ISO 683-3:2019
(Main)Heat-treatable steels, alloy steels and free-cutting steels — Part 3: Case-hardening steels
Heat-treatable steels, alloy steels and free-cutting steels — Part 3: Case-hardening steels
This document specifies the technical delivery requirements for — semi-finished products, hot formed, e.g. blooms, billets, slabs (see NOTE 1), — bars (see NOTE 1), — wire rod, — finished flat products, and — hammer or drop forgings (see NOTE 1) manufactured from the case-hardening non-alloy or alloy steels listed in Table 3 and supplied in one of the heat-treatment conditions given for the different types of products in Table 1 and in one of the surface conditions given in Table 2. The steels are, in general, intended for the manufacture of case-hardened machine parts. NOTE 1 Hammer-forged semi-finished products (blooms, billets, slabs, etc.), seamless rolled rings and hammer-forged bars are covered under semi-finished products or bars and not under the term "hammer and drop forgings". NOTE 2 For International Standards relating to steels complying with the requirements for the chemical composition in Table 3, however, supplied in other product forms or treatment conditions than given above or intended for special applications, and for other related International Standards, see the Bibliography. In special cases, variations in these technical delivery requirements or additions to them can form the subject of an agreement at the time of enquiry and order (see 5.2 and Annex A). In addition to this document, the general technical delivery requirements of ISO 404 are applicable.
Aciers pour traitement thermique, aciers alliés et aciers pour décolletage — Partie 3: Aciers pour cémentation
Le présent document spécifie les conditions techniques de livraison des — demi-produits formés à chaud, comme par exemple les blooms, billettes et brames (voir NOTE 1); — barres (voir NOTE 1); — fils machine; — produits plats finis; et — pièces forgées par martelage ou estampage (voir NOTE 1) fabriqués à partir d'aciers alliés ou non alliés pour cémentation énumérés dans le Tableau 3 et livrés dans l'un des états de traitement thermique donnés pour les différents types de produits dans le Tableau 1 et dans l'un des états de surface donnés dans le Tableau 2. Les aciers sont en général destinés à la fabrication de pièces mécaniques cémentées. NOTE 1 Les produits semi-finis forgés par martelage (blooms, billettes, brames, etc.), les anneaux laminés sans soudure et les barres forgées par martelage figurent parmi les produits semi-finis ou les barres, et non sous l'appellation «pièces forgées par martelage ou estampage». NOTE 2 Pour les Normes internationales relatives aux aciers qui sont conformes aux exigences de composition chimique du Tableau 3, mais fournis sous d'autres formes de produits ou dans des états de traitement autres que ceux indiqués ci-dessus, ou qui sont destinés à des applications spéciales, ainsi que pour d'autres Normes internationales analogues, voir la Bibliographie. Dans certains cas particuliers, il est possible de déroger aux présentes conditions techniques de livraison ou d'en ajouter d'autres, à condition d'en convenir au moment de l'appel d'offres et de la commande (voir 5.2 et Annexe A). En complément du présent document, les conditions générales techniques de livraison de l'ISO 404 sont applicables.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 683-3
Third edition
2019-01
Heat-treatable steels, alloy steels and
free-cutting steels —
Part 3:
Case-hardening steels
Aciers pour traitement thermique, aciers alliés et aciers pour
décolletage —
Partie 3: Aciers pour cémentation
Reference number
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©
ISO 2019
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Published in Switzerland
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ISO 683-3:2019(E)
Contents Page
Foreword .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 2
4 Classification and designation . 3
4.1 Classification . 3
4.2 Designation . 3
5 Information to be supplied by the purchaser. 3
5.1 Mandatory information . 3
5.2 Options and/or supplementary or special requirements . 3
5.3 Ordering example . 4
6 Manufacturing process . 4
6.1 General . 4
6.2 Deoxidation . 4
6.3 Heat-treatment condition and surface condition at delivery . 4
6.3.1 Normal condition at delivery . 4
6.3.2 Particular heat-treatment condition . . 4
6.3.3 Particular surface conditions . 4
6.4 Traceability of the cast . 4
7 Requirements . 5
7.1 Chemical composition, hardness and hardenability . 5
7.1.1 General. 5
7.1.2 Hardenability . 5
7.1.3 Chemical composition . 5
7.2 Machinability . 5
7.3 Cold shearability . 5
7.4 Grain size . 5
7.5 Non-metallic inclusions . 6
7.5.1 Microscopic inclusions . 6
7.5.2 Macroscopic inclusions . 6
7.6 Internal soundness . 6
7.7 Surface condition . 6
7.8 Shape, dimensions and tolerances . 6
8 Inspection . 7
8.1 Testing procedures and types of documents . 7
8.2 Frequency of testing . 7
8.3 Tests to be carried out for specific inspection . 7
8.3.1 General. 7
8.3.2 Visual and dimensional inspection . 7
9 Test methods . 7
9.1 Chemical analysis . 7
9.2 Hardness and hardenability tests . 8
9.2.1 Verification of hardness . 8
9.2.2 Verification of hardenability . 8
9.3 Retests . 8
10 Marking . 8
Annex A (normative) Supplementary or special requirements .30
Annex B (informative) Designation of steels given in this document and of comparable
grades covered in various designation systems.32
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ISO 683-3:2019(E)
Annex C (informative) Dimensional standards applicable to products complying with this
document .34
Annex D (informative) Classification of steel grades according to minimum tensile strength
as a function of diameter after hardening and tempering at 200 °C .35
Bibliography .36
iv © ISO 2019 – All rights reserved
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ISO 683-3:2019(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 of 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 www .iso
.org/iso/foreword .html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 17, Steel, Subcommittee SC 4, Heat
treatable and alloy steels.
