🔩 Ferritnummer FN (Delta-Ferrit-Gehalt) im Schweißgut austenitischer und Duplex-Cr-Ni-Stähle — Abreißkraft eines Normmagneten, Kalibrierung mit Kupfer-Schichtdickennormalen; PN-EN ISO 8249

Werkstoffe und ZfP PN-EN ISO 8249

Übersicht

WAS DIE NORM BESCHREIBT. ISO 8249:2018 (Abschnitt 1) legt Verfahren und Geräte fest für: die Messung des Delta-Ferrit-Gehalts, ausgedrückt als Ferritnummer (FN), im Schweißgut überwiegend austenitischer und ferritisch-austenitischer (Duplex-)nichtrostender Stähle über die Anziehungskraft zwischen einer Schweißgutprobe und einem genormten Dauermagneten; die Herstellung und Messung genormter Auftragschweißungen (pads) aus umhüllten Stabelektroden für das Lichtbogenhandschweißen (das allgemeine Verfahren wird auch für Fertigungsnähte und Schweißgut aus anderen Prozessen empfohlen — WIG, MIG/MAG, Unterpulver — dann ist die Herstellung der Auftragschweißung festzulegen); die Kalibrierung anderer Geräte zur Messung der FN. Das Verfahren ist für Schweißgut im Schweißzustand und nach einer Wärmebehandlung bestimmt, die den Ferrit ganz oder teilweise in eine nichtmagnetische Phase umwandelt; eine austenitisierende Behandlung, die Größe und Form des Ferrits ändert, verändert die magnetische Antwort. Das Verfahren ist NICHT zur Messung von Ferrit in Guss-, Schmiede- und Knetprodukten aus austenitischen und Duplex-Stählen bestimmt. Die Norm wurde vom Internationalen Institut für Schweißtechnik (IIW), Kommission II, erarbeitet; die dritte Ausgabe (2018) ersetzte ISO 8249:2000 (Korrekturen in Tabelle 2 — früher 1 — und redaktionelle Änderungen). Das Feld „Zakres“ (Anwendungsbereich) der PKN-Karte von PN-EN ISO 8249:2018-11, vollständig (unsere Übersetzung): „Dieses Dokument legt Verfahren und Geräte fest für: — die Messung des Delta-Ferrit-Gehalts, ausgedrückt als Ferritnummer (FN), im Schweißgut aus überwiegend austenitischen oder ferritisch-austenitischen Duplex-Stählen über die Anziehungskraft zwischen einer Schweißgutprobe und einem genormten Dauermagneten; — die Herstellung und Messung genormter Einsätze für umhüllte Stabelektroden zum Lichtbogenhandschweißen. Allgemein wird das Verfahren auch zur Messung des Ferrits von Fertigungsnähten und für Schweißgut aus anderen Prozessen empfohlen, wie Wolfram-Inertgasschweißen, Metall-Schutzgasschweißen und Unterpulverschweißen (in diesem Fall sollte die Art der Herstellung des Einsatzes festgelegt werden); — die Kalibrierung anderer Geräte zur Messung der FN. Das in diesem Dokument festgelegte Verfahren ist zur Anwendung auf Schweißgut im Schweißzustand und auf Schweißgut nach einer Wärmebehandlung bestimmt, die eine vollständige oder teilweise Umwandlung des Ferrits in eine beliebige nichtmagnetische Phase bewirkt. Austenitisierende Wärmebehandlungen, die Größe und Form des Ferrits verändern, werden die magnetische Antwort des Ferrits verändern. Das Verfahren ist nicht zur Messung des Ferritgehalts in Gussstücken, Schmiedestücken oder umgeformten Proben aus austenitischen Stählen oder Proben aus ferritisch-austenitischen Duplex-Stählen bestimmt.“ Die „Einsätze“ (wkładki) und der „Einsatz“ (wkład) auf der Karte sind im Normtext die genormten Auftragschweißungen (standard pads) aus Abschnitt 6.

WARUM „FERRITNUMMER“ UND NICHT PROZENT (Einleitung). Es gibt keine Einigkeit darüber, welches Verfahren eine absolute Messung der Ferritmenge im Schweißgut liefert, deshalb wurde der Begriff der Ferritnummer eingeführt — eine Beschreibung des nach einem genormten Verfahren bestimmten Ferritgehalts. Bei kleinen FN galt sie als annähernd gleich dem Ferritprozentsatz; neuere Daten zeigen, dass die Ferritnummer bei höheren FN den Volumenanteil des Ferrits je nach Legierungszusammensetzung um den Faktor 1,3–1,5 überschätzen kann. Der nach diesem Verfahren bestimmte Ferritgehalt ist konventionell und nicht notwendigerweise wahr, daher wird das Ergebnis als FN und nicht als „Prozent Ferrit“ angegeben. Prinzip (Abschnitt 4): Die Anziehungskraft zwischen einer zweiphasigen Probe und einem Magneten wächst mit dem Anteil der ferromagnetischen Phase; im austenitischen und Duplex-Schweißgut ist der Ferrit magnetisch, Austenit, Karbide, Sigma-Phase und Einschlüsse dagegen nicht.

