ISO/TR 15461:1997
(Main)Steel forgings — Testing frequency, sampling conditions and test methods for mechanical tests
Steel forgings — Testing frequency, sampling conditions and test methods for mechanical tests
Pièces forgées en acier — Fréquence des essais, conditions d'échantillonnage et méthodes d'essais pour les essais mécaniques
General Information
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TECHNICAL ISO/TR
REPORT 15461
First edition
1997-12-15
Steel forgings — Testing frequency,
sampling conditions and test methods for
mechanical tests
Pièces forgées en acier — Fréquence des essais, conditions
d'échantillonnage et méthodes d'essai pour essais mécaniques
A
Reference number
ISO/TR 15461:1997(E)
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ISO/TR 15461:1997(E)
Contents Page
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Definitions . 2
4 Testing frequency . 3
5 Sampling conditions . 4
6 Test methods . 4
6.1 Tensile test at room temperature . 4
6.2 Impact tests . 5
6.3 Verification of the elevated temperature proof strength . 5
Annex A (normative) Uniformity checks on test units by hardness tests . 17
Annex B (normative) Designation and determination of the direction of the test piece axis 18
Annex C (informative) Presentation of the specifications for the testing
frequency and the sampling conditions in tabulated form . 23
Annex D (informative) Bibliography . 25
© ISO 1997
All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced or utilized in any form or by any means, electronic
or mechanical, including photocopying and microfilm, without permission in writing from the publisher.
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Printed in Switzerland
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ISO ISO/TR 15461:1997(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 eletrotechnical standardization.
The main task of technical committees is to prepare International Standards, but in exceptional circumstances a
technical committee may propose the publication of a Technical Report of one of the following types:
- type 1, when the required support cannot be obtained for the publication of an
International Standard, despite repeated efforts;
- type 2, when the subject is still under technical development or where for any other reason there is the future
but not immediate possibility of an agreement on an International Standard;
- type 3, when a technical committee has collected data of a different kind from that which is normally published
as an International Standard (“state of the art”, for example).
Technical Reports of types 1 and 2 are subject to review within three years of publication, to decide whether they
can be transformed into International Standards. Technical Reports of type 3 do not necessarily have to be
reviewed until the data they provide are considered to be no longer valid or useful.
ISO/TR 15461, which is a Technical Report of type 2, was prepared by Technical Committee ISO/TC 17, Steel
Subcommittee SC 10, Steel for pressure purposes.
This document is being issued in the Technical Report (type 2) series of publications (according to subclause
G.3.2.2 of part 1 of the ISO/IEC Directives, 1995) as a “prospective standard for provisional application” in the field
of mechanical testing of steel forgings because there is an urgent need for guidance on how standards in this field
should be used to meet an identified need.
This document is not to be regarded as an “International Standard”. It is proposed for provisional application so that
information and experience of its use in practice may be gathered. Comments on the content of this document
should be sent to the ISO Central Secretariat.
A review of this Technical Report (type 2) will be carried out not later than three years after its publication with the
options of: extension for another three years; conversion into an International Standard; or withdrawal.
Annexes A and B form an integral part of this Technical report. Annexes C and D are for information only.
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TECHNICAL REPORT ISO ISO/TR 15461:1997(E)
Steel forgings — Testing frequency, sampling conditions
and test methods for mechanical tests
1 Scope
1.1 This Technical Report is intended to provide possibilities for the simplification and
harmonization of the specifications for mechanical testing of open die and closed die forgings in
ISO Standards and other technical delivery conditions for forgings of steel.
For this purpose this Technical Report
a) offers various options for
— the frequency of testing and
— sampling conditions;
b) introduces a designation system for the options, mentioned under (a);
c) specifies the test methods for
— room temperature tensile tests
— elevated temperature tensile tests
— impact tests and
— uniformity checks by hardness tests.
1.2 Unless otherwise specified in this Technical Report the general conditions given in ISO 377
for the marking and preparation of samples and test pieces apply.
1.3 Where the conditions specified in this Technical Report differ from the conditions specified
in the product standard or order, then the conditions of the product standard or order apply.
2 Normative references
The following standards contain provisions which, through reference in this text, constitute
provisions of this Technical Report. At the time of publication, the editions indicated were valid.
All standards are subject to revision, and parties to agreements based on this Technical Report
are encouraged to investigate the possibility of applying the most recent editions of the
standards indicated below. Members of IEC and ISO maintain registers of currently valid
International Standards.
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ISO/TR 15461:1997(E) ISO
Steel - Charpy impact test (U-notch).
ISO 83:1976,
Steel - Charpy impact test (V-notch).
ISO 148:1983,
Steel and steel products - Location and preparation of samples and test pieces
ISO 377:1997,
for mechanical testing.
ISO 404:1992, Steel and steel products - General technical delivery requirements.
1)
ISO 783:— , Metallic materials - Tensile testing at elevated temperature.
ISO 2566-1:1984, Steel - Conversion of elongation values - Part 1: Carbon and low alloy steels.
ISO 2566-2:1984, Steel - Conversion of elongation values - Part 2: Austenitic steels.
2)
Metallic materials - Designation of test piece axes
ISO 3785: — , .
Metallic materials - Hardness test - Brinell test
ISO 6506:1981, .
3)
Metallic materials - Vickers hardness test - Part 1: Test method
ISO 6507-1:— , .
Metallic materials - Hardness test - Rockwell test (scales A-B-C-D-E-F-G-H-K).
ISO 6508:1986,
4)
ISO 6892:— , Metallic materials - Tensile testing at ambient temperature.
3 Definitions
For the purposes of this Technical Report the following definitions apply.
3.1 specific inspection and testing:
inspection and testing carried out before delivery, according to the technical requirements of the
order, on the products to be supplied or on test units of which the product supplied is part, in
order to verify whether these products comply with the requirements of the order.
[ISO 404:1992, 3.5]
3.2 test unit:
the number of pieces or the tonnage of products to be accepted or rejected together, on the
basis of the tests to be carried out on sample products in accordance with the requirements of
the product standard or order.
[ISO 404:1992, 3.7]
3.3 sample product:
item (e.g. bar, sheet, coil) selected for inspection and/or testing.
[ISO 377:1997, 3.2]
1) To be published. (Revision of ISO 783:1989)
2) To be published. (Revision of ISO 3785:1976)
3) To be published. (Revision of ISO 6501-1:1982, ISO 6507-2:1983, ISO 6507-3:1987, ISO 409-1:1982,
ISO 409-2:1983 and ISO/DIS 409-3)
4) To be published. (Revision of ISO 6892:1984)
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ISO ISO/TR 15461:1997(E)
3.4 sample:
a sufficient quantity of material taken from the sample product for the purpose of producing one
or more test pieces.
[ISO 377:1997, 3.3]
NOTE - In certain cases, the sample may be the sample product.
3.5 test piece:
part of the sample, with specified dimensions, machined or unmachined, brought to a required
condition for submission to a given test.
[ISO 377:1997, 3.5]
NOTE - In certain cases the test piece may be the sample.
3.6 Ruling section:
that section for which the mechanical properties are specified.
4 Testing frequency
4.1 For the testing frequency of room temperature tensile tests and of impact tests, the
requirements given in 4.1.1 to 4.1.3 apply.
4.1.1 The product standard or order shall specify, by reference to the appropriate symbol(s) in
table 1, column 1,
— the composition of the test unit as defined in table 1, columns 2 to 8;
— whether uniformity checks by hardness tests in accordance with annex A are required and,
if so, the percentage of products to be subjected to the hardness tests, and
— the number of sample products to be taken from the test unit. (See in this respect the
explanations in table 1, footnote 1), for replacing the letter “n” of the symbol by the mass of
the test unit up to which the taking of one sample product is sufficient.)
NOTE - Less stringent requirements for the composition of the test unit can be
compensated by more stringent requirements for the number of sample products to be
tested. Therefore, for example, a test unit characterized by the symbol CH5 may be
regarded as equivalent to a test unit characterized by the symbol CHD10 or CMHD15
and the test unit CU100 may be regarded as equivalent with CMHDU10.
Consequently, it seems possible and reasonable to specify in the product standards or
orders not only one distinct test unit, but to leave, as in the example in table C.1,
column 5, various equivalent test units to the choice of the manufacturer or to an
agreement at the time of enquiry and order.
4.1.2 In general one sample is to be taken per sample product. The product standard or order
may however, by reference to the symbols in table 2, specify that in the case of products with a
length and/or mass greater than a certain limiting value two samples per sample product shall
be taken.
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ISO/TR 15461:1997(E) ISO
4.1.3 If room temperature tensile tests are to be carried out, one tensile test piece shall be
taken per sample. If impact tests are to be carried out, three impact test pieces shall be taken
per sample.
4.2 If elevated temperature tensile tests are to be carried out, the product standard or order
shall specify the number of test pieces to be taken for this test in relation to the number of test
pieces to be taken for the room temperature tensile test (see example in table C.1, column 9).
For simplifying comparisons the data for the frequency of testing should preferably be
4.3
specified in form of a table. (See the example in table C.1).
5 Sampling conditions
The product standard or order shall, preferably in the form of a table (see example in table C.2),
specify the following:
— by reference to the symbols in table 3 the type of sample product and, where surplus
material is required, the way of mounting this;
— by reference to the symbols in table 4, the distance of the test piece axis from the surface
of the sample product in the as heat treated condition;
— by reference to the symbols in table 5, the direction of the longitudinal test piece axis and,
in the case of impact test pieces, the direction of the notch of the test piece and the
fracture plane determined by this to the direction of grain flow or strain.
6 Test methods
6.1 Tensile test at room temperature
6.1.1 Tensile tests at room temperature shall be carried out in accordance with ISO 6892 at a
temperature of 20 °C ± 5 °C.
R
6.1.2 For the verification of the yield strength of non-austenitic steels, where a yield
e
phenomenon occurs, the upper yield strength R or alternatively the 0,2 % proportional
eH,
R
elongation proof strength shall be determined.
p0,2
In the case of austenitic steels depending on the characteristic specified in the product standard
the 0,2 % and/or 1,0 % proportional elongation proof strength (R or R ) shall be
p0,2 p1,0
determined.
The percentage elongation shall be reported with reference to a 5,65 S gauge length; (S
0
0
represents the area of the initial cross section of the test piece within the gauge length). If other
S
gauge lengths are used, the corresponding elongation on 5,65 should be obtained in
0
accordance with ISO 2566-1 or ISO 2566-2. In cases of dispute, a gauge length of
5,65 S shall be used.
0
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ISO ISO/TR 15461:1997(E)
6.2 Impact tests
6.2.1 Impact tests shall be carried out according to the rules for sequential tests specified in
ISO 404 and
— when values for Charpy V-notch impact test pieces are to be verified in accordance with
ISO 148;
— when values for Charpy U-notch test pieces are to be verified in accordance with ISO 83.
6.2.2 If, for a steel, the impact properties are specified for several testing temperatures, unless
otherwise agreed in the order, the test shall be carried out at the lowest temperature for which a
value is specified.
6.3 Verification of the elevated temperature proof strength
6.3.1 The verification shall be carried out in accordance with the test method described in
ISO 783.
6.3.2 Unless otherwise agreed at the time of enquiry and order the test temperature shall be
— for unalloyed steels and for weldable fine
grain steels with high proof strength . 300 °C
— for other steels . 450 °C.
6.3.3 For non-austenitic steels the 0,2 % proof strength value and for austenitic steels,
depending on the characteristic specified in the product standard, the 0,2 % and/or 1,0 %
elevated temperature proof strength value shall be determined.
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ISO/TR 15461:1997(E) ISO
Table 1 — Options for the test units, the number of sample products to be taken per test unit
1 2 3 4 56 78
The test unit shall be composed of products
Test
unit
symbol
of the same forming having been subjected to
2) 3)
of the same process of the same the same the same
cycle of similar
4) 5)
cast shape and
shape and type of heat conditions of
dimensions
dimensions treatment heat treatment
1) 1)
1) 1)
1)
tu C F D H
Cn —— —
·· ··
CHn ——
·· ·· ·
CHDn — —
·· · ··
CFHDn —
·· · · ··
CUx — — —
· · · ·
CHUx — —
·
· · · ·
CHDUx — —
·
· · · ·
CFHDUx —
·
· · · · ·
CnUx · · — — · · —
CHnUx · · — — · · ·
CHDnUx · · — · — · ·
CFHDnUx · · · · — · ·
IND The test unit sample product shall
1) In the symbols for the test unit in column 1 the individual letters have, as is additionally indicated in the headings of columns 2 to 10, the following meaning:
C products of the same Cast;
2)
F same Forming cycle ;
3)
H same Heat treatment conditions ;
D same shape and Dimensions;
n In the product standard or order the letter n of the symbol for the test unit given in column 1 is to be replaced by the mass of the test unit in tonnes up to
Ux For checking the Uniformity of the test unit, x % of the products and at least the number of products given in table A.1, are to be subjected to a hardness test
EXAMPLE
The symbol CHD10 would, in accordance with the indications in columns 2 to 15, mean the following:
The test unit covers products of the same cast and the same dimensions and has been subjected to the same heat treatment condition. If the weight of the test unit
2) Forgings are regarded as being taken from the same forming cycle when they were, without any essential interruption, manufactured one after the other by the
3) The shape and dimensions of the forgings are regarded as similar when the following conditions are complied with:
a) the forgings have the same shape; round, hexagon or square bars may, however, be covered in one test unit;
b) the difference in the thickness of the ruling section of the forgings of the test unit is less than 30 % of the forging possessing the greatest thickness;
c) where, in the technical delivery conditions, the specifications for the tensile and/or impact properties of the forgings vary for different thicknesses, the
4) Different types of heat treatment are here considered e.g. normalizing, stress relieving, quenching and tempering.
5) The forgings shall be regarded as having been subjected to the same heat treatment conditions when they were subjected to the same temperature-time-cycle in
In the past a usual requirement was that the products covered in a test unit had to be taken from the same heat treatment batch. In the case of continuous or batch
no longer justified. Where, however, the purchaser still regards this as appropriate he may specify in his enquiry and order that the test unit be composed of products
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ISO ISO/TR 15461:1997(E)
and the percentage of products to be subjected to hardness tests for uniformity checks
9 1011 1213 14 15
The test unit Number of sample products to be taken from test units with an as
shall have heat-treated weight of
been
subjected to
Notes
1) > n > 2n > 4n > 8n
< n
< 2n < 4n < 8n < 16n
1)
Ux
x 1000 kg
In general not for quenched and tempered
—
products.
—
— 1 23 45
—
an x % Independant from the weight of the test unit, two sample products, namely Only applicable where the test pieces
uniformity the hardest and softest, shall be tested. for the mechanical tests can be taken
check by from the products themselves
hardness (no prolongations).
tests (see
annex A)
1 2 3 4 5 Normally only applied where, for the
tensile and impact tests, prolongations or
integral surplus-material is provided. The
product standard shall, in this case,
include specifications for the maximum
hardness range.
consist of the individual forging. Not for small products.
which, in accordance with the indications in column 10, the testing of one sample product is sufficient. (For n the values 5, 10, 20 and 40 should be preferred).
in accordance with annex A. The value of x shall be specified in the product standard or order (e.g. CHU10).
is 10 t one sample product is to be tested; if its weight is > 4 n but < 8 n, (that means in this example > 40 t but < 80 t) four samples are to be tested.
same forming process under the same conditions or, in other words, when they were produced in series.
thicknesses of all forgings of the test unit shall fall within one of the specified ranges.
the same heat treatment apparatus but not necessarily at the same time.
type furnaces with modern equipment for the steering and with registration of the time-temperature-cycle and the composition of the furnace atmosphere this is
of the same heat treatment batch.
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ISO/TR 15461:1997(E) ISO
Table 2 — Conditions (s2) for taking two samples per sample product
Symbols, (s2)
Conditions for taking two samples per
2)
sample product
in general exam
...
