغییر دهند که برای کاربردهای متعدد مناسب باشد. برای مثال خواص مطلوب فولاد، ناشی از تلفیق بینابینی کربن در شبکه آهن است. بر اثر یک مکانیزم استحکام بخشی، برنج، یک آلیاژ دوتایی از مس و روی، دارای خواص مکانیکی برتر در مقایسه با عناصر سازنده خود است. سخت کاری (مثل ضربه زدن به یک قطعه فلز داغ و سرخ شده روی سندان) هم برای قرن‌ها توسط آهنگران استفاده شده تا نابجایی را در مواد ایجاد کند که تنش تسلیم آن‌ها را افزایش دهد. ریخته‌گری فلز
این یک دسته از فرایندهای ریخته گری است که از مواد الگویی استفاده می شود که در حین ریختن تبخیر می شوند ، بدین معنی که دیگر نیازی به حذف مواد الگو از قالب قبل از ریخته گری نیست. دو فرآیند اصلی ریخته گری با فوم از دست رفته و ریخته گری با قالب کامل است. شکل دهی آلیاژهای آلومینیوم
شکل دهی آلیاژهای آلومینیوم (Forming of aluminum alloys) به دو دستهٔ اصلی شکل دهی حجمی(Bulk forming) و شکل دهی ورق (Sheet metal forming) تقسیم می‌شود. مثال‌های از شکل دهی حجمی می‌توان به اکستروژن، نورد و فورج اشاره کرد در شکل دهی حجمی ماهیت تنش‌ها از جنس فشاری است. در حالی که ماهیت تنش‌ها در شکل دهی ورق هم فشاری و هم کششی است. شکل‌دهی هیدرولیکی
شکل‌دهی هیدرولیکی یا هیدروفرمینگ یک‌راه مقرون‌به‌صرفه برای شکل‌دهی فلزات انعطاف‌پذیر مانند آلومینیوم، برنج، فولاد کم آلیاژ و فولاد ضدزنگ به قطعات سبک‌وزن، سفت و قوی ازلحاظ ساختاری است. یکی از بزرگ‌ترین کاربردهای هیدروفرمینگ در صنعت خودرو است که استفاده از شکل‌های پیچیده در تولید سازه‌های قوی، سبک، سفت‌وسخت را برای بدنه وسایل نقلیه ممکن می‌سازد. این فن به‌خصوص در صنعت ماشین مسابقه‌ای محبوبیت دارد و همچنین غالباً در شکل‌دهی لوله‌های آلومینیومی برای ساخت قاب‌های دوچرخه به کار می‌رود. آهنگری (متالورژی)
پروسهٔ آهنگری معمولاً به صورت گرم انجام می‌گیرد و هر فلزی میزان حرارت مشخصی برای آهنگری شدن دارد. در روش آهنگری قطعهٔ گداخته شده در کوره که به حرارت مشخص رسیده باشد را در قالب می‌گذارند که بر اثر فشار، فرم قالب را به خود بگیرد. قطعات آهنگری شده نسبت به روش‌های دیگر تولیدی از استحکام و خواص مکانیکی عالی تری برخوردار می‌باشند. اکثر فلزات، قابلیت آهنگری شدن را دارا هستند. فلزاتی مانند فولادهای آلیاژی و فولادهای کربنی و آلومینیوم و آلیاژهای آن، برنج، مس و آلیاژهای آن‌ها و… برای آهنگری مناسب می‌باشند. برای فلزهایی مانند تیتانیوم به دلیل ضعیف بودن در انتقال حرارت، قالب و قطعه باید هم دما باشند که این خود یک روش آهنگری جدید به حساب می‌آید زیرا مهندسین ناچار هستند قالب و خط تولید مخصوص این نوع از آهنگری طراحی کنند. سنتز نانو لوله‌های کربنی
کاتالیزورهای فلزی در مقیاس نانو برای سنتز CVD بستر ثابت و بستر سیال CNTها مهم هستند. آنها بازده رشد CNTها را افزایش داده و کنترل ساختار و دستکاری آنها را موجب می‌شود. در طول سنتز، کاتالیزورها می‌توانند پیش سازهای کربن را به ساختارهای کربن لوله ای تبدیل کنندهم می‌توانند پوشش‌های کربنی محصور شده را نیز تشکیل دهند. همراه با پشتیبانی از اکسید فلز ممکن است به محصول CNT متصل شده یا در آن گنجانده شود. وجود ناخالصی‌های فلزی می‌تواند برای بسیاری از کاربردها مشکل ساز باشد. به خصوص فلزات کاتالیزور مانند نیکل، کبالت یا ایتریوم ممکن است از نظر سم بودن نگرانی ایجاد کنند. فلزات کاتالیزور محصور نشده ممکن است با اسیدشویی به راحتی قابل جدا شدن باشند، فلزات محصور شده برای باز کردن پوسته کربن خود نیاز به اکسیداتیو دارند. حذف مؤثر کاتالیزورها، به ویژه کاتالیزورهای محصور شده با حفظ ساختار CNT یک چالش است و در بسیاری از مطالعات به آن پرداخته شده‌است. یک رویکرد جدید برای شکستن محصور سازی کاتالیزورهای کربنی بر اساس بازپخت حرارتی سریع است. منیزیم
قطعات تحت فرایند همگن سازی قرار می‌گیرند و سپس در صورت نیاز با ماشین کاری به اندازه‌های مورد نیاز در می‌آیند. آنیل کردن اگر در دمای مناسب آلیاژ مورد نظر انجام شود تأثیر چندانی در اندازه دانه ندارد و بیشتر به عنوان همگن سازی توزیع عناصر و حل کردن رسوبات فاز ثانویه که ناشی از فرایند ریخته‌گری اولیه برای تولید اسلب‌ها هستند مورد استفاده قرار می‌گیرد. مسئله اصلی در اینجا همگن بودن ریزساختار در اسلب است. دماهایی که اسلب‌ها در آن مورد عملیات آنیلینگ قرار می‌گیرند در جدول منبع که توسط چبی و لهنرت ارائه شده آورده شده‌است که دمای آنیلینگ با دمای فاز جامد آلیاژ مورد نظر مرتبط است. اسلب فلز سپس از میان دو غلتک که فاصله میان آنها از ضخامت ورق اولیه کمتر است رانده شده و بنابراین تغییر شکل پلاستیک در ماده رخ می‌دهد جدول منبع همچنین شامل تعدادی از دماهای متوسط اعمالی در حین عملیات نورد است که توسط بک در سال ۱۹۳۹ ارائه شده‌است. برای منیزیم و فلزات دیگر دو نوع فرایند نورد وجود دارد که شامل نورد گرم و نورد سرد است. بدین صورت که اگر دمای فرایند بالاتر از دمای تبلور مجدد آلیاژ مورد نظر باشد به فرایند نورد گرم و اگر دمای فرایند پایین‌تر از دمای تبلور مجدد باشد به آن نورد سرد گفته می‌شود. شکل‌دهی میکرو
