SIST ISO 11782-1:1999

Corrosion of metals and alloys -- Corrosion fatigue testing -- Part 1: Cycles to failure testing

Corrosion des métaux et alliages -- Essais de fatigue-corrosion -- Partie 1: Essais cycliques à la rupture

La présente partie de l'ISO 11782 donne des indications et des instructions sur les essais de fatigue-corrosion des métaux et alliages dans des environnements aqueux ou gazeux et concerne les essais cycliques à la rupture. Les essais d'amorce de rupture sont pris en compte dans l'ISO 11782-2. Les environnements corrosifs ou autrement actifs chimiquement peuvent provoquer l'amorce de fissures par la fatigue des métaux et alliages et augmenter la vitesse de propagation de fissures par la fatigue. Les procédés de fatigue-corrosion ne sont pas limités à des systèmes environ nement/métal spécifiques; des estimations fiables de résistance à la fatigue pour toutes les combinaisons de chargement et d'environnement ne peuvent être réalisées sans données provenant des essais de laboratoire. La présente partie de l'ISO 11782 n'est pas destinée à être appliquée à des essais de fatigue-corrosion de composants ou de pièces; cependant, beaucoup des principes généraux s'appliquent.

Korozija kovin in zlitin – Ugotavljanje pokanja zaradi korozijske utrujenosti – 1. del: Število ciklov do končne porušitve

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 30-Sep-1999
• ICS: 77.060 - Corrosion of metals
• Technical Committee: IPKZ - Protection of metals against corrosion
• Current Stage: 6060 - National Implementation/Publication (Adopted Project)
• Start Date: 01-Oct-1999
• Due Date: 01-Oct-1999
• Completion Date: 01-Oct-1999
• Ref Project: ISO 11782-1:1998 - Corrosion of metals and alloys — Corrosion fatigue testing — Part 1: Cycles to failure testing

Standards Content (Sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 11782-1
First edition
1998-07-15
Corrosion of metals and alloys — Corrosion
fatigue testing —
Part 1:
Cycles to failure testing
Corrosion des métaux et alliages — Essais de fatigue-corrosion —
Partie 1: Essais cycliques à la rupture
A
Reference number
ISO 11782-1:1998(E)

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ISO 11782-1:1998(E)
Contents Page
1 Scope . 1
2 Normative reference . 1
3 Definitions . 1
4 Test. 3
Principle .
4.1 3
4.2 Specimens . 3
4.3 Environmental considerations. 8
4.4 Stressing considerations. 8
5 Apparatus . 9
Procedure .
6 9
7 Test report . 10
Annex A (informative) Bibliography . 12
©  ISO 1998
All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced
or utilized in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying and
microfilm, without permission in writing from the publisher.
International Organization for Standardization
Case postale 56 • CH-1211 Genève 20 • Switzerland
Internet [e-mail]
Printed in Switzerland
ii

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©
ISO ISO 11782-1:1998(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.
Draft International Standards adopted by the technical committees are
circulated to the member bodies for voting. Publication as an International
Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting
a vote.
International Standard ISO 11782-1 was prepared by Technical Committee
ISO/TC 156, Corrosion of metals and alloys.
ISO 11782 consists of the following parts, under the general title Corrosion
of metals and alloys — Corrosion fatigue testing
— Part 1: Cycles to failure testing
— Part 2: Crack propagation testing using precracked specimens
Annex A of this part of ISO 11782 is for information only.
iii

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©
ISO 11782-1:1998(E) ISO
Introduction
The study of cycles to failure testing uses plain or notched specimens to
provide data on the intrinsic corrosion fatigue crack like behaviour of a
metal or alloy and can be used to develop criteria for engineering design to
prevent fatigue failures.
The study of cycles to failure can be applied to a wide variety of product
forms including plate, rod, wire, sheet and tubes as well as to parts joined
by welding.
The results of corrosion fatigue testing are suitable for direct application
only when the service conditions exactly parallel the test conditions es-
pecially with regard to material, environmental and stressing consider-
ations. The combination of material/load/environmental may not be directly
comparable to the application. For these cases engineering judgement
must be applied.
iv

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©
INTERNATIONAL STANDARD  ISO ISO 11782-1:1998(E)
Corrosion of metals and alloys — Corrosion fatigue testing —
Part 1:
Cycles to failure testing
1  Scope
1.1  This International Standard provides guidance and instruction on corrosion fatigue testing of metals and alloys
in aqueous or gaseous environments and is concerned with cycles to failure testing. Crack propagation testing is
considered in ISO 11782-2.
1.2  Corrosive or otherwise chemically active environments can promote the initiation of fatigue cracks in metals
and alloys and increase the rate of fatigue crack propagation. Corrosion fatigue processes are not limited to specific
metal/environment systems and reliable estimates of fatigue life for all combinations of loading and environment
cannot be made without data from laboratory tests.
1.3  This International Standard is not intended for application to corrosion fatigue testing of components or parts;
nevertheless many of the general principles will apply.
2  Normative reference
The following standard contains provisions which, through reference in this text, constitute provisions of this part of
ISO 11782. At the time of publication, the edition indicated was valid. All standards are subject to revision, and
parties to agreements based on this part of ISO 11782 are encouraged to investigate the possibility of applying the
most recent edition of the standard indicated below. Members of IEC and ISO maintain registers of currently valid
International Standards.
ISO 7539-1:1987, Corrosion of metals and alloys — Stress corrosion testing — Part 1: General guidance on testing
procedures.
3  Definitions
For the purposes of this part of ISO 11782, the following definitions apply.
3.1  corrosion fatigue: Process involving conjoint corrosion and alternating straining of the metal, often leading to
cracking.
NOTE —  Corrosion fatigue may occur when a metal is subjected to cyclic straining in a corrosive environment.
3.2  stress amplitude, S , in fatigue loading: One half of the range of a cycle (also known as the alternating
a
stress):
SS-
max min
S =
a
2
1

