Corrosion of metals and alloys — Stress corrosion testing — Part 9: Preparation and use of pre-cracked specimens for tests under rising load or rising displacement

1.1 This document specifies procedures for designing, preparing and using pre-cracked specimens for investigating the susceptibility of metal to stress corrosion cracking (SCC) by means of tests conducted under rising load or rising displacement. Tests conducted under constant load or constant displacement are dealt with in ISO 7539-6. The term “metal” as used in this document includes alloys. 1.2 Because of the need to confine plasticity at the crack tip, pre-cracked specimens are not suitable for the evaluation of thin products such as sheet or wire and are generally used for thicker products including plate, bar, and forgings. They can also be used for parts joined by welding. 1.3 Pre-cracked specimens can be stressed quantitatively with equipment for application of a monotonically increasing load or displacement at the loading points. 1.4 A particular advantage of pre-cracked specimens is that they allow data to be acquired from which critical defect sizes, above which stress corrosion cracking can occur, can be estimated for components of known geometry subjected to known stresses. They also enable rates of stress corrosion crack propagation to be determined. 1.5 A principal advantage of the test is that it takes account of the potential impact of dynamic straining on the threshold for stress corrosion cracking. 1.6 At sufficiently low loading rates, the threshold stress intensity factor for susceptibility to stress corrosion cracking, KISCC, determined by this method can be less than or equal to that obtained by constant load or displacement methods and can be determined more rapidly.

Corrosion des métaux et alliages — Essais de corrosion sous contrainte — Partie 9: Préparation et utilisation des éprouvettes préfissurées pour essais sous charge croissante ou sous déplacement croissant

1.1 Le présent document spécifie les modes opératoires de conception, de préparation et d’utilisation d’éprouvettes préfissurées servant à évaluer la sensibilité d’un métal à la fissuration par corrosion sous contrainte à l’aide d’essais sous charge croissante ou sous déplacement croissant. Les essais effectués sous charge constante ou sous déplacement constant font l’objet de l’ISO 7539‑6. Pour les besoins du présent document, le terme « métal » inclut également les alliages. 1.2 Comme il est nécessaire de maintenir la plasticité en fond de fissure, les éprouvettes préfissurées ne se prêtent pas à l’évaluation des produits minces tels que les tôles minces et les fils, et sont généralement utilisées pour des produits plus épais tels que les tôles fortes, les barres et les pièces forgées. Elles peuvent aussi être utilisées pour des pièces assemblées par soudage. 1.3 Les éprouvettes préfissurées peuvent être soumises à une contrainte à l’aide d’appareils exerçant une charge ou un déplacement en croissance constante aux points d’application de charge. 1.4 Les éprouvettes préfissurées présentent l’avantage de permettre l’acquisition de données dont il est possible de déduire les tailles critiques de défaut au‑delà desquelles une fissuration par corrosion sous contrainte peut se produire au niveau de pièces de géométrie connue soumises à des efforts connus. Ces éprouvettes permettent également de déterminer la vitesse de propagation des fissures de corrosion sous contrainte. 1.5 L’essai a pour principal avantage de prendre en compte l’effet potentiel de la déformation dynamique sur la limite de fissuration par corrosion sous contrainte. 1.6 À des taux de charge suffisamment faibles, le facteur d’intensité de contrainte limite pour la fissuration par corrosion sous contrainte KISCC déterminé par cette méthode peut être inférieur ou égal à celui obtenu par des méthodes d’essai sous charge constante ou sous déplacement constant et peut être déterminé plus rapidement.

General Information

Status
Published
Publication Date
02-Aug-2021
Current Stage
6060 - International Standard published
Start Date
03-Aug-2021
Completion Date
03-Aug-2021
Ref Project

RELATIONS

Buy Standard

Standard
ISO 7539-9:2021 - Corrosion of metals and alloys -- Stress corrosion testing
English language
32 pages
sale 15% off
Preview
sale 15% off
Preview
Standard
ISO 7539-9:2021 - Corrosion des métaux et alliages -- Essais de corrosion sous contrainte
French language
33 pages
sale 15% off
Preview
sale 15% off
Preview
Draft
ISO/FDIS 7539-9:Version 18-apr-2021 - Corrosion of metals and alloys -- Stress corrosion testing
English language
32 pages
sale 15% off
Preview
sale 15% off
Preview
Draft
ISO/FDIS 7539-9:Version 05-jun-2021 - Corrosion des métaux et alliages -- Essais de corrosion sous contrainte
French language
33 pages
sale 15% off
Preview
sale 15% off
Preview

Standards Content (sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 7539-9
Second edition
2021-08
Corrosion of metals and alloys —
Stress corrosion testing —
Part 9:
Preparation and use of pre-cracked
specimens for tests under rising load
or rising displacement
Corrosion des métaux et alliages — Essais de corrosion sous
contrainte —
Partie 9: Préparation et utilisation des éprouvettes préfissurées pour
essais sous charge croissante ou sous déplacement croissant
Reference number
ISO 7539-9:2021(E)
ISO 2021
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 7539-9:2021(E)
COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
© ISO 2021

All rights reserved. Unless otherwise specified, or required in the context of its implementation, 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
CP 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Geneva
Phone: +41 22 749 01 11
Email: copyright@iso.org
Website: www.iso.org
Published in Switzerland
ii © ISO 2021 – All rights reserved
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 7539-9:2021(E)
Contents Page

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

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

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

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

4 Principle ........................................................................................................................................................................................................................ 2

5 Specimens .................................................................................................................................................................................................................... 3

5.1 General ........................................................................................................................................................................................................... 3

5.2 Specimen design .................................................................................................................................................................................... 4

5.3 Stress intensity factor considerations ......... .....................................................................................................................11

5.4 Specimen preparation ...................................................................................................................................................................15

5.5 Specimen identification ................................................................................................................................................................17

6 Initiation and propagation of fatigue cracks ........................................................................................................................18

7 Procedure..................................................................................................................................................................................................................19

7.1 General ........................................................................................................................................................................................................19

7.2 Environmental considerations ...............................................................................................................................................20

7.3 Environmental chamber ..............................................................................................................................................................20

7.4 Environmental control and monitoring .........................................................................................................................21

7.5 Selection of initial K value prior to dynamic loading ..........................................................................................22

7.6 Determination of K .....................................................................................................................................................................

ISCC 22

7.6.1 General...................................................................................................................................................................................22

7.6.2 Determination schedule .........................................................................................................................................22

7.6.3 Validation of test results .........................................................................................................................................24

7.7 Determination of crack velocity ............................................................................................................................................25

8 Test report ................................................................................................................................................................................................................25

Annex A (informative) Determination of a suitable displacement rate for determining K

ISCC

from constant displacement rate tests .......................................................................................................................................27

Annex B (informative) Determination of crack growth velocity...........................................................................................29

Annex C (informative) Information on indirect methods for measuring crack length (see

also ISO 21153) ...................................................................................................................................................................................................30

Bibliography .............................................................................................................................................................................................................................32

© ISO 2021 – All rights reserved iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 7539-9:2021(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 156, Corrosion of metals and alloys, in

collaboration with the European Committee for Standardization (CEN) Technical Committee CEN/TC

262, Metallic and other inorganic coatings, in accordance with the Agreement on technical cooperation

between ISO and CEN (Vienna Agreement).

This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 7539-9:2003), which has been technically

revised.

The main change compared to the previous edition is as follows: the formula for K in Figure 9 has been

corrected.
A list of all parts in the ISO 7539 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.
iv © ISO 2021 – All rights reserved
---------------------- Page: 4 ----------------------
INTERNATIONAL STANDARD ISO 7539-9:2021(E)
Corrosion of metals and alloys — Stress corrosion
testing —
Part 9:
Preparation and use of pre-cracked specimens for tests
under rising load or rising displacement
1 Scope

1.1 This document specifies procedures for designing, preparing and using pre-cracked specimens for

investigating the susceptibility of metal to stress corrosion cracking (SCC) by means of tests conducted

under rising load or rising displacement. Tests conducted under constant load or constant displacement

are dealt with in ISO 7539-6.
The term “metal” as used in this document includes alloys.

1.2 Because of the need to confine plasticity at the crack tip, pre-cracked specimens are not suitable

for the evaluation of thin products such as sheet or wire and are generally used for thicker products

including plate, bar, and forgings. They can also be used for parts joined by welding.

1.3 Pre-cracked specimens can be stressed quantitatively with equipment for application of a

monotonically increasing load or displacement at the loading points.

1.4 A particular advantage of pre-cracked specimens is that they allow data to be acquired from which

critical defect sizes, above which stress corrosion cracking can occur, can be estimated for components

of known geometry subjected to known stresses. They also enable rates of stress corrosion crack

propagation to be determined.

1.5 A principal advantage of the test is that it takes account of the potential impact of dynamic straining

on the threshold for stress corrosion cracking.

1.6 At sufficiently low loading rates, the threshold stress intensity factor for susceptibility to stress

corrosion cracking, K , determined by this method can be less than or equal to that obtained by

ISCC
constant load or displacement methods and can be determined more rapidly.
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 7539-6, Corrosion of metals and alloys — Stress corrosion testing — Part 6: Preparation and use of

precracked specimens for tests under constant load or constant displacement
3 Terms and definitions

For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 7539-6 as well as the following

apply.
© ISO 2021 – All rights reserved 1
---------------------- Page: 5 ----------------------
ISO 7539-9:2021(E)

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

— IEC Electropedia: available at http:// www .electropedia .org/
— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp.
3.1
rate of change of crack opening displacement at loading plane
deflection at the loading point access measured over a fixed period
3.2
stress intensity factor at crack initiation
I-init
stress intensity applied at the commencement of measurable crack growth
3.3
displacement rate
dq/dt

rate of increase of the deflection either measured at the loading point axis or away from the loading line

4 Principle

4.1 The use of pre-cracked specimens acknowledges the difficulty of ensuring that crack-like defects

introduced during either manufacture or subsequent service are totally absent from structures.

Furthermore, the presence of such defects can cause a susceptibility to stress corrosion cracking which in

some materials (e.g. titanium) may not be evident from tests under constant load on smooth specimens.

The principles of linear elastic fracture mechanics can be used to quantify the stress situation existing at

the crack tip in a pre-cracked specimen or structure in terms of the plane strain-stress intensity.

4.2 The test involves subjecting a specimen in which a crack has been developed from a machined notch

by fatigue to an increasing load or displacement during exposure to a chemically agressive environment.

The objective is to quantify the conditions under which environmentally-assisted crack extension can

occur in terms of the threshold stress intensity for stress corrosion cracking, K , and the kinetics of

ISCC
crack propagation.

4.3 Tests may be conducted in tension or in bending. The most important characteristic of the test is

the low loading/displacement rate which is applied.

4.4 Because of the dynamic straining which is associated with this method the data obtained may

differ from those obtained for pre-cracked specimens with the same combination of environment and

material when the specimens are subjected to static loading only.

4.5 The empirical data can be used for design or life prediction purposes in order to ensure either that

the stresses within large structures are insufficient to promote the initiation of environmentally-assisted

cracking at whatever pre-existing defects may be present or that the amount of crack growth which

would occur within the design life or inspection periods can be tolerated without the risk of unstable

failure.

4.6 Stress corrosion cracking is influenced by both mechanical and electrochemical driving forces.

The latter can vary with crack depth, opening or shape because of variations in crack-tip chemistry and

electrode potential and may not be uniquely described by the fracture mechanics stress intensity factor.

4.7 The mechanical driving force includes both applied and residual stresses. The possible influence

of the latter should be considered in both laboratory testing and the application to more complex

2 © ISO 2021 – All rights reserved
---------------------- Page: 6 ----------------------
ISO 7539-9:2021(E)

geometries. Gradients in residual stress in a specimen may result in non-uniform crack growth along the

crack front.

4.8 K is a function of the environment, which should simulate that in service, and of the conditions

ISCC
of loading.
5 Specimens
5.1 General

5.1.1 A wide range of standard specimen geometries of the type employed in fracture toughness

tests may be used, those most commonly employed are described in ISO 7539-6. The particular type of

specimen used will be dependent upon the form, the strength and the susceptibility to stress corrosion

cracking of the material to be tested and also on the objective of the test.

5.1.2 A basic requirement is that the dimensions shall be sufficient to maintain predominantly triaxial

(plane strain) conditions in which plastic deformation is limited in the vicinity of the crack tip. Experience

with fracture toughness testing has shown that for a valid K measurement, both the crack length, a, and

the thickness, B, should be not less than
 
25,
 
 
p02,
 
and that, where possible, larger specimens where both a and B are at least
 
 
 
p,02
 
should be used to ensure adequate constraint.

From the view of fracture mechanics, a minimum thickness from which an invariant value of K

ISCC

is obtained cannot currently be specified. The presence of an aggressive environment during stress

corrosion may reduce the extent of plasticity associated with fracture and hence the specimen

dimensions needed to limit plastic deformation. However, in order to minimize the risk of inadequate

constraint, it is recommended that similar criteria to those employed during fracture toughness testing

should be employed regarding specimen dimensions, i.e. both a and B should be not less than

 
25,
 
 
p02,
 
and preferably should be not less than
 
 
 
p,02
 
where K is the stress intensity to be applied during testing.

As a test for its validity, the threshold stress intensity value eventually determined shall be substituted

for K in the first of these formulae.

5.1.3 If the specimens are to be used for the determination of K , the initial specimen size should be

ISCC

based on an estimate of the K of the material. In the first instance, it is better to over-estimate the K

ISCC ISCC

value and therefore use a larger specimen than that which may eventually be found necessary. Where

the service application involves the use of material of insufficient thickness to satisfy the conditions for

© ISO 2021 – All rights reserved 3
---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO 7539-9:2021(E)

validity, it is permissible to test specimens of similar thickness, provided that it is clearly stated that

the provisional value of K obtained, K , is of relevance only to that specific application. Where it

ISCC QSCC

is required to determine stress corrosion crack growth behaviour as a function of stress intensity, the

specimen size should be based on an estimate of the highest stress intensity at which crack growth rates

are to be measured.

5.1.4 A wide choice of specimen geometries is available to suit the form of the test material, the

experimental facilities available and the objectives of the test. Two basic types of specimen can be used:

a) those intended for being loaded by means of a tensile force;
b) those intended for being loaded by means of a bending force.

This means that crack growth can be studied under either bend or tension loading conditions. The

specimens can be used for either the determination of K by the initiation of a stress corrosion crack

ISCC

from a pre-existing fatigue crack using a series of specimens and for measurements of crack growth

rates. Since the specimens are loaded during exposure to the test environment the risk of unnecessary

incubation periods is avoided.

5.1.5 Crack length measurements can be made readily with a number of continuous monitoring

methods such as the electrical resistance technique (see Annex C).

5.1.6 Bend specimens can in principle be tested in relatively simple cantilever beam equipment but

specimens subjected to tension loading require a tensile test machine.
5.2 Specimen design

5.2.1 The specimens can be subjected to either tension or bend loading. Depending on the design,

tension loaded specimens can experience stresses at the crack tip which are predominantly tensile, as

in remote tension types such as the centre-cracked plate, or contain a significant bend component, as in

crack-line loaded types such as compact tension specimens. The presence of significant bending stress at

the crack tip can adversely affect the crack path stability during stress corrosion testing and can facilitate

crack branching in certain materials. Bend specimens can be loaded in 3-point, 4-point or cantilever

bend fixtures.

5.2.2 The occurrence of crack-line bending with an associated tendency for crack growth out of plane

can be curbed by the use of side grooves.

5.2.3 A number of specimen geometries have specific advantages which have caused them to be

frequently used for rising load/displacement stress corrosion testing. These include

a) compact tension (CTS) specimens which minimize the material requirement;

b) cantilever, three-point, and four-point bend specimens which are easy to machine and inexpensive

to test;

c) C-shaped specimens which can be machined from thick walled cylinders in order to study the radial

propagation of longitudinally oriented cracks.

Details of standard specimen designs for several of these types of specimen are given in Figures 1 to 3.

Further examples for other geomteries including three-point bend can be found in Reference [7].

4 © ISO 2021 – All rights reserved
---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO 7539-9:2021(E)
Dimensions in millimetres, surface roughness values in micrometres
Key
a effective crack length, a = 0,45W to 0,55W
B thickness, B = 0,5W
l effective notch length, l = 0,25W to 0,45W

N notch width, N = 0,065W maximum (if W > 25 mm) or 1,5 mm maximum (if W ≤ 25 mm)

W width

Figure 1 — Proportional dimensions and tolerances for cantilever, three-point and four-point

bend test pieces
© ISO 2021 – All rights reserved 5
---------------------- Page: 9 ----------------------
ISO 7539-9:2021(E)
Dimensions in millimetres, surface roughness values in micrometres
Key
a effective crack length, a = 0,45W to 0,55W
B thickness, B = 0,5W
C total width, C = 1,25W minimum
D hole diameter, D = 0,25W
F half-distance between hole outer edges, F = 1,6D
H half-height, H = 0,6W
l effective notch length, l = 0,25W to 0,40W
N notch width, N = 0,065W maximum
W net width

Figure 2 — Proportional dimensions and tolerances for compact tension test pieces

6 © ISO 2021 – All rights reserved
---------------------- Page: 10 ----------------------
ISO 7539-9:2021(E)
Dimensions in millimetres, surface roughness values in micrometres
Key
B thickness, B = 0,50W ± 0,01W
D diameter of holes, D = 0,25W ± 0,005W
l effective notch length, l = 0,3W
N notch width, N = 1,5 mm minimum (0,1W maximum)
r internal radius
r external radius
T Distance from the hole axis to outer surface, T = 0,25W ± 0,01W
W net width

X distance from the hole axis to a tangent with the inner surface, X = 0,50W ± 0,005W

Z distance from the hole axis to face of specimen, Z = 0,25W ± 0,01W

All surfaces should be perpendicular and parallel, as applicable, to within 0,002W total indicator reading (TIR) and

“E” surfaces should be perpendicular to “Y” surfaces to within 0,02W TIR.
Figure 3 — Proportional dimensions and tolerances for C-shaped test pieces

5.2.4 If required, for example if either fatigue crack initiation or propagation, or both, are difficult to

control satisfactorily, a chevron notch configuration as shown in Figure 4 may be used. If required, its

included angle may be increased from 90° to 120°.
© ISO 2021 – All rights reserved 7
---------------------- Page: 11 ----------------------
ISO 7539-9:2021(E)
Dimensions in millimetres
Key

Mill with a 60° cutter; notch root radius 0,3 mm maximum for all test piece sizes.

Figure 4 — Chevron notch

5.2.5 Where it is necessary to measure crack opening displacements knife edges for the location of

displacement gauges can be machined into the mouth of the notch, as shown in Figure 5 a). Alternatively,

separate knife edges can either be screwed or glued onto the specimen at opposite sides of the notch, as

shown in Figure 5 b). Details of a suitable tapered beam displacement gauge are given in Figure 6.

8 © ISO 2021 – All rights reserved
---------------------- Page: 12 ----------------------
ISO 7539-9:2021(E)
a) Integral type
b) Screw-on type

NOTE Provided adequate strength can be ensured, the above knife edges can be fixed using adhesive.

Figure 5 — Knife edges for location of displacement gauges
© ISO 2021 – All rights reserved 9
---------------------- Page: 13 ----------------------
ISO 7539-9:2021(E)
a) Displacement gauge mounted on a test piece
b) Dimensions of beams
10 © ISO 2021 – All rights reserved
---------------------- Page: 14 ----------------------
ISO 7539-9:2021(E)
c) Bridge measurement circuit
Key
A, B terminals
V voltage
T , T strain gauges under tension
1 2
C , C strain gauges under compression
1 2
This dimension should be 3,8 × the minimum initial gauge length.
Beam thickness taper: 0,5 to 0,8.
Strain gauges and materials should be selected to suit the test environment.
Figure 6 — Details of tapered beam displacement gauge
5.3 Stress intensity factor considerations

5.3.1 It can be shown using elastic theory that the stress intensity, K , acting at the tip of a crack in

specimens or structures of various geometries can be expressed by formulae of the form

Ka =×Q σ ×
where
Q is the geometrical constant;
σ is the applied stress;
a is the crack length.

5.3.2 The solutions for K for specimens of particular geometry and loading method can be established

by means of finite element stress analysis, or by either experimental or theoretical determinations of

specimen compliance.

5.3.3 K values can be calculated by means of a dimensionless stress intensity coefficient, Y, related

to crack length expressed in terms of a/W through relationship of the form, for compact tension and

C-shaped specimens, as shown in:
K =
where
© ISO 2021 – All rights reserved 11
---------------------- Page: 15 ----------------------
ISO 7539-9:2021(E)
P is the width of the specimen;
W is the width of the specimen.

5.3.4 Where it is necessary to use side-grooved specimens in order to curb crack branching tendencies,

etc., shallow side grooves, usually 5 % of the specimen thickness on both sides, can be used. Either semi-

circular or 60° V-grooves can be used, but it should be noted that even with semi-circular side grooves of

up to 50 % of the specimen thickness it is not always possible to maintain the crack in the desired plane

of extension. Where side grooves are employed, the effect of the reduced thickness, B , due to the grooves

on the stress intensity can be taken into account by replacing B in the formula above by:

BB ×

However, the influence of side grooving on the stress intensity factor is far from established and

correction factors should be treated with caution, particularly if deep side grooves are used.

5.3.5 Solutions for Y for specimens with geometries which are often used for stress corrosion testing

are given in Figures 7 to 9. ISO 11782-2, ISO 12135 and Reference [7] provide information for other

geometries.
12 © ISO 2021 – All rights reserved
---------------------- Page: 16 ----------------------
ISO 7539-9:2021(E)
K =
where
is the distance from centre of notch to loading point
1 a
=62, 1 −−1 in the case where S = 1,5W.
1 −

This formula was originally derived from the combined techniques of stress analysis and compliance

and, although its inaccuracy and validity limits are not well-defined, it has been used over the range

02,,≤≤06 . For greater confidence, it is recommended that an empirical compliance be used.

NOTE Formulae for other bend specimens can be found in Reference [7].
Figure 7 — Stress intfensity factor solution for cantilever bend specimen
© ISO 2021 – All rights reserved 13
---------------------- Page: 17 ----------------------
ISO 7539-9:2021(E)
K =
2 3 4
 
a a a a
W        
where Y = 0,,886+−464133,,2 +1472 −56,  .
       
W W W W
       
 
 
 
 
 

NOTE The inaccuracy of this formula is considered to be no greater than ±0,5 % over the range 02,,≤≤10

Figure 8 — Stress intensity factor solution for compact tension specimen
14 © ISO 2021 – All rights reserved
---------------------- Page: 18 ----------------------
ISO 7539-9:2021(E)
 
P X a a  r  a
     
K = 31++,,9111+−02, 51 1− f
 
       
W W W r W
BW√
     
 2 
 
 
 
2 3
 
 
a a a a
  W    
 
where f = 37,,46−+30 63, 22− ,,43 .
 
     
W W W W
     
 
 
 
 
 
a r

NOTE The accuracy of this formula for for all values of is considered to be as follows: within 1,0 %

W r
a X a X

over the range 04,,50≤≤ 55 and of 0 or 0,5; within 1,5 % for 02,≤≤1 and of 0 or 0,5; within

W W W W
a X
3,0 % for 02, ≤≤1 and 01≤≤ .
W W
Figure 9 — Stress intensity factor solution for C-shaped specimen
5.4 Specimen preparation

5.4.1 Residual stresses can have an influence on stress corrosion cracking. The effect can be significant

when test specimens are removed from material in which complete stress relief is impractical, such

as weldments, as-quenched materials and complex forged or extruded shapes. Residual stresses

superimposed on the applied stress can cause the localized crack-tip stress intensity factor to be different

from that computed solely from externally applied loads. The presence of significant residual stress often

manifests itself in the form of irregular crack growth, namely excessive crack front curvature or out-of-

plane crack growth. Measurement of resi
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 7539-9
Deuxième édition
2021-08
Corrosion des métaux et alliages —
Essais de corrosion sous contrainte —
Partie 9:
Préparation et utilisation des
éprouvettes préfissurées pour essais
sous charge croissante ou sous
déplacement croissant
Corrosion of metals and alloys — Stress corrosion testing —
Part 9: Preparation and use of pre-cracked specimens for tests under
rising load or rising displacement
Numéro de référence
ISO 7539-9:2021(F)
ISO 2021
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 7539-9:2021(F)
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2021

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
E-mail: copyright@iso.org
Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii © ISO 2021 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 7539-9:2021(F)
Sommaire Page

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

1 Domaine d’application ................................................................................................................................................................................... 1

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

3 Termes et définitions ....................................................................................................................................................................................... 2

4 Principe .......................................................................................................................................................................................................................... 2

5 Éprouvettes ................................................................................................................................................................................................................ 3

5.1 Généralités .................................................................................................................................................................................................. 3

5.2 Modèle d’éprouvette .......................................................................................................................................................................... 4

5.3 Considérations concernant le facteur d’intensité de contrainte ...............................................................12

5.4 Préparation des éprouvettes ....................................................................................................................................................15

5.5 Identification des éprouvettes ................................................................................................................................................17

6 Amorçage et propagation de la fissure de fatigue ..........................................................................................................18

7 Mode opératoire.................................................................................................................................................................................................19

7.1 Généralités ...............................................................................................................................................................................................19

7.2 Considérations environnementales ...................................................................................................................................20

7.3 Enceinte environnementale ......................................................................................................................................................20

7.4 Contrôle et surveillance du milieu ......................................................................................................................................21

7.5 Sélection de la valeur K initiale avant l’application de la charge dynamique ................................22

7.6 Détermination de K ...................................................................................................................................................................

ISCC 22

7.6.1 Généralités .........................................................................................................................................................................22

7.6.2 Programme des essais ..............................................................................................................................................23

7.6.3 Validation des résultats d’essai ........................................................................................................................25

7.7 Détermination de la vitesse de fissuration ..................................................................................................................25

8 Rapport d’essai ....................................................................................................................................................................................................26

Annexe A (informative) Détermination d’une vitesse de déplacement adaptée pour établir

la valeur K à partir d’essais à vitesse de déplacement constante ..........................................................28

ISCC

Annexe B (informative) Détermination de la vitesse de propagation de la fissure ..........................................30

Annexe C (informative) Informations sur les méthodes de mesure indirectes de la longueur

de fissure (voir aussi l’ISO 21153) ..................................................................................................................................................31

Bibliographie ...........................................................................................................................................................................................................................33

© ISO 2021 – Tous droits réservés iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 7539-9:2021(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 appelée 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/ patents).

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/ foreword .html.

Le présent document a été élaboré par le Comité technique ISO/TC 156, Corrosion des métaux et

alliages,en collaboration avec le Comité technique CEN/TC 262, Revêtements métalliques et inorganiques,

incluant ceux pour la protection contre la corrosion et les essais de corrosion des métaux et alliages, du

Comité européen de normalisation (CEN), conformément à l’Accord de coopération technique entre

l’ISO et le CEN (Accord de Vienne).

Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 7539-9:2003), qui a fait l’objet d’une

révision technique.

La principale modification par rapport à l’édition précédente est la suivante : la formule de calcul de K à

la Figure 9 a été corrigée.

Une liste de toutes les parties de la série ISO 7539 se trouve sur le site web de l’ISO.

Il convient de transmettre toute remarque ou question relative au présent document à l’Organisme

national de normalisation de l’utilisateur. Une liste exhaustive desdits organismes se trouve à l’adresse

www .iso .org/ members .html.
iv © ISO 2021 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 4 ----------------------
NORME INTERNATIONALE ISO 7539-9:2021(F)
Corrosion des métaux et alliages — Essais de corrosion
sous contrainte —
Partie 9:
Préparation et utilisation des éprouvettes préfissurées
pour essais sous charge croissante ou sous déplacement
croissant
1 Domaine d’application

1.1 Le présent document spécifie les modes opératoires de conception, de préparation et d’utilisation

d’éprouvettes préfissurées servant à évaluer la sensibilité d’un métal à la fissuration par corrosion sous

contrainte à l’aide d’essais sous charge croissante ou sous déplacement croissant. Les essais effectués

sous charge constante ou sous déplacement constant font l’objet de l’ISO 7539-6.

Pour les besoins du présent document, le terme « métal » inclut également les alliages.

1.2 Comme il est nécessaire de maintenir la plasticité en fond de fissure, les éprouvettes préfissurées ne

se prêtent pas à l’évaluation des produits minces tels que les tôles minces et les fils, et sont généralement

utilisées pour des produits plus épais tels que les tôles fortes, les barres et les pièces forgées. Elles

peuvent aussi être utilisées pour des pièces assemblées par soudage.

1.3 Les éprouvettes préfissurées peuvent être soumises à une contrainte à l’aide d’appareils exerçant

une charge ou un déplacement en croissance constante aux points d’application de charge.

1.4 Les éprouvettes préfissurées présentent l’avantage de permettre l’acquisition de données dont il

est possible de déduire les tailles critiques de défaut au‑delà desquelles une fissuration par corrosion

sous contrainte peut se produire au niveau de pièces de géométrie connue soumises à des efforts connus.

Ces éprouvettes permettent également de déterminer la vitesse de propagation des fissures de corrosion

sous contrainte.

1.5 L’essai a pour principal avantage de prendre en compte l’effet potentiel de la déformation

dynamique sur la limite de fissuration par corrosion sous contrainte.

1.6 À des taux de charge suffisamment faibles, le facteur d’intensité de contrainte limite pour la

fissuration par corrosion sous contrainte K déterminé par cette méthode peut être inférieur ou égal à

ISCC

celui obtenu par des méthodes d’essai sous charge constante ou sous déplacement constant et peut être

déterminé plus rapidement.
2 Références normatives

Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur

contenu, des 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 7539-6, Corrosion des métaux et alliages — Essais de corrosion sous contrainte — Partie 6: Préparation

et utilisation des éprouvettes préfissurées pour essais sous charge constante ou sous déplacement constant

© ISO 2021 – Tous droits réservés 1
---------------------- Page: 5 ----------------------
ISO 7539-9:2021(F)
3 Termes et définitions

Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l’ISO 7539‑6 ainsi que les

suivants s’appliquent.

L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en

normalisation, consultables aux adresses suivantes :
— IEC Electropedia : disponible à l’adresse http:// www .electropedia .org/ ;

— ISO Online browsing platform : disponible à l’adresse https:// www .iso .org/ obp.

3.1

vitesse de modification du déplacement d’ouverture de la fissure au niveau du plan de charge

flèche au niveau de l’accès au point de charge mesurée pendant une durée déterminée

3.2
facteur d’intensité de contrainte initiale
I-init

intensité de contrainte appliquée au début de la croissance mesurable de la fissure

3.3
vitesse de déplacement
dq/dt

vitesse de la croissance de la flèche mesurée à l’axe du point de charge ou éloignée de la ligne de charge

4 Principe

4.1 L’utilisation d’éprouvettes préfissurées témoigne de la difficulté de garantir l’absence totale

de défauts assimilables à des fissures, introduits soit en cours de fabrication, soit en service, dans les

constructions de structures. La présence de tels défauts permet en outre de mettre en évidence une

sensibilisation à la fissuration par corrosion sous contrainte qui, dans certains matériaux (par exemple

le titane), peut ne pas être révélée par des essais à charge constante sur éprouvette lisse. Les principes

de la mécanique de la rupture en régime élastique linéaire peuvent permettre de quantifier la contrainte

existante en fond de fissure sur une éprouvette ou une structure préfissurée à partir d’intensité de

contrainte en régime de déformation plane.

4.2 L’essai consiste à soumettre une éprouvette, dans laquelle une fissure a été créée par fatigue à partir

d’une entaille usinée, à une charge croissante ou à un déplacement croissant dans un environnement

chimiquement agressif. Le but est de quantifier les conditions dans lesquelles une propagation de fissure

favorisée par l’environnement peut se produire en termes de facteur d’intensité de contrainte limite pour

la fissuration par corrosion sous contrainte, K , et de cinétique de propagation.

ISCC

4.3 Les essais peuvent être effectués en traction ou en flexion. La caractéristique la plus importante de

l’essai est la faible vitesse de charge/déplacement appliquée.

4.4 En raison de la déformation dynamique associée à cette méthode, les données obtenues peuvent

être différentes de celles obtenues pour des éprouvettes préfissurées avec la même combinaison

d’environnement et de matériau lorsque les éprouvettes ne sont soumises qu’à des charges statiques.

4.5 Des données empiriques peuvent servir lors de la conception ou des prévisions de durée de vie, car

elles permettent d’assurer soit que les contraintes agissant sur des structures importantes ne suffiront

pas à favoriser la fissuration en environnement donné quels que soient les défauts préexistants, soit que

l’importance de la vitesse de propagation qui se produirait pendant la durée de vie calculée ou au cours

de contrôles peut être tolérée sans risque d’instabilité conduisant à la défaillance.

2 © ISO 2021 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 6 ----------------------
ISO 7539-9:2021(F)

4.6 La fissuration par corrosion sous contrainte est influencée par des facteurs à la fois mécaniques

et électrochimiques. Ces derniers peuvent varier en fonction de la profondeur, de l’ouverture ou de la

forme de la fissure, en raison de variations de la chimie et du potentiel d’électrode du fond de fissure, et

il peut ne pas être possible de les décrire exclusivement au moyen du facteur d’intensité de contrainte

intervenant dans la mécanique de la rupture.

4.7 La composante mécanique comporte à la fois des contraintes appliquées et des contraintes

résiduelles. Il convient de tenir compte de l’influence possible de ces dernières tant dans les essais de

laboratoire que dans leur application à des géométries plus complexes. Des gradients de contrainte

résiduelle dans une éprouvette peuvent provoquer une propagation non uniforme de la fissure le long du

front de fissure.

4.8 La valeur K est fonction de l’environnement (il convient que ce dernier simule l’environnement

ISCC
en service) et des conditions de charge.
5 Éprouvettes
5.1 Généralités

5.1.1 Des éprouvettes de géométrie fort différente, du type de celles employées pour les essais de

ténacité à la rupture, peuvent être utilisées. Les plus courantes sont décrites dans l’ISO 7539-6. Le type

d’éprouvette choisi sera fonction de la forme, de la résistance et de la sensibilité à la fissuration par

corrosion sous contrainte du matériau devant être soumis à essai ainsi que de l’objectif de l’essai.

5.1.2 Les dimensions de l’éprouvette doivent être suffisantes pour maintenir des conditions triaxiales

dominantes (régime de déformation plane), qui confinent la déformation plastique au voisinage de la

pointe de fissure. Les essais de ténacité à la rupture ont montré que, pour obtenir un mesurage valable

de K , il convient que la longueur de la fissure, a, et l’épaisseur, B, ne soient pas inférieures à

 
25,
 
 
p02,
 

et que, lorsque cela est possible, il convient de choisir des éprouvettes plus importantes dans lesquelles

a et B sont au moins égales à
 
 
 
p,02
 
pour obtenir un état mécanique adéquat.

Du point de vue de la mécanique de la rupture, il n’est pas actuellement possible de spécifier une

épaisseur minimale conduisant à l’obtention d’une valeur invariante de K . Un environnement

ISCC

agressif pendant les essais de corrosion sous contrainte peut réduire l’ampleur de la plasticité associée

à la rupture et donc les dimensions requises pour l’éprouvette assurant la limitation de la déformation

plastique. Toutefois, afin de réduire le plus possible le risque de régime mécanique inadéquat, il

convient de retenir des critères équivalents à ceux observés lors des essais de ténacité à la rupture, en

© ISO 2021 – Tous droits réservés 3
---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO 7539-9:2021(F)

ce qui concerne les dimensions des éprouvettes ; il convient donc que les valeurs a et B ne soient pas

inférieures à
 
25,
 
 
p02,
 
et qu’elles soient de préférence au moins égales à
 
 
 
p,02
 
où K est la valeur de l’intensité de contrainte à garantir pendant l’essai.

Pour vérifier la validité de la première de ces formules, K doit être remplacé par le facteur d’intensité

de contrainte limite déterminé de cette façon.

5.1.3 Si les éprouvettes doivent servir à déterminer K , il convient que la taille initiale de l’éprouvette

ISCC

résulte d’une estimation du K du matériau. Il est préférable, dans un premier temps, de surestimer la

ISCC

valeur K et donc d’utiliser une éprouvette plus importante que celle qui serait finalement nécessaire.

ISCC

Si les exigences de service impliquent le recours à un matériau d’épaisseur insuffisante pour remplir

les critères de validité, il est permis d’utiliser des éprouvettes de semblable épaisseur dès lors qu’il

est clairement indiqué que la valeur provisoire de K obtenue, K , ne vaut que pour l’application

ISCC QSCC

spécifique. Lorsqu’il est nécessaire de déterminer les modalités de propagation des fissures de corrosion

sous contrainte, en fonction du facteur d’intensité de contrainte, il convient que la taille de l’éprouvette

résulte d’une estimation de l’intensité maximale de contrainte à laquelle les vitesses de propagation de

fissure doivent être mesurées.

5.1.4 Il existe un vaste choix de géométries d’éprouvettes adaptées au matériau d’essai, aux installations

disponibles et aux objectifs de l’essai. Il est possible d’utiliser deux types principaux d’éprouvettes :

a) celles destinées à être chargées à l’aide d’un effort de traction ;
b) celles destinées à être chargées à l’aide d’un effort de flexion.

En d’autres termes, la croissance de la fissure peut être étudiée dans des conditions de charge en

traction ou en flexion. Les éprouvettes peuvent être utilisées soit pour déterminer K en amorçant

ISCC

une fissure de corrosion sous contrainte à partir d’une fissure de fatigue existante en utilisant une série

d’éprouvettes, soit pour mesurer des vitesses de propagation de fissure. Les éprouvettes sont chargées

pendant l’exposition en milieu d’essai, ce qui permet d’éviter l’inconvénient de périodes d’incubation

inutiles.

5.1.5 Les mesurages de la longueur de fissure peuvent être effectués rapidement moyennant un

certain nombre de méthodes de surveillance continues, comme la méthode de résistance électrique (voir

Annexe C).

5.1.6 Les éprouvettes pour essai en flexion peuvent en principe être soumises à essai à l’aide d’un

dispositif relativement simple d’essai de poutres en porte-à-faux, mais les éprouvettes soumises à des

charges en traction nécessitent une machine d’essai de traction.
5.2 Modèle d’éprouvette

5.2.1 Les éprouvettes peuvent être soumises à des efforts de traction ou de flexion. Selon le modèle, les

éprouvettes soumises à un effort de traction peuvent subir des contraintes en fond de fissure, qui sont

en majorité des contraintes de traction, comme les tôles épaisses à fissure centrale, ou comporter une

composante de flexion significative, comme les éprouvettes compactes pour essais de traction chargées

au niveau du front de fissure. La présence d’une contrainte de flexion significative en fond de fissure

4 © ISO 2021 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO 7539-9:2021(F)

peut être néfaste à la stabilité du parcours de propagation de la fissure pendant les essais de corrosion

sous contrainte et peut favoriser la ramification avec certains matériaux. Les éprouvettes pour essais de

flexion peuvent être chargées en trois points, en quatre points ou en porte‑à‑faux.

5.2.2 La présence d’un infléchissement du parcours de la fissure avec une tendance de la fissure à

sortir du plan de propagation peut être évitée à l’aide de rainures latérales.

5.2.3 Certaines géométries d’éprouvette présentent des avantages particuliers qui font qu’elles sont

fréquemment utilisées pour les essais de corrosion sous contrainte sous charge croissante/déplacement

croissant. Il s’agit notamment

a) des éprouvettes compactes (CTS) pour essais en traction qui réduisent le plus possible les exigences

en matériel ;

b) des éprouvettes pour essais de flexion chargées en porte‑à‑faux, en trois points et en quatre points

qui sont d’un usinage aisé et permettent des essais peu coûteux ;

c) des éprouvettes en forme de C qui peuvent être usinées à partir de cylindres à parois épaisses pour

étudier la propagation radiale de fissures longitudinales.

Les Figures 1 à 3 représentent les différents modèles d’éprouvettes normalisées. D’autres exemples de

géométrie, notamment la flexion en trois points, sont présentés dans la Référence [7].

© ISO 2021 – Tous droits réservés 5
---------------------- Page: 9 ----------------------
ISO 7539-9:2021(F)
Dimensions en millimètres, valeurs de rugosité de surface en micromètres
Légende
a longueur effective de la fissure, a = 0,45W à 0,55W
B épaisseur, B = 0,5W
l longueur effective de l’entaille, l = 0,25W à 0,45W

N largeur de l’entaille, N = 0,065W maximum (si W > 25 mm) ou 1,5 mm maximum (si W ≤ 25 mm)

W largeur

Figure 1 — Dimensions proportionnelles et tolérances pour des éprouvettes pour sollicitation

en flexion en porte‑à‑faux, en trois points et en quatre points
6 © ISO 2021 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 10 ----------------------
ISO 7539-9:2021(F)
Dimensions en millimètres, valeurs de rugosité de surface en micromètres
Légende
a longueur effective de la fissure, a = 0,45W à 0,55W
B épaisseur, B = 0,5W
C largeur totale, C = 1,25W minimum
D diamètre de l’ouverture, D = 0,25W
F demi-distance entre les bords extérieurs de l’ouverture, F = 1,6D
H demi-hauteur, H = 0,6W
l longueur effective de l’entaille, l = 0,25W à 0,40W
N largeur de l’entaille, N = 0,065W maximum
W largeur nette

Figure 2 — Dimensions proportionnelles et tolérances des éprouvettes compactes pour

sollicitation en traction
© ISO 2021 – Tous droits réservés 7
---------------------- Page: 11 ----------------------
ISO 7539-9:2021(F)
Dimensions en millimètres, valeurs de rugosité de surface en micromètres
Légende
B épaisseur, B = 0,50W ± 0,01W
D diamètres des ouvertures, D = 0,25W ± 0,005W
l longueur effective de l’entaille, l = 0,3W
N largeur de l’entaille, N = 1,5 mm minimum (0,1W maximum)
r rayon intérieur
r rayon extérieur

T distance entre l’axe des ouvertures et la surface extérieure, T = 0,25W ± 0,01W

W largeur nette

X distance entre l’axe des ouvertures et la tangente à la surface intérieure, X = 0,50W ± 0,005W

Z distance entre l’axe des ouvertures et la face de l’éprouvette, Z = 0,25W ± 0,01W

Il convient que toutes les surfaces soient, suivant le cas, perpendiculaires ou parallèles à 0,002W TIR près (lecture

totale de l’indicateur) et que les surfaces « E » soient perpendiculaires aux surfaces « Y » à 0,02W TIR près.

Figure 3 — Dimensions proportionnelles et tolérances des éprouvettes en forme de C

5.2.4 S’il se révèle difficile, par exemple, de maîtriser l’amorçage et/ou la propagation de la fissure de

fatigue, une entaille en chevron comme illustrée à la Figure 4 peut être réalisée si nécessaire. Au besoin,

son angle de dégagement peut être porté de 90° à 120°.
8 © ISO 2021 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 12 ----------------------
ISO 7539-9:2021(F)
Dimensions en millimètres
Légende

a fraisage à 60° de façon à obtenir une entaille dont le rayon de pied est de 0,3 mm au maximum pour toutes les

tailles d’éprouvettes.
Figure 4 — Entaille en chevron

5.2.5 Lorsqu’il est nécessaire de mesurer les déplacements associés à l’ouverture de fissure, des

biseaux permettant de placer les capteurs de déplacement peuvent être usinés entre les lèvres de

l’entaille, comme le montre la Figure 5 a). Des biseaux séparés peuvent également être vissés ou collés

© ISO 2021 – Tous droits réservés 9
---------------------- Page: 13 ----------------------
ISO 7539-9:2021(F)

sur l’éprouvette sur les bords opposés de l’entaille, comme le montre la Figure 5 b). La Figure 6 donne les

détails de réalisation d’un capteur de déplacement à lames approprié.
a) Type intégral
b) Type vissé

NOTE Sous réserve qu’une résistance adéquate puisse être garantie, les biseaux ci‑dessus peuvent être fixés

par un adhésif.
Figure 5 — Biseaux pour l’emplacement des capteurs de déplacement
10 © ISO 2021 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 14 ----------------------
ISO 7539-9:2021(F)
a) Capteur de déplacement monté sur une éprouvette
b) Dimensions des lames
© ISO 2021 – Tous droits réservés 11
---------------------- Page: 15 ----------------------
ISO 7539-9:2021(F)
c) Circuit du pont de mesure
Légende
A, B bornes
V tension
T , T jauges de déformation en traction
1 2
C , C jauges de déformation en compression
1 2

il convient que cette dimension soit égale à 3,8 × la longueur initiale de la jauge.

amincissement de la lame du capteur : 0,5 à 0,8.

Il convient que les jauges de déformation et les matériaux soient adaptés au milieu d’essai.

Figure 6 — Détails d’un capteur de déplacement à lames
5.3 Considérations concernant le facteur d’intensité de contrainte

5.3.1 La théorie de l’élasticité permet de démontrer que le facteur d’intensité de contrainte, K , agissant

au fond d’une fissure sur des éprouvettes ou des structures de géométries différentes peut être exprimé

par des formules du type :
Ka =×Q σ ×
Q est la constante géométrique ;
σ est la contrainte appliquée ;
a est la longueur de la fissure.

5.3.2 La valeur K des éprouvettes de géométrie et à méthode de chargement particulières peut

être établie en effectuant une analyse de contrainte par éléments finis, ou par calcul expérimental ou

théorique de la complaisance de l’éprouvette.

5.3.3 Les valeurs de K peuvent être calculées par application d’un coefficient d’intensité de contrainte

(sans dimension), Y, relatif à la longueur de fissure et exprimé sous la forme a/W pour les éprouvettes

compactes pour essais en traction et en forme de C, au moyen d’une fonction du type :

K =
12 © ISO 2021 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 16 ----------------------
ISO 7539-9:2021(F)
P est la largeur de l’éprouvette ;
W est la largeur de l’éprouvette.
5.3.4 Lorsqu’il est nécessaire d’utiliser des éprouvettes à rainur
...

FINAL
INTERNATIONAL ISO/FDIS
DRAFT
STANDARD 7539-9
ISO/TC 156
Corrosion of metals and alloys —
Secretariat: SAC
Stress corrosion testing —
Voting begins on:
2021-04-28
Part 9:
Voting terminates on:
Preparation and use of pre-cracked
2021-06-23
specimens for tests under rising load
or rising displacement
Corrosion des métaux et alliages — Essais de corrosion sous
contrainte —
Partie 9: Préparation et utilisation des éprouvettes préfissurées pour
essais sous charge croissante ou sous déplacement croissant
ISO/CEN PARALLEL PROCESSING
RECIPIENTS OF THIS DRAFT ARE INVITED TO
SUBMIT, WITH THEIR COMMENTS, NOTIFICATION
OF ANY RELEVANT PATENT RIGHTS OF WHICH
THEY ARE AWARE AND TO PROVIDE SUPPOR TING
DOCUMENTATION.
IN ADDITION TO THEIR EVALUATION AS
Reference number
BEING ACCEPTABLE FOR INDUSTRIAL, TECHNO-
ISO/FDIS 7539-9:2021(E)
LOGICAL, COMMERCIAL AND USER PURPOSES,
DRAFT INTERNATIONAL STANDARDS MAY ON
OCCASION HAVE TO BE CONSIDERED IN THE
LIGHT OF THEIR POTENTIAL TO BECOME STAN-
DARDS TO WHICH REFERENCE MAY BE MADE IN
NATIONAL REGULATIONS. ISO 2021
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO/FDIS 7539-9:2021(E)
COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
© ISO 2021

All rights reserved. Unless otherwise specified, or required in the context of its implementation, 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
CP 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Geneva
Phone: +41 22 749 01 11
Email: copyright@iso.org
Website: www.iso.org
Published in Switzerland
ii © ISO 2021 – All rights reserved
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO/FDIS 7539-9:2021(E)
Contents Page

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

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

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

3 Terms and Definitions .................................................................................................................................................................................... 1

4 Principle ........................................................................................................................................................................................................................ 2

5 Specimens .................................................................................................................................................................................................................... 3

5.1 General ........................................................................................................................................................................................................... 3

5.2 Specimen design .................................................................................................................................................................................... 4

5.3 Stress intensity factor considerations ......... .....................................................................................................................11

5.4 Specimen preparation ...................................................................................................................................................................15

5.5 Specimen identification ................................................................................................................................................................17

6 Initiation and propagation of fatigue cracks ........................................................................................................................17

7 Procedure..................................................................................................................................................................................................................19

7.1 General ........................................................................................................................................................................................................19

7.2 Environmental considerations ...............................................................................................................................................19

7.3 Environmental chamber ..............................................................................................................................................................20

7.4 Environmental control and monitoring .........................................................................................................................21

7.5 Selection of initial K value prior to dynamic loading ..........................................................................................21

7.6 Determination of K .....................................................................................................................................................................

ISCC 22

7.6.1 General...................................................................................................................................................................................22

7.6.2 Determination schedule .........................................................................................................................................22

7.6.3 Validation of test results .........................................................................................................................................24

7.7 Determination of crack velocity ............................................................................................................................................24

8 Test report ................................................................................................................................................................................................................25

Annex A (informative) Determination of a suitable displacement rate for determining K

ISCC

from constant displacement rate tests .......................................................................................................................................27

Annex B (informative) Determination of crack growth velocity...........................................................................................29

Annex C (informative) Information on indirect methods for measuring crack length (see

also ISO 21153) ...................................................................................................................................................................................................30

Bibliography .............................................................................................................................................................................................................................32

© ISO 2021 – All rights reserved iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO/FDIS 7539-9:2021(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 156, Corrosion of metals and alloys, in

collaboration with the European Committee for Standardization (CEN) Technical Committee CEN/TC

262, Metallic and other inorganic coatings, in accordance with the Agreement on technical cooperation

between ISO and CEN (Vienna Agreement).

This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 7539-9:2003), which has been technically

revised.

The main change compared to the previous edition is as follows: the formula for K in Figure 9 has been

corrected.
A list of all parts in the ISO 7539 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.
iv © ISO 2021 – All rights reserved
---------------------- Page: 4 ----------------------
FINAL DRAFT INTERNATIONAL STANDARD ISO/FDIS 7539-9:2021(E)
Corrosion of metals and alloys — Stress corrosion
testing —
Part 9:
Preparation and use of pre-cracked specimens for tests
under rising load or rising displacement
1 Scope

1.1 This document specifies procedures for designing, preparing and using pre-cracked specimens for

investigating the susceptibility of metal to stress corrosion cracking (SCC) by means of tests conducted

under rising load or rising displacement. Tests conducted under constant load or constant displacement

are dealt with in ISO 7539-6.
The term “metal” as used in this document includes alloys.

1.2 Because of the need to confine plasticity at the crack tip, pre-cracked specimens are not suitable

for the evaluation of thin products such as sheet or wire and are generally used for thicker products

including plate, bar, and forgings. They can also be used for parts joined by welding.

1.3 Pre-cracked specimens can be stressed quantitatively with equipment for application of a

monotonically increasing load or displacement at the loading points.

1.4 A particular advantage of pre-cracked specimens is that they allow data to be acquired from which

critical defect sizes, above which stress corrosion cracking can occur, can be estimated for components

of known geometry subjected to known stresses. They also enable rates of stress corrosion crack

propagation to be determined.

1.5 A principal advantage of the test is that it takes account of the potential impact of dynamic straining

on the threshold for stress corrosion cracking.

1.6 At sufficiently low loading rates, the threshold stress intensity factor for susceptibility to stress

corrosion cracking, K , determined by this method can be less than or equal to that obtained by

ISCC
constant load or displacement methods and can be determined more rapidly.
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 7539-6, Corrosion of metals and alloys — Stress corrosion testing — Part 6: Preparation and use of

precracked specimens for tests under constant load or constant displacement
3 Terms and Definitions

For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 7539-6 as well as the

following apply.
© ISO 2021 – All rights reserved 1
---------------------- Page: 5 ----------------------
ISO/FDIS 7539-9:2021(E)

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

— IEC Electropedia: available at http:// www .electropedia .org/
— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp.
3.1
rate of change of crack opening displacement at loading plane
deflection at the loading point access measured over a fixed period
3.2
stress intensity factor at crack initiation
I-init
stress intensity applied at the commencement of measurable crack growth
3.3
displacement rate
dq/dt

rate of increase of the deflection either measured at the loading point axis or away from the loading line

4 Principle

4.1 The use of pre-cracked specimens acknowledges the difficulty of ensuring that crack-like defects

introduced during either manufacture or subsequent service are totally absent from structures.

Furthermore, the presence of such defects can cause a susceptibility to stress corrosion cracking which in

some materials (e.g. titanium) may not be evident from tests under constant load on smooth specimens.

The principles of linear elastic fracture mechanics can be used to quantify the stress situation existing at

the crack tip in a pre-cracked specimen or structure in terms of the plane strain-stress intensity.

4.2 The test involves subjecting a specimen in which a crack has been developed from a machined notch

by fatigue to an increasing load or displacement during exposure to a chemically agressive environment.

The objective is to quantify the conditions under which environmentally-assisted crack extension can

occur in terms of the threshold stress intensity for stress corrosion cracking, K , and the kinetics of

ISCC
crack propagation.

4.3 Tests may be conducted in tension or in bending. The most important characteristic of the test is

the low loading/displacement rate which is applied.

4.4 Because of the dynamic straining which is associated with this method the data obtained may

differ from those obtained for pre-cracked specimens with the same combination of environment and

material when the specimens are subjected to static loading only.

4.5 The empirical data can be used for design or life prediction purposes in order to ensure either that

the stresses within large structures are insufficient to promote the initiation of environmentally-assisted

cracking at whatever pre-existing defects may be present or that the amount of crack growth which

would occur within the design life or inspection periods can be tolerated without the risk of unstable

failure.

4.6 Stress corrosion cracking is influenced by both mechanical and electrochemical driving forces.

The latter can vary with crack depth, opening or shape because of variations in crack-tip chemistry and

electrode potential and may not be uniquely described by the fracture mechanics stress intensity factor.

4.7 The mechanical driving force includes both applied and residual stresses. The possible influence

of the latter should be considered in both laboratory testing and the application to more complex

2 © ISO 2021 – All rights reserved
---------------------- Page: 6 ----------------------
ISO/FDIS 7539-9:2021(E)

geometries. Gradients in residual stress in a specimen may result in non-uniform crack growth along the

crack front.

4.8 K is a function of the environment, which should simulate that in service, and of the conditions

ISCC
of loading.
5 Specimens
5.1 General

5.1.1 A wide range of standard specimen geometries of the type employed in fracture toughness

tests may be used, those most commonly employed are described in ISO 7539-6. The particular type of

specimen used will be dependent upon the form, the strength and the susceptibility to stress corrosion

cracking of the material to be tested and also on the objective of the test.

5.1.2 A basic requirement is that the dimensions shall be sufficient to maintain predominantly triaxial

(plane strain) conditions in which plastic deformation is limited in the vicinity of the crack tip. Experience

with fracture toughness testing has shown that for a valid K measurement, both the crack length, a, and

the thickness, B, should be not less than
 
25,
 
 
p02,
 
and that, where possible, larger specimens where both a and B are at least
 
 
 
p,02
 
should be used to ensure adequate constraint.

From the view of fracture mechanics, a minimum thickness from which an invariant value of K

ISCC

is obtained cannot currently be specified. The presence of an aggressive environment during stress

corrosion may reduce the extent of plasticity associated with fracture and hence the specimen

dimensions needed to limit plastic deformation. However, in order to minimize the risk of inadequate

constraint, it is recommended that similar criteria to those employed during fracture toughness testing

should be employed regarding specimen dimensions, i.e. both a and B should be not less than

 
25,
 
 
p02,
 
and preferably should be not less than
 
 
 
p,02
 
where K is the stress intensity to be applied during testing.

As a test for its validity, the threshold stress intensity value eventually determined shall be substituted

for K in the first of these expressions.

5.1.3 If the specimens are to be used for the determination of K , the initial specimen size should

ISCC

be based on an estimate of the K of the material. In the first instance, it is better to over-estimate

ISCC

the K value and therefore use a larger specimen that may eventually be found necessary. Where the

ISCC

service application involves the use of material of insufficient thickness to satisfy the conditions for

© ISO 2021 – All rights reserved 3
---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO/FDIS 7539-9:2021(E)

validity, it is permissible to test specimens of similar thickness, provided that it is clearly stated that

the provisional value of K obtained, K , is of relevance only to that specific application. Where it

ISCC QSCC

is required to determine stress corrosion crack growth behaviour as a function of stress intensity, the

specimen size should be based on an estimate of the highest stress intensity at which crack growth rates

are to be measured.

5.1.4 A wide choice of specimen geometries is available to suit the form of the test material, the

experimental facilities available and the objectives of the test. Two basic types of specimen can be used:

a) those intended for being loaded by means of a tensile force;
b) those intended for being loaded by means of a bending force.

This means that crack growth can be studied under either bend or tension loading conditions. The

specimens can be used for either the determination of K by the initiation of a stress corrosion crack

ISCC

from a pre-existing fatigue crack using a series of specimens and for measurements of crack growth

rates. Since the specimens are loaded during exposure to the test environment the risk of unnecessary

incubation periods is avoided.

5.1.5 Crack length measurements can be made readily with a number of continuous monitoring

methods such as the electrical resistance technique (see Annex C).

5.1.6 Bend specimens can in principle be tested in relatively simple cantilever beam equipment but

specimens subjected to tension loading require a tensile test machine.
5.2 Specimen design

5.2.1 The specimens can be subjected to either tension or bend loading. Depending on the design,

tension loaded specimens can experience stresses at the crack tip which are predominantly tensile, as

in remote tension types such as the centre-cracked plate, or contain a significant bend component, as in

crack-line loaded types such as compact tension specimens. The presence of significant bending stress at

the crack tip can adversely affect the crack path stability during stress corrosion testing and can facilitate

crack branching in certain materials. Bend specimens can be loaded in 3-point, 4-point or cantilever

bend fixtures.

5.2.2 The occurrence of crack-line bending with an associated tendency for crack growth out of plane

can be curbed by the use of side grooves.

5.2.3 A number of specimen geometries have specific advantages which have caused them to be

frequently used for rising load/displacement stress corrosion testing. These include

a) compact tension (CTS) specimens which minimize the material requirement;

b) cantilever, three-point, and four-point bend specimens which are easy to machine and inexpensive

to test;

c) C-shaped specimens which can be machined from thick walled cylinders in order to study the radial

propagation of longitudinally oriented cracks.

Details of standard specimen designs for several of these types of specimen are given in Figures 1 to 3.

Further examples for other geomteries including three-point bend can be found in Reference [7].

4 © ISO 2021 – All rights reserved
---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO/FDIS 7539-9:2021(E)
Dimensions in millimetres, surface roughness values in micrometres
Key
a effective crack length, a = 0,45W to 0,55W
B thickness, B = 0,5W
l effective notch length, l = 0,25W to 0,45W

N notch width, N = 0,065W maximum (if W > 25 mm) or 1,5 mm maximum (if W ≤ 25 mm)

W width

Figure 1 — Proportional dimensions and tolerances for cantilever, three-point and four-point

bend test pieces
© ISO 2021 – All rights reserved 5
---------------------- Page: 9 ----------------------
ISO/FDIS 7539-9:2021(E)
Dimensions in millimetres, surface roughness values in micrometres
Key
a effective crack length, a = 0,45W to 0,55W
B thickness, B = 0,5W
C total width, C = 1,25W minimum
D hole diameter, D = 0,25W
F half-distance between hole outer edges, F = 1,6D
H half-height, H = 0,6W
l effective notch length, l = 0,25W to 0,40W
N notch width, N = 0,065W maximum
W net width

Figure 2 — Proportional dimensions and tolerances for compact tension test pieces

6 © ISO 2021 – All rights reserved
---------------------- Page: 10 ----------------------
ISO/FDIS 7539-9:2021(E)
Dimensions in millimetres, surface roughness values in micrometres
Key
B thickness, B = 0,50W ± 0,01W
C total width, C = 1,25W minimum
D diameter of holes, D = 0,25W ± 0,005W
F half-distance between hole outer edges, F = 1,6D
H half-height, H = 0,6W
l effective notch length, l = 0,3W
N notch width, N = 1,5 mm minimum (0,1W maximum)
r internal radius
r external radius
T Distance from the hole axis to outer surface, T = 0,25W ± 0,01W
W net width

X distance from the hole axis to a tangent with the inner surface, X = 0,50W ± 0,005W

Z distance from the hole axis to face of specimen, Z = 0,25W ± 0,01W

All surfaces should be perpendicular and parallel, as applicable, to within 0,002W total indicator reading (TIR) and

“E” surfaces should be perpendicular to “Y” surfaces to within 0,02W TIR.
Figure 3 — Proportional dimensions and tolerances for C-shaped test pieces
© ISO 2021 – All rights reserved 7
---------------------- Page: 11 ----------------------
ISO/FDIS 7539-9:2021(E)

5.2.4 If required, for example if either fatigue crack initiation or propagation, or both, are difficult to

control satisfactorily, a chevron notch configuration as shown in Figure 4 may be used. If required, its

included angle may be increased from 90° to 120°.
Dimensions in millimetres
Key

Mill with a 60° cutter; notch root radius 0,3 mm maximum for all test piece sizes.

Figure 4 — Chevron notch

5.2.5 Where it is necessary to measure crack opening displacements knife edges for the location of

displacement gauges can be machined into the mouth of the notch, as shown in Figure 5 a). Alternatively,

8 © ISO 2021 – All rights reserved
---------------------- Page: 12 ----------------------
ISO/FDIS 7539-9:2021(E)

separate knife edges can either be screwed or glued onto the specimen at opposite sides of the notch, as

shown in Figure 5 b). Details of a suitable tapered beam displacement gauge are given in Figure 6.

a) Integral type
b) Screw-on type

NOTE Provided adequate strength can be ensured, the above knife edges can be fixed using adhesive.

Figure 5 — Knife edges for location of displacement gauges
© ISO 2021 – All rights reserved 9
---------------------- Page: 13 ----------------------
ISO/FDIS 7539-9:2021(E)
a) Displacement gauge mounted on a test piece
b) Dimensions of beams
10 © ISO 2021 – All rights reserved
---------------------- Page: 14 ----------------------
ISO/FDIS 7539-9:2021(E)
c) Bridge measurement circuit
Key
This dimension should be 3,8 × the minimum initial gauge length.
Beam thickness taper: 0,5 to 0,8.
A, B terminals
V voltage
T , T strain gauges under tension
1 2
C , C strain gauges under compression
1 2
Strain gauges and materials should be selected to suit the test environment.
Figure 6 — Details of tapered beam displacement gauge
5.3 Stress intensity factor considerations

5.3.1 It can be shown using elastic theory that the stress intensity, K , acting at the tip of a crack in

specimens or structures of various geometries can be expressed by relationships of the form

Ka =×Q σ ×
where
Q is the geometrical constant,
σ is the applied stress,
a is the crack length.

5.3.2 The solutions for K for specimens of particular geometry and loading method can be established

by means of finite element stress analysis, or by either experimental or theoretical determinations of

specimen compliance.

5.3.3 K values can be calculated by means of a dimensionless stress intensity coefficient, Y, related

to crack length expressed in terms of a/W through relationship of the form for compact tension and

C-shaped specimens as shown in:
K =
where
© ISO 2021 – All rights reserved 11
---------------------- Page: 15 ----------------------
ISO/FDIS 7539-9:2021(E)
P is the width of the specimen;
W is the widthof the specimen.

5.3.4 Where it is necessary to use side-grooved specimens in order to curb crack branching tendencies,

etc., shallow side grooves, usually 5 % of the specimen thickness on both sides, can be used. Either semi-

circular or 60° V-grooves can be used, but it should be noted that even with semi-circular side grooves of

up to 50 % of the specimen thickness it is not always possible to maintain the crack in the desired plane

of extension. Where side grooves are employed, the effect of the reduced thickness, B , due to the grooves

on the stress intensity can be taken into account by replacing B by in the expression:

BB ×

However, the influence of side grooving on the stress intensity factor is far from established and

correction factors should be treated with caution, particularly if deep side grooves are used.

5.3.5 Solutions for Y for specimens with geometries which are often used for stress corrosion testing

are given in Figures 7 to 9. ISO 11782-2, ISO 12135 and Reference [7] provide information for other

geometries.
12 © ISO 2021 – All rights reserved
---------------------- Page: 16 ----------------------
ISO/FDIS 7539-9:2021(E)
K =
where
is the distance from centre of notch to loading point
1 a
=62, 1 −−1 in the case where S = 1,5W.

NOTE This expression was originally derived from the combined techniques of stress analysis and

compliance and, although its inaccuracy and validity limits are not well-defined, it has been used over the range

02,,≤≤06 . For greater confidence, it is recommended that an empirical compliance be used.

Figure 7 — Stress intensity factor solution for cantilever bend specimen (expressions for other

bend specimens can be found in the reference to Tada et al.)
© ISO 2021 – All rights reserved 13
---------------------- Page: 17 ----------------------
ISO/FDIS 7539-9:2021(E)
K =
2 3 4
 
a a a a
W        
where Y = 0,,886+−464133,,2 +1472 −56,  .
       
W W W W
       
 
 
 
 
 

NOTE The inaccuracy of this expression is considered to be no greater than ±0,5 % over the range

02,,≤≤10 .
Figure 8 — Stress intensity factor solution for compact tension specimen
14 © ISO 2021 – All rights reserved
---------------------- Page: 18 ----------------------
ISO/FDIS 7539-9:2021(E)
 
P X a a  r  a
     
K = 31++,,9111+−02, 51 1− f
 
       
W W W r W
BW√
     
 2 
 
 
 
2 3
 
 
a a a a
  W    
 
where f = 37,,46−+30 63, 22− ,,43 .
 
     
W W W W
     
 
 
 
 
 
a r

NOTE The accuracy of this expression for for all values of is considered to be as follows: within 1,0 %

W r
a X a X
over the range 04,,50≤≤ 55 and of 0 or 0,5; within 1,5 % for 02,≤≤1 and
...

PROJET
NORME ISO/FDIS
FINAL
INTERNATIONALE 7539-9
ISO/TC 156
Corrosion des métaux et alliages —
Secrétariat: SAC
Essais de corrosion sous contrainte —
Début de vote:
2021-04-28
Partie 9:
Vote clos le:
Préparation et utilisation des
2021-06-23
éprouvettes préfissurées pour essais
sous charge croissante ou sous
déplacement croissant
Corrosion of metals and alloys — Stress corrosion testing —
Part 9: Preparation and use of pre-cracked specimens for tests under
rising load or rising displacement
LES DESTINATAIRES DU PRÉSENT PROJET SONT
INVITÉS À PRÉSENTER, AVEC LEURS OBSER-
VATIONS, NOTIFICATION DES DROITS DE PRO-
TRAITEMENT PARALLÈLE ISO/CEN
PRIÉTÉ DONT ILS AURAIENT ÉVENTUELLEMENT
CONNAISSANCE ET À FOURNIR UNE DOCUMEN-
TATION EXPLICATIVE.
OUTRE LE FAIT D’ÊTRE EXAMINÉS POUR
ÉTABLIR S’ILS SONT ACCEPTABLES À DES FINS
INDUSTRIELLES, TECHNOLOGIQUES ET COM-
Numéro de référence
MERCIALES, AINSI QUE DU POINT DE VUE
ISO/FDIS 7539-9:2021(F)
DES UTILISATEURS, LES PROJETS DE NORMES
INTERNATIONALES DOIVENT PARFOIS ÊTRE
CONSIDÉRÉS DU POINT DE VUE DE LEUR POSSI-
BILITÉ DE DEVENIR DES NORMES POUVANT
SERVIR DE RÉFÉRENCE DANS LA RÉGLEMENTA-
TION NATIONALE. ISO 2021
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO/FDIS 7539-9:2021(F)
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2021

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
E-mail: copyright@iso.org
Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii © ISO 2021 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO/FDIS 7539-9:2021(F)
Sommaire Page

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

1 Domaine d’application ................................................................................................................................................................................... 1

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

3 Termes et définitions ....................................................................................................................................................................................... 2

4 Principe .......................................................................................................................................................................................................................... 2

5 Éprouvettes ................................................................................................................................................................................................................ 3

5.1 Généralités .................................................................................................................................................................................................. 3

5.2 Modèle d’éprouvette .......................................................................................................................................................................... 4

5.3 Considérations concernant le facteur d’intensité de contrainte ...............................................................12

5.4 Préparation des éprouvettes ....................................................................................................................................................15

5.5 Identification des éprouvettes ................................................................................................................................................17

6 Amorçage et propagation de la fissure de fatigue ..........................................................................................................17

7 Mode opératoire.................................................................................................................................................................................................19

7.1 Généralités ...............................................................................................................................................................................................19

7.2 Considérations environnementales ...................................................................................................................................19

7.3 Enceinte environnementale ......................................................................................................................................................20

7.4 Contrôle et surveillance du milieu ......................................................................................................................................21

7.5 Sélection de la valeur K initiale avant l’application de la charge dynamique ................................22

7.6 Détermination de K ...................................................................................................................................................................

ISCC 22

7.6.1 Généralités .........................................................................................................................................................................22

7.6.2 Programme des essais ..............................................................................................................................................23

7.6.3 Validation des résultats d’essai ........................................................................................................................25

7.7 Détermination de la vitesse de fissuration ..................................................................................................................25

8 Rapport d’essai ....................................................................................................................................................................................................26

Annexe A (informative) Détermination d’une vitesse de déplacement adaptée pour établir

la valeur K à partir d’essais à vitesse de déplacement constante ..........................................................28

ISCC

Annexe B (informative) Détermination de la vitesse de propagation de la fissure ..........................................30

Annexe C (informative) Informations sur les méthodes de mesure indirectes de la longueur

de fissure (voir aussi l’ISO 21153) ..................................................................................................................................................31

Bibliographie ...........................................................................................................................................................................................................................33

© ISO 2021 – Tous droits réservés iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO/FDIS 7539-9:2021(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 appelée 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/ patents).

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/ foreword .html.

Le présent document a été élaboré par le Comité technique ISO/TC 156, Corrosion des métaux et

alliages,en collaboration avec le Comité technique CEN/TC 262, Revêtements métalliques et inorganiques,

incluant ceux pour la protection contre la corrosion et les essais de corrosion des métaux et alliages, du

Comité européen de normalisation (CEN), conformément à l’Accord de coopération technique entre

l’ISO et le CEN (Accord de Vienne).

Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 7539-9:2003), qui a fait l’objet d’une

révision technique.

La principale modification par rapport à l’édition précédente est la suivante : la formule de calcul de K à

la Figure 9 a été corrigée.

Une liste de toutes les parties de la série ISO 7539 se trouve sur le site web de l’ISO.

Il convient de transmettre toute remarque ou question relative au présent document à l’Organisme

national de normalisation de l’utilisateur. Une liste exhaustive desdits organismes se trouve à l’adresse

www .iso .org/ members .html.
iv © ISO 2021 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 4 ----------------------
PROJET FINAL DE NORME INTERNATIONALE ISO/FDIS 7539-9:2021(F)
Corrosion des métaux et alliages — Essais de corrosion
sous contrainte —
Partie 9:
Préparation et utilisation des éprouvettes préfissurées
pour essais sous charge croissante ou sous déplacement
croissant
1 Domaine d’application

1.1 Le présent document spécifie les modes opératoires de conception, de préparation et d’utilisation

d’éprouvettes préfissurées servant à évaluer la sensibilité d’un métal à la fissuration par corrosion sous

contrainte à l’aide d’essais sous charge croissante ou sous déplacement croissant. Les essais effectués

sous charge constante ou sous déplacement constant font l’objet de l’ISO 7539-6.

Pour les besoins du présent document, le terme « métal » inclut également les alliages.

1.2 Comme il est nécessaire de maintenir la plasticité en fond de fissure, les éprouvettes préfissurées ne

se prêtent pas à l’évaluation des produits minces tels que les tôles minces et les fils, et sont généralement

utilisées pour des produits plus épais tels que les tôles fortes, les barres et les pièces forgées. Elles

peuvent aussi être utilisées pour des pièces assemblées par soudage.

1.3 Les éprouvettes préfissurées peuvent être soumises à une contrainte à l’aide d’appareils exerçant

une charge ou un déplacement en croissance constante aux points d’application de charge.

1.4 Les éprouvettes préfissurées présentent l’avantage de permettre l’acquisition de données dont il

est possible de déduire les tailles critiques de défaut au‑delà desquelles une fissuration par corrosion

sous contrainte peut se produire au niveau de pièces de géométrie connue soumises à des efforts connus.

Ces éprouvettes permettent également de déterminer la vitesse de propagation des fissures de corrosion

sous contrainte.

1.5 L’essai a pour principal avantage de prendre en compte l’effet potentiel de la déformation

dynamique sur la limite de fissuration par corrosion sous contrainte.

1.6 À des taux de charge suffisamment faibles, le facteur d’intensité de contrainte limite pour la

fissuration par corrosion sous contrainte K déterminé par cette méthode peut être inférieur ou égal à

ISCC

celui obtenu par des méthodes d’essai sous charge constante ou sous déplacement constant et peut être

déterminé plus rapidement.
2 Références normatives

Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur

contenu, des 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 7539-6, Corrosion des métaux et alliages — Essais de corrosion sous contrainte — Partie 6: Préparation

et utilisation des éprouvettes préfissurées pour essais sous charge constante ou sous déplacement constant

© ISO 2021 – Tous droits réservés 1
---------------------- Page: 5 ----------------------
ISO/FDIS 7539-9:2021(F)
3 Termes et définitions

Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l’ISO 7539‑6 ainsi que les

suivants s’appliquent.

L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en

normalisation, consultables aux adresses suivantes :
— IEC Electropedia : disponible à l’adresse http:// www .electropedia .org/ ;

— ISO Online browsing platform : disponible à l’adresse https:// www .iso .org/ obp.

3.1

vitesse de modification du déplacement d’ouverture de la fissure au niveau du plan de charge

flèche au niveau de l’accès au point de charge mesurée pendant une durée déterminée

3.2
facteur d’intensité de contrainte initiale
I-init

intensité de contrainte appliquée au début de la croissance mesurable de la fissure

3.3
vitesse de déplacement
dq/dt

vitesse de la croissance de la flèche mesurée à l’axe du point de charge ou éloignée de la ligne de charge

4 Principe

4.1 L’utilisation d’éprouvettes préfissurées témoigne de la difficulté de garantir l’absence totale

de défauts assimilables à des fissures, introduits soit en cours de fabrication, soit en service, dans les

constructions de structures. La présence de tels défauts permet en outre de mettre en évidence une

sensibilisation à la fissuration par corrosion sous contrainte qui, dans certains matériaux (par exemple

le titane), peut ne pas être révélée par des essais à charge constante sur éprouvette lisse. Les principes

de la mécanique de la rupture en régime élastique linéaire peuvent permettre de quantifier la contrainte

existante en fond de fissure sur une éprouvette ou une structure préfissurée à partir d’intensité de

contrainte en régime de déformation plane.

4.2 L’essai consiste à soumettre une éprouvette, dans laquelle une fissure a été créée par fatigue à partir

d’une entaille usinée, à une charge croissante ou à un déplacement croissant dans un environnement

chimiquement agressif. Le but est de quantifier les conditions dans lesquelles une propagation de fissure

favorisée par l’environnement peut se produire en termes de facteur d’intensité de contrainte limite pour

la fissuration par corrosion sous contrainte, K , et de cinétique de propagation.

ISCC

4.3 Les essais peuvent être effectués en traction ou en flexion. La caractéristique la plus importante de

l’essai est la faible vitesse de charge/déplacement appliquée.

4.4 En raison de la déformation dynamique associée à cette méthode, les données obtenues peuvent

être différentes de celles obtenues pour des éprouvettes préfissurées avec la même combinaison

d’environnement et de matériau lorsque les éprouvettes ne sont soumises qu’à des charges statiques.

4.5 Des données empiriques peuvent servir lors de la conception ou des prévisions de durée de vie, car

elles permettent d’assurer soit que les contraintes agissant sur des structures importantes ne suffiront

pas à favoriser la fissuration en environnement donné quels que soient les défauts préexistants, soit que

l’importance de la vitesse de propagation qui se produirait pendant la durée de vie calculée ou au cours

de contrôles peut être tolérée sans risque d’instabilité conduisant à la défaillance.

2 © ISO 2021 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 6 ----------------------
ISO/FDIS 7539-9:2021(F)

4.6 La fissuration par corrosion sous contrainte est influencée par des facteurs à la fois mécaniques

et électrochimiques. Ces derniers peuvent varier en fonction de la profondeur, de l’ouverture ou de la

forme de la fissure, en raison de variations de la chimie et du potentiel d’électrode du fond de fissure, et

il peut ne pas être possible de les décrire exclusivement au moyen du facteur d’intensité de contrainte

intervenant dans la mécanique de la rupture.

4.7 La composante mécanique comporte à la fois des contraintes appliquées et des contraintes

résiduelles. Il convient de tenir compte de l’influence possible de ces dernières tant dans les essais de

laboratoire que dans leur application à des géométries plus complexes. Des gradients de contrainte

résiduelle dans une éprouvette peuvent provoquer une propagation non uniforme de la fissure le long du

front de fissure.

4.8 La valeur K est fonction de l’environnement (il convient que ce dernier simule l’environnement

ISCC
en service) et des conditions de charge.
5 Éprouvettes
5.1 Généralités

5.1.1 Des éprouvettes de géométrie fort différente, du type de celles employées pour les essais de

ténacité à la rupture, peuvent être utilisées. Les plus courantes sont décrites dans l’ISO 7539-6. Le type

d’éprouvette choisi sera fonction de la forme, de la résistance et de la sensibilité à la fissuration par

corrosion sous contrainte du matériau devant être soumis à essai ainsi que de l’objectif de l’essai.