This third edition cancels and replaces the second edition (ISO 683-3:2016), which has been technically
revised. The main changes compared with the previous edition are as follows:
a
— in Table 1, footnote has been added;
e
— in Table 3, footnote has been changed.
A list of all parts in the ISO 683 series can be found on the ISO website.
Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
complete listing of these bodies can be found at www .iso .org/members .html.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 683-3:2019(E)
Heat-treatable steels, alloy steels and free-cutting steels —
Part 3:
Case-hardening steels
1 Scope
This document specifies the technical delivery requirements for
— semi-finished products, hot formed, e.g. blooms, billets, slabs (see NOTE 1),
— bars (see NOTE 1),
— wire rod,
— finished flat products, and
— hammer or drop forgings (see NOTE 1)
manufactured from the case-hardening non-alloy or alloy steels listed in Table 3 and supplied in one
of the heat-treatment conditions given for the different types of products in Table 1 and in one of the
surface conditions given in Table 2.
The steels are, in general, intended for the manufacture of case-hardened machine parts.
NOTE 1 Hammer-forged semi-finished products (blooms, billets, slabs, etc.), seamless rolled rings and
hammer-forged bars are covered under semi-finished products or bars and not under the term “hammer and
drop forgings”.
NOTE 2 For International Standards relating to steels complying with the requirements for the chemical
composition in Table 3, however, supplied in other product forms or treatment conditions than given above or
intended for special applications, and for other related International Standards, see the Bibliography.
In special cases, variations in these technical delivery requirements or additions to them can form the
subject of an agreement at the time of enquiry and order (see 5.2 and Annex A).
In addition to this document, the general technical delivery requirements of ISO 404 are applicable.
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 377, Steel and steel products — Location and preparation of samples and test pieces for mechanical testing
ISO 404, Steel and steel products — General technical delivery requirements
ISO 642:1999, Steel — Hardenability test by end quenching (Jominy test)
ISO 643, Steels — Micrographic determination of the apparent grain size
ISO 4885, Ferrous materials — Heat treatments — Vocabulary
ISO 4948-1, Steels — Classification — Part 1: Classification of steels into unalloyed and alloy steels based
on chemical composition
© ISO 2019 – All rights reserved 1
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ISO 683-3:2019(E)
ISO 4948-2, Steels — Classification — Part 2: Classification of unalloyed and alloy steels according to main
quality classes and main property or application characteristics
ISO/TS 4949, Steel names based on letter symbols
ISO 4967, Steel — Determination of content of non-metallic inclusions — Micrographic method using
standard diagrams
ISO 6506-1, Metallic materials — Brinell hardness test — Part 1: Test method
ISO 6508-1, Metallic materials — Rockwell hardness test — Part 1: Test method
ISO 6929, Steel products — Vocabulary
ISO 7788, Steel — Surface finish of hot-rolled plates and wide flats — Delivery requirements
ISO 9443, Surface quality classes for hot-rolled bars and wire rod
ISO/TR 9769, Steel and iron — Review of available methods of analysis
ISO 10474, Steel and steel products — Inspection documents
ISO 14284, Steel and iron — Sampling and preparation of samples for the determination of chemical
composition
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 377, ISO 4885, ISO 4948-1,
ISO 4948-2, ISO 6929, ISO 14284 and the following apply.
a
NOTE For deviations from these terms and definitions, see NOTE 1 of the Scope and footnote of Table 2.
ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https: //www .iso .org/obp
— IEC Electropedia: available at http: //www .electropedia .org/
3.1
case-hardening steels
steels with a relatively low carbon content, which are carburized or carbonitrided on their surface and
subsequently hardened
Note 1 to entry: These steels, after hardening, have a high degree of hardness in the surface zone and good
resistance to wear, while the core material is characterized principally by extreme toughness.
Note 2 to entry: Further, possibilities for heat treatment of case-hardening steels are, for example, nitrocarburizing
and nitriding.