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ISO
ISO 11782-1:1998(E)
3.3  mean stress, S , in fatigue loading: Algebraic average of the maximum and minimum stresses in constant
m
amplitude loading or of individual cycles in spectrum loading:
SS+
max
min
S =
m
2
3.4  maximum stress, S , in fatigue loading: That stress having the highest algebraic value:
max
SS=+S
max m a
3.5  minimum stress, S , in fatigue loading: That stress having the lowest algebraic value:
min
SS=−S
min ma
3.6  stress ratio, R, in fatigue loading: Algebraic ratio of the minimum and maximum stress of a cycle:
S
min
R =
S
max
NOTE —  The stress ratio, R, is equal to the load ratio P /P , where P and P are the minimum and maximum loads in
min max min max
the cycle, respectively.
3.7  S-N diagram: Plot of stress against the number of cycles to failure.
The stress can be the maximum stress, S , minimum stress, S , stress range, DS or S , or alternating stress, S .
max min r a
The diagram indicates the S-N relationship for a specified value of S , R and a specified probability of survival. For
m
N, a log scale is almost always used. For S, a linear scale or a log scale is used.
3.8  fatigue notch factor, K : Ratio of the fatigue strength of a specimen with no stress concentrator to that of a
f
specimen with a stress concentrator for the same percent survival at N cycles for the same loading and
environmental conditions.
NOTE —  In specifying K , it is necessary to specify the geometry and the values of stress amplitude, mean stress and N for
f
which it is computed.
3.9  stress concentration factor, K: Ratio of the greatest stress in the region of a notch or other stress
t
concentrator as determined by the theory of elasticity to the corresponding nominal stress.
K becomes invalid when the stress at the notch root exceeds the yield strength.
t
3.10  cycle (in fatigue): Smallest segment of the load- or stress-time function which is repeated periodically. The
terms fatigue cycle, load cycle and stress cycle are also commonly used.
3.11  waveform: Shape of the peak-to-peak variation of load as a function of time.
3.12  cyclic frequency, f: Number of cycles per unit time, usually expressed in terms of cycles per second (Hz).
3.13  fatigue strength at N load cycles, S : Value of stress for failure at exactly N load cycles as determined
N
from an S-N diagram. The value of S thus determined is subject to the same conditions as those that apply to the
N
S-N diagram.
NOTES
1  The value of S is also known as the median fatigue strength for N cycles.
N
2  In a corrosive environment the fatigue strength is likely to be reduced compared with that in air.
2

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ISO 11782-1:1998(E)
3.14  fatigue strength limit, S : Limiting value of the median fatigue strength as the fatigue life, N, becomes very
f
large. Most materials and environments preclude the attainment of well defined fatigue limits.
4  Test
4.1  Principle
In the presence of an aggressive environment the fatigue strength of a metal or alloy is reduced to an extent which
depends on the nature of the environment and the test conditions. For example, the well-defined fatigue strength
limit observed for steels in air may no longer be evident as illustrated in figure 1. Interpretation of results is then
based on the assumption of an acceptable life of the component.
The test involves subjecting a series of specimens to the number of stress cycles required for a fatigue crack to
initiate and grow large enough to cause failure during exposure to a corrosive or otherwise chemically active
environment at progressively smaller alternating stresses in order to define either the fatigue strength at N cycles,
S , from an S-N diagram or the fatigue strength limit as the fatigue life becomes very large.
N
The test is used to determine the effect of environment, material, geometry, surface condition, stress, etc, on the
corrosion fatigue resistance of metals or alloys subjected to applied stress for relatively large numbers of cycles.
The test may also be used as a guide to the selection of materials for service under conditions of repeated applied
stress under known environmental conditions.
4.2  Specimens
4.2.1  General
The design and type of specimen used depends on the fatigue testing machine used, the objective of the fatigue
study and the form of the material from which the specimen is to be made. Fatigue test specimens are designed
according to the mode of loading which can include axial stressing, plane bending, rotating beam, alternate torsion
or combined stress.
Specimens may have circular, square, rectangular, annular or, in special cases, other cross-sections.
The gripped ends may be of any shape to suit the holders of the test machine. Problems may arise unless the
gripped portion of the specimen is isolated from the corrosive test environment.
The test section of the specimen shall be reduced in cross-section to prevent failure in the grip ends and should be
of such a size as to use the middle to upper ranges of the load rating of the fatigue machine to optimize the
sensitivity and response of the system.
The transition from the gauge section to the gripped ends of the specimen shall be designed to minimize any stress
concentration. It is recommended that the radius of the blending fillet shall be at least eight times the specimen test
section diameter or width. The cross-sectional area of the gripped ends shall, where possible, be at least four times
that of the test section area.
The test section length shall be greater than three times the test section diameter or width.
For tests run in compression, the length of the test section shall be less than four times the test section diameter or
width in order to minimize buckling.
For the purposes of calculating the load to be applied to obtain the required stress, the dimensions from which the
area is calculated shall be measured to within 0,02 mm.
Specimens shall be identified by an indelible marking method, such as stamping, on surface areas, preferably on
the plain ends, without having an influence on the test results.
Specimens shall be stored after appropriate cleaning under desiccated conditions prior to testing in order to avoid
corrosion which may influence the test results.
3

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ISO 11782-1:1998(E)
4.2.2  Cylindrical specimens
Two types of specimens with circular cross-section are frequently used for corrosion fatigue tests:
a)  specimens with tangentially blending fillets between the test section and the grip ends (see figure 2); these
are suitable where axial loading is employed;
b)  specimens with a continuous radius between the grip ends with the minimum diameter at the centre (see
figure 3); these are suitable for rotating bend tests.
A minimum cross-section diameter of 5 mm is preferred.
4.2.3  Flat sheet or plate specimens
Flat specimens for fatigue tests are reduced in width in the test section and may have thickness reductions.
If the specimen thickness is less than 2,5 mm, and the tests are performed in compression, provisions for lateral
support should be made to prevent buckling without affecting the applied load by more than 5 %.
The most commonly used types include:
a)  specimens with tangentially blending fillets between the test section and the grip ends (see figure 4);
b)  specimens with a continuous radius between the grip ends (see figure 5).
4.2.4  Notched specimens
The effect of machined notches on corrosion fatigue strength can be determined by comparing the S-N curves of
notched and unnotched specimens.
The data for notched specimens are usually plotted in terms of nominal stress based on the net cross-section of the
specimen.
The effectiveness of the notch in decreasing the fatigue limit is expressed by the fatigue notch factor, K (the ratio of
f
the fatigue limit of unnotched specimens to the fatigue limit of notched specimens).
The notch sensitivity of a material in fatigue is expressed by the notch sensitivity factor, q:
K −
1
f
q =
K − 1
t
where
 is the stress concentration factor;
K
t
q = 0 for a material that experiences no reduction in fatigue limit due to a notch;
q = 1 for a material where the notch exerts its full theoretical effect.
If the standard size cannot be met other specimen configurations can be used with appropriate caution.
4.2.5  Specimen size effects
Size effects can be important in fatigue for several reas
...

2003-01.Slovenski inštitut za standardizacijo. Razmnoževanje celote ali delov tega standarda ni dovoljeno.Corrosion des métaux et alliages -- Essais de fatigue-corrosion -- Partie 1: Essais cycliques à la ruptureCorrosion of metals and alloys -- Corrosion fatigue testing -- Part 1: Cycles to failure testing77.060Korozija kovinCorrosion of metalsICS:Ta slovenski standard je istoveten z:ISO 11782-1:1998SIST ISO 11782-1:1999en01-oktober-1999SIST ISO 11782-1:1999SLOVENSKI
STANDARD



SIST ISO 11782-1:1999



AReference numberISO 11782-1:1998(E)INTERNATIONALSTANDARDISO11782-1First edition1998-07-15Corrosion of metals and alloys — Corrosionfatigue testing —Part 1:Cycles to failure testingCorrosion des métaux et alliages — Essais de fatigue-corrosion —Partie 1: Essais cycliques à la ruptureSIST ISO 11782-1:1999



ISO 11782-1:1998(E)©
ISO 1998All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproducedor utilized in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying andmicrofilm, without permission in writing from the publisher.International Organization for StandardizationCase postale 56 · CH-1211 Genève 20 · [e-mail] in SwitzerlandiiContentsPage1Scope .12Normative reference .13Definitions.14Test.34.1Principle.34.2Specimens.34.3Environmental considerations.84.4Stressing considerations.85Apparatus .96Procedure .97Test report .10Annex A
(informative)
Bibliography .12SIST ISO 11782-1:1999



© ISOISO 11782-1:1998(E)iiiForewordISO (the International Organization for Standardization) is a worldwidefederation of national standards bodies (ISO member bodies). The work ofpreparing International Standards is normally carried out through ISOtechnical committees. Each member body interested in a subject for whicha technical committee has been established has the right to be representedon that committee. International organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISOcollaborates closely with the International Electrotechnical Commission(IEC) on all matters of electrotechnical standardization.Draft International Standards adopted by the technical committees arecirculated to the member bodies for voting. Publication as an InternationalStandard requires approval by at least 75 % of the member bodies castinga vote.International Standard ISO 11782-1 was prepared by Technical CommitteeISO/TC 156, Corrosion of metals and alloys.ISO 11782 consists of the following parts, under the general title Corrosionof metals and alloys — Corrosion fatigue testing—Part 1: Cycles to failure testing—Part 2: Crack propagation testing using precracked specimensAnnex A of this part of ISO 11782 is for information only.SIST ISO 11782-1:1999



