ISO/DTR 22824.2

Welding — Best practices for specification and measurement of ferrite in stainless steel weld metal

ISO/TR 22824:2003 provides guidance, based on the experience of experts, for setting appropriate requirements, in specifications and other standards and contract documents, on ferrite content of nominally austenitic or duplex ferritic-austenitic stainless steel weld metals.

Soudage — Bonnes pratiques pour la spécification et le mesurage de la ferrite dans le métal fondu des aciers inoxydables

L'ISO/TR 22824 :2003 fournit les lignes directrices, fondées sur l'expérience d'experts, pour la définition d'exigences adéquates dans les spécifications et autres normes et documents contractuels en matière de teneur en ferrite dans le métal fondu d'aciers nominalement austénitiques et duplex ferritiques-austénitiques.

General Information

• Status: Not Published
• ICS: 25.160.10 - Welding processes
• Technical Committee: IIW - International Institute of Welding
• Drafting Committee: IIW - International Institute of Welding
• Current Stage: 5020 - FDIS ballot initiated: 2 months. Proof sent to secretariat
• Start Date: 23-Sep-2024
• Completion Date: 23-Sep-2024

Relations

• Revises: ISO/TR 22824:2003 - Welding consumables — Predicted and measured FN in specifications — A position statement of the experts of IIW Commission IX
• Effective Date: 06-Jun-2022

Standards Content (Sample)

FINAL DRAFT
Technical
Report
IIW
Welding — Best practices for
Secretariat: IIW
specification and measurement of
Voting begins on:
ferrite in stainless steel weld metal
2024-09-23
Soudage — Bonnes pratiques pour la spécification et le mesurage
Voting terminates on:
de la ferrite dans le métal fondu des aciers inoxydables
2024-10-21
RECIPIENTS OF THIS DRAFT ARE INVITED TO SUBMIT,
WITH THEIR COMMENTS, NOTIFICATION OF ANY
RELEVANT PATENT RIGHTS OF WHICH THEY ARE AWARE
AND TO PROVIDE SUPPOR TING DOCUMENTATION.
IN ADDITION TO THEIR EVALUATION AS
BEING ACCEPTABLE FOR INDUSTRIAL, TECHNO­
LOGICAL, COMMERCIAL AND USER PURPOSES, DRAFT
INTERNATIONAL STANDARDS MAY ON OCCASION HAVE
TO BE CONSIDERED IN THE LIGHT OF THEIR POTENTIAL
TO BECOME STAN DARDS TO WHICH REFERENCE MAY BE
MADE IN NATIONAL REGULATIONS.
Reference number
FINAL DRAFT
Technical
Report
IIW
Welding — Best practices for
Secretariat: IIW
specification and measurement of
Voting begins on:
ferrite in stainless steel weld metal
Soudage — Bonnes pratiques pour la spécification et le mesurage
Voting terminates on:
de la ferrite dans le métal fondu des aciers inoxydables
RECIPIENTS OF THIS DRAFT ARE INVITED TO SUBMIT,
WITH THEIR COMMENTS, NOTIFICATION OF ANY
RELEVANT PATENT RIGHTS OF WHICH THEY ARE AWARE
AND TO PROVIDE SUPPOR TING DOCUMENTATION.
© ISO 2024
IN ADDITION TO THEIR EVALUATION AS
All rights reserved. Unless otherwise specified, or required in the context of its implementation, no part of this publication may
BEING ACCEPTABLE FOR INDUSTRIAL, TECHNO­
LOGICAL, COMMERCIAL AND USER PURPOSES, DRAFT
be reproduced or utilized otherwise in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting on
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the internet or an intranet, without prior written permission. Permission can be requested from either ISO at the address below
TO BE CONSIDERED IN THE LIGHT OF THEIR POTENTIAL
or ISO’s member body in the country of the requester.
TO BECOME STAN DARDS TO WHICH REFERENCE MAY BE
MADE IN NATIONAL REGULATIONS.
ISO copyright office
CP 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Geneva
Phone: [phone]
Email: [e-mail]
Website: www.iso.org
Published in Switzerland Reference number
ii
Contents Page
Foreword .v
Introduction .vi
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Metallurgical phenomena of ferrite in stainless steel weld metal . 2
4.1 General .2
4.2 Solidification mode .3
4.2.1 General .3
4.2.2 A solidification mode (austenitic) .3
4.2.3 AF solidification mode (primary austenite) .3
4.2.4 FA solidification mode (primary ferrite) .3
4.2.5 F solidification mode (ferritic) .4
4.2.6 Mixed solidification modes .4
4.3 Solid state phase transformation of ferrite to austenite.5
4.3.1 General .5
4.3.2 A solidification mode alloys . .6
4.3.3 AF solidification mode alloys .6
4.3.4 FA solidification mode alloys .6
4.3.5 F solidification mode alloys .7
4.4 Constitution diagrams .7
4.5 Effects of welding conditions on ferrite .11
4.5.1 General .11
4.5.2 Welding conditions which affect chemical composition . 12
4.5.3 Welding conditions which don’t affect chemical composition . 13
4.6 Alpha prime and intermetallic phase formation . 13
4.7 Chromium nitrides and secondary austenite .14
4.8 Postweld heat treatment .14
5 Effects of ferrite variations on service performance of stainless steel weld metal .15
5.1 General . 15
5.2 Tensile properties at ambient temperatures .16
5.3 Toughness .16
5.4 Resistance to chloride stress corrosion cracking (CSCC) .16
5.5 Susceptibility to corrosion in certain media .17
5.6 Creep resistance .17
6 Measurement of ferrite in stainless steel weld metal .18
6.1 General .18
6.2 Considerations in ferrite measurement .19
6.3 Metallographic percent ferrite by optical methods .19
6.4 Metallographic measurement of ferrite by EBSD . 20
6.5 Ferrite measurement by x-ray diffraction . 20
6.6 Ferrite measurement by electrochemical dissolution of austenite . 20
6.7 Ferrite measurement by saturation magnetization . 20
6.8 Ferrite measurement by magnetic attraction . 20
6.9 Measurement by magnetic permeability (magnetic induction) .21
6.10 Location and volume of measurement . 22
6.11 Measurement in the HAZ . 23
6.12 Reproducibility of measurement . 23
6.13 Correlations between Ferrite Number and ferrite percent . 23
7 Specification of ferrite in stainless steel weld metal .24
7.1 General .24
7.2 Non-magnetic requirements . 25

