Steels — Determination of the depth of decarburization

ISO 3887:2017 defines the decarburization and specifies three methods of measuring the depth of decarburization of steel products.

Aciers — Détermination de la profondeur de décarburation

L'ISO 3887 :2017 définit la décarburation et spécifie trois méthodes de mesure de la profondeur de décarburation des produits acier.

General Information

Status
Published
Publication Date
16-Nov-2017
Current Stage
9020 - International Standard under periodical review
Due Date
15-Oct-2022
Completion Date
15-Oct-2022
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ISO 3887:2017 - Steels -- Determination of the depth of decarburization
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REDLINE ISO 3887:2017 - Steels — Determination of the depth of decarburization Released:11/17/2017
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ISO 3887:2017 - Aciers -- Détermination de la profondeur de décarburation
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Standards Content (sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 3887
Third edition
2017-11
Steels — Determination of the depth
of decarburization
Aciers — Détermination de la profondeur de décarburation
Reference number
ISO 3887:2017(E)
ISO 2017
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 3887:2017(E)
COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
© ISO 2017, Published in Switzerland

All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced or utilized otherwise in any form

or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting on the internet or an intranet, without prior

written permission. Permission can be requested from either ISO at the address below or ISO’s member body in the country of

the requester.
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www.iso.org
ii © ISO 2017 – All rights reserved
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 3887:2017(E)
Contents Page

Foreword ........................................................................................................................................................................................................................................iv

1 Scope ................................................................................................................................................................................................................................. 1

2 Normative references ...................................................................................................................................................................................... 1

3 Terms and definitions ..................................................................................................................................................................................... 1

4 Sampling ........................................................................................................................................................................................................................ 2

5 Measuring methods ........................................................................................................................................................................................... 2

5.1 General ........................................................................................................................................................................................................... 2

5.2 Metallographic method.................................................................................................................................................................... 3

5.2.1 General...................................................................................................................................................................................... 3

5.2.2 Selection and preparation of the sample .................................................................................................... 3

5.2.3 Measurement ...................................................................................................................................................................... 3

5.3 Methods for measuring the micro-indentation hardness .................................................................................. 5

5.3.1 General...................................................................................................................................................................................... 5

5.3.2 Selection and preparation of the sample .................................................................................................... 7

5.3.3 Measurement ...................................................................................................................................................................... 7

5.4 Methods of determination of the carbon content ..................................................................................................... 9

5.4.1 General...................................................................................................................................................................................... 9

5.4.2 Chemical analysis ............................................................................................................................................................ 9

5.4.3 Spectrographic analysis ............................................................................................................................................. 9

5.4.4 Interpretation of the results (chemical and spectrographic methods) ............................ 9

5.4.5 Electron probe microanalysis (EPMA) .......................................................................................................... 9

5.4.6 Glow discharge optical emission spectrometry (GDOES) .........................................................10

6 Test report ................................................................................................................................................................................................................10

Annex A (informative) Examples of typical decarburization microstructure ........................................................12

© ISO 2017 – All rights reserved iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 3887:2017(E)
Foreword

ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards

bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out

through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical

committee has been established has the right to be represented on that committee. International

organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.

ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of

electrotechnical standardization.

The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are

described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the

different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the

editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).

Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of

patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of

any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or

on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents).

Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not

constitute an endorsement.

For an explanation on the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and

expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the

World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT) see the following

URL: www.iso.org/iso/foreword.html.

This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 17, Steel, Subcommittee SC 7, Methods of

testing (other than mechanical tests and chemical analysis).

This third edition cancels and replaces the second edition (ISO 3887:2003), which has been technically

revised. The following changes have been made:

— the scope has been expanded from “non-alloy and low-alloy steels” to “steel products”;

— the definitions of “partial decarburization” and “complete decarburization” have been modified;

— the term “depth of ferrite decarburization” has been deleted;

— the terms “depth profile of carbon content” and “depth profile of hardness” have been added;

— more measurement details for the micro-indentation hardness method have been added;

— two new methods of measuring the carbon depth profile, by GDOES and EPMA, have been added;

— examples of typical decarburization microstructures have been added.
iv © ISO 2017 – All rights reserved
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 3887:2017(E)
Steels — Determination of the depth of decarburization
1 Scope

This document defines the decarburization and specifies three methods of measuring the depth of

decarburization of steel products.
2 Normative references

The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content

constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For

undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.

ISO 4545-1, Metallic materials —Knoop hardness test — Part 1: Test method
ISO 6507-1, Metallic materials — Vickers hardness test — Part 1: Test method

ISO 9556, Steel and iron — Determination of total carbon content — Infrared absorption method after

combustion in an induction furnace

ISO 14594, Microbeam analysis — Electron probe microanalysis — Guidelines for the determination of

experimental parameters for wavelength dispersive spectroscopy

ISO 14707, Surface chemical analysis — Glow discharge optical emission spectrometry (GD-OES) —

Introduction to use

ISO 15349-2, Unalloyed steel — Determination of low carbon content — Part 2: Infrared absorption method

after combustion in an induction furnace (with preheating)
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.

ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:

— IEC Electropedia: available at http://www.electropedia.org/
— ISO Online browsing platform: available at https://www.iso.org/obp
3.1
decarburization
reduction of carbon content from the surface zone of the steel
Note 1 to entry: A distinction is made between

a) partial decarburization, d , measured as the distance from the point at which the carbon content exceeds the

solubility limit in ferrite, becoming visible as e.g. pearlite, to the point at which there is no more visible difference

to the core carbon concentration, and

b) complete decarburization, also called ferrite decarburization, d , measured as the distance between the

surface of the product and the point up to which the carbon content is below the solubility limit of carbon in

ferrite so that only ferrite is present.

Note 2 to entry: The depth of complete decarburization as described in b) is determined by examination of the

microstructure.
© ISO 2017 – All rights reserved 1
---------------------- Page: 5 ----------------------
ISO 3887:2017(E)
3.2
depth of functional decarburization

distance between the surface of the product and the point at which the carbon content or hardness is at

the level where the performance of the product would be unaffected by a reduction in carbon content

(i.e. at the minimum level specified in the product standard)
3.3
depth of total decarburization

distance between the surface of the product and the point at which the carbon content is that of the

unaffected core, the sum of the partial and the complete decarburization d + d being designated by the

3 1
letters DD
EXAMPLE DD = 0,08 mm.
Note 1 to entry: Expressed in millimetres.
3.4
depth profile of carbon content

curve indicating the relationship between the perpendicular distance from the surface of steel material

and the carbon content
3.5
depth profile of hardness

curve indicating the relationship between the perpendicular distance from the surface of steel material

and the hardness
4 Sampling

Samples should be taken at locations that are representative of the bulk specimen. The location

and number of samples taken depend on the nature of the material to be tested and are defined by

agreement between the parties concerned.

Specimens for the metallographic methods or micro-indentation hardness tests or electron probe

microanalysis should be cut from the bulk specimen perpendicular to the longitudinal axis of the product

so that measurements are made on a transverse plane. This procedure permits the determination of

the variation of decarburization around the periphery of the specimen. Unless otherwise specified, the

corner parts which can generate abnormal decarburization shall not be included. For specimens up to

about 2,5 cm diameter, the entire cross-section is polished and examined. For larger cross-sections,

one or more specimens shall be prepared to assess variations in surface decarburization. The sampling

scheme for large sections should be determined by agreement between the parties concerned.

Specimens for chemical analytical methods shall be of sufficient length so that the weight of incremental

turnings is adequate for chemical analysis or the size of milled surfaces is large enough for sparking yet

small enough to fit in the specimen holder.
5 Measuring methods
5.1 General

The choice of the method and its accuracy depend on the degree of decarburization, the microstructure,

the carbon content of the product examined and the shape of the component.
The usual methods employed on finished products are as follows:
— metallographic method (see 5.2);
2 © ISO 2017 – All rights reserved
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ISO 3887:2017(E)

— method for measuring the micro-indentation hardness (Vickers or Knoop) for steels in the hardened

or quenched and tempered condition (see 5.3);

— method for the determination of the carbon content by chemical analysis (see 5.4.2), spectrographic

analysis (see 5.4.3), electron probe microanalysis (EPMA) (see 5.4.5), or glow discharge optical

emission spectrometry (GDOES) (see 5.4.6).

The sample shall be examined in the as-delivered condition. Nevertheless if, by agreement between

the parties concerned, a supplementary heat treatment is applied, every precaution shall be taken to

prevent changes in mass percentage and/or in the distribution of carbon, e.g. a small sample, a short

austenitization time, a neutral atmosphere.

The measuring method shall be agreed upon in writing by the parties concerned, unless it is defined

in the product standard. In the absence of any agreement or requirement in a product standard, the

metallographic method should be used.
5.2 Metallographic method
5.2.1 General

Unless otherwise specified, this method shall only be applied in situations where changes in the carbon

content are reflected by resulting variations in microstructure.

This method is especially valid for steels showing an annealed, normalized, as-rolled or as-forged

structure. It may apply, with reservations, for products showing a hardened or tempered structure

where the interpretation of the structural variations becomes difficult.
5.2.2 Selection and preparation of the sample

The metallographic polishing, carried out by applying the usual methods, shall not round the edges.

In order to achieve this, the sample may be mounted or held in a clamp, and the surface of the product

may, if necessary, be protected by a metallic deposit obtained by electroless or electrolytic plating.

Automatic/semi-automatic preparation techniques should be used, where possible.

Etching in a solution of 1,5 % to 4 % nitric acid in ethanol (nital) or 2 % to 5 % picric acid in

ethanol(picral) will reveal the structure of the steel.
5.2.3 Measurement

As a rule, the reduction in the carbon content can be determined for the following:

a) ferrite and pearlite: from the decrease in the amount of pearlite;

b) pearlite and hypereutectoidally developed carbides: from the decrease in the amount of

hypereutectoidally developed carbides and/or of pearlite;

c) ferrite matrix with dispersed carbides: from the decrease in the amount of carbides in the

ferrite matrix.
This method can also be appl
...

ISO/TC 17/SC 7
Date: 2017-11
ISO 3887:2017(F)
ISO/TC 17/SC 7/GT
Secrétariat: AFNOR
Aciers — Détermination de la profondeur de décarburation
Steels — Determination of the depth of decarburization
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Avant-propos

L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes

nationaux de normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est

en général confiée aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le

droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,

gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux.

L'ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui

concerne la normalisation électrotechnique.

Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont

décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents

critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été

rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir

www.iso.org/directives).

L'attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de

droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable

de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant les

références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de

l'élaboration du document sont indiqués dans l'Introduction et/ou dans la liste des déclarations de

brevets reçues par l'ISO (voir www.iso.org/brevets).

Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données

pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un

engagement.

Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions

spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion

de l'ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles

techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: www.iso.org/avant‐propos.

Ce document a été préparé par le comité technique ISO/TC 17, Acier, sous‐comité SC 7, Méthode d’essais Deleted: SC7

(autres que les essais mécaniques et que l’analyse chimique).

Cette troisième édition annule et remplace la deuxième édition (ISO 3887:2003), qui a fait l'objet d'une

révision technique. Les modifications suivantes ont été réalisées:

— le domaine d’application a été étendu de «aciers non alliés et faiblement alliés» à «produits aciers»

Deleted: Le

— les définitions de «décarburation partielle» et «décarburation totale» ont été modifiées; Deleted: Les

— le terme «profondeur de décarburation de la ferrite» a été supprimé; Deleted: Le

— les termes «profil de profondeur de la teneur en carbone» et «profil de la profondeur de la dureté» Deleted: Les

ont été ajoutés;

— des détails supplémentaires concernant le mesurage pour la méthode de mesure de la microdureté Deleted: Des

ont été ajoutés;

— deux nouvelles méthodes de mesure du profil de profondeur de la teneur en carbone, par GDOES et Deleted: Deux

EPMA, ont été ajoutées;

— des exemples types des microstructures de décarburation ont été ajoutées. Deleted: Des

---------------------- Page: 2 ----------------------
Aciers — Détermination de la profondeur de décarburation
1 Domaine d'application

Ce document définit la décarburation et spécifie trois méthodes de mesure de la profondeur de

décarburation des produits acier.
2 Références normatives

Les documents suivants, sont référencés de telle façon dans le texte que leur contenu en partie ou en

totalité constitue des exigences pour le présent document. Pour les références datées, seule l'édition

citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence

s'applique (y compris les éventuels amendements).

ISO 4545‐1, Matériaux métalliques — Essai de dureté Knoop — Partie 1: Méthode d’essai

ISO 6507‐1, Matériaux métalliques — Essai de dureté Vickers — Partie 1: Méthode d’essai

ISO 9556, Aciers et fontes — Dosage du carbone total — Méthode par absorption dans l’infrarouge après

combustion dans un four à induction

ISO 14594, Analyse par microfaisceaux — Analyse par microsonde électronique (Microsonde de

Castaing) — Lignes directrices pour la détermination des paramètres expérimentaux pour la

spectrométrie à dispersion de longueur d’onde

ISO 14707, Analyse chimique des surfaces — Spectrométrie d’émission optique à décharge

luminescente — Introduction à son emploi

ISO 15349‐2, Aciers non allié — Détermination des faibles teneurs en carbone — Partie 2: Méthode par

absorption dans l’infrarouge après combustion dans un four à induction (avec préchauffage)

3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions s'appliquent.

L’ISO et le CEI maintiennent des bases de données terminologiques pour l’utilisation en normalisation

disponibles aux adresses suivantes:
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse http://www.electropedia.org/
— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https://www.iso.org/obp
3.1
décarburation
réduction de la teneur en carbone de la zone superficielle de l'acier:
Note 1 à l’article: Une distinction est faite entre
Deleted: l’Article

a) la décarburation partielle, d mesurée comme la distance du point à partir duquel la teneur en carbone

dépasse la limite de solubilité en ferrite, devenant visible comme par exemple la perlite, au point où il n'y a plus

de différence visible dans la concentration de carbone du noyau, et
---------------------- Page: 3 ----------------------

b) la décarburation totale, aussi appelée décarburation ferrite, d mesurée comme la distance entre la surface du

produit et la limite à partir de laquelle la teneur en carbone est sous la limite de solubilité du carbone dans la

ferrite ainsi seule la ferrite est présente.

Note 2 à l’article: La profondeur de la décarburation totale telle que décrite en b) est déterminée par l’examen de

Deleted: NOTE
la microstructure.
Deleted: l’Article
3.2
profondeur de la décarburation fonctionnelle

distance entre la surface du produit et le point où la teneur en carbone ou la dureté est au niveau auquel

la fonction du produit ne serait pas affectée par une réduction de la teneur en carbone (c’est‐à‐dire, au

niveau minimal spécifié dans la norme produit)
3.3
profondeur de la décarburation globale

distance entre la surface du produit et la limite à partir de laquelle la teneur en carbone est celle du

métal de base non affecté; la somme de la décarburation partielle et totale d + d, étant désigné par les

3 1
lettres DD
EXEMPLE: DD = 0,08 mm.
Note 1 à l’article: Elle est exprimée en millimètres.
Deleted: NOTE
3.4
profil de profondeur de la teneur en carbone

courbe indiquant la relation entre la distance perpendiculaire à la surface du matériau acier et la teneur

en carbone
3.5
profil de la profondeur de la dureté

courbe indiquant la relation entre la distance perpendiculaire à la surface du matériau en acier et la

dureté
4 Prélèvement d’échantillons

Les échantillons doivent être prélevés aux endroits qui sont représentatifs de l’éprouvette en vrac.

L’emplacement et le nombre d’échantillons prélevés dépendent de la nature du matériau à tester et sont

définies par accord entre les parties concernées.

Les éprouvettes pour les méthodes métallographiques, les tests de microdureté ou les analyses par

microsonde électronique doivent être coupés de l’éprouvette en vrac perpendiculairement à l’axe

longitudinal du produit afin que des mesures soient effectuées sur un plan transversal. Cette procédure

permet la détermination de la variation de décarburation sur le pourtour de l’éprouvette. Sauf accord

contraire spécifié, la partie d’angle qui peut provoquer une décarburation anormale ne doit pas être

incluse. Pour les éprouvettes jusqu'à environ 2,5 cm de diamètre, la section entière est polie et

examinée. Pour les plus grandes sections transversales, un ou plusieurs éprouvettes doivent être

préparés afin de pouvoir évaluer les variations de surface de décarburation. Le plan d’échantillonnage

pour de larges fractions doit être déterminé par accord entre les parties concernées.

Les éprouvettes pour les méthodes d’analyse chimique doivent être d’une longueur suffisante pour que

le poids des tournures incrémentielles soit adéquat pour l’analyse chimique ou la taille des surfaces

blanchies soit assez grande pour des étincelages mais assez petits pour tenir dans le porte‐échantillon.

---------------------- Page: 4 ----------------------
5 Méthodes de mesure
5.1 Généralités

Le choix de la méthode et son exactitude dépendent du degré de décarburation, de la microstructure, de

la teneur en carbone du produit examiné et de la forme du produit.
Les méthodes habituelles utilisées sur des produits finis sont les suivantes:
— méthode métallographique (voir 5.2);

— méthode pour mesurage de la microdureté (Vickers ou Knoop) pour des aciers à l’état durci ou à

l’état trempé et revenu (voir 5.3);

— méthode pour la détermination de la teneur en carbone par analyse chimique (voir 5.4.2), analyse

spectrographique (voir 5.4.3) , analyse par microsonde électronique (EPMA) (voir 5.4.5), analyse

par spectrométrie d’émission optique par décharge luminescente (GDOES) (voir 5.4.6).

L'échantillon devrait être examiné à l’état de livraison. Néanmoins, si par accord entre les parties

concernées, un traitement thermique supplémentaire est appliqué, des précautions doivent être prises

pour empêcher des modifications de pourcentage massique et/ou de la distribution du carbone, par

exemple, un petit échantillon, une austénitisation brève, une atmosphère neutre.

La méthode de mesure doit faire l’objet d’un accord écrit entre les parties concernées, à moins qu’elle

ne soit définie dans la norme produit. En l'absence d’accord ou d'une exigence dans la norme produit, il

convient d’utiliser la méthode métallographique.
5.2 Méthode métallographique
5.2.1 Généralités

Sauf spécifications contraires, cette méthode doit être appliquée uniquement dans les cas où les

modifications de la teneur en carbone se traduisent par des variations de la microstructure.

Cette méthode est valable principalement pour des aciers présentant une structure recuite, normalisée,

laminée, ou forgée. Elle peut s'appliquer, avec réserves, aux produits présentant une structure de

trempe ou de revenu pour lesquelles l’interprétation des variations de structures devient difficile.

5.2.2 Prélèvement et préparation de l'échantillon

Le polissage métallographique, effectué selon les méthodes habituelles, doit être conduit de façon à ne

pas arrondir les bords. Pour ceci, l'échantillon peut être monté ou tenu dans un étau, et la surface du

produit peut, si nécessaire, être protégée par un dépôt métallique obtenu par réduction chimique ou

revêtement électrolytique. Il convient d’utiliser les techniques de préparation automatiques et semi‐

automatiques dans la mesure du possible.

Une attaque par une solution à 1,5 % à 4 % d'acide nitrique dans de l'éthanol (nital) ou à 2 % à 5 %

d'acide picrique dans de l'éthanol (picral) mettra en évidence la structure de l'acier.

5.2.3 Mesurage

En règle générale, la diminution de la teneur en carbone peut être déterminée pour les cas suivants:

a) ferrite et perlite: à partir de la diminution de la quantité de perlite;

b) perlite et carbures se développant de façon hypereutectoïde: à partir de la diminution de la

quantité de carbures de façon hypereutectoïde et/ou de perlite;
---------------------- Page: 5 ----------------------

c) matrice de ferrite avec des carbures dispersés: à partir de la diminution de la quantité de carbures

dans la matrice de ferrite.

Cette méthode peut également être utilisée pour examiner les modifications dans les microstructures. si

les modifications de la teneur en carbone font apparaître des modifications apparentes de la

microstructure.par exemple pour des microstructures durcies ou trempées et revenues, mais

uniquement s'il existe au sein de la structure caractéristique une limite nette qui est décisive pour la

profondeur de la décarburation. Des exemples types de microstructures de décarburation sont donnés

dans l’Annexe A

La distance de la surface à la limite à partir de laquelle la structure ne diffère pas de la structure du

métal de base doit être mesurée (décarburation globale). Le mesurage doit être effectué en utilisant un

matériel convenablement calibré.

Le choix du grossissement est fonction de la profondeur de décarburation et doit être choisi par

l'examinateur à moins d’un accord contraire entre les parties concernées. Il convient que le

grossissement maximal adopté permette à toute l'étendue de la décarburation d'être vue. Un

grossissement de x⋅ 100 est recommandé comme grossissement utile pour la majorité des cas.

Un examen préliminaire de la surface entière à faible grossissement permettra de s'assurer que toute

variation importante de la profondeur de décarburation le long de la périphérie est observée pour

évaluation ultérieure.

