ISO 13520:2023
(Main)Determination of ferrite content in austenitic stainless steel castings
Determination of ferrite content in austenitic stainless steel castings
Procedures are covered for estimating ferrite content in certain grades of austenitic iron-chromium-nickel alloy castings that have compositions balanced to create the formation of ferrite as a second phase in amounts controlled within specified limits. Methods are described for estimating ferrite content by chemical, magnetic and metallographic means.
Détermination du taux de ferrite des pièces moulées en acier inoxydable austénitique
Des modes opératoires sont donnés pour estimer le taux de ferrite de certaines nuances de pièces moulées en alliage austénitique de fer-chrome-nickel dont la composition est équilibrée pour provoquer la formation de ferrite en phase secondaire et en quantité maintenue dans des limites spécifiées. Les méthodes décrites permettent l'estimation du taux de ferrite par des procédés chimiques, magnétiques et métallographiques.
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Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 13520
Third edition
2023-03
Determination of ferrite content in
austenitic stainless steel castings
Détermination du taux de ferrite des pièces moulées en acier
inoxydable austénitique
Reference number
ISO 13520:2023(E)
© ISO 2023
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ISO 13520:2023(E)
COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
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All rights reserved. Unless otherwise specified, or required in the context of its implementation, no part of this publication may
be reproduced or utilized otherwise in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting on
the internet or an intranet, without prior written permission. Permission can be requested from either ISO at the address below
or ISO’s member body in the country of the requester.
ISO copyright office
CP 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Geneva
Phone: +41 22 749 01 11
Email: copyright@iso.org
Website: www.iso.org
Published in Switzerland
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ISO 13520:2023(E)
Contents Page
Foreword .iv
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Significance effects of ferrite content . 1
5 Methods of determination of ferrite content . 2
5.1 Chemical composition method . 2
5.2 Magnetic response method . 2
5.3 Metallographic examination . 2
6 Ordering information . 2
7 General caution . 2
8 Estimation of ferrite . 3
9 Acceptance standards .3
10 Certification . 3
Annex A (normative) Determination of ferrite content by magnetic or metallographic
means . 4
Annex B (informative) Notes to Schoefer diagram . 6
Bibliography .11
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ISO 13520:2023(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 17, Steel, Subcommittee SC 11, Steel
castings, in collaboration with the European Committee for Standardization (CEN) Technical Committee
CEN/TC 459/SC 11, Steel castings and forgings, in accordance with the Agreement on technical
cooperation between ISO and CEN (Vienna Agreement).
This third edition cancels and replaces the second edition (ISO 13520:2015), of which it constitutes a
minor revision. The changes are as follows:
— ASTM A799 and BNIF 345 where moved to the bibliography as they are not cited normatively;
— editorial revision.
Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
complete listing of these bodies can be found at www.iso.org/members.html.
iv
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 13520:2023(E)
Determination of ferrite content in austenitic stainless
steel castings
1 Scope
Procedures are covered for estimating ferrite content in certain grades of austenitic iron-chromium-
nickel alloy castings that have compositions balanced to create the formation of ferrite as a second
phase in amounts controlled within specified limits. Methods are described for estimating ferrite
content by chemical, magnetic and metallographic means.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content
constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For
undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 4990, Steel castings — General technical delivery requirements
ISO 9042, Steels — Manual point counting method for statistically estimating the volume fraction of a
constituent with a point grid
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
ISO and IEC maintain terminology databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at https:// www .electropedia .org/
3.1
ferrite
ferromagnetic, body-centred cubic microstructural constituent of variable chemical composition in
iron-chromium-nickel alloys
Note 1 to entry: Ferrite includes both delta and alpha species.
3.2
ferrite content
proportion of total volume of an iron-chromium-nickel alloy present as the ferrite phase
3.3
ferrite percentage
ferrite content expressed as a volume percent
4 Significance effects of ferrite content
The tensile and impact properties, the weldability, and the corrosion resistance of iron-chromium-
nickel alloy castings may be influenced beneficially or detrimentally by the ratio of the amount of ferrite
to the amount of austenite in the microstructure. The ferrite content may be limited by purchase order
requirements or by the design construction codes governing the equipment in which castings will be
used. The quantity of ferrite in the structure is fundamentally a function of the chemical composition
of the alloy and its thermal history. Because of segregation, the chemical composition and, therefore,
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ISO 13520:2023(E)
the ferrite content, may differ from point to point on a casting. Determination of the ferrite content by
any of the procedures described in Clause 5 is subject to varying degrees of imprecision which shall
be recognized in setting realistic limits on the range of ferrite content specified. Sources of error are
described in 5.1 to 5.3.
