هناك ثلاث طرق لتشغيل المعادن: التشغيل الساخن، التشغيل البارد، البثق، حيث تعتمد الطريقة المستخدمة على المعدن المعني والجزء المطلوب، على الرغم من أنه في بعض الحالات يمكن استخدام طرق العمل الساخنة والباردة لعمل جزء واحد.
التشغيل الساخن
يتم تشغيل جميع الفولاذ تقريبًا على الساخن من السبيكة إلى شكل ما يكون من خلاله إما ساخنًا أو باردًا حتى الشكل النهائي وعندما يتم تجريد سبيكة من قالبها، يكون سطحها صلبًا، لكن الجزء الداخلي لا يزال منصهرًا، ثم يتم وضع السبيكة في حفرة نقع مما يؤخر فقدان الحرارة، حيث يتصلب الجزء الداخلي المنصهر تدريجيًا بعد النقع، يتم معادلة درجة الحرارة في جميع أنحاء السبيكة، ثم يتم تقليلها إلى الحجم المتوسط عن طريق اللف، مما يجعل من السهل التعامل معها، يُطلق على الشكل الملفوف اسم (bloom) عندما تكون أبعاد مقطعه (6 بوصات×6 بوصات) أو أكبر مربعًا تقريبًا يُطلق على هذا المقطع اسم البليت عندما يكون مربعًا تقريبًا وأقل من (6 بوصات×6 بوصات) تسمى المقاطع المستطيلة التي يزيد عرضها عن ضعف سمكها بالبلاطات ويكون اللوح هو الشكل الوسيط الذي تُدحرج منه.
القوة والوزن والموثوقية هي ثلاثة عوامل تحدد المتطلبات التي يجب أن تفي بها أي مادة مستخدمة في بناء وإصلاح هيكل الطائرة، حيث يجب أن تكون هياكل الطائرات قوية وخفيفة الوزن قدر الإمكان، هناك حدود محددة للغاية يمكن أن تترافق معها زيادة القوة مع زيادة الوزن، إن هيكل الطائرة الثقيل لدرجة أنه لا يمكنه تحمل بضع مئات من الجنيهات من الوزن الإضافي لن يكون ذا فائدة تذكر، يجب أن تكون جميع المعادن بالإضافة إلى وجود نسبة قوة ووزن جيدة، موثوقة تمامًا وبالتالي تقليل احتمالية حدوث أعطال خطيرة وغير متوقعة، بالإضافة إلى هذه الخصائص العامة، يجب أن تمتلك المادة المختارة لتطبيق محدد صفات محددة مناسبة لهذا الغرض.
يجب أن تمتلك المادة القوة التي تjطلبها الأبعاد والوزن والاستخدام والضغوط الأساسية الخمسة التي قد تكون المعادن مطلوبة لتحملها هي التوتر والضغط والقص والانحناء والالتواء، حيث تكون قوة الشد للمادة هي مقاومتها للقوة التي تميل إلى تفكيكها وتقاس قوة الشد بالجنيه لكل بوصة مربعة (psi) ويتم حسابها بقسمة الحمولة المطلوبة لفصل المادة عن بعضها بمساحة المقطع العرضي بالبوصة المربعة.
قوة الانضغاط للمادة
قوة الانضغاط للمادة هي مقاومتها لقوة التكسير التي تكون معاكسة لقوة الشد، كما يتم قياس قوة الضغط أيضًا بوحدة (psi) عند قطع قطعة من المعدن، تتعرض المادة لقوة تُعرف بالقص عند ملامستها لحافة القطع والقص هو الميل من جانب الأعضاء المتوازية للانزلاق في اتجاهين متعاكسين. يشبه وضع سلك أو خيط بين شفرات المقص وقوة القص هي قوة القص في (psi) التي تفشل فيها المادة وهو الحمل مقسومًا على منطقة القص.
كما يمكن وصف الانحناء بأنه انحراف أو انحناء للعضو بسبب القوى المؤثرة عليه وتكون قوة الانحناء للمادة هي المقاومة التي تقدمها لقوى الانحراف، أما الالتواء هو قوة التواء، كما قد يحدث مثل هذا الإجراء في عضو ثابت في أحد طرفيه وملف في الطرف الآخر والقوة الالتوائية للمادة هي مقاومتها للالتواء.
