ISO 13520:2015
(Main)Determination of ferrite content in austenitic stainless steel castings
Determination of ferrite content in austenitic stainless steel castings
ISO 13520:2015 specifies procedures which are covered for estimating ferrite content in certain grades of austenitic iron-chromium-nickel alloy castings that have compositions balanced to create the formation of ferrite as a second phase in amounts controlled within specified limits. Methods are described for estimating ferrite content by chemical, magnetic and metallographic means.
Détermination du taux de ferrite des pièces moulées en acier inoxydable austénitique
Des modes opératoires pour l'estimation du taux de ferrite de certaines nuances de pièces moulées en alliage austénitique de fer-chrome-nickel dont la composition est équilibrée pour provoquer la formation de ferrite en phase secondaire et en quantité maintenue dans des limites spécifiées, sont donnés. Les méthodes décrites permettent l'estimation du taux de ferrite par des procédés chimiques, magnétiques et métallographiques.
General Information
Relations
Buy Standard
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 13520
Second edition
2015-10-01
Determination of ferrite content in
austenitic stainless steel castings
Détermination du taux de ferrite des pièces moulées en acier
inoxydable austénitique
Reference number
ISO 13520:2015(E)
©
ISO 2015
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 13520:2015(E)
COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
© ISO 2015, 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.
ISO copyright office
Ch. de Blandonnet 8 • CP 401
CH-1214 Vernier, Geneva, Switzerland
Tel. +41 22 749 01 11
Fax +41 22 749 09 47
copyright@iso.org
www.iso.org
ii © ISO 2015 – All rights reserved
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 13520:2015(E)
Contents Page
Foreword .iv
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Significance effects of ferrite content . 1
5 Methods of determination of ferrite content . 2
5.1 Chemical composition method. 2
5.2 Magnetic response method . 2
5.3 Metallographic examination . 2
6 Ordering information . 2
7 General caution . 2
8 Estimation of ferrite . 3
9 Acceptance standards . 3
10 Certification . 3
Annex A (normative) Determination of ferrite content by magnetic or metallographic means.4
Annex B (informative) Notes to Schoefer diagram . 5
© ISO 2015 – All rights reserved iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 13520:2015(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 meaning of ISO specific terms and expressions related to conformity
assessment, as well as information about ISO’s adherence to the WTO principles in the Technical
Barriers to Trade (TBT) see the following URL: Foreword - Supplementary information
The committee responsible for this document is ISO/TC 017, TC Steel, Subcommittee SC 11, SC Steel
castings.
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 13520:2002), which has been
technically revised.
iv © ISO 2015 – All rights reserved
---------------------- Page: 4 ----------------------
INTERNATIONAL STANDARD ISO 13520:2015(E)
Determination of ferrite content in austenitic stainless
steel castings
1 Scope
Procedures are covered for estimating ferrite content in certain grades of austenitic iron-chromium-
nickel alloy castings that have compositions balanced to create the formation of ferrite as a second
phase in amounts controlled within specified limits. Methods are described for estimating ferrite
content by chemical, magnetic and metallographic means.
2 Normative references
The following documents, in whole or in part, are normatively referenced in this document and are
indispensable for its application. For dated references, only the edition cited applies. For undated
references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 4990, Steel castings — General technical delivery requirements
ISO 9042, Steels — Manual point counting method for statistically estimating the volume fraction of a
constituent with a point grid
ASTM A799, Standard Practice for Steel Castings, Stainless, Instrument Calibration, for Estimating
Ferrite Content
BNIF 345, Evaluation de la teneur en ferrite dans les aciers inoxydables moulés austénitiques
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
3.1
ferrite
ferromagnetic, body-centred cubic microstructural constituent of variable chemical composition in
iron-chromium-nickel alloys
Note 1 to entry: Ferrite includes both delta and alpha species.
