Körnungsanalyse

Körnungsanalyse ist ein Verfahren zur Bestimmung der Kornstruktur in festen, meist metallischen oder keramischen Materialien. Ziel ist die Bestimmung der Korngröße und -verteilung aus Planansichten der Körner, typischerweise aus einer metallographischen Probe nach der Ätzung, um Rückschlüsse auf Festigkeits- und Zähigkeitsverhalten zu ziehen.

Die Probenvorbereitung umfasst Schnitt, Schleifen, Polieren und Ätzen, um Kornbegrenzungen freizulegen. Die Untersuchung erfolgt mit optischem Mikroskop oder Rasterelektronenmikroskop. Bilder werden aufgenommen und mit Planimetric-, Intercept- oder Bildverarbeitung analysiert. Beispiele: Planimetric method zur Bestimmung der mittleren Kornfläche; Intercept method zur Bestimmung der Kornzahl nach Heyn.

Als Kennwerte werden häufig die Korngröße (mittlere Fläche oder äquivalente Kreisfläche) sowie Verteilungsmaße angegeben. In der klassischen Metallkunde wird der Korngrößenzahlwert n nach Heyn bzw. ASTM E112 verwendet; moderne Verfahren nutzen bildgebende Auswertungen, um Dv (Durchschnitts- bzw. 2D-Äquivalentdurchmesser) oder Verteilungskennwerte zu ermitteln.

Anwendungen der Körnungsanalyse liegen in der Qualitätskontrolle, Prozessoptimierung bei Wärmebehandlung, Legierungsentwicklung und Forschungsarbeiten. Kleinere Körner erhöhen in der Regel die Festigkeit nach dem Hall-Petch-Zusammenhang, während größere Körner oft Duktilität und Schadensverhalten beeinflussen. Die Körnungsanalyse ermöglicht vergleichbare Größen und erleichtert Prozessvergleiche.

Standards und Grenzen: DIN/ISO/ASTM-Standards regeln Probenvorbereitung, Abbildung und Auswertung (z. B. ASTM E112). 2D-Kornmessungen liefern jedoch nur eine Projektion der 3D-Körner; Korrekturen oder 3D-Analysen sind möglich, aber aufwändig, und Ergebnisse hängen von Probennahme und Ätznachweis ab.