KALIBRIERUNG (ISO 8249:2018, Abschnitt 5 — Text gelesen). Schichtdickennormale: nichtmagnetisches Kupfer auf einem Grundkörper aus unlegiertem Stahl 30 mm × 30 mm, Grundkörperdicke nicht kleiner als die experimentell bestimmte Dicke, oberhalb derer die Anziehungskraft nicht mehr zunimmt; Schichtdicke mit einer Genauigkeit von ± 5 % oder besser bekannt; Zusammensetzung des Stahls (Tabelle 1, Massen-%): C 0,08–0,13, Si bis 0,10, Mn 0,30–0,60, P bis 0,040, S bis 0,050; das Kupfer darf eine dünne Chromschicht haben. NIST-Normale (früher NBS) dürfen verwendet werden. Normmagnet: zylindrischer Dauermagnet von 2 mm Durchmesser und etwa 50 mm Länge, ein Ende halbkugelig mit 1 mm Radius, poliert (Beispiel: Magnetstahl mit 36 % Kobalt, 48,45 ± 0,05 mm, gesättigt und auf 85 % entmagnetisiert); Abreißkraft von den Normalen innerhalb ± 10 % der Beziehung nach Bild 1 (ohne die Masse des Magneten), was 5,0 ± 0,5 FN/g entspricht. Das Gerät bringt auf den Magneten eine steigende Kraft senkrecht zur Oberfläche bis zum Abreißen auf und misst sie genau; Anzeige in FN, Gramm-Kraft oder anderen Einheiten (dann Kalibrierkurve). Kalibrierkurve: Abreißkraft von mehreren Normalen, Schichtdicke nach Tabelle 2 oder Formel (1) in FN umgerechnet: 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 in mm (z. B. t = 0,100 mm → 43,2 FN; 0,500 mm → 12,3 FN; 1,000 mm → 6,1 FN nach Tabelle 2). Für den Bereich 0 – ca. 30 FN (austenitisches Schweißgut) werden mindestens acht Normale mit einer Kupferdicke von ca. 0,17 bis ca. 2 mm empfohlen; für die Erweiterung bis 100 FN (Duplex) — mindestens fünf Normale 0,03–0,17 mm. ANMERKUNG zu 5.4: Dieses Kalibrierverfahren kann bei Geräten, die Ferrit anders als über die Anziehungskraft oder mit einem anderen als dem Normmagneten messen, IRREFÜHRENDE Ergebnisse liefern — solche Geräte werden nach Abschnitt 8 kalibriert.

AUFTRAGSCHWEISSUNGEN AUS UMHÜLLTEN STABELEKTRODEN (Abschnitt 6). Die Auftragschweißung wird zwischen zwei Kupferschienen 70 × 25 × 25 mm auf einer Grundplatte Lage für Lage bis zu einer Höhe von mindestens 12,5 mm aufgebaut (bei einer Grundplatte aus austenitischem Cr-Ni-Stahl X2CrNi18-9 oder X5CrNi18-9 — mindestens 13 mm; bei Kohlenstoff-Mangan-Stahl — mindestens 18 mm); bei Elektroden ≥ 4 mm jede Lage in einer Raupe; Lichtbogen möglichst kurz, der Lichtbogen darf das Kupfer nicht berühren; Schweißrichtung nach jeder Raupe umkehren; Wasserkühlung zwischen den Raupen frühestens 20 s nach der Raupe, Zwischenlagentemperatur höchstens 100 °C, Raupen der letzten Lage an Luft unter 425 °C abgekühlt vor dem Abschrecken in Wasser; jede Raupe reinigen; Decklage in einer Raupe mit einer Pendelbreite von höchstens dem Dreifachen des Kerndrahtdurchmessers. Strom und ungefähre Maße der Messfläche (Tabelle 3, Breite × Länge): Elektroden 1,6 und 2 mm — 35–45 und 45–55 A, 12,5 × 30 mm; 2,5, 3,2 und 4 mm — 65–75, 90–100 und 120–140 A, 12,5 × 40 mm; 5 mm — 165–185 A, 15 × 40 mm; 6,3 mm — 240–250 A, 18 × 40 mm (Strom oder 90 % des vom Elektrodenhersteller empfohlenen Höchstwerts). Oberflächenvorbereitung: austenitisches Schweißgut (< 30 FN) — glatt und eben, mit einer 350-mm-Flachfeile längs der Naht geführt, mit der Feilenachse senkrecht zur Naht, ohne Kreuzfeilen und ohne starke Kaltverformung; Duplex (> 30 FN) — Schleifen mit immer feinerem Schleifmittel bis Körnung 600 oder feiner, ohne übermäßigen Druck, Polieren und Überhitzen; Oberfläche über die gemessene Länge durchgehend, mindestens 5 mm breit, ohne Zunderspuren.