ISO 11782-1:1998(E)© ISOivIntroductionThe study of cycles to failure testing uses plain or notched specimens toprovide data on the intrinsic corrosion fatigue crack like behaviour of ametal or alloy and can be used to develop criteria for engineering design toprevent fatigue failures.The study of cycles to failure can be applied to a wide variety of productforms including plate, rod, wire, sheet and tubes as well as to parts joinedby welding.The results of corrosion fatigue testing are suitable for direct applicationonly when the service conditions exactly parallel the test conditions es-pecially with regard to material, environmental and stressing consider-ations. The combination of material/load/environmental may not be directlycomparable to the application. For these cases engineering judgementmust be applied.SIST ISO 11782-1:1999



INTERNATIONAL STANDARD
© ISOISO 11782-1:1998(E)1Corrosion of metals and alloys — Corrosion fatigue testing —Part 1:Cycles to failure testing1
Scope1.1
This International Standard provides guidance and instruction on corrosion fatigue testing of metals and alloysin aqueous or gaseous environments and is concerned with cycles to failure testing. Crack propagation testing isconsidered in ISO 11782-2.1.2
Corrosive or otherwise chemically active environments can promote the initiation of fatigue cracks in metalsand alloys and increase the rate of fatigue crack propagation. Corrosion fatigue processes are not limited to specificmetal/environment systems and reliable estimates of fatigue life for all combinations of loading and environmentcannot be made without data from laboratory tests.1.3
This International Standard is not intended for application to corrosion fatigue testing of components or parts;nevertheless many of the general principles will apply.2
Normative referenceThe following standard contains provisions which, through reference in this text, constitute provisions of this part ofISO 11782. At the time of publication, the edition indicated was valid. All standards are subject to revision, andparties to agreements based on this part of ISO 11782 are encouraged to investigate the possibility of applying themost recent edition of the standard indicated below. Members of IEC and ISO maintain registers of currently validInternational Standards.ISO 7539-1:1987, Corrosion of metals and alloys — Stress corrosion testing — Part 1: General guidance on testingprocedures.3
DefinitionsFor the purposes of this part of ISO 11782, the following definitions apply.3.1
corrosion fatigue: Process involving conjoint corrosion and alternating straining of the metal, often leading tocracking.NOTE —
Corrosion fatigue may occur when a metal is subjected to cyclic straining in a corrosive environment.3.2
stress amplitude, Sa, in fatigue loading: One half of the range of a cycle (also known as the alternatingstress):SSSamaxmin2=-SIST ISO 11782-1:1999



ISO 11782-1:1998(E)© ISO23.3
mean stress, Sm, in fatigue loading: Algebraic average of the maximum and minimum stresses in constantamplitude loading or of individual cycles in spectrum loading:SSSmmaxmin2=+3.4
maximum stress, Smax, in fatigue loading: That stress having the highest algebraic value:SSSmaxma=+3.5
minimum stress, Smin, in fatigue loading: That stress having the lowest algebraic value:SSSminma=-3.6
stress ratio, R, in fatigue loading: Algebraic ratio of the minimum and maximum stress of a cycle:RSS=minmaxNOTE —
The stress ratio, R, is equal to the load ratio Pmin /Pmax, where Pmin and Pmax are the minimum and maximum loads inthe cycle, respectively.3.7
S-N diagram: Plot of stress against the number of cycles to failure.The stress can be the maximum stress, Smax, minimum stress, Smin, stress range, DS or Sr, or alternating stress, Sa.The diagram indicates the S-N relationship for a specified value of Sm, R and a specified probability of survival. ForN, a log scale is almost always used. For S, a linear scale or a log scale is used.3.8
fatigue notch factor, Kf: Ratio of the fatigue strength of a specimen with no stress concentrator to that of aspecimen with a stress concentrator for the same percent survival at N cycles for the same loading andenvironmental conditions.NOTE —
In specifying Kf, it is necessary to specify the geometry and the values of stress amplitude, mean stress and N forwhich it is computed.3.9
stress concentration factor, Kt: Ratio of the greatest stress in the region of a notch or other stressconcentrator as determined by the theory of elasticity to the corresponding nominal stress.Kt becomes invalid when the stress at the notch root exceeds the yield strength.3.10
cycle (in fatigue): Smallest segment of the load- or stress-time function which is repeated periodically. Theterms fatigue cycle, load cycle and stress cycle are also commonly used.3.11
waveform: Shape of the peak-to-peak variation of load as a function of time.3.12
cyclic frequency, f: Number of cycles per unit time, usually expressed in terms of cycles per second (Hz).3.13
fatigue strength at N load cycles, SN: Value of stress for failure at exactly N load cycles as determinedfrom an S-N diagram. The value of SN thus determined is subject to the same conditions as those that apply to theS-N diagram.NOTES1
The value of SN is also known as the median fatigue strength for N cycles.2
In a corrosive environment the fatigue strength is likely to be reduced compared with that in air.SIST ISO 11782-1:1999



© ISOISO 11782-1:1998(E)33.14
fatigue strength limit, Sf: Limiting value of the median fatigue strength as the fatigue life, N, becomes verylarge. Most materials and environments preclude the attainment of well defined fatigue limits.4
Test4.1
PrincipleIn the presence of an aggressive environment the fatigue strength of a metal or alloy is reduced to an extent whichdepends on the nature of the environment and the test conditions. For example, the well-defined fatigue strengthlimit observed for steels in air may no longer be evident as illustrated in figure 1. Interpretation of results is thenbased on the assumption of an acceptable life of the component.The test involves subjecting a series of specimens to the number of stress cycles required for a fatigue crack toinitiate and grow large enough to cause failure during exposure to a corrosive or otherwise chemically activeenvironment at progressively smaller alternating stresses in order to define either the fatigue strength at N cycles,SN, from an S-N diagram or the fatigue strength limit as the fatigue life becomes very large.The test is used to determine the effect of environment, material, geometry, surface condition, stress, etc, on thecorrosion fatigue resistance of metals or alloys subjected to applied stress for relatively large numbers of cycles.The test may also be used as a guide to the selection of materials for service under conditions of repeated appliedstress under known environmental conditions.4.2
Specimens4.2.1
GeneralThe design and type of specimen used depends on the fatigue testing machine used, the objective of the fatiguestudy and the form of the material from which the specimen is to be made. Fatigue test specimens are designedaccording to the mode of loading which can include axial stressing, plane bending, rotating beam, alternate torsionor combined stress.Specimens may have circular, square, rectangular, annular or, in special cases, other cross-sections.The gripped ends may be of any shape to suit the holders of the test machine. Problems may arise unless thegripped portion of the specimen is isolated from the corrosive test environment.The test section of the specimen shall be reduced in cross-section to prevent failure in the grip ends and should beof such a size as to use the middle to upper ranges of the load rating of the fatigue machine to optimize thesensitivity and response of the system.The transition from the gauge section to the gripped ends of the specimen shall be designed to minimize any stressconcentration. It is recommended that the radius of the blending fillet shall be at least eight times the specimen testsection diameter or width. The cross-sectional area of the gripped ends shall, where possible, be at least four timesthat of the test section area.The test section length shall be greater than three times the test section diameter or width.For tests run in compression, the length of the test section shall be less than four times the test section diameter orwidth in order to minimize buckling.For the purposes of calculating the load to be applied to obtain the required stress, the dimensions from which thearea is calculated shall be measured to within 0,02 mm.Specimens shall be identified by an indelible marking method, such as stamping, on surface areas, preferably onthe plain ends, without having an influence on the test results.Specimens shall be stored after appropriate cleaning under desiccated conditions prior to testing in order to avoidcorrosion which may influence the test results.SIST ISO 11782-1:1999



ISO 11782-1:1998(E)© ISO44.2.2
Cylindrical specimensTwo types of specimens with circular cross-section are frequently used for corrosion fatigue tests:a)
specimens with tangentially blending fillets between the test section and the grip ends (see figure 2); theseare suitable where axial loading is employed;b)
specimens with a continuous radius between the grip ends with the minimum diameter at the centre (seefigure 3); these are suitable for rotating bend tests.A minimum cross-section diameter of 5 mm is preferred.4.2.3
Flat sheet or plate specimensFlat specimens for fatigue tests are reduced in width in the test section and may have thickness reductions.If the specimen thickness is less than 2,5 mm, and the tests are performed in compression, provisions for lateralsupport should be made to prevent buckling without affecting the applied load by more than 5 %.The most commonly used types include:a)
specimens with tangentially blending fillets between the test section and the grip ends (see figure 4);b)
specimens with a continuous radius between the grip ends (see figure 5).4.2.4
Notched specimensThe effect of machined notches on corrosion fatigue strength can be determined by comparing the S-N curves ofnotched and unnotched specimens.The data for notched specimens are usually plotted in terms of nominal stress based on the net cross-section of thespecimen.The effectiveness of the notch in decreasing the fatigue limit is expressed by the fatigue notch factor, Kf (the ratio ofthe fatigue limit of unnotched specimens to the fatigue limit of notched specimens).The notch sensitivity of a material in fatigue is expressed by the notch sensitivity factor, q:qKK=--ft11whereKt
is the stress concentration factor;q = 0 for a material
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 11782-1
Première édition
1998-07-15
Corrosion des métaux et alliages — Essais
de fatigue-corrosion —
Partie 1:
Essais cycliques à la rupture
Corrosion of metals and alloys — Corrosion fatigue testing —
Part 1: Cycles to failure testing
A
Numéro de référence
ISO 11782-1:1998(F)