iii
7.3 Service environments in which ferrite is aggressively attacked. 25
7.4 Cryogenic applications requiring weld metal toughness . 25
7.5 High temperature service . 26
7.6 Dissimilar welds . 26
7.7 Buffer layers and cladding . 26
7.8 Duplex ferritic-austenitic welds .27
8 Outliers in ferrite measurement .27
9 Conclusions .28
Bibliography .30

iv
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 ma
...

IIW
Secretariat: IIW
Date: 2024-09-23
Welding — Best practices for specification and measurement of
ferrite in stainless steel weld metal
Soudage — Bonnes pratiques pour la spécification et le mesurage de la ferrite dans le métal fondu des aciers
inoxydables
All rights reserved. Unless otherwise specified, or required in the context of its implementation, no part of this publication
may be reproduced or utilized otherwise in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying,
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Website: www.iso.org
Published in Switzerland
ii
Contents
Foreword . v
Introduction . vi
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Metallurgical phenomena of ferrite in stainless steel weld metal . 2
4.1 General . 2
4.2 Solidification mode . 3
4.2.1 General . 3
4.2.2 A solidification mode (austenitic) . 3
4.2.3 AF solidification mode (primary austenite) . 3
4.2.4 FA solidification mode (primary ferrite) . 3
4.2.5 F solidification mode (ferritic) . 4
4.2.6 Mixed solidification modes . 4
4.3 Solid state phase transformation of ferrite to austenite . 5
4.3.1 General . 5
4.3.2 A solidification mode alloys . 6
4.3.3 AF solidification mode alloys . 6
4.3.4 FA solidification mode alloys . 6
4.3.5 F solidification mode alloys . 7
4.4 Constitution diagrams . 7
4.5 Effects of welding conditions on ferrite . 11
4.5.1 General . 11
4.5.2 Welding conditions which affect chemical composition . 11
4.5.3 Welding conditions which don’t affect chemical composition . 12
4.6 Alpha prime and intermetallic phase formation . 13
4.7 Chromium nitrides and secondary austenite . 13
4.8 Postweld heat treatment . 13
5 Effects of ferrite variations on service performance of stainless steel weld metal . 15
5.1 General . 15
5.2 Tensile properties at ambient temperatures . 15
5.3 Toughness . 15
5.4 Resistance to chloride stress corrosion cracking (CSCC) . 16
5.5 Susceptibility to corrosion in certain media . 17
5.6 Creep resistance . 17
6 Measurement of ferrite in stainless steel weld metal . 18
6.1 General . 18
6.2 Considerations in ferrite measurement . 18
6.3 Metallographic percent ferrite by optical methods . 19
6.4 Metallographic measurement of ferrite by EBSD . 19
6.5 Ferrite measurement by x-ray diffraction . 19
6.6 Ferrite measurement by electrochemical dissolution of austenite . 19
6.7 Ferrite measurement by saturation magnetization . 20
6.8 Ferrite measurement by magnetic attraction . 20
6.9 Measurement by magnetic permeability (magnetic induction) . 21
6.10 Location and volume of measurement . 22
6.11 Measurement in the HAZ . 22
6.12 Reproducibility of measurement . 23
iii
6.13 Correlations between Ferrite Number and ferrite percent . 23
7 Specification of ferrite in stainless steel weld metal . 24
7.1 General . 24
7.2 Non-magnetic requirements . 25
7.3 Service environments in which ferrite is aggressively attacked . 25
7.4 Cryogenic applications requiring weld metal toughness . 25
7.5 High temperature service . 26
7.6 Dissimilar welds . 26
7.7 Buffer layers and cladding . 26
7.8 Duplex ferritic-austenitic welds . 26
8 Outliers in ferrite measurement . 27
9 Conclusions . 28
Bibliography . 30

