ISO 9950-1995 Industrial quenching oils - Determination of cooling characteristics - Nickel-alloy probe test method《工业淬火油 冷却特性的测定 镍合金探测试验法》.pdf

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1、NORME ISO INTERNATIONALE 9950 Premire dition 1995-05-01 Huiles industrielles pour trempe - Dtermination des caractristiques de refroidissement - Mthode dessai la sonde en alliage de nickel IndustriaI quenching oils - Determina tien of cooling characteristics - Nickel-alloy probe test method Numro de

2、 rfrence ISO 9950:1995(F) ISO 9950: 1995(F) Sommaire Page 1 Domaine dapplication . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 2 Rfrences normatives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . * 1 3 Principe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 4 Liquide de trempe de rfrence . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 5 Appareillage . 2 6 chantillonnage . 7 7 Mode opratoire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 8 Expression des rsultats . . . . .

5、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 9 Rapport dessai . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 0 ISO 1995 Droits de re

6、production rservs. Sauf prescription diffrente, aucune partie de cette publi- cation ne peut tre reproduite ni utilise sous quelque forme que ce soit et par aucun pro- cd, lectronique ou mcanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans laccord crit de lditeur. Organisation internationale de

7、 normalisation Case Postale 56 l CH-1 211 Genve 20 l Suisse Imprim en Suisse II 0 ISO ISO 9950: 1995(F) Avant-propos LISO (Organisation internationale de normalisation) est une fdration mondiale dorganismes nationaux de normalisation (comits membres de IISO). Llaboration des Normes internationales e

8、st en gnral confie aux comits techniques de IISO. Chaque comit membre intress par une tude a le droit de faire partie du comit technique cr cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernemen- tales, en liaison avec IISO participent galement aux travaux. LISO colla- bor

9、e troitement avec la Commission lectrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation lectrotechnique. Les projets de Normes internationales adopts par les comits techniques sont soumis aux comits membres pour vote. Leur publication comme Normes internationales requiert lapprobati

10、on de 75 % au moins des co- mits membres votants. La Norme internationale ISO 9950 a t labore par le comit technique ISOfTC 28, Produits ptroliers et lubrifiants. 0 Ill Introduction Lors de la trempe de lacier, le refroidissement est normalement la phase la plus critique du procd. Pour le refroidiss

11、ement, lunit de traitement thermique doit choisir entre diffrents types de milieux de refroidis- sement, tels que des huiles, des solutions aqueuses de polymres, des mulsions, etc. De plus, il existe dans le commerce une grande varit de liquides de trempe pour chaque type de milieu. Les caractristiq

12、ues de refroidissement de chaque milieu de trempe peuvent galement varier en cours de service en raison de la dgradation thermique, de la conta- mination, de lentranement de matires, etc. Un certain nombre de mthodes ont t utilises pour valuer les milieux de refroidissement. Lessai indirect impliqua

13、nt la trempe dprouvettes ralises dans un certain type dacier ne donne que des indications limi- tes sur les caractristiques de refroidissement. La mthode la plus cou- rante pour lessai direct est la mthode dite de la sphre dargent, dans laquelle une sphre dargent (prouvette) comportant en son centre

14、 un thermocouple est chauffe puis trempe dans le milieu de refroidissement en question. La temprature est enregistre en fonction du temps, et souvent la vitesse de refroidissement est galement enregistre en fonc- tion de la temprature (ou en fonction du temps). En raison des difficults inhrentes la

15、fabrication de lprouvette et lvaluation des rsultats dessai, plusieurs prouvettes modifies ont t utilises avec cependant la mme mthode de base. Les prouvettes ont t ralises dans divers matriaux, et de diffrentes tailles, la forme tant gnralement cylindrique. Afin de permettre la comparaison entre le

16、s rsultats dessai provenant de diffrents laboratoires et entre les descriptions techniques des milieux de trempe provenant de diffrents fournisseurs, il est ncessaire dutiliser la mme mthode dessai. Cest pourquoi, le comit technique IFHT, As- pects scientifiques et technologiques de la trempe, a val

17、u les diff- rentes mthodes existantes et mis en place des essais dans plusieurs pays afin de parvenir un accord sur la mthode recommander en tant que norme. La prescription de la prsente Norme internationale est le r- sultat des travaux effectus par ce comit. NOTE 1 Cette mthode normalise sappuie, e

18、n en reprenant les points es- sentiels, sur une mthode labore par un groupe de travail du Centre de traitement thermique Wolfson (Wolfson Heat Treatment Centre Engineering Group) de luniversit dAston Birmingham, au Royaume-Uni. La diffrence entre les deux mthodes rside dans le systme de mesure, un s

19、ystme informatique pour lenregistrement et la diffrentiation du signal du thermocouple ayant t ajout comme alternative dans la mthode dcrite dans la prsente Norme inter- nationale. NORME INTERNATIONALE 0 60 ISO 9950:1995(F) Huiles industrielles pour trempe - Dtermination des caractristiques de refro

20、idissement - Mthode dessai la sonde en alliage de nickel 1 Domaine dapplication La prsente Norme internationale prescrit une m- thode dessai de laboratoire pour la dtermination des caractristiques de refroidissement des huiles indus- trielles de trempe. Lessai est effectu dans des hui- les non agite

21、s, ce qui permet de classer les caractristiques de refroidissement des diffrentes huiles dans des conditions normalises. Aucune cor- rlation ne peut tre faite entre les rsultats de cet essai et les vitesses de trempe dans les installations de trempe industrielles o il existe des degrs va- riables da

22、gitation. 2 Rfrences normatives Les normes suivantes contiennent des dispositions qui, par suite de la rfrence qui en est faite, consti- tuent des dispositions valables pour la prsente Norme internationale. Au moment de la publication, les ditions indiques taient en vigueur. Toute norme est sujette

23、rvision et les parties prenantes des accords fonds sur la prsente Norme internatio- nale sont invites rechercher la possibilit dappli- quer les ditions les plus rcentes des normes indiques ci-aprs. Les membres de la CEI et de IISO possdent le registre des Normes internationales en vigueur un moment

24、donn. ISO 2719:1988, Produits ptroliers et lubrifiants - Dtermination du point dclair - Mthode Pensky- Martens en vase clos. ISO 2909: 1981, Produits ptroliers - Calcul de lindice de viscosit partir de la viscosit cinma ti- que. ISO 3104:1994, Produits ptroliers - Liquides opa- ques et transparents

25、- D termina tion de la viscosit cinma tique et calcul de la viscosit dynamique. ISO 3405: 1988, Produits ptroliers - Dtermination des carat tris tiques de distillation. ISO 3675:1993, Ptroles bruts et produits ptroliers liquides - Dtermination en laboratoire de la masse volumique ou de la densit rel

26、ative - Mthode Iarom tre. British Standard BS 1041, Part 4:1966, Thermocou- ples . British Standard BS 4937, Part 4:1973, Nickel- chromium/nickel-aluminium thermocouples. Type K. 3 Principe Une prouvette cylindrique en alliage de nickel (sonde) contenant un thermocouple en son centre gomtrique est c

27、hauffe dans un four une temp- rature spcifie, puis transfre dans un volume donn du liquide de trempe soumis lessai. La va- riation de la temprature en fonction du temps, au centre de la sonde, est enregistre. La vitesse de refroidissement peut tre enregistre simultanment ou dtermine par la suite. Le

28、s mesures obtenues partir de ces enregis- trements sont utilises pour valuer le liquide de trempe soumis lessai. 4 Liquide de trempe de rfrence 4.1 Gnralits Un liquide de refroidissement de rfrence est re- command pour la vrification initiale et rgulire de la sonde (voir 5.2). II doit tre conserv da

29、ns un rci- pient hermtique lorsquil nest pas utilis et doit tre renouvel aprs 200 trempes ou 2 ans, selon la condition atteinte en premier. 4.2 Caractristiques physiques Le liquide de trempe de rfrence doit tre une huile minrale paraffinique pure, de distillation directe, haut indice de viscosit, to

30、talement exempte de tout additif. Elle doit prsenter les caractristiques physi- ques indiques dans le tableau 1. 4.3 Caractristiques de refroidissement Le liquide de trempe de rfrence doit prsenter des caractristiques de refroidissement dont les valeurs moyennes sont comprises dans les limites indiq

31、ues dans le tableau2 lorsquil est soumis lessai de trempe normalis. 5 Appareillage 5.1 Rcipient Lchantillon doit tre contenu dans un rcipient de forme haute pralablement nettoy et sch de dia- mtre 115 mm + 5 mm, fabriqu de prfrence dans un matriau incassable. 5.2 Sonde thermique 5.2.1 Description gn

32、rale La sonde thermique consiste en un cylindre en alliage de nickel possdant en son centre gomtrique un thermocouple, mont sur un tube support en alliage de nickel (voir figure 1). Tableau 1 - Caractristiques physiques du liquide de trempe de rfrence Caractristiques physiques Mthode dessai ISO Vale

33、ur minimale Valeur maximale Viscosit cinmatique 40 “C, cSt 1) ISO 3104 19,0 23,0 Viscosit cinmatique 100 “C, cSt 1) ISO 3104 33 4,4 Indice de viscosit cinmatique ISO 2909 95 105 Masse volumique 15 “C, kg/1 ISO 3675 0,855 0,870 Point dclair, Pensky-Martens en vase clos, “C ISO 2719 190 210 Distillati

34、on 5 %, “C ISO 3405 330 360 Distillation 50 %, “C ISO 3405 400 420 Cendres, % 2 8 1) 1 cSt= 10-6m2/s. Tableau 2 - Caractristiques de refroidissement du liquide de trempe de rfrence Caractristiques de refroidissement Valeur minimale Valeur maximale Vitesse maximale de refroidissement, “C/s 47,0 53,0