دیگر فرایندهای شکل‌دهی ورق‌های فلزی عبارتند از: خوشه اتمی
خوشه‌های فلزات واسطه اغلب از اتم‌های فلز نسوز تشکیل شده‌اند. به‌طور کلی مراکز فلزی با اوربیتال‌های d گسترده به دلیل همپوشانی مناسب اوربیتال‌های ظرفیت، خوشه‌های پایداری را تشکیل می‌دهند؛ بنابراین، فلزات با حالت اکسیداسیون پایین برای فلزات بعدی و حالت اکسیداسیون متوسط برای فلزات اولیه تمایل به تشکیل خوشه‌های پایدار دارند. کربونیل‌های فلزی چند هسته‌ای عموماً در فلزات انتقالی دیررس با حالت‌های اکسیداسیون نظری پایین یافت می‌شوند. تئوری جفت الکترون اسکلتی چندوجهی یا قوانین شمارش الکترون وید روندها را در پایداری و ساختار بسیاری از خوشه‌های فلزی پیش‌بینی می‌کند. قوانین Jemmis mno بینش بیشتری در مورد ثبات نسبی خوشه‌های فلزی ارائه کرده‌است. شکل‌دهی الکترومغناطیسی
شکل‌دهی الکترومغناطیسی یکی از فرایندهای شکل‌دهی با سرعت بالا است که برای شکل‌دهی، اتصال، جوشکاری و برش فلزات استفاده می‌شود. این فرایند یکی از روش‌های شکل‌دهی غیر تماسی است که در آن با کمک میدان‌های مغناطیسی پالسی و در نتیجه ایجاد نیروی لورنتس می‌توان عمل شکل‌دهی را انجام داد. اگرچه این فرایند بیشتر برای شکل‌دهی مواد با هدایت الکتریکی بالا از جمله مس و آلمینیوم رایج است اما می‌توان با استفاده از درایورهایی با هدایت الکتریکی بالا، مواد با هدایت الکتریکی پایین از جمله فولادها را نیز شکل‌دهی نمود. استحکام‌بخشی آلومینیوم
چندین روش برای ایجاد ریز ساختارهایی با حضور دو فاز یا بیشتر وجود دارد. هندسه فازها به مقدار نسبی آن‌ها، اینکه فاز کمتر در داخل دانه‌ها پخش شده باشد یا در مرز دانه‌ها وجود داشته باشد و نیز اندازه و شکل دانه‌ها بستگی دارد. فازها با فرایندی به نام رسوب‌گذاری تشکیل می‌شوند که در آن دما و زمان هر دو کنترل می‌شوند و به یک کاهش در حلالیت جامد با کاهش دما نیاز است. یعنی در دمای بالا، جزء حل شونده زیادتری، نسبت به دمای پایین، در حلال حل می‌شود. به منظور پیر سخت کردن یا رسوب سخت کردن یک آلیاژ، در مرحله اول آلیاژ تا دمایی به اندازه کافی بالا حرارت داده می‌شود تا فاز ثانویه وارد محلول شود. سپس فلز به سرعت مثلاً با کوئنچ کردن در آب یا سرد کردن در هوا، سرد می‌شود. سرعت سرد کردن مورد نیاز بستگی به سیستم آلیاژی دارد. بیشتر آلیاژهای آلومینیوم به منظور ایجاد سرعت بالای سرد شدن، در آب کوئنچ می‌شوند. سرعت سرد کردن باید به اندازه کافی بالا باشد، تا فاز ثانویه، زمان لازم جهت رسوب‌گذاری را در اختیار نداشته باشد. فاز ثانویه در دمای محیط به صورت یک محلول جامد فوق اشباع در داخل محلول باقی می‌ماند. این فاز یک فاز شبه پایدار است. یعنی اگر محرک مناسب ایجاد شود، فاز ثانویه رسوب‌گذاری خواهد نمود. این محرک، پیرسازی یعنی حرارت دادن آلیاژ در دمای پایین است. حرارت دادن باعث نفوذ اتم‌ها می‌شود و رسوب‌های بسیار ریزی شروع به شکل گرفتن خواهند نمود. این رسوب‌ها به گونه‌ای ریزند که با تکنیک‌های معمولی متالوگرافی قابل تفکیک نیستند. این رسوب‌ها، همدوس (هم سیما) نام‌گذاری شده‌اند. شبکه هنوز پیوسته می‌باشد اما اعوجاج یافته‌است و در نتیجه منجر به ایجاد استحکام کششی فوق‌العاده بالایی در آلیاژ خواهد شد. اگر حرارت دادن ادامه داده شود یا پیر سازی در دماهای بیش از اندازه بالا اتفاق بیفتد، آلیاژ دچار فراپیری می‌شود. یعنی رسوب، شاید به اندازه‌ای که با متالوگرافی قابل رویت باشد، درشت می‌شود. استحکام کششی کم می‌شود اما انعطاف‌پذیری زیاد می‌شود. اگر فرایند فراپیری همچنان ادامه یابد، آلیاژ به نقطه‌ای می‌رسد که خواص مکانیکی آن منطبق بر همان خواص مکانیکی ساختار آنیل شده‌است. هیدرومتالورژی
آخرین مرحله در یک فرایند هیدرومتالورژی مرحلهٔ استخراج فلز می‌باشد. فلزات با شرایط مناسب برای ارائه به بازار و فروش به عنوان ماده خام، معمولاً به صورت مستقیم در مرحله استخراج حاصل می‌شود. البته گاهی در صورت نیاز به فلزی با خلوص بسیار بسیار بالا مراحل پردازش دیگری نیز مورد نیاز است. انواع اولیه استخراج فلز روش‌های الکترولیز، ته‌نشینی و احیاء گازی هستند. ساخت قطعات فلزی
«ساخت فلز» یا ساختن سازه‌های فلزی از طریق فرایندهای بریدن، خم کردن و سرهم کردن است. این یک فرایند ارزش افزوده‌است. که شامل خلق ماشین‌ها، قطعات و سازه‌ها از مواد خام مختلف می‌باشد. یک شرکت ساخت و ساز یک پروژه را که معمولاً بر اساس نقشه‌های مهندسی است به مزایده می‌گذارد و در صورت بردن قرارداد آن محصول را می‌سازد. شرکت‌های بزرگ ساخت و تولید بسیاری از فرایندهای ارزش افزوده شمال جوشکاری، برش، شکل‌دهی و ماشین کاری را در یک کارخانه یا یک ساختمان استفاده می‌کنند. این شرکت‌های بزرگ با قرار دادن چندین فروشنده برای خدمات مختلف، نیاز خرید پرسنل را محدود می‌کنند و با این کار تسهیلات اضافه ای به مشتریان ارائه می‌دهند. پروژه‌های ساخت فلز معمولاً با نقشه‌ها آغاز می‌شوند که شامل تخمین قیمت نیز هست، سپس به بخش ساخت منتقل می‌شود و سرانجام به بخش راه اندازی پروژهٔ نهایی. پروژه‌های ساخت توسط پیمان کارها، تولیدکنندگان تجیهزات اصلی (OEM) و نمایندگان فروش (VAR) گرفته می‌شوند. پروژه‌های متداول شامل بخش‌های لق، بدنه‌های اصلی سازه برای ساخت، تجهیزات سنگین، و پله‌ها و نرده‌های دستی باری ساختمان‌ها می‌شوند.ساخت شامل بخش خاصی از کار با مواد می‌شود یا با برخی از آن‌ها هم پوشانی دارد: شکل‌دهی چرخشی
