🔩 Korngröße in Stählen — mikrographische Bestimmung der scheinbaren Ferrit- und Austenitkorngröße mit dem Vergleichsverfahren (Bildreihen), dem planimetrischen Verfahren und dem Linienschnittverfahren, Kennzahl G; PN-EN ISO 643:2025-02

Werkstoffe und ZfP PN-EN ISO 643

Übersicht

WAS DIE NORM BESCHREIBT. Anwendungsbereich laut PKN-Karte von PN-EN ISO 643:2025-02, vollständig (unsere Übersetzung): „Dieses Dokument legt ein mikrographisches Verfahren zur Bestimmung der Ferrit- und Austenitkorngröße in Stählen fest. Beschrieben werden Verfahren zum Sichtbarmachen der Korngrenzen und zur Ermittlung der mittleren Korngröße in Proben mit unimodaler statistischer Verteilung der Größe dieser Körner. Obwohl die Gestalt der Körner dreidimensional ist, kann die metallographische Querschnittsebene ein Korn an jedem seiner Punkte schneiden, von einer Kornecke bis zu seinem größten Durchmesser, wodurch auf der zweidimensionalen Ebene eine Spannweite sichtbarer Korngrößen entsteht, selbst in einer Probe mit vollkommen einheitlicher Korngröße.“ Den Inhalt des Verfahrens lesen wir im Leseauszug von ISO 643:2024 (fünfte Ausgabe, 2024-08) vom Deckblatt bis Abschnitt 7.3.4 mit Inhaltsverzeichnis; die Abschnitte 7.3.5–7.5, Abschnitt 8 (Prüfbericht) und die Anhänge A–E (darunter die Bildreihen aus Anhang B) haben wir nicht.

NACH DEM TEXT VON ISO 643:2024 (Vorwort, Abschnitte 1–7.3.4). Die Norm wurde von ISO/TC 17 „Stahl“, SC 7 „Prüfverfahren (außer mechanischen Prüfungen und chemischer Analyse)“, in Zusammenarbeit mit CEN/TC 459 erarbeitet. Änderungen gegenüber der Ausgabe 2019: Temperatur des McQuaid-Ehn-Verfahrens für Einsatzstähle auf 950 °C geändert (A.4); Anhang B mit neuen ISO-Bildreihen statt der ASTM-Bildreihen wieder aufgenommen; ein Teil des früheren Anhangs B nach 7.3 verschoben; neue Anhänge D (Vertrauensbereich) und E (Körner unterschiedlicher Größe). Die Norm hat keine normativen Verweisungen. Die Kennzahl G ist mit der mittleren Anzahl der Körner m je 1 mm² über die Formel m = 8 × 2^G verknüpft, also G = log₂ m − 3 (G = 1 bei m = 16). Prinzip (5): Die scheinbare Korngröße wird an einem geeignet vorbereiteten Schliff mit dem Vergleichsverfahren mit Bildreihen (7.2), dem planimetrischen Verfahren (7.3) oder dem Linienschnittverfahren (7.4) bestimmt; „alle Verfahren liefern vergleichbare Ergebnisse“. Proben (6.1): Anzahl und Entnahmeort legen die Bestellung oder die Erzeugnisnorm fest, andernfalls der Hersteller; stark verformtes Material ist zu vermeiden (z. B. Enden von Erzeugnissen, mit der Schere geschnittene Stellen); bei verformtem Korn ist der Schliff parallel zur Hauptverformungsachse zu legen, denn die Messung am Querschliff ist bei nicht gleichachsigem Korn verzerrt. Sichtbarmachen der Grenzen: Ferrit — Nital (2–3 Vol.-% Salpetersäure in Ethanol) oder ein anderes geeignetes Ätzmittel (6.2); einphasige austenitische Stähle — Glyceregia, Kalling-Reagenz Nr. 2 oder Marble-Reagenz, am besten elektrolytisch mit 60 % HNO₃ bei 1,4 V für 60–120 s (macht die Korngrenzen ohne Zwillingsgrenzen sichtbar); bei anderen Stählen (ehemalige Austenitkorngrenzen) — Verfahren nach Béchet-Beaujard (gesättigte Pikrinsäurelösung), nach Kohn (kontrollierte Oxidation), nach McQuaid-Ehn (Aufkohlung) oder Sensibilisierung der Grenzen; „die Ergebnisse können je nach Verfahren erheblich voneinander abweichen“, daher sind bei Vergleichen dieselben Wärmebehandlungsbedingungen einzuhalten (6.3.1). Genauigkeit (7.1.3): Vergleichsverfahren — 0,5, planimetrisches und Linienschnittverfahren — 0,1; für Vergleiche werden die Kennzahlen auf Vielfache von 0,5 gerundet; bei bimodaler Verteilung kann der Mittelwert sinnlos sein — dann ISO 14250. Vergleichsverfahren (7.2): Bildreihen bei 100:1 Vergrößerung, nummeriert von −1 bis 10; bei einer anderen Vergrößerung g gilt G = M + 2·log₂(g/100) = M + 6,64·lg(g/100) (Formel 3, Tabelle 2); mindestens drei zufällig gewählte Felder je Probe; ist die Differenz zwischen größter und kleinster Kennzahl kleiner als 3, so ist das Ergebnis der arithmetische Mittelwert, andernfalls sind mindestens sechs weitere Bestimmungen nötig, und reicht auch das nicht — eine Beschreibung der Streuung im Bericht; der Mittelwert wird auf 0,5 gerundet. Die Norm gibt an, dass die Bildreihen nach ASTM E112 im Wesentlichen dieselben Ergebnisse liefern wie die Bildreihen aus Anhang B. Planimetrisches Verfahren (7.3): mindestens 50 Körner im Kreis; Kornanzahl nt = ne + ni/2 (ne — vollständig innerhalb, ni — vom Kreis geschnitten), m = nt/AC; der systematische Fehler dieser Annahme beträgt bei ≥ 50 Körnern etwa 2 %; im Rechteck nt = ne + ni/2 + 1 (Ecken).