Foreword . v
Introduction . vi
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Metallurgical phenomena of ferrite in stainless steel weld metal . 2
5 Effects of ferrite variations on service performance of stainless steel weld metal . 18
6 Measurement of ferrite in stainless steel weld metal . 23
7 Specification of ferrite in stainless steel weld metal . 29
8 Outliers in ferrite measurement . 32
9 Conclusions . 33
Bibliography . 35

iv
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 document 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).
ISO draws attention to the possibility that the implementation of this document may involve the use of (a)
patent(s). ISO takes no position concerning the evidence, validity or applicability of any claimed patent rights
in respect thereof. As of the date of publication of this document, ISO had not received notice of (a) patent(s)
which may be required to implement this document. However, implementers are cautioned that this may not
represent the latest information, which may be obtained from the patent database available at
www.iso.org/patents. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
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 IIW, International Institute of Welding, Commission II,
Arc welding and Filler Metals, in collaboration with ISO/TC 44, Welding and allied processes, Subcommittee SC
3,Welding consumables.
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO/TR 22824:2003), which has been technically
revised.
The main changes are as follows:
— the metallurgical phenomenon of ferrite has been addres
...

PROJET FINAL
Rapport
technique
IIW
Soudage — Bonnes pratiques pour
Secrétariat: IIW
la spécification et le mesurage de
Début de vote:
la ferrite dans le métal fondu des
2024-09-23
aciers inoxydables
Vote clos le:
2024-10-21
Welding — Best practices for specification and measurement of
ferrite in stainless steel weld metal
LES DESTINATAIRES DU PRÉSENT PROJET SONT
INVITÉS À PRÉSENTER, AVEC LEURS OBSERVATIONS,
NOTIFICATION DES DROITS DE PROPRIÉTÉ DONT ILS
AURAIENT ÉVENTUELLEMENT CONNAISSANCE ET À
FOURNIR UNE DOCUMENTATION EXPLICATIVE.
OUTRE LE FAIT D’ÊTRE EXAMINÉS POUR
ÉTABLIR S’ILS SONT ACCEPTABLES À DES FINS
INDUSTRIELLES, TECHNOLOGIQUES ET COM-MERCIALES,
AINSI QUE DU POINT DE VUE DES UTILISATEURS, LES
PROJETS DE NORMES
INTERNATIONALES DOIVENT PARFOIS ÊTRE CONSIDÉRÉS
DU POINT DE VUE DE LEUR POSSI BILITÉ DE DEVENIR DES
NORMES POUVANT
SERVIR DE RÉFÉRENCE DANS LA RÉGLEMENTATION
NATIONALE.
Numéro de référence
PROJET FINAL
Rapport
technique
IIW
Soudage — Bonnes pratiques pour
Secrétariat: IIW
la spécification et le mesurage de
Début de vote:
la ferrite dans le métal fondu des
2024-09-23
aciers inoxydables
Vote clos le:
2024-10-21
Welding — Best practices for specification and measurement of
ferrite in stainless steel weld metal
LES DESTINATAIRES DU PRÉSENT PROJET SONT
INVITÉS À PRÉSENTER, AVEC LEURS OBSERVATIONS,
NOTIFICATION DES DROITS DE PROPRIÉTÉ DONT ILS
AURAIENT ÉVENTUELLEMENT CONNAISSANCE ET À
FOURNIR UNE DOCUMENTATION EXPLICATIVE.
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
OUTRE LE FAIT D’ÊTRE EXAMINÉS POUR
ÉTABLIR S’ILS SONT ACCEPTABLES À DES FINS
© ISO 2024 INDUSTRIELLES, TECHNOLOGIQUES ET COM-MERCIALES,
AINSI QUE DU POINT DE VUE DES UTILISATEURS, LES
Tous droits réservés. Sauf prescription différente ou nécessité dans le contexte de sa mise en œuvre, aucune partie de cette
PROJETS DE NORMES
