Prakt. Met. Sonderband 47 (2015) 119
Messunsicherheitsaspekte der Reinheitsgradbestimmung
St. Stiicklin
Swiss Steel AG, Emmenbriicke, Schweiz
1 Einführung
Ein wesentlicher Aspekt der Stahlqualität liegt im Reinheitsgrad des Stahls. Während größere Ein-
schlüsse und Inhomogenitäten durch zerstörungsfreie Prüfungen wie z.B. Ultraschall-Tauchtechnik
entdeckt werden können, ist eine Bewertung der mikroskopischen Einschlüsse nur über zerstörende
Prüfungen möglich.
Die wichtigsten Prüfverfahren im deutschsprachigen Raum sind in den Normen EN 102471,
ASTM E 45 und 1804967 sowie in der historischen Norm DIN 50602 beschrieben. Ihnen
allen ist gemeinsam, dass auf metallographischen Längsschliffen Einschlüsse gesucht, klassiert und
katalogisiert werden. Bei der EN 10247 und der historischen DIN 50602 bilden die Klassengrenzen
eine geometrische Folge; bei der ISO 4967 und der ASTM E 45 bilden sie eine Potenzfolge.
Nach ISO/IEC 170250! akkreditierte Laboratorien sind verpflichtet, iiber Verfahren fiir die Schit-
zung der Messunsicherheit zu verfügen und diese anzuwenden. Dafür gibt es grundsätzlich zwei
Ansätze: den indirekten durch Ringversuche und den direkten, der alle Fehlermöglichkeiten 7 analy-
tisch erfasst und mathematisch ausdrückt. Die Formel für die Unsicherheit des Merkmals M lautet
dik ig im direkten Ansatz:
f, bp). Ein Uy = il x uy)? wobei c; = a )
Pa Die Grössen ur sind die Unsicherheitsbeitriige und ¢; ihre Sensitivititskoeffizienten.
t die Proben
or Versuchs-
f= ande 2 Normangaben
Bei Priifungen wie z.B. der Hértepriifung nach Vickers bietet die Priifnorm bereits eine Anleitung,
wie die Messunsicherheit zu bestimmen ist. Solche Angaben sucht man bei Reinheitsgradnormen
vergebens.
Von den vier erwähnten Normen macht die ASTM E 45 als einzige Aussagen zur Messunsicherheit,
aber nicht zu deren Bestimmung. Die Genauigkeit der Messung wird bei einer Auswertung nach
Method A mit +1 „severity unit“ veranschlagt, die Präzision mit +0.5 „severity units‘, wenn die
Messfeldbewertungen auf Vielfache von 0.5 gerundet werden. Wenn sie auf ganze Zahlen gerundet
werden, verdoppelt sich bei beiden Komponenten die Unsicherheit. Solche Unsicherheiten bedeu-
ci] ten allerdings in Bezug auf z.B. die Einschliisse vom Typ A im Minimum 15% Unsicherheit in der
inne Klassenlänge (,,severity level“ 4.5 statt ,,severity level 5). Diese relativ grossen Unsicherheiten
a sowie die immer wiederkehrenden Einschränkungen „usually“ und „generally“ deuten darauf hin,
dass bei dieser Prüfung noch kein verlässlicher Ansatz zur Abschätzung der Messunsicherheit exis-
+ tihlen mit tert.
2m GFal-
(1
