🔩 Liczba ferrytowa FN (zawartość ferrytu delta) w stopiwie austenitycznych i dwufazowych (duplex) stali nierdzewnych Cr-Ni — siła odrywania magnesu wzorcowego, kalibracja wzorcami grubości powłoki miedzianej; PN-EN ISO 8249

Materiały i NDT PN-EN ISO 8249

Przegląd

CO TA NORMA OPISUJE. ISO 8249:2018 (rozdz. 1) określa metodę i przyrządy do: pomiaru zawartości ferrytu delta, wyrażonej liczbą ferrytową (FN), w stopiwie stali nierdzewnych w przeważającej mierze austenitycznych i dwufazowych ferrytyczno-austenitycznych (duplex), przez siłę przyciągania między próbką stopiwa a wzorcowym magnesem trwałym; wykonania i pomiaru znormalizowanych napoin z elektrod otulonych do spawania ręcznego (metodę ogólną zaleca się też do spoin produkcyjnych i stopiwa z innych procesów — TIG, MIG/MAG, łukiem krytym — wtedy sposób wykonania napoiny trzeba określić); kalibracji innych przyrządów do pomiaru FN. Metoda jest przeznaczona dla stopiwa w stanie po spawaniu oraz po obróbce cieplnej, która całkowicie albo częściowo przemienia ferryt w fazę niemagnetyczną; obróbka austenityzująca zmieniająca wielkość i kształt ferrytu zmienia odpowiedź magnetyczną. Metoda NIE jest przeznaczona do pomiaru ferrytu w odlewach, odkuwkach i wyrobach przerabianych plastycznie ze stali austenitycznych i duplex. Normę przygotował Międzynarodowy Instytut Spawalnictwa (IIW), komisja II; trzecie wydanie (2018) zastąpiło ISO 8249:2000 (poprawki w tablicy 2 — dawnej 1 — i zmiany redakcyjne). Pole „Zakres” karty PKN PN-EN ISO 8249:2018-11, w całości: „W niniejszym dokumencie określono metodę i aparaturę do: — pomiaru zawartości ferrytu delta, wyrażonego jako liczba ferrytu (FN), w stopiwie ze stali nierdzewnych w przeważającym stopniu austenitycznych lub ferrytyczno-austenitycznych dupleks, poprzez siłę przyciągania między próbką metalu spawanego a standardowym magnesem trwałym; — przygotowania i pomiaru standardowych wkładek do elektrod otulonych do spawania ręcznego. Ogólnie metoda jest również zalecana do pomiaru ferrytu spoin produkcyjnych i dla stopiw z innych procesów, takich jak spawanie łukowe elektrodą wolframową, spawanie łukowe elektrodą topliwą w osłonie gazu i spawanie łukiem krytym (w tym przypadku sposób wytwarzania wkładu powinien być zdefiniowany); — kalibrowania innych przyrządów do pomiaru FN. Metoda określona w niniejszym dokumencie jest przeznaczona do stosowania dla stopiw w stanie surowym po spawaniu i dla stopiw po obróbce termicznej, powodującej całkowitą lub częściową przemianę ferrytu w dowolną fazę niemagnetyczną. Obróbki termiczne austenizujące, zmieniające wielkość i kształt ferrytu, będą zmieniać odpowiedź magnetyczną ferrytu. Metoda nie jest przeznaczona do pomiaru zawartości ferrytu w odlewach, odkuwkach lub przerobionych plastycznie próbkach ze stali austenitycznych lub próbkach ze stali ferrytyczno-austenitycznych dupleks.” „Wkładki” i „wkład” na karcie to w tekście normy znormalizowane napoiny (standard pads) z rozdziału 6.

DLACZEGO „LICZBA FERRYTOWA”, A NIE PROCENT (wprowadzenie). Nie ma zgodnej opinii, która metoda daje bezwzględny pomiar ilości ferrytu w stopiwie, dlatego wprowadzono pojęcie liczby ferrytowej — opisu zawartości ferrytu oznaczonej znormalizowaną procedurą. Przy małych FN uważano ją za w przybliżeniu równą procentowi ferrytu; nowsze dane wskazują, że przy wyższych FN liczba ferrytowa może zawyżać objętościowy udział ferrytu 1,3–1,5 raza, zależnie od składu stopu. Zawartość ferrytu oznaczona tą metodą jest umowna i niekoniecznie prawdziwa, dlatego wynik podaje się jako FN, a nie „procent ferrytu”. Zasada (rozdz. 4): siła przyciągania między próbką dwufazową a magnesem rośnie z udziałem fazy ferromagnetycznej; w stopiwie austenitycznym i duplex magnetyczny jest ferryt, a austenit, węgliki, faza sigma i wtrącenia — nie.

