🔩 Entkohlungstiefe von Stahl — metallographisches Verfahren (ungünstigstes Feld oder Mittelwert aus vier Messungen), Mikrohärteprofil nach Vickers oder Knoop, Verfahren über den Kohlenstoffgehalt; PN-EN ISO 3887:2024-04 (ISO 3887:2023)

Werkstoffe und ZfP PN-EN ISO 3887

Übersicht

WAS DIE NORM BESCHREIBT. Anwendungsbereich laut PKN-Karte von PN-EN ISO 3887:2024-04, vollständig (unsere Übersetzung): „In diesem Dokument wird die Entkohlung beschrieben, und es werden drei Verfahren zur Messung der Entkohlungstiefe von Stahlerzeugnissen festgelegt.“ Die Karte der zurückgezogenen polnischsprachigen Ausgabe PN-EN ISO 3887:2005 war ausführlicher und enger: „Definiert wird die Entkohlung, und festgelegt werden drei Verfahren zur Messung der Entkohlungstiefe unlegierter und niedriglegierter Stähle (metallographisches Verfahren, Verfahren der Mikrohärtemessung und Verfahren zur Bestimmung des Kohlenstoffgehalts)“ (auf der Karte ohne Punkt). Den Inhalt des Verfahrens lesen wir im Leseauszug von ISO 3887:2023 vom Deckblatt bis Abschnitt 5.3.3 mit Inhaltsverzeichnis; Abschnitt 5.4 (Verfahren zur Bestimmung des Kohlenstoffgehalts), Abschnitt 6 (Bericht) und Anhang A (Beispielgefüge) haben wir nicht.