3.2
ferrite content
proportion of total volume of an iron-chromium-nickel alloy present as the ferrite phase
3.3
ferrite percentage
ferrite content expressed as a volume percent
4 Significance effects of ferrite content
The tensile and impact properties, the weldability, and the corrosion resistance of iron-chromium-
nickel alloy castings may be influenced beneficially or detrimentally by the ratio of the amount of ferrite
to the amount of austenite in the microstructure. The ferrite content may be limited by purchase order
requirements or by the design construction codes governing the equipment in which castings will be
used. The quantity of ferrite in the structure is fundamentally a function of the chemical composition
of the alloy and its thermal history. Because of segregation, the chemical composition and, therefore,
the ferrite content, may differ from point to point on a casting. Determination of the ferrite content by
© ISO 2015 – All rights reserved 1
---------------------- Page: 5 ----------------------
ISO 13520:2015(E)
any of the procedures described in Clause 5 is subject to varying degrees of imprecision which shall
be recognized in setting realistic limits on the range of ferrite content specified. Sources of error are
described in 5.1 to 5.3.
5 Methods of determination of ferrite content
5.1 Chemical composition method
Deviations from the actual content of each element present in an alloy because of chemical analysis
variance, although possibly minor in each case, can result in substantial difference in the ratio of total
ferrite-promoting to total austenite-promoting elements. Therefore the precision of the ferrite content
estimated from chemical composition depends on the accuracy of the chemical analysis procedure.
The estimation of ferrite percent by means of the chemical composition offers the most useful and most
common method of ferrite control during melting of the metal.
5.2 Magnetic response method
Phases other than ferrite and austenite may be formed at certain temperatures and persist at room
temperature. Contamination from other ferromagnetic materials may also occur. These may so alter
the magnetic response of the alloy that the indicated ferrite content is quite different from that of the
same chemical composition that has undergone different thermal treatment. Also, because the magnets
or probes of the various measuring instruments are small, different degrees of surface roughness or
surface curvature will vary the magnetic linkage with the material being measured.
5.3 Metallographic examination
Metallographic point count estimates of ferrite percentage may vary with the etching technique used for
the identification of the ferrite phase and with the number of grid points chosen for examination, see A.2.
For most accurate local estimate of ferrite percent, a quantitative metallographic method shall be used.
6 Ordering information
Orders for material to this practice shall include the following as required.
a) Applicable ISO product specification or other document covering product requirements.
b) Alloy grade.
c) Required ferrite range, in volume percent, of the casting after final heat treatment.
d) Supplementary requirements, if any, desired.
e) The method to be used for the determination of the ferrite content and the location of measurements;
whether on test blocks or on the castings shall be agreed between the customer and manufacturer.
f) If measurements are to be carried out on the castings, the location of the measurements shall
be agreed between the purchaser and the manufacturer. In the absence of specification by the
purchaser, the location may be chosen by the manufacturer.
7 General caution
7.1 In specifying ferrite content as required in 6 c) the purchaser shall not set limits that are in conflict
with material specification requirements.
2 © ISO 2015 – All rights reserved
---------------------- Page: 6 ----------------------
ISO 13520:2015(E)
7.2 When setting ferrite content limits the purchaser shall ensure that the limits are compatible with
the measurement method being used.
8 Estimation of ferrite
8.1 The ferrite content of the base metal of the casting can be estimated from the chemical composition
in accordance with the Schoefer diagram (see Figure B.1). For further information, see Annex B.
If agreed at the time of ordering, the estimation can be carried out using an equivalent diagram as
1)
described in BNIF 345 which allows ferrite evaluation (from 0 % to 30 %) in austenitic steel castings.
8.1.1 The chemical analysi
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 13520
Deuxième édition
2015-10-01
Détermination du taux de ferrite des
pièces moulées en acier inoxydable
austénitique
Determination of ferrite content in austenitic stainless steel castings
Numéro de référence
ISO 13520:2015(F)
©
ISO 2015
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 13520:2015(F)
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2015
Tous droits réservés. Sauf prescription différente ou nécessité dans le contexte de sa mise en œuvre, aucune partie de cette
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.