La zone la plus profonde uniforme de décarburation est déterminée par examen préliminaire de la

surface de la section. Il convient d’utiliser l’une des deux méthodes de mesure. Le choix de la méthode

de mesure sera conforme à l’accord entre les parties concernées.

— La méthode du champ le plus sale, est la méthode la plus simple, et est suffisante pour de

nombreuses raisons. Une mesure de la profondeur de décarburation est menée et rapportée dans la

zone de décarburation uniforme la plus profonde.

— La méthode de la moyenne est la méthode alternative. Commençant à la zone la plus profonde

uniforme de décarburation, le premier point de mesure, la surface est divisée en parties de taille

égale, aux extrémités dont la profondeur de décarburation est aussi être mesurée. Sauf accord

contraire, quatre valeurs individuelles mesurées sont déterminées. La profondeur de décarburation

totale de l’échantillon est définie comme la moyenne de ces mesures. Les points mesurés qui

présentent des défauts
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 3887
Troisième édition
2017-11
Aciers — Détermination de la
profondeur de décarburation
Steels — Determination of the depth of decarburization
Numéro de référence
ISO 3887:2017(F)
ISO 2017
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 3887:2017(F)
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sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie, l’affichage sur

l’internet ou sur un Intranet, sans autorisation écrite préalable. Les demandes d’autorisation peuvent être adressées à l’ISO à

l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
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ii © ISO 2017 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 3887:2017(F)
Sommaire Page

Avant-propos ..............................................................................................................................................................................................................................iv

1 Domaine d'application ................................................................................................................................................................................... 1

2 Références normatives ................................................................................................................................................................................... 1

3 Termes et définitions ....................................................................................................................................................................................... 1

4 Prélèvement d’échantillons ...................................................................................................................................................................... 2

5 Méthodes de mesure ........................................................................................................................................................................................ 2

5.1 Généralités .................................................................................................................................................................................................. 2

5.2 Méthode métallographique .......................................................................................................................................................... 3

5.2.1 Généralités ............................................................................................................................................................................ 3

5.2.2 Prélèvement et préparation de l'échantillon ........................................................................................... 3

5.2.3 Mesurage ................................................................................................................................................................................ 3

5.3 Méthode de mesurage de la microdureté ........................................................................................................................ 5

5.3.1 Généralités ............................................................................................................................................................................ 5

5.3.2 Prélèvement et préparation de l'échantillon ........................................................................................... 7

5.3.3 Mesurage ................................................................................................................................................................................ 7

5.4 Méthodes de détermination de la teneur en carbone ........................................................................................... 9

5.4.1 Généralités ............................................................................................................................................................................ 9

5.4.2 Analyse chimique ............................................................................................................................................................ 9

5.4.3 Analyse spectrographique ....................................................................................................................................... 9

5.4.4 Interprétation des résultats (méthodes chimiques et spectrographiques) .................. 9

5.4.5 Analyse par microsonde électronique (EPMA) ..................................................................................... 9

5.4.6 Analyse par spectrométrie d'émission optique à décharge

luminescente (GDOES) ............................................................................................................................................10

6 Rapport d’essais .................................................................................................................................................................................................11

Annexe A (informative) Exemples de microstructure typique de décarburation ..............................................12

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ISO 3887:2017(F)
Avant-propos

L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes

nationaux de normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est

en général confiée aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude

a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,

gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux.

L'ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui

concerne la normalisation électrotechnique.

Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont

décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents

critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été

rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www.

iso.org/directives).

L'attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de

droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable

de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant

les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de

l'élaboration du document sont indiqués dans l'Introduction et/ou dans la liste des déclarations de

brevets reçues par l'ISO (voir www.iso.org/brevets).

Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données

pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un

engagement.

Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions

spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion

de l'ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles

techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: www.iso.org/avant-propos.

Ce document a été préparé par le comité technique ISO/TC 17, Acier, sous-comité SC 7, Méthode d’essais

(autres que les essais mécaniques et que l’analyse chimique).