3.2
non-alloy steel
as defined in ISO 4948-1
3.3
alloy steel
as defined in ISO 4948-1
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ISO 683-3:2019(E)
4 Classification and designation
4.1 Classification
The classification of the relevant steel grades is in accordance with ISO 4948-1 and ISO 4948-2. Steel
grades C10E, C10R, C15E, C15R, C16E, C16R and 22Mn6 are non-alloy special steels. All other steel
grades covered by this document are alloy special steels.
4.2 Designation
For the steel grades covered by this document, the steel names as given in the relevant tables shall be
allocated in accordance with ISO/TS 4949.
A comparison between the designation of steels given in this document with various designation
systems is given in Annex B.
5 Information to be supplied by the purchaser
5.1 Mandatory information
The following information shall be supplied by the purchaser at the time of enquiry and order:
a) quantity to be delivered;
b) designation of the product form (slab, bloom, billet, round bar or square bar, wire rod, wide flats,
sheet, plate, strip, forging, etc.);
c) either the designation of the dimensional standard(s) and the dimensions and tolerances selected
from this or these (see 7.8) or, for example, in the case of drop forgings, the designation of the
drawing or any other document covering the dimensions and tolerances required for the product;
d) a reference to this document, i.e. ISO 683-3;
e) the designation of the steel type given in Table 3;
f) standard designation for a test report 2.2 or, if required, any other type of inspection document
in accordance with ISO 10474 (or in accordance with another regional standard, e.g. EN 10204 or
JIS G 0415).
5.2 Options and/or supplementary or special requirements
A number of options are specified in this document and listed below. If the purchaser does not indicate
the wish to implement any of these options, the products will be supplied in accordance with the basic
specifications of this document (see 5.1):
a) if a heat-treatment condition other than the untreated condition is required, the symbol for this
other condition (see Table 1, column 2);
b) if a surface condition other than “hot worked” or a special surface quality is required, the surface
condition (see Table 2) and the surface quality (see 7.7.3);
c) any requirement for restricted hardenability scatter bands for alloy steels (+HH, +HL; see 7.1.1,
Table 6 and Figure 1);
d) if any supplementary requirement shall be complied with, the symbol and, where necessary, the
details of this supplementary requirement (see Annex A);
e) any requirement for the verification of non-metallic inclusion content (see 7.5);
© ISO 2019 – All rights reserved 3
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ISO 683-3:2019(E)
f) verification of hardenability and, if agreed, the information about calculation of the hardenability
(see 9.2.2);
g) any requirement concerning suitability of bars and rod for bright drawing (see 7.7.4);
h) any requirement relating to removal of surface defects (see 7.7.5).
5.3 Ordering example
EXAMPLE 50 hot-rolled round bars in accordance with ISO 1035-1 with a nominal diameter of 40 mm and
a nominal length of 8 000 mm with diameter tolerance according to class S and with length tolerance according
to class L2 of ISO 1035-4 made of steel grade ISO 683-3, 20MnCr5 (see Table 3) in the heat-treatment condition
annealed (+A), surface blast cleaned (+BC) (see Table 2), product analysis/option A.3 with an inspection
certificate 3.1 in accordance with ISO 10474.
50 Round bars ISO 1035 – 40,0S × 8 000L2
ISO 683-3 – 20MnCr5+A+BC, Option A.3
ISO 10474 – 3.1
6 Manufacturing process
6.1 General
The manufacturing process of the steel and of the products is, with the restrictions given by the
requirements in 6.2 to 6.4, left to the discretion of the manufacturer.
For minimum reduction ratio or minimum thickness deformation ratio of rolled and forged products,
see A.4.
6.2 Deoxidation
All steels shall be deoxidized.
6.3 Heat-treatment condition and surface condition at delivery
6.3.1 Normal condition at delivery
Unless otherwise agreed at the time of enquiry and order, the products shall be delivered in the
untreated condition, i.e. hot-worked condition.
6.3.2 Particular heat-treatment condition
If so agreed at the time of enquiry and order, the products shall be delivered in one of the heat-treatment
conditions given in Table 1, row numbers 3 to 8.
6.3.3 Particular surface conditions
If so agreed at the time of enquiry and order, the products shall be delivered in one of the particular
surface conditions given in Table 2, row numbers 3 to 6.
6.4 Traceability of the cast
The products shall be traceable to the cast, see Clause 10.
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ISO 683-3:2019(E)
7 Requirements
7.1 Chemical composition, hardness and hardenability
7.1.1 General
Table 1 gives a survey on combinations of usual heat-treatment conditions at delivery, product forms
and requirements as specified in Tables 3 to 7 (chemical composition, hardenability, maximum hardness
and hardness range).
7.1.2 Hardenability
Unless otherwise agreed for alloy steels, the hardenability requirements given in Table 5 apply. If
agreed at the time of enquiry and order, alloy steels with restricted hardenability scatter bands given
in Table 6 or shown in Figure 1 shall be supplied.
A classification of steel grades according to minimum tensile strength as a function of diameter after
hardening and tempering is given in Annex D.
7.1.3 Chemical composition
The chemical composition determined by cast analysis shall comply with the values in Table 3.