5 Methods of determination of ferrite content
5.1 Chemical composition method
Deviations from the actual content of each element present in an alloy because of chemical analysis
variance, although possibly minor in each case, can result in substantial difference in the ratio of total
ferrite-promoting to total austenite-promoting elements. Therefore, the precision of the ferrite content
estimated from chemical composition depends on the accuracy of the chemical analysis procedure.
The estimation of ferrite percent by means of the chemical composition offers the most useful and most
common method of ferrite control during melting of the metal.
5.2 Magnetic response method
Phases other than ferrite and austenite may be formed at certain temperatures and persist at room
temperature. Contamination from other ferromagnetic materials may also occur. These may so alter
the magnetic response of the alloy that the indicated ferrite content is quite different from that of the
same chemical composition that has undergone different thermal treatment. Also, because the magnets
or probes of the various measuring instruments are small, different degrees of surface roughness or
surface curvature will vary the magnetic linkage with the material being measured.
5.3 Metallographic examination
Metallographic point count estimates of ferrite percentage may vary with the etching technique used
for the identification of the ferrite phase and with the number of grid points chosen for examination,
see A.2.
For most accurate local estimate of ferrite percent, a quantitative metallographic method shall be used.
6 Ordering information
Orders for material to this practice shall include the following as required.
a) Applicable ISO product specification or other document covering product requirements.
b) Alloy grade.
c) Required ferrite range, in volume percent, of the casting after final heat treatment.
d) Supplementary requirements, if any, desired.
e) The method to be used for the determination of the ferrite content and the location of measurements;
whether on test blocks or on the castings shall be agreed between the customer and manufacturer.
f) If measurements are to be carried out on the castings, the location of the measurements shall
be agreed between the purchaser and the manufacturer. In the absence of specification by the
purchaser, the location may be chosen by the manufacturer.
7 General caution
7.1 In specifying ferrite content as required in Clause 6, list item c), the purchaser shall not set limits
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 13520
Troisième édition
2023-03
Détermination du taux de ferrite des
pièces moulées en acier inoxydable
austénitique
Determination of ferrite content in austenitic stainless steel castings
Numéro de référence
ISO 13520:2023(F)
© ISO 2023
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ISO 13520:2023(F)
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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
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Publié en Suisse
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ISO 13520:2023(F)
Sommaire Page
Avant-propos .iv
1 Domaine d'application .1
2 Références normatives .1
3 Termes et définitions . 1
4 Effets significatifs du taux de ferrite . .1
5 Méthodes de détermination du taux de ferrite . 2
5.1 Détermination à partir de la composition chimique . 2
5.2 Méthode de réponse magnétique . 2
5.3 Examen métallographique . 2
6 Informations à la commande .2
7 Avertissement général .3
8 Estimation de la ferrite .3
9 Critères d'acceptation .3
10 Certification . 4
Annexe A (normative) Détermination du taux ferrite par méthode magnétique ou
métallographique .5
Annexe B (informative) Notes relatives au diagramme de Schoefer . 7
Bibliographie .12
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ISO 13520:2023(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 17, Acier, sous-comité SC 11, Acier
moulé, en collaboration avec le comité technique CEN/TC 459/SC 11, Acier moulé et forgé, du Comité
européen de normalisation (CEN) conformément à l’Accord de coopération technique entre l’ISO et le
CEN (Accord de Vienne).
Cette troisième édition annule et remplace la deuxième édition (ISO 13520:2015), dont elle constitue
une révision mineure. Les modifications sont les suivantes :
— l'ASTM A799 et le BNIF 345 ont été déplacés en bibliographie puisqu'ils ne sont pas cités de façon
normative;
— révision éditoriale.
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.
iv
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NORME INTERNATIONALE ISO 13520:2023(F)
Détermination du taux de ferrite des pièces moulées en
acier inoxydable austénitique
1 Domaine d'application
Des modes opératoires sont donnés pour estimer le taux de ferrite de certaines nuances de pièces
moulées en alliage austénitique de fer-chrome-nickel dont la composition est équilibrée pour provoquer
la formation de ferrite en phase secondaire et en quantité maintenue dans des limites spécifiées. Les
méthodes décrites permettent l'estimation du taux de ferrite par des procédés chimiques, magnétiques
et métallographiques.
2 Références normatives
Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur
contenu, des exigences du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique.
Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s'applique (y compris les
éventuels amendements).
ISO 4990, Pièces moulées en acier — Conditions techniques générales de fourniture
ISO 9042, Aciers — Méthode manuelle d'estimation statistique de la fraction volumique d'un constituant à
l'aide de grilles de points
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions 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/
3.1
ferrite
constituant ferromagnétique, à microstructure en réseau cubique centré et de composition chimique
variable, dans les alliages fer-nickel-chrome
Note 1 à l'article: La ferrite comprend aussi bien les phases delta et alpha.
