Stahl für schwere Schmiedeteile – Schmiedeverfahren
Zum Schmelzen und Schmieden großer Schmiedestücke werden große Barren benötigt. Das Einzelgewicht großer Barren liegt zwischen 30 und mehreren hundert Tonnen. Je größer der Barren ist, desto gravierender sind die metallurgischen Mängel, wie z. B. Entmischungen. Daher sind die Schmelzanforderungen an Stahl für große Schmiedestücke sehr streng. Um das Gießen besonders großer Stahlbarren zu gewährleisten, ist es im Allgemeinen erforderlich, mehr als zwei Schmelzöfen zum Gießen zu verwenden, sodass es nicht erforderlich ist, die Kapazität eines einzelnen Ofens zu erhöhen und die Erosion von feuerfesten Materialien und die Reduzierung von zu verringern Temperatur des geschmolzenen Stahls aufgrund der langen Gießzeit. Die Rohstoffe müssen beim Schmelzen sorgfältig ausgewählt werden und schädliche Elemente wie Bor, Kupfer, Zinn, Antimon und Arsen, die beim Schmelzen schwer zu entfernen sind, müssen streng kontrolliert werden. Für das anfängliche Schmelzen von Stahl können ein großer einfacher Lichtbogenofen und ein großer Konverter verwendet werden. Der geschmolzene Stahl muss außerhalb des Ofens raffiniert und im Vakuum entgast werden, um den Schwefel-, Phosphor- und Gasgehalt im Stahl zu minimieren und hochreinen Stahl mit weniger als 0.005 % Schwefel und Phosphor, weniger als 2 % Wasserstoff und weniger Sauerstoff zu erhalten unter 30 % und Stickstoff unter 40 %. Um Entmischungen und Defekte zu reduzieren, sollten für das Gießen großer Stahlbarren neue Gießtechnologien wie Rotationsguss, Hohlblockguss und gerichteter Erstarrungsguss eingesetzt werden.
Der Zweck des Schmiedeprozesses besteht hauptsächlich aus zwei Zwecken: Zum einen besteht er darin, den Barren wirtschaftlich in die gewünschte Form zu schmieden, d. h. zu formen; Die zweite besteht darin, die Metallstruktur zu verbessern, die Gussstruktur des Barrens durch Schmieden zu zerstören, die Struktur zu homogenisieren, das Korn zu verfeinern und Defekte wie Porosität, Porosität und Lunker zu schweißen. Im Allgemeinen werden große Barren direkt von der Schmelzwerkstatt zur Schmiedewerkstatt erhitzt. Um die Fehlstellen zu verschweißen, erfolgt das Schmieden großer Schmiedeteile in der Regel auf der hydraulischen Presse mit großem Druck, überwiegend im Freischmiedeverfahren.
Aufgrund des Einflusses des Größeneffekts weist die Wärmebehandlung großer Schmiedeteile ihre eigenen Besonderheiten auf. Dabei müssen die metallurgischen Eigenschaften großer Schmiedestücke, die von großen Schmiedestücken während der Wärmebehandlung erzeugten Übergangsspannungen und Restspannungen, der Einfluss latenter Phasenwechselwärme auf Heiz- und Abkühlprozesse, die Anlasssprödigkeit und die Gewebeverfeinerung umfassend berücksichtigt werden. Bei großen Schmiedestücken gibt es hauptsächlich zwei Arten der Wärmebehandlung: die erste Wärmebehandlung und die zweite Wärmebehandlung.
Die erste Wärmebehandlung, auch Wärmebehandlung nach dem Schmieden genannt, zielt hauptsächlich darauf ab, weiße Flecken zu verhindern, die Einheitlichkeit der chemischen Zusammensetzung zu verbessern, die Struktur zu verfeinern, Mischkristalle zu beseitigen usw. und interne organisatorische Bedingungen für die Ultraschallfehlererkennung und die endgültige Leistung zu schaffen und Schaffung von Bedingungen zur Reduzierung der Härte, zur Beseitigung von Spannungen und zur Erleichterung der Grobbearbeitung. Sinkt der Wasserstoffgehalt im Stahl während des Schmelzens unter 2 %, wird bei der ersten Wärmebehandlung vor allem die Kornverfeinerung und die Beseitigung von Mischkörnern berücksichtigt.
Die zweite Wärmebehandlung ist die abschließende Leistungswärmebehandlung. Sein Hauptzweck besteht darin, den vorbearbeiteten großen Schmiedestücken die beste Struktur zu verleihen, die erforderlich ist, um die gute Gesamtleistung großer Schmiedestücke sicherzustellen. Die zweite Wärmebehandlung umfasst üblicherweise Abschrecken und Anlassen, Normalisieren plus Anlassen, Normalisieren plus Altern usw. Bei Schmiedestücken, die eine hohe Härte erfordern, wie z. B. große Kaltwalzen, muss die abschließende Wärmebehandlung Abschrecken und Anlassen bei niedriger Temperatur sein, um die Anforderungen zu erfüllen.