Chemische Zusammensetzung
Jede Schmelze wird vor dem Abguss analysiert, in der Regel mittels optischer Emissionsspektrometrie an einer abgeschreckten Probe. Das Ergebnis wird mit der Spezifikation verglichen und im Abnahmeprüfzeugnis angegeben. Kohlenstoff, Schwefel, Stickstoff und Sauerstoff werden mit Verbrennungs- oder Schmelzextraktionsanalysatoren bestimmt, wenn die geforderte Genauigkeit die des Spektrometers übersteigt.
Die Verwechslungsprüfung (PMI) mit tragbaren Röntgenfluoreszenz- oder Emissionsgeräten bestätigt die Legierung fertiger Teile und verhindert Verwechslungen. Die Hand-RFA bestimmt keinen Kohlenstoff und kann daher kohlenstoffarme nicht von Standardsorten unterscheiden.
Mechanische Prüfungen
- Zugversuch (ISO 6892-1, ASTM E8 oder A370): Streck- bzw. Dehngrenze, Zugfestigkeit, Bruchdehnung und Brucheinschnürung.
- Härteprüfung: Brinell für allgemeinen Guss, Rockwell und Vickers für gehärtete Teile und Randschichten. Die Härte ist zugleich die übliche Kontrolle der Wärmebehandlung am Teil selbst.
- Kerbschlagbiegeversuch (ISO 148-1, ASTM E23): Charpy-Schlagarbeit bei festgelegter Temperatur, gefordert für kaltzähe Sorten und viele Duplex- und Druckgerätespezifikationen.
Proben
Werkstoffnormen legen fest, woher die Proben stammen: getrennt gegossene Proben aus derselben Schmelze, angegossene Proben oder aus einem Gussteil entnommene Proben. Getrennt gegossene Proben kennzeichnen die Schmelze und ihre Wärmebehandlung; sie repräsentieren nicht zwingend die Eigenschaften in jedem Querschnitt eines Gussteils, die von den örtlichen Erstarrungsbedingungen abhängen. Werden Eigenschaften im Gussteil selbst gefordert, ist dies samt Probenlage zu spezifizieren. Proben müssen die Gussteile, die sie vertreten, durch die Wärmebehandlung begleiten.
Metallografie
Polierte und geätzte Schliffe zeigen unter dem Mikroskop Gefüge, Korngröße, Phasenverteilung, Karbide, nichtmetallische Einschlüsse, Randschichten wie Entkohlung sowie Mikroporosität. Die Metallografie dient der Prozessqualifizierung, spezifizierten Prüfungen wie der auf interkristalline Ausscheidungen und der Schadensanalyse.
Legierungsspezifische Nachweise
- Ferritgehalt in austenitischem und Duplex-Stahlguss, magnetisch oder bildanalytisch gemessen.
- Prüfung auf interkristalline Korrosion bei austenitischen Stählen, etwa nach den Verfahren der ASTM A262.
- Lochkorrosions- und Phasenprüfungen bei Duplexstählen nach Vorgabe der Bestellspezifikation.
- Härtegrenzen für den Einsatz in Sauergasumgebung.
- Einsatzhärtungstiefe und Randhärte bei einsatzgehärteten Stählen.
Nachweis der Wärmebehandlung
Die Wärmebehandlung wird durch Ofenaufzeichnungen (Temperatur, Zeit, Abkühlmedium), durch Kalibrierung und Temperaturgleichmäßigkeit des Ofens und durch Prüfungen an der Charge nachgewiesen: Härte an Teilen und mechanische Prüfungen an mitlaufenden Proben. Die Aufzeichnungen kennzeichnen die Ofencharge, sodass Ergebnisse den Gussteilen zuordenbar sind.
Labore
Routineanalysen und mechanische Prüfungen erfolgen im Labor des Herstellers oder in externen Laboren. Fordert ein Vertrag Prüfungen eines nach ISO/IEC 17025 akkreditierten Labors, wird dies für die betreffenden Prüfungen veranlasst; siehe Qualitätssicherung.