NACH DEM TEXT VON ISO 3887:2023 (Vorwort, Abschnitte 1–5.3). Die Norm wurde von ISO/TC 17 „Steel“, Unterkomitee SC 7 „Methods of testing (other than mechanical tests and chemical analysis)“, zusammen mit CEN/TC 459 ECISS (Wiener Vereinbarung) erarbeitet; die vierte Ausgabe (2023-09) ersetzte die dritte (ISO 3887:2017), und als einzige Änderung wird eine Anmerkung in 5.2.1 zur automatischen Bildanalyse genannt. Anwendungsbereich (1): Definition der Entkohlung und drei Verfahren zur Messung ihrer Tiefe an Stahlerzeugnissen. Verweisungen (2): ISO 4545-1 (Knoophärte), ISO 6507-1 (Vickershärte), ISO 9556 und ISO 15349-2 (Gesamtkohlenstoff und niedriger Kohlenstoffgehalt — Infrarotabsorption nach Verbrennung), ISO 14594 (Elektronenstrahl-Mikroanalyse EPMA) und ISO 14707 (GD-OES). Begriffe (3): Entkohlung — Abnahme des Kohlenstoffgehalts in der Randzone von Stahl; Teilentkohlung d3 — von der Stelle, an der der Kohlenstoffgehalt die Löslichkeit im Ferrit überschreitet (z. B. ist Perlit sichtbar), bis zu der Stelle, an der kein sichtbarer Unterschied zum Kern mehr besteht; Vollentkohlung (ferritische Entkohlung) d1 — von der Oberfläche bis zu der Stelle, bis zu der nur Ferrit auftritt, bestimmt aus dem Gefüge; funktionelle Entkohlungstiefe d2 — bis zu der Stelle, an der Kohlenstoffgehalt oder Härte ein Niveau erreichen, bei dem die Eigenschaften des Erzeugnisses nicht beeinträchtigt sind (Mindestwert aus der Erzeugnisnorm); Gesamtentkohlungstiefe d4 = d3 + d1, bezeichnet als DD, in Millimetern (z. B. DD = 0,08 mm); Kohlenstoffprofil und Härteprofil — in Abhängigkeit vom Abstand von der Oberfläche. Probenahme (4): repräsentative Proben, Ort und Anzahl vereinbaren die Parteien; für das metallographische, das Mikrohärte- und das EPMA-Verfahren — ein Querschnitt senkrecht zur Achse des Erzeugnisses, der die Bewertung der Schwankungen am Umfang erlaubt; ohne Ecken, die eine anomale Entkohlung aufweisen können, sofern nicht anders vereinbart; Querschnitte bis etwa 2,5 cm Durchmesser werden vollständig poliert, größere — eine oder mehrere Proben nach Vereinbarung; für die chemische Analyse — Späne oder eine gefräste Fläche. Wahl des Verfahrens (5.1): hängt vom Grad der Entkohlung, vom Gefüge, vom Kohlenstoffgehalt und von der Form ab; für Fertigerzeugnisse angewendet werden das metallographische Verfahren (5.2), die Mikrohärte nach Vickers oder Knoop für gehärtete oder vergütete Stähle (5.3) sowie die Bestimmung des Kohlenstoffgehalts durch chemische, spektrographische, EPMA- oder GDOES-Analyse (5.4); die Probe wird im Lieferzustand geprüft, und eine zusätzliche Wärmebehandlung darf nur nach Vereinbarung der Parteien unter Schutz der Kohlenstoffverteilung angewendet werden (kleine Probe, kurze Austenitisierung, inerte Atmosphäre); das Verfahren vereinbaren die Parteien schriftlich, wenn die Erzeugnisnorm es nicht festlegt — ohne Vereinbarung ist das metallographische Verfahren anzuwenden. Metallographisches Verfahren (5.2): nur dort, wo Änderungen des Kohlenstoffgehalts im Gefüge sichtbar sind — insbesondere im geglühten, normalgeglühten, gewalzten oder geschmiedeten Zustand, mit Vorbehalten für gehärtete und angelassene Gefüge; automatische Bildanalyse ist zulässig, vorzugsweise nach Bestätigung ihrer Genauigkeit durch eine umfassende Korrelation; das Polieren darf die Kanten nicht abrunden (Einbetten der Probe, Klemmen oder eine stromlos oder galvanisch aufgebrachte metallische Schutzschicht; empfohlen wird automatische oder halbautomatische Präparation); Ätzen mit Nital (1,5–4 % Salpetersäure in Ethanol) oder Pikral (2–5 % Pikrinsäure in Ethanol). Der Kohlenstoffverlust wird anhand der Abnahme der Perlitmenge (Ferrit mit Perlit), der übereutektoiden Karbide und/oder des Perlits oder der in einer ferritischen Matrix dispergierten Karbide beurteilt; gemessen wird der Abstand von der Oberfläche bis zu der Stelle, an der sich das Gefüge nicht vom Kern unterscheidet (Gesamtentkohlung), mit entsprechend kalibrierter Ausrüstung; die Vergrößerung wählt der Bewerter — die höchste, bei der die gesamte Zone sichtbar ist, empfohlen in den meisten Fällen ×100; zuerst wird der gesamte Umfang bei geringer Vergrößerung betrachtet und die tiefste gleichmäßige Entkohlungszone ausgewählt. Messung nach einem von zwei Verfahren, gewählt nach Vereinbarung: Verfahren des ungünstigsten Feldes (eine Messung in der tiefsten gleichmäßigen Zone) oder Mittelwertverfahren (von der tiefsten Zone aus wird der Umfang in gleiche Teile geteilt und an deren Enden gemessen — sofern nicht anders vereinbart, vier Messungen, und das Ergebnis ist ihr Mittelwert; Stellen mit Oberflächenfehlern werden ausgelassen). Bei aufgekohlten Erzeugnissen muss die Definition des „Kerns“ vereinbart werden; die zulässige Entkohlungstiefe legt die Erzeugnisnorm oder eine Vereinbarung der Parteien fest. Mikrohärteverfahren (5.3): Härteprofil nach Vickers (ISO 6507-1) oder Knoop (ISO 4545-1) entlang einer Linie senkrecht zur Oberfläche (große und mittlere Tiefen; eine Zickzacklinie ergibt dichtere Punkte) oder schräg dazu (mittlere und kleine Tiefen); nur untereutektoide Stähle im gehärteten, angelassenen oder wärmebehandelten Zustand und Entkohlungszonen, die in der gehärteten Schicht liegen; bei kohlenstoffarmen Stählen wird das Verfahren ungenau; die Probe wird wie für die Metallographie vorbereitet, aber meist ohne Ätzen; Prüfkraft möglichst hoch, Abstand der Messpunkte höchstens 0,1 mm, Abstände zwischen den Eindrücken nach ISO 6507-1 oder ISO 4545-1.

