Die Gefügeausbildung metallischer Werkstoffe hat einen direkten Einfluss auf die technologischen Eigenschaften wie z.B. Zerspanbarkeit, Korrosionsbeständigkeit, Härte und Verschleißbeständigkeit. Um die große Vielfalt der Gefüge einheitlich zu charakterisieren und vergleichend zu bewerten gibt es diverse Normen und Prüfanweisung. Bei den Verfahren wird üblicherweise das Gefüge durch einen Vergleich mit Standards oder Längen- bzw. Flächenmessungen beschrieben und klassifiziert.

Die Korngröße und Kornausrichtung sind für eine Bewertung der mechanisch – technologischen Eigenschaften eines Werkstoffs maßgebende Kennwerte.

Hierfür wird wenn möglich längs zur Walzrichtung eine Werkstoffprobe entnommen und metallographisch präpariert. Anschließend wird die Gefügestruktur durch ein spezifisches Korngrenzenätzmittel sichtbar gemacht.

Am Lichtmikroskop kann die Kornstruktur mit Richtreihenbildern verglichen und einer entsprechenden Korngrößenkennzahl zugeordnet werden.

Alternativ kann ohne das Bauteil direkt zu zerstören eine ambulante Probenpräparation und Gefügeätzung erfolgen. Für die lichtmikroskopische Untersuchung wird hierbei ein Gefügeabdruck mit Folien erstellt.

Normen: ASTM E 112, DIN EN ISO 643, AV 178

Das Verfahren zur Messung des örtlichen Schichtdicken von Metall-, Oxid- und Emailschichten durch Ausmessen von metallographisch präparierten Querschnittflächen mit einem Lichtmikroskop. Die Probenpräparation und die Schichtdickenmessung wird von ausgebildetem Fachpersonal durchgeführt. Das Ausmessen kann direkt am Mikroskop mit Hilfe eines Messokkulars oder über digitale Fotografie und anschließendem Ausmessen mit einem Messwerkzeug einer digitalen Bildbearbeitung erfolgen. Der Prüfbericht wird nach den Vorgaben der DIN EN ISO 1463 oder DIN EN ISO 2808: 2019-12; 5.4 erstellt.

Normen: DIN EN ISO 12345; DIN 1235, AV 1245; DIN EN ISO 2808

Neben den Stählen zählen die Gusseisen mit Ihrer Ausbildung von Graphit als bedeutende Eisenwerkstoffe. Ihre Legierungen zeichnen sich durch eine gute Gieß- und Spanbarkit aus. Das charakteristische Gefügemerkmal ist die Ausbildung einer Graphit-Phase, welche einen maßgeblichen Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften der Gussteile hat. Je nach Ausbildung unterscheidet man die verschiedenen Gusseisen wie z.B. mit lamellarem Graphit (GG), globularem Graphit (GGG) oder Vermiculargraphit (GGV).

Mit Hilfe von Vergleichsbildern werden die Ausbildungsform, Größe und Anordnung des Graphits mikroskopisch bewertet und klassifiziert (DIN EN ISO 945-1). So ergibt sich eine allgemein gültige Kennzeichnung der Gusswerkstoffe, welche in der gesamten Industrie verstanden wird.

Die Reinheit eines Stahlwerkstoffes ist über das Vorhandensein von nichtmetallischen Einschlüssen definiert. Einschlüsse wie Oxide oder Sulfide stellen aufgrund Ihrer Phasengrenze eine Materialtrennung dar. Je nach Ausbildung können Sie zudem spitz zulaufen und somit eine Kerbwirkung hervorrufen. Gerade bei höchstbeanspruchten Bauteilen wie Getriebeverzahnungen oder Wälzlagern kann sich dies negativ auf die Dauerfestigkeit auswirken.

In der Norm DIN 50602 wird eine mikroskopische Prüfung beschrieben, welche mit Bildreihentafeln manuell oder auch vollautomatisch erfolgen kann. Hierbei wird systematisch eine festgelegte Probenfläche abgescannt und hinsichtlich Einschlusstyp, -größe und -häufigkeit bewertet. Aus einer nachfolgenden mathematischen Berechnung ergibt sich ein Kennwert,welcher die Reinheit des Stahl-Werkstoffes angibt.

Normen: DIN 50602, SEP 1570

Ein Großteil der Aluminium-Gusslegierungen erstarrt dendritisch. Neben dem Veredelungsgrad des Eutektikums ist der Dendritenarmabstand eine Möglichkeit das Gefüge  zu charakterisieren. Nach dem VDG-Merkblatt P220 wird eine Methode definiert die sekundären Dendritenarme zu vermessen. Über die gemessenen Abstände können Erkenntnisse über den auf den Erstarrungsprozess gewonnen werden.

Norm: VDG-Merkblatt P220

Die Ausbildung von Karbiden spielt bei harten Eisenwerkstoffen eine maßgebliche Rolle. Aufgrund ihrer hohen Härte können zusammen mit einer martensitischen oder bainitischen Fe-Matrix unterschiedlichste Werkstoffeigenschaften von zäh bis spröde erzeugt werden. Diese Möglichkeiten nutzt der Maschinenbau z.B. in der Getriebe- und Wälzlagertechnik für unterschiedlichste Anwendungen und Belastungsgrade.

Um homogene Karbidausbildungen zu gewährleisten können mit dem SEP 1520 "Mikroskopische Prüfung der Carbidausbildung in Stählen mit Bildreihen" Lieferbedingungen hinsichtlich Form, Anordnung, Größe und Mengenanteil festgelegt und überprüft werden. Somit besteht die Möglichkeit Stahlqualitäten zu definieren und nachzuweisen.

Normen: Stahl-Eisen-Prüfblatt 1520