RAPPORT ISO/TR
TECHNIQUE 15461
Première édition
1997-12-15
Pièces forgées en acier — Fréquence des
essais, conditions d'échantillonnage et
méthodes d'essai pour les essais
mécaniques
Steel forgings — Testing frequency, sampling conditions and test methods
for mechanical tests
A
Numéro de référence
ISO/TR 15461:1997(F)
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ISO/TR 15461:1997(F)
Sommaire
1 Domaine d'application.1
2 Références normatives .1
3 Définitions .2
4 Fréquence des essais.3
5 Conditions d'échantillonnage.4
6 Méthodes d'essai .4
6.1 Essai de traction à température ambiante .4
6.2 Essais de flexion par choc.4
6.3 Vérification de la limite conventionnelle d'élasticité à température élevée.4
Annexe A (normative) Contrôles de l'uniformité des unités de réception par des essais de dureté .17
Annexe B (normative) Désignation et détermination de l'orientation de l'axe des éprouvettes.18
Annexe C (informative) Présentation sous forme de tableau des spécifications relatives à la fréquence des
essais et aux conditions d'échantillonnage.24
Annexe D (informative) Bibliographie .26
© ISO 1997
Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, 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 et les microfilms, sans l'accord écrit de l'éditeur.
Organisation internationale de normalisation
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Internet central@iso.ch
X.400 c=ch; a=400net; p=iso; o=isocs; s=central
Imprimé en Suisse
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© ISO
ISO/TR 15461:1997(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 (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Exceptionnellement, un
comité technique peut proposer la publication d'un rapport technique de l'un des types suivants:
type 1, lorsque, en dépit de maints efforts, l'accord requis ne peut être réalisé en faveur de la publication d'une
Norme internationale;
type 2, lorsque le sujet en question est encore en cours de développement technique ou lorsque, pour toute
autre raison, la possibilité d'un accord pour la publication d'une Norme internationale peut être envisagée pour
l'avenir mais pas dans l'immédiat;
type 3, lorsqu'un comité technique a réuni des données de nature différente de celles qui sont normalement
publiées comme Normes internationales (ceci pouvant comprendre des informations sur l'état de la technique,
par exemple).
Les rapports techniques des types 1 et 2 font l'objet d'un nouvel examen trois ans au plus tard après leur
publication afin de décider éventuellement de leur transformation en Normes internationales. Les rapports
techniques de type 3 ne doivent pas nécessairement être révisés avant que les données fournies ne soient plus
jugées valables ou utiles.
L'ISO/TR 15461, rapport technique du type 2, a été élaboré par le comité technique ISO/TC 17, Acier, sous-comité
SC 10, Aciers pour service sous pression.
Le présent document est publié dans la série des Rapports techniques de type 2 (conformément au
paragraphe G.3.2.2 de la partie 1 des Directives ISO/CEI, 1995) comme «norme prospective d'application
provisoire» dans le domaine des essais mécaniques des pièces forgées en acier, en raison de l'urgence d'avoir une
indication quant à la manière dont il convient d'utiliser les normes dans ce domaine pour répondre à un besoin
déterminé.
Ce document ne doit pas être considéré comme une «Norme internationale». Il est proposé pour une mise en
œuvre provisoire, dans le but de recueillir des informations et d’acquérir de l'expérience quant à son application
dans la pratique. Il est de règle d’envoyer les observations éventuelles relatives au contenu de ce document au
Secrétariat central de l'ISO.
Il sera procédé à un examen de ce Rapport technique de type 2 trois ans au plus tard après sa publication, avec la
faculté d’en prolonger la validité pendant trois autres années, de le transformer en Norme internationale ou de
l’annuler.
Les annexes A et B font partie intégrante du présent Rapport technique. Les annexes C et D sont données
uniquement à titre d’information.
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RAPPORT TECHNIQUE © ISO ISO/TR 15461:1997(F)
Pièces forgées en acier — Fréquence des essais, conditions
d'échantillonnage et méthodes d'essai pour les essais mécaniques
1 Domaine d'application
1.1 Le présent Rapport technique a pour but de simplifier et d’harmoniser les spécifications relatives aux essais
mécaniques des pièces forgées par forgeage libre et estampage dans les normes ISO, ainsi que les autres
conditions techniques de livraison des pièces forgées en acier.
À cette fin, le présent Rapport technique
a) offre plusieurs options concernant:
la fréquence des essais, et
les conditions d'échantillonnage;
b) présente un système de désignation pour les options énoncées en a);
c) spécifie les méthodes d'essai relatives:
aux essais de traction à température ambiante;
aux essais de traction à température élevée;
aux essais de flexion par choc;
aux vérifications de l'uniformité par des essais de dureté.
1.2 Sauf spécification contraire dans le présent Rapport technique, les conditions générales données dans
l'ISO 377, relatives au marquage et à la préparation des échantillons et éprouvettes, sont applicables.
1.3 Lorsque les conditions spécifiées dans le présent Rapport technique diffèrent de celles spécifiées dans la
norme de produit ou dans la commande, ce sont ces dernières qui prévalent.
2 Références normatives
Les normes suivantes contiennent des dispositions qui, par suite de la référence qui en est faite, constituent des
dispositions valables pour le présent Rapport technique. Au moment de la publication, les éditions indiquées étaient
en vigueur. Toute norme est sujette à révision et les parties prenantes des accords fondés sur le présent Rapport
technique sont invitées à rechercher la possibilité d'appliquer les éditions les plus récentes des normes indiquées
ci-après. Les membres de la CEI et de l'ISO possèdent le registre des Normes internationales en vigueur à un
moment donné.
ISO 83:1976, Acier — Essai de résilience Charpy (entaille en U).
ISO 148:1983, Acier — Essai de résilience Charpy (entaille en V).
ISO 377:1997, Acier et produits en acier — Position et préparation des échantillons et éprouvettes pour essais
mécaniques.
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© ISO
ISO/TR 15461:1997(F)
ISO 404:1992, Aciers et produits sidérurgiques — Conditions générales techniques de livraison.
1)
ISO 783:— , Matériaux métalliques — Essai de traction à température élevée.
ISO 2566-1:1984, Acier — Conversion des valeurs d'allongement — Partie 1: Aciers au carbone et aciers
faiblement alliés.
ISO 2566-2:1984, Acier — Conversion des valeurs d'allongement — Partie 2: Aciers austénitiques.
2)
ISO 3785:— , Matériaux métalliques — Désignation des axes des éprouvettes.
ISO 6506:1981, Matériaux métalliques — Essais de dureté — Essai Brinell.
3)
ISO 6507-1:— , Matériaux métalliques — Essai de dureté Vickers — Partie 1: Méthode d'essai.
ISO 6508:1986, Matériaux métalliques — Essai de dureté — Essai Rockwell (échelles A - B - C - D - E - F - G - H - K).
4)
ISO 6892:— , .
Matériaux métalliques — Essai de traction à température ambiante
3 Définitions
Pour les besoins du présent Rapport technique, les définitions suivantes s’appliquent.
3.1 contrôle spécifique
contrôle effectué avant la livraison et suivant les spécifications techniques de la commande, sur les produits à livrer
ou sur des unités de réception des produits à livrer, afin de vérifier si ces produits répondent aux stipulations de la
commande
[ISO 404:1992, 3.5]
3.2 unité de réception
nombre de pièces ou tonnage de produits à accepter ou à refuser ensemble sur la base des contrôles à effectuer
sur ces produits-échantillons, conformément aux spécifications de la norme du produit ou à celles de la commande
[ISO 404:1992, 3.7]
3.3 produit-échantillon
élément (par exemple barre, tôle, bobine) choisi pour le contrôle et/ou essai
[ISO 377:1997, 3.2]
3.4 échantillon
quantité suffisante de matière prélevée dans le produit-échantillon en vue de la confection d'une ou plusieurs
éprouvette(s)
NOTE — Dans certains cas, l'échantillon peut être le produit-échantillon lui-même.
[ISO 377:1997, 3.3]
1) À publier. (Révision de l'ISO 783:1989)
2) À publier. (Révision de l'ISO 3785:1976)
3) À publier. (Révision de l'ISO 6507-1:1982, de l'ISO 6507-2:1983, de l'ISO 6507-3:1989, de l'ISO 409-1:1982, de
l'ISO 409-2:1983 et de l'ISO/DIS 409-3)
4) À publier. (Révision de l'ISO 6892:1984)
2
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3.5 éprouvette
partie de l'échantillon, de dimensions définies, usinée ou non, amenée à l'état voulu pour subir un essai déterminé
NOTE — Dans certains cas, l'éprouvette peut être l'échantillon.
[adapté de l’ISO 377:1997, 3.5]
3.6 section caractéristique
section pour laquelle les propriétés mécaniques ont été spécifiées
4 Fréquence des essais
4.1 Pour déterminer la fréquence des essais de traction à température ambiante et des essais de flexion par choc,
les exigences de 4.1.1 à 4.1.3 sont applicables.
4.1.1 La norme de produit ou la commande doit spécifier, en faisant référence au (aux) symbole(s) approprié(s) de
la première colonne du tableau 1
la composition de l'unité de réception, telle que définie dans les colonnes 2 à 8 du tableau 1;
la nécessité éventuelle de vérifier l'uniformité par des essais de dureté conformément à l'annexe A, et, si tel est
le cas, le pourcentage de produits à soumettre aux essais de dureté, et
le nombre de produits-échantillons à prélever dans l'unité de réception (voir à ce propos les explications
données dans la note 1) au bas du tableau 1, pour remplacer la lettre n du symbole par la masse de l'unité de
réception en dessous de laquelle le prélèvement d'un seul produit-échantillon suffit).
NOTE — Des prescriptions moins contraignantes pour la composition de l'unité de réception peuvent être compensées par
des prescriptions plus contraignantes en ce qui concerne le nombre de produits-échantillons à contrôler. Ainsi, une unité de
réception désignée CH5, peut être considérée comme équivalant à une unité d'essai désignée CHD10 ou CMHD15, tout
comme l'unité de réception CU100 peut être considérée comme équivalant à CMHDU10. En conséquence, il semble possible
et raisonnable de ne pas se contenter de spécifier dans les normes de produits ou sur les bons de commande une unité de
réception particulière, mais de laisser au producteur ou aux parties contractantes, au moment de l'appel d'offres et de la
commande, le choix entre diverses unités de réceptions équivalentes, comme le montre l'exemple présenté dans la colonne 5
du tableau C.1.
4.1.2 En général, un échantillon est prélevé par produit-échantillon. La norme de produit ou la commande peut,
cependant, en faisant référence aux symboles du tableau 2, spécifier qu’il est possible de prélever deux
échantillons par produits-échantillons lorsque des produits ont une longueur et/ou une masse supérieure à la valeur
limite spécifiée.
4.1.3 Si des essais de traction à température ambiante doivent être effectués, une éprouvette de traction doit être
prélevé par échantillon. Si des essais de flexion par choc doivent être effectués, trois éprouvettes pour essais de
flexion par choc doivent être prélevées par échantillon.
