Les grandes pièces forgées libres et les pièces forgées en acier fortement allié sont principalement constituées de lingots d'acier, divisés en grands et petits lingots selon leurs spécifications. Généralement, les lingots d'une masse supérieure à 2 t à 2,5 t et d'un diamètre supérieur à 500 mm à 550 mm sont appelés grands lingots, les autres étant appelés petits lingots.
Le forgeage des lingots par presse est réalisé avant la température du four de chauffage, lors du chargement. Il est divisé en lingots froids (généralement à température ambiante) et lingots chauds (généralement à température supérieure à la température ambiante). À une température inférieure à 500 °C, la plasturgie est moins bonne. En cas de cristallisation, les contraintes résiduelles et la direction des contraintes thermiques entraînent des défauts tissulaires qui peuvent entraîner une concentration de contraintes. Un mauvais alignement des spécifications de chauffage peut donc entraîner des fissures. Par conséquent, lors de la phase de chauffage à basse température des lingots froids, la température de chargement et la vitesse de chauffage doivent être limitées.
Le forgeage de grands lingots, soumis à des spécifications de chauffage multiples, présente une contrainte de traction importante au centre, une faible résistance mécanique et une faible plasticité. La contrainte de température de forgeage favorise la fissuration lors du chauffage. Par conséquent, la température du four ne doit pas être trop élevée et la vitesse de chauffage doit être lente. Par exemple, pour l'acier de construction au carbone et l'acier de construction allié, la température du four est généralement comprise entre 350 °C et 850 °C, la taille du lingot est petite, la température du four est élevée et l'isolation est importante. Pour les aciers alliés, tels que l'acier rapide et l'acier à haute teneur en chrome, la fissuration lors du chauffage est importante. La température du four doit être maintenue entre 400 °C et 650 °C. Au-delà de 850 °C, le lingot peut être chauffé à une vitesse plus élevée, mais pas trop rapide, afin d'éviter la formation de pièces forgées avec une trop grande différence de température entre l'intérieur et l'extérieur. Par exemple, les pièces forgées en acier de construction au carbone et en acier de construction allié permettent une différence de température entre 50℃ et 100℃.
Lors du chauffage de petits lingots d'acier, en raison de leur petite section, les contraintes résiduelles et les contraintes thermiques induites par le chauffage sont faibles, ce qui permet une vitesse de chauffage plus rapide. Par conséquent, pour les lingots d'acier au carbone et d'acier faiblement allié, une spécification de chauffage rapide est utilisée pour le forgeage. Pour les petits lingots d'acier fortement allié, en raison de leur faible conductivité thermique à basse température et du chauffage à froid des grands lingots, une spécification de chauffage multi-étages est également utilisée. Les ébauches forgées peuvent être installées dans un four à une température de 700 °C à 1 000 °C.
Afin de réduire le temps de chauffe et d'économiser du combustible, les gros lingots provenant de l'atelier sidérurgique, après démoulage, sont directement envoyés au four de forgeage. Ce type de lingot d'acier est appelé lingot chaud. Lors du chargement du four à lingots chauds, la température de surface est comprise entre 550 °C et 650 °C. Grâce à sa bonne plasticité, le lingot chaud subit de faibles contraintes thermiques, ce qui permet d'améliorer la température du four. Selon la taille et le matériau du lingot, la température peut généralement être comprise entre 800 °C et 1 000 °C. La température du four à petits lingots est illimitée et la vitesse de chauffage après chargement est maximale.
Date de publication : 14 avril 2022