ISO TR 22824-2003 Welding consumbales - Predicted and measured FN in specifications - A position statement of the experts of IIW Commission IX《焊接消耗品 规范中预测的和实测的F.pdf

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1、 Numro de rfrence ISO/TR 22824:2003(F) ISO 2003RAPPORT TECHNIQUE ISO/TR 22824 Premire dition 2003-12-01Produits consommables de soudage Valeurs prvues et valeurs mesures de lIndice de Ferrite (FN) dans les spcifications Position des experts de la Commission IX de lIIW Welding consumables Predicted a

2、nd measured FN in specifications A position statement of the experts of IIW Commission IX ISO/TR 22824:2003(F) PDF Exonration de responsabilit Le prsent fichier PDF peut contenir des polices de caractres intgres. Conformment aux conditions de licence dAdobe, ce fichier peut tre imprim ou visualis, m

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7、mit membre de lISO dans le pays du demandeur. ISO copyright office Case postale 56 CH-1211 Geneva 20 Tel. + 41 22 749 01 11 Fax. + 41 22 749 09 47 E-mail copyrightiso.org Web www.iso.org Publi en Suisse ii ISO 2003 Tous droits rservsISO/TR 22824:2003(F) ISO 2003 Tous droits rservs iiiSommaire Page A

8、vant-propos. iv Introduction . iv 1 Domaine dapplication 1 2 Contexte. 1 3 Reproductibilit du mesurage de lIndice de Ferrite (FN). 1 4 Reproductibilit du calcul de lIndice de Ferrite (FN)2 5 Comparaison entre les Indices de Ferrite (FN) calculs et les Indices de Ferrite (FN) mesurs 2 6 Emplacement d

9、e mesurage de la ferrite. 4 7 Influence du traitement thermique aprs soudage (TTAS). 4 8 Variables introduites en cours de soudage . 4 9 Conclusions. 5 Bibliographie 6 ISO/TR 22824:2003(F) iv ISO 2003 Tous droits rservsAvant-propos LISO (Organisation internationale de normalisation) est une fdration

10、 mondiale dorganismes nationaux de normalisation (comits membres de lISO). Llaboration des Normes internationales est en gnral confie aux comits techniques de lISO. Chaque comit membre intress par une tude a le droit de faire partie du comit technique cr cet effet. Les organisations internationales,

11、 gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec lISO participent galement aux travaux. LISO collabore troitement avec la Commission lectrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation lectrotechnique. Les Normes internationales sont rdiges conformment aux rgles donnes

12、 dans les Directives ISO/CEI, Partie 2. La tche principale des comits techniques est dlaborer les Normes internationales. Les projets de Normes internationales adopts par les comits techniques sont soumis aux comits membres pour vote. Leur publication comme Normes internationales requiert lapprobati

13、on de 75 % au moins des comits membres votants. Exceptionnellement, lorsquun comit technique a runi des donnes de nature diffrente de celles qui sont normalement publies comme Normes internationales (ceci pouvant comprendre des informations sur ltat de la technique par exemple), il peut dcider, la m

14、ajorit simple de ses membres, de publier un Rapport technique. Les Rapports techniques sont de nature purement informative et ne doivent pas ncessairement tre rviss avant que les donnes fournies ne soient plus juges valables ou utiles. Lattention est appele sur le fait que certains des lments du prs

15、ent document peuvent faire lobjet de droits de proprit intellectuelle ou de droits analogues. LISO ne saurait tre tenue pour responsable de ne pas avoir identifi de tels droits de proprit et averti de leur existence. LISO/TR 22824 a t labor en collaboration avec lInstitut international de la soudure

16、, qui a t agr comme organisme de normalisation international dans le domaine du soudage par le Conseil de lISO. ISO/TR 22824:2003(F) ISO 2003 Tous droits rservs vIntroduction Le prsent Rapport technique a t prpar par la Commission IX de lInternational Institute of Welding, par lintermdiaire de la So

17、us-Commission IX-H, Soudage des aciers inoxydables et des bases nickel, au nom de lