ISO 23669:2022

Corrosion of metals and alloys — Requirements for localised corrosion and environmentally assisted cracking testing of additively manufactured metals and alloys

This document establishes requirements for designing tests and test specimens and conducting tests to assess susceptibility of additively manufactured metals and alloys to localized corrosion and environmentally assisted cracking in aqueous solutions.

Corrosion des métaux et alliages — Exigences pour les essais de corrosion localisée et de fissuration assistée par l’environnement sur les métaux et alliages de fabrication additive

Le présent document établit les exigences pour concevoir des essais et des éprouvettes et réaliser des essais afin d’évaluer la sensibilité des métaux et alliages de fabrication additive à la corrosion localisée et à la fissuration assistée par l’environnement en solutions aqueuses.

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 03-Nov-2022
• ICS: 77.060 - Corrosion of metals
• Technical Committee: ISO/TC 156 - Corrosion of metals and alloys
• Drafting Committee: ISO/TC 156/WG 2 - Environmentally assisted cracking
• Current Stage: 6060 - International Standard published
• Start Date: 04-Nov-2022
• Due Date: 22-Oct-2022
• Completion Date: 04-Nov-2022

Standards Content (Sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 23669
First edition
2022-11
Corrosion of metals and alloys —
Requirements for localised corrosion
and environmentally assisted cracking
testing of additively manufactured
metals and alloys
Corrosion des métaux et alliages — Exigences pour les essais de
corrosion localisée et de fissuration assistée par l’environnement sur
les métaux et alliages de fabrication additive
Reference number
ISO 23669:2022(E)
© ISO 2022

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ISO 23669:2022(E)
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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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CP 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Geneva
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Website: www.iso.org
Published in Switzerland
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ISO 23669:2022(E)
Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 S c op e . 1
2 Nor m at i ve r ef er enc e s . 1
3 Terms and definitions . 1
4 M at er i a l c h a r ac t er i z at ion . 2
5 Ten s i le pr op er t ie s . 3
6 L ocalized corrosion testing . 3
7 Environmentally assisted cracking testing . 4
8 Te s t r ep or t . 5
Bibliography . 6
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ISO 23669:2022(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to
the World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see
www.iso.org/iso/foreword.html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 156, Corrosion of metals and alloys.
Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
complete listing of these bodies can be found at www.iso.org/members.html.
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ISO 23669:2022(E)
Introduction
Additive manufacturing (AM) offers a route to rapid and delocalized end product generation, often with
complex shapes, without the need for extensive machining, with the expectation of reducing cost, time
and waste. For metals, AM products can be built using non-fusion based or fusion based technologies,
the former being less common. The more established fusion based additive manufacturing methods
are powder bed fusion, powder-feed fusion or wire-feed fusion depending on required size, speed and
complexity. Powder-bed fusion tends to be used for relatively small products of complex shape and
involves spreading the powder over the powder bed and melting the powder to the shape required
using a programmed laser beam (under inert gas such as argon or nitrogen) or electron beam (under
vacuum). The next powder layer is spread uniformly across the powder bed and the process is repeated
to build up the full part. In powder-feed directed energy deposition, the powder is fed through a nozzle
onto the build surface under an inert gas. The beam creates a meltpool into which powder is fed and
the process is repeated layer by layer to create the desired shape. In wire-feed systems, the feedstock is
wire but the energy source can be electron beam, laser beam or plasma arc under inert gas or vacuum
as appropriate. Initially, a single bead of material is deposited and this is built upon in subsequent
passes. Wire-feed systems are used when large build volumes are desirable.
It is important to recognize the possible challenges in deploying these products, including the
inhomogeneous and graded microstructure, microstructural grain/dendrite size distribution, phase
distribution, strong crystallographic texture, elemental segregation, residual stress, surface properties,
shrinkage fissures, pores and anisotropic mechanical properties. Some of these factors impinge on
corrosion and environmentally assisted cracking resistance (see Reference [1]) and how it is measured.
Post-processing thermal treatments are commonly applied to homogenize the material and these
can reduce the impact in some cases. Also, the degree to which the factors listed affect properties is
highly dependent on the specific AM process and process parameters adopted, and the manufacturer’s
expertise and experience. The difference in the quality of the end product is expected to diminish as the
technology further matures.
v
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 23669:2022(E)
Corrosion of metals and alloys — Requirements for
localised corrosion and environmentally assisted cracking
testing of additively manufactured metals and alloys
1 S cope
This document establishes requirements for designing tests and test specimens and conducting
tests to assess susceptibility of additively manufactured metals and alloys to localized corrosion and
environmentally assisted cracking in aqueous solutions.
2 Normat ive references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content
constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For
undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 6892-1, Metallic materials — Tensile testing — Part 1: Method of test at room temperature
ISO 6892-2, Metallic materials — Tensile testing — Part 2: Method of test at elevated temperature
ISO 7539-1, Corrosion of metals and alloys — Stress corrosion testing — Part 1: General guidance on testing
procedures
ISO 7539-6, Corrosion of metals and alloys — Stress corrosion testing — Part 6: Preparation and use of
precracked specimens for tests under constant load or constant displacement
ISO 8044, Corrosion of metals and alloys — Vocabulary
ISO 15158, Corrosion of metals and alloys — Method of measuring the pitting potential for stainless steels
by potentiodynamic control in sodium chloride solution
ISO/ASTM 52900, Additive manufacturing — General principles — Fundamentals and vocabulary
ISO/ASTM 52921, Standard terminology for additive manufacturing — Coordinate systems and test
methodologies
3 Terms and definitions
For the purposes of this document the terms and definitions given in ISO 7539-1, ISO 7539-6, ISO 8044,
ISO/ASTM 52900 and the following apply.
ISO and IEC maintain terminology databases for use in standardization at the following addresses:
— IEC Electropedia: available at https:// www .electropedia .org/
— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
3.1
additive manufacturing
AM
process of joining materials to make parts from 3D model data, usually layer upon layer, as opposed to
subtractive manufacturing and formative manufacturing methodologies
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ISO 23669:2022(E)
3.2
end product
product after being subject to all manufacturing steps, according to the nominal specification
3.3
coupon
part produced according to the same nominal specification as the product/component, intended to
have the same characteristics and properties of the product/component, and to be used as the basis
for testing either directly or after machining to the desired specimen configuration as specified in the
appropriate test standard
4 Materia l characterization
4.1 The material characterization shall be undertaken using material removed from the processed
part (coupon or end product) after post-build treatment, including any thermal treatment, machining
or surface modification, in such a way that the sections examined are representative of the material
that would be exposed to the environment and would be potentially susceptible to localized corrosion
or environmentally assisted cracking. Specific attention should be paid to the orientation of the section
removed for characterization with respect to the AM build direction and the specific location of the
section in the build space, in accordance with ISO/ASTM 52921, shall be reported.
NOTE Variation in microstructure and material properties can occur within AM parts. This is associated
with different thermal gradients that can be present throughout manufacture; examples are: the first layer
melted compared with the last layer or a thin section compared with a large section. Another variable is the post
fabrication thermal treatments which can fail to give incomplete homogenization.
4.2 Prior to specimen testing, the material microstructure shall be characterized, in accordance with
the applicable metal or alloy standard where appropriate, together with the following: orientation of
the microstructure with respect to the build direction; grain size and indication of any non-uniformity
of grain dimensions, phases present, the presence of pores or other physical defects such as shrinkage
fissures, with particular attention given to near surface and surface breaking pores and defects.
NOTE Coupons built in the X/Y orientation, according to ISO/ASTM 52921, can show a different level of
porosity from those built in the Z orientation.
4.3 Measurement of the pore size distribution and volume fraction should be undertaken.
NOTE Metallographical techniques can be used for pore size distribution; for example, as described in
[2]
ISO 4499-4. X-ray computed tomography can be used for 3D imaging of pores and unconverted powder and
volume fraction of pores can be estimated by methods such as that due to Archimedes (see Reference [3]).
[4]
4.4 The near surface residual stress shall be determined, for example, using X-ray diffraction, in
different orientations with respect to the build direction, before undertaking any environmentally
assisted cracking test programme and compared with measurements on the related end product,
where data are available. The measurements shall be made on a test specimen that represents the final
material condition.
NOTE While high temperature solution anneal will tend to remove residual stress effectively if applied,
lower temperature treatments can be ineffective and can form detrimental phases. Low temperatu
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 23669
Première édition
2022-11
Corrosion des métaux et alliages —
Exigences pour les essais de corrosion
localisée et de fissuration assistée par
l’environnement sur les métaux et
alliages de fabrication additive
Corrosion of metals and alloys — Requirements for localised
corrosion and environmentally assisted cracking testing of additively
manufactured metals and alloys
Numéro de référence
ISO 23669:2022(F)
© ISO 2022

