Heat-treated steels, alloy steels and free-cutting steels

ISO 683-17:2014 specifies the technical delivery requirements for five groups of wrought ball and roller bearing steels: through-hardening bearing steels (steels with about 1 % C and 1 % to 2 % Cr), case-hardening bearing steels, induction-hardening bearing steels (unalloyed and alloyed), stainless bearing steels, and high-temperature bearing steels.

Aciers pour traitement thermique, aciers alliés et aciers pour décolletage

l'ISO 683-17:2014 spécifie les prescriptions techniques de livraison pour les cinq groupes d'aciers pour roulements: aciers pour roulements trempés ŕ c?ur (aciers contenant environ 1 % de C et 1 % ŕ 2 % de Cr); aciers de cémentation pour roulements; aciers pour trempe par induction (non alliés et alliés) pour roulements; aciers inoxydables pour roulements; et aciers pour roulements résistant ŕ chaud.

General Information

Status
Published
Publication Date
14-Oct-2014
Current Stage
6060 - International Standard published
Start Date
25-Aug-2014
Completion Date
15-Oct-2014
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ISO 683-17:2014 - Heat-treated steels, alloy steels and free-cutting steels
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Standards Content (sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 683-17
Third edition
2014-10-15
Heat-treated steels, alloy steels and
free-cutting steels —
Part 17:
Ball and roller bearing steels
Aciers pour traitement thermique, aciers alliés et aciers pour
décolletage —
Partie 17: Aciers pour roulements
Reference number
ISO 683-17:2014(E)
ISO 2014
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 683-17:2014(E)
COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
© ISO 2014

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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

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Case postale 56 • CH-1211 Geneva 20
Tel. + 41 22 749 01 11
Fax + 41 22 749 09 47
E-mail copyright@iso.org
Web www.iso.org
Published in Switzerland
ii © ISO 2014 – All rights reserved
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ISO 683-17:2014(E)
Contents Page

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

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

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

3 Terms and definitions ..................................................................................................................................................................................... 2

4 Classification and designation ............................................................................................................................................................... 2

4.1 Classification ............................................................................................................................................................................................. 2

4.2 Designation ................................................................................................................................................................................................ 2

5 Information to be supplied by the purchaser......................................................................................................................... 2

5.1 Mandatory information ................................................................................................................................................................... 2

5.2 Options/Supplementary or special requirements ................................................................................................... 3

6 Manufacturing process .................................................................................................................................................................................. 3

6.1 General ........................................................................................................................................................................................................... 3

6.2 Deoxidation ................................................................................................................................................................................................ 3

6.3 Heat treatment and surface condition at delivery .................................................................................................... 3

7 Requirements .......................................................................................................................................................................................................... 4

7.1 Chemical composition and hardenability ........................................................................................................................ 4

7.2 Microstructure ........................................................................................................................................................................................ 4

7.3 Non-metallic inclusions ................................................................................................................................................................... 5

7.4 Internal soundness .............................................................................................................................................................................. 5

7.5 Surface quality ......................................................................................................................................................................................... 5

7.6 Shape, dimensions and tolerances ......................................................................................................................................... 5

8 Inspection .................................................................................................................................................................................................................... 6

8.1 Testing procedures and types of inspection documents..................................................................................... 6

8.2 Frequency of testing ........................................................................................................................................................................... 6

8.3 Specific inspection and testing .................................................................................................................................................. 6

9 Test methods ............................................................................................................................................................................................................. 6

9.1 Chemical analysis .................................................................................................................................................................................. 6

9.2 Hardness and hardenability tests ........................................................................................................................................... 7

10 Marking .......................................................................................................................................................................................................................... 7

Annex A (normative) Supplementary or special requirements ............................................................................................19

Annex B (informative) Designations of the steels given in Tables 3, 5 and 6 and of comparable

grades covered in various designation systems................................................................................................................22

Annex C (informative) Dimensional standards applicable to products complying with this part of

ISO 683 .........................................................................................................................................................................................................................24

Bibliography .............................................................................................................................................................................................................................25

© ISO 2014 – All rights reserved iii
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ISO 683-17:2014(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. 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. www.iso.org/patents

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

constitute an endorsement.

For an explanation on the meaning of ISO specific terms and expressions related to conformity

assessment, as well as information about ISO’s adherence to the WTO principles in the Technical Barriers

to Trade (TBT) see the following URL: Foreword - Supplementary information

The committee responsible for this document is ISO/TC 17, Steel, Subcommittee SC 4, Heat treatable and

alloy steels.

This third edition cancels and replaces the second edition (ISO 683-17:1999), which has been technically

revised.

ISO 683 consists of the following parts, under the general title Heat treatable, alloy steels and free-cutting

steels:
— Part 1: Non-alloy steels for quenching and tempering
— Part 2: Alloy steels for quenching and tempering
— Part 3: Case-hardening steels
— Part 4: Free-cutting steels
— Part 5: Nitriding steels
— Part 14: Hot-rolled steels for quenched and tempered springs
— Part 15: Valve steels for internal combustion engines
— Part 17: Ball and roller bearing steels
— Part 18: Bright steel products
iv © ISO 2014 – All rights reserved
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 683-17:2014(E)
Heat-treated steels, alloy steels and free-cutting steels —
Part 17:
Ball and roller bearing steels
1 Scope

1.1 This part of ISO 683 specifies the technical delivery requirements for five groups of wrought ball

and roller bearing steels as listed in Table 3, namely
— through-hardening bearing steels (steels with about 1 % C and 1 % to 2 % Cr),
— case-hardening bearing steels,
— induction-hardening bearing steels (unalloyed and alloyed),
— stainless bearing steels, and
— high-temperature bearing steels.

1.2 This part of ISO 683 applies to the products and heat-treatment conditions given in Table 1 and the

surface conditions given in Table 2.

1.3 In addition to this part of ISO 683, the general technical delivery requirements of ISO 404 are

applicable.
2 Normative references

The following documents, in whole or in part, are normatively referenced in this document and are

indispensable for its application. For dated references, only the edition cited applies. For undated

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

ISO 377, Steel and steel products — Location and preparation of samples and test pieces for mechanical

testing
ISO 404, Steel and steel products — General technical delivery requirements
ISO 642, Steel — Hardenability test by end quenching (Jominy test)
ISO 643, Steels — Micrographic determination of the apparent grain size

ISO 3763, Wrought steels — Macroscopic methods for assessing the content of non-metallic inclusions

ISO 3887, Steels — Determination of depth of decarburization

ISO 4948-1, Steels — Classification — Part 1: Classification of steels into unalloyed and alloy steels based on

chemical composition

ISO 4948-2, Steels — Classification — Part 2: Classification of unalloyed and alloy steels according to main

quality classes and main property or application characteristics
ISO/TS 4949, Steel names based on letter symbols

ISO 4967, Steel — Determination of content of non-metallic inclusions — Micrographic method using

standard diagrams
© ISO 2014 – All rights reserved 1
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ISO 683-17:2014(E)
ISO 4969, Steel — Macroscopic examination by etching with strong mineral acids

ISO 5949, Tool steels and bearing steels — Micrographic method for assessing the distribution of carbides

using reference photomicrographs
ISO 6506-1, Metallic materials — Brinell hardness test — Part 1: Test method
ISO 6508-1, Metallic materials — Rockwell hardness test — Part 1: Test method
ISO 6929, Steel products — Vocabulary

ISO 9443, Heat-treatable and alloy steels — Surface quality classes for hot-rolled round bars and wire

rods — Technical delivery conditions
ISO/TR 9769, Steel and iron — Review of available methods of analysis
ISO 10474, Steel and steel products — Inspection documents

ISO 14284, Steel and iron — Sampling and preparation of samples for the determination of chemical

composition
3 Terms and definitions

For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 6929 and the following apply.

3.1
ball and roller bearing steels

steels for rings and/or rolling bodies which use balls and rollers to maintain the separation between the

moving parts of the bearing
4 Classification and designation
4.1 Classification

The classification of the relevant steel grades is allocated in accordance with ISO 4948-1 and ISO 4948-2.

All steel grades covered by this part of ISO 683 are special steels.
4.2 Designation

For the steel grades covered by this part of ISO 683, the steel names given in the relevant tables are

allocated in accordance with ISO/TS 4949.
5 Information to be supplied by the purchaser
5.1 Mandatory information

The manufacturer shall obtain the following information from the purchaser at the time of enquiry and

order:
a) the quantity to be delivered;

b) the designation of the products form (billets, bars, rod, wire, tubes, rings, discs, etc.);

c) either the reference to the dimensional standard and the dimensions and tolerances selected from it

(see 7.6) or the designation of any other document covering the dimensions and tolerances required

for the product;
d) a reference to this part of ISO 683, i.e ISO 683-17;
2 © ISO 2014 – All rights reserved
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ISO 683-17:2014(E)
e) the designation of the steel grade (see Table 3);

f) the symbol for the heat-treatment condition on delivery (see 6.3.1 and Table 1);

g) usually designation for an inspection certificate 3.1 or, if required, an inspection certificate 3.2 in

accordance with ISO 10474.
5.2 Options/Supplementary or special requirements

A number of options are specified in this part of ISO 683 and listed below. If the purchaser does not

indicate the wish to implement any of theses options, the products will be supplied in accordance with

the basic specifications of this part of ISO 683 (see 5.1).

a) If another surface condition than ‘hot-worked’ or a special surface quality is required, the surface

condition (see Table 2), and the surface quality (see 7.5).

b) Any requirement concerning the hardenability (+H) (see 7.1.3 and Table 5) and the verification of

hardenability and if agreed the information about calculation of the hardenability (see 9.2.2).

c) Any supplementary requirement that shall be complied with, the symbol and, where necessary, the

details of this supplementary requirement (see Annex A).

EXAMPLE 50 hot-rolled round bars according to ISO 1035-1 with nominal diameter of 50,0 mm, nominal

length of 8 000 mm and with tolerance class S on diameter of ± 0,40 mm and tolerance class L2 on length of

+100/0 mm in accordance with ISO 1035-4 and with hot-worked surface made of steel grade ISO 683-17, 100Cr6

(see Table 3) in annealed condition to achieve spheroidized carbides (+AC), with an inspection certificate 3.1 in

accordance with ISO 10474:
50 round bars ISO 1035-1/-4 – 50,0 S × 8 000 L2
steel grade ISO 683-17 - 100Cr6+AC
inspection certificate ISO 10474 - 3.1
6 Manufacturing process
6.1 General

With the restrictions given by the requirements in 6.2 and 6.3 the manufacturing process of the steel

and of the products is left to the discretions of the manufacturer.

If requested, the purchaser shall be informed about the steel making process used.

Remelting of the steel may be agreed upon at the time of enquiry and order.
6.2 Deoxidation
All steels shall be deoxidized.
6.3 Heat treatment and surface condition at delivery
6.3.1 Heat-treatment condition

The products shall be delivered in one of the heat-treatment conditions given in Table 1, lines 2 to 10, as

agreed at the time of enquiry and order. If there is no agreement, the products shall be delivered in the

untreated condition.
© ISO 2014 – All rights reserved 3
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ISO 683-17:2014(E)
6.3.2 Particular surface conditions

If agreed upon at the time of enquiry and order, the products shall be delivered in one of the particular

surface conditions given in Table 2, lines 3 to 9.
6.3.3 Traceability of the cast
Each product shall be traceable to the cast, see Clause 10.
7 Requirements
7.1 Chemical composition and hardenability
7.1.1 General

Table 1 gives a survey of combinations of usual heat-treatment conditions at delivery, product forms

and requirements according to Tables 3 to 6 (chemical composition, hardenability, maximum hardness,

hardness range).
7.1.2 Chemical composition

The chemical composition determined by cast analysis shall comply with the values in Table 3.