Permissible deviations between the limiting values for cast analysis and the values for product analysis
are given in Table 4.
The product analysis shall be carried out when specified, at the time of the enquiry and order (see A.3).
7.2 Machinability
All steels are machinable in the conditions “soft-annealed”, “treated to hardness range”, “treated to
ferrite/pearlite structure” and “normalized.
Where improved machinability is required, the grades with a specified sulfur range should be ordered
and/or with a specific treatment to improve machinability (see also Table 3, footnote b).
7.3 Cold shearability
7.3.1 Under suitable shearing conditions (avoiding local stress peaks, preheating, application of blades
with a profile adapted to that of the product, etc.), all steels are cold shearable in the condition “soft-
annealed”.
7.3.2 Steel grades 28Cr4, 28CrS4, 20MnCr5, 20MnCrS5, 24CrMo4, 24CrMoS4, 22CrMoS3-5, 20MoCr4,
20MoCrS4, 16NiCr4, 16NiCrS4, 18NiCr5-4, 17CrNi6-6, 15NiCr13, 17NiCrMo6-4 and 18CrNiMo7-6, are,
under suitable conditions, also cold shearable when delivered in the condition “treated to improve
shearability” with the hardness requirements given in Table 7.
7.3.3 The non-alloy steels and steels 17Cr3, 17CrS3, 20Cr4, 20CrS4, 16MnCr5, 16MnCrS5, 16MnCrB5,
18CrMo4, 18CrMoS4, 20NiCrMo2-2 and 20NiCrMoS2-2 are, under suitable conditions, cold shearable
when delivered in the untreated condition.
7.4 Grain size
Unless otherwise agreed at the time of enquiry and order, the steel shall show a fine grain structure
with an austenitic grain size of 5 and finer, when tested in accordance with ISO 643. For verification,
see A.1.
© ISO 2019 – All rights reserved 5
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ISO 683-3:2019(E)
7.5 Non-metallic inclusions
7.5.1 Microscopic inclusions
The special steels shall have a certain degree of cleanness, however, verification of the non-metallic
inclusion content requires a special agreement. If there is such an agreement at the time of enquiry and
order, the microscopic non-metallic inclusion content shall be determined to an agreed procedure and
within agreed limits in accordance with ISO 4967 or another regional standard.
For grades with specified minimum sulfur content, the agreement should not include sulphides.
7.5.2 Macroscopic inclusions
This requirement is applicable to the verification of the macroscopic inclusions in special steels. If
verification is agreed, the method and acceptance limits shall be agreed at the time of enquiry and order.
7.6 Internal soundness
Where appropriate, requirements relating to the internal soundness of the products shall be agreed at
the time of inquiry and order (see A.2).
7.7 Surface condition
7.7.1 All products shall have a smooth surface finish appropriate to the manufacturing processes
applied.
7.7.2 Minor surface imperfections which may occur under normal manufacturing conditions, such as
prints originating from rolled-in scale, are not to be regarded as defects.
7.7.3 Bars and wire rod are delivered with surface class A in accordance with ISO 9443 and hot-rolled
plates and wide flats shall be delivered with a surface in accordance with ISO 7788, unless otherwise
agreed at the time of enquiry and order.
Where no International Standard on the surface quality of steel products exists, detailed requirements
referring to this characteristic shall, where appropriate, be agreed at the time of enquiry and order.
It is more difficult to detect and eliminate surface discontinuities from coiled products than from cut
lengths. This should be taken into account when agreements on surface quality are made.
NOTE Bars and wire rod for cold heading and cold extrusion are covered fully by ISO 4954.
7.7.4 If suitability of bars and rod for bright drawing is required, this shall be agreed at the time of
enquiry and order.
7.7.5 Removal of surface discontinuities by welding shall only be permitted with the approval of the
customer or his/her representative. If surface discontinuities are repaired, the method and maximum
depth of removal shall be agreed at the time of enquiry and order.
7.8 Shape, dimensions and tolerances
The nominal dimensions, tolerances on dimensions and shape of the product shall be agreed at the time
of enquiry and order, if possible, with reference to the dimensional standards applicable (see Annex C).
6 © ISO 2019 – All rights reserved
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ISO 683-3:2019(E)
8 Inspection
8.1 Testing procedures and types of documents
8.1.1 Products complying with this document shall be ordered and delivered with one of the inspection
documents as specified in ISO 10474 or another standard, e.g. regional standards EN 10204 or JIS G
0415. The type of document shall be agreed upon at the time of enquiry and order. If the order does not
contain any specification of this type, a test report shall be issued.
8.1.2 If, in accordance with the agreements made at the time of enquiry and order, a test report 2.2 is
to be provided, this shall cover the following information:
a) confirmation that the material complies with the requirements of the order;
b) results of the cast analysis for all elements specified in Table 3 for the steel grade concerned.
8.1.3 If, in accordance with the agreements in the order, an inspection certificate 3.1 or 3.2 is to be
provided, the specific inspections and tests described in 8.3 and Clause 9 shall be carried out and the
results shall be confirmed in the inspection certificate.
In addition, the inspection certificate shall cover the following:
a) confirmation that the material
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 683-3
Troisième édition
2019-01
Aciers pour traitement thermique,
aciers alliés et aciers pour
décolletage —
Partie 3:
Aciers pour cémentation
Heat-treatable steels, alloy steels and free-cutting steels —
Part 3: Case-hardening steels
Numéro de référence
ISO 683-3:2019(F)
©
ISO 2019
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ISO 683-3:2019(F)
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2019
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publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut
être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
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Fax: +41 22 749 09 47
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Publié en Suisse
ii © ISO 2019 – Tous droits réservés
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ISO 683-3:2019(F)
Sommaire Page
Avant-propos .v
1 Domaine d'application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 2
4 Classification et désignation . 3
4.1 Classification . 3
4.2 Désignation . 3
5 Informations à fournir par l'acheteur . 3
5.1 Informations obligatoires . 3
5.2 Options et/ou exigences supplémentaires ou particulières . 3
5.3 Exemple de commande . 4
6 Procédé d'élaboration . 4
6.1 Généralités . 4
6.2 Désoxydation . 4
6.3 État de traitement thermique et état de surface à la livraison . 4
6.3.1 État normal de livraison . 4
6.3.2 État particulier de traitement thermique . 4
6.3.3 État de surface particulier . 5
6.4 Traçabilité de la coulée . 5
7 Exigences . 5
7.1 Composition chimique, dureté et trempabilité . 5
7.1.1 Généralités . 5
7.1.2 Trempabilité . 5
7.1.3 Composition chimique . 5
7.2 Usinabilité . 5
7.3 Aptitude au cisaillage à froid . 5
7.4 Taille de grain . 6
7.5 Inclusions non métalliques . 6
7.5.1 Inclusions microscopiques . 6
7.5.2 Inclusions macroscopiques . 6
7.6 Santé interne . 6
7.7 État de surface . 6
7.8 Forme, dimensions et tolérances . 7
8 Contrôle. 7
8.1 Procédures d'essai et types de documents . 7
8.2 Fréquence des essais . 8
8.3 Essais à réaliser pour un contrôle spécifique . 8
8.3.1 Généralités . 8
8.3.2 Contrôles visuels et dimensionnels . 8
9 Méthodes d'essai . 8
9.1 Analyse chimique . 8
9.2 Essais de dureté et de trempabilité . 8
9.2.1 Vérifications de la dureté . 8
9.2.2 Vérifications de la trempabilité . 8
9.3 Contre-essais . 8
10 Marquage . 9
Annexe A (normative) Exigences supplémentaires ou particulières .30
Annexe B (informative) Comparaison des désignations d'aciers indiquées dans le présent
document avec d'autres nuances d'acier présentées dans d'autres systèmes de
désignation .32
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ISO 683-3:2019(F)
Annexe C (informative) Normes dimensionnelles applicables aux produits conformes au
présent document .34
Annexe D (informative) Classification des nuances d'acier selon la résistance à la traction
minimale en fonction du diamètre après trempe et revenu à 200 C .35
Bibliographie .36
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ISO 683-3:2019(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/iso/fr/avant -propos .html.
Le présent document a été élaboré par le comité technique l’ISO/TC 17, Acier, sous-comité SC 4, Aciers
pour traitements thermiques et aciers alliés.
Cette troisième édition annule et remplace la deuxième édition (ISO 683-3:2016), qui a fait l’objet d’une
révision technique.
Les principales modifications par rapport à l’édition précédente sont les suivantes:
a
— dans le Tableau 1, la note de bas de Tableau a été ajoutée;
e
— dans le Tableau 3, la note de bas de Tableau a été modifiée.
Une liste de toutes les parties de la série ISO 683 se trouve sur le site Web de l’ISO.
Tout retour d'information ou toute question sur ce document doit être adressé à l'organisme national de
normalisation de l'utilisateur. La liste complète de ces organismes se trouve à l'adresse suivante: www
.iso .org/members .html.
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NORME INTERNATIONALE ISO 683-3:2019(F)
Aciers pour traitement thermique, aciers alliés et aciers
pour décolletage —
Partie 3:
Aciers pour cémentation
1 Domaine d'application
Le présent document spécifie les conditions techniques de livraison des
— demi-produits formés à chaud, comme par exemple les blooms, billettes et brames (voir NOTE 1);
— barres (voir NOTE 1);
— fils machine;
— produits plats finis; et
— pièces forgées par martelage ou estampage (voir NOTE 1)
fabriqués à partir d'aciers alliés ou non alliés pour cémentation énumérés dans le Tableau 3 et livrés
dans l'un des états de traitement thermique donnés pour les différents types de produits dans le
Tableau 1 et dans l'un des états de surface donnés dans le Tableau 2.