تُعرف العلاقة بين قوة المادة ووزنها لكل بوصة مكعبة، معبرًا عنها كنسبة، باسم نسبة القوة/ الوزن وتشكل هذه النسبة الأساس لمقارنة الرغبة في استخدام مواد مختلفة في بناء وإصلاح هيكل الطائرة، كما لا يمكن استخدام القوة ولا الوزن وحدهما كوسيلة للمقارنة الحقيقية في بعض التطبيقات، مثل جلد الهياكل الأحادية، يكون السماكة أكثر أهمية من القوة وفي هذه الحالة، تكون المادة ذات الوزن الأخف لسمك أو مقياس معين هي الأفضل، السماكة أو السائبة ضرورية لمنع التجاوز أو التلف الناجم عن المعالجة غير المبالية.
التآكل
التآكل هو أكل أو تأليب السطح أو الهيكل الداخلي للمعادن، بسبب الأقسام الرقيقة وعوامل الأمان المستخدمة في تصميم الطائرات وبنائها، سيكون من الخطر اختيار مادة ذات خصائص مقاومة للتآكل ضعيفة.
عامل مهم آخر يجب مراعاته في الصيانة والإصلاح هو القدرة على تشكيل المادة أو ثنيها أو تشكيلها بالأشكال المطلوب. يسمى تصلب المعادن عن طريق العمل أو التشكيل على البارد تصلب العمل، إذا تم تشكيل قطعة من المعدن على شكل أو ثني وهي باردة، فيُقال إنها تعمل على البارد، عمليا كل العمل الذي يقوم به ميكانيكي الطيران على المعدن هو عمل بارد، في حين أن هذا مناس، إلا أنه يتسبب في أن يصبح المعدن أكثر صلابة وهشاشة.
يتم تسخين الكتل أو الألواح أو الألواح فوق النطاق الحرج ويتم لفها في مجموعة متنوعة من الأشكال ذات المقطع العرضي الموحد، تعjfر الأشكال المدرفلة الشائعة هي الورقة والشريط والقناة والزاوية والشعاع كما تمت مناقشته لاحقًا في هذا الفصل، غالبًا ما يتم إنهاء المواد المدلفنة على الساخن بالدرفلة على البارد أو الرسم للحصول على أبعاد تشطيب دقيقة وسطح لامع وناعم.
المقاطع المعقدة والكبيرة
المقاطع المعقدة التي لا يمكن دحرجتها أو المقاطع التي لا تتطلب سوى كمية صغيرة منها، عادة ما تكون مزورة تزوير الفولاذ هو عمل ميكانيكي عند درجات حرارة أعلى من النطاق الحرج لتشكيل المعدن حسب الرغبة، كما يتم التطريق إما عن طريق الضغط على الفولاذ المسخن أو طرقه حتى يتم الحصول على الشكل المطلوب، يتم استخدام الضغط عندما تكون الأجزاء المراد تشكيلها كبيرة وثقيلة، تحل هذه العملية أيضًا محل الطرق التي تتطلب فولاذًا عالي الجودة، نظرًا لأن الضغط بطيء المفعول، تنتقل قوته بشكل موحد إلى مركز المقطع، مما يؤثر على بنية الحبيبات الداخلية وكذلك الخارج لإعطاء أفضل هيكل ممكن في جميع الأنحاء.
لا يمكن استخدام المطرقة إلا على القطع الصغيرة نسبيًا، نظرًا لأن طرق الطرق تنقل قوتها على الفور تقريبًا، فإن تأثيرها يقتصر على عمق صغير وبالتالي، من الضروري استخدام مطرقة ثقيلة جدًا أو تعريض الجزء لضربات متكررة لضمان العمل الكامل للقسم وإذا كانت القوة المطبقة أضعف من أن تصل إلى المركز فسيكون السطح النهائي للحدادة مقعرًا.
إذا تم عمل المركز بشكل صحيح، فسيكون السطح محدبًا أو منتفخًا، حيث تتمثل ميزة الطرق في أن المشغل يتحكم في كل من مقدار الضغط المطبق ودرجة حرارة التشطيب وهو قادر على إنتاج أجزاء صغيرة من أعلى درجة، عادة ما يشار إلى هذا النوع من الحدادة باسم تزوير الحداد، حيث يتم استخدامه على نطاق واسع حيث لا يلزم سوى عدد قليل من الأجزاء، كما يتم توفير قدر كبير من وقت المعالجة والمواد عند تشكيل جزء ما إلى الشكل النهائي تقريبًا.
