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在金属学中，通常将变形温度在金属再结晶温度以上的塑性加工叫热加工。它是指金属材料在完全再结晶条件下进行的塑性变形。热加工是一个在高温下，借助外在的冲压力或载荷，产生塑性变形，以获得所需的尺寸、形状以及力学性能的过程。一般而言，金属开始再结晶的温度称为再结晶温度，当变形到一定程度（70%～80%）后，金属的再结晶温度将趋于某一最低值，称为“最低再结晶温度”。纯金属的最低再结晶温度大约是熔点的0.4倍。因此，对于铜及其合金而言，其再结晶温度大约是300～400℃。热加工不仅能使金属零件满足“成形”的要求，还能在一定程度上改善材料的组织结构，达到“成性”的目的，或者使已成形的零件改变结晶状态以改善零件的力学性能。塑性变形的实质是金属材料受到外力作用，使得材料的晶粒间（晶间变形）乃至晶粒内部（晶内变形）产生滑移的过程 ［2］ 。
大多数金属材料属于多晶体，但是单晶体的塑性变形是多晶体材料塑性变形的基础。对单晶体而言，金属变形的最主要方式是滑移。铜合金具有面心立方晶格，其滑移变形沿着密排面{111}的密排方向<110>进行，因此，在一般情况下铜合金具有12个滑移系。实验表明，若温度升高，不常见的滑移系{100}<110>和{110}<110>就会被开动，导致滑移面的数目有所增加，但是，其滑移方向并未改变，因此，在高温下，面心立方晶体具有14个滑移系 ［1］ 。图3-1所示为滑移面示意图和面心立方晶格的滑移示意图。
图3-1 滑移面示意图（a）和面心立方晶格的滑移（b） ［2］
对金属材料施加外力时，在晶面上产生的应力可以分解为正应力（ σ ）和切应力（ τ ）。其中，正应力垂直于晶面，会使金属材料产生弹性变形或断裂；切应力与晶面平行，并可以使晶格发生畸变，使得晶粒的一部分相对另一部分沿着某一晶面（即滑移面，也是密排面）产生相对滑动，从而引起晶粒内部发生塑性变形。对于单晶体而言，其滑移示意图如图3-2所示。在图3-2（b）中可以看出，切应力较小，撤除所加外力，原子就会回到原来所在位置，单晶粒发生弹性变形；若力度加大，原子则会产生较大的滑移，撤回所加外力，原子也回不到原来的位置，变形亦不会消失，而产生塑性变形。一般来说，金属的滑移难易度与金属的滑移系多少有关，滑移系越多，金属越容易变形，其塑性也就越好，因此，拥有面心立方结构的铜合金要比体心立方结构的铁的塑性好。
图3-2 单晶粒滑移变形示意图 ［3］
常用的金属材料为多晶体，我们可以将多晶体的塑性变形看成多个单晶粒变形后的结果。但是，由于多晶体中每个晶粒的位向都有所不同，当对金属/合金施加外力时，各个晶粒的变形受到其他晶粒的影响，并且，晶界的存在导致各个晶粒产生滑移的先后顺序有所不同，因此，多晶体的塑性变形有自己一定的特征，要比单晶体复杂得多，不能简单以单个晶粒变形的综合效果来判断。一般而言，多晶体的塑性变形会受到晶粒取向和晶界两个方面的影响 ［4］ 。
首先，多晶体在塑性变形过程中，晶界的存在会对其变形产生一定的阻碍作用。晶界是结构相同而取向不同晶粒之间的界面。在晶界上，原子排列从一个取向过渡到另一个取向，晶界处原子排列处于过渡状态，会有大量的晶体缺陷，因此，所产生的位错在此处滑移会受到一定的阻碍，此处的塑性变形抗力较高，变形难以进行。因此，我们可以得出结论，金属材料的晶粒越细小，晶界相对也就越多，对位错的阻碍作用也就更强烈，因此，细化晶粒可以使得合金的强度得到一定程度的提高。其次，多晶体的塑性变形还必须协调不同位向的晶粒。由于不同晶粒的位向不同，因此，在塑性变形过程中，各个晶粒的受力情况也有所不同，有的晶粒会优先产生滑移，而另外一些晶粒的滑移就相对较晚，因此，任何一个晶粒的滑移都会受到周围晶粒不同程度的影响，只有当外力大到能克服各个晶粒之间的影响，使得所有晶粒达到协调，不但满足了自身的滑移条件，而且保持了多晶体的结构连续性，才能使材料发生塑性变形。最后，由于各个晶粒的大小、形状、位置的不同，造成晶粒的变形是不均匀的。图3-3所示为多晶体塑性变形的示意图。在材料的外侧，晶粒的变形量较大，在材料心部，晶粒的变形量则相对较小，这就造成每个晶粒的形变量与晶粒所在的位置有很大关系。
图3-3 多晶体塑性变形示意图
由以上分析可知，多晶体的塑性变形必须要克服较大的阻力。金属材料内部的晶粒越细，单位体积的晶粒数也就越多，滑移面和滑移方向也就越多，变形可以分散在更多的晶粒内进行，使得外力带来的应力得到更多的分散，也就不至于应力在个别晶粒内部集中，这就使得材料不易断裂，而具有较高的抗塑性变形能力，所以，在铜合金的研究和生产中，大都采用一定的方式和技术使得铜合金具有较细小的晶粒，以提高合金的力学性能。