Les aciers sont en général destinés à la fabrication de pièces mécaniques cémentées.
NOTE 1 Les produits semi-finis forgés par martelage (blooms, billettes, brames, etc.), les anneaux laminés
sans soudure et les barres forgées par martelage figurent parmi les produits semi-finis ou les barres, et non sous
l'appellation «pièces forgées par martelage ou estampage».
NOTE 2 Pour les Normes internationales relatives aux aciers qui sont conformes aux exigences de composition
chimique du Tableau 3, mais fournis sous d’autres formes de produits ou dans des états de traitement autres
que ceux indiqués ci-dessus, ou qui sont destinés à des applications spéciales, ainsi que pour d'autres Normes
internationales analogues, voir la Bibliographie.
Dans certains cas particuliers, il est possible de déroger aux présentes conditions techniques de
livraison ou d'en ajouter d'autres, à condition d'en convenir au moment de l'appel d'offres et de la
commande (voir 5.2 et Annexe A).
En complément du présent document, les conditions générales techniques de livraison de l'ISO 404 sont
applicables.
2 Références normatives
Les documents suivants sont référencés dans le texte de sorte qu'une partie ou la totalité de leur
contenu constitue les exigences du 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 377, Acier et produits en acier — Position et préparation des échantillons et éprouvettes pour essais
mécaniques
ISO 404, Aciers et produits sidérurgiques — Conditions générales techniques de livraison
ISO 642:1999, Acier — Essai de trempabilité par trempe en bout (essai Jominy)
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ISO 683-3:2019(F)
ISO 643, Aciers — Détermination micrographique de la grosseur de grain apparente
ISO 4885, Matériaux ferreux — Traitements thermiques — Vocabulaire
ISO 4948-1, Aciers — Classification — Partie 1: Classification en aciers alliés et en aciers non alliés basée
sur la composition chimique
ISO 4948-2, Aciers — Classification — Partie 2: Classification des aciers alliés et aciers non alliés en fonction
des principales classes de qualité et des caractéristiques principales de propriétés ou d'application
ISO/TS 4949, Désignations des aciers fondées sur des lettres symboles
ISO 4967, Aciers — Détermination de la teneur en inclusions non métalliques — Méthode micrographique à
l’aide d’images types
ISO 6506-1, Matériaux métalliques — Essai de dureté Brinell — Partie 1: Méthode d'essai
ISO 6508-1, Matériaux métalliques — Essai de dureté Rockwell — Partie 1: Méthode d'essai
ISO 6929, Produits en acier — Vocabulaire
ISO 7788, Acier — État de surface des tôles et larges-plats laminés à chaud — Conditions de livraison
ISO 9443, Classes de qualité de surface des barres et fils-machine laminés à chaud
ISO/TR 9769, Aciers et fontes — Vue d'ensemble des méthodes d'analyse disponibles
ISO 10474, Aciers et produits sidérurgiques — Documents de contrôle
ISO 14284, Fontes et aciers — Prélèvement et préparation des échantillons pour la détermination de la
composition chimique
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions de l'ISO 377, l'ISO 4885, l'ISO 4948-1,
l'ISO 4948-2, l'ISO 6929, ISO 14284 ainsi que les suivants s'appliquent.
NOTE Pour les variantes de ces termes et définitions, voir la NOTE 1 du Domaine d'application et la note de
a
bas de tableau du Tableau 2.
L’ISO et l’IEC maintiennent des bases de données terminologiques pour utilisation dans le domaine de la
normalisation aux adresses suivantes:
— ISO Online browsing platform: disponible à http: //www .iso .org/obp
— IEC Electropedia: disponible à http: //www .electropedia .org/
3.1
aciers de cémentation
aciers ayant une teneur en carbone relativement faible, destinés à un traitement de cémentation ou de
carbonitruration sur leur surface et suivi d'une trempe
Note 1 à l'article: Après trempe, ces aciers se caractérisent par une dureté élevée dans la zone de surface et une
bonne résistance à l’usure, alors que le cœur du matériau présente une grande ténacité.
Note 2 à l'article: De plus, la nitrocarburation et la nitruration sont deux autres possibilités de traitement
thermique des aciers de cémentation.
3.2
acier non allié
défini dans l'ISO 4948-1
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3.3
acier allié
défini dans l'ISO 4948-1
4 Classification et désignation
4.1 Classification
La classification des nuances d'acier appropriées est appliquée conformément à l'ISO 4948-1 et à
l'ISO 4948-2. Les nuances d'acier C10E, C10R, C15E, C15R, C16E, C16R et 22Mn6 sont des aciers
spéciaux non alliés. Toutes les autres nuances d'acier concernées par le présent document sont des
aciers spéciaux alliés.
4.2 Désignation
Pour les nuances d'acier concernées par le présent document, les noms des aciers tels qu'ils sont donnés
dans les tableaux correspondants doivent être attribués conformément à l'ISO/TS 4949.