طی سال‌های متمادی فرایند اسپینینگ فلزات، بدون تغییر باقی ماند. در آن سال‌ها اصولاً از فلزات نرم مانند آلومینیم و مس آن هم با ضخامت‌های کم برای اسپینینگ استفاده می‌شد و فلزات سخت و ورق‌های ضخیم را نمی‌توانستند توسط اسپینینگ شکل‌دهی نمایند. کم‌کم با گسترش نیاز صنعت به قطعات مدور توخالی و دقیق تر از نظر ابعادی، این فرایند نیز روند تکاملی خود را طی نمود. متعاقباً در طراحی دستگاه‌های اسپینینگ، وظیفهٔ هدایت ابزارهای شکل‌دهی به جای دست اپراتور به عهدهٔ تجهیزات مکانیکی گذاشته شد و به این ترتیب اولین پایه‌های نوع جدیدی از این فرایند به نام اسپینینگ ماشینی یا قدرتی گذاشته شد. به وسیلهٔ این فرایند، امکان اسپینینگ فلزات سخت‌تر با ضخامت‌های بیشتر به وجود آمد. آبدهی (مکانیک)
آبدهی به فرآیندی گفته می‌شود که در آن قطعه‌کار پس از گرم شدن در یک دمای معین و در یک زمان حساب شده، به سرعت سرد می‌شود که با توجه به خواص مکانیکی مد نظر این سرد شدن در آب یا روغن یا در هوا صورت می‌پذیرد. آبدهی یک عملیات حرارتی می‌باشد که از فرایندها و تغییرات نامطلوبی که در فلزات در دماهای پایین رخ می‌دهد؛ مانند تغییر فاز، جلوگیری می‌نماید. این مهم از طریق کاهش زمان سرد کردن فلزات یا افزایش نرخ سرد شدن صورت می‌گیرد. نوردکاری
نورد شکل سازه ای که به آن نورد شکل و نورد پروفیل نیز می گویند ، شکل گیری غلتک و رول اشکال ساختاری با عبور از یک دستگاه نورد برای خم شدن یا تغییر شکل قطعه کار به شکل دلخواه با حفظ سطح مقطع ثابت است. اشکال ساختاری که می توان با این فرآیند تشکیل، فلز ایجاد کرد شامل پرتوهای I ، تیرهای H ، تیرهای T ، تیرهای U ، آهن زاویه دار ، کانال ها ، میله ها و ریل های راه آهن است. متداول ترین ماده نورد شده ، فولاد ساختاری از جمله فولاد کربن و فولاد ضد زنگ است . شکل‌دهی ذوبی
اسپینینگ ذوبی یک روش شکل دهی فلز است که به‌طور معمول برای ساخت لایه‌های نازک از فلز یا آلیاژهای با ساختار اتمی خاص استفاده می‌شود. برخی از کاربردهای مهم تجاری فلزات اسپینگ شده ذوبی، شامل ترانسفورماتورهای با بازده بالا (ترانسفورماتور فلزی آمورف)، دستگاه‌های حسی، تجهیزات ارتباط از راه دور و الکترونیک قدرت است. یک فرایند اسپینینگ ذوبی متداول شامل ریخته‌گری فلز مذاب با هدایت پرفشار آن بر روی چرخ یا درام چرخشی است که داخل آن معمولاً توسط آب یا نیتروژن مایع خنک می‌شود. مواد مذاب در اثر تماس با سطح سرد و بزرگ درام به سرعت منجمد می‌شوند. چرخش مداوم درام سبب بیرون اندازی محصول جامد شده می‌شود و سطح جدیدی را در معرض جریان فلز مذاب قرار می‌دهد و تولید پیوسته را امکان‌پذیر می‌کند. نوار حاصل سپس در امتداد خط تولید هدایت می‌شود تا بسته‌بندی یا به محصولات دیگر ماشین کاری شود. نرخ خنک سازی که با اسپینینگ ذوبی قابل دستیابی است، در محدوده ۱۰۴–۱۰۶ کلوین در ثانیه (K / s) است. در نتیجه، از اسپینینگ ذوبی برای توسعه موادی مانند شیشه‌های فلزی که به منظور شکل‌گیری به سرعت خنک‌کنندگی بسیار بالایی نیاز دارند، استفاده می‌شود. این محصولات به دلیل خنک سازی سریع، ساختار اتمی بسیار نامنظمی دارند که به آنها ویژگی‌های مغناطیسی و فیزیکی منحصر به فردی می‌بخشد (به فلزات بی‌شکل مراجعه کنید). چندین تغییر در روند فرایند اسپینینگ ذوبی مزایای خاصی را ایجاد می‌کند. این فرایندها شامل ریخته‌گری جریان مسطح، اسپینینگ ذوبی با غلطک دوتایی، اسپینینگ ذوبی با بیرون اندازی خودکار است. با منشاگیری از تلاش‌های رابرت پاند در یک سری اختراعات ثبت شده مربوط به سالهای ۱۹۵۸–۱۹۶۱ (شماره ثبت اختراعات ۲۸۲۵۱۰۸، ۲۹۱۰۷۴۴ و ۲۹۷۶۵۹۰ ایالات متحده)، مفهوم کنونی اسپینر مذاب توسط پاند و مادین در سال ۱۹۶۹ بیان شد، گرچه در ابتدا مایع در سطح داخلی درام منجمد می‌شد. لیبمن و گراهام در ادامه این روند را به عنوان یک روش ریخته‌گری پیوسته، این بار در سطح خارجی درام، توسعه دادند. این فرایند می‌تواند به‌طور مداوم نوارهای نازکی از مواد را تولید کند و ورق‌هایی با عرض چند اینچ به صورت تجاری در دسترس است. شکل دهی با بالشتک لاستیکی
شکل دهی با بالشتک لاستیکی(Rubber Pad forming) از فرایندهای شکل‌دهی است که در آن صفحه فلز در بین ماتریس و بلوکی از لاستیک(از جنس پلی‌اورتان) پرس می شود. لاستیک و صفحه فلزی تحت فشار به سمت ماتریس حرکت می کنند و شکل آن را به خود می گیرند. بالشتک لاستیکی می تواند یک حالت عمومی داشته باشد و یا به عنوان مثال به شکل مکمل ماتریس ماشینکاری یا سنبه شود . شکل دهی بر اساس بالشتک لاستیکی یکی از روش های کشش عمیق است که به طور ایده‌آل برای تولید در تعداد کوچک مناسب است و همچنین در تیراژ متوسط این امکان را می دهد تا صفحه فلز را در هر دو جهت تغییر داده و شکل دهیم که این عملکرد ویژگی بسیار مهمی است که باعث کاهش وزن، تمیزی و موارد دیگر می شود. یکی از معایب روش کشش عمیق عادی گران بودن ابزار های آن است. به عنوان مثال ابزارها به ساخت سنبه بالایی نیاز دارند. ابزارهای شکل دهی به روش بالشتک لاستیکی در قیمت های متعدد تولید شدند که قیمت آنها پایین است و حالت متداول کشش عمیق را برای تولید در مقیاس انبوه مناسب کرده است. فولادسازی