Cette troisième édition annule et remplace la deuxième édition (ISO 3887:2003), qui a fait l'objet d'une

révision technique. Les modifications suivantes ont été réalisées:

— le domaine d’application a été étendu de «aciers non alliés et faiblement alliés» à «produits aciers»

— les définitions de «décarburation partielle» et «décarburation totale» ont été modifiées;

— le terme «profondeur de décarburation de la ferrite» a été supprimé;

— les termes «profil de profondeur de la teneur en carbone» et «profil de la profondeur de la dureté»

ont été ajoutés;

— des détails supplémentaires concernant le mesurage pour la méthode de mesure de la microdureté

ont été ajoutés;

— deux nouvelles méthodes de mesure du profil de profondeur de la teneur en carbone, par GDOES et

EPMA, ont été ajoutées;
— des exemples types des microstructures de décarburation ont été ajoutées.
iv © ISO 2017 – Tous droits réservés
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NORME INTERNATIONALE ISO 3887:2017(F)
Aciers — Détermination de la profondeur de
décarburation
1 Domaine d'application

Ce document définit la décarburation et spécifie trois méthodes de mesure de la profondeur de

décarburation des produits acier.
2 Références normatives

Les documents suivants, sont référencés de telle façon dans le texte que leur contenu en partie ou en

totalité constitue des exigences pour le présent document. Pour les références datées, seule l'édition

citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s'applique

(y compris les éventuels amendements).

ISO 4545-1, Matériaux métalliques — Essai de dureté Knoop — Partie 1: Méthode d’essai

ISO 6507-1, Matériaux métalliques — Essai de dureté Vickers — Partie 1: Méthode d’essai

ISO 9556, Aciers et fontes — Dosage du carbone total — Méthode par absorption dans l’infrarouge après

combustion dans un four à induction

ISO 14594, Analyse par microfaisceaux — Analyse par microsonde électronique (Microsonde de Castaing) —

Lignes directrices pour la détermination des paramètres expérimentaux pour la spectrométrie à dispersion

de longueur d’onde

ISO 14707, Analyse chimique des surfaces — Spectrométrie d’émission optique à décharge luminescente —

Introduction à son emploi

ISO 15349-2, Aciers non allié — Détermination des faibles teneurs en carbone — Partie 2: Méthode par

absorption dans l’infrarouge après combustion dans un four à induction (avec préchauffage)

3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions s'appliquent.

L’ISO et le CEI maintiennent des bases de données terminologiques pour l’utilisation en normalisation

disponibles aux adresses suivantes:
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse http://www.electropedia.org/
— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https://www.iso.org/obp
3.1
décarburation
réduction de la teneur en carbone de la zone superficielle de l'acier:
Note 1 à l'article: Une distinction est faite entre

a) la décarburation partielle, d mesurée comme la distance du point à partir duquel la teneur en carbone

dépasse la limite de solubilité en ferrite, devenant visible comme par exemple la perlite, au point où il n'y a plus

de différence visible dans la concentration de carbone du noyau, et

b) la décarburation totale, aussi appelée décarburation ferrite, d mesurée comme la distance entre la surface

du produit et la limite à partir de laquelle la teneur en carbone est sous la limite de solubilité du carbone dans la

ferrite ainsi seule la ferrite est présente.
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ISO 3887:2017(F)

Note 2 à l'article: La profondeur de la décarburation totale telle que décrite en b) est déterminée par l’examen de

la microstructure.
3.2
profondeur de la décarburation fonctionnelle

distance entre la surface du produit et le point où la teneur en carbone ou la dureté est au niveau auquel

la fonction du produit ne serait pas affectée par une réduction de la teneur en carbone (c’est-à-dire, au

niveau minimal spécifié dans la norme produit)
3.3
profondeur de la décarburation globale

distance entre la surface du produit et la limite à partir de laquelle la teneur en carbone est celle du

métal de base non affecté; la somme de la décarburation partielle et totale d + d , étant désigné par les

3 1
lettres DD
EXEMPLE DD = 0,08 mm.
Note 1 à l'article: Elle est exprimée en millimètres.
3.4
profil de profondeur de la teneur en carbone

courbe indiquant la relation entre la distance perpendiculaire à la surface du matériau acier et la teneur

en carbone
3.5
profil de la profondeur de la dureté

courbe indiquant la relation entre la distance perpendiculaire à la surface du matériau en acier et la dureté

4 Prélèvement d’échantillons

Les échantillons doivent être prélevés aux endroits qui sont représentatifs de l’éprouvette en vrac.

L’emplacement et le nombre d’échantillons prélevés dépendent de la nature du matériau à tester et sont

définies par accord entre les parties concernées.