Permissible deviations between the limiting values for cast analysis and the values for product analysis

are given in Table 4.

The product analysis shall be carried out when specified at the time of the enquiry and order (see 9.1

and A.2).
7.1.3 Hardenability

Where the steel is not ordered according to hardenability requirements, i.e. where the steel type

designations of Table 3 and not the designations given in Table 5 are applied, the requirements for

hardness specified in Table 6 (see also Table 1, column 9) apply, as appropriate, for the particular heat-

treatment condition. In this case, the values of hardenability given in Table 5 are for guidance purposes

only.

Where the steel is ordered to hardenability requirements by using the designations given in Table 5 the

values of hardenability given in Table 5 apply in addition to the requirements cited in Table 1, column 9

(see footnote b to Table 3).
7.1.4 Hardness
The hardness in the usual conditions of delivery is given in Table 6.
7.2 Microstructure

7.2.1 Austenitic grain size of case-hardening and induction-hardening bearing steels

Case-hardening steels and induction-hardening steels shall have a fine grain size of 5 or finer

(see ISO 643). For verification of the grain size, see A.3.
7.2.2 Spheroidization and distribution of carbides

7.2.2.1 For deliveries in treatment conditions +AC and +AC+C, the carbides of the through-hardening

steels shall be spheroidized and the carbides of the stainless and high-temperature bearing steels shall

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ISO 683-17:2014(E)

be predominantly spheroidized. Case-hardening steels may show remnants of incompletely spheroidized

carbides. For the degree of spheroidization see A.4.
7.2.2.2 For distribution of carbides, see A.5.
7.2.3 Structure of case-hardening steels in the condition +FP

The structure shall consist of ferrite-pearlite. Bainite contents up to 10 % are, however, permissible.

7.3 Non-metallic inclusions
7.3.1 Microscopic inclusions

The characterization of non-metallic inclusions is critically important to the fatigue life of bearings.

Therefore all bearing steels shall have a certain degree of cleanliness. The requirements for the content

of non-metallic inclusions apply in every case; however, verification requires a special agreement, see

A.6.
7.3.2 Macroscopic inclusions

If verification is agreed then the method and acceptance limits shall be agreed at the time of enquiry

and order.
7.4 Internal soundness

Where appropriate, requirements relating to the internal soundness of the products shall be agreed at

the time of enquiry and order, see A.7.
7.5 Surface quality

7.5.1 All products shall have a smooth surface finish appropriate to the manufacturing process applied.

7.5.2 Ground or peeled/turned or machined products shall be free from surface discontinuities

detrimental to practical use and surface decarburization.

7.5.3 If hot-rolled, forged, cold-reduced or rough-machined products are ordered for peeling or grinding

to avoid
a) surface decarburization, and
b) surface defects
the machining allowances shall be agreed upon at the time of enquiry and order.

Alternatively, for round bars and rod, the permissible depth of surface discontinuities may be specified

in accordance with ISO 9443.
7.6 Shape, dimensions and tolerances

The shape, dimensions and tolerances of the products shall comply with the requirements agreed upon

at the time of enquiry and order. The agreements shall, as far as possible, be based on corresponding

International Standards (see Annex C) or, otherwise, on suitable national standards.

© ISO 2014 – All rights reserved 5
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ISO 683-17:2014(E)
8 Inspection
8.1 Testing procedures and types of inspection documents

8.1.1 Products complying with this part of ISO 683 shall be ordered and delivered with inspection

certificate 3.1 or 3.2 as specified in ISO 10474. The type of document shall be agreed upon at the time of

enquiry and order. If the order does not contain any specification of this type, an inspection certificate 3.1

shall be issued.

8.1.2 The specific inspections and tests described in 8.2 and 8.3 shall be carried out and the results

shall be confirmed in the inspection certificate.
In addition the inspection certificate report shall cover:
a) confirmation that the material complies with the requirements of the order;

b) results of the cast analysis for all elements specified in Table 3 for the steel grade concerned;

c) the results of all inspections and tests ordered by supplementary requirements (see Annex A);

d) the symbol letters or numbers connecting the inspection document with the relevant test unit.

8.2 Frequency of testing

The amount of testing, the sampling conditions and the test methods to be applied for the verification of

the requirements shall be in accordance with the prescriptions in Table 7.
8.3 Specific inspection and testing
8.3.1 Verification of the hardenability and hardness

The hardness requirements given for the relevant heat-treatment condition in Table 6 (see also Table 1,

column 9, sub-column 9.2) shall be verified.

For steels ordered with the symbol +H in the designation (see Table 5), in addition, the hardenability

requirements according to Table 5 shall be verified.
8.3.2 Inspection of the surface quality

Unless otherwise agreed at the time of enquiry and order (see A.8), the extend of testing and the test

method is left to the discretion of the manufacturer.
8.3.3 Dimensional inspection

Unless otherwise agreed at the time of enquiry and order (see A.9), the number of products to be

inspected for their shape and dimensions shall be left to the discretion of the manufacturer.

9 Test methods
9.1 Chemical analysis

The choice of a suitable physical or chemical analytical method for the analysis shall be at the discretion

of the manufacturer. In cases of dispute, the method for product analysis used shall be agreed, taking

into account the relevant existing International Standards.

NOTE The list of available International Standards on chemical analysis is given in ISO/TR 9769.

6 © ISO 2014 – All rights reserved
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ISO 683-17:2014(E)
9.2 Hardness and hardenability tests
9.2.1 Hardness

For products in treatment conditions +S, +A, +TH, +AC, +AC+C and +FP (see Table 6), the hardness shall

be measured in accordance with ISO 6506-1.
9.2.2 Verification of hardenability

As far as available, the manufacturer has the option to verify the hardenability by calculation. The

calculation method is left to the discretion of the manufacturer. If agreed at the time of enquiry and

order the manufacturer shall give sufficient information about the calculation for the customer to

confirm the result.

If a calculation formula is not available or in the case of dispute, an end-quench hardenability test shall

be carried out in accordance with ISO 642. The temperature for quenching shall comply with Table 5.

The hardness values shall be determined in accordance with ISO 6508-1, scale C.
9.2.3 Retests
For retests, ISO 404 shall apply.
10 Marking

The manufacturer shall mark the products or the bundles or boxes containing the products in a suitable

way, so that identification of the cast, the steel grade and the origin of the delivery is possible (see A.10).

© ISO 2014 – All rights reserved 7
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ISO 683-17:2014(E)
8 © ISO 2014 – All rights reserved

Table 1 — Combination of usual heat-treatment conditions at delivery, product forms and requirements according to Tables 3 to 6

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Applicable requirements if the steel is ordered with the designation given
X = Applicable for
Heat-treatment condition at Tables 3, 4 and 6 Table 5
1 Symbol
delivery
rings
wire
billets bars wire tube and 9.1 9.2 10.1 10.2 10.3
rod
discs
None or
2 Untreated x x x – – – -
3 Treated for cold shearability +S x x x – – – Column +S
4 Soft annealed/solution annealed +A/+AT – x x – – – Column +A
Column
5 Treated to hardness range +TH – x x x - x
+TH
Chemical
Maximum
As in column
composition
Annealed to achieve spheroidized hardness Column
6 +AC – x x x x x 9.1 and Hardenability
according to
carbides or hard- +AC
9.2 (see values according
Tables 3 and 4
ness range
Annealed to achieve spheroidized Column footnote b to to Table 5
7 +AC+C – x – x x x accor-ding to
carbides and cold-worked +AC+C Table 3)
Table 6
Isothermically treated to ferrite-
Column
8 perlite structure and hardness +FP – x x – x x
+FP
range
9 Stress relieved +SR – – – x x – –

10 Others Other treatment conditions, e.g. the quenched and tempered condition, may be agreed at the time of enquiry and order.

---------------------- Page: 12 ----------------------
ISO 683-17:2014(E)
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Table 2 — Surface condition at delivery
1 2 3 4 5 6 7 8 9
x = In general applicable for
1 Surface condition at delivery Symbol
rings and
a a
billets bars wire rod wire tubes
discs
2 Unless otherwise agreed As-hot-worked None or +HW x x x – x x
3 Machined +MA – x – – – x
4 Peeled/turned +SH – x x – x –
5 Ground +G – x – – – –
Particular conditions sup-
6 Cold drawn +C – x – x x –
plied by agreement
7 Cold pilgered (rocked) +CP – – – – x –
8 Cold rolled +CR – – – – – x
9 Others – – x x x x x
Cold drawn rod is by definition wire (see ISO 6929).
---------------------- Page: 13 ----------------------
ISO 683-17:2014(E)
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Table 3 — Steel grades and chemical composition (cast analysis)
a, b
Steel designation % [mass fraction]
Name C Si Mn P S Cr Mo Ni V W Others
Through-hardening bearing steels
c d e

100Cr6 0,93 to 1,05 0,15 to 0,35 0,25 to 0,45 0,025 0,015 1,35 to 1,60 0,10 – – –

c e

100CrMnSi4–4 0,93 to 1,05 0,45 to 0,75 0,90 to 1,20 0,025 0,015 0,90 to 1,20 0,10 – – –

Al: 0,050
c e

100CrMnSi6–4 0,93 to 1,05 0,45 to 0,75 1,00 to 1,20 0,025 0,015 1,40 to 1,65 0,10 – – –

Ca:
c e

100CrMnSi6–6 0,93 to 1,05 0,45 to 0,75 1,40 to 1,70 0,025 0,015 1,40 to 1,65 0,10 – – –

Cu: 0,30
c e

100CrMo7 0,93 to 1,05 0,15 to 0,45 0,25 to 0,45 0,025 0,015 1,65 to 1,95 0,15 to 0,30 – – –

O: 0,0015
c e

100CrMo7–3 0,93 to 1,05 0,15 to 0,45 0,60 to 0,80 0,025 0,015 1,65 to 1,95 0,20 to 0,35 – – –

Ti:
c e

100CrMo7–4 0,93 to 1,05 0,15 to 0,35 0,60 to 0,80 0,025 0,015 1,65 to 1,95 0,40 to 0,50 – – –

c e

100CrMnMoSi8–4-6 0,93 to 1,05 0,40 to 0,60 0,80 to 1,10 0,025 0,015 1,80 to 2,05 0,50 to 0,60 – – –

Case-hardening bearing steels
20Cr3 0,17 to 0,23 0,40 0,60 to 1,00 0,025 0,015 0,60 to 1,00 – – – –
20Cr4 0,17 to 0,23 0,40 0,60 to 0,90 0,025 0,015 0,90 to 1,20 – – – –
20MnCr4–2 0,17 to 0,23 0,40 0,65 to 1,10 0,025 0,015 0,40 to 0,75 – – – –
17MnCr5 0,14 to 0,19 0,40 1,00 to 1,30 0,025 0,015 0,80 to 1,10 – – – –

19MnCr5 0,17 to 0,22 0,40 1,10 to 1,40 0,025 0,015 1,00 to 1,30 – – – – Al: 0,050

e f

15CrMo4 0,12 to 0,18 0,40 0,60 to 0,90 0,025 0,015 0,90 to 1,20 0,15 to 0,25 – – – Ca:

20CrMo4 0,17 to 0,23 0,40 0,60 to 0,90 0,025 0,015 0,90 to 1,20 0,15 to 0,25 – – – Cu: 0,30

e g

20MnCrMo4–2 0,17 to 0,23 0,40 0,65 to 1,10 0,025 0,015 0,40 to 0,75 0,10 to 0,20 – – – O: 0,0020

e h

20MnNiCrMo3–2 0,17 to 0,23 0,40 0,60 to 0,95 0,025 0,015 0,35 to 0,70 0,15 to 0,25 0,40 to 0,70 – –

Ti:

20NiCrMo7 0,17 to 0,23 0,40 0,40 to 0,70 0,025 0,015 0,35 to 0,65 0,20 to 0,30 1,60 to 2,00 – –

18CrNiMo7–6 0,15 to 0,21 0,40 0,50 to 0,90 0,025 0,015 1,50 to 1,80 0,25 to 0,35 1,40 to 1,70 – –

18NiCrMo14–6 0,15 to 0,20 0,40 0,40 to 0,70 0,025 0,015 1,30 to 1,60 0,15 to 0,25 3,25 to

...

DRAFT INTERNATIONAL STANDARD ISO/DIS 683-17
ISO/TC 17/SC 4 Secretariat: DIN
Voting begins on Voting terminates on
2013-03-28 2013-08-28

INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION • МЕЖДУНАРОДНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ • ORGANISATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION

Heat-treated steels, alloy steels and free-cutting steels —
Part 17:
Ball and roller bearing steels
Aciers pour traitement thermique, aciers alliés et aciers pour décolletage —
Partie 17: Aciers pour roulements
[Revision of second edition (ISO 683-17:1999)]
ICS 77.140.10; 77.140.20
ISO/CEN PARALLEL PROCESSING

This draft has been developed within the International Organization for Standardization (ISO), and

processed under the ISO-lead mode of collaboration as defined in the Vienna Agreement.

This draft is hereby submitted to the ISO member bodies and to the CEN member bodies for a parallel

five-month enquiry.

Should this draft be accepted, a final draft, established on the basis of comments received, will be

submitted to a parallel two-month approval vote in ISO and formal vote in CEN.

To expedite distribution, this document is circulated as received from the committee

secretariat. ISO Central Secretariat work of editing and text composition will be undertaken at

publication stage.

Pour accélérer la distribution, le présent document est distribué tel qu'il est parvenu du

secrétariat du comité. Le travail de rédaction et de composition de texte sera effectué au

Secrétariat central de l'ISO au stade de publication.

THIS DOCUMENT IS A DRAFT CIRCULATED FOR COMMENT AND APPROVAL. IT IS THEREFORE SUBJECT TO CHANGE AND MAY NOT BE

REFERRED TO AS AN INTERNATIONAL STANDARD UNTIL PUBLISHED AS SUCH.

IN ADDITION TO THEIR EVALUATION AS BEING ACCEPTABLE FOR INDUSTRIAL, TECHNOLOGICAL, COMMERCIAL AND USER PURPOSES, DRAFT

INTERNATIONAL STANDARDS MAY ON OCCASION HAVE TO BE CONSIDERED IN THE LIGHT OF THEIR POTENTIAL TO BECOME STANDARDS TO

WHICH REFERENCE MAY BE MADE IN NATIONAL REGULATIONS.

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 SUPPORTING DOCUMENTATION.
© International Organization for Standardization, 2013
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ISO/DIS 683-17
COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
© ISO 2013

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

means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting on the internet or an intranet, without prior written permission.

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

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Published in Switzerland
ii © ISO 2013 – All rights reserved
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ISO/DIS 683-17
Contents Page

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

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

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

3 Terms and definitions ...........................................................................................................................2

4 Classification and designation ............................................................................................................2

4.1 Classification .........................................................................................................................................2

4.2 Designation ............................................................................................................................................2

5 Information to be supplied by the purchaser .....................................................................................2

5.1 Mandatory information..........................................................................................................................2

5.2 Options/Supplementary or special requirements ..............................................................................3

6 Manufacturing process.........................................................................................................................3

6.1 General ...................................................................................................................................................3

6.2 Deoxidation ............................................................................................................................................3

6.3 Heat treatment and surface condition at delivery..............................................................................4

7 Requirements.........................................................................................................................................4

7.1 Chemical composition and hardenability ...........................................................................................4

7.2 Microstructure .......................................................................................................................................5

7.3 Non-metallic inclusions ........................................................................................................................5

7.4 Internal soundness................................................................................................................................5

7.5 Surface quality.......................................................................................................................................5

7.6 Shape, dimensions and tolerances .....................................................................................................6

8 Inspection...............................................................................................................................................6

8.1 Testing procedures and types of inspection documents .................................................................6

8.2 Frequency of testing .............................................................................................................................6

8.3 Specific inspection and testing ...........................................................................................................6

9 Test methods .........................................................................................................................................7

9.1 Chemical analysis .................................................................................................................................7

9.2 Hardness and hardenability tests........................................................................................................7

10 Marking...................................................................................................................................................7

Annex A (normative) Supplementary or special requirements ..................................................................17

Annex B (informative) Designations of steels given in Tables 3, 5 and 6 and of comparable

grades covered in various designation systems .............................................................................20

Annex C (informative) Dimensional standards applicable to products complying with this

International Standard ........................................................................................................................21

© ISO 2013 – All rights reserved iii
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ISO/DIS 683-17
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.

International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.

The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards

adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an

International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.

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.

ISO 683-17 was prepared by Technical Committee ISO/TC 17, Steel, Subcommittee SC 4, Heat treatable and

alloy steels.

This third edition cancels and replaces the second edition (ISO 683-17:1999) which has been technically

revised.

ISO 683 consists of the following parts, under the general title Heat-treatable steels, alloy steels and free-

cutting steels:
 Part 1: Non-alloy steels for quenching and tempering
 Part 2: Alloy steels for quenching and tempering
 Part 9: Wrought free-cutting steels
 Part 10: Wrought nitriding steels
 Part 11: Case-hardening steels
 Part 14: Hot-rolled steels for quenched and tempered springs
 Part 15: Valve steels for internal combustion engines
 Part 17: Ball and roller bearing steels
 Part 18: Bright products of non-alloy and alloy steels
iv © ISO 2013 – All rights reserved
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DRAFT INTERNATIONAL STANDARD ISO/DIS 683-17
Heat-treatable steels, alloy steels and free-cutting steels —
Part 17: Ball and roller bearing steels
1 Scope

1.1 This part of ISO 683 specifies the technical delivery requirements for five groups of wrought ball and

roller bearing steels as listed in Table 3, namely:
 through-hardening bearing steels (steels with about 1 % C and 1 % to 2 % Cr),
 case-hardening bearing steels,
 induction-hardening bearing steels (unalloyed and alloyed),
 stainless bearing steels,
 high temperature bearing steels.

1.2 This part of ISO 683 applies to the products and heat-treatment conditions given in Table 1 and the

surface conditions given in Table 2.

1.3 In addition to this part of ISO 683, the general technical delivery requirements of ISO 404 are

applicable.
2 Normative references

The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated

references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced

document (including any amendments) applies.

ISO 377, Steel and steel products – Location and preparation of samples and test pieces for mechanical

testing
ISO 404, Steel and steel products - General technical delivery requirements
ISO 642, Steels - Hardenability test by end quenching (Jominy test)
ISO 643, Steels - Micrographic determination of the apparent grain size

ISO 3763, Wrought steels - Macroscopic methods for assessing the content of non-metallic inclusion.

ISO 3887, Steels - Determination of depth of decarburization

ISO 4948-1, Steels – Classification – Part 1: Classification of steels into unalloyed and alloy steels based on

chemical composition

ISO 4948-2, Steels – Classification – Part 2 : Classification of unalloyed and alloy steels according to main

quality classes and main property or application characteristics
© ISO 2013 – All rights reserved 1
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ISO/DIS 683-17
ISO/TS 4949, Steel names based on letter symbols

ISO 4967, Steel - Determination of content of non-metallic inclusions - Micrographic method using standard

diagrams
ISO 4969, Steel - Macroscopic examination by etching with strong mineral acids

ISO 5949, Tool steels and bearing steels - Micrographic method for assessing the distribution of carbides

using reference photomicrographs
ISO 6506-1, Metallic materials - Brinell hardness test - Part 1: Test method
ISO 6929, Steel products - Definitions and classification

ISO 9443, Heat-treatable and alloy steels - Surface quality classes for hot-rolled round bars and wire rods -

Technical delivery conditions
ISO/TR 9769, Steel and iron - Review of available methods of analysis

ISO 10474:1991, Steel and steel products - Inspection documents (Corrected and reprinted in 1992-12)

ISO 14284, Steel and iron - Sampling and preparation of samples for the determination of chemical

composition
3 Terms and definitions

For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 6929 and the following apply.

3.1
ball and roller bearing steels

steels for rolling elements which use balls and rollers to maintain the separation between the moving parts of

the bearing
4 Classification and designation
4.1 Classification

The classification of the relevant steel grades is allocated in accordance with ISO 4948-1 and ISO 4948-2. All

steel grades covered by this standard are special steels.
4.2 Designation

For the steel grades covered by this document, the steel names as given in the relevant tables are allocated in

accordance with ISO/TS 4949
5 Information to be supplied by the purchaser
5.1 Mandatory information

The manufacturer shall obtain the following information from the purchaser at the time of enquiry and order:

a) The quantity to be delivered;

b) The designation of the products form (billets, bars, rod, wire, tubes, rings, discs etc.);

2 © ISO 2013 – All rights reserved
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ISO/DIS 683-17

c) Either the designation of the dimensional standard and the dimensions and tolerances selected from it

(see 7.6) or the designation of any other document covering the dimensions and tolerances required for

the product;
d) Reference to this standard ISO 683-17;
e) the designation of the steel grade (see Table 3);

f) the symbol for the heat-treatment condition on delivery (see 6.3.1 and Table 1);

g) standard designation for an inspection certificate 3.1 or, if required an inspection certificate 3.2 in

accordance with ISO 10474.
5.2 Options/Supplementary or special requirements

A number of options are specified in this International Standard and listed below. If the purchaser does not

indicate the wish to implement any of theses options, the products will be supplied in accordance with the

basic specifications of this standard (see 5.1).

a) If another surface condition than 'hot worked' or a special surface quality is required, the surface condition

(see Table 2), and the surface quality (see 7.5);
b) Any requirement to the hardenability (+H, +HH, +HL) (see 7.1.3 and Table 5);

c) Any supplementary requirement that shall be complied with, the symbol and, where necessary, the details

of this supplementary requirement (see Annex A);

d) Verification of hardenability and if agreed the information about calculation of the hardenability (see

9.2.2), if specific inspection is ordered verification is done in every case (see 8.3.1).