STATUS (Stand 08.10.2026). Die Karte von PN-EN ISO 3887:2024-04 (englische Fassung) trägt keinen Vermerk der Zurückziehung: Titel „Stähle -- Bestimmung der Entkohlungstiefe“ (unsere Übersetzung), Veröffentlichung 10-04-2024, 24 Seiten, Preisgruppe M, Sektor Hüttenwesen, KT 123 Prüfung der Eigenschaften von Metallen, „Führt ein: EN ISO 3887:2023 [IDT], ISO 3887:2023 [IDT]“, „Ersetzt: PN-EN ISO 3887:2018-03 – englische Fassung“, ICS 77.040.99. Karte von PN-EN ISO 3887:2018-03 (englische Fassung): „Zurückgezogen und ersetzt durch PN-EN ISO 3887:2024-04 – englische Fassung“, Veröffentlichung 15-03-2018, Zurückziehung 10-04-2024, sie führte ISO 3887:2017 ein. Die letzte polnischsprachige Ausgabe, PN-EN ISO 3887:2005 (sie führte ISO 3887:2003 ein; KT 262 Wärmebehandlung von Metallen, 12 Seiten), wurde am 15-03-2018 zurückgezogen. PKN-Suche, Suchbegriff „ISO 3887“ (08.10.2026): 7 Treffer — fünf Ausgaben der Norm über die Entkohlung (von PN-ISO 3887:1999 „Unlegierter und niedriglegierter Stahl -- Bestimmung der Entkohlungstiefe“ (unsere Übersetzung), die ISO 3887:1976 einführte, bis zur aktuellen PN-EN ISO 3887:2024-04) und zwei Ausgaben von PN-EN 3887 (2002 und 2004) „Luft- und Raumfahrt -- Hitzebeständige Legierung CO-WH4101 (CoCr20W15Ni) -- Schweißzusatz“ (unsere Übersetzung), also Normen mit einem anderen Gegenstand. Katalog evs.ee: ISO 3887:2023 gilt seit 22.09.2023, in der Historie ISO 3887:2017 (seit 17.11.2017).

WIE VIELE LABORATORIEN UND IN WELCHER FORM (Kopie der Datenbank der Akkreditierungsumfänge und aktuelle PCA-Dokumente, gelesen am 08.10.2026). In den aktuellen PCA-Dokumenten (Ausgaben vom 23.04.2025 bis 22.09.2026) steht die Norm in 9 Positionen bei 8 Laboratorien; in der Datenbankkopie in 12 Datensätzen (die Position von AB 053 ist dort in vier Datensätze geteilt — polnische und englische Zeilen); keine Position ist ausgesetzt. Schreibweise „PN-EN ISO 3887:2024-04“ — AB 053 (mit dem Zusatz „ausgenommen Abschnitt 5.4“), AB 099 (zwei Positionen), AB 193, AB 342, AB 490; „PN-EN ISO 3887:2024:04“ neben PN-EN 13674-1+A1:2017-07 (Eisenbahnschienen) — AB 1449; ohne Jahr — AB 128 und AB 608. Die Positionen von AB 053 und AB 342 tragen ein Sternchen (Prüfungen, auf deren Grundlage das Laboratorium Meinungen und Interpretationen formuliert). Die Registerkarte „Laboratorien“ (Suchbegriff „PN-EN ISO 3887“) zeigt alle 8 Laboratorien und 12 Datensätze; der Suchbegriff erfasst keine Normen mit anderer Nummer. Außer diesen 8 Laboratorien schreibt AB 369 (Ausg. 29 vom 17.12.2025) bei der Position „Entkohlungstiefe, mm“, metallographisches Verfahren, für metallische Konstruktionserzeugnisse und -werkstoffe „PN-EN 3887“ neben „PN-EN 13674“ (Position nicht ausgesetzt) — unter der Bezeichnung PN-EN 3887 führt der PKN-Katalog eine Norm der Luft- und Raumfahrt über einen Schweißzusatz; diese Position zählen wir nicht mit, und in der Registerkarte ist sie erst unter dem Suchbegriff „PN-EN 3887“ sichtbar.