3.2
taux de ferrite
proportion du volume total d'un alliage fer-chrome-nickel présente sous forme de phase ferritique
3.3
pourcentage de ferrite
taux de ferrite exprimé en pourcentage du volume
4 Effets significatifs du taux de ferrite
Les propriétés de résistance à la traction et au choc, la soudabilité et la résistance à la corrosion
des pièces moulées en alliage fer-chrome-nickel peuvent être avantagées ou défavorisées par le
rapport de la quantité de ferrite à la quantité d'austénite dans la microstructure. Le taux de ferrite
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ISO 13520:2023(F)
peut être limité par des exigences à la commande ou par des codes de construction-type, régissant
l'équipement dans lequel les pièces moulées seront utilisées. La quantité de ferrite dans la structure
dépend fondamentalement de la composition chimique de l'alliage et de son historique thermique. Du
fait de la ségrégation, la composition chimique et, par conséquent, le taux de ferrite peuvent différer
d'un point à l'autre d'une pièce moulée. La détermination du taux de ferrite par l'un quelconque des
modes opératoires décrits dans l’Article 5 est sujet à divers degrés d'imprécision qui doivent être pris
en compte lors de la mise en place de limites réalistes pour le domaine de taux de ferrite spécifié. Les
sources d'erreur sont décrites en 5.1 à 5.3.
5 Méthodes de détermination du taux de ferrite
5.1 Détermination à partir de la composition chimique
Du fait des variations de l'analyse chimique, des écarts par rapport à la teneur réelle de chaque élément
présent dans un alliage, bien qu'éventuellement mineurs dans chaque cas, peuvent entraîner une
différence substantielle du rapport de la teneur totale en éléments alphagènes à la teneur totale en
éléments gammagènes. Par conséquent, la fidélité du taux de ferrite estimé à partir de la composition
chimique dépend de la fidélité de la méthode d'analyse chimique.
L'estimation du pourcentage de ferrite au moyen de la composition chimique constitue la méthode de
contrôle de la ferrite la plus utile et la plus commune pendant la fusion du métal.
5.2 Méthode de réponse magnétique
Des phases autres que la ferrite et l’austénite peuvent se former à certaines températures et
subsister à température ambiante. Il peut aussi y avoir contamination à partir d'autres matériaux
ferromagnétiques. Ceux-ci peuvent tellement altérer la réponse magnétique de l'alliage de sorte que
le taux de ferrite indiqué soit assez différent de celui d’une même composition chimique ayant subi un
traitement thermique différent. De même du fait de la petite taille des aimants ou sondes des divers
instruments de mesure, différents degrés de rugosité ou de courbure de surface feront varier la liaison
magnétique avec le matériau sur lequel est effectuée la mesure.
5.3 Examen métallographique
Les estimations métallographiques par comptage de points du pourcentage de ferrite peuvent varier
selon la méthode d'attaque utilisée pour l'identification de la phase ferritique et selon le nombre de
points dans la grille choisis pour l'examen, voir A.2.
Pour une estimation locale plus exacte du taux de ferrite, il faut utiliser une méthode métallographique
quantitative.
6 Informations à la commande
Les commandes de matériaux selon la présente méthode doivent inclure les informations suivantes, le
cas échéant.
a) Spécification de produit ISO applicable ou autre document couvrant les exigences du produit.
b) Nuance de l'alliage.
c) Domaine du taux de ferrite requis, en pourcentage volumique, de la pièce moulée après traitement
thermique final.
d) Exigences supplémentaires éventuelles souhaitées.
e) La méthode à utiliser pour la détermination du taux de ferrite, ainsi que l'emplacement des
mesurages, soit sur échantillon soit sur la pièce moulée, doivent être convenus entre l’acheteur et le
fabricant.
2
© ISO 2023 – Tous droits réservés
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ISO 13520:2023(F)
f) Si les mesurages doivent être effectués sur la pièce moulée, l'emplacement des mesurages doit
être convenu entre l’acheteur et le fabricant. En l’absence de spécification de la part de l’acheteur,
l'emplacement peut être choisi par le fabricant.
7 Avertissement général
7.1 En spécifiant le taux de ferrite conformément à l'Article 6, élément de liste c), l'acheteur ne doit
pas établir des limi
...
ISO/FDIS 13520:2022(E)
Committee identification: Date:2022-10-28
ISO/TC 01717/SC 11
Secretariat: ANSI
Determination of ferrite content in austenitic stainless steel castings
Détermination du taux de ferrite des pièces moulées en acier inoxydable austénitique
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO/FDIS 13520:20152022(E)
© ISO 2022
All rights reserved. Unless otherwise specified, or required in the context of its implementation,
no part of this publication may be reproduced or utilized otherwise in any form or by any means,
electronic or mechanical, including photocopying, or posting on the internet or an intranet,
without prior written permission. Permission can be requested from either ISO at the address
below or ISO’s member body in the country of the requester.