EXAMPLE 50 Hot-rolled round bars according to ISO 1035-1 with nominal diameter of 50,0 mm, nominal length

of 8 000 mm and with tolerance class S on diameter of ± 0,40 mm and tolerance class L2 on length of +100/0 in

accordance with ISO 1035-4 and with hot worked surface made of steel grade ISO 683-17 100Cr6 (see Table 3) in

annealed condition to achieve spheroidized carbides (+AC), with an inspection certificate 3.1 in accordance with ISO

10474:
50 round bars ISO 1035-1/-4 – 50,0 S x 8 000 L2
steel grade ISO 683-17 – 100Cr6+AC
inspection certificate ISO 10474 – 3.1
6 Manufacturing process
6.1 General

The manufacturing process of the steel and of the products is, with the restrictions given by the requirements

in 6.2 and 6.3, left to the discretion of the manufacturer.
If requested the purchaser shall be informed on the steel making process used.
Remelting of the steel may be agreed upon at the time of enquiry and order.
6.2 Deoxidation
All steels shall be deoxidized.
© ISO 2013 – All rights reserved 3
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ISO/DIS 683-17
6.3 Heat treatment and surface condition at delivery
6.3.1 Heat treatment condition

The products shall be delivered in one of the heat treatment conditions given in Table 1, lines 2 to 11 as

agreed at the time of enquiry and order. If there is no agreement the products shall be delivered in the

untreated condition.
6.3.2 Particular surface conditions

If so agreed at the time of enquiry and order, the products shall be delivered in one of the particular surface

conditions given in Table 2, lines 3 to 10.
6.3.3 Traceability of the cast
Each product shall be traceable to the cast, see 10.
7 Requirements
7.1 Chemical composition and hardenability
7.1.1 General

Table 1 gives a survey on combinations of usual heat-treatment conditions at delivery, product forms and

requirements according to Tables 3 to 6 (chemical composition, hardenability, maximum hardness, hardness

range).
7.1.2 Chemical composition

The chemical composition determined by cast analysis shall comply with the values in Table 3.

Permissible deviations between the limiting values for cast analysis and the values for product analysis are

given in Table 4.

The product analysis shall be carried out when specified at the time of the enquiry and order (see 9.1 and

A.1).
7.1.3 Hardenability

Where the steel is not ordered to hardenability requirements - i.e. where the steel type designations of Table 3

and not the designations given in Table 5 are applied - the requirements for hardness specified in table 6 (see

also Table 1, column 9) apply as appropriate for the particular heat-treatment condition. In this case the values

of hardenability given in Table 5 are for guidance purposes only.

Where the steel is, by using the designations given in Table 5, ordered to hardenability requirements, the

values of hardenability given in Table 5 apply in addition to the requirements cited in Table 1, column 9 (see

footnote b to Table 3).
7.1.4 Hardness
The hardness in the usual conditions of delivery is given in Table 6.
4 © ISO 2013 – All rights reserved
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ISO/DIS 683-17
7.2 Microstructure

7.2.1 Austenitic grain size of case hardening and induction hardening bearing steels

Case hardening steels and induction hardening steels shall be fine grained. This requirement shall be

regarded as complied with if

a) in the case of case hardening steels after holding the steel for 4 h at (925 ± 10) °C, at least 70 % of the

microstructure revealed according to one of the procedures given in ISO 643 consists of grains of size 5

or finer

b) in the case of induction hardening steels after holding for 1,5 h at (850 ± 10) °C the microstructure

revealed according to one of the procedures given in ISO 643 consists of grains of size 5 or finer.

For verification of the grain size, see Annex A.2.
7.2.2 Spheroidization and distribution of carbides

7.2.2.1 For deliveries in treatment conditions +AC and +AC+C, the carbides of the through hardening

steels shall be spheroidized and the carbides of the stainless and high temperature bearing steels shall be

predominantly spheroidized. Case hardening steels may show remnants of incompletely spheroidized

carbides. For the degree of spheroidization see Annex A.3.
7.2.2.2 For distribution of carbides, see Annex A.4.
7.2.3 Structure of case-hardening steels in the condition +FP

The structure shall consist of ferrite-pearlite. Bainite contents up to 10 % are, however, permissible.

7.3 Non-metallic inclusions
7.3.1 Microscopic inclusions

The characterization of non-metallic inclusions is critically important to the fatigue life of bearings. Therefore

all bearing steels shall have a certain degree of cleanliness. The requirements for non-metallic inclusions

content apply in every case; however, verification requires a special agreement, see Annex A.5.

7.3.2 Macroscopic inclusions

This requirement is applicable for the verification of the macroscopic inclusions in bearing steels. If verification

is agreed then the method and acceptance limits shall be agreed at the time of enquiry and order.

7.4 Internal soundness

Where appropriate, requirements relating to the internal soundness of the products shall be agreed at the time

of enquiry and order, see Annex A.6.
7.5 Surface quality

7.5.1 All products shall have a smooth surface finish appropriate to the manufacturing process applied.

7.5.2 Ground or turned or machined products shall be free from surface discontinuities detrimental to

practical use and surface decarburization.

7.5.3 Hot-rolled, forged, cold-reduced, peeled or rough-machined products shall be ordered with sufficient

material machining allowances to be removed from all surfaces by machining or grinding to allow for:

© ISO 2013 – All rights reserved 5
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ISO/DIS 683-17
a) surface decarburization and
b) surface imperfections.
The machining allowances shall be agreed upon at the time of enquiry and order.

Alternatively, for round bars and rod the permissible depth of surface discontinuities may be specified in

accordance with ISO 9443.
7.6 Shape, dimensions and tolerances

The shape, dimensions and tolerances of the products shall comply with the requirements agreed upon at the

time of enquiry and order. The agreements shall, as far as possible, be based on corresponding International

Standards (see Annex C) or, otherwise, on suitable national standards.
8 Inspection
8.1 Testing procedures and types of inspection documents

8.1.1 Products complying with this International Standard shall be ordered and delivered with inspection

certificate 3.1 or 3.2 as specified in ISO 10474. The type of document shall be agreed upon at the time of

enquiry and order. If the order does not contain any specification of this type, an inspection certificate 3.1 shall

be issued.

8.1.2 If in accordance with the agreements in the order an inspection certificate 3.1 or 3.2 to ISO 10474 is

to be provided, the specific inspections and tests described in 8.3 and 9 shall be carried out and the results

shall be confirmed in the inspection certificate.
In addition the inspection certificate report shall cover:
a) Confirmation that the material complies with the requirements of the order;

b) Results of the cast analysis for all elements specified in Table 3 for the steel grade concerned;

c) the results of all inspections and tests ordered by supplementary requirements (see Annex A);

d) the symbol letters or numbers connecting the inspection document with the relevant test unit.

8.2 Frequency of testing

The amount of testing, the sampling conditions and the test methods to be applied for the verification of the

requirements shall be in accordance with the prescriptions in Table 7.
8.3 Specific inspection and testing
8.3.1 Verification of the hardenability and hardness

The hardness requirements given for the relevant heat-treatment condition in Table 6 (see also Table 1,

column 9, sub-column 9.2) shall be verified.

For steels ordered with the symbol +H in the designation (see Table 5), in addition, the hardenability

requirements according to Table 5 shall be verified.
6 © ISO 2013 – All rights reserved
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ISO/DIS 683-17
8.3.2 Inspection of the surface quality

8.3.2.1 Unless otherwise agreed when ordering (see Annex A.7), the number of products to be inspected

for surface quality is left to the discretion of the manufacturer.

8.3.2.2 Unless otherwise agreed (see Annex A.7), the surface quality shall be inspected by a suitable

method.
8.3.3 Dimensional inspection

Unless otherwise agreed when ordering (see Annex A.8), the number of products to be inspected for their

shape and dimensions shall be left to the discretion of the manufacturer.
9 Test methods
9.1 Chemical analysis

The choice of a suitable physical or chemical analytical method for the analysis shall be at the discretion of the

manufacturer. In cases of dispute, the method for product analysis used shall be agreed taking into account

the relevant existing International Standards.

NOTE The list of available International Standards on chemical analysis is given in ISO/TR 9769.

9.2 Hardness and hardenability tests
9.2.1 Hardness

For products in treatment conditions +S, +A, +TH, +AC, +AC+C, +FP and +A+C (see Table 6), the hardness

shall be measured in accordance with ISO 6506-1.
9.2.2 Verification of hardenability

As far as available the manufacturer has the option to verify the hardenability by calculation. The calculation

method is left to the discretion of the manufacturer. If agreed at the time of enquiry and order the manufacturer

shall give sufficient information about the calculation for the customer to confirm the result.

If a calculation formula is not available or in the case of dispute an end quench hardenability test shall be

carried out in accordance with ISO 642. The temperature for quenching shall comply with the Table 5. The

hardness values shall be determined in accordance with ISO 6508-1, scale C.
9.2.3 Retests
For retests, ISO 404 shall apply.
10 Marking

The manufacturer shall mark the products or the bundles or boxes containing the products or in a suitable

way, so that identification of the cast, the steel grade and the origin of the delivery is possible (see Annex A.9).

© ISO 2013 – All rights reserved 7
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DRAFT INTERNATIONAL STANDARD ISO/DIS 683-17

Table 1 — Combination of usual heat-treatment conditions at delivery, product forms and requirements according to Tables 3 to 6

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

1 Heat-treatment condition at Symbol X = Applicable Applicable requirements if the steel is ordered with the designation given

delivery for in
Tables 3, 4 and 6 Table 5
wire hollow rings and
billets bars wire 9.1 9.2 10.110.210.3
rod bars discs
2 Untreated None or +U x x x – – – -
3 Treated for cold shearability Column
+S x – – – – –
4 Soft annealed/solution annealed Column
+A/+AT – x x – – –
5 Stress relieved Column
+SR – – – x x –
+SR
Maximum
6 Treated to hardness range Column
As in column
Chemical compo-
+TH – x x - - x
hardness or
+TH
9.1 and 9.2
sition according
hardness Hardenability values
(see
to Tables 3 and 4
7 Annealed to achieve spheroidized Column
range accor- according to Table 5
+AC – x x x x x
footnote b
carbides +AC
ding to
to Table 3)
Table 6
8 Annealed to achieve spheroidized Column
+AC+C – x – x x x
carbides and cold-worked +AC+C
9 Isothermically treated to ferrite- Column
perlite structure and hardness +FP – x – – x x +FP
range
10 Soft annealed and cold worked Column
+A+C – x – – – –
+A+C

11 Others Other treatment conditions, e.g. the quenched and tempered condition, may be agreed at the time of enquiry and order.