WAS DIE LABORATORIEN PRÜFEN (PCA-Dokumente). Größe: Entkohlungstiefe. Verfahren: metallographisch, also Lichtmikroskopie — alle Laboratorien; Mikrohärte nach Vickers (AB 099: HV0,5 und HV1), nach Vickers und Knoop (AB 053) oder „Härteverlaufsverfahren“ (AB 128). AB 053 nimmt Abschnitt 5.4 aus, also alle Verfahren zur Bestimmung des Kohlenstoffgehalts. Gegenstand: Stahlerzeugnisse und -werkstoffe (AB 053), Hütten- und Gusserzeugnisse (AB 099), Erzeugnisse aus Eisenlegierungen (AB 128), unlegierte und niedriglegierte Stähle (AB 193, AB 342), Hütten- und Konstruktionserzeugnisse aus Stahl (AB 490), Stähle (AB 608), Stahlerzeugnisse — neben der Norm für Schienen (AB 1449). Zahlenbereiche der Tiefe geben die Laboratorien nicht an.

WO EIN SCHEINBAR RICHTIGES ERGEBNIS LEICHT ENTSTEHT. Erstens — welche Tiefe angegeben ist: Die Norm unterscheidet Teilentkohlung d3, Vollentkohlung (ferritische) d1, funktionelle d2 und Gesamtentkohlung d4 = DD; das metallographische Verfahren misst die Tiefe bis zu der Stelle, an der sich das Gefüge nicht vom Kern unterscheidet, und d1 wird aus dem Gefüge bestimmt — ein Ergebnis ohne Angabe der Art der Entkohlung ist mehrdeutig. Zweitens — Messverfahren: Ungünstigstes Feld und Mittelwert aus vier Messungen liefern verschiedene Zahlen; die Wahl erfolgt nach Vereinbarung der Parteien. Drittens — Prüfverfahren: Metallographisches Verfahren, Mikrohärte und Kohlenstoffverfahren sind verschiedene Verfahren; die Parteien vereinbaren es schriftlich, und ohne Vereinbarung wird das metallographische angewendet. Viertens — Grenzen der Mikrohärte: nur untereutektoide Stähle im gehärteten, angelassenen oder wärmebehandelten Zustand und Zonen in der gehärteten Schicht; bei kohlenstoffarmen Stählen ist die Messung ungenau — bei unlegierten und niedriglegierten Stählen geben die Laboratorien das metallographische Verfahren an. Fünftens — Probe: Prüfung im Lieferzustand, Querschnitt, ohne Ecken (sie können eine anomale Entkohlung aufweisen), mit einer Kante, die beim Polieren nicht abgerundet werden darf. Sechstens — Ausnahmen und Schreibweise: AB 053 nimmt die Verfahren über den Kohlenstoffgehalt aus (5.4), AB 1449 schreibt die Ausgabe als „2024:04“, AB 128 und AB 608 schreiben die Nummer ohne Jahr, und AB 369 nennt „PN-EN 3887“, also die Bezeichnung einer anderen Norm — ein Bericht mit einer solchen Angabe verweist nicht auf die Norm über die Entkohlung.

WAS WIR NICHT ANGEBEN. Abschnitt 5.4 — die Bestimmung des Kohlenstoffgehalts durch chemische, spektrographische, EPMA- und GDOES-Analyse sowie die Auswertung ihrer Ergebnisse —, Abschnitt 6 (Bericht) und Anhang A (Beispielgefüge der Entkohlung) haben wir nicht. Die Werte der Prüfkräfte bei der Mikrohärte überlässt die Norm der Wahl („möglichst hoch“) — konkrete GEBEN WIR NICHT AN.