ISO copyright office
CP 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Geneva
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Fax: +41 22 749 09 47
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Published in Switzerland
ii © ISO 20152022 – All rights reserved
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ISO/FDIS 13520:20152022(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 onof 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.htmlthe following URL: .
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 17, Steel, Subcommittee SC11SC 11, Steel
castings., in collaboration with the European Committee for Standardization (CEN) Technical
Committee CEN/TC 459/SC 11, Steel castings and forgings, in accordance with the Agreement on
technical cooperation between ISO and CEN (Vienna Agreement).
This third edition cancels and replaces the second edition (ISO 13520:2015), of which has been
editorially revised.
it constitutes a minor revision. The main changes are as follows:
— UpdatedASTM A799 and BNIF 345 where moved to the most recent versionbibliography as they
are not cited normatively;
— editorial revision.
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.htmlthe ISO/IEC Directives, Part
2.
© ISO 2015 2022 – All rights reserved iii
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FINAL DRAFT INTERNATIONAL STANDARD ISO/FDIS13520FDIS 13520:2022(E)
Determination of ferrite content in austenitic stainless steel
castings
1 Scope
Procedures are covered for estimating ferrite content in certain grades of austenitic iron-chromium-
nickel alloy castings that have compositions balanced to create the formation of ferrite as a second
phase in amounts controlled within specified limits. Methods are described for estimating ferrite
content by chemical, magnetic and metallographic means.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content
constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For
undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 4990, Steel castings — General technical delivery requirements
ISO 9042, Steels — Manual point counting method for statistically estimating the volume fraction of a
constituent with a point grid
ASTM A799, Standard Practice for Steel Castings, Stainless, Instrument Calibration, for Estimating Ferrite
Content
BNIF 345, Evaluation de la teneur en ferrite dans les aciers inoxydables moulés austénitiques
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
ISO and IEC maintain terminology databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https://www.iso.org/obp
— IEC Electropedia: available at https://www.electropedia.org/
3.1
ferrite
ferromagnetic, body-centred cubic microstructural constituent of variable chemical composition in
iron-chromium-nickel alloys
Note 1 to entry: Ferrite includes both delta and alpha species.
3.2
ferrite content
proportion of total volume of an iron-chromium-nickel alloy present as the ferrite phase
3.3
ferrite percentage
ferrite content expressed as a volume percent
© ISO 2015 2022 – All rights reserved 1
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ISO/FDIS 13520:2022(E)
4 Significance effects of ferrite content
The tensile and impact properties, the weldability, and the corrosion resistance of iron-chromium-
nickel alloy castings may be influenced beneficially or detrimentally by the ratio of the amount of ferrite
to the amount of austenite in the microstructure. The ferrite content may be limited by purchase order
requirements or by the design construction codes governing the equipment in which castings will be
used. The quantity of ferrite in the structure is fundamentally a function of the chemical composition of
the alloy and its thermal history. Because of segregation, the chemical composition and, therefore, the
ferrite content, may differ from point to point on a casting. Determination of the ferrite content by any
of the procedures described in Clause 5 is subject to varying degrees of imprecision which shall be
recognized in setting realistic limits on the range of ferrite content specified. Sources of error are
described in 5.1 to 5.3.
5 Methods of determination of ferrite content
5.1 Chemical composition method
Deviations from the actual content of each element present in an alloy because of chemical analysis
variance, although possibly minor in each case, can result in substantial difference in the ratio of total
ferrite-promoting to total austenite-promoting elements. Therefore, the precision of the ferrite content
estimated from chemical composition depends on the accuracy of the chemical analysis procedure.
The estimation of ferrite percent by means of the chemical composition offers the most useful and most
common method of ferrite control during melting of the metal.
5.2 Magnetic response method
Phases other than ferrite and austenite may be formed at certain temperatures and persist at room
temperature. Contamination from other ferromagnetic materials may also occur. These may so alter the
magnetic response of the alloy that the indicated ferrite content is quite different from that of the same
chemical composition that has undergone different thermal treatment. Also, because the magnets or
probes of the various measuring instruments are small, different degrees of surface roughness or
surface curvature will vary the magnetic linkage with the material being measured.
5.3 Metallographic examination
Metallographic point count estimates of ferrite percentage may vary with the etching technique used
for the identification of the ferrite phase and with the number of grid points chosen for examination, see
A.2.
For most accurate local estimate of ferrite percent, a quantitative metallographic method shall be used.