© ISO 2013 – All rights reserved 8
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ISO/DIS 683-17
Table 2 — Surface condition at delivery
1 2 3 4 5 6 7 8 9
1 Surface condition at delivery Symbol x = In general applicable for
a a
billets bars Hollow rings and
wire rod wire
bars discs
2 Unless otherwise agreed As hot worked None or +HW x x x – x x
3 Machined +MA – – – – – x
4 Peeled/turned +SH – x x x x –
5 Particular conditions Ground +G – x – – – –
6 supplied by agreement Cold drawn +C – x – x x –
7 Cold pilgered (rocked) +CP – – – – x –
8 Cold rolled +CR – – – – – x
9 Others – – x x x x x
Cold drawn rod is by definition wire (see ISO 6929).
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ISO/DIS 683-17
Table 3 — Steel grades and chemical composition (cast analysis)
Steel designation
Chemical composition [% (m/m)]
P S
Name No. C Si Mn Cr Mo Ni V W Others
max. max.
Through-hardening bearing steels
b c d
100Cr6 B1 0,25 to 0,45 0,025 1,35 to 1,60 max. 0,10 – – –
0,93 to 1,05 0,15 to 0,35 0,015
b d
100CrMnSi4-4 B2 Al: max. 0,050
0,93 to 1,05 0,45 to 0,75 0,90 to 1,20 0,025 0,015 0,90 to 1,20 max. 0,10 – – –
b d e
100CrMnSi6-4 B3 0,45 to 0,75 1,00 to 1,20 0,025 1,40 to 1,65 max. 0,10 – – –
0,93 to 1,05 0,015 Ca:
b d
100CrMnSi6-6 B4 Cu: max. 0,30
0,93 to 1,05 0,45 to 0,75 1,40 to 1,70 0,025 0,015 1,40 to 1,65 max. 0,10 – – –
b d f
100CrMo7 B5

0,93 to 1,05 0,15 to 0,45 0,25 to 0,45 0,025 0,015 1,65 to 1,95 0,15 to 0,30 – – – O: max. 0,0015

b d g
100CrMo7-3 B6
0,15 to 0,45 0,60 to 0,80 0,025 1,65 to 1,95 0,20 to 0,35 – – –
0,93 to 1,05 0,015 Ti:
b d
100CrMo7-4 B7

0,93 to 1,05 0,15 to 0,35 0,60 to 0,80 0,025 0,015 1,65 to 1,95 0,40 to 0,50 – – –

b d
100CrMnMoSi8-4-6 B8
0,40 to 0,60 0,80 to 1,10 0,025 1,80 to 2,05 0,50 to 0,60 – – –
0,93 to 1,05 0,015
Case-hardening bearing steels
20Cr3 B20
0,17 to 0,23 max. 0,40 0,60 to 1,00 0,025 0,60 to 1,00 – – – –
0,015
20Cr4 B21
0,17 to 0,23 max. 0,40 0,60 to 0,90 0,025 0,90 to 1,20 – –
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 683-17
Troisième édition
2014-10-15
Version corrigée
2015-01-15
Aciers pour traitement thermique,
aciers alliés et aciers pour
décolletage —
Partie 17:
Aciers pour roulements
Heat-treated steels, alloy steels and free-cutting steels —
Part 17: Ball and roller bearing steels
Numéro de référence
ISO 683-17:2014(F)
ISO 2014
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ISO 683-17:2014(F)
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Publié en Suisse
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ISO 683-17:2014(F)
Sommaire Page

Avant-propos ................................................................................................................................................................................................................................v

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

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

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

4 Classification et désignation .................................................................................................................................................................... 2

4.1 Classification ............................................................................................................................................................................................. 2

4.2 Désignation ................................................................................................................................................................................................ 2

5 Informations à fournir par l’acheteur ............................................................................................................................................ 3

5.1 Informations obligatoires .............................................................................................................................................................. 3

5.2 Options/Prescriptions supplémentaires ou spéciales .......................................................................................... 3

6 Procédé de fabrication ................................................................................................................................................................................... 3

6.1 Généralités .................................................................................................................................................................................................. 3

6.2 Désoxydation ............................................................................................................................................................................................ 4

6.3 Traitement thermique et état de surface à la livraison ........................................................................................ 4

6.3.1 Etat de traitement thermique ............................................................................................................................... 4

6.3.2 Etats de surface particuliers .................................................................................................................................. 4

6.3.3 Traçabilité de la coulée ............................................................................................................................................... 4

7 Prescriptions ............................................................................................................................................................................................................ 4

7.1 Composition chimique et trempabilité .............................................................................................................................. 4

7.1.1 Généralités ............................................................................................................................................................................ 4

7.1.2 Composition chimique ................................................................................................................................................ 4

7.1.3 Trempabilité ........................................................................................................................................................................ 4

7.1.4 Dureté ........................................................................................................................................................................................ 5

7.2 Microstructure ........................................................................................................................................................................................ 5

7.2.1 Grosseur de grain austénitique des aciers de cémentation et aciers pour

trempe par induction pour roulements ....................................................................................................... 5

7.2.2 Sphéroïdisation et répartition des carbures ............................................................................................ 5

7.2.3 Structure des aciers de cémentation à l’état +FP................................................................................. 5

7.3 Inclusions non métalliques .......................................................................................................................................................... 5

7.3.1 Inclusions microscopiques ...................................................................................................................................... 5

7.3.2 Inclusions macroscopiques .................................................................................................................................... 5

7.4 Santé interne ............................................................................................................................................................................................. 5

7.5 Qualité de surface ................................................................................................................................................................................. 5

7.6 Forme, dimensions et tolérances ............................................................................................................................................ 6

8 Contrôle.......................................................................................................................................................................................................................... 6

8.1 Procédures de contrôle et types de documents de contrôle ........................................................................... 6

8.2 Fréquence des essais ......................................................................................................................................................................... 6

8.3 Contrôles et essais spécifiques .................................................................................................................................................. 6

8.3.1 Vérification de la trempabilité et de la dureté ........................................................................................ 6

8.3.2 Contrôle de la qualité de surface ........................................................................................................................ 7

8.3.3 Contrôle dimensionnel ............................................................................................................................................... 7

9 Méthodes d’essai .................................................................................................................................................................................................. 7

9.1 Analyse chimique ................................................................................................................................................................................. 7

9.2 Essais de dureté et trempabilité .............................................................................................................................................. 7

9.2.1 Dureté ........................................................................................................................................................................................ 7

9.2.2 Vérification de la trempabilité .............................................................................................................................. 7

9.2.3 Contre-essais ....................................................................................................................................................................... 7

10 Marquage ...................................................................................................................................................................................................................... 7

Annexe A (normative) Prescriptions supplémentaires ou spéciales ...............................................................................19

Annexe B (informative) Désignations des aciers indiqués dans les Tableaux 3, 5 et 6 et

© ISO 2014 – Tous droits réservés iii
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ISO 683-17:2014(F)

nuances comparables couvertes dans différents systèmes de désignation .......................................22

Annexe C (informative) Normes dimensionnelles applicables aux produits conformes à la

présente Norme internationale ISO 683-17 ..........................................................................................................................24

Bibliographie ...........................................................................................................................................................................................................................25

iv © ISO 2014 – Tous droits réservés
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ISO 683-17:2014(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/brevets).

Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données

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

engagement.

Pour une explication de la signification des termes et expressions spécifiques de l’ISO liés à l’évaluation de

la conformité, ou pour toute information au sujet de l’adhésion de l’ISO aux principes de l’OMC concernant

les obstacles techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: Avant-propos — Informations

supplémentaires.

L’ISO 683-17 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 17, Acier, sous-comité SC 4, Aciers pour

traitement thermique et aciers alliés.

Cette troisième édition annule et remplace la deuxième édition (ISO 683-17:1999), qui a fait l’objet d’une

révision technique.

La présente version corrigée de l’ISO 683-17:2014 inclut les corrections suivantes : du texte en anglais

dans des tableaux remplacé par du text français ; les références bibliographiques [9] à [12] (il s’agit de

normes chinoises) ajoutées telles qu’en anglais.

L’ISO 683 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Acier pour traitement thermique,

aciers alliés et aciers pour décolletage:
— Partie 1: Aciers non alliés pour trempe et revenu
— Partie 2: Aciers alliés pour trempe et revenu
— Partie 3: Aciers pour cémentation
— Partie 4: Aciers pour décolletage
— Partie 5: Aciers pour nitruration
— Partie 14: Aciers laminés à chaud pour ressorts trempés et revenus
— Partie 15: Aciers pour soupapes de moteurs à combustion interne
— Partie 17: Aciers pour roulement
© ISO 2014 – Tous droits réservés v
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ISO 683-17:2014(F)
— Partie 18: Produits en aciers transformés à froid
vi © ISO 2014 – Tous droits réservés
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NORME INTERNATIONALE ISO 683-17:2014(F)
Aciers pour traitement thermique, aciers alliés et aciers
pour décolletage —
Partie 17:
Aciers pour roulements
1 Domaine d’application

1.1 La présente partie de l’ISO 683 spécifie les prescriptions techniques de livraison pour les cinq

groupes d’aciers pour roulements, tels que listés au Tableau 3, expressément:

— aciers pour roulements trempés à cœur (aciers contenant environ 1 % de C et 1 % à 2 % de Cr);

— aciers de cémentation pour roulements;
— aciers pour trempe par induction (non alliés et alliés) pour roulements;
— aciers inoxydables pour roulements; et
— aciers pour roulements résistant à chaud.

1.2 La présente partie de l’ISO 683 s’applique aux produits et aux conditions de traitement thermique

indiquées dans le Tableau 1, ainsi qu’aux états de surface mentionnés au Tableau 2.

1.3 En plus de la présente partie de l’ISO 683, les conditions générales techniques de livraison de

l’ISO 404 s’appliquent.
2 Références normatives

Les documents ci-après, dans leur intégralité ou non, sont des références normatives indispensables à

l’application du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique. Pour les

références non datées, la dernière édition du document de référence s’applique (y compris les éventuels

amendements).

ISO 377, Acier et produits en acier — Position et préparation des échantillons et éprouvettes pour essais

mécaniques

ISO 404, Aciers et produits sidérurgiques — Conditions générales techniques de livraison

ISO 642, Acier — Essai de trempabilité par trempe en bout (essai Jominy)

ISO 643, Aciers — Détermination micrographique de la grosseur du grain ferritique ou austénitique des

aciers

ISO 3763, Aciers corroyés — Méthodes macroscopiques de détermination de la teneur en inclusions non

métalliques

ISO 3887,Aciers non alliés et faiblement alliés — Détermination de la profondeur de décarburation

ISO 4948-1, Aciers — Classification — Partie 1: Classification en aciers alliés et en aciers non alliés basée

sur la composition chimique
© ISO 2014 – Tous droits réservés 1
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ISO 683-17:2014(F)

ISO 4948-2, Aciers — Classification — Partie 2: Classification des aciers alliés et aciers non alliés en fonction

des principales classes de qualité et des caractéristiques principales de propriété ou d’application

ISO/TS 4949, Désignations des aciers fondées sur des lettres symboles

ISO 4967, Aciers — Détermination de la teneur en inclusions non métalliques — Méthode micrographique à

l’aide d’images types
ISO 4969, Acier — Examen macroscopique par attaque aux acides minéraux forts

ISO 5949, Aciers à outils et aciers de roulement — Méthode micrographique d’évaluation de la répartition

des carbures à l’aide d’images-types

ISO 6506-1, Matériaux métalliques — Essai de dureté Brinell — Partie 1: Méthode d’essai

ISO 6508-1, Matériaux métalliques — Essai de dureté Rockwell — Partie 1: Méthode d’essai

ISO 6929, Produits en acier — Vocabulaire

ISO 9443, Aciers pour traitements thermiques et aciers alliés — Classes de qualité de surface des ronds et

fils-machine laminés à chaud — Conditions techniques de livraison

ISO/TR 9769, Aciers et fontes — Vue d’ensemble des méthodes d’analyse disponibles

ISO 10474, Aciers et produits sidérurgiques — Documents de contrôle

ISO 14284, Aciers et fontes — Prélèvement et préparation des échantillons pour la détermination de la

composition chimique
3 Termes et définitions

Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l’ISO 6929 ainsi que les

suivants s’appliquent.
3.1
aciers pour roulements

aciers pour anneaux ou éléments de roulement qui utilisent des billes et des aiguilles pour maintenir la

séparation entre les parties mobiles du roulement
4 Classification et désignation
4.1 Classification

