Entsprechend der Industriepraxis im Schwermaschinenbereich kann ein Freischmiedestück, das mit hydraulischen Pressen mit einer Schmiedekapazität von über 1000 Tonnen hergestellt wird, als Großschmiedestück bezeichnet werden. Bezogen auf die Schmiedekapazität von hydraulischen Pressen zum Freischmieden entspricht dies in etwa Wellenschmiedestücken mit einem Gewicht von über 5 Tonnen und Scheibenschmiedestücken mit einem Gewicht von über 2 Tonnen.
Die wichtigsten und grundlegenden Merkmale großer Schmiedestücke sind ihre großen Abmessungen und ihr hohes Gewicht. Beispielsweise beträgt die Größe eines geschmiedeten Rotors eines 600-MW-Dampfturbinengenerators φ1280 mm × 16310 mm und wiegt 111,5 Tonnen. Die Größe eines geschmiedeten Rotors eines Dampfturbinengenerators mit 2200–2400 MW beträgt 1808 mm x 16880 mm und wiegt 247 Tonnen.
Aufgrund ihrer Größe und ihres Gewichts müssen große Schmiedestücke direkt aus großen Stahlbarren geschmiedet werden. Es ist allgemein bekannt, dass große Stahlbarren häufig schwerwiegende Probleme wie Entmischung, Porosität, Schrumpfung, nichtmetallische Einschlüsse und verschiedene Arten von strukturellen Ungleichmäßigkeiten aufweisen. Außerdem weisen sie tendenziell einen höheren Gasgehalt auf, und diese Mängel lassen sich bei nachfolgenden Schmiedeprozessen nur schwer entfernen. Infolgedessen kommt es in großen Schmiedestücken häufig zu erheblichen Ungleichmäßigkeiten in der chemischen Zusammensetzung, verschiedenen Strukturfehlern und einem hohen Gehalt an schädlichen Gasen. Dies macht den Wärmebehandlungsprozess für große Schmiedestücke komplex, zeitaufwändig und teuer. Daher ist bei der Wärmebehandlung besondere Vorsicht geboten.
Darüber hinaus verfügen große Schmiedestücke aufgrund ihrer Größe und ihres Gewichts über eine deutlich höhere Wärmekapazität, was es unmöglich macht, während der Wärmebehandlungsschritte hohe Aufheiz- und Abkühlraten zu erreichen. Daher müssen für große Schmiedestücke, die erhebliche Veränderungen der inneren Struktur durch Anlassen oder Abschrecken erfordern, um hohe Leistungs- und Qualitätsanforderungen zu erfüllen, hochstabile unterkühlte Austenitstähle und Stähle mit hoher Härtbarkeit verwendet werden. Beispiele hierfür sind Stähle der Serien Ni-Cr-Mo, Ni-Mo-V und Ni-Cr-Mo-V. Stähle mit hoher Stabilität des unterkühlten Austenits neigen jedoch zur Strukturvererbung, was zu einer groben und ungleichmäßigen Korngröße in Schmiedestücken aus legiertem Stahl führt. Um dieses Problem zu lösen, sind häufig spezielle und komplexe Wärmebehandlungsprozesse erforderlich.
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Zeitpunkt der Veröffentlichung: 23. Januar 2024