Les éprouvettes pour les méthodes métallographiques, les tests de microdureté ou les analyses par

microsonde électronique doivent être coupés de l’éprouvette en vrac perpendiculairement à l’axe

longitudinal du produit afin que des mesures soient effectuées sur un plan transversal. Cette procédure

permet la détermination de la variation de décarburation sur le pourtour de l’éprouvette. Sauf accord

contraire spécifié, la partie d’angle qui peut provoquer une décarburation anormale ne doit pas être

incluse. Pour les éprouvettes jusqu'à environ 2,5 cm de diamètre, la section entière est polie et examinée.

Pour les plus grandes sections transversales, un ou plusieurs éprouvettes doivent être préparés afin de

pouvoir évaluer les variations de surface de décarburation. Le plan d’échantillonnage pour de larges

fractions doit être déterminé par accord entre les parties concernées.

Les éprouvettes pour les méthodes d’analyse chimique doivent être d’une longueur suffisante pour que

le poids des tournures incrémentielles soit adéquat pour l’analyse chimique ou la taille des surfaces

blanchies soit assez grande pour des étincelages mais assez petits pour tenir dans le porte-échantillon.

5 Méthodes de mesure
5.1 Généralités

Le choix de la méthode et son exactitude dépendent du degré de décarburation, de la microstructure, de

la teneur en carbone du produit examiné et de la forme du produit.
2 © ISO 2017 – Tous droits réservés
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ISO 3887:2017(F)
Les méthodes habituelles utilisées sur des produits finis sont les suivantes:
— méthode métallographique (voir 5.2);

— méthode pour mesurage de la microdureté (Vickers ou Knoop) pour des aciers à l’état durci ou à

l’état trempé et revenu (voir 5.3);

— méthode pour la détermination de la teneur en carbone par analyse chimique (voir 5.4.2), analyse

spectrographique (voir 5.4.3) , analyse par microsonde électronique (EPMA) (voir 5.4.5), analyse

par spectrométrie d’émission optique par décharge luminescente (GDOES) (voir 5.4.6).

L'échantillon devrait être examiné à l’état de livraison. Néanmoins, si par accord entre les parties

concernées, un traitement thermique supplémentaire est appliqué, des précautions doivent être prises

pour empêcher des modifications de pourcentage massique et/ou de la distribution du carbone, par

exemple, un petit échantillon, une austénitisation brève, une atmosphère neutre.

La méthode de mesure doit faire l’objet d’un accord écrit entre les parties concernées, à moins qu’elle

ne soit définie dans la norme produit. En l'absence d’accord ou d'une exigence dans la norme produit, il

convient d’utiliser la méthode métallographique.
5.2 Méthode métallographique
5.2.1 Généralités

Sauf spécifications contraires, cette méthode doit être appliquée uniquement dans les cas où les

modifications de la teneur en carbone se traduisent par des variations de la microstructure.

Cette méthode est valable principalement pour des aciers présentant une structure recuite, normalisée,

laminée, ou forgée. Elle peut s'appliquer, avec réserves, aux produits présentant une structure de

trempe ou de revenu pour lesquelles l’interprétation des variations de structures devient difficile.

5.2.2 Prélèvement et préparation de l'échantillon

Le polissage métallographique, effectué selon les méthodes habituelles, doit être conduit de façon à ne

pas arrondir les bords. Pour ceci, l'échantillon peut être monté ou tenu dans un étau, et la surface du

produit peut, si nécessaire, être protégée par un dépôt métallique obtenu par réduction chimique ou

revêtement électrolytique. Il convient d’utiliser les techniques de préparation automatiques et semi-

automatiques dans la mesure du possible.

Une attaque par une solution à 1,5 % à 4 % d'acide nitrique dans de l'éthanol (nital) ou à 2 % à 5 %

d'acide picrique dans de l'éthanol (picral) mettra en évidence la structure de l'acier.

5.2.3 Mesurage

En règle générale, la diminution de la teneur en carbone peut être déterminée pour les cas suivants:

a) ferrite et perlite: à partir de la diminution de la quantité de perlite;

b) perlite et carbures se développant de façon hypereutectoïde: à partir de la diminution de la quantité

de carbures de façon hypereutectoïde et/ou de perlite;

c) matrice de ferrite avec des carbures dispersés: à partir de la diminution de la quantité de carbures

dans la matrice de ferrite.
Cette méthode peut également être utilisée pour examiner les modifications dan
...

Questions, Comments and Discussion

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