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ISO 11782-1:1998(F)
Sommaire Page
1 Domaine d'application . 1
2 Référence normative . 1
3 Définitions . 1
4 Essai. 3
Principe .
4.1 3
4.2 Éprouvettes. 3
4.3 Considérations relatives à l'environnement . 8
4.4 Considérations relatives à la mise sous contrainte. 8
5 Appareillage . 9
Mode opératoire .
6 9
7 Rapport d'essai . 10
Annexe A (informative) Bibliographie . 12
©  ISO 1998
Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, aucune partie de cette publi-
cation ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun pro-
cédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l'accord
écrit de l'éditeur.
Organisation internationale de normalisation
Case postale 56 • CH-1211 Genève 20 • Suisse
Internet [e-mail]
Imprimé en Suisse
ii

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©
ISO ISO 11782-1:1998(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 (CEI) en
ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques
sont soumis aux comités membres pour vote. Leur publication comme
Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des
comités membres votants.
La Norme internationale ISO 11782-1 a été élaborée par le comité
technique ISO/TC 156, Corrosion des métaux et alliages.
L'ISO 11782 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre
général Corrosion des métaux et alliages — Essais de fatigue-corrosion:
— Partie 1: Essais cycliques
— Partie 2: Essais d'amorce de rupture sur des éprouvettes préfissurées
L'annexe A de la présente partie de l'ISO 11782 est donnée uniquement à
titre d'information.
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ISO 11782-1:1998(F) ISO
Introduction
Les essais cycliques à la rupture utilisent des éprouvettes lisses ou en-
taillées pour fournir des données sur la tenue intrinsèque dans le temps
des fissures par la fatigue-corrosion d'un métal ou d'un alliage et peuvent
être utilisés pour élaborer des critères techniques de calcul permettant
d'éviter les ruptures par fatigue.
Les essais cycliques à la rupture peuvent s'appliquer à une grande variété
de formes de produits, y compris des plaques, tiges, fils, feuilles et tubes
ainsi qu'à des pièces jointes par soudage.
Les résultats des essais de fatigue-corrosion ne peuvent être directement
appliqués que lorsque les conditions de service sont exactement parallèles
aux conditions d'essai, particulièrement en ce qui concerne les considéra-
tions en matière de matériau, d'environnement et de mise sous contrainte.
La combinaison matériau/charge/environnement ne peut pas être directe-
ment appliquée. Dans ce cas, l'avis de l'ingénieur doit être pris en compte.
iv

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NORME INTERNATIONALE  ISO ISO 11782-1:1998(F)
Corrosion des métaux et alliages — Essais de fatigue-corrosion —
Partie 1:
Essais cycliques à la rupture
1  Domaine d'application
1.1  La présente partie de l'ISO 11782 donne des indications et des instructions sur les essais de fatigue-corrosion
des métaux et alliages dans des environnements aqueux ou gazeux et concerne les essais cycliques à la rupture.
Les essais d'amorce de rupture sont pris en compte dans l'ISO 11782-2.
1.2  Les environnements corrosifs ou autrement actifs chimiquement peuvent provoquer l'amorce de fissures par la
fatigue des métaux et alliages et augmenter la vitesse de propagation de fissures par la fatigue. Les procédés de
fatigue-corrosion ne sont pas limités à des systèmes environnement/métal spécifiques; des estimations fiables de
résistance à la fatigue pour toutes les combinaisons de chargement et d'environnement ne peuvent être réalisées
sans données provenant des essais de laboratoire.
1.3  La présente partie de l'ISO 11782 n'est pas destinée à être appliquée à des essais de fatigue-corrosion de
composants ou de pièces; cependant, beaucoup des principes généraux s'appliquent.
2  Référence normative
La norme suivante contient des dispositions qui, par suite de la référence qui en est faite, constituent des
dispositions valables pour la présente partie de l'ISO 11782. Au moment de la publication, l'édition indiquée était en
vigueur. Toute norme est sujette à révision et les parties prenantes des accords fondés sur la présente partie de
l'ISO 11782 sont invitées à rechercher la possibilité d'appliquer l'édition la plus récente de la norme indiquée ci-
après. Les membres de la CEI et de l'ISO possèdent le registre des Normes internationales en vigueur à un
moment donné.
ISO 7539-1:1987, Corrosion des métaux et alliages — Essais de corrosion sous contrainte — Partie 1: Guide
général des méthodes.
3  Définitions
Pour les besoins de la présente partie de l'ISO 11782, les définitions suivantes s'appliquent.
3.1  fatigue-corrosion: Phénomène résultant de l'action conjuguée de la corrosion et d'une déformation cyclique
du métal, qui peut souvent conduire à une fissuration.
NOTE —  La fatigue-corrosion peut s'observer dans un métal soumis à une contrainte cyclique dans un milieu corrosif.
3.2  amplitude de contrainte, S , en charge de fatigue: Moitié de la plage d'un cycle (également connue sous le
a
nom de contrainte cyclique):
SS-
max min
S =
a
2
1