6 Ordering information
Orders for material to this practice shall include the following as required.
a) Applicable ISO product specification or other document covering product requirements.
b) Alloy grade.
c) Required ferrite range, in volume percent, of the casting after final heat treatment.
d) Supplementary requirements, if any, desired.
e) The method to be used for the determination of the ferrite content and the location of
measurements; whether on test blocks or on the castings shall be agreed between the customer and
manufacturer.
2 © ISO 2015 2022 – All rights reserved
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ISO/FDIS 13520:2022(E)
f) If measurements are to be carried out on the castings, the location of the measurements shall be
agreed between the purchaser and the manufacturer. In the absence of specification by the
purchaser, the location may be chosen by the manufacturer.
7 General caution
7.1 In specifying ferrite content as required in 6 c)Clause 6, list item c), the purchaser shall not set
limits that are in conflict with material specification requirements.
7.2 When setting ferrite content limits, the purchaser shall ensure that the limits are compatible with
the measurement method being used.
8 Estimation of ferrite
8.1 The ferrite content of the base metal of the casting can be estimated from the chemical composition
in accordance with the Schoefer diagram (see Figure B.1). For further information, see Annex B.
If agreed at the time of ordering, the estimation can be carried out using an equivalent diagram as
1
described in BNIF 345 which allows ferrite evaluation (from 0 % to 30 %) in austenitic steel castings.
8.1.1 The chemical analysis of the heat from which the castings are poured shall include the following
elements whether or not required by the chemical requirements of the product specification: carbon,
manganese, silicon, chromium, nickel, molybdenum, niobium, and nitrogen.
8.1.2 The ferrite content of the casting shall be estimated from the central line of the diagram at the
composition ratio of “chromium equivalent” (Cr ) to “nickel equivalent” (Ni ) determined from the
e e
following Formula (1):
Cr [Cr(%)+ 1,5Si(%)+ 1,4 Mo(%)+−Nb(%) 4,99]
e
= (1)
Ni Ni(%)+ 30C(%)+ 0,5Mn(%)+ 26(N %− 0,02%)+ 2,77
[ ]
e
8.1.3 When a product analysis is made by the purchaser, it shall include the elements listed in 8.1.1. If
a comparison is made of ferrite estimated from a product analysis performed by the purchaser, with
that estimated from the heat analysis (see 8.1.1), reference shall be made to check analyses in ISO 4990.
8.2 Estimation of ferrite content in heat or product may be made by the magnetic response (see A.1) or
metallographic (see A.2) methods on test blocks or castings respectively, if agreed by the purchaser and
manufacturer.
9 Acceptance standards
Conformance with the required ferrite range specified in 6Clause 6, list item c) as indicated by the
estimation procedure of 8.1 shall be the basis for acceptance of material supplied
...
FINAL
INTERNATIONAL ISO/FDIS
DRAFT
STANDARD 13520
ISO/TC 17/SC 11
Determination of ferrite content in
Secretariat: ANSI
austenitic stainless steel castings
Voting begins on:
2022-11-17
Détermination du taux de ferrite des pièces moulées en acier
inoxydable austénitique
Voting terminates on:
2023-02-09
ISO/CEN PARALLEL PROCESSING
RECIPIENTS OF THIS DRAFT ARE INVITED TO
SUBMIT, WITH THEIR COMMENTS, NOTIFICATION
OF ANY RELEVANT PATENT RIGHTS OF WHICH
THEY ARE AWARE AND TO PROVIDE SUPPOR TING
DOCUMENTATION.
