Große Freischmiedestücke und Schmiedestücke aus hochlegiertem Stahl bestehen hauptsächlich aus Stahlbarren, die je nach Spezifikation in große und kleine Barren unterteilt werden können. Im Allgemeinen ist die Masse größer als 2 t bis 2,5 t, der Durchmesser größer als 500 mm bis 550 mm. Der Barren wird als großer Barren bezeichnet, der andere als kleiner Barren.
Beim Pressschmieden wird die Temperatur des Heizofens beim Laden in kalte Barren (im Allgemeinen bei Raumtemperatur) und heiße Barren (im Allgemeinen über Raumtemperatur) unterteilt. Bei kalten Barren unter 500 °C ist die Plastizität schlechter, und während des Kristallisationsprozesses bilden sich in einem Barren Restspannungen und Temperaturspannungsrichtung. Alle Arten von Gewebedefekten führen zu Spannungskonzentrationen. Bei einer Fehlausrichtung der Heizspezifikationen können Risse leicht entstehen. Daher sollten in der Niedrigtemperaturphase des Erhitzens kalter Barren die Ladetemperatur und die Heizgeschwindigkeit begrenzt werden.
Beim Schmieden großer Barren mit mehreren Heizspezifikationen ist aufgrund der großen Querschnittsgröße die Zugspannung in der Mitte sehr hoch. Gleichzeitig ist der Barren niedrig und die Plastizität schlecht, sodass die Schmiedetemperatur beim Erhitzen leicht reißt. Die Ofentemperatur darf deshalb nicht zu hoch sein und die Heizgeschwindigkeit sollte langsam erfolgen. Beispielsweise beträgt die Ofentemperatur für Kohlenstoff- und legierten Baustahl im Allgemeinen 350–850 °C. Die Barrengröße ist klein, die Ofentemperatur hoch und die Isolierung ist wichtig. Legierter Stahl wie Schnellarbeitsstahl oder hochchromhaltiger Stahl reißt beim Erhitzen leicht. Die Ofentemperatur sollte daher bei 400–650 °C liegen. Wenn die Temperatur über 850 °C liegt, kann der Barren schneller erhitzt werden, aber nicht zu schnell, um zu große Temperaturunterschiede zwischen den Schmiedeteilen innen und außen zu vermeiden. Beispielsweise lassen Schmiedestücke aus Kohlenstoff- und legiertem Baustahl Temperaturunterschiede zwischen 50 °C und 100 °C zu.
Beim Erhitzen kleiner Stahlbarren sind aufgrund ihrer geringen Querschnittsgröße die durch das Erhitzen verursachten Eigenspannungen und Temperaturspannungen gering, sodass die Heizgeschwindigkeit höher sein kann. Daher wird beim Schmieden von Kohlenstoffstahlkabeln und niedriglegierten Stahlbarren ein Abschnitt mit Schnellheizspezifikation verwendet. Bei kleinen hochlegierten Stahlbarren ist die Wärmeleitfähigkeit bei niedrigen Temperaturen schlecht, und bei großen kalten Barren werden mehrstufige Heizspezifikationen verwendet. Schmiederohlinge können in Öfen mit einer Temperatur von 700 °C bis 1000 °C erhitzt werden.
Um die Aufheizzeit zu verkürzen und Brennstoff zu sparen, werden große Barren nach dem Abisolieren aus der Stahlwerkstatt direkt zum Erhitzen im Schmiedeofen geschickt. Diese Art von Stahlbarren wird als heißer Barren bezeichnet. Beim Befüllen des Ofens mit heißen Barren beträgt die Oberflächentemperatur 550 bis 650 °C. Da sich der heiße Barren in einem gut plastischen Zustand befindet, ist die Temperaturspannung gering, sodass die Ofentemperatur verbessert werden kann. Je nach Barrengröße und -material kann sie im Ofen üblicherweise zwischen 800 und 1000 °C liegen. Die Ofentemperatur kleiner Barren kann unbegrenzt bleiben und nach dem Befüllen kann die Aufheizgeschwindigkeit mit am höchsten sein.
Veröffentlichungszeit: 14. April 2022