فولادسازی از بیش از هزار سال پیش وجود داشته‌است، اما این صنعت در آن زمان تجاری سازی در مقیاس عمده نگردیده بود. یک فرایند باستانی فولادسازی، استفاده از بوته آهنگری و ذوب آهن پر کربن به وسیله سوزاندن زغال سنگ در بوته آهنگری می‌باشد. این روند تا اواسط سده ۱۹ ادامه یافت تا این که فرایند بسمر و فرایند زیمنس-مارتین فولادسازی را به یک صنعت عظیم تبدیل نمودند. امروزه دو روش اصلی برای فولادسازی مورد استفاده قرار می‌گیرد: فولادسازی به روش اکسیژن قلیایی که آهن خام مذاب صادره از کوره بلند و همچنین قراضه‌های آهن ورودی‌های این نوع کوره فولادسازی می‌باشند و همچنین فولادسازی به روش کوره قوس الکتریکی که قراضه آهن و آهن اسفنجی مواد اولیه این روش هستند. در فولادسازی به روش اکسیژن قلیایی، گرمای لازم برای ذوب مواد اولیه از انرژی حاصله از فرایندهای حرارت زایی که در اثر سوختن رخ می‌دهد به وجود می‌آید، در حالی که در روش کوره قوس الکتریک، انرژی الکتریکی برای ذوب قراضه آهن یا آهن اسفنجی استفاده می‌شود. در سال‌های اخیر با افزودن تعدادی از فرایندهای شیمیایی به روش کوره قوس الکتریکی، این روش شباهت‌هایی با روش اکسیژن قلیایی پیدا کرده‌است. اثر فرایند فرم‌دهی چرخشی بر آلیاژهای تیتانیوم
فرآیند (Rotary Swaging (RS یکی از فرآیندهای شکل دهی است که برای کاهش سطح مقطع لوله ها و سیم ها به کار می رود. در این فرایند، تغییرشکل پلاستیک قطعه کار در طی مراحل زیادی و به صورت تدریجی و تحت فشار زیاد،  صورت می پذیرد.طرح شماتیک ناحیۀ تغییرشکل پلاستیک دستگاه RS به صورت شکل زیر می باشد. از جمله مزایای روش RS نسبت به فرآیندهای  مشابه عبارتند از: سیکل کاری کوتاه، پرداخت سطح خوب و قابلیت دست یابی به تلرانس های کوچک. شکل‌دهی الکتریکی
فرایند شکل‌دهی الکتریکی برای تولید تولیدات به نوع ورق با نشاندن مستقیم فلز بر فرم‌ها یا ماندرل‌های از قبل باردار شده‌است. نیکل، آهن، مس یا نقره می‌توانند تا ضخامت 16 میلی‌متر بر سطح بنشینند. دگرشکلی‌های آهن
دمای دقیقی که در آن آهن از یک ساختار کریستالی، به یک ساختار کریستالی دیگر تبدیل می‌شود به این بستگی دارد که چه مقدار و چه نوع عناصر دیگری در آن حل شده‌اند. مرز بین فازهای مختلف جامد آهن روی دیاگرام‌های فازی ترسیم ‌می‌شود که معمولا به صورت دما در برابر درصد وزنی آهن رسم می‌شوند. افزودن بعضی عناصر مانند کروم، دامنه‌ی دما را برای فاز گاما کم می‌کند، در حالی که بعضی دیگر دامنه‌ی دمای فاز گاما را افزایش می‌دهند. در عناصری که دامنه فاز گاما را کاهش می‌دهند، مرز فازهای آلفا و گاما به مرز فازهای گاما و دلتا متصل می‌شود و آنچه را که معمولا حلقه‌ی گاما نامیده می‌شود، تشکیل می‌دهد. افزودن افزودنی‌هایی که حلقه‌ی گاما را ایجاد می‌کنند، آهن را در یک ساختار مکعبی مرکزپر (BCC) نگه می‌دارد و از استحاله فولاد به سایر حالت‌های جامد جلوگیری می‌کند. شکل‌دهی چرخشی
علی رغم مزایا و ویژگی‌های فرایند اسپینینگ لوله، این فرایند از فرایندهای پیچیده در شکل‌دهی فلزات می‌باشد که تحلیل مسائل مربوط به آن مانند طراحی هندسه غلتکها، تعیین نیرو و انرژی لازم برای شکل‌دهی لوله و پیش‌بینی توزیع تنش و جریان فلز کار چندان ساده‌ای نیست. تیتانیوم هیدرید
تردی هیدروژنی موجب کاهش شکل‌پذیری و شدن سطح فلز تیتانیوم می شود. میزان تاثیر هیدروژن به شدت وابسته به ترکیب آلیاژ و ریزساختار آن است. بنابراین فرایندهای پیشینی که برای تولید محصول تیتانیومی صورت گرفته، بر میزان اثر هیدروژن تاثیر می‌گذارد. تیتانیوم تجاری یا CP (درصد خلوص کمتر از %99.55)، مستعدتر از تیتانیوم خالص آلفا در برابر اثر تردی هیدروژنی است. مقدار هیدروژن لازم برای ایجاد رفتار انتقال از نرمی به تردی در تیتانیوم خالص بسیار کمتر از نیمی از مقدار لازم در تیتانیوم خالص است. حضور هیدروژن حتی به مقدار بسیار اندک(ppm 30-40)، موجب شکل گیری محلول جامد هیدروژن در تیتانیوم شده و به دنبال آن منجر به کاهش شکل پذیری قطعه متأثر از تردی هیدروژنی می شود.تردی جدی در گریدهای تجاری در حضور یک تنش پسماند بالا یا یک افزایش ­دهنده تنش و دمای بالا می­ تواند رخ دهد. این شرایط موجب مهاجرت هیدروژن به افزایش­ دهنده تنش شده منجر به تمرکز موضعی بیشتر هیدروژن و رسوب هیدریدها می­ شود که می­ تواند منجر به گسیختگی گردد. مواردی از تشکیل موضعی هیدریدها در محیط ­هایی که تیتانیوم به‌طور متفاوتی عملکرد خوبی داشته است وجود داشته است. بررسی ­ها از چنین مواردی نشان می­ دهد که تشکیل هیدرید نتیجه ناخالصی­ های موجود در فلز (به ویژه مقدار آهن) و مقدار آلودگی سطحی وارد شده در حین تولید است. یک پیوند مستحکم بین آلودگی آهن سطح و تشکیل هیدریدهای تیتانیوم وجود دارد. تشکیل شدید هیدرید در هیدروژن خشک گازی با فشار بالا در اطراف ذرات آهن موجود روی سطح ملاحظه شده است. جوشکاری تیتانیوم و آلیاژهای آن منجر به تشکیل ذرات هیدرید در ترکیب می شود. به همین دلیل برای جوشکاری آلیاژهای تیتانیوم از گاز محافظ به منظور حداقل سازی میزان تشکیل هیدرید، استفاده می شود. تغییر شکل (مهندسی)
