Badania wg norm: PN-EN ISO 643, PN-84/H-04507-02

Wielkość ziarna stali jest bezpośrednio powiązana z wielkością ziarna byłego austenitu. Podczas chłodzenia z zakresu austenitycznego ziarno ulega rozdrobnieniu, ponieważ zarodkowanie nowych faz i składników strukturalnych występuje głównie po jej granicach. Zatem im drobniejsze ziarno byłego austenitu tym drobniejsze ziarno stali. Wielkość ziarna byłego austenitu również wpływa na właściwości elementów hartowanych. Wzrost igieł powstającego podczas hartowania martenzytu ograniczana jest ziarnami, dlatego im mniejsze ziarno byłego austenitu tym powstały martenzyt charakteryzuje się mniejszymi igłami a jego odporność na pękanie ulega zwiększeniu. Rozrost ziarna austenitu związany jest ściśle z temperaturą austenityzacji. W pewnych gatunkach stali wielkość ziarna austenitu wzrasta proporcjonalne ze wzrostem temperatury austenityzacji a w innych wielkość ziarna jest praktycznie na stałym poziomie aż do przekroczenia temperatury granicznej, po jej przekroczeniu następuje szybki tzw. anormalny rozrost ziarna. Temperatura graniczna to temperatura, w której blokujące migrację granic ziarn drobne wydzielenia azotków oraz węglików różnych pierwiastków zostają rozpuszczone (tzw. próba przegrzewności). Wyznaczenie tej temperatury jest istotne do określenia parametrów technologicznych, np. górnej temperatury walcowania czy górnej temperatury austenityzacji przed hartowaniem. Określenie wielkości ziarna byłego austenitu polega na ujawnianiu struktury materiałów zahartowanych poprzez trawinie zgładów odpowiednimi odczynnikami a następnie porównywanie ujawnionych byłych ziarn austenitu ze skalami wzorców lub pomiaru za pomocą jednej z metod stereologicznych. Ujawnianie wielkości byłego ziarna austenitu można dokonać również na drodze preparatyki metalograficznej próbek po odpowiedniej obróbce cieplnej (metoda siatki ferrytu, perlitu i cementu) i cieplno-chemicznej (metoda nawęglania), gdzie odpowiednie składniki fazowe i strukturalne wydzielają się podczas powolnego studzenia w zakresie dwufazowych (α + γ) po granicach ziarn byłego austenitu. Stale o wielkości ziarna byłego austenitu o numerze 5 i większym wg skali wzorców uznaje się za drobnoziarniste, natomiast o wielkości byłego ziarna 4 i mniejszym uznaje się za gruboziarniste.