STATUS (Stand der PKN-Karten am 08.10.2026). Die Karte von PN-EN ISO 643:2025-02 (englische Fassung) trägt keinen Vermerk der Zurückziehung: Titel „Stahl -- Mikrographische Bestimmung der Korngröße“ (unsere Übersetzung), Veröffentlichung 26-02-2025, 58 Seiten, Preisgruppe U, Sektor Hüttenwesen, KT 123 Prüfung der Eigenschaften von Metallen, „Führt ein: EN ISO 643:2024 [IDT], ISO 643:2024 [IDT]“, „Ersetzt: PN-EN ISO 643:2020-07 – englische Fassung, PN-EN ISO 643:2020-07 – polnische Fassung“, ICS 77.040.99. Karte von PN-EN ISO 643:2020-07 (polnische Fassung): „Zurückgezogen und ersetzt durch PN-EN ISO 643:2025-02 – englische Fassung“, Veröffentlichung 23-11-2023, Zurückziehung 26-02-2025, 28 Seiten, sie führte EN ISO 643:2020 und ISO 643:2019 ein. Karte von PN-EN ISO 643:2013-06 (englische Fassung): zurückgezogen am 02-07-2020, sie führte ISO 643:2012 ein. Die aktuelle Ausgabe hat also nur eine englische Fassung; die polnische Fassung der vorigen Ausgabe galt 15 Monate.

WIE VIELE LABORATORIEN UND IN WELCHER FORM (Kopie der Datenbank der Akkreditierungsumfänge und aktuelle PCA-Dokumente, gelesen am 08.10.2026). Die Nummer 643 steht in 18 Datensätzen bei 13 Laboratorien; in den aktuellen PCA-Dokumenten (Ausgaben vom 23.04.2025 bis 22.09.2026) — in 15 Positionen bei denselben Laboratorien (AB 001 und AB 1629 haben je zwei, AB 053 eine Position, die in der Datenbankkopie in fünf Datensätzen erfasst ist); keine Position ist ausgesetzt. Schreibweisen: „PN-EN ISO 643:2025-02“ — 10 Laboratorien (AB 053 neben „ISO 643:2024“); „PN-EN ISO 643“ ohne Jahr — AB 019, AB 128 und AB 608. Neben dieser Norm tragen die Laboratorien ASTM E112 ein (AB 019, AB 053, AB 099, AB 128, AB 490, AB 608, AB 792, AB 1629) sowie die nationale Norm PN-H-04507-01 (AB 001, AB 193, AB 490, AB 699). Die Registerkarte „Laboratorien“ („PN-EN ISO 643“) zeigt alle 13 Laboratorien.

WAS DIE LABORATORIEN PRÜFEN (PCA-Dokumente). Korngröße — Lichtmikroskopie; Verfahren: Vergleich mit einer Bildreihenskala (die meisten), bei AB 128 und AB 1629 auch das Linienschnittverfahren und das planimetrische Verfahren (Kornzählung). Gegenstand: Stähle, Hütten- und Konstruktionserzeugnisse aus Stahl, Walzerzeugnisse und Freiformschmiedestücke (AB 019), Hütten- und Gusserzeugnisse (AB 099), Metalle und Legierungen (AB 001, AB 699, AB 1629).

WO EIN SCHEINBAR RICHTIGES ERGEBNIS LEICHT ENTSTEHT. Erstens — Bildreihen: Die Ausgabe 2024 hat Anhang B mit neuen ISO-Bildreihen statt der ASTM-Bildreihen wieder aufgenommen; ein Laboratorium, das nach den Bildreihen der vorigen Ausgabe oder nach ASTM E112 bewertet, sollte das im Bericht angeben — die Norm spricht von „im Wesentlichen gleichen“ Ergebnissen, nicht von identischen. Zweitens — bimodale Verteilung: Die mittlere Kennzahl einer Probe mit zwei Kornpopulationen beschreibt keine von beiden (7.1.3) — nötig ist eine Bewertung nach ISO 14250 oder eine Beschreibung der Streuung. Drittens — Schliffebene: Bei gestrecktem Korn ist die Messung am Querschliff verzerrt (6.1). Viertens — Sichtbarmachen ehemaliger Austenitkorngrenzen: Die Ergebnisse verschiedener Verfahren (Béchet-Beaujard, Kohn, McQuaid-Ehn) können erheblich voneinander abweichen — im Bericht sind Verfahren und Wärmebehandlung anzugeben. Fünftens — Vergrößerung: Bei einer anderen Vergrößerung als 100:1 ist die Nummer der Bildreihe nach Tabelle 2 umzurechnen; ohne Umrechnung ist das Ergebnis bei 200:1 um zwei Kennzahlen zu niedrig.

WAS WIR NICHT ANGEBEN. Die Abschnitte 7.3.5–7.5 (weiterer Teil des planimetrischen Verfahrens, Linienschnittverfahren mit Geraden und Kreisen, andere Verfahren), Abschnitt 8 und die Anhänge haben wir nicht — wir geben weder die Bildreihen noch die Umrechnungen des Linienschnittverfahrens, den Vertrauensbereich oder den Inhalt des Berichts an. Den Status von PN-H-04507-01 und ASTM E112 haben wir nicht geprüft — wir nennen sie nur als Einträge aus den Umfängen.

Prinzip der Methode

Am metallographischen Schliff werden die Korngrenzen von Ferrit (z. B. mit Nital) oder von Austenit bzw. ehemaligem Austenit (Ätzmittel oder Verfahren aus Anhang A) sichtbar gemacht, und unter dem Mikroskop wird die Korngrößenkennzahl G bestimmt: durch Vergleich des Bildes mit Bildreihen bei 100:1 Vergrößerung, durch Zählen der Körner in einem Feld bekannter Fläche (planimetrisches Verfahren) oder durch Zählen der Schnittpunkte einer Messlinie mit den Körnern (Linienschnittverfahren); m = 8 × 2^G Körner je 1 mm² (ISO 643:2024). Die Verfahren gelten für Proben mit unimodaler Korngrößenverteilung.

Anwendungen

• Stähle und Stahlerzeugnisse (gewalzt, geschmiedet, gegossen) — Ferrit- und Austenitkorngröße; 13 Laboratorien in den PCA-Umfängen
• Abnahmeprüfungen nach Normen für Stahlerzeugnisse, die eine bestimmte Kennzahl G fordern
• Bewertung des Einflusses der Wärmebehandlung auf das Korn (ehemalige Austenitkorngrenzen mit Verfahren aus Anhang A)

Schlüsselparameter

Norm

Normnummer

PN-EN ISO 643:2025-02 (wersja angielska; wprowadza EN ISO 643:2024 [IDT] i ISO 643:2024 [IDT])

Titel (PL)

Stal — Mikrograficzne określanie wielkości ziarna

Title (EN)

Steels — Micrographic determination of the apparent grain size

Schritt-für-Schritt-Verfahren

1. Probe

   Eine repräsentative Probe entnehmen, fern von stark verformtem Material; bei verformtem Korn den Schliff parallel zur Hauptverformungsachse legen (6.1). PN-EN ISO 643:2025-02 aktuell (Stand der PKN-Karten am 08.10.2026).

2. Sichtbarmachen der Grenzen

   Ferrit — Nital (6.2); Austenit — chemisches oder elektrolytisches Ätzen; ehemalige Austenitkorngrenzen — ein Verfahren aus Anhang A, gewählt nach der benötigten Information, bei denselben Wärmebehandlungsbedingungen (6.3).

3. Vergleichsverfahren

   Mindestens 3 zufällige Felder mit den Bildreihen bei 100:1 vergleichen (oder die Kennzahl bei anderer Vergrößerung umrechnen); bei einer Streuung kleiner als 3 — Mittelwert, gerundet auf 0,5 (7.2).

4. Planimetrisches Verfahren

   Ganze (ne) und geschnittene Körner (ni) in einem Kreis mit mindestens 50 Körnern zählen: nt = ne + ni/2, m = nt/AC, G aus m = 8 × 2^G (7.3).

5. Ergebnis

   Kennzahl G (Vergleichsverfahren mit einer Genauigkeit von 0,5, planimetrisches und Linienschnittverfahren 0,1); das Linienschnittverfahren und den Inhalt des Berichts (7.4, Abschnitt 8) GEBEN WIR NICHT AN.

Erforderliche Geräte und Apparatur

Reagenzien, Nährmedien und Verbrauchsmaterialien

Arbeitsschutz und Sicherheit

• Ätzmittel (Salpetersäure, Pikrinsäure, Glyceregia) — Arbeit im Abzug, Schutzbrille und Handschuhe; die Norm warnt, dass sie Stoffe und Arbeitsgänge erfordert, die ohne geeignete Vorsichtsmaßnahmen gesundheitsschädlich sind
• FACHLICHER HINWEIS: Die Ausgabe 2024 hat neue Bildreihen (Anhang B) — bei Bewertung nach anderen Bildreihen diese im Bericht angeben; bei bimodaler Verteilung beschreibt die mittlere Kennzahl die Probe nicht

Häufige Fragen