5.1.2 Les dimensions de l’éprouvette doivent être suffisantes pour maintenir des conditions triaxiales

dominantes (régime de déformation plane), qui confinent la déformation plastique au voisinage de la

pointe de fissure. Les essais de ténacité à la rupture ont montré que, pour obtenir un mesurage valable

de K , il convient que la longueur de la fissure, a, et l’épaisseur, B, ne soient pas inférieures à

 
25,
 
 
p02,
 

et que, lorsque cela est possible, il convient de choisir des éprouvettes plus importantes dans lesquelles

a et B sont au moins égales à
 
 
 
p,02
 
pour obtenir un état mécanique adéquat.

Du point de vue de la mécanique de la rupture, il n’est pas actuellement possible de spécifier une

épaisseur minimale conduisant à l’obtention d’une valeur invariante de K . Un environnement

ISCC

agressif pendant les essais de corrosion sous contrainte peut réduire l’ampleur de la plasticité associée

à la rupture et donc les dimensions requises pour l’éprouvette assurant la limitation de la déformation

plastique. Toutefois, afin de réduire le plus possible le risque de régime mécanique inadéquat, il

convient de retenir des critères équivalents à ceux observés lors des essais de ténacité à la rupture, en

© ISO 2021 – Tous droits réservés 3
---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO/FDIS 7539-9:2021(F)

ce qui concerne les dimensions des éprouvettes ; il convient donc que les valeurs a et B ne soient pas

inférieures à
 
25,
 
 
p02,
 
et qu’elles soient de préférence au moins égales à
 
 
 
p,02
 
où K est la valeur de l’intensité de contrainte à garantir pendant l’essai.

Pour vérifier la validité de la première de ces expressions, K doit être remplacé par le facteur d’intensité

de contrainte limite déterminé de cette façon.

5.1.3 Si les éprouvettes doivent servir à déterminer K , il convient que la taille initiale de l’éprouvette

ISCC

résulte d’une estimation du K du matériau. Il est préférable, dans un premier temps, de surestimer la

ISCC

valeur K et donc d’utiliser une éprouvette plus importante que celle qui serait finalement nécessaire.

ISCC

Si les exigences de service impliquent le recours à un matériau d’épaisseur insuffisante pour remplir

les critères de validité, il est permis d’utiliser des éprouvettes de semblable épaisseur dès lors qu’il

est clairement indiqué que la valeur provisoire de K obtenue, K , ne vaut que pour l’application

ISCC QSCC

spécifique. Lorsqu’il est nécessaire de déterminer les modalités de propagation des fissures de corrosion

sous contrainte, en fonction du facteur d’intensité de contrainte, il convient que la taille de l’éprouvette

résulte d’une estimation de l’intensité maximale de contrainte à laquelle les vitesses de propagation de

fissure doivent être mesurées.

5.1.4 Il existe un vaste choix de géométries d’éprouvettes adaptées au matériau d’essai, aux installations

disponibles et aux objectifs de l’essai. Il est possible d’utiliser deux types principaux d’éprouvettes :

a) celles destinées à être chargées à l’aide d’un effort de traction ;
b) celles destinées à être chargées à l’aide d’un effort de flexion.

En d’autres termes, la croissance de la fissure peut être étudiée dans des conditions de charge en

traction ou en flexion. Les éprouvettes peuvent être utilisées soit pour déterminer K en amorçant

ISCC

une fissure de corrosion sous contrainte à partir d’une fissure de fatigue existante en utilisant une série

d’éprouvettes, soit pour mesurer des vitesses de propagation de fissure. Les éprouvettes sont chargées

pendant l’exposition en milieu d’essai, ce qui permet d’éviter l’inconvénient de périodes d’incubation

inutiles.

5.1.5 Les mesurages de la longueur de fissure peuvent être effectués rapidement moyennant un

certain nombre de méthodes de surveillance continues, comme la méthode de résistance électrique (voir

Annexe C).

5.1.6 Les éprouvettes pour essai en flexion peuvent en principe être soumises à essai à l’aide d’un

dispositif relativement simple d’essai de poutres en porte-à-faux, mais les éprouvettes soumises à des

charges en traction nécessitent une machine d’essai de traction.
5.2 Modèle d’éprouvette

5.2.1 Les éprouvettes peuvent être soumises à des efforts de traction ou de flexion. Selon le modèle, les

éprouvettes soumises à un effort de traction peuvent subir des contraintes en fond de fissure, qui sont

en majorité des contraintes de traction, comme les tôles épaisses à fissure centrale, ou comporter une

composante de flexion significative, comme les éprouvettes compactes pour essais de traction chargées

au niveau du front de fissure. La présence d’une contrainte de flexion significative en fond de fissure

4 © ISO 2021 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO/FDIS 7539-9:2021(F)

peut être néfaste à la stabilité du parcours de propagation de la fissure pendant les essais de corrosion

sous contrainte et peut favoriser la ramification avec certains matériaux. Les éprouvettes pour essais de

flexion peuvent être chargées en trois points, en quatre points ou en porte‑à‑faux.

5.2.2 La présence d’un infléchissement du parcours de la fissure avec une tendance de la fissure à

sortir du plan de propagation peut être évitée à l’aide de rainures latérales.

5.2.3 Certaines géométries d’éprouvette présentent des avantages particuliers qui font qu’elles sont

fréquemment utilisées pour les essais de corrosion sous contrainte sous charge croissante/déplacement

croissant. Il s’agit notamment

a) des éprouvettes compactes (CTS) pour essais en traction qui réduisent le plus possible les exigences

en matériel ;

b) des éprouvettes pour essais de flexion chargées en porte‑à‑faux, en trois points et en quatre points

qui sont d’un usinage aisé et permettent des essais peu coûteux ;

c) des éprouvettes en forme de C qui peuvent être usinées à partir de cylindres à parois épaisses pour

étudier la propagation radiale de fissures longitudinales.

Les Figures 1 à 3 représentent les différents modèles d’éprouvettes normalisées. D’autres exemples de

géométrie, notamment la flexion en trois points, sont présentés dans la référence [7].

© ISO 2021 – Tous droits réservés 5
---------------------- Page: 9 ----------------------
ISO/FDIS 7539-9:2021(F)
Dimensions en millimètres, valeurs de rugosité de surface en micromètres
Légende
a longueur effective de la fissure, a = 0,45W à 0,55W
B épaisseur, B = 0,5W
l longueur effective de l’entaille, l = 0,25W à 0,45W

N largeur de l’entaille, N = 0,065W maximum (si W > 25 mm) ou 1,5 mm maximum (si W ≤ 25 mm)

W largeur

Figure 1 — Dimensions proportionnelles et tolérances pour des éprouvettes pour sollicitation

en flexion en porte‑à‑faux, en trois points et en quatre points
6 © ISO 2021 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 10 ----------------------
ISO/FDIS 7539-9:2021(F)
Dimensions en millimètres, valeurs de rugosité de surface en micromètres
Légende
a longueur effective de la fissure, a = 0,45W à 0,55W
B épaisseur, B = 0,5W
C largeur totale, C = 1,25W minimum
D diamètre de l’ouverture, D = 0,25W
F demi-distance entre les bords extérieurs de l’ouverture, F = 1,6D
H demi-hauteur, H = 0,6W
l longueur effective de l’entaille, l = 0,25W à 0,40W
N largeur de l’entaille, N = 0,065W maximum
W largeur nette

Figure 2 — Dimensions proportionnelles et tolérances des éprouvettes compactes pour

sollicitation en traction
© ISO 2021 – Tous droits réservés 7
---------------------- Page: 11 ----------------------
ISO/FDIS 7539-9:2021(F)
Dimensions en millimètres, valeurs de rugosité de surface en micromètres
Légende
B épaisseur, B = 0,50W ± 0,01W
C largeur totale, C = 1,25W minimum
D diamètres des ouvertures, D = 0,25W ± 0,005W
F demi-distance entre les bords extérieurs de l’ouverture, F = 1,6D
H demi-hauteur, H = 0,6W
l longueur effective de l’entaille, l = 0,3W
N largeur de l’entaille, N = 1,5 mm minimum (0,1W maximum)
r rayon intérieur
r rayon extérieur

T distance entre l’axe des ouvertures et la surface extérieure, T = 0,25W ± 0,01W

W largeur nette

X distance entre l’axe des ouvertures et la tangente à la surface intérieure, X = 0,50W ± 0,005W

Z distance entre l’axe des ouvertures et la face de l’éprouvette, Z = 0,25W ± 0,01W

Il convient que toutes les surfaces soient, suivant le cas, perpendiculaires ou parallèles à 0,002W TIR près (lecture

totale de l’indicateur) et que les surfaces « E » soient perpendiculaires aux surfaces « Y » à 0,02W TIR près.

Figure 3 — Dimensions proportionnelles et tolérances des éprouvettes en forme de C

8 © ISO 2021 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 12 ----------------------
ISO/FDIS 7539-9:2021(F)

5.2.4 S’il se révèle difficile, par exemple, de maîtriser l’amorçage et/ou la propagation de la fissure de

fatigue, une entaille en chevron comme illustrée à la Figure 4 peut être réalisée si nécessaire. Au besoin,

son angle de dégagement peut être porté de 90° à 120°.
Dimensions en millimètres
Légende

a fraisage à 60° de façon à obtenir une entaille dont le rayon de pied est de 0,3 mm au maximum pour toutes les

tailles d’éprouvettes.
Figure 4 — Entaille en chevron

5.2.5 Lorsqu’il est nécessaire de mesurer les déplacements associés à l’ouverture de fissure, des

biseaux permettant de placer les capteurs de déplacement peuvent être usinés entre les lèvres de

l’entaille, comme le montre la Figure 5 a). Des biseaux séparés peuvent également être vissés ou collés

© ISO 2021 – Tous droits réservés 9
---------------------- Page: 13 ----------------------
ISO/FDIS 7539-9:2021(F)

sur l’éprouvette sur les bords opposés de l’entaille, comme le montre la Figure 5 b). La Figure 6 donne les

détails de réalisation d’un capteur de déplacement à lames approprié.
a) Type intégral
b) Type vissé

NOTE Sous réserve qu’une résistance adéquate puisse être garantie, les biseaux ci‑dessus peuvent être fixés

par un adhésif.
Figure 5 — Biseaux pour l’emplacement des capteurs de déplacement
10 © ISO 2021 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 14 ----------------------
ISO/FDIS 7539-9:2021(F)
a) Capteur de déplacement monté sur une éprouvette
b) Dimensions des lames
© ISO 2021 – Tous droits réservés 11
---------------------- Page: 15 ----------------------
ISO/FDIS 7539-9:2021(F)
c) Circuit du pont de mesure
Légende

il convient que cette dimension soit égale à 3,8 × la longueur initiale de la jauge.

amincissement de la lame du capteur : 0,5 à 0,8.
A, B bornes
V tension
T , T jauges de déformation en traction
1 2
C , C jauges de déformation en compression
1 2

Il convient que les jauges de déformation et les matériaux soient adaptés au milieu d’essai.

Figure 6 — Détails d’un capteur de déplacement à lames
5.3 Considérations concernant le facteur d’intensité de contrainte

5.3.1 La théorie de l’élasticité permet de démontrer que le facteur d’intensité de contrainte, K , agissant

au fond d’une fissure sur des éprouvettes ou des structures de géométries différentes peut être exprimé

par des équations du type :
Ka =×Q
...

Questions, Comments and Discussion

Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.