Une comparaison entre les désignations d'aciers indiquées dans le présent document avec celles
présentées dans d'autres systèmes de désignation est donnée dans l’Annexe B.
5 Informations à fournir par l'acheteur
5.1 Informations obligatoires
Les informations suivantes doivent être fournies par l'acheteur lors de l'appel d'offres et de la
commande:
a) la quantité à livrer;
b) la désignation de la forme du produit (par exemple brame, bloom, billette, barre ronde ou carrée,
fils machine, large plat, feuillard, tôle, bande, pièce forgée, etc.);
c) soit la désignation de la (des) norme(s) dimensionnelle(s) et les dimensions et les tolérances
choisies à partir de celle-ci ou celles-ci (voir 7.8), soit, par exemple, dans le cas de pièces forgées par
estampage, la désignation de l'étirage ou de tout autre document concernant les dimensions et les
tolérances requises pour le produit;
d) la référence au présent document, c'est-à-dire, l'ISO 683-3;
e) la désignation du type d'acier donnée dans le Tableau 3;
f) la désignation normalisée correspondant au rapport d'essai 2.2 ou, sur demande, à tout autre
document de contrôle conforme à l'ISO 10474 (ou conforme à une autre norme régionale, par
exemple, EN 10204 ou JIS G 0415).
5.2 Options et/ou exigences supplémentaires ou particulières
Un certain nombre d'options sont spécifiées dans le présent document et sont répertoriées ci-dessous. Si
l'acheteur ne précise pas vouloir mettre en œuvre l'une de ces options, les produits seront commandés
conformément aux spécifications de base du présent document (voir 5.1):
a) si un état de traitement thermique autre que l'état non traité est requis, le symbole pour cet autre
état (voir Tableau 1, colonne 2);
b) si un état de surface autre que l'état «écroui à chaud» ou une qualité particulière de surface est
requis, l'état de surface (voir Tableau 2) et la qualité de surface (voir 7.7.3);
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c) exigences relatives aux bandes restreintes de dispersion de trempabilité pour les aciers alliés
(symboles +HH, + HL, voir 7.1.1, Tableau 6 et Figure 1);
d) exigences supplémentaires qui doivent être respectées selon le symbole et, le cas échéant, les
détails de cette exigence supplémentaire (voir Annexe A);
e) exigences relatives à la vérification de la teneur en inclusions non métalliques (voir 7.5);
f) vérifications de la trempabilité et, le cas échéant, informations relatives au calcul de la trempabilité
(voir 9.2.2);
g) exigences relatives à la possibilité de soumettre les barres et les fils machine à l'étirage à froid
(voir 7.7.4);
h) exigences relatives à l'élimination des défauts superficiels (voir 7.7.5).
5.3 Exemple de commande
EXEMPLE 50 barres rondes laminées à chaud avec un diamètre nominal de 40 mm et une longueur nominale
de 8 000 mm selon l'ISO 1035-1 avec une tolérance de diamètre de classe S et de longueur de classe L2 selon
l'ISO 1035-4, fabriqués en nuance d'acier ISO 683-3, 20MnCr5 (voir Tableau 3), suivant la condition de traitement
thermique adoucie (+A), une surface grenaillée (+BC) (voir Tableau 2), une analyse sur produit/option A.3 avec
un certificat d'inspection 3.1 tel que spécifié dans l'ISO 10474.
50 barres rondes ISO 1035 – 40,0S × 8 000L2
ISO 683-3 – 20MnCr5+A+BC, Option A.3
ISO 10474 – 3.1
6 Procédé d'élaboration
6.1 Généralités
Le procédé d'élaboration de l'acier et des produits est laissé au choix du fabricant sous réserve des
limites données par les exigences indiquées de 6.2 à 6.4.
Pour le degré minimal de réduction ou le degré minimal de déformation de l'épaisseur sur les produits
laminés et forgés, voir A.4.
6.2 Désoxydation
Tous les aciers doivent être désoxydés.
6.3 État de traitement thermique et état de surface à la livraison
6.3.1 État normal de livraison
Sauf accord contraire lors de l'appel d'offres et de la commande, les produits doivent être livrés à l'état
non traité, c’est-à-dire écroui à chaud.
6.3.2 État particulier de traitement thermique
Par accord au moment de l'appel d'offres et de la commande, les produits doivent être livrés dans l'un
des états de traitement thermique spécifiés dans le Tableau 1, lignes 3 à 8.
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6.3.3 État de surface particulier
Par accord au moment de l'appel d'offres et de la commande, les produits doivent être livrés dans l'un
des états de surface particuliers spécifiés dans le Tableau 2, lignes 3 à 6.
6.4 Traçabilité de la coulée
Les produits doivent pouvoir être retracés jusqu'à la coulée (voir Article 10).