La classification des nuances d’aciers du présent document est effectuée conformément à l’ISO 4948-1

et à l’ISO 4948-2. Toutes les nuances d’aciers couvertes par la présente partie de la norme ISO 683 sont

des aciers spéciaux.
4.2 Désignation

Pour les nuances d’aciers couvertes par la présente partie de la norme ISO 683, les désignations

symboliques des aciers telles que données dans les tableaux applicables sont attribuées conformément

à l’ISO/TS 4949
2 © ISO 2014 – Tous droits réservés
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ISO 683-17:2014(F)
5 Informations à fournir par l’acheteur
5.1 Informations obligatoires

Le producteur doit obtenir les informations suivantes de l’acheteur au moment de l’appel d’offres et de

la commande:
a) La quantité à livrer;

b) La désignation de la forme des produits (billettes, barres, fils machine, fils, tubes, anneaux, disques,

etc.);

c) Soit la désignation de la norme dimensionnelle et les dimensions et les tolérances choisies à partir

de celle-ci (voir 7.6) ou bien la désignation de tout autre document couvrant les dimensions et les

tolérances requises pour le produit;
d) Une référence à la présente norme ISO 683-17;
e) La désignation de la nuance d’acier (voir Tableau 3);

f) le symbole pour l’état de traitement thermique à la livraison (voir 6.3.1 et Tableau 1);

g) En général la désignation normalisée pour un certificat de réception 3.1 ou, si cela est exigé un

certificat de réception 3.2 conformément à l’ISO 10474.
5.2 Options/Prescriptions supplémentaires ou spéciales

Un certain nombre d’options sont spécifiées dans la présente partie de la norme ISO 683 et sont

énumérées ci-après. Si l’acheteur n’indique pas son souhait d’appliquer l’une quelconque de ces options,

les produits seront livrés conformément aux spécifications de base de la la présente partie de la norme

ISO 683 (voir 5.1).

a) Si un autre état de surface que ‘transformé à chaud’ ou une qualité de surface spéciale est requise,

l’état de surface (voir Tableau 2), et la qualité de surface (voir 7.5) s’appliquent;

b) Toute prescription relative à la trempabilité (+H,) (voir 7.1.3 et Tableau 5); et la vérification de la

trempabilité et suivant accord, les informations relatives au calcul de la trempabilité (voir 9.2.2));

c) Toute prescription supplémentaire qui doit être satisfaite, le symbole et, lorsque cela est nécessaire,

les détails de cette prescription supplémentaire (voir Annexe A);

EXEMPLE 50 barres rondes conformément à l’ISO 1035-1 de diamètre nominal de 50,0 mm, longueur

nominale de 8 000 mm et de classe de tolérance S sur le diamètre de ± 0,40 mm et de classe de tolérance L2 sur

la longueur de +100/0 conformément à l’ISO 1035-4 et avec une surface transformée à chaud en nuance d’acier

100Cr6 selon ISO 683-17 (voir Tableau 3) à l’état recuit pour obtenir des carbures sphéroïdisés (+AC), avec un

certificat de réception 3.1 conformément à l’ISO 10474:
50 barres rondes ISO 1035-1/-4 – 50,0 S × 8 000 L2
nuance d’acier ISO 683-17 – 100Cr6+AC
certificat de réception ISO 10474 – 3.1
6 Procédé de fabrication
6.1 Généralités

Le procédé de fabrication de l’acier et des produits, sauf restrictions données par les prescriptions en 6.2

et 6.3, est laissé à l’initiative du producteur.

A sa demande, l’acheteur doit être informé du procédé utilisé pour l’élaboration de l’acier.

© ISO 2014 – Tous droits réservés 3
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ISO 683-17:2014(F)

La refusion de l’acier peut faire l’objet d’un accord lors de l’appel d’offres et de la commande.

6.2 Désoxydation
Tous les aciers doivent être désoxydés.
6.3 Traitement thermique et état de surface à la livraison
6.3.1 Etat de traitement thermique

Les produits doivent être livrés dans l’un des états de traitement thermique donnés dans le Tableau 1,

lignes 2 à 10 comme convenu au moment de l’appel d’offres et de la commande. S’il n’y a pas d’accord, les

produits doivent être livrés à l’état non traité.
6.3.2 Etats de surface particuliers

Si cela est convenu au moment de l’appel d’offres et de la commande, les produits doivent être livrés dans

l’un des états de surface particuliers donnés dans le Tableau 2, lignes 3 à 9.
6.3.3 Traçabilité de la coulée
Chaque produit doit pouvoir être raccordé à la coulée, voir Article 10.
7 Prescriptions
7.1 Composition chimique et trempabilité
7.1.1 Généralités

Le Tableau 1 donne un récapitulatif des combinaisons des états habituels de traitement thermique à la

livraison, des formes de produits et des prescriptions conformément aux Tableaux 3 à 6 (composition

chimique, trempabilité, dureté maximale, gamme de dureté).
7.1.2 Composition chimique

La composition chimique déterminée par l’analyse de coulée doit être conforme aux valeurs du Tableau 3.

Les écarts admissibles entre les valeurs limites pour l’analyse de coulée et les valeurs pour l’analyse de

produit sont donnés dans le Tableau 4.

L’analyse de produit doit être réalisée lorsque cela est spécifié au moment de l’appel d’offres et de la

commande (voir 9.1 et A.2).
7.1.3 Trempabilité

Lorsque l’acier est commandé sans prescriptions de trempabilité — c’est-à-dire lorsque les désignations

du type d’acier selon le Tableau 3 s’appliquent et pas les désignations mentionnées au Tableau 5 — les

prescriptions de dureté, spécifiées dans le Tableau 6 (voir également Tableau 1, colonne 9), s’appliquent

comme étant appropriées pour les conditions particulières de traitement thermique. Dans ce cas, les

valeurs de trempabilité mentionnées au Tableau 5 sont données uniquement à titre indicatif.

Lorsque l’acier, au moyen des désignations du Tableau 5, est commandé avec des prescriptions de

trempabilité, les valeurs de trempabilité indiquées au Tableau 5 s’appliquent en plus des prescriptions

citées au Tableau 1, colonne 9 (voir note b du bas de Tableau 3).
4 © ISO 2014 – Tous droits réservés
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ISO 683-17:2014(F)
7.1.4 Dureté
La dureté dans les états usuels de livraison est donnée dans le Tableau 6.
7.2 Microstructure

7.2.1 Grosseur de grain austénitique des aciers de cémentation et aciers pour trempe par

induction pour roulements

Les aciers de cémentation et aciers pour trempe par induction doivent avoir une grosseur de grain de 5

ou plus fine. (voir ISO 643)
Pour la vérification de la grosseur de grain, voir Article A.3.
7.2.2 Sphéroïdisation et répartition des carbures

7.2.2.1 Dans le cas de livraisons dans les états de traitement thermique +AC et +AC+C, les carbures

des aciers trempés à cœur doivent être sphéroïdisés, et les carbures des aciers inoxydables et des aciers

pour roulements résistant à chaud doivent être majoritairement sphéroïdisés. Les aciers de cémentation

peuvent présenter des restes de carbures dont la sphéroïdisation est incomplète. Pour le degré de

sphéroïdisation, voir Article A.4.
7.2.2.2 Pour la répartition des carbures, voir Article A.5.
7.2.3 Structure des aciers de cémentation à l’état +FP

La structure doit être constituée de ferrite-perlite. Toutefois, des teneurs en bainite allant jusqu’à 10 %

sont acceptables.
7.3 Inclusions non métalliques
7.3.1 Inclusions microscopiques

La caractérisation des inclusions non métalliques est d’une importance critique pour la tenue à la

fatigue des roulements. Par conséquent, tous les aciers pour roulements doivent avoir un certain degré

de propreté. Les prescriptions relatives à la teneur en inclusions non métalliques s’appliquent dans tous

les cas; toutefois, la vérification requiert un accord spécial, voir Article A.6.

7.3.2 Inclusions macroscopiques

Si une vérification est convenue, alors la méthode et les limites d’acceptation doivent faire l’objet d’un

accord au moment de l’appel d’offres et de la commande.
7.4 Santé interne

Lorsque cela est approprié, les prescriptions relatives à la santé interne des produits doivent faire l’objet

d’un accord au moment de l’appel d’offres et de la commande, voir Article A.7.
7.5 Qualité de surface

7.5.1 Tous les produits doivent présenter un fini de surface lisse qui soit approprié au procédé de

fabrication appliqué.

7.5.2 Les produits meulés, écroutés/tournés ou usinés doivent être exempts de discontinuités de

surface préjudiciables à un usage pratique et à une décarburation de surface.
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ISO 683-17:2014(F)

7.5.3 Si des produits laminés à chaud, forgés, transformés à froid, écroûtés ou ayant fait l’objet d’un

usinage grossier sont commandés avec des tolérances suffisantes d’usinage de matériau à enlever de

toutes les surfaces par usinage ou meulage pour éviter:
a) une décarburation de surface et
b) des défauts de surface.

les tolérances d’usinage doivent faire l’objet d’un accord au moment de l’appel d’offres et de la commande.

De manière alternative, pour les barres et fils machine ronds, la profondeur admissible des discontinuités

de surface peut être spécifiée conformément à l’ISO 9443.
7.6 Forme, dimensions et tolérances

Les formes, dimensions et tolérances des produits doivent être conformes aux prescriptions convenues

au moment de l’appel d’offres et de la commande. Les accords doivent, autant que possible, être fondés sur

les Normes internationales correspondantes (voir Annexe C) ou, autrement, sur des normes nationales

adaptées.
8 Contrôle
8.1 Procédures de contrôle et types de documents de contrôle

8.1.1 Les produits conformes à la présente partie de la norme ISO 683 doivent être commandés et livrés

avec un certificat de réception 3.1 ou 3.2 comme spécifié dans l’ISO 10474. Le type de document doit faire

l’objet d’un accord au moment de l’appel d’offres et de la commande. Si la commande ne contient pas de

spécification de ce type, un certificat de réception doit être émis.

8.1.2 Les contrôles et essais spécifiques décrits au 8.2 et au 8.3 doivent être réalisés et les résultats

doivent être confirmés dans le certificat de réception.
En outré, le certificat de réception doit inclure:

a) La confirmation que le matériau est conforme aux prescriptions de la commande;

b) les résultats de l’analyse de coulée pour les éléments spécifiés dans le Tableau 3 pour la nuance

d’acier concernée;

c) les résultats de tous les contrôles et essais commandés par des prescriptions supplémentaires (voir

Annexe A);

d) les lettres symboles ou les numéros se rapportant au document de contrôle avec l’unité d’essai

applicable.
8.2 Fréquence des essais

La quantité d’essais, les conditions d’échantillonnage et les méthodes d’essais, devant être appliquées

pour la vérification des prescriptions, doivent être conformes aux prescriptions du Tableau 7.

8.3 Contrôles et essais spécifiques
8.3.1 Vérification de la trempabilité et de la dureté

Les prescriptions de dureté, indiquées pour l’état de traitement thermique applicable au Tableau 6 (voir

également Tableau 1, colonne 9, sous-colonne 9.2), doivent être vérifiées.
6 © ISO 2014 – Tous droits réservés
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ISO 683-17:2014(F)

Dans le cas d’aciers commandés avec une désignation comportant le symbole +H (voir Tableau 5), il est

en outre nécessaire de vérifier les prescriptions relatives à la trempabilité conformément au Tableau 5.