4.2 Si des essais de traction à température élevée doivent être effectués, la norme de produit ou la commande
doit spécifier le nombre d'éprouvettes à prélever pour cet essai par rapport au nombre d'éprouvettes à prélever
pour les essais de traction à température ambiante (voir l'exemple donné dans la colonne 9 du tableau C.1).
4.3 Pour simplifier les comparaisons, il convient de présenter les données relatives à la fréquence des essais sous
forme d'un tableau (voir tableau C.1).
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5 Conditions d'échantillonnage
La norme de produit ou la commande doit spécifier, de préférence sous forme d'un tableau (voir tableau C.2), les
points suivants:
en faisant référence aux symboles du tableau 3, le type de produit-échantillon et, lorsque des surlongueurs ou
parties attenantes sont demandées, la façon de les positionner;
en faisant référence aux symboles du tableau 4, la distance entre l'axe de l'éprouvette et la surface du produit-
échantillon telle qu'elle sera au moment du traitement thermique;
en faisant référence aux symboles du tableau 5, la direction de l'axe longitudinal d'une éprouvette, et,
s'agissant d'éprouvettes pour essais de flexion par choc, la direction de l'entaille de l'éprouvette ainsi que le
plan de rupture déterminé par celle-ci par rapport au sens d'écoulement du grain ou à la contrainte.
6 Méthodes d'essai
6.1 Essai de traction à température ambiante
6.1.1 Les essais de traction à température ambiante doivent être effectués, conformément à l'ISO 6892, à une
température de 20 °C ± 5 °C.
6.1.2 Pour vérifier la limite apparente d'élasticité R des aciers non austénitiques, en présence d'un phénomène
e
d'écoulement, la limite d'élasticité au seuil supérieur d'écoulement R autrement dit la limite conventionnelle
eH;
d'élasticité à 0,2 %, R , doit être déterminée.
p0,2
Dans le cas des aciers austénitiques, en fonction des caractéristiques spécifiées dans la norme de produit, la limite
conventionnelle d'élasticité à 0,2 % et/ou à 1 %, (R ou R ) doit être déterminée.
p0,2 p1,0
L'allongement pour cent doit être déterminé sur une éprouvette dont la longueur entre repères est de 5,65 S (S
0 0
est l’aire de la section caractéristique initiale de l'éprouvette dans la longueur entre repères). Si l'on utilise d'autres
longueurs calibrées, il convient que l'allongement correspondant à la longueur 5,65 S soit obtenu conformément
0
à l'ISO 2566-1 ou à l’ISO 2566-2. En cas de litige, la longueur calibrée de 5,65 S doit être utilisée.
0
6.2 Essais de flexion par choc
6.2.1 Les essais de flexion par choc doivent être effectués conformément aux règles des essais séquentiels
prescrits dans l'ISO 404, et
selon l'ISO 148 lorsque les valeurs doivent être vérifiées avec des éprouvettes de Charpy à entaille en V;
selon l'ISO 83 lorsque les valeurs doivent être vérifiées avec des éprouvettes de Charpy à entaille en U.
6.2.2 Sauf accord contraire au moment de la commande, si, pour un acier, les caractéristiques de flexion par choc
sont spécifiées pour plusieurs températures d'essai, l'essai doit être effectué à la température la plus basse pour
laquelle une valeur est spécifiée.
6.3 Vérification de la limite conventionnelle d'élasticité à température élevée
6.3.1 La vérification doit être effectuée conformément à l'ISO 783.
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6.3.2 Sauf accord contraire au moment de l’appel d’offres et de la commande, la température d'essai doit être:
de 300 °C pour les aciers non alliés et les aciers à grain fin soudables ayant une limite conventionnelle
d'élasticité élevée;
de 450 °C pour les autres aciers.
6.3.3 Pour les aciers non austénitiques, la valeur de la limite conventionnelle d'élasticité à 0,2 % et, pour les aciers
austénitiques, la valeur de la limite conventionnelle d'élasticité à température élevée à 0,2 % et/ou à 1 %, en
fonction de la caractéristique spécifiée dans la norme de produit, doivent être déterminées.
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Tableau 1 — Options pour les unités de réception, le nombre de produits-échantillons à prélever par unité
1 2 3 4 56 78
Symboles des
L'unité de réception doit être composée de produits
unités de
réception
issus du même de ayant subi un traitement
thermique
2) 4)
de la même procédé de mêmes formes forme ou dans des
cycle de de même type
coulée forgeage ou dimensions dimensions conditions
forgeage
3) 5)
identiques identiques
1) 1)
1) 1)
1)
tu C F D H
Cn —— —
·· ··
CHn ——
·· ·· ·
CHDn — —
·· · ··
CFHDn —
·· · · ··
—
CUx — —
· · · ·
—
CHUx —
· · · · ·
CHDUx — —
·
· · · ·
CFHDUx —
·
· · · · ·
CnUx — — —
· · · ·
CHnUx — —
· · · · ·
CHDnUx — —
· · · · ·
CFHDnUx —
· · · · ·
·
IND Chaque pièce forgée constitue une unité
1) Dans les symboles pour l'unité de réception donnés dans la colonne 1, et également repris dans les en-têtes des colonnes 2 à 10, chacune des lettres a la
C produits issus d'une même Coulée;
F produits issus d'un même cycle de Forgeage [voir note de bas de tableau 2)];
H produits ayant subi un traitement tHermique dans des conditions identiques [voir note de bas de tableau 3)];
D produits de mêmes formes et Dimensions;
n Dans la norme de produit ou dans la commande, la lettre n du symbole de l'unité de réception figurant dans la colonne 1 doit être remplacée par la masse,
en (Pour n, on préfère en général les valeurs de 5, 10, 20 et 40.)