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ISO 23669:2022(F)
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
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Tous droits réservés. Sauf prescription différente ou nécessité dans le contexte de sa mise en œuvre, aucune partie de cette
publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut
être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
ISO copyright office
Case postale 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Genève
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Publié en Suisse
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ISO 23669:2022(F)
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives .1
3 Termes et définitions . 1
4 Caractérisation du matériau .2
5 Propriétés en traction .3
6 Essai de corrosion localisée .3
7 Essai de fissuration assistée par l’environnement . 4
8 Rapport d’essai . 5
Bibliographie . 7
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ISO 23669:2022(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux.
L'ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier, de prendre note des différents
critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a
été rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir
www.iso.org/directives).
L'attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l'élaboration du document sont indiqués dans l'Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l'ISO (voir www.iso.org/brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion
de l'ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir www.iso.org/avant-propos.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 156, Corrosion des métaux et alliages.
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes
se trouve à l’adresse www.iso.org/fr/members.html.
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ISO 23669:2022(F)
Introduction
La fabrication additive (FA) permet de générer de façon rapide et délocalisée des produits finis, souvent
de formes complexes, sans recourir à un usinage important, avec l’objectif de réduire les coûts, la durée
et les déchets. Dans le cas des métaux, les produits de FA peuvent être élaborés grâce à des procédés
basés ou non sur la fusion de matière – cette dernière démarche est cependant plus rarement utilisée.
Les méthodes de fabrication additive à base de fusion les plus employées sont la fusion sur lit de poudre,
la fusion par projection de poudre et le dépôt de fil fondu, en fonction des dimensions, de la vitesse et
de la complexité requises. La fusion sur lit de poudre tend à être utilisée pour des produits relativement
petits de forme complexe, et implique d’étaler la poudre sur le lit de poudre et de la fondre à la forme
requise au moyen d’un faisceau laser programmé (sous atmosphère inerte – par exemple d’argon ou
d’azote) ou d’un faisceau d’électrons (sous vide). La couche de poudre suivante est uniformément
répartie sur le lit de poudre, et le procédé est répété jusqu’à construire l’intégralité de la pièce. La fusion
par projection de poudre consiste à projeter de la poudre à travers une buse sur la surface à construire,
sous atmosphère inerte. Le faisceau crée un bain de fusion dans lequel la poudre est projetée, et les
étapes sont répétées couche après couche jusqu’à obtenir la forme désirée. Avec la fusion par dépôt de
fil, la matière est apportée sous forme de fil, mais la source d’énergie peut être un faisceau d’électrons,
un faisceau laser ou un arc plasma, sous atmosphère inerte ou sous vide, selon le cas. Initialement, un
seul cordon de matériau est déposé et la pièce est ensuite construite par passes successives d’apport de
matériau. Les systèmes à dépôt de fil sont utilisés lorsque la construction de gros volumes est souhaitée.
Lors de l’utilisation des produits ainsi obtenus, il est important de bien prendre en compte leurs
potentielles spécificités qui sont de potentielles difficultés, dont une microstructure non homogène
avec gradients, la distribution microstructurale de la taille des grains/dendrites, la distribution des
phases, la forte texture cristallographique, les ségrégations chimiques, l’existence de contraintes
résiduelles, leur état de surface, la présence de fissures de retrait et de porosités, et les propriétés
mécaniques anisotropes. Certaines de ces caractéristiques affectent la résistance à la corrosion et
[1]
à la fissuration assistée par l’environnement (voir la référence ), ainsi que la façon de l’évaluer.
Généralement, des traitements thermiques sont appliqués après la fabrication afin d’homogénéiser le
matériau. Ils permettent de réduire l’impact sur cette résistance dans certains cas. En outre, le degré
selon lequel les facteurs cités ci-dessus affectent les propriétés dépend fortement du procédé de FA
utilisé et des paramètres de procédé adoptés, ainsi que de l’expertise et de l’expérience de l’opérateur.
La variabilité en qualité des produits finis devrait diminuer progressivement avec le gain en maturité
de ces technologies.
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NORME INTERNATIONALE ISO 23669:2022(F)
Corrosion des métaux et alliages — Exigences pour les
essais de corrosion localisée et de fissuration assistée par
l’environnement sur les métaux et alliages de fabrication
additive
1 Domaine d’application
Le présent document établit les exigences pour concevoir des essais et des éprouvettes et réaliser des
essais afin d’évaluer la sensibilité des métaux et alliages de fabrication additive à la corrosion localisée
et à la fissuration assistée par l’environnement en solutions aqueuses.
2 Références normatives
Les documents suivants cités dans le texte constituent, pour tout ou partie de leur contenu, des
exigences du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique. Pour les