IN ADDITION TO THEIR EVALUATION AS
Reference number
BEING ACCEPTABLE FOR INDUSTRIAL, TECHNO-
ISO/FDIS 13520:2022(E)
LOGICAL, COMMERCIAL AND USER PURPOSES,
DRAFT INTERNATIONAL STANDARDS MAY ON
OCCASION HAVE TO BE CONSIDERED IN THE
LIGHT OF THEIR POTENTIAL TO BECOME STAN-
DARDS TO WHICH REFERENCE MAY BE MADE IN
NATIONAL REGULATIONS. © ISO 2022
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO/FDIS 13520:2022(E)
FINAL
INTERNATIONAL ISO/FDIS
DRAFT
STANDARD 13520
ISO/TC 17/SC 11
Determination of ferrite content in
Secretariat: ANSI
austenitic stainless steel castings
Voting begins on:
Détermination du taux de ferrite des pièces moulées en acier
inoxydable austénitique
Voting terminates on:
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All rights reserved. Unless otherwise specified, or required in the context of its implementation, no part of this publication may
be reproduced or utilized otherwise in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting on
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RECIPIENTS OF THIS DRAFT ARE INVITED TO
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LOGICAL, COMMERCIAL AND USER PURPOSES,
DRAFT INTERNATIONAL STANDARDS MAY ON
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OCCASION HAVE TO BE CONSIDERED IN THE
LIGHT OF THEIR POTENTIAL TO BECOME STAN
DARDS TO WHICH REFERENCE MAY BE MADE IN
ii
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NATIONAL REGULATIONS. © ISO 2022
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ISO/FDIS 13520:2022(E)
Contents Page
Foreword .iv
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Significance effects of ferrite content . 1
5 Methods of determination of ferrite content . 2
5.1 Chemical composition method . 2
5.2 Magnetic response method . 2
5.3 Metallographic examination . 2
6 Ordering information . 2
7 General caution . 2
8 Estimation of ferrite . 3
9 Acceptance standards .3
10 Certification . 3
Annex A (normative) Determination of ferrite content by magnetic or metallographic
means . 4
Annex B (informative) Notes to Schoefer diagram . 6
Bibliography .11
iii
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---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO/FDIS 13520:2022(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 nongovernmental, 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 17, Steel, Subcommittee SC 11, Steel
castings, in collaboration with the European Committee for Standardization (CEN) Technical Committee
CEN/TC 459/SC 11, Steel castings and forgings, in accordance with the Agreement on technical
cooperation between ISO and CEN (Vienna Agreement).
This third edition cancels and replaces the second edition (ISO 13520:2015), of which it constitutes a
minor revision. The changes are as follows:
— ASTM A799 and BNIF 345 where moved to the bibliography as they are not cited normatively;
— editorial revision.
Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
complete listing of these bodies can be found at www.iso.org/members.html.
iv
© ISO 2022 – All rights reserved
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FINAL DRAFT INTERNATIONAL STANDARD ISO/FDIS 13520:2022(E)
Determination of ferrite content in austenitic stainless
steel castings
1 Scope
Procedures are covered for estimating ferrite content in certain grades of austenitic ironchromium
nickel alloy castings that have compositions balanced to create the formation of ferrite as a second
phase in amounts controlled within specified limits. Methods are described for estimating ferrite
content by chemical, magnetic and metallographic means.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content
constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For
undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 4990, Steel castings — General technical delivery requirements
ISO 9042, Steels — Manual point counting method for statistically estimating the volume fraction of a
constituent with a point grid
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
ISO and IEC maintain terminology databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at https:// www .electropedia .org/
3.1
ferrite
ferromagnetic, body-centred cubic microstructural constituent of variable chemical composition in
iron-chromium-nickel alloys
Note 1 to entry: Ferrite includes both delta and alpha species.
3.2
ferrite content
proportion of total volume of an iron-chromium-nickel alloy present as the ferrite phase
3.3
ferrite percentage
ferrite content expressed as a volume percent
4 Significance effects of ferrite content
The tensile and impact properties, the weldability, and the corrosion resistance of iron-chromium-
nickel alloy castings may be influenced beneficially or detrimentally by the ratio of the amount of ferrite
to the amount of austenite in the microstructure. The ferrite content may be limited by purchase order
requirements or by the design construction codes governing the equipment in which castings will be
used. The quantity of ferrite in the structure is fundamentally a function of the chemical composition
of the alloy and its thermal history. Because of segregation, the chemical composition and, therefore,
1
© ISO 2022 – All rights reserved
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ISO/FDIS 13520:2022(E)
the ferrite content, may differ from point to point on a casting. Determination of the ferrite content by
any of the procedures described in Clause 5 is subject to varying degrees of imprecision which shall
be recognized in setting realistic limits on the range of ferrite content specified. Sources of error are
described in 5.1 to 5.3.
5 Methods of determination of ferrite content
5.1 Chemical composition method
Deviations from the actual content of each element present in an alloy because of chemical analysis
variance, although possibly minor in each case, can result in substantial difference in the ratio of total
ferritepromoting to total austenitepromoting elements. Therefore, the precision of the ferrite content
estimated from chemical composition depends on the accuracy of the chemical analysis procedure.
The estimation of ferrite percent by means of the chemical composition offers the most useful and most
common method of ferrite control during melting of the metal.
5.2 Magnetic response method
Phases other than ferrite and austenite may be formed at certain temperatures and persist at room
temperature. Contamination from other ferromagnetic materials may also occur. These may so alter
the magnetic response of the alloy that the indicated ferrite content is quite different from that of the
same chemical composition that has undergone different thermal treatment. Also, because the magnets
or probes of the various measuring instruments are small, different degrees of surface roughness or
surface curvature will vary the magnetic linkage with the material being measured.
5.3 Metallographic examination
Metallographic point count estimates of ferrite percentage may vary with the etching technique used
for the identification of the ferrite phase and with the number of grid points chosen for examination,
see A.2.