STATUS (Stand der PKN-Karten am 10.10.2026). Die Karte von PN-EN ISO 8249:2018-11 (englische Fassung) trägt keinen Rücknahmevermerk: Titel „Spawanie -- Określanie liczby ferrytu (FN) w stopiwie nierdzewnych chromowo-niklowych stali austenitycznych i ferrytyczno-austenitycznych dupleks“ (Schweißen — Bestimmung der Ferritnummer (FN) in austenitischem und ferritisch-austenitischem (Duplex-)Schweißgut von Cr-Ni-Stählen; unsere Übersetzung), Veröffentlichung 15-11-2018, 40 Seiten, Sektor Hüttenwesen, KT 165 Schweißen und verwandte Verfahren, „Ersetzt: PN-EN ISO 8249:2005 - polnische Fassung“, „Übernimmt: EN ISO 8249:2018 [IDT], ISO 8249:2018 [IDT]“, ICS 25.160.40. Die Karte von PN-EN ISO 8249:2005 (polnische Fassung, übernahm EN ISO 8249:2000 und ISO 8249:2000): zurückgezogen am 15-11-2018 und ersetzt durch PN-EN ISO 8249:2018-11. Die gültige Ausgabe ist also nur auf Englisch erhältlich. In der PKN-Suche (Suchbegriff „ISO 8249“, 10.10.2026) gibt es auch die Karte PN-EN ISO 18249:2026-05 — eine andere Norm. Im iTeh-Katalog (gelesen am 10.10.2026) hat ISO 8249:2018 den Status „Published“, und die letzte regelmäßige Überprüfung endete mit der Bestätigung der Norm am 29.08.2026.

WIE VIELE LABORATORIEN UND IN WELCHER FORM (Kopie der Datenbank der Akkreditierungsbereiche vom 10.10.2026 und aktuelle PCA-Dokumente, gelesen am 10.10.2026). Die Nummer 8249 steht in 9 Datensätzen bei 7 Laboratorien: AB 001 (2 Datensätze), AB 608, AB 1141, AB 1646, AB 1700 (2), AB 1888 und AB 1898; die Norm ist in allen 7 aktuellen PCA-Dokumenten enthalten, keine Position ist ausgesetzt. Schreibweisen: „PN-EN ISO 8249:2018-11“ (5 Laboratorien), „PN-EN ISO 8249“ ohne Jahr (AB 608) und „EN ISO 8249:2018-11“ ohne PN (AB 1141). Der Reiter „Laboratorien“ („PN-EN ISO 8249“) zeigt 6 Laboratorien; AB 1141 fehlt dort wegen der Schreibweise ohne „PN-“.

WAS DIE LABORATORIEN PRÜFEN (Kopie und PCA-Dokumente). Delta-Ferrit-Gehalt (AB 1700 auch „Ferritnummer (FN)“) in Schweißnähten und Schweißgut austenitischer nichtrostender Stähle, in austenitischen Plattierungsschichten (AB 001), im Werkstoff und Schweißgut von Chrom-Nickel-Stählen (AB 1898), in Schweißnähten austenitischer und Duplex-Stähle (AB 1141). Alle sieben Laboratorien beschreiben die Technik als „Verfahren der magnetischen Induktion“.

WO MAN LEICHT EIN SCHEINBAR RICHTIGES ERGEBNIS ERHÄLT. Erstens — Geräteprinzip und Kalibrierung: Das Verfahren der Norm ist die Abreißkraft eines Normmagneten; ein anders arbeitendes Gerät (z. B. nach dem Prinzip der magnetischen Induktion, wie alle Laboratorien ihre Prüfung in den Akkreditierungsbereichen beschreiben), das direkt mit Schichtdickennormalen kalibriert wird, kann nach der Anmerkung zu 5.4 irreführende Ergebnisse liefern — ein solches Gerät wird nach Abschnitt 8 der Norm kalibriert. Zweitens — FN ist kein Prozentsatz: Bei hohen FN kann die Zahl den Volumenanteil des Ferrits um den Faktor 1,3–1,5 überschätzen; das Ergebnis wird in FN angegeben. Drittens — Gegenstand außerhalb des Anwendungsbereichs: Guss-, Schmiede- und Knetprodukte schließt die Norm aus; der Grundwerkstoff (AB 1898: „Werkstoff und Schweißgut“) ist kein Schweißgut. Viertens — Oberfläche: Kreuzfeilen oder starke Kaltverformung einer austenitischen Auftragschweißung und Überhitzen beim Schleifen von Duplex verändern die Anzeige. Fünftens — Wärmebehandlung: Eine austenitisierende Behandlung verändert die magnetische Antwort des Ferrits.