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ISO 11782-1:1998(F)
3.3  contrainte moyenne, S , en charge de fatigue: Moyenne algébrique des contraintes maximale et minimale
m
en chargement à amplitude constante ou de cycles individuels en chargement spectral:
SS+
max
min
S =
m
2
3.4  contrainte maximale, S , en charge de fatigue: Contrainte ayant la valeur algébrique la plus élevée:
max
SS=+S
max m a
3.5  contrainte minimale, S , en charge de fatigue: Contrainte ayant la valeur algébrique la plus élevée:
min
SS=−S
min ma
3.6  rapport d'effort, R, en charge de fatigue: Rapport algébrique des contraintes minimale et maximale d'un
cycle:
S
min
R =
S
max
NOTE —  Le rapport d'effort, R, est égal au rapport de charge P /P , où P et P sont les charges minimale et
min max min max
maximale dans le cycle, respectivement.
3.7  diagramme S-N: Tracé de la contrainte par rapport au nombre de cycles de charge à la rupture.
La contrainte peut être la contrainte maximale, S , la contrainte minimale, S , la gamme de contrainte DS ou S ,
max min r
ou la contrainte cyclique, S . Le diagramme indique la relation S-N pour une valeur spécifiée de S , R et une
a m
probabilité spécifiée de survie. Pour , on utilise presque toujours une échelle logarithmique. Pour , on utilise une
N S
échelle linéaire ou une échelle logarithmique.
3.8  facteur d'effet d'entaille, K : Rapport de la résistance à la fatigue d'une éprouvette sans concentrateur de
f
contrainte à celle d'une éprouvette avec un concentrateur de contrainte pour le même pourcentage de survie à N
cycles dans les mêmes conditions de chargement et d'environnement.
NOTE —  En précisant K , il est nécessaire de spécifier la géométrie et les valeurs d'amplitude de contrainte, la contrainte
f
moyenne et N pour lequel il est calculé.
3.9  facteur de concentration de contrainte, K : Rapport de la contrainte la plus importante dans la zone d'une
t
entaille ou autre concentrateur de contrainte comme déterminé par la théorie de l'élasticité à la contrainte nominale
correspondante.
K devient nul lorsque la contrainte au niveau du fond de l'entaille dépasse la limite élastique.
t
3.10  cycle (en fatigue): Plus petit segment de la charge ou fonction contrainte-temps qui est répétée périodi-
quement.
Les termes cycle de fatigue, cycle de charge et cycle de contrainte sont également communément utilisés.
3.11  forme de l'onde: Forme de la différence crête-à-crête de la charge en fonction du temps.
3.12  fréquence cyclique, f: Nombre de cycles par unité de temps, généralement exprimé en termes de cycles
par seconde (Hz).
2

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ISO 11782-1:1998(F)
3.13  endurance à la fatigue à N cycles, S : Valeur de contrainte pour rupture à exactement N cycles comme
N
déterminé à partir d'un diagramme S-N. La valeur de S ainsi déterminée est soumise aux mêmes conditions que
N
celles qui s'appliquent au diagramme S-N.
NOTES
1  La valeur de S est également connue sous le nom de résistance moyenne à la fatigue pour N cycles.
N
2  Dans un environnement corrosif, l'endurance à la fatigue est susceptible d'être inférieure à celle mesurée dans l'air.
3.14  limite d'endurance à la fatigue, S : Valeur limite de la résistance moyenne à la fatigue au fur et à mesure
f
que la résistance à la fatigue, N augmente.
La plupart des matériaux et des milieux préviennent l'obtention de résistances à la fatigue bien déterminées.
4  Essai
4.1  Principe
Dans un milieu agressif, la résistance à la fatigue d'un métal ou d'un alliage est réduite dans une mesure qui
dépend de la nature du milieu et des conditions d'essai. Par exemple, la limite d'endurance à la fatigue bien définie,
observée pour les aciers exposés à l'air peut ne plus être aussi évidente que l'illustre la figure 1. L'interprétation des
résultats est alors basée sur l'hypothèse d'une durée de vie acceptable du composant.
L'essai vise à soumettre une série d'éprouvettes au nombre de cycles de contrainte exigé pour qu'une fissure par la
fatigue s'amorce et s'agrandisse suffisamment pour provoquer une rupture pendant l'exposition dans un milieu
corrosif ou chimiquement actif, à des contraintes cycliques de plus en plus faibles de façon à définir l'endurance à la
fatigue à N cycles, S , à partir d'un diagramme S-N, ou bien la limite d'endurance à la fatigue au fur et à mesure que
N
la résistance à la fatigue augmente.
L'essai est utilisé pour déterminer l'effet du milieu, du matériau, de la forme géométrique, de l'état de la surface, de
la contrainte, etc. sur la résistance à la fatigue-corrosion de métaux ou alliages soumis à la contrainte pendant un
nombre relativement important de cycles. L'essai peut également être utilisé comme guide pour la sélection de
matériaux destinés à servir dans des conditions de contrainte répétées dans des conditions d'environnement
connues.
4.2  Éprouvettes
4.2.1  Généralités
La conception et le type d'éprouvette utilisés dépendent de la machine d'essai de fatigue employée, de l'objectif de
l'étude de la fatigue et de la forme du matériau à partir duquel l'éprouvette doit être faite. Les éprouvettes d'essai de
fatigue sont conçues selon le mode de chargement qui peut comporter la mise sous contrainte axiale, la flexion
plane, la poutre rotative, la torsion cyclique, la contrainte combinée.
Les éprouvettes peuvent être de section circulaire, carrée, rectangulaire, annulaire ou autres, dans des cas
particuliers.
Les extrémités serrées peuvent être de quelque forme que ce soit pour s'adapter aux supports de la machine
d'essai. Des problèmes peuvent survenir sauf si la partie serrée de l'éprouvette est isolée du milieu d'essai corrosif.
La section d'essai de l'éprouvette doit être réduite en section nominale afin d'éviter la rupture aux extrémités de
serrage et doit être d'une dimension telle qu'elle utilise les gammes moyenne à élevée de la charge de base de la
machine de fatigue afin d'optimiser la sensibilité et la réponse du système.
La transition depuis la section entre repères jusqu'aux extrémités serrées de l'éprouvette doit être conçue de façon
à réduire toute concentration de contrainte. Il est recommandé que le rayon du congé de raccordement fasse au
moins huit fois le diamètre ou la largeur de la section d'essai de l'éprouvette. La zone de la section nominale des
extrémités serrées doit, lorsque cela est possible, être au moins quatre fois celle de la zone de la section d'essai.
3