یکی دیگر از مکانیسم‌های تغییر شکل، خستگی فلزات است که اصولاً در فلزات چکش خوار رخ می‌دهد. در ابتدا تصور می شد که یک مادهٔ تغییر شکل یافته تنها در محدوده الاستیک با برداشتن بار به حالت اولیه خود باز می گردد. با این حال [نقایص] در سطح مولکولی با هر تغییر شکل پدیدار می‌شوند. بعد از بسیاری از تغییر شکل ها، ترک‌ها شروع به ظاهر شدن می‌کنند و بعد از آن بدون هیچ تغییر شکل پلاستیک، گسیختگی رخ می‌دهد. بسته به نوع مواد، شکل و نحوهٔ نزدیک شدن به حد الاستیکی که تغییر شکل یافته، شکست ممکن است نیازمند هزاران، میلیون‌ها یا میلیاردها بار از این تغییر شکل‌ها باشد. فرایند بسمر
دمیدن هوا در آهن مذاب باعث وارد شدن اکسیژن به داخل آن می‌شود؛ اکسیژن باعث اکسید شدن ناخالصی‌هایی مانند سیلیکون، منگنز و کربن می‌شود و به این ترتیب این ناخالصی‌ها را از بین می‌برد. این اکسیدها یا به صورت گاز خارج می‌شوند یا یک سرباره () جامد تشکیل می‌دهند. پوشش نسوز مبدل نیز در فرآیند تبدیل آهن به فولاد نقش دارد؛ برای موادی که مقدار فسفر در آن‌ها کم است از لایه‌های رسی استفاده می‌شود که به فرآیند اسید بسمر معروف است؛ اما زمانی که مقدار فسفر زیاد باشد از لایه‌های دولومیت و منیزیت استفاده می‌شود. به منظور تولید فولاد با خواص مطلوب می‌توان مواد افزودنی مانند (آلیاژ فرومنگنز) را پس از حذف ناخالصی‌ها به فولاد مذاب اضافه کرد. شکل‌دهی الکتریکی
شکل‌دهی الکتریکی روشی بسیار تخصصی برای تولید قطعه‌های فلزی به وسیلهٔ رسوب‌دهی الکتریکی است. در این روش، با استفاده از الکترولیز، فلز را بر روی یک محور(ماندرل) رسوب می‌دهند. محور تنها نقش شکل‌دادن به قطعه در زمان رسوب‌دهی را دارد و در آخر جدا می‌شود. شکل‌دهی برشی
شکل دهی جریان یک تکنیک شکل دهی تدریجی فلز است که در آن یک ابزار از حرکت چرخشی استفاده می‌کند تا ضخامت دیواره قطعه خام را تغییر دهد. در شکل دهی جریان دیسک یا لوله ای از فلز بر روی یک سنبه قرار می‌گیرد و توسط یک یا چند غلتک و با استفاده از فشار فوق‌العاده بالا شکل می‌گیرد. غلتک قطعه کار را تغییر شکل می‌دهد، و آن را مجبور می‌کند تا در برابر سنبه قرار گیرد، تا هم از نظر محوری به آن طول دهد و هم از نظر شعاعی آن را باریک و نازک کند. از آنجا که فشار اعمال شده توسط غلتک بسیار موضعی است و ماده به تدریج شکل می‌گیرد، غالباً نسبت به فرآیندهای کشش و آیرنینگ به‌طور خالص در انرژی مورد نیاز برای شکل دهی صرفه جویی می‌شود. با این حال، این صرفه جویی اغلب به دلیل مشکلاتی که به‌طور ذاتی در پیش‌بینی تغییر شکل حاصل برای مسیر مشخص غلتک وجود دارد، در نظر نمی‌آید. شکل دهی جریان، قطعه کار را تا حد بالایی در معرض اصطکاک و تغییر شکل قرار می‌دهد. در صورت عدم کارگیری مایع خنک‌کننده مناسب، این دو عامل ممکن است قطعه کار را تا چند صد درجه گرم کنند. شکل دهی جریان دو نوع است: مستقیم و معکوس. در هر دو نوع، ابزار توسط سنبه ثابت شده‌است در حالی که غلتک در موقعیت قطعه کار قرار دارد و موقعیت محوری ماده را تغییر می‌دهد در حالی که قطر داخلی قطعه تغییر نمی‌کند. به این ترتیب در یک ناحیه تغییر شکل محدود و کوچک بین غلتک و قطعه کار، یک تنوع مشخص برای ضخامت دیواره ممکن است. شکل‌دهی الکترومغناطیسی
امروزه بیشترین کاربرد این فناوری در صنایع خودروسازی، هوافضا می‌باشد. چرا که مسئله کاهش مصرف سوخت یکی از اهداف تولیدکنندگان است. یکی از راه‌های رسیدن به این هدف، کاهش وزن سازه می‌باشد. در همین راستا استفاده از آلومینیوم در صنایع مختلف کاربرد گسترده‌ای پیدا کرده‌است، اما مشکلی که در استفاده از این فلز و آلیاژهای آن وجود دارد، قابلیت شکل‌پذیری و شکل‌دهی پایین آن و همچنین ایجاد ترک و چروکیدگی در آن بعد از فرم‌دهی می‌باشد. اما استفاده از روش‌های شکل‌دهی سرعت بالا نظیر شکل‌دهی الکترومغناطیسی در شکل دادن به آلومینیوم بسیار موفق عمل کرده‌است. در واقع آزمایش‌های تجربی نشان می‌دهد اگر نمونه با سرعت بسیار زیاد تحت فشار قرار گیرد، احتمال ایجاد ترک در آن کمتر است. مهم‌ترین کاربردهای شکل‌دهی الکترومغناطیسی عبارت اند از: ریخته‌گری با قالب دائمی