KALIBRACJA (ISO 8249:2018, rozdz. 5 — tekst czytany). Wzorce grubości powłoki: niemagnetyczna miedź na podłożu ze stali niestopowej 30 mm × 30 mm, grubość podłoża nie mniejsza niż wyznaczona doświadczalnie grubość, powyżej której siła przyciągania już nie rośnie; grubość powłoki znana z dokładnością ± 5 % albo lepszą; skład stali (tablica 1, % masy): C 0,08–0,13, Si do 0,10, Mn 0,30–0,60, P do 0,040, S do 0,050; miedź może mieć cienką warstwę chromu. Można użyć wzorców NIST (dawniej NBS). Magnes wzorcowy: cylindryczny magnes trwały średnicy 2 mm i długości około 50 mm, jeden koniec półkulisty o promieniu 1 mm, polerowany (przykład: stal magnetyczna z 36 % kobaltu, 48,45 ± 0,05 mm, nasycona i rozmagnesowana do 85 %); siła oderwania od wzorców w granicach ± 10 % zależności z rysunku 1 (bez masy magnesu), co odpowiada 5,0 ± 0,5 FN/g. Przyrząd przykłada do magnesu rosnącą siłę prostopadle do powierzchni aż do oderwania i dokładnie ją mierzy; odczyt w FN, gramach-sile albo innych jednostkach (wtedy krzywa kalibracji). Krzywa kalibracji: siła oderwania od kilku wzorców, grubość powłoki przeliczona na FN według tablicy 2 albo wzoru (1): FN = exp{1,805 9 − 1,118 86 [ln(t)] − 0,177 40 [ln(t)]² − 0,035 02 [ln(t)]³ − 0,003 67 [ln(t)]⁴}, t w mm (np. t = 0,100 mm → 43,2 FN; 0,500 mm → 12,3 FN; 1,000 mm → 6,1 FN według tablicy 2). Do zakresu 0 – ok. 30 FN (stopiwo austenityczne) zaleca się co najmniej osiem wzorców o grubości miedzi od ok. 0,17 do ok. 2 mm; do rozszerzenia do 100 FN (duplex) — co najmniej pięć wzorców 0,03–0,17 mm. UWAGA do 5.4: ta procedura kalibracji może dawać MYLĄCE wyniki w przyrządach mierzących ferryt inaczej niż przez siłę przyciągania albo z innym magnesem niż wzorcowy — takie przyrządy kalibruje się według rozdziału 8.

NAPOINY Z ELEKTROD OTULONYCH (rozdz. 6). Napoinę układa się między dwiema miedzianymi sztabami 70 × 25 × 25 mm na płycie podkładowej, warstwa na warstwie, do wysokości co najmniej 12,5 mm (przy podkładzie z austenitycznej stali Cr-Ni X2CrNi18-9 albo X5CrNi18-9 — co najmniej 13 mm; przy stali węglowo-manganowej — co najmniej 18 mm); przy elektrodach ≥ 4 mm każda warstwa jednym ściegiem; łuk możliwie krótki, łuk nie może dotykać miedzi; zmiana kierunku spawania po każdym ściegu; chłodzenie wodą między ściegami nie wcześniej niż 20 s po ściegu, temperatura międzyściegowa najwyżej 100 °C, ściegi ostatniej warstwy chłodzone powietrzem poniżej 425 °C przed hartowaniem w wodzie; czyszczenie każdego ściegu; wierzchnia warstwa jednym ściegiem z zakosem najwyżej trzykrotnej średnicy rdzenia. Prąd i przybliżone wymiary pola pomiarowego (tablica 3, szerokość × długość): elektrody 1,6 i 2 mm — 35–45 i 45–55 A, 12,5 × 30 mm; 2,5, 3,2 i 4 mm — 65–75, 90–100 i 120–140 A, 12,5 × 40 mm; 5 mm — 165–185 A, 15 × 40 mm; 6,3 mm — 240–250 A, 18 × 40 mm (prąd albo 90 % największej wartości zalecanej przez producenta elektrody). Przygotowanie powierzchni: stopiwo austenityczne (< 30 FN) — gładko i płasko, pilnikiem płaskim 350 mm prowadzonym wzdłuż spoiny, prostopadle osią do spoiny, bez piłowania na krzyż i bez silnego zgniotu; duplex (> 30 FN) — szlifowanie coraz drobniejszym ścierniwem do ziarna 600 albo drobniejszego, bez nadmiernego docisku, polerowania i przegrzania; powierzchnia ciągła na mierzonej długości, szeroka co najmniej 5 mm, bez śladów łusek.