ISO copyright office
Case postale 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Genève
Tél.: +41 22 749 01 11
Fax: +41 22 749 09 47
E-mail: copyright@iso.org
Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii © ISO 2015 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 13520:2015(F)
Sommaire Page
Avant-propos .iv
1 Domaine d'application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Effets significatifs du taux de ferrite . 1
5 Méthodes de détermination du taux de ferrite . 2
5.1 Détermination à partir de la composition chimique . 2
5.2 Méthode magnétique . 2
5.3 Examen métallographique . 2
6 Informations à la commande . 2
7 Avertissement général . 3
8 Estimation de la ferrite . 3
9 Critères d'acceptation . 3
10 Certification . 4
Annexe A (normative) Détermination du taux ferrite par méthode magnétique ou
métallographique . 5
Annexe B (informative) Notes relatives au diagramme de Schoefer . 7
© ISO 2015 – Tous droits réservés iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 13520:2015(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes de
normalisation nationaux (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 (CEI) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour préparer le présent document et celles destinées à sa mise à jour
ultérieure 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 figurant 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. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne pas avoir
identifié de tels droits de propriété en tout ou partie. Les détails concernant les références aux droits de
propriété intellectuelle identifiés lors de la préparation 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 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’OMC concernant les obstacles techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: Avant-propos —
Informations supplémentaires.
Le comité technique chargé de l’élaboration du présent document est l’ISO/TC 17, Acier, sous-comité
SC 11, Acier moulé.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 13520:2002), qui a fait l’objet d’une
révision technique.
iv © ISO 2015 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 4 ----------------------
NORME INTERNATIONALE ISO 13520:2015(F)
Détermination du taux de ferrite des pièces moulées en
acier inoxydable austénitique
1 Domaine d'application
Des modes opératoires pour l'estimation du taux de ferrite de certaines nuances de pièces moulées
en alliage austénitique de fer-chrome-nickel dont la composition est équilibrée pour provoquer la
formation de ferrite en phase secondaire et en quantité maintenue dans des limites spécifiées, sont
donnés. Les méthodes décrites permettent l'estimation du taux de ferrite par des procédés chimiques,
magnétiques et métallographiques.
2 Références normatives
Les documents suivants, en tout ou partie, sont référencés de façon normative dans le présent document
et sont indispensables à son application. 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 4990, Pièces moulées en acier — Conditions techniques générales de fourniture
ISO 9042, Aciers — Méthode manuelle d'estimation statistique de la fraction volumique d'un constituant à
l'aide de grilles de points
ASTM A799, Standard Practice for Steel Castings, Stainless, Instrument Calibration, for Estimating
Ferrite Content
BNIF 345, Evaluation de la teneur en ferrite dans les aciers inoxydables moulés austénitiques
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s'appliquent.
3.1
ferrite
constituant ferromagnétique, à microstructure en réseau cubique centré et de composition chimique
variable, dans les alliages fer-nickel-chrome
Note 1 à l'article: La ferrite comprend aussi bien les phases delta et alpha.
3.2
Taux de ferrite
proportion du volume total d'un alliage fer-chrome-nickel présente sous forme de phase ferritique
3.3
pourcentage de ferrite
taux de ferrite exprimé en pourcentage du volume
4 Effets significatifs du taux de ferrite
Les propriétés de résistance à la traction et au choc, la soudabilité et la résistance à la corrosion des
pièces moulées en alliage fer-chrome-nickel peuvent être avantagées ou défavorisées par le rapport
de la quantité de ferrite à la quantité d'austénite dans la microstructure. Le taux de ferrite peut être
limité par des exigences à la commande ou par des codes de construction-type, régissant l'équipement
dans lequel les pièces moulées seront utilisées. La quantité de ferrite dans la structure dépend
© ISO 2015 – Tous droits réservés 1
---------------------- Page: 5 ----------------------
ISO 13520:2015(F)
fondamentalement de la composition chimique de l'alliage et de son historique thermique. Du fait de la
ségrégation, la composition chimique et, par conséquent, le taux de ferrite peuvent différer d'un point
à l'autre d'une pièce moulée. La détermination du taux de ferrite par tout mode opératoire décrit dans
l’Article 5 est entachée de divers degrés d'imprécision qui doivent être pris en compte lors de la mise en
place de limites réalistes pour le domaine de taux de ferrite spécifié. Les sources d'erreur sont décrites
de 5.1 à 5.3.