8.3.2 Contrôle de la qualité de surface
Sauf accord contraire au moment de la commande et de l’appel d’
...

PROJET DE NORME INTERNATIONALE ISO/DIS 683-17
ISO/TC 17/SC 4 Secrétariat: DIN
Début de vote Vote clos le
2013-03-28 2013-08-28

INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION • МЕЖДУНАРОДНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ • ORGANISATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION

Aciers pour traitement thermique, aciers alliés et aciers pour
décolletage
Partie 17:
Aciers pour roulements
Heat-treated steels, alloy steels and free-cutting steels
Part 17: Ball and roller bearing steels
[Révision de la deuxième édition (ISO 683-17:1999)]
ICS 77.140.10; 77.140.20
TRAITEMENT PARALLÈLE ISO/CEN

Le présent projet a été élaboré dans le cadre de l'Organisation internationale de normalisation (ISO)

et soumis selon le mode de collaboration sous la direction de l'ISO, tel que défini dans l'Accord de

Vienne.

Le projet est par conséquent soumis en parallèle aux comités membres de l'ISO et aux comités

membres du CEN pour enquête de cinq mois.

En cas d'acceptation de ce projet, un projet final, établi sur la base des observations reçues, sera

soumis en parallèle à un vote d'approbation de deux mois au sein de l'ISO et à un vote formel au sein

du CEN.

Pour accélérer la distribution, le présent document est distribué tel qu'il est parvenu du

secrétariat du comité. Le travail de rédaction et de composition de texte sera effectué au

Secrétariat central de l'ISO au stade de publication.

To expedite distribution, this document is circulated as received from the committee

secretariat. ISO Central Secretariat work of editing and text composition will be undertaken at

publication stage.

CE DOCUMENT EST UN PROJET DIFFUSÉ POUR OBSERVATIONS ET APPROBATION. IL EST DONC SUSCEPTIBLE DE MODIFICATION ET NE PEUT

ÊTRE CITÉ COMME NORME INTERNATIONALE AVANT SA PUBLICATION EN TANT QUE TELLE.

OUTRE LE FAIT D'ÊTRE EXAMINÉS POUR ÉTABLIR S'ILS SONT ACCEPTABLES À DES FINS INDUSTRIELLES, TECHNOLOGIQUES ET

COMMERCIALES, AINSI QUE DU POINT DE VUE DES UTILISATEURS, LES PROJETS DE NORMES INTERNATIONALES DOIVENT PARFOIS ÊTRE

CONSIDÉRÉS DU P OINT DE VUE DE LEUR POSSIBILITÉ DE DEVENIR DES NORMES POUVANT SERVIR DE RÉFÉRENCE DANS LA

RÉGLEMENTATION NATIONALE.

LES DESTINATAIRES DU PRÉSENT PROJET SONT INVITÉS À PRÉSENTER, AVEC LEURS OBSERVATIONS, NOTIFICATION DES DROITS DE PRO-

PRIÉTÉ DONT ILS AURAIENT ÉVENTUELLEMENT CONNAISSANCE ET À FOURNIR UNE DOCUMENTATION EXPLICATIVE.

© Organisation Internationale de Normalisation, 2013
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ISO/DIS 683-17
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Droits de reproduction réservés. Sauf indication contraire, 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, l’affichage sur l’internet ou sur un

Intranet, sans autorisation écrite préalable. Les demandes d’autorisation peuvent être adressées à l’ISO à l’adresse ci-après ou au

comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
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ISO/DIS 683-17
Sommaire Page

Avant-propos ......................................................................................................................................................v

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

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

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

4 Classification et désignation................................................................................................................2

4.1 Classification.........................................................................................................................................2

4.2 Désignation ............................................................................................................................................2

5 Informations à fournir par l’acheteur ..................................................................................................3

5.1 Informations obligatoires .....................................................................................................................3

5.2 Options/Prescriptions supplémentaires ou spéciales ......................................................................3

6 Procédé de fabrication..........................................................................................................................4

6.1 Généralités.............................................................................................................................................4

6.2 Désoxydation.........................................................................................................................................4

6.3 Traitement thermique et état de surface à la livraison ......................................................................4

6.3.1 Etat de traitement thermique................................................................................................................4

6.3.2 Etats de surface particuliers ................................................................................................................4

6.3.3 Traçabilité de la coulée .........................................................................................................................4

7 Prescriptions..........................................................................................................................................4

7.1 Composition chimique et trempabilité ................................................................................................4

7.1.1 Généralités.............................................................................................................................................4

7.1.2 Composition chimique..........................................................................................................................4

7.1.3 Trempabilité...........................................................................................................................................5

7.1.4 Dureté.....................................................................................................................................................5

7.2 Microstructure........................................................................................................................................5

7.2.1 Grosseur de grain austénitique des aciers de cémentation et aciers pour trempe par

induction pour roulements ...................................................................................................................5

7.2.2 Sphéroïdisation et répartition des carbures.......................................................................................5

7.2.3 Structure des d'aciers de cémentation à l’état +FP ...........................................................................5

7.3 Inclusions non métalliques ..................................................................................................................5

7.3.1 Inclusions microscopiques..................................................................................................................5

7.3.2 Inclusions macroscopiques.................................................................................................................6

7.4 Santé interne..........................................................................................................................................6

7.5 Qualité de surface .................................................................................................................................6

7.6 Forme, dimensions et tolérances ........................................................................................................6

8 Contrôle..................................................................................................................................................6

8.1 Procédures de contrôle et types de documents de contrôle............................................................6

8.2 Fréquence des essais...........................................................................................................................7

8.3 Contrôles et essais spécifiques...........................................................................................................7

8.3.1 Vérification de la trempabilité et de la dureté.....................................................................................7

8.3.2 Contrôle de la qualité de surface.........................................................................................................7

8.3.3 Contrôle dimensionnel..........................................................................................................................7

9 Méthodes d’essai...................................................................................................................................7

9.1 Analyse chimique..................................................................................................................................7

9.2 Essais de dureté et trempabilité ..........................................................................................................7

9.2.1 Dureté.....................................................................................................................................................7

9.2.2 Vérification de la trempabilité ..............................................................................................................8

9.2.3 Contre-essais.........................................................................................................................................8

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ISO/DIS 683-17

10 Marquage............................................................................................................................................... 8

Annexe A (normative) Prescriptions supplémentaires ou spéciales ......................................................... 17

A.1 Analyse sur produit ............................................................................................................................ 17

A.2 Vérification de la grosseur de grain.................................................................................................. 17

A.3 Degré de sphéroïdisation................................................................................................................... 17

A.4 Répartition des carbures ................................................................................................................... 17

A.5 Vérification des inclusions microscopiques ................................................................................... 17

A.6 Contrôle non destructif ...................................................................................................................... 19

A.7 Qualité de surface............................................................................................................................... 19

A.8 Contrôle spécial des dimensions...................................................................................................... 19

A.9 Accords particuliers concernant le marquage ................................................................................ 19

Annexe B (informative) Désignations des aciers indiqués dans les Tableaux 3, 5 et 6 et nuances

comparables couvertes dans différents systèmes de désignation............................................... 20

Annexe C (informative) Normes dimensionnelles applicables aux produits conformes à la

présente Norme internationale.......................................................................................................... 22

Bibliographie .................................................................................................................................................... 23

iv © ISO 2013 – Tous droits réservés
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ISO/DIS 683-17
Avant-propos

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

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

aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du

comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non

gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec

la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.

Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,

Partie 2.

La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes

internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur

publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres

votants.

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.

L'ISO 683-17 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 17, Acier, sous-comité SC 4, Aciers pour

traitement thermique et aciers alliés.

Cette troisième édition annule et remplace la deuxième édition (ISO 683-17:1999), qui a fait l'objet d'une

révision technique.

L'ISO 683 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Acier pour traitement thermique,

aciers alliés et aciers pour décolletage:
⎯ Partie 1: Aciers non alliés pour trempe et revenu
⎯ Partie 2: Aciers alliés pour trempe et revenu
⎯ Partie 9: Aciers corroyés pour décolletage
⎯ Partie 10: Aciers corroyés pour nitruration
⎯ Partie 11: Aciers pour cémentation
⎯ Partie 14: Aciers laminés à chaud pour ressorts trempés et revenus
⎯ Partie 15: Aciers pour soupapes de moteurs à combustion interne
⎯ Partie 17: Aciers pour roulement
⎯ Partie 18: Produits blancs en aciers non alliés et faiblement alliés
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PROJET DE NORME INTERNATIONALE ISO/DIS 683-17
Acier pour traitement thermique, aciers alliés et aciers pour
décolletage — Partie 17: Aciers pour roulement
1 Domaine d'application

1.1 La présente partie de l'ISO 683 spécifie les prescriptions techniques de livraison pour les cinq groupes

d’aciers pour roulements, tels que listés au aux produits et aux conditions de traitement thermique mentionnés

au Tableau 3, expressément :

⎯ aciers pour roulements trempés à cœur (aciers contenant environ 1 % de C et 1 % à 2 % de Cr) ;

⎯ aciers de cémentation pour roulements ;
⎯ aciers pour trempe par induction (non alliés et alliés) pour roulements ;
⎯ aciers inoxydables pour roulements ;
⎯ aciers pour roulements résistant à chaud.

1.2 La présente partie de l'ISO 683 s'applique aux produits et aux conditions de traitement thermique

indiquées dans le Tableau 1, ainsi qu'aux états de surface mentionnés au Tableau 2.

1.3 En plus de la présente partie de l'ISO 683, les conditions générales techniques de livraison de l'ISO 404

s'appliquent.
2 Références normatives

Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent document. Pour les

références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du

document de référence s'applique (y compris les éventuels amendements).

ISO 377, Acier et produits en acier — Position et préparation des échantillons et éprouvettes pour essais

mécaniques

ISO 404, Aciers et produits sidérurgiques — Conditions générales techniques de livraison

ISO 642, Acier — Essai de trempabilité par trempe en bout (essai Jominy)

ISO 643, Aciers — Détermination micrographique de la grosseur du grain ferritique ou austénitique des aciers

ISO 3763, Aciers corroyés — Méthodes macroscopiques de détermination de la teneur en inclusions non

métalliques

ISO 3887, Aciers non alliés et faiblement alliés — Détermination de la profondeur de décarburation

ISO 4948-1, Aciers — Classification — Partie 1: Classification en aciers alliés et en aciers non alliés basée

sur la composition chimique
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ISO/DIS 683-17

ISO 4948-2, Aciers — Classification — Partie 2: Classification des aciers alliés et aciers non alliés en fonction

des principales classes de qualité et des caractéristiques principales de propriété ou d'application

ISO/TS 4949, Désignations des aciers fondées sur des lettres symboles

ISO 4967, Aciers — Détermination de la teneur en inclusions non métalliques — Méthode micrographique à

l'aide d'images types
ISO 4969, Acier — Examen macroscopique par attaque aux acides minéraux forts

ISO 5949, Aciers à outils et aciers de roulement — Méthode micrographique d'évaluation de la répartition des

carbures à l'aide d'images-types

ISO 6506-1, Matériaux métalliques — Essai de dureté Brinell - Partie 1: Méthode d’essai

ISO 6929, Produits en acier — Définition et classification

ISO 9443, Aciers pour traitements thermiques et aciers alliés — Classes de qualité de surface des ronds et

fils-machine laminés à chaud — Conditions techniques de livraison

ISO/TR 9769, Aciers et fontes — Vue d'ensemble des méthodes d'analyse disponibles

ISO 10474:1991, Aciers et produits sidérurgiques — Documents de contrôle (Corrigée et imprimée à nouveau

en décembre 1992)

ISO 14284, Aciers et fontes — Prélèvement et préparation des échantillons pour la détermination de la

composition chimique
3 Termes et définitions

Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l’ISO 6929 ainsi que les

suivants s'appliquent.
3.1
aciers pour roulements

aciers pour éléments de roulement qui utilisent des billes et des aiguilles pour maintenir la séparation entre

les parties mobiles du roulement
4 Classification et désignation
4.1 Classification

La classification des nuances d’aciers pertinentes est effectuée conformément à l’ISO 4948-1 et à

l’ISO 4948-2. Toutes les nuances d’aciers couvertes par la présente norme sont des aciers spéciaux.