از شناخته شده‌ترین زیرشاخهٔ این شیوه، ریخته‌گری نیمه منجمد می‌باشد. ۱. "آماده سازی قالب": ابتدا خود فالب از قبل حرارت داده می‌شود تا دمای حدود ۳۰۰ – ۵۰۰ درجه فارنهایت، تا اجازهٔ جریان یافتن بهتر به فلز داده شود و کاستی‌ها و نقص‌های مربوط به قالب برطرف شود. سپس یک پوشش سرامیکی برای سطح حفره دار قالب به کار برده می‌شود تا هم فرایند جداسازی قطعه از قالب آسان تر شود هم اینکه عمر قالب افزایش یابد. ۲. "مونتاژ قالب": قالب‌ها حداقل از ۲ قسمت تشکیل می‌شوند – یا ۲ قسمت با مرکزهایی دیگر برای تولید قطعاتی پیچیده‌تر. مرکزها معمولاً از جنس آهن یا استیل هستند ولی گاهی از ماسهٔ قابل کاربرد هم استفاده می‌شود. در این مرحله مرکزها جایگذاری می‌شوند و دو نیمه در هم چفت می‌شوند. ۳. "ریختن مذاب": در این مرحله فلز مذاب توسط ملاقهٔ مخصوصی و به آرامی از طریق سوراخ راه گاه بالای قالب داخل قالب ریخته شده و وارد حفره‌ها می‌شود. ۴. "خنک کردن": به فلز مذاب درون قالب فرصت داده می‌شود تا خنک و جامد شود. ۵. "بازکردن قالب": بعد از طی مرحلهٔ جامد شدن، ۲ نیمهٔ قالب از هم باز می‌شوند و قطعهٔ منجمد شده را خارج می‌کنند. ۶. "پرداخت کاری قطعه": در حین خنک کردن، فلز باقی مانده در راه گاه به قطعهٔ اصلی میچشبد و در این مرحله این چنین قسمت‌های زایدی باید از قطعه جدا و کنده شوند. شکل‌دهی هیدرولیکی
هیدروفرمینگ قادر به تولید قطعات با تلرانس‌های تنگ است؛ مثلاً در هواپیما؛ در هواپیما یک تلرانس متداول برای قطعات ورقه‌ای فلزی 0.76 mm است. هیدروفرمینگ فلز همچنین باعث ایجاد یک سطح صاف برای قطعات می‌شود. شکل‌دهی هیدرولیکی
هیدروفرمیگ یک نوع خاص از شکل‌دهی با استفاده از قالب است که از یک سیال هیدرولیکی پرفشار برای فشرده کردن ماده کاری در دمای اتاق در یک قالب، استفاده می‌شود. برای تبدیل آلومینیوم به یک اسکلت وسیله نقلیه، یک لوله توخالی آلومینیوم درون یک قالب تورفته که باعث شکل‌گیری قطعه مطلوب می‌شود، قرار داده می‌شود؛ سپس پمپ هیدرولیک پرفشار، سیال را با فشار خیلی زیاد درون لوله آلومینیوم تزریق می‌کند در نتیجه لوله آلومینیومی تا جایی که بر قالب منطبق شود منبسط می‌شود. آلومینیوم حاصل سپس از قالب جدا می‌شود. هیدروفرمینگ امکان ساختن شکل‌های پیچیده فرورفته را فراهم می‌سازد که انجام چنین کاری به روش پرس استاندارد سخت یا غیرممکن است. قطعاتی که از روش هیدروفرمینگ ساخته می‌شوند، غالباً نسبت سفتی به وزن بیشتر و هزینه واحد کمتری نسبت به روش پرس سنتی یا پرس و جوش‌کاری قطعات جدا از هم دارند. تقریباً تمام فلزاتی که توانایی شکل‌دهی سرد دارند، می‌توان هیدروفرمینگ را روی آن‌ها انجام داد، مانند آلومینیوم، برنج، فولاد کربن و ضدزنگ، مس و آلیاژهای استحکام بالا. شکل‌دهی چرخشی
فرم‌دهی چرخشی (0Rotary Swaging) یا آهنگری با استفاده از قالب‌های چرخان، یک نوع خاصی از فرایندهای آهنگری شعاعی است که در ساخت لوله‌ها و شفتهای فلزی به کار می‌رود. در نتیجهٔ حرکت نوسانی قالب‌ها که در اثر ضربات متعدد ساچمه‌های محیطی به دست می‌آید، قطعه کاری که به ناحیهٔ فضای بین قالب‌ها وارد شده، به صورت تدریجی تغییر شکل یافته که عموماً این تغییر شکل همراه با کاهش قطر است. پیرومتالورژی
این فرایند شامل یک واکنش حرارتی است که در آن حداقل یکی از مواد در فاز مایع (مذاب) قرار داشته باشد. اکسیدهای فلزی را در حضور کک و زغال چوب حرارت داده و ذوب می‌کنند. سپس عامل کاهنده، اکسیژن را به صورت کربن دی‌اکسید آزاد کرده و سنگ معدن تصفیه شده‌ای را بدست می‌دهد. سنگ‌های معدنی کربناتی را هم به همراه زغال چوب ذوب می‌کنند اما گاهی نیاز است که قبل از ذوب، کلسینه شوند. ذوب کردن معمولاً در دمایی بالاتر از نقطهٔ ذوب فلز صورت می‌گیرد ولی فرایندها با توجه به سنگ معدن و برخی موارد دیگر، متفاوت هستند. تراشکاری
تراشکاری عبارت است از شکل‌دهی فلزات به روش براده‌برداری با استفاده از ماشین تراشکاری. در این روش از شکل‌دهی فلزات، فلز که عمدتاً به شکل استوانه‌ است (البته اشکال دیگر فلز نیز قابل استفاده‌است)، با قدرت و سرعت معین به چرخش درآمده و با حرکت تیغچه‌های تراشکاری بر روی آن، عمل براده‌برداری با عمق و سرعت معین انجام می‌شود. تردی فلز مذاب
پارامترهای خارجی مانند دما، نرخ کرنش، تنش و زمان قرار گرفتن در معرض فلز مایع قبل از آزمایش، بر LME تأثیر می‌گذارند. دما یک فرورفتگی شکل پذیری و یک رفتار انتقال از شکست نرم به شکست ترد، در فلز جامد ایجاد می کند. محدوده دمایی فرورفتگی و همچنین دمای انتقال، با ترکیب فلزات مایع و جامد، ساختار فلز جامد و سایر پارامترهای آزمایشی تغییر می‌کند. حد پایین فرورفتگی شکل پذیری عموماً با نقطه ذوب فلز مایع منطبق است. حد بالایی نسبت به نرخ کرنش حساس است. دما همچنین بر سینتیک LME تأثیر می گذارد. افزایش نرخ کرنش دمای حد بالایی و همچنین سرعت انتشار ترک را افزایش می دهد. در اکثر زوج های فلزی، LME زیر سطح تنش آستانه رخ نمی دهد. آس‌پخت