Prinzip der Methode

Die Entkohlung ist die Abnahme des Kohlenstoffgehalts in der Randzone von Stahl. Ihre Tiefe wird am Querschnitt des Erzeugnisses mit einem von drei Verfahren gemessen: metallographisch — nach Ätzen mit Nital oder Pikral, als Abstand von der Oberfläche bis zu der Stelle, an der sich das Gefüge nicht vom Kern unterscheidet (Messung im ungünstigsten Feld oder Mittelwert aus vier Punkten am Umfang); mit der Mikrohärte — aus einem Härteprofil nach Vickers oder Knoop entlang einer Linie senkrecht oder schräg zur Oberfläche, mit einem Punktabstand bis 0,1 mm, nur für untereutektoide Stähle, gehärtet, angelassen oder wärmebehandelt; oder aus dem Kohlenstoffprofil (chemische, spektrographische, EPMA-, GDOES-Analyse) (ISO 3887:2023, Abschnitte 3–5).

Anwendungen

• Stahlerzeugnisse — Entkohlungstiefe mit dem metallographischen Verfahren; in den aktuellen Akkreditierungsumfängen 8 Laboratorien
• Gehärtete und vergütete Stähle — Mikrohärteprofil nach Vickers oder Knoop (AB 053, AB 099, AB 128)
• Unlegierte und niedriglegierte Stähle, Hütten-, Konstruktions- und Gusserzeugnisse, Eisenbahnschienen (AB 1449, neben PN-EN 13674-1)
• Abnahme von Erzeugnissen, für die die zulässige Entkohlungstiefe die Erzeugnisnorm oder eine Vereinbarung der Parteien festlegt

Schlüsselparameter

Norm

Normnummer

PN-EN ISO 3887:2024-04 (wersja angielska; wprowadza EN ISO 3887:2023 [IDT] i ISO 3887:2023 [IDT])

Titel (PL)

Stale — Określanie głębokości odwęglenia

Title (EN)

Steels — Determination of the depth of decarburization

Schritt-für-Schritt-Verfahren

1. Vereinbarung

   Die Parteien vereinbaren schriftlich das Verfahren (wenn die Erzeugnisnorm es nicht festlegt), Ort und Anzahl der Proben sowie die Messweise (ungünstigstes Feld oder Mittelwert); ohne Vereinbarung — das metallographische Verfahren (4, 5.1, 5.2.3).

2. Probenahme

   Querschnitt senkrecht zur Achse des Erzeugnisses, im Lieferzustand, ohne Ecken; bis etwa 2,5 cm Durchmesser — der gesamte Querschnitt, größere — eine oder mehrere Proben nach Vereinbarung (4, 5.1).

3. Schliffpräparation

   Polieren ohne Abrunden der Kanten (Einbetten, Klemmen oder metallische Schicht), Ätzen mit Nital oder Pikral; für die Mikrohärte meist ohne Ätzen (5.2.2, 5.3.2).

4. Metallographische Messung

   Betrachtung des Umfangs bei geringer Vergrößerung, Auswahl der tiefsten gleichmäßigen Zone, Messung bei etwa ×100 von der Oberfläche bis zu der Stelle, an der sich das Gefüge nicht vom Kern unterscheidet — eine Messung (ungünstigstes Feld) oder vier und Mittelwert (5.2.3).

5. Mikrohärtemessung

   Profil nach Vickers oder Knoop entlang einer senkrechten oder schrägen Linie, Punkte höchstens alle 0,1 mm, Abstände der Eindrücke nach ISO 6507-1 oder ISO 4545-1; nur für untereutektoide Stähle, gehärtet, angelassen oder wärmebehandelt (5.3).

6. Ergebnis und Bericht

   Art der Entkohlung (d1, d3 oder DD), Verfahren und Messweise angeben, in Millimetern; den Inhalt des Berichts aus Abschnitt 6 GEBEN WIR NICHT AN.

Erforderliche Geräte und Apparatur

Reagenzien, Nährmedien und Verbrauchsmaterialien

Arbeitsschutz und Sicherheit

• Die Ätzmittel enthalten Salpetersäure (Nital) oder Pikrinsäure (Pikral) in Ethanol — Umgang gemäß den Sicherheitsdatenblättern dieser Stoffe
• FACHLICHER HINWEIS: Ein Ergebnis ohne Art der Entkohlung (d1, d3, DD), Verfahren und Messweise (ungünstigstes Feld oder Mittelwert) ist mehrdeutig; Mikrohärte nur für untereutektoide Stähle, gehärtet oder vergütet

Häufige Fragen