Varmbearbetning är en term för att värma stål eller andra metaller och sedan rulla, stansa eller hamra dem till önskade former. Att värma metaller över sin kritiska punkt, där metallkristallerna kan flyta som mycket tjocka vätskor, minskar stressen och gör dem lättare att rulla eller forma. Metall som utsätts för varmbearbetning kan vara mindre spröd, eller mindre benägen att spricka, än metaller som bearbetas kallt.
Metaller innehåller en kristallstruktur, en slumpmässig blandning av mångsidiga kristaller som kan jämföras med sandkorn. När de flesta metaller är i rumstemperatur, är kristallerna tätt packade tillsammans, och metallen anses vara stel. Om metallen värms över sin kristallisationstemperatur, kallad den kritiska punkten, tappar kristallerna greppet om varandra och metallen kommer att flyta eller kan lätt formas.
Kallbearbetning av metaller vid rumstemperatur skapar mycket sega metalldelar, men kan orsaka spänningar i metallen som leder till eventuella sprickor eller brott. Detta beror på att metallkristallerna inte kan röra sig runt varandra och de vill återgå till ett lägre spänningstillstånd. Kallformning kan jämföras med att sträcka ut ett gummiband, med kristallerna under stress. Metaller kan värmas upp senare i en process som kallas glödgning, där metallen värms upp till en hög temperatur, hålls där och kyls sedan långsamt för att minska stress. Varmbearbetning förhindrar denna påfrestning och gör metallen mycket lättare att hantera.
När heta metaller rullas kommer metallkristallerna att glida längs med varandra och ändra form från cirkulär till långa och tunnare former. Denna förändring kan göra metallen starkare i kristallernas riktning, men svagare om kraften tillförs motsatt riktningen. Valsade metaller kan glödgas för att återställa en del av den ursprungliga kristallformen, vilket stärker metallen.
Arbete vid högre temperaturer skapar en seg metall, vilket är en metall som kan böjas eller är mindre spröd. Duktilitet kan vara en nackdel för delar som behöver hög slagtålighet, såsom verktyg eller blad. Varmbearbetning kan följas av anlöpning, vilket är uppvärmning följt av snabb kylning i vatten eller olja, för att återfå en del av segheten hos kallbearbetad metall.
En nackdel med varmbearbetning är den temperatur som krävs för att nå den kritiska punkten för vissa metaller. Vissa höghållfasta stål kan kräva uppvärmning till mycket höga temperaturer för att tillåta arbete utan att skapa metallpåkänningar. Dessa temperaturer kan kräva speciella verktygsmaskiner som kan bibehålla sin egen styrka och seghet när de utsätts för de höga metalltemperaturerna. Denna utrustning kan också kräva värmekretsar med hög temperatur på rullar eller stansdelar för att hålla metallen varm och förhindra kallbearbetning.