35、Temprature la vitesse maximale de refroidissement, “C 490 530 Vitesse de refroidissement 300 “C en “C/s 60 8,O Temps, en secondes, partir de la temprature dimmersion jusqu a) 600 “C 12,0 14,o b) 400 “C 19,o 21,0 c) 200 “C 50,o 55,0 Dimensions en millimtres Tolrances + 0,25 sauf spcification contrair

36、e Diamtres concentriques Tube support. Matriau: Inconel 600). Ajustage sur lextrtimite de la sonde avec soudure darrt h 30” Thermocouple h isokltion minrale. Type ” K ” (NiCr/NiAl). Matriau de la gaine: Inconel 600”. Diamtre: 1,s mm. Longueur de trajet: 190 mm min. Queues: 25 mm. Soudure chaude: iso

37、le; joint h froid: rsine epoxy 200 min. / Terminaison. ThermocoupLe etalon / type ” K ” (NiCr/NiAL) a) Assemblaae Non perce au centre A r ( 12,s mm aprs rectification) Ajustage glissant 75 mm nominal 1) Ou alliage quivalent. b) Dtails de la sonde: eprouvette Figure 1 - Sonde thermique 5.2.2 Dimensio

38、ns de lprouvette 5.2.3 Matriau de lprouvette Lprouvette doit avoir un diamtre de 12,5 mm et une longueur de 60 mm. La soudure chaude du ther- mocouple doit tre situe en son centre gomtrique voir figure 1 b). Lprouvette doit tre fabrique dans un alliage de nickel, de chrome et de fer de type Inconel

39、6OOl) ou dans un autre alliage prsentant les mmes propri- ts physiques et thermiques. 1) Composition nominale (fraction massique, exprime en pourcent) min. 72 Ni + CO; 14-17 Cr; 6-l 0 Fe; max. 0,15 C; max. 1 Mn; max. 0,015 S; max. 0,5 Si; max. 0,5 CU. lnconel est lappellation commerciale dun produit

40、 distribu par the lnco group of companies. Cette information est donne lintention des utilisateurs de la prsente Norme internationale et ne signifie nullement que IISO approuve ou recommande lemploi exclusif du produit ainsi dsign. Des produits quivalents peuvent tre utiliss sil est dmontr quils con

41、duisent aux mmes rsultats. 5.2.4 Thermocouple 5.2.7.2 Nettoyage La temprature de lprouvette doit tre mesure par un thermocouple en chromel/alumel gaine mtalli- que et isolation minrale, soudure chaude isole. Le thermocouple doit avoir un diamtre externe de 1,5 mm et doit possder une gaine extrieure

42、en al- liage Inconel 600. 5.2.5 Tube support du thermocouple Le tube support du thermocouple doit tre fabriqu dans un tube de 12,5 mm de diamtre externe en al- liage Inconel 600 ou autre alliage. Lensemble prouvetteltube support doit avoir une longueur mini- male de 200 mm et une longueur de lordre

43、de 355 mm; si ncessaire, des tubes supports plus longs peuvent tre utiliss pour des raisons de transfert mcanique. Le diamtre extrieur du tube support en acier inoxydable peut tre rduit 10,O mm partir de 160 mm de lextrmit de la sonde voir figure 1 a) . 5.2.6 Montage La sonde thermique doit tre mont

44、e conformment la figure 1 a). Le thermocouple doit tre ajustage glissant dans le corps de lprouvette et doit tre in- sr avant le montage des autres lments afin de sassurer que lextrmit du thermocouple est bien place la base du trou usin. Le tube support externe du thermocouple doit tre soud larc au

45、corps de la sonde. Le soudage larc doit galement tre utilis pour assembler les l- ments du tube support dans le montage. Afin doptimiser la dure de vie de la sonde, il est re- command de fixer un raccord mle et femelle du type indiqu lextrmit du thermocouple. II est im- portant que le thermocouple a

46、it une longueur suffi- sante pour compenser les effets de la dilatation thermique. 5.2.7 tat de surface de la sonde la fin de chaque essai de trempe, retirer la sonde de Ihuile et la laisser refroidir moins de 50 “C. La surface de la sonde doit tre nettoye en utilisant un solvant chlor appropri, pui

47、s essuye avec un tissu sec non pelucheux. 5.2.7.3 Nouveau conditionnement Le reconditionnement doit tre effectu lorsque la vi- tesse maximale de refroidissement varie de plus de + 5 % par rapport la valeur constante obtenue aprs k conditionnement initial (voir 5.2.7.1). La sonde peut tre recondition

48、ne en retirant le dpt non adhrent avec du papier meri de grosseur 600 puis en effectuant un nombre suffisant de trempes fictives (au moins six) dans Ihuile partir dune tem- prature de 850 “C jusqu ce quun film continu doxyde se forme sur la sonde et quon obtienne des rsultats rptables, dans la gamme obtenue