Schäffler Diagramm für die Normanalyse

Das Schäffler-Diagramm ist ein werkstofftechnisches Diagramm, das die Gefügestruktur von Stählen anhand ihrer chemischen Zusammensetzung sichtbar macht. Für die Normanalyse wird es genutzt, um Werkstoffe in das Diagramm einzuordnen und mit bekannten Werkstoffgruppen abzugleichen. So lässt sich prüfen, ob eine Analyse im erwarteten Bereich der Normzusammensetzung liegt oder davon abweicht.

Das Schäffler-Diagramm funktioniert über zwei Achsen: das Chromäquivalent auf der X-Achse und das Nickeläquivalent auf der Y-Achse. Aus der chemischen Zusammensetzung eines Stahls werden beide Äquivalente berechnet und als Punkt im Diagramm eingetragen. Die Position zeigt, in welchem Gefügebereich (Austenit, Ferrit, Martensit oder Mischgefüge) der Werkstoff liegt und ob er zur erwarteten Normanalyse passt.

capilla unterstützt bei der Anwendung des Schäffler-Diagramms und der praktischen Umsetzung in industrielle Schweißprozesse.

Bei der Normanalyse wird das Schäffler-Diagramm verwendet, um die werkstofftechnische Einordnung eines Stahls zu prüfen. Die chemische Zusammensetzung wird in das Diagramm überführt und mit dem Normbereich verglichen. So zeigt sich, ob die Ist-Analyse im erwarteten Bereich liegt oder Abweichungen zur Normzusammensetzung vorliegen. Das ist relevant für Werkstoffprüfung, Zuordnung zu Werkstoffklassen und die Beurteilung der weiteren Verarbeitung.

Eine Normanalyse ist die in Normen festgelegte chemische Zusammensetzung eines Werkstoffs, beschrieben durch zulässige Bereiche der einzelnen Legierungselemente. Sie definiert, welche Anteile von Chrom, Nickel, Kohlenstoff, Mangan und weiteren Elementen ein Stahl haben muss, um einer bestimmten Werkstoffklasse zu entsprechen. Die Normanalyse ist die Referenz, an der eine Ist-Analyse gemessen wird.

Chrom- und Nickeläquivalente sind die zentralen Kennwerte, mit denen die Normanalyse im Schäffler-Diagramm dargestellt wird. Das Chromäquivalent bündelt ferritbildende Elemente wie Chrom, Molybdän, Silizium und Niob, das Nickeläquivalent bündelt austenitbildende Elemente wie Nickel, Kohlenstoff, Mangan und Stickstoff. Aus beiden Werten ergibt sich die Position der Normanalyse im Diagramm und damit die werkstoffliche Einordnung.

Die Gefügestruktur im Schweißgut wird über die berechneten Chrom- und Nickeläquivalente und die Lage der Normanalyse im Schäffler-Diagramm bestimmt. Je nach Position liegt das Schweißgut im Austenit-, Ferrit-, Martensit- oder einem Mischgefügebereich. Diese Einordnung hilft, das Verhalten des Schweißguts zu prognostizieren, etwa hinsichtlich Risssicherheit, Härte oder Verarbeitungseigenschaften.

Das Schäffler-Diagramm zeigt bei der Normanalyse vier Hauptgefügebereiche: Austenit, Ferrit, Martensit und Mischgefüge wie Austenit-Ferrit oder Austenit-Martensit. Jeder Bereich steht für ein typisches Werkstoffverhalten. Austenit ist zäh und korrosionsbeständig, Ferrit weich und magnetisch, Martensit hart und spröde. Die Lage der Normanalyse im Diagramm zeigt, welche Gefügeanteile im Schweißgut zu erwarten sind.

Die Normanalyse im Schäffler-Diagramm ist immer dann relevant, wenn eine Werkstoffanalyse geprüft, eine Zuordnung zu Werkstoffklassen vorgenommen oder die weitere Verarbeitung eines Werkstoffs beurteilt werden soll. Besonders bei Schweißarbeiten an unbekannten Werkstoffen, bei Vermischungen unterschiedlicher Werkstoffe oder bei Auftragschweißungen ist die Lage der Normanalyse im Diagramm entscheidend für die richtige Wahl von Schweißzusatz und Verfahren.

Die Ist-Analyse wird mit der Normanalyse verglichen, indem aus beiden die Chrom- und Nickeläquivalente berechnet und im Schäffler-Diagramm dargestellt werden. Die Position der Ist-Analyse und der zugehörige Bereich der Normanalyse werden im Diagramm visualisiert. So lassen sich Abweichungen direkt erkennen und die Einordnung des Werkstoffs prüfen.

Der Schäffler-Diagramm-Rechner nimmt die chemische Zusammensetzung der Ist-Analyse und den Bereich der Normanalyse als Eingabe. Auf dieser Basis werden Chrom- und Nickeläquivalente automatisch berechnet und im Schäffler-Diagramm dargestellt. Die Position der Ist-Analyse und der zugehörige Bereich der Normanalyse werden visualisiert, sodass Abweichungen und die werkstoffliche Einordnung sofort erkennbar sind.