For most accurate local estimate of ferrite percent, a quantitative metallographic method shall be used.
6 Ordering information
Orders for material to this practice shall include the following as required.
a) Applicable ISO product specification or other document covering product requirements.
b) Alloy
...
PROJET
NORME ISO/FDIS
FINAL
INTERNATIONALE 13520
ISO/TC 17/SC 11
Détermination du taux de ferrite des
Secrétariat: ANSI
pièces moulées en acier inoxydable
Début de vote:
2022-11-17 austénitique
Vote clos le:
Determination of ferrite content in austenitic stainless steel castings
2023-02-09
TRAITEMENT PARALLÈLE ISO/CEN
LES DESTINATAIRES DU PRÉSENT PROJET SONT
INVITÉS À PRÉSENTER, AVEC LEURS OBSER-
VATIONS, NOTIFICATION DES DROITS DE PRO-
PRIÉTÉ DONT ILS AURAIENT ÉVENTUELLEMENT
CONNAISSANCE ET À FOURNIR UNE DOCUMEN-
TATION EXPLICATIVE.
OUTRE LE FAIT D’ÊTRE EXAMINÉS POUR
ÉTABLIR S’ILS SONT ACCEPTABLES À DES FINS
INDUSTRIELLES, TECHNOLOGIQUES ET COM-
Numéro de référence
MERCIALES, AINSI QUE DU POINT DE VUE
ISO/FDIS 13520:2022(F)
DES UTILISATEURS, LES PROJETS DE NORMES
INTERNATIONALES DOIVENT PARFOIS ÊTRE
CONSIDÉRÉS DU POINT DE VUE DE LEUR POSSI-
BILITÉ DE DEVENIR DES NORMES POUVANT
SERVIR DE RÉFÉRENCE DANS LA RÉGLEMENTA-
TION NATIONALE. © ISO 2022
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO/FDIS 13520:2022(F)
NORME ISO
INTERNATIONALE 13520
Deuxième édition
2015-10-01
Détermination du taux de ferrite des
pièces moulées en acier inoxydable
austénitique
Determination of ferrite content in austenitic stainless steel castings
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2022
Tous droits réservés. Sauf prescription différente ou nécessité dans le contexte de sa mise en œuvre, aucune partie de cette
publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut
être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
ISO copyright office
Case postale 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Genève
Tél.: +41 22 749 01 11
Numéro de référence
E-mail: copyright@iso.org
ISO 13520:2015(F)
Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii
© ISO 2022 – Tous droits réservés
© ISO 2015
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ISO 13520:2015(F)
Sommaire Page
Avant-propos .iv
1 Domaine d'application .1
2 Références normatives .1
3 Termes et définitions . 1
4 Effets significatifs du taux de ferrite . .1
5 Méthodes de détermination du taux de ferrite . 2
5.1 Détermination à partir de la composition chimique . 2
5.2 Méthode de réponse magnétique . 2
5.3 Examen métallographique . 2
6 Informations à la commande .2
7 Avertissement général .3
8 Estimation de la ferrite .3
9 Critères d'acceptation .3
10 Certification . 4
Annexe A (normative) Détermination du taux ferrite par méthode magnétique ou
métallographique .5
Annexe B (informative) Notes relatives au diagramme de Schoefer . 7
Bibliographie .12
iii
© ISO 2015 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 13520:2015(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/iso/foreword.html.
Le présent document a été élaboré par le Comité technique ISO/TC 17, Acier, sous-comité SC 11, Acier
moulé, en collaboration avec le Comité Technique CEN/TC 459/SC 11, Acier moulé et forgé, du Comité
Européen pour la Normalisation (CEN) conformément à l'Accord de coopération technique entre l'ISO et
le CEN (Accord de Vienne).
Cette troisième édition annule et remplace la deuxième édition (ISO 13520:2015), dont elle constitue
une révision mineure. Les modifications sont les suivantes :
— l'ASTM A799 et le BNIF 345 ont été déplacés en bibliographie puisqu'ils ne sont pas cités de façon
normative ;
— révision éditoriale.
Il convient que tout retour d’information ou question sur le présent document soit adressé(e) à
l’organisme national de normalisation de l’utilisateur. Une liste complète de ces organismes peut être
consultée à l’adresse www.iso.org/fr/members.html.
iv
© ISO 2015 – Tous droits réservés
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NORME INTERNATIONALE ISO 13520:2015(F)
Détermination du taux de ferrite des pièces moulées en
acier inoxydable austénitique
1 Domaine d'application
Des modes opératoires sont donnés pour estimer le taux de ferrite de certaines nuances de pièces
moulées en alliage austénitique de fer-chrome-nickel dont la composition est équilibrée pour provoquer
la formation de ferrite en phase secondaire et en quantité maintenue dans des limites spécifiées. Les
méthodes décrites permettent l'estimation du taux de ferrite par des procédés chimiques, magnétiques
et métallographiques.