STATUS (stan kart PKN na 10.10.2026). Karta PN-EN ISO 8249:2018-11 (wersja angielska) bez etykiety wycofania: tytuł „Spawanie -- Określanie liczby ferrytu (FN) w stopiwie nierdzewnych chromowo-niklowych stali austenitycznych i ferrytyczno-austenitycznych dupleks”, publikacja 15-11-2018, 40 stron, Sektor Hutnictwa, KT 165 Spawania i Procesów Pokrewnych, „Zastępuje: PN-EN ISO 8249:2005 - wersja polska”, „Wprowadza: EN ISO 8249:2018 [IDT], ISO 8249:2018 [IDT]”, ICS 25.160.40. Karta PN-EN ISO 8249:2005 (wersja polska, wprowadzała EN ISO 8249:2000 i ISO 8249:2000): wycofana 15-11-2018 i zastąpiona przez PN-EN ISO 8249:2018-11. Aktualne wydanie jest więc dostępne tylko po angielsku. W wyszukiwarce PKN (hasło „ISO 8249”, 10.10.2026) jest też karta PN-EN ISO 18249:2026-05 — to inna norma. W katalogu iTeh (odczyt 10.10.2026) ISO 8249:2018 ma status „Published”, a ostatni przegląd okresowy zakończył się potwierdzeniem normy 29.08.2026.

ILE LABORATORIÓW I W JAKIEJ POSTACI (kopia bazy zakresów akredytacji z 10.10.2026 i aktualne dokumenty PCA odczytane 10.10.2026). Numer 8249 stoi w 9 rekordach u 7 laboratoriów: AB 001 (2 rekordy), AB 608, AB 1141, AB 1646, AB 1700 (2), AB 1888 i AB 1898; we wszystkich 7 aktualnych dokumentach PCA norma jest, żadna pozycja nie jest zawieszona. Zapisy: „PN-EN ISO 8249:2018-11” (5 laboratoriów), „PN-EN ISO 8249” bez roku (AB 608) i „EN ISO 8249:2018-11” bez członu PN (AB 1141). Zakładka „Laboratoria” („PN-EN ISO 8249”) pokazuje 6 laboratoriów; AB 1141 jest poza nią przez zapis bez „PN-”.

CO BADAJĄ LABORATORIA (kopia i dokumenty PCA). Zawartość ferrytu delta (AB 1700 także „liczba ferrytowa (FN)”) w spoinach i stopiwie austenitycznych stali nierdzewnych, w warstwach platerowanych austenitycznych (AB 001), w materiale i stopiwie stali chromowo-niklowych (AB 1898), w spoinach stali austenitycznych i duplex (AB 1141). Wszystkie siedem laboratoriów opisuje technikę jako „metodę indukcji magnetycznej”.

GDZIE ŁATWO O WYNIK POZORNIE POPRAWNY. Pierwsze — zasada przyrządu a kalibracja: metoda normy to siła odrywania wzorcowego magnesu; przyrząd działający inaczej (np. na zasadzie indukcji magnetycznej, jak opisują swoje badanie wszystkie laboratoria w zakresach) skalibrowany wprost wzorcami grubości powłoki może według uwagi do 5.4 dawać wyniki mylące — taki przyrząd kalibruje się według rozdziału 8 normy. Drugie — FN to nie procent: przy wysokich FN liczba może zawyżać udział objętościowy ferrytu 1,3–1,5 raza; wynik podaje się w FN. Trzecie — przedmiot spoza zakresu: odlewy, odkuwki i wyroby przerobione plastycznie norma wyłącza; materiał rodzimy (AB 1898: „materiał i stopiwo”) nie jest stopiwem. Czwarte — powierzchnia: piłowanie na krzyż albo silny zgniot napoiny austenitycznej i przegrzanie przy szlifowaniu duplex zmieniają odczyt. Piąte — obróbka cieplna: obróbka austenityzująca zmienia odpowiedź magnetyczną ferrytu.

