Основными материалами, используемыми при ковке, являются углеродистые и легированные стали различного состава, за которыми следуют алюминий, магний, медь, титан и их соответствующие сплавы. Эти материалы используются в необработанном виде, включая слитки, металлические порошки и жидкие металлы. Отношение площади поперечного сечения-металла до деформации к площади поперечного сечения-после деформации называется «коэффициентом ковки». Правильный выбор коэффициента ковки-наряду с соответствующими температурами нагрева и временем выдержки, оптимальными начальной и конечной температурами ковки, а также подходящими величинами и скоростями деформации-играет решающую роль в повышении качества продукции и снижении производственных затрат.
Большинство поковок малого и среднего-размера производятся с использованием круглых или квадратных прутков в качестве исходного материала (заготовок). Пруток обычно имеет однородную и превосходную зернистую структуру и механические свойства; кроме того, он обладает точными размерами и превосходным качеством поверхности, что делает его очень подходящим для массового производства. При условии надлежащего контроля температуры нагрева и условий деформации можно производить поковки с высокими-производительными характеристиками без необходимости проведения обширной пластической деформации.
Металлические слитки используются исключительно для производства крупных-поковок. Слитки обладают литой структурой, характеризующейся крупными столбчатыми зернами и пористым ядром. Следовательно, они должны подвергаться значительной пластической деформации-процессу, который дробит столбчатые зерна на более мелкие и уплотняет пористые области-, чтобы достичь превосходных металлургических структур и механических свойств.
Преформы, изготовленные методом порошковой металлургии (путем прессования и спекания), могут быть преобразованы в порошковые поковки путем горячей штамповки без обжига. Эти порошковые поковки достигают плотности, сравнимой с плотностью обычных поковок, демонстрируют превосходные механические свойства и обладают высокой точностью размеров, тем самым сводя к минимуму необходимость последующих операций механической обработки. Порошковые поковки имеют однородную внутреннюю структуру без сегрегации, что делает их пригодными для изготовления таких компонентов, как небольшие шестерни. Однако стоимость металлических порошков значительно выше стоимости стандартной прутковой заготовки, что накладывает определенные ограничения на их широкое применение в промышленном производстве.
Применяя статическое давление к жидкому металлу, заливаемому в полость штампа,-вызывая тем самым затвердевание, кристаллизацию, течение, пластическую деформацию и придание формы под давлением-, можно производить штампованные-детали с желаемой геометрией и свойствами. Этот метод, известный как ковка жидкого металла, представляет собой гибридный метод формования, расположенный между литьем под давлением и обычной ковкой в штампах; он особенно хорошо-подходит для производства сложных-тонкостенных деталей, которые сложно формовать с помощью стандартных процессов-ковки. Помимо стандартных материалов,-таких как углеродистые и легированные стали различного состава, а также алюминий, магний, медь, титан и их соответствующие сплавы,-деформируемые суперсплавы на основе железа-, никеля-и кобальта-также обрабатываются ковкой или прокаткой. Однако, поскольку эти суперсплавы обладают относительно узким диапазоном пластической деформации, их ковка представляет собой значительно более серьезные проблемы; следовательно, к температурам нагрева, начальным и конечным температурам ковки для каждого конкретного материала предъявляются строгие требования.