7 Exigences
7.1 Composition chimique, dureté et trempabilité
7.1.1 Généralités
Le Tableau 1 fournit un relevé des combinaisons des états habituels de traitement thermiques à la
livraison, des formes de produit et des exigences, spécifiés dans les Tableaux 3 à 7 (composition
chimique, trempabilité, dureté maximale et fourchette de dureté).
7.1.2 Trempabilité
Sauf accord contraire, les exigences de trempabilité indiquées au Tableau 5 s'appliquent aux aciers
alliés. En cas d'accord au moment de l'appel d'offres et de la commande, il faut fournir des aciers alliés
avec les bandes restreintes de dispersion de trempabilité indiquées dans le Tableau 6 ou à la Figure 1.
Une classification des nuances d'acier selon la résistance à la traction minimale en fonction du diamètre
après trempe et revenu est donnée dans l’Annexe D.
7.1.3 Composition chimique
La composition chimique déterminée par analyse de coulée doit être conforme aux valeurs présentées
dans le Tableau 3.
Les écarts admissibles entre les valeurs limites de l'analyse de coulée et les valeurs de l'analyse sur
produit sont présentés dans le Tableau 4.
L'analyse sur produit doit être réalisée lorsque cela est spécifié au moment de l'appel d'offres et de la
commande (voir A.3).
7.2 Usinabilité
Tous les aciers sont usinables en l’état «adouci», «traité pour une fourchette de dureté», «traité pour
une structure ferrite/perlite» et «normalisé».
Lorsqu'une usinabilité plus importante est nécessaire, il convient de commander des nuances avec
une gamme de soufre spécifiée et/ou avec un traitement spécifique pour améliorer l’usinabilité (voir
également le Tableau 3, note de bas de tableau b).
7.3 Aptitude au cisaillage à froid
7.3.1 Dans des conditions de cisaillage appropriées (pas de crête de contraintes localisées,
préchauffage, utilisation de lames de profil adapté à celui du produit, etc.), tous les aciers sont cisaillables
à froid à l'état «adouci».
7.3.2 Dans des conditions convenables, les nuances d'acier 28Cr4, 28CrS4, 20MnCr5, 20MnCrS5,
24CrMo4, 24CrMoS4, 22CrMoS3-5, 20MoCr4, 20MoCrS4, 16NiCr4, 16NiCrS4, 18NiCr5-4, 17CrNi6-6,
15NiCr13, 17NiCrMo6-4 et 18CrNiMo7-6, sont également cisaillables à froid, si elles sont livrées à l'état
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«traité pour une meilleure aptitude au cisaillage» en respectant les exigences de dureté données au
Tableau 7.
7.3.3 Dans des conditions convenables, les aciers non alliés et aciers 17Cr3, 17CrS3, 20Cr4, 20CrS4,
16MnCr5, 16MnCrS5, 16MnCrB5, 18CrMo4, 18CrMoS4, 20NiCrMo2-2 et 20NiCrMoS2-2 sont cisaillables
à froid, s'ils sont livrés à l'état non traité.
7.4 Taille de grain
Sauf accord contraire au moment de l'appel d'offres et de la commande, l'acier doit présenter une
structure à grains fins d'une grosseur de grain d'austénite de 5 et plus fin lors de l'essai réalisé
conformément à l'ISO 643. Pour la vérification, voir A.1.
7.5 Inclusions non métalliques
7.5.1 Inclusions microscopiques
Les aciers spéciaux doivent avoir un certain degré de pureté, toutefois, la preuve de la teneur
en inclusions non métalliques doit faire l'objet d'un accord spécial. S'il y a un accord au moment de
l'appel d'offres et de la commande, la teneur en inclusions microscopiques non métalliques doit être
déterminée conformément à la procédure convenue et dans les limites convenues selon l’ISO 4967 ou
d'autres normes régionales.
Pour les nuances à faible teneur en soufre spécifiée, il convient que l’accord n’inclue pas les sulfures.
7.5.2 Inclusions macroscopiques
Cette exigence est applicable à la vérification de la teneur inclusionnaire macroscopique dans des aciers
spéciaux. Si une vérification est demandée, la méthode et les limites d’acceptations doivent faire l’objet
d’un accord au moment de l’appel d’offres et de la commande.
7.6 Santé interne
Le cas échéant, les exigences relatives à la santé interne des produits doivent être convenues au moment
de l'appel d'offres et de la commande (voir A.2).
7.7 État de surface
7.7.1 Tous les produits doivent avoir une finition de surface lisse adaptée aux processus de fabrication
utilisés.
7.7.2 Les imperfections superficielles mineures qui peuvent se produire dans des conditions normales
d'élaboration, telles que des traces provoquées par incrustation de calamine, ne doivent pas être
considérées comme des défauts.
7.7.3 Les barres et les fils machine sont livrés avec un état de surface de classe A conformément à
l'ISO 9443 et les tôles laminées à chaud et les larges plats doivent être livrés avec une surface définie
dan
...
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