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ISO 11782-1:1998(F)
La longueur de la section d'essai doit être trois fois supérieure au diamètre ou à la largeur de la section d'essai.
Pour les essais pratiqués en compression, la longueur de la section d'essai doit être au moins quatre fois le
diamètre ou la largeur de la section d'essai afin de réduire le flambage.
Aux effets de calcul de la charge à appliquer pour obtenir la contrainte exigée, les dimensions à partir desquelles la
zone est calculée doivent être mesurées à 0,02 mm près.
Les éprouvettes doivent être identifiées par une méthode de marquage indélébile comme le poinçonnage, sur les
zones de surface, de préférence sur les extrémités lisses, sans influence sur les résultats de l'essai.
Les éprouvettes doivent être stockées après un nettoyage approprié dans des conditions de déshydratation avant
l'essai, afin d'éviter la corrosion qui peut influencer les résultats de l'essai.
4.2.2  Éprouvettes cylindriques
Deux types d'éprouvettes ayant des sections nominales circulaires sont couramment utilisés pour les essais de
fatigue-corrosion:
a)  éprouvettes ayant des congés de raccordement tangentiels entre la section d'essai et les extrémités de
serrage (voir la figure 2); celles-ci conviennent lorsqu'un chargement axial est utilisé;
b)  éprouvettes ayant un rayon continu entre les extrémités de serrage avec le diamètre minimal au centre
(voir la figure 3); celles-ci conviennent aux essais de flexion en rotation.
Un diamètre minimal de section nominale de 5 mm est préconisé.
4.2.3  Éprouvettes en feuilles ou plaques plates
Des éprouvettes plates pour les essais de fatigue sont réduites en largeur dans la section d'essai et peuvent
comporter des réductions d'épaisseur.
Si l'épaisseur de l'éprouvette est inférieure à 2,5 mm, et que les essais sont pratiqués en compression, il convient
de prendre des mesures pour un support latéral afin d'éviter le flambage sans affecter la charge appliquée de plus
de 5 %.
Les types les plus communément utilisés sont
a)  éprouvette ayant des congés de raccordement tangentiels entre la section d'essai et les extrémités de
serrage (voir la figure 4);
b)  éprouvette ayant un rayon continu entre les extrémités de serrage (voir la figure 5).
4

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ISO 11782-1:1998(F)
Légende
1  Fatigue à l'air
2  Limite de fatigue à l’air
3  Fatigue-corrosion (pas de limite de fatigue)
Figure 1 — Comparaison schématique du comportement S-N pendant la fatigue et la
fatigue-corrosion pour l'acier
5

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ISO 11782-1:1998(F)
Figure 2 — Éprouvette ayant des congés de raccordement tangentiels entre la section
d'essai et les extrémités
Figure 3 — Éprouvette ayant un rayon continu entre les extrémités
Figure 4 — Éprouvette ayant des congés de raccordement tangentiels entre la section
d'essai uniforme et les extrémités
Figure 5 — Éprouvette ayant un rayon continu entre les extrémités
4.2.4  Éprouvettes entaillées
L'effet des entailles usinées sur la résistance à la fatigue-corrosion peut être déterminé en comparant les courbes
S-N d'éprouvettes entaillées et non entaillées.
6

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Les données pour les éprouvettes entaillées sont généralement tracées en termes de contrainte nominale basée
sur la section nominale nette de l'éprouvette.
L'efficacité de l'entaille à réduire la limite de fatigue s'exprime par le facteur d'effet d'entaille, K (le rapport de la
f
limite de fatigue d'éprouvettes non entaillées avec la limite de fatigue d'éprouvettes entaillées).
La sensibilité à l'effet de taille d'un matériau en fatigue s'exprime par le facteur de sensibilité à l'effet de taille, q:
K − 1
f
q =
K − 1
t
où K est le facteur de concentration de contrainte.
t
q = 0 pour un matériau qui ne subit aucune réductio
...