WAS WIR NICHT ANGEBEN. Der gelesene Auszug der Norm endet bei der Überschrift 6.3.2 (Einzelmessungen). Wir geben weder Anzahl und Verteilung der Messwerte auf der Auftragschweißung noch die Ermittlung des Ergebnisses, Abschnitt 7 oder 8 (Kalibrierung anderer Geräte, u. a. solcher nach anderem Prinzip), den Prüfbericht oder die vollständige Tabelle 2 an (angegeben haben wir ausgewählte Zeilen).

Prinzip der Methode

Delta-Ferrit ist im austenitischen und Duplex-Schweißgut die einzige ferromagnetische Phase, daher wächst die Anziehungskraft zwischen Probe und Magnet mit seinem Anteil. Das Gerät bringt eine steigende Kraft senkrecht zur Oberfläche auf, bis der Normmagnet (Ø 2 mm, halbkugeliges Ende R = 1 mm) abreißt, und misst die Abreißkraft; eine Kalibrierkurve aus Dickennormalen einer nichtmagnetischen Kupferschicht auf unlegiertem Stahl (Tabelle 2 oder Formel (1)) rechnet die Kraft in die Ferritnummer FN um (ISO 8249:2018, Abschnitte 4 und 5).

Anwendungen

• Schweißgut überwiegend austenitischer und Duplex-nichtrostender Stähle — im Schweißzustand und nach Wärmebehandlung (ISO 8249:2018, Abschnitt 1)
• Genormte Auftragschweißungen aus umhüllten Stabelektroden (Klassifizierung und Kontrolle von Elektroden); auch empfohlen für Fertigungsnähte und Schweißgut aus WIG-, MIG/MAG- und Unterpulverschweißen
• Kalibrierung anderer Geräte zur Messung der FN (Abschnitt 8 — Inhalt nicht gelesen)
• In den Akkreditierungsbereichen: 7 Laboratorien; alle beschreiben die Technik als „Verfahren der magnetischen Induktion“

Schlüsselparameter

Norm

Normnummer

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

Titel (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

Schritt-für-Schritt-Verfahren

1. Kalibrierung

   Abreißkraft des Normmagneten von mehreren Schichtdickennormalen bestimmen; Dicke in FN umrechnen (Tabelle 2 oder Formel (1)) und Kalibrierkurve zeichnen. Geräte nach anderem Prinzip — nach Abschnitt 8 (Inhalt geben wir NICHT an).

2. Auftragschweißung (umhüllte Stabelektroden)

   Zwischen Cu-Schienen auf der Grundplatte Lage für Lage bis mindestens 12,5 mm (13/18 mm je nach Grundplatte); Strom nach Tabelle 3; Zwischenlagentemperatur ≤ 100 °C; Richtung nach jeder Raupe umkehren.

3. Oberflächenvorbereitung

   < 30 FN: mit der Feile längs der Naht, ohne Kaltverformung; > 30 FN: Schleifen bis Körnung 600, ohne Überhitzen; Fläche mindestens 5 mm breit, ohne Zunderspuren.

4. Messung

   Messung der Abreißkraft auf der vorbereiteten Oberfläche; Anzahl und Verteilung der Messwerte sowie die Berechnung des Ergebnisses geben wir NICHT an (ab 6.3.2 — außerhalb des gelesenen Auszugs).

5. Ergebnis

   Als Ferritnummer FN angeben, nicht als Ferritprozentsatz; bei einem Gerät nach anderem Prinzip die Kalibrierart angeben. PN-EN ISO 8249:2018-11 gültig, PN-EN ISO 8249:2005 zurückgezogen am 15-11-2018 (Stand der PKN-Karten am 10.10.2026).

Erforderliche Geräte und Apparatur

Arbeitsschutz und Sicherheit

• Schweißen der Auftragschweißungen — Schweißrauch (Cr-Ni-Stähle), Lichtbogenstrahlung, Verbrennungen; Abschrecken einer heißen Auftragschweißung in Wasser — Verbrühungsgefahr durch Dampf
• Schleifen und Feilen — Augen- und Atemschutz
• FACHLICHER HINWEIS: Die Kalibrierung mit Schichtdickennormalen gilt für Geräte, die die Abreißkraft des Normmagneten messen

Häufige Fragen