références non datées, la dernière édition du document de référence s’applique (y compris les éventuels
amendements).
ISO 6892-1, Matériaux métalliques — Essai de traction — Partie 1: Méthode d'essai à température ambiante
ISO 6892-2, Matériaux métalliques — Essai de traction — Partie 2: Méthode d'essai à température élevée
ISO 7539-1, Corrosion des métaux et alliages — Essais de corrosion sous contrainte — Partie 1: Lignes
directrices générales relatives aux méthodes d'essai
ISO 7539-6, Corrosion des métaux et alliages — Essais de corrosion sous contrainte — Partie 6: Préparation
et utilisation des éprouvettes préfissurées pour essais sous charge constante ou sous déplacement constant
ISO 8044, Corrosion des métaux et alliages — Vocabulaire
ISO 15158, Corrosion des métaux et alliages — Méthode de mesure du potentiel de piqûre des aciers
inoxydables par contrôle potentiodynamique en solution de chlorure de sodium
ISO/ASTM 52900, Fabrication additive — Principes généraux — Fondamentaux et vocabulaire
ISO/ASTM 52921, Terminologie normalisée pour la fabrication additive — Systèmes de coordonnées et
méthodes d’essai
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et les définitions de ISO 7539-1, ISO 7539-6, ISO 8044,
ISO/ASTM 52900 ainsi que les suivants s’appliquent.
L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes:
— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse https:// www .electropedia .org/
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ISO 23669:2022(F)
3.1
fabrication additive
FA
procédé d’assemblage de matériaux pour fabriquer des pièces à partir des données d’un modèle 3D, en
général couche après couche, à l’inverse des méthodologies d’élaboration soustractive ou de fabrication
avec mise en forme
3.2
produit fini
produit ayant subi toutes les phases de la fabrication, conformément aux spécifications nominales
3.3
coupon
pièce obtenue d’après les mêmes spécifications nominales que le produit/composant, choisie pour avoir
les mêmes caractéristiques et propriétés que le produit/composant, et prévue pour servir de base
aux essais, soit directement, soit après usinage jusqu’à la configuration d’éprouvette désirée, telle que
spécifiée dans la norme d’essai appropriée
4 Caractérisation du matériau
4.1 La caractérisation du matériau doit être effectuée sur un échantillon prélevé dans la pièce brute
(coupon ou produit fini) après traitement post-fabrication – éventuel traitement thermique, usinage ou
traitement de surface inclus – de telle manière que l’échantillon examiné soit représentatif du matériau
appelé à être exposé à l’environnement et donc susceptible de subir une corrosion localisée ou une
fissuration assistée par l’environnement. Il convient d’être particulièrement attentif à l’orientation
de l’échantillon prélevé pour caractérisation vis-à-vis de l’orientation de fabrication initiale par FA, et
son emplacement précis dans le volume de fabrication, conformément à l’ISO/ASTM 52921, doit être
enregistré.
NOTE Des variations de la microstructure et des propriétés du matériau peuvent exister dans les pièces
obtenues en FA. Elles proviennent des gradients de température qui peuvent se manifester tout au long de la
fabrication – c’est le cas, par exemple, de la première couche fondue par rapport à la dernière, ou d’une section
mince par rapport à une section épaisse. Les traitements thermiques post-fabrication susceptibles de produire
une homogénéisation seulement incomplète introduisent une autre source de variabilité.
4.2 Avant de soumettre l’éprouvette à l’essai, la microstructure du matériau doit être caractérisée,
conformément à la norme applicable au métal ou à l’alliage, le cas échéant, avec les informations
suivantes: orientation de la microstructure par rapport à la direction de fabrication, taille des grains
et tout indice d’hétérogénéité de leurs dimensions, phases présentes, présence de porosité ou d’autres
défauts physiques, comme des fissures de retrait, en prêtant une attention particulière aux défauts et
pores à proximité de la surface et débouchant en surface.
NOTE Les coupons construits dans les directions X/Y, conformément à l’ISO/ASTM 52921, peuvent présenter
un niveau de porosité différent de ceux construits dans la direction Z.
4.3 Il convient de réaliser le mesurage de la distribution de la taille des porosités et de leur fraction
volumique.
NOTE La distribution des tailles de porosités peut être obtenue via des techniques métallographiques, par
[2]
exemple celles décrites dans l’ISO 4499-4. Une tomographie numérique à rayons X peut être utilisée pour
obtenir une imagerie en 3D des pores et des grains infondus, et la fraction volumique peut être estimée par des
méthodes comme celle d’Archimède (voir la Référence[3]).
4.4 Les contraintes résiduelles proches de la surface doivent être déterminées, par exemple par
[4]
diffraction aux rayons X dans différentes orientations par rapport à la direction initiale de fabrication,
avant d’entreprendre le moindre programme d’essais de fissuration assistée par l’environnement et
être comparées aux mesures réalisées sur le produit fini, lorsque ces données sont disponibles. Les
mesurages doivent être effectués sur une éprouvette représentative de l’état final du matériau.
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ISO 23669:2022(F)
NOTE Alors qu’un traitement de recuit de mise en solution à haute température tend à réduire efficacement
les contraintes résiduelles lorsqu’il est appliqué, les traitements thermiques effectués à plus faibles températures
peuvent ne pas être complètement efficaces et former des phases néfastes. Bien que les traitements thermiques
à basse température réduisent les contraintes résiduelles, ils peuvent ne pas permettre de régénérer la
microstructure brute de fabrication et autoriser le maintien d’une microstructure brute et affectée par des
ségrégations de composition chimique.
4.5 La
...