5 Méthodes de détermination du taux de ferrite
5.1 Détermination à partir de la composition chimique
Du fait des variations de l'analyse chimique, des écarts par rapport à la teneur réelle de chaque élément
présent dans un alliage, bien qu'éventuellement mineurs dans chaque cas, peuvent entraîner une
différence substantielle du rapport de la teneur totale en éléments alphagènes à la teneur totale en
éléments gammagènes. Par conséquent, la fidélité du taux de ferrite estimé à partir de la composition
chimique dépend de la fidélité de la méthode d'analyse chimique.
L'estimation du pourcentage de ferrite au moyen de la composition chimique constitue la méthode de
contrôle de la ferrite la plus utile et la plus commune pendant la fusion du métal.
5.2 Méthode magnétique
Des phases autres que la ferrite et l’austénite peuvent se former à certaines températures et
subsister à température ambiante. Il peut aussi y avoir contamination à partir d'autres matériaux
ferromagnétiques. Ceux-ci peuvent ainsi altérer la réponse magnétique de l'alliage de manière que le
taux de ferrite indiqué soit assez différent de celui d’une même composition chimique ayant subi un
traitement thermique différent. Dans le même ordre d'idée, du fait de la petite taille des aimants ou
sondes des divers instruments de mesure, les différents degrés de rugosité ou de courbure de surface
feront varier la liaison magnétique avec le matériau sur lequel est effectuée la mesure.
5.3 Examen métallographique
Les estimations métallographiques par comptage de points du pourcentage de ferrite peuvent varier
selon la méthode d'attaque utilisée pour l'identification de la phase ferritique et selon le nombre de
points dans la grille choisis pour l'examen, voir A.2.
Pour une estimation locale plus exacte du taux de ferrite, il faut utiliser une méthode métallographique
quantitative.
6 Informations à la commande
Les commandes de matériaux en relation à la présente méthode doivent inclure les informations
suivantes, au besoin.
a) Spécification de produit ISO applicable ou autre document couvrant les exigences du produit.
b) Nuance de l'alliage.
c) Domaine du taux de ferrite requis, en pourcentage volumique, de la pièce moulée après traitement
thermique final.
d) Exigences supplémentaires éventuelles souhaitées.
e) La méthode à utiliser pour la détermination du taux de ferrite, ainsi que les emplacements des
mesurages, soit sur échantillon soit sur la pièce moulée, doivent être convenus entre l’acheteur et le
fabricant.
2 © ISO 2015 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 6 ----------------------
ISO 13520:2015(F)
f) Si les mesurages doivent être effectués sur la pièce moulée, leurs emplacements doivent être
convenus entre l’acheteur et le fabricant. En l’absence de spécification de la part de l’acheteur, ces
emplacements peuvent être choisis par le fabricant.
7 Avertissement général
7.1 En spécifiant le taux de ferrite conformément à 6 c), l'acheteur ne doit pas établir des limites en
divergence avec les exigences de spécification du matériau.
7.2 Lors de l’établissement des limites du taux de ferrite, l'acheteur doit s'assurer que ces limites sont
compatibles avec la méthode de mesure utilisée.
8 Estimation de la ferrite
8.1 L’estimation du taux de ferrite dans le métal de base de la pièce moulée peut se faire à partir
de la composition chimique, conformément au diagramme de
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.