CZEGO NIE PODAJEMY. Przeczytany fragment normy kończy się na nagłówku 6.3.2 (pomiary pojedyncze). Nie podajemy liczby i rozmieszczenia odczytów na napoinie, sposobu wyznaczania wyniku, rozdziału 7 ani 8 (kalibracja innych przyrządów, m.in. pracujących na innej zasadzie), sprawozdania, ani pełnej tablicy 2 (podaliśmy jej wybrane wiersze).

Zasada metody

Ferryt delta w stopiwie austenitycznym i duplex jest jedyną fazą ferromagnetyczną, więc siła przyciągania między próbką a magnesem rośnie z jego udziałem. Przyrząd przykłada rosnącą siłę prostopadle do powierzchni aż do oderwania wzorcowego magnesu (Ø 2 mm, koniec półkulisty R = 1 mm) i mierzy siłę oderwania; krzywa kalibracji z wzorców grubości niemagnetycznej powłoki miedzianej na stali niestopowej (tablica 2 albo wzór (1)) zamienia siłę na liczbę ferrytową FN (ISO 8249:2018, rozdz. 4 i 5).

Zastosowania

• Stopiwo stali nierdzewnych w przeważającej mierze austenitycznych i duplex — w stanie po spawaniu i po obróbce cieplnej (ISO 8249:2018, rozdz. 1)
• Znormalizowane napoiny z elektrod otulonych (klasyfikacja i kontrola elektrod); zalecane także dla spoin produkcyjnych i stopiwa z TIG, MIG/MAG i spawania łukiem krytym
• Kalibracja innych przyrządów do pomiaru FN (rozdz. 8 — treści nie czytaliśmy)
• W zakresach akredytacji: 7 laboratoriów; wszystkie opisują technikę jako „metodę indukcji magnetycznej”

Kluczowe parametry

Norma

Numer normy

PN-EN ISO 8249:2018-11 (wersja angielska; wprowadza EN ISO 8249:2018 [IDT] oraz ISO 8249:2018 [IDT])

Tytuł (PL)

Spawanie — Określanie liczby ferrytu (FN) w stopiwie nierdzewnych chromowo-niklowych stali austenitycznych i ferrytyczno-austenitycznych dupleks

Title (EN)

Welding — Determination of Ferrite Number (FN) in austenitic and duplex ferritic-austenitic Cr-Ni stainless steel weld metals

Procedura krok po kroku

1. Kalibracja

   Wyznaczyć siłę oderwania magnesu wzorcowego od kilku wzorców grubości powłoki; grubość przeliczyć na FN (tablica 2 albo wzór (1)) i wykreślić krzywą kalibracji. Przyrządy innej zasady — według rozdziału 8 (treści NIE PODAJEMY).

2. Napoina (elektrody otulone)

   Między sztabami Cu na płycie podkładowej, warstwa na warstwie do co najmniej 12,5 mm (13/18 mm zależnie od podkładu); prąd według tablicy 3; temperatura międzyściegowa ≤ 100 °C; zmiana kierunku po każdym ściegu.

3. Przygotowanie powierzchni

   < 30 FN: pilnikiem wzdłuż spoiny, bez zgniotu; > 30 FN: szlifowanie do ziarna 600, bez przegrzania; pole co najmniej 5 mm szerokie, bez śladów łusek.

4. Pomiar

   Pomiar siły oderwania na przygotowanej powierzchni; liczby i rozmieszczenia odczytów oraz obliczenia wyniku NIE PODAJEMY (pkt 6.3.2 i dalej — poza przeczytanym fragmentem).

5. Wynik

   Podać jako liczbę ferrytową FN, nie jako procent ferrytu; przy przyrządzie innej zasady podać sposób kalibracji. PN-EN ISO 8249:2018-11 aktualna, PN-EN ISO 8249:2005 wycofana 15-11-2018 (stan kart PKN na 10.10.2026).

Wymagany sprzęt i aparatura

Bezpieczeństwo i higiena pracy (BHP)

• Spawanie napoin — dymy spawalnicze (stale Cr-Ni), promieniowanie łuku, oparzenia; hartowanie w wodzie gorącej napoiny — ryzyko poparzenia parą
• Szlifowanie i piłowanie — ochrona oczu i dróg oddechowych
• UWAGA MERYTORYCZNA: kalibracja wzorcami grubości powłoki dotyczy przyrządów mierzących siłę oderwania magnesu wzorcowego

Najczęstsze pytania