INTERNATIONALES DOIVENT PARFOIS ÊTRE CONSIDÉRÉS
publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
DU POINT DE VUE DE LEUR POSSI BILITÉ DE DEVENIR DES
y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut
NORMES POUVANT
être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
SERVIR DE RÉFÉRENCE DANS LA RÉGLEMENTATION
NATIONALE.
ISO copyright office
Case postale 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Genève
Tél.: [phone]
E-mail: [e-mail]
Web: www.iso.org
Publié en Suisse Numéro de référence
ii
Sommaire Page
Avant-propos .v
Introduction .vi
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Phénomènes métallurgiques de ferrite dans le métal fondu des aciers inoxydables . 2
4.1 Généralités .2
4.2 Mode de solidification .3
4.2.1 Généralités .3
4.2.2 Mode de solidification A (austénitique) .3
4.2.3 Mode de solidification AF (austénite primaire) .3
4.2.4 Mode de solidification FA (ferrite primaire) . .4
4.2.5 Mode de solidification F (ferritique) .4
4.2.6 Modes de solidification mixtes .4
4.3 Transformation de phase à l’état solide de ferrite en austénite .5
4.3.1 Généralités .5
4.3.2 Alliages en mode de solidification A .6
4.3.3 Alliages en mode de solidification AF .6
4.3.4 Alliages en mode de solidification FA .6
4.3.5 Alliages en mode de solidification F .7
4.4 Diagrammes de constitution . .7
4.5 Effets des conditions de soudage sur la ferrite .11
4.5.1 Généralités .11
4.5.2 Conditions de soudage affectant la composition chimique . 12
4.5.3 Conditions de soudage n’affectant pas la composition chimique . 13
4.6 Formation de phase alpha prime et intermétallique . 13
4.7 Nitrures de chrome et austénite secondaire .14
4.8 Traitement thermique après soudage .14
5 Effets de variations de la ferrite sur le comportement en service du métal fondu des
aciers inoxydables .16
5.1 Généralités .16
5.2 Propriétés en traction aux températures ambiantes .16
5.3 Résilience .17
5.4 Résistance à la fissuration par corrosion sous contrainte par les chlorures (CSCC).17
5.5 Sensibilité à la corrosion dans certains milieux .18
5.6 Résistance au fluage .18
6 Mesurage de la ferrite dans le métal fondu en acier inoxydable . 19
6.1 Généralités .19
6.2 Considérations dans le mesurage de la ferrite . 20
6.3 Pourcentage métallographique de ferrite par des méthodes optiques . 20
6.4 Mesurage métallographique de la ferrite par EBSD .21
6.5 Mesurage de la ferrite par diffraction des rayons X .21
6.6 Mesurage de la ferrite par dissolution électrochimique de l’austénite .21
6.7 Mesurage de la ferrite par aimantation à saturation .21
6.8 Mesurage de la ferrite par attraction magnétique . 22
6.9 Mesurage par perméabilité magnétique (induction magnétique) . 23
6.10 Emplacement et volume de mesure . 23
6.11 Mesurage dans la ZAT .24
6.12 Reproductibilité de mesurage . .24
6.13 Corrélations entre l’Indice de Ferrite et le pourcentage de ferrite . 25
7 Spécification de la ferrite dans le métal fondu des aciers inoxydables.26
7.1 Généralités . 26

iii
7.2 Exigences non magnétiques .27
7.3 Environnements d’utilisation dans lesquels la ferrite est attaquée agressivement.27
7.4 Applications cryogéniques nécessitant une résilience du métal fondu .27
7.5 Utilisation à haute température . 28
7.6 Soudures hétérogènes . 28
7.7 Couches-tampons et placages . 28
7.8 Soudures duplex austéno-ferritiques . 29
8 Valeurs aberrantes dans le mesurage de la ferrite .29
9 Conclusions .30
Bibliographie .32

iv
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/IE
...