Direct Quenching After Forging and Inductive Re-heating—A New Efficient Process Technology

Abstract

The biggest challenges for the forging industry at present are the general economic situation and the growing demands of environmental protection. Therefore, an efficient process using process heat for sustainable production is increasingly indispensable. One possibility is the combination of forging and quenching, the so-called quenching from the hot deformation heat. For more than ten years, this process has been established at BGH Edelstahl Siegen GmbH for many steels. However, this method cannot be applied to steels in which the forging end temperature is below the required quenching temperature. Thus, the process cannot be used for duplex and austenitic stainless steels due to the high solution annealing temperatures. In order to use this approach also for these steel grades, the process has been extended to include the option of inductive reheating. After forging, it is possible to raise the temperature to a required range to quench the material. This process is much faster and more effective than in a standard furnace. This process leads to several advantages in terms of product quality, such as precipitation states, mechanical properties, and residual stresses. The paper gives an overview of the industrial installation of the developed induction re-heating system.

Zusammenfassung

Die größten Herausforderungen für die Schmiedeindustrie sind derzeit die allgemeine wirtschaftliche Situation und die steigenden Anforderungen, die sich aus dem Umweltschutz ergeben. Daher ist ein effizienter Prozessablauf unter Nutzung der Prozesswärme für eine nachhaltige Produktion zunehmend unverzichtbar. Eine Möglichkeit ist die Kombination von Schmieden und Abschrecken, das sogenannte Abschrecken aus der Umformhitze. Seit mehr als zehn Jahren ist dieses Verfahren bei der BGH Edelstahl Siegen GmbH bei vielen Stählen etabliert. Dieses Verfahren kann jedoch nicht für Stähle angewendet werden, bei denen die Schmiedeendtemperatur unter der erforderlichen Abschrecktemperatur liegt. So kann das Verfahren aufgrund der hohen Lösungsglühtemperaturen nicht für Duplex- und austenitische Edelstähle verwendet werden. Um diese Vorgehensweise auch für diese Stahlgüten zu nutzen, wurde das Verfahren um die Möglichkeit der induktiven Nacherwärmung erweitert. Nach dem Schmieden ist es möglich, die Temperatur auf einen erforderlichen Bereich anzuheben, um das Material abzuschrecken. Dieser Prozess ist wesentlich schneller und effektiver als in einem Standardofen. Dieses Verfahren führt zu mehreren Vorteilen in Bezug auf die Produktqualität, wie Ausscheidungszustände, mechanische Eigenschaften und Eigenspannungen. Dieser Beitrag gibt einen Überblick über die industrielle Installation der entwickelten Induktionsanlage zur Wiedererwärmung nach dem Schmieden.