آستنیتی کردن فولاد اغلب اولین مرحله عملیات حرارتی است؛ که برای یکنواخت کردن غلظت کربن در کریستال‌های آستنیت ضروری می‌باشد؛ و به عنوان کلید کنترل سختی در سخت کردن (یا آب دادن) فولاد معروف است. عمل آستنیتی کردن تابع درجه حرارت و زمان می‌باشد. (عامل درجه حرارت مهم‌تر از زمان است) هنگامیکه فولاد به درجه حرارت لازم برای تبدیل شدن به آستنیت می‌رسد، آستنیت در طی مراحل جوانه زنی و رشد تشکیل می‌گردد. به منظور تبدیل کامل در فولادهای هیپوای تکتوئیدی وای تکتوئیدی اغلب ۳۰ تا ۵۰ درجه سلسیوس بالای درجه حرارت خط A3 حرارت داده خواهد شد. درجه حرارت‌های دقیق را می‌توان از نمودار آهن-کربن انتخاب نمود. عموماً درجه حرارت نباید بسیار بالا انتخاب شود. چرا که آستنیت دانه درشت به وجود می‌آید؛ که ممکن است باعث شکستگی یا ایجاد ترک در فولاد شود(در هنگام سرد شدن سریع از این درجه حرارت).مرزهای دقیق ناحیه فاز آستنیت به ساختار شیمیایی آلیاژی که تحت عملیات حرارتی قرار دارد بستگی دارد.با این حال ، درجه حرارت آستنیزه کردن به طور معمول بین 790 و 915 درجه سانتیگراد (1455 تا 1680 درجه فارنهایت) است. مقدار زمان صرف شده در این دما با آلیاژ و مشخصات فرآیند برای یک قسمت سخت شده متفاوت خواهد بود.بهترین نتایج زمانی حاصل می شود که آسترنیتیزاسیون به اندازه کافی طولانی باشد که میکروساختار فلزی کاملاً آستنیتی را با محتوای کربن ثابت تولید کند (در این حالت هنوز هم گرافیت در کربن وجود دارد) .در فولادها این ممکن است تنها چند دقیقه پس از رسیدن دمای استحکام در تمام قسمت قطعه طول بکشد ، اما در چدن‌ها زمات بیشتری نیاز است.دلیل این امر این است که کربن باید از گرافیت خارج شود تا زمانی که به غلظت تعادل با درجه حرارت و نمودار فاز رسیده باشد. این مرحله ممکن است در بسیاری از کوره ها ، در حمام نمکی با دمای بالا یا از طریق شعله مستقیم یا گرم کردن القایی انجام شود. روش‎‌های خاص متفاوت و بیشماری برای این مرحله وجود دارد. شکل‌دهی چرخشی
اساس فرایند شکل‌دهی چرخشی، را می‌توان مشابه عملکرد چرخ سفالگری دانست که با چرخش قطعه و اعمال نیروی نقطه‌ای انجام می‌شود. در این روش مواد اولیه که عمدتاً به شکل ورق (یا لوله در فلو فرمینگ) می‌باشند بین مندرل (mandrel) و ابزار شکل دهی، تحت فشار قرار گرفته و شکل می‌گیرد. این فرایند یکی از اقتصادی‌ترین روش‌ها در تولید محدود و نمونه سازی برای ساخت قطعات فلزی با تقارن محوری می‌باشد. آهنگری (متالورژی)
آهنگری یکی از کهن‌ترین روش‌های فرم دهی فلزات می‌باشد که در دوران گذشته فلز مورد نظرشان را تا حد لازم گداخته و سرخ می‌کردند و بعد با یک انبر آن را بر روی سندان نگه می‌داشتند و چکش کاری می‌کردند تا شکل مورد نظر را پیدا کند و گاهی فلز گداخته را با چکش کاری در داخل یک قالب شکل می‌دادند و فلز گداخته شکل قالب را به خود می‌گرفت. واکنش آلومینوترمی
استفاده از آلومینیوم در فرایندهای متالوترمی به عنوان ماده احیاء‌کننده به دلیل خلوص بالا، قیمت تقریباً پایین و پایداری شیمیایی آن حتی در حالت پودر بسیار ریز، و همچنین تمایل آن در احیای اکسیدها، مورد توجه خاصی قرار دارد. این فرایند با به‌کارگیری قوانین آلومینوترمی به منظور احیای اکسیدهای فلزاتی که واکنش پذیر هم اطلاق می‌شوند از جمله کروم و وانادیم و سپس جدایش آلومینیوم و اکسیژن از این قبیل فلزات و آلیاژها مرتبط است. فلزات واکنش پذیر از میل زیادشان به جذب اکسیژن و پایداری بالای اکسیدهایشان شناخته می‌شوند. در ضمن خواص مکانیکی مطلوب این عناصر فلزی و آلیاژهایشان مثل نرمی فقط تا زمانی که نیتروژن و اکسیژن موجود در آن‌ها خیلی پایین است بروز خواهد کرد. کانه فلزات واکنش پذیر عموماً شامل اکسیژن است و بنابراین یک شیوه غالب در فرایندهای متالورژیکی استخراجی برای بازیابی این عناصر فلزی و آلیاژهایشان این است که شرایط فرایند طوری طراحی می‌شود که مقدار زیادی اکسیژن از کانه خارج شود و از واکنش بین اکسیژن و نیتروژن تا حد ممکن جلوگیری شود. یک روش متعارف برای دستیابی به اهداف بالا، تشکیل کلریدهای فلزات واکنش پذیر و در نتیجه جداسازی اکسیژن از فلز واکنش پذیر به مقدار لازم می‌باشد. در بسیاری از موارد تبخیر کلریدها اجازه می‌دهد که با تبخیر بسیاری از ناخالصی‌های موجوددر سنگ معدن آن را خالص سازیم. کلرید خالص فلز واکنش پذیر، به کمک احیا با فلز دیگری که از نظر ترمودینامیکی قابلیت خارج کردن کلر از فلز واکنش پذیر را داراست، به فلز فعال احیا می‌شود. محصول این احیای متالوترمی یک فلز واکنش پذیر (معمولاً با دانه بندی کاملاً ریز مثل اسفنج) و کلرید فلز احیاکننده‌است. این فرایند که به نام مخترعش کرول نام گرفت، فرایند متالورژی استخراجی فراگیر حال حاضر است که برای تهیه تیتانیوم، زیرکونیوم و هافنیوم به کار گرفته می‌شود. یک روش دیگر برای رسیدن به اهداف مورد نظر، احیای سنگ معدن‌های اکسیدی فلزات واکنش پذیر به کمک آلومینیوم می‌باشد. این روش به پایداری بالای آلومینا مرتبط است که توسط آن احیای مستقیم به فلز واکنش پذیر انجام می‌شود در حال حاضر روش احیای آلومینوترمی برای تولید خیلی از فلزات و آلیاژها (مخصوصا فروآلیاژها) اهمیت صنعتی دارد. این قبیل فلزات و آلیاژها، فلزات واکنش پذیر کروم، نیوبیوم، تانتالوم و نیز فلزات دیرگداز مانند تنگستن را دربردارند. نوردکاری