4.2 Désignation

Pour les nuances d’aciers couvertes par le présente document, les désignations symboliques des aciers telles

que données dans les tableaux applicables sont attribuées conformément à l’ISO/TS 4949

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ISO/DIS 683-17
5 Informations à fournir par l’acheteur
5.1 Informations obligatoires

Le producteur doit obtenir les informations suivantes de l’acheteur au moment de l’appel d’offres et de la

commande :
a) La quantité à livrer ;

b) La désignation de la forme des produits (billettes, barres, fils machine, fils, tubes, anneaux, disques, etc.)

c) Soit la désignation de la norme dimensionnelle et les dimensions et les tolérances choisies à partir de

celle-ci (voir 7.6) ou la désignation de tout autre document couvrant les dimensions et les tolérances

requises pour le produit ;
d) Référence à la présente norme ISO 683-17 ;
e) la désignation de la nuance d’acier (voir Tableau 3) ;

f) le symbole pour l’état de traitement thermique à la livraison (voir 6.3.1 et Tableau 1) ;

g) la désignation normalisée pour un certificat de réception 3.1 ou, si cela est exigé un certificat de réception

3.2 conformément à l’ISO 10474.
5.2 Options/Prescriptions supplémentaires ou spéciales

Un certain nombre d’options sont spécifiées dans la présente Norme internationale et sont énumérées ci-

après. Si l’acheteur n’indique pas son souhait d’appliquer l’une quelconque de ces options, les produits seront

livrés conformément aux spécifications de base de la présente norme (voir 5.1).

a) Si un autre état de surface que 'transformé à chaud' ou une qualité de surface spéciale est requise, l’état

de surface (voir Tableau 2), et la qualité de surface (voir 7.5) ;

b) Toute prescription relative à la trempabilité (+H, +HH, +HL) (voir 7.1.3 et Tableau 5) ;

c) Toute prescription supplémentaire qui doit être satisfaite, le symbole et, lorsque cela est nécessaire, les

détails de cette prescription supplémentaire (voir Annexe A) ;

d) Vérification de la trempabilité et si accord, les informations relatives au calcul de la trempabilité (voir

9.2.2), si un contrôle spécifique est demandé, la vérification est faite dans tous les cas (voir 8.3.1).

EXEMPLE 50 barres rondes conformément à l’ISO 1035-1 de diamètre nominal de 50,0 mm, longueur nominale de

8 000 mm et de classe de tolérance S sur le diamètre de ± 0,40 mm et de classe de tolérance L2 sur la longueur de

+100/0 conformément à l’ISO 1035-4 et avec une surface transformée à chaud en nuance d’acier 100Cr6 selon

ISO 683-17 (voir Tableau 3) à l’état recuit pour obtenir des carbures sphéroïdisés (+AC), avec un certificat de réception

3.1 conformément à l’ISO 10474:
50 barres rondes ISO 1035-1/-4 – 50,0 S x 8 000 L2
nuance d’acier ISO 683-17 – 100Cr6+AC
certificat de réception ISO 10474 – 3.1
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ISO/DIS 683-17
6 Procédé de fabrication
6.1 Généralités

Le procédé de fabrication de l'acier et des produits, sauf restrictions données par les prescriptions en 6.2 et

6.3, est laissé à l'initiative du producteur.

Sur sa demande, l'acheteur doit être informé du procédé utilisé pour l'élaboration de l'acier.

La refusion de l’acier peut faire l’objet d’un accord lors de l’appel d’offres et de la commande.

6.2 Désoxydation
Tous les aciers doivent être désoxydés.
6.3 Traitement thermique et état de surface à la livraison
6.3.1 Etat de traitement thermique

Les produits doivent être livrés dans l’un des états de traitement thermique donnés dans le Tableau 1, lignes

2 à 11 comme convenu au moment de l’appel d’offres et de la commande. S’il n’y a pas d’accord, les produits

doivent être livrés à l’état non traité.
6.3.2 Etats de surface particuliers

Si cela est convenu au moment de l’appel d’offres et de la commande, les produits doivent être livrés dans

l’un des états de surface particuliers donnés dans le Tableau 2, lignes 3 à 10.
6.3.3 Traçabilité de la coulée
Chaque produit doit pouvoir être raccordé à la coulée, voir Article 10.
7 Prescriptions
7.1 Composition chimique et trempabilité
7.1.1 Généralités

Le Tableau 1 donne un récapitulatif des combinaisons des états habituels de traitement thermique à la

livraison, des formes de produits et des prescriptions conformément aux Tableaux 3 à 6 (composition

chimique, trempabilité, dureté maximale, gamme de dureté).
7.1.2 Composition chimique

La composition chimique déterminée par l’analyse de coulée doit être conforme aux valeurs du Tableau 3.

Les écarts admissibles entre les valeurs limites pour l’analyse de coulée et les valeurs pour l’analyse de

produit sont donnés dans le Tableau 4.

L’analyse de produit doit être réalisée lorsque cela est spécifié au moment de l’appel d’offres et de la

commande (voir 9.1 et A.1).
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ISO/DIS 683-17
7.1.3 Trempabilité

Lorsque l'acier est commandé sans prescriptions de trempabilité — c'est-à-dire lorsque les désignations du

type d'acier selon le Tableau 3 s'appliquent et pas les désignations mentionnées au Tableau 5 — les

prescriptions de dureté, spécifiées dans le Tableau 6 (voir également Tableau 1, colonne 9), s'appliquent

comme étant appropriées pour les conditions particulières de traitement thermique. Dans ce cas, les valeurs

de trempabilité mentionnées au Tableau 5 sont données uniquement à titre indicatif.

Lorsque l'acier, par le biais des désignations du Tableau 5, est commandé avec des prescriptions de

trempabilité, les valeurs de trempabilité indiquées au Tableau 5 s'appliquent en plus des prescriptions citées

au Tableau 1, colonne 9 (voir note b du bas de Tableau 3).
7.1.4 Dureté
La dureté dans les états usuels de livraison est donnée dans le Tableau 6.
7.2 Microstructure

7.2.1 Grosseur de grain austénitique des aciers de cémentation et aciers pour trempe par induction

pour roulements

Les aciers de cémentation et aciers pour trempe par induction doivent être à grain fin. Cette prescription doit

être considérée comme respectée si :

a) dans le cas d'aciers de cémentation, après avoir maintenu l'acier pendant 4 h à (925 ± 10) °C, au moins

70 % de la microstructure, révélée conformément à l'un des modes opératoires de l'ISO 643, est

constituée de grains dont la grosseur est inférieure ou égale à 5;

b) dans le cas d'aciers pour trempe par induction, après avoir maintenu l'acier pendant 1,5 h à (850 ± 10) °C,

la microstructure révélée conformément à l'un des modes opératoires de l'ISO 643, est constituée de

grains dont la grosseur est inférieure ou égale à 5.
En ce qui concerne la vérification de la grosseur de grain, voir Article A.2.
7.2.2 Sphéroïdisation et répartition des carbures

7.2.2.1 Dans le cas de livraisons dans les états de traitement thermique +AC et +AC+C, les carbures des

aciers trempés à cœur doivent être sphéroïdisés, et les carbures des aciers inoxydables et des aciers pour

roulements résistant à chaud doivent être majoritairement sphéroïdisés. Les aciers de cémentation peuvent

présenter des restes de carbures dont la sphéroïdisation est incomplète. Pour le degré de sphéroïdisation,

voir Article A.3.
7.2.2.2 Pour la répartition des carbures, voir Article A.4.
7.2.3 Structure des d'aciers de cémentation à l’état +FP

La structure doit être constituée de ferrite-perlite. Toutefois, des teneurs en bainite allant jusqu'à 10 % sont

acceptables.
7.3 Inclusions non métalliques
7.3.1 Inclusions microscopiques

La caractérisation des inclusions non métalliques est d’une importance critique pour la tenue à la fatigue des

roulements. Par conséquent, tous les aciers pour roulements doivent avoir un certain degré de propreté. Les

prescriptions relatives à la teneur en inclusions non métalliques s’appliquent dans tous les cas ; toutefois, la

vérification requiert un accord spécial, voir Article A.5.
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ISO/DIS 683-17
7.3.2 Inclusions macroscopiques

La présente prescription est applicable pour la vérification des inclusions macroscopiques dans les aciers

pour roulements. Si une vérification est convenue, alors la méthode et les limites d’acceptation doivent faire

l’objet d’un accord au moment de l’appel d’offres et de la commande.
7.4 Santé interne

Lorsque cela est approprié, les prescriptions relatives à la santé interne des produits doivent faire l’objet d’un

accord au moment de l’appel d’offres et de la commande, voir Article A.6.
7.5 Qualité de surface

7.5.1 Tous les produits doivent présenter un fini de surface lisse approprié au procédé de fabrication

appliqué.

7.5.2 Les produits meulés, tournés ou usinés doivent être exempts de discontinuités de surface

préjudiciables à un usage pratique et à une décarburation de surface.

7.5.3 Les produits laminés à chaud, forgés, transformés à froid, écroûtés ou ayant fait l’objet d’un usinage

grossier doivent être commandés avec des tolérances suffisantes d’usinage du matériau à enlever de toutes

les surfaces par usinage ou meulage pour permettre :
a) une décarburation de surface et
b) des imperfections de surface.

Les tolérances d’usinage doivent faire l’objet d’un accord au moment de l’appel d’offres et de la commande.

De manière alternative, pour les barres et fils machine ronds, la profondeur admissible des discontinuités de

surface peut être spécifiée conformément à l’ISO 9443.
7.6 Forme, dimensions et tolérances

Les formes, dimensions et tolérances des produits doivent être conformes aux prescriptions convenues au

moment de l’appel d’offres et de la commande. Les accords doivent, autant que possible, être fondés sur les

Normes internationales correspondantes (voir Annexe C) ou, autrement, sur des normes nationales adaptées.

8 Contrôle
8.1 Procédures de contrôle et types de documents de contrôle

8.1.1 Les produits conformes à la présente Norme internationale doivent être commandés et livrés avec un

certificat de réception 3.1 ou 3.2 comme spécifié dans l’ISO 10474. Le type de document doit faire l’objet d’un

accord au moment de l’appel d’offres et de la commande. Si la commande ne contient pas de spécification de

ce type, un certificat de réception doit être émis.

8.1.2 Si conformément aux accords de la commande, un certificat de réception 3.1 ou 3.2 selon ISO 10474

est à fournir, les contrôles et essais spécifiques décrits au 8.3 et à l’Article 9 doivent être réalisés et les

résultats doivent être confirmés dans le certificat de réception.
En outré, le certificat de réception doit inclure :
a) La confirmation
...

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