Ux Pour vérifier l'Uniformité de l'unité de réception, x % des produits, sans descendre au-dessous du nombre minimal de produits donné dans le tableau A.1,
CHU10).
EXEMPLE
Conformément aux indications des colonnes 2 à 15, le symbole CHD10 signifie que l'unité de réception est constituée de produits de même coulée et de mêmes
doit être contrôlé; si sa masse est supérieure à 40 t mais inférieure ou égale à 80 t, quatre échantillons doivent être contrôlés.
2) Les pièces forgées sont considérées comme provenant du même cycle de forgeage lorsqu’elles ont été fabriquées les unes après les autres au cours du même
3) La forme et les dimensions des pièces forgées sont considérées comme identiques lorsque les conditions suivantes sont remplies:
a) les pièces forgées ont la même forme; des barres rondes, hexagonales ou carrées peuvent cependant constituer une même unité de réception;
b) les écarts entre les épaisseurs des sections caractéristiques des différentes pièces forgées de l'unité de réception sont inférieurs à 30 % de l'épaisseur de la
c) lorsque, dans les conditions techniques de livraison, les spécifications relatives aux caractéristiques en traction ou en flexion par choc des pièces varient en
4) Différents types de traitement thermique sont considérés ici: normalisation, relaxation des contraintes, trempe et revenu.
5) Les pièces forgées sont considérées comme ayant subi un traitement thermique dans des conditions identiques lorsqu'elles ont été soumises à un même cycle
Par le passé, on avait l'habitude d'exiger que les produits constituant l'unité de réception proviennent tous du même lot de traitement thermique. Cela n'est plus
l'atmosphère du four. Mais, lorsque l'acheteur considère cela comme important, il peut spécifier dans son appel d'offres et sa commande que l'unité de réception
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de réception et le pourcentage de produits à soumettre aux essais de dureté pour vérifier l'uniformité
9 1011 1213 14 15
L'unité de Nombre de produits-échantillons à prélever par unité de réception qui, à
réception l'état traité thermiquement, ont une masse égale à
doit avoir été
soumise à
Notes
1) > n > 2n > 4n > 8n
≤ n
≤ 2n ≤ 4n ≤ 8n ≤ 16n
1)
Ux
x 1000 kg
En général, ne concerne pas les produits
—
trempés et revenus
—
— 1 23 45
—
Une vérifica- Indépendamment de la masse de l'unité de réception, deux produits- N'est applicable que lorsque les
tion de l'uni- échantillons, à savoir le plus dur et le moins dur, doivent être soumis aux éprouvettes soumises aux essais
formité sur essais mécaniques peuvent être prélevées
x % des directement sur les produits (pas de
produits par surlongueur)
des essais
de dureté
(voir
annexe A)
1 2 3 4 5 N'est appliqué normalement que pour
des essais de traction ou de flexion par
choc sur des surlongueurs ou des parties
attenantes. La norme de produit doit,
dans ce cas, inclure les spécifications
relatives à la fourchette de dureté
maximale
Ne s'applique pas aux produits de petites
de réception et un produit-échantillon
dimensions
signification suivante:
tonnes, de l'unité de réception en dessous de laquelle, conformément aux indications données dans la colonne 10, le contrôle d'un seul produit-échantillon suffit.
doivent être soumis à un essai de dureté conformément à l'annexe A. La valeur de x doit être spécifiée dans la norme de produit ou à la commande (par exemple
dimensions et qui ont été soumis à un traitement thermique dans des conditions identiques. Si la masse de l'unité de réception est de 10 t, un seul produit-échantillon
cycle de forgeage, sans interruption notable, dans des conditions identiques ou, en d'autres termes, lorsqu'elles ont été produites en série.
pièce la plus épaisse;
fonction de l’épaisseur, les épaisseurs de toutes les pièces forgées constituant l'unité de réception situent dans une des fourchettes spécifiées.
de température, sur une même durée, en utilisant le même matériel de traitement thermique, même si elles ne l'ont pas subi en même temps.
justifié pour les fours continus ou discontinus équipés de dispositifs modernes de commande et d'enregistrement du cycle de températures et de la composition de
doit être constituée de produits provenant du même lot de traitement thermique.
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Tableau 2 — Conditions (s2) à remplir pour prélever deux échantillons par produit-échantillon
Symbole(s), s2
Conditions à remplir pour prélever deux échantillons
par produit-échantillon
1)
exemple
générique(s)
I5 Pièces forgées dont la longueur ou la plus grande dimension,
ly
en mètres, est supérieure ou égale à y (5 m dans l’exemple)
wz w4 Pièces forgées dont la masse à l'état traité thermiquement, en
tonnes, est supérieure à z (4 t dans l’exemple)
ly + wz l5 + w4 Pièces forgées ayant une longueur ou un grand côté, en
mètres, supérieur(e) à y (5 m dans l’exemple) et une masse à
l’état traité thermiquement, en tonnes, supérieure à z (4 t dans
l’exemple)
ly ou wz I5 ou w4 Pièces forgées ayant une longueur ou un grand côté, en
mètres, supérieur(e) à y (5 m dans l’exemple) ou une masse à
l'état traité thermiquement, en tonnes, supérieure à z (4 t dans
l’exemple)
1) En suivant les indications données dans la colonne «exemple», remplacer la lettre y du symbole par la valeur
correspondant à la longueur en mètre, et la lettre z, par la valeur correspondant à la masse, en tonnes, des pièces
forgées à l’état traité thermiquement.