در فلزکاری ، نورد یک فرآیند تشکیل فلز است که در آن موجودی فلز از یک یا چند جفت رول عبور داده می شود تا ضخامت کاهش یابد ، ضخامت یکنواخت شود و یا یک ویژگی مکانیکی مطلوب به دست آید. این مفهوم، مشابه غلتک زدن خمیر است. نورد با توجه به درجه حرارت فلز نورد طبقه بندی می شود. اگر دمای فلز بیش از دمای تبلور مجدد آن باشد ، این فرآیند به عنوان نورد گرم شناخته می شود . اگر دمای فلز زیر دمای تبلور مجدد آن باشد ، این فرآیند به عنوان نورد سرد شناخته می شود. از نظر کاربرد ، فرآیند نورد گرم بیش از هر فرآیند تولیدی دیگر، فرآیند تولید را انجام می دهد و نورد سرد بیشترین تناژ (فرآیند تولید) را از بین تمام فرایندهای کار سرد انجام می دهد.  در رول های نگهدارنده، جفت رول ها با هم در آسیاب های نورد قرار می گیرند که می توانند به سرعت، فلزات - به طور معمول فولاد - را به محصولاتی مانند فولاد ساختاری ( تیرهای I ، angle stock channel ، stock) ، bar stock و ریل ها تبدیل کنند. بیشتر کارخانه های تولید فولاد، دارای آسیاب های نورد هستند که محصولات ریخته گری نیمه تمام را به محصولات نهایی تبدیل می کنند. انواع بسیاری از فرآیندهای آلیاژ وجود دارد؛ از جمله نورد حلقه ای، نورد خم کاری ، نورد تشکیل (شکل دهی) ، نورد مقطعی ، و آلیاژهای کنترل شده. شکل‌دهی میکرو
فرایند خمکاری برای شکل‌دهی ورق به صورت کشش مواد حول یک محور مستقیم تعریف می‌شود. یک صفحه محور خنثی برای ورق‌های فلزی وجود دارد که قسمت بالاتر از آن تحت کشش و قسمت پایینی تحت فشار قرار دارند (شکل ۳–۵). شکل‌دهی میکرو
اخیراً آلیاژهای فولادی و آلیاژهای آلومینیومی به‌طور عمده به عنوان مواد قطعات نیمه نهایی در فرایند هیدروفرمینگ مورد استفاده قرار می‌گیرند. آلیاژهای مس و برنج برای قطعات هیدروفرمینگ شده در صنعت پایپینگ و صنعت بهداشتی مورد استفاده قرار می‌گیرند. جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی فلزات ناهمسان
گرما به کمک اصطکاک بین ابزار و قطعه‌کار و تغییر فرم پلاستیک قطعه ایجاد می‌شود. حرارت متمرکز شده باعث نرم شدن مواد اطراف پین می‌شود و ترکیب حرکت دوار و طولی پین، باعث حرکت مواد از جلوی پین به عقب پین می‌گردد. از طرفی شولدر که در بالای ناحیه‌ی خمیری قرار دارد با اعمال فشار بر روی مواد نرم شده امکان ایجاد اتصال میان دو فلز را به وجود می‌آورد. به علت ساختار هندسی پین، موادی که در اطراف پین حرکت می‌کنند به خوبی با یکدیگر ترکیب می‌شوند. با توجه به اشکال هندسی متفاوتی که پین می‌تواند داشته باشد، جریان ماده در اطراف پین دارای پیچیدگی‌های خاص خود می‌باشد. در جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی مواد در گرمای بالا تغییر شکل زیادی می‌دهند که موجب ایجاد ساختار ریز و دانه‌های هم محور می‌شود. این ریز ساختار مناسب موجب خواص مکانیکی مطلوبی در اتصالات ایجاد شده توسط فرایند جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی نیز می‌شود. جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی به عنوان اختراعی مهم برای جوش فلزات در دو دهه اخیر مطرح شده‌است. خوردگی
ساختمان درونی فلزات از عوامل مهمی است که بر روی خوردگی فلزات و شدت ان تأثیر قابل توجهی دارد. ساختاربلوری فلز، نوع آلیاژ و ترکیب شمیایی ان، روش‌های ریخته‌گری، خواص مکانیکی و مقاومتی فلزات و انواع مختلف الیاژها و عملیات حرارتی ازمواردی است که بر میزان خوردگی تأثیرگذار می‌باشد. متالورژی
مواد پیشرفته خوردگی شکل‌دادن فلزات سرامیک جوشکاری استخراج فلزات روی
برای تولید فلز روی ابتدا خاک معدنی روی خرد و آسیاب می‌شود و در صورت داشتن سرب به همراه خود، به واحد فلوتاسیون منتقل می‌شود تا سرب جدا شود. خاک‌های سولفوره نیز پس از انتقال به کوره به حالت اکسیده تبدیل شده و قابل استفاده می‌شوند. پس از آماده‌سازی خاک، کنسانترهٔ به دست آمده در مخازن استیل، توسط سولفوریک اسید و آب مورد عمل لیچینگ قرار می‌گیرند، سولفات آهن و سولفات آلومینیوم جهت رسوب دهی با هالوژن‌هایی نظیر کلر و فلوئور برای جلوگیری از چسبندگی در کاتدها استفاده می‌شوند. روی موجود در خاک با عمل لیپینگ حل شده و سولفات روی به دست می‌آید. نیکل، کبالت، کادمیوم، آهن و برخی عناصر دیگر موجود در خاک نیز به همراه روی حل می‌شوند، از این رو باید قبل از الکترولیز یون‌های مزاحم حذف شوند. برای حذف آهن و کبالت از محلول، پرمنگنات پتاسیم به همراه آمونیوم پرسولفات اضافه می‌شود تا آهن دو ظرفیتی به آهن سه ظرفیتی تبدیل شود. با افزودن دوغاب آهک هیدراته به محلول و بالا بردن pH، آهن و کبالت اکسید شده و رسوب می‌دهند و از محلول جدا می‌شوند. گذار فاز
یکی از دلایل همه‌کاره بودن مواد فلزی، قرار گرفتن در گستره وسیعی از خواص مکانیکی است که می‌توان با روش‌های مختلفی آن را تنظیم کرد یا تغییر داد. سه مکانیزم استحکام دهی ریز کردن اندازه دانه، استحکام دهی محلول جامد و کرنش سختی از جمله آن روش‌ها است. توسعه ریزساختار در آلیاژهای تک فاز و دوفاز معمولاً با برخی استحاله‌های فازی یعنی تغییر در تعداد یا مشخصه فازها همراه است. به دلیل آنکه بسیاری از استحاله‌های فازی به صورت آنی اتفاق نمی‌افتد توجه خاصی به وابستگی پیشرفت واکنش به زمان یا نرخ استحاله می‌شود.