2 Références normatives
Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur
contenu, des exigences du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s'applique.
Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s'applique (y compris les
éventuels amendements).
ISO 4990, Pièces moulées en acier — Conditions techniques générales de fourniture
ISO 9042, Aciers — Méthode manuelle d'estimation statistique de la fraction volumique d'un constituant à
l'aide de grilles de points
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions 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/
3.1
ferrite
constituant ferromagnétique, à microstructure en réseau cubique centré et de composition chimique
variable, dans les alliages fer-nickel-chrome
Note 1 à l'article: La ferrite comprend aussi bien les phases delta et alpha.
3.2
taux de ferrite
proportion du volume total d'un alliage fer-chrome-nickel présente sous forme de phase ferritique
3.3
pourcentage de ferrite
taux de ferrite exprimé en pourcentage du volume
4 Effets significatifs du taux de ferrite
Les propriétés de résistance à la traction et au choc, la soudabilité et la résistance à la corrosion
des pièces moulées en alliage fer-chrome-nickel peuvent être avantagées ou défavorisées par le
rapport de la quantité de ferrite à la quantité d'austénite dans la microstructure. Le taux de ferrite
1
© ISO 2015 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 5 ----------------------
ISO 13520:2015(F)
peut être limité par des exigences à la commande ou par des codes de construction-type, régissant
l'équipement dans lequel les pièces moulées seront utilisées. La quantité de ferrite dans la structure
dépend fondamentalement de la composition chimique de l'alliage et de son historique thermique. Du
fait de la ségrégation, la composition chimique et, par conséquent, le taux de ferrite peuvent différer
d'un point à l'autre d'une pièce moulée. La détermination du taux de ferrite par l'un quelconque des
modes opératoires décrits dans l’Article 5 est sujet à divers degrés d'imprécision qui doivent être pris
en compte lors de la mise en place de limites réalistes pour le domaine de taux de ferrite spécifié. Les
sources d'erreur sont décrites en 5.1 à 5.3.
5 Méthodes de détermination du taux de ferrite
5.1 Détermination à partir de la composition chimique
Du fait des variations de l'analyse chimique, des écarts par rapport à la teneur réelle de chaque élément
présent dans un alliage, bien qu'éventuellement mineurs dans chaque cas, peuvent entraîner une
différence substantielle du rapport de la teneur totale en éléments alphagènes à la teneur totale en
éléments gammagènes. Par conséquent, la fidélité du taux de ferrite estimé à partir de la composition
chimique dépend de la fidélité de la méthode d'analyse chimique.
L'estimation du pourcentage de ferrite au moyen de la composition chimique constitue la méthode de
contrôle de la ferrite la plus utile et la plus commune pendant la fusion du métal.
5.2 Méthode de réponse magnétique
Des phases autres que la ferrite et l’austénite peuvent se former à certaines températures et
subsister à température ambiante. Il peut aussi y avoir contamination à partir d'autres matériaux
ferromagnétiques. Ceux-ci peuvent tellement altérer la réponse magnétique de l'alliage de sorte que
le taux de ferrite indiqué soit assez différent de celui d’une même composition chimique ayant subi un
traitement thermique différent. De même du fait de la petite taille des aimants ou sondes des divers
instruments de mesure, différents degrés de rugosité ou de courbure de surface feront varier la liaison
magnétique avec le matériau sur lequel est effectuée la mesure.
5.3 Examen métallographique
Les estimations métallographiques par comptage de points du pourcentage de ferrite peuvent varier
selon la méthode d'attaque utilisée pour l'identification de la phase ferritique et selon le nombre de
points dans la grille choisis pour l'examen, voir A.2.
Pour une estimation locale plus exacte du taux de ferrite, il faut utiliser une méthode métallographique
quantitative.
6 Informations à la commande
Les commandes de matériaux selon la présente méthode doivent inclure les informations suivantes, le
cas échéant.
a) Spécification de produit ISO applicable ou autre document couvrant les exigences du produit.
b) Nuance de l'alliage.
c) Domaine du taux de ferrite requis, en pourcentage volumique, de la pièce moulée après traitement
thermique final.
d) Exigences supplémentaires éventuelles souhaitées.
e) La méthode à utiliser pour la détermination du taux de ferrite, ainsi que l'emplacement des
mesurages, soit sur échantillon soit sur la pièce moulée, doivent être convenus entre l’acheteur et le
fabricant.
2
© ISO 2015 – Tous
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.