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Tableau 3 — Options (ts) en fonction du type de produit-échantillon et positionnement des surlongueurs,
des surépaisseurs, des parties attenantes, des écrans thermiques et position des éprouvettes
Symbole Type de produit- Description du type de produit-échantillon, du Notes
échantillon positionnement des excédents de matière et position des
ts
éprouvettes
Le produit-échantillon consiste
pl Produits entiers destruction du produit par le 1)
en un produit entier sans
prélèvement des éprouvettes
surlongueurs ni parties
pc prélèvement des éprouvettes —
attenantes
par carottage
ppl Produit entier avec La surlongueur doit être voir figure 1 a) 2)
surlongueurs positionnée conformément
ppld voir figure 1 a), repère d
aux indications
pple voir figure 1 a), repère e
pp2 voir figure 1 b) 2) 3)
pp2d voir figure 1 b), repère d
pp2e voir figure 1 b), repère e
pp2f voir figure 1 b), repère f
pp0 voir la commande 2)
pi1 Les parties attenantes doivent voir figure 2 a) 2)
Produit entier avec parties
être positionnées
attenantes
conformément aux indications
pi2 voir figure 2 b) 2) 3)
pi0 voir la commande 2)
Produit entier avec écran L'écran thermique doit être en
pb1 voir figure 3 2)
thermique soudé acier non allié ou faiblement
allié et doit être positionné
pb2 voir figure 4 2) 3)
suivant les indications par une
soudure périphérique
complète
pb0 voir la commande 2)
ss1 Échantillons forgés Les échantillons doivent 2)
T · 2T · 2T
séparément provenir de la même coulée
(T = épaisseur de la section
que les pièces, et doivent
caractéristique de la pièce)
avoir été traités
thermiquement en même
temps qu'elles [voir également
la note 2) de bas de tableau].
ss0 Dimensions de l'échantillon comme convenu à la
commande
1) Uniquement pour les petites pièces forgées (estampage)
2) La forme, les dimensions et les conditions de fabrication (y compris le traitement thermique) des surlongueurs, des
parties attenantes et des échantillons forgés à part doivent, dans la mesure du possible, tout en restant pratique, et,
sauf spécifications contraires, être conformes à la forme et aux dimensions ainsi qu'aux conditions de fabrication des
produits dans la zone de leur section caractéristique, de façon à ce que, dans la zone où les éprouvettes doivent être
prélevées, on retrouve un sens de fibrage, un taux de corroyage et des vitesses de chauffage et de refroidissement
équivalents à ceux prévalant dans la partie correspondante de la section caractéristique.
3) Ne s'applique que lorsque la condition à remplir pour le prélèvement de deux échantillons par produit-échantillon
s'applique (voir tableau 2).
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Tableau 4 — Options (dis) pour la distance entre le centre des éprouvettes et la surface
Distance entre le centre des éprouvettes et la Voir les
surface d'un produit traité thermiquement dans le exemples à la
Symbole sens de Notes figure
l'épaisseur (t) la longueur et la largeur
dis de la section caractéristique
t/4, mais 60 mm max. t/2 mais 90 mm max. 5 a)
t/4 · t/2
1)
t/4, 40 mm max. t/4, mais 40 mm max. 5 b)
t/4 · t/4
2) 4)
a, mais 20 mm min. 2a, mais 40 mm min.
a
3) 4)
hs 2d , mais 40 mm min. 6
d ≥ d , d d ., mais
t t
1 2, 3
20 mm min.
4)
dr L'emplacement des éprouvettes doit être conforme à un
dessin (dr) approuvé par l'acheteur indiquant les
dimensions à l'état traité thermiquement
1) Concerne principalement les aciers austénitiques.
2) La lettre a doit être remplacée par la valeur convenue pour la distance des éprouvettes par rapport à la surface
dans le sens de l'épaisseur de la section caractéristique. Si, par exemple, cette distance était, dans un cas, égale à
40 mm, et dans un autre cas, égale à un sixième de l'épaisseur (t), le symbole serait, dans le premier cas dis = 40, et
dans le second, dis = t/6.
3) Les pièces forgées de forme complexe, dont les surfaces sont soumises en service à des contraintes importantes
(voir figure 6) et qui, avant traitement thermique, ont reçu lors du processus de forgeage leur forme et leurs
dimensions pratiquement définitives, constituent un cas particulier. Dans ce cas, l'acheteur doit marquer les zones des
surfaces destinées à être soumises à de fortes contraintes. La distance d entre le centre de l'éprouvette et la surface
t
traitée thermiquement, dans le sens de l'épaisseur, doit, sans jamais tomber au-dessous de 20 mm, être supérieure à
la plus grande distance (d , d , d , .) séparant les zones soumises à de fortes contraintes de la surface traitée
1 2 3
thermiquement la plus proche de ces zones. Dans le sens de la longueur ou de la largeur, la distance entre le centre
de l'éprouvette et la surface traitée thermiquement doit au moins correspondre à 2d , mais sans jamais tomber au-
t
dessous de 40 mm.
4) Les caractéristiques mécaniques applicables à cet endroit doivent être convenues au moment de l'appel d'offres et
de la commande.
10
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Tableau 5 — Options (dir) pour la direction de l'axe des éprouvettes et celle de l'entaille des éprouvettes de
flexion par choc par rapport à la direction principale du fibrage ou à la direction de la force principale de
mis
...
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