تغيير فرم آزاد همان تغيير شكل تحت فشار مي باشد با اختلاف اينكه فقط گاهي اوقات افزار مورد مصرف ملزوم را داراست در اينجا فقط بوسيله حركت نسبي افزار و كار توليد مي شود در آغاز مقطعهاي بزرگ مانند دستگاه نورد بوسيله حرارت و يا بدون حرارت كوچك مي شوند .
روشهاي مختلفي كه نرم هستند عبارتند از :
– دراز كردن
– پهن كردن
– پخ كردن
– فشردن
– پخ كردن به صورت پله اي

مراحل آهنگري فولاد
فولادي كه براي اهنگري استفاده مي شود اكثراً از قطعه خام و يا قطعات ريخته شده و يا از ميله هاي مختلف تشكيل شده است . كريستالهاي فولاد خام معمولاً بزرگ و نا منظم مي باشند كه در نتيجه مقدار تغيير شكل را محدود مي سازند . از اين رو فولاد خام را بايستي با ضربات ملايم آهنگري كرد تا بلورهاي كوچك و منظيمي پيدا كند . البته مقاومت آن در برابر تغيير شكل نيز افزايش مي يابد .

براي اينكه خواص فولاد را بهتر كنيم بايد آن را تا درجه خاصي دراز كنيم و يا آهنگري كنيم به طوري كه اثر آهنگري به عمق كامل فولاد اثر كرده باشد . براي قطعه هاي آلياژي درجه دراز كردن ۴ و براي بقيه فولادها ۳ تا مي باشد .

اكثراً بوسيله چكش آهنگري طول قطعه را زياد و سطح مقطع آن را كم مي كنند كه اين نيز مراحل مختلفي از لحاظ كمي و كيفي كار دارد .وقتي كه قطعه چهار گوشي را از دو پهلو آهنگري كنيم كريستالهاي آنها فشرده تر مي شوند و عرض زياد شده و دوباره كم مي گردد از اين طريق طول قطعه با كم شدن سطح مقطع آن زياد مي شود . هر چه چكش و سندان باريكتر باشند مي توانند طول فولاد را زياد تر كنند و عرض فولاد فقط تا حدودي زياد مي شود . اگر بلوكهاي آهنگري شونده بزرگ باشند سطح چكش و سندان بهتر است كه صاف باشد .

در ضمن براي فولادهاي بزرگ بايد عرض چكش هم زياد باشد تا عمل چكش كاري هم خوب انجام شود البته بلوك بايد به طور يكنواخت چرخانده شود .
اگر از سندان زاويه دار استفاده شود اتلاف دستگاه كاهش مي يابد . معمولاً فولادهاي سنگين را نمي توان بوسيله سندان زاويه دار به طور عميق آهنگري كرد . زيرا كه نيروي چكش روي سندان بوسيله دو نقطه تحميل مي شود يعني نيرو نصف مي شود .

پهن كردن قطعه همان پخ كردن است با فرق اينكه طول آن به مقدار خيلي كم زياد مي شوند ولي عرض آن پهن تر مي گردد . براي اين كار بهتر است كه از چكش گرد استفاده نمود .
باريك كردن قطعه فولاد در يك محل را باريك سازي (نشست) مي گويند .
و معمولاً قطعه بوسيله دست روي سندان آهنگري مي شود . ولي وقتي كه بخواهيم بوسيله پتك هيدروليكي فولاد را اهنگري كنيم ابزار مختلفي لازم داريم .
ميل لنگ را نيز از همين طريق مي سازند زيرا كه از ايجاد تنش فراوان در آن جلوگيري مي شود .

آهنگري ميله
وقتي كه قطر يك محور و يا لوله را بوسيله چكش كاري كم كنيم نشست قطر مي گويند . براي اينكار ابزار لازم به طور متوالي روي تمام يا قسمتي از محور يا لوله را مي پوشاند. اين ابزار با هم و در جهت شعاع به محور ضربه مي زنند و نسبت به محور نيز مي چرخند .
Anspiltpn = تير كردن ). در اين حالت محور نازك مي شو و به شكل مخروطي در مي آيد . در واقع شعاعش كم شده و طول آن افزايش مي يابد . كاهش دادن قطر ميله مي تواند سرد يا گرم انجام شود .معمولاً لوله و ميله ها بوسيله آبزار آهنگري با ضربات متوالي و بدون حرارت آهنگري مي شوند . سطح و مقاومت قطعه فولادي در آهنگري سرد بهتر از آهنگري گرم مي شود . در ضمن تولرانس لازمه را مي توان خيلي دقيق انتخاب نمود .

همانطور كه ابزار آهنگري گرد هستند و در ضمن حول محور قطعه نيز نيز مي چرخند پتكهاي آهنگري منحني شكل ساخته شده اند و يك حركت نسبي نسبت به غلكطها دارند .
اگر تعداد دور ماشين ۴۰۰ تا ۵۰۰ دور در دقيقه باشد تعداد ضربه ها ۲۰۰۰ تا ۳۰۰۰ مي باشد ، مثلاً اين روش براي زدن جاي خار روي محور خيلي متناسب است .
چون اين روش خيلي ساده و ارزان تمام مي شود براي ساختن حتي تعداد كم نيز صرف مي كند . ماتريالهايكه به وسيله اين روش آهنگري مي شوند عبارتند از فولاد خالص و يا آلياژهايش با حداقل درجه انبساط ۱۰% تا ۸ =
پهن كردن صحيح فولاد نه تنها براي به شكل دلخواه در آوردن آنها مناسب است بلكه خواص آنها را نيز بهتر مي كند . آهنگري صحيح آن كه پس از پهن كردن طول آن را به وسيله ضربه هاي چكش درازتر كند . از قطعات خالص كه در اثر ريخته گري بدست آمده اند بايد قسمت سرو ته آنها را جدا كرد زيرا كه ناخالصي موجود در قسمت سر و ته خواص جسم را بدتر مي كند .
در ضمن اره كردن آنها گران تمام مي شود . از اين رو نبايد از چكش و سندان تخت استفاده نمود . معمولاً سر قطعه بوسيله حلقه اي روي سندان نگه داشته مي شود و روي قسمت بالاي دستگاه كه چكش به آن وصل است صفحه اي جهت ايمني نصب مي شود . پس از پهن كردن قطعه و سپس دراز كردن آن سر و ته آن را مي توان جدا كرد . در ضمن براي اينكه قطعه خوب آهنگري شود بايد از پرسهائي استفاده كرد كه آرام حركت كنند . براي پهن كردن يك قطعه بايد طول آن بيشتر از ۲ تا ۵/۲ برابر قطرش نباشد در غير اين صورت امكان دارد قطعه از يك طرف شكم داده و چروك شود .

پهن كردن الكتريكي
در اينجا قطعه را بوسيله جريان برق موضعي گرم كرده و سپس چكش كاري مي نمايند . به قطعه حركتي نيز داده مي شوند تا تمام قسمتهاي آن به ترتيب حرارت داده شود .
دستگاه پهن كردن الكتريكي با شكل خاصي كه دارد فقط براي آهنگري ابتدايي قطعات گرد مفيد است . قطعه را بوسيله الكترودهاي مسي نگه مي دارند و بوسيله چكش در مقابل سندان كه به آنطرف جريان برق وصل است فشار داده مي شود . از اين رو بين الكترود مسي و سندان از طريق قطعه جريان برق عبور مي كند .

در اثر مقاومت الكتريكي قطعه تا حد قرمز شدن و سپس در اثر فشار هيدروليكي قسمت گرم شده بلوك پهن مي شود . در اين ميان الكترود مسي را آرام آرام به عقب مي كشيم تا تمام قسمت قطعه را پهن كنيم . پس از اينكه طول تنظيم شده آهنگري شد برق به طور اتوماتيك قطع مي شود و قطعه را مي توان براي كار بعدي آماده كرد . در ضمن طول قطعه جهت پهن كردن الكتريكي هر اندازه دلخواه را مي تواند دارا باشد زيرا كه فقط قسمتي گرم است و بقيه سرد مي باشد .

سوراخ كردن
براي سوراخ كردن از ميله مخروطي شكل (۱۰: ۱ تا ۱۵ : ۱) استفاده مي كنند .
اگر سوراخ بزرگ باشد بايد پيشاني ميله را مسطح و صاف در نظر گرفت تا بتوان به راحتي ان را روي قطعه قرار داد و احتياجي به انبر ندارد . طول ميله نبايد از ۵/۱ برابر قطر آن بيشتر باشد . قطعاتي را كه نسبت ضخامت انها به قطر سوراخ كوچكتر از ۵/۱ درجه چرخانده از طرف ديگر سوراخ را كامل مي كنند . پس از آن بوسيله ميله ديگري سوراخ را به اندازه نهائي مي رسانند .

در صورتي كه سوراخ خيلي عميق باشد بايد درون لوله اي استفاده شود به اين ترتيب كه از يك طرف قطعه سوراخ مي شود و سوراخ استوانه اي تميزي حاصل مي گردد . در ضمن درون لوله اي راحت تر در قطعه فرو مي رود و سفت به قطعه نمي چسبد .
در اثر خم كردن جسم قسمت هاي خارجي آن دراز و قسمت هاي داخلي پهن مي شود ولي سطح مقطع ثابت مي ماند و شكلش تغيير ميكند . اگر سطح مقطع گرد باشد به شكل بيضي و اگر مربع و يا مستطيل باشد به شكل ذوزنقه اي در مي آيد . اگر بخواهيم شكل سطح مقطع و اندازه آن در تمام قطعه ثابت و يكسان باشد بايد قسمتي كه خم مي شود را كلفتر در نظر بگيريم . براي اين كار بايد موقع دراز كردن قطعه سطح مقطع قسمت خم شونده را بيشتر انتخاب كنيم .

مثالهايي از اهنگري فولادهاي بزرگ
از آنجائيكه فولادهاي بزرگ را جهت آهنگري چندين بار بايد گرم كرد مي بايستي قبلاً مراحل كاري طراحي و ابزارهاي لازم ساخته و آماده شوند . در غير اين صورت انجام كار اقتصادي نمي باشد . در ضمن شكل و اندازه و مرغوبيت كار نيز مهم هستند. مانند مثالهاي زير :

محور گردنده توربين
بوسيله دراز كردن و يا پهن كردن محور گردنده توربين ساخته مي شوند . وزن آن مي تواند ۱۰۰ تن و يا بيشتر باشد . در نتيجه نيروي پرس حتي بيشتر از ۷۵MN مي شود .
مراحل آهنگري يك قطعه هشت پهلو با وزن ۹۵ تن و قطرميانگين ۲۱۰۰ميليمتر را به صورت زير آهنگري مي كنيم . نيروي پرس ۷۰MN است . قطر ميانگيني بايستي ۲۱۰۰ ميليمتر باشد تا در اثر فقط پهن كردن بتوان قطر مينيمم ۱۲۰۰ ميليمتر را بدست آورد . براي انجام اين مراحل قطعه چهار بار گرم شده و فقط ۲۴% جسم براي محور گردنده استفاده مي گردد . در آخر محور يكنواخت مي شود .

ولي اگر از روش پهن و دراز كردن كروپ – ريتر هاوزن استفاده شود اندازه و وزن قطعه را مي توان خيلي كمتر در نظر گرفت و از اين بابت انجام كار خيلي با صرفه تر است . در اينجا از فولاد (Cr-Ni- Mo) با قطر حداقل ۱۲۰۰ ميليمتر و وزن ۳۶ تن مي توان اندازه هاي نهائي حاصل از روش پهن كردن را بدست آورد .مراحل كاري بدين ترتيب در نظر گرفته مي شود .
۱- فولاد را تا ۱۲۰۰ در جه سانتيگراد حرارت داده و سطح آنرا آهنگري مي كنند .
۲- سپس سر و ته آن را جدا مي سازند.
۳- فولاد را در درجه حرارت آهنگري پهن كرده تا قطر آن به ۲۲۰۰ ميليمتر برسد .
۴- در همين گرما آن را دراز كرده تا به قطر ۱۴۰۰ ميليمتر برسد .
۵- فولاد را دوباره حرارت داده و انرا تا قطر ۲۲۰۰ ميلمتر براي بار دوم پهن مي سازند . بدين ترتيب قطعه بيشتر از چهار بار به طور كامل اهنگري مي شود .
۶- سپس آن را دراز كرده تا به قطر ۱۲۰۰ ميليمتر برسد .
۷- آنرا تا اندازه هاي نهائي چند بار اهنگري كرده و در اخر بوسيله حرارت يكنواختي مي كنند .

آهنگري لوله
اگر قطعه فولادي كوتاه باشد بايد عمل اهنگري خيلي با دقت صورت گيرد .پس از اينكه مقداري چكش كاري شد سر و ته آن را جا كرده و باقيمانده را پهن مي كنند . اگر در ضمن پهن كردن در سطح جانبي آن شكافي ايجاد شد بايد آن را بر طرف كرد و سپس عمل اهنگري را ادامه داد . حالا قطعه پهن شده را بوسيله درون لوله اي سوراخ مي كنند . بدين ترتيب هسته آهن كه احتمالاً داراي غير يكنواختي است جدا مي شود .

پس از اينكه قطعه فولاد كاملاً سوراخ شد آن را روي سندان قرار داده بوسيله درون سوراخ آن را تا اندازه نهائي گشاد و سپس روي يك درون بلندتري دراز مي كنند . در مرحله بعدي پيشاني هاي قطعه پرس مي شوند تا مسطح ردند و در خاتمه قطعه را تا رسيدن به اندازه نهائي اهنگري مي كنند . خوبي اين روش اين است كه درون در داخل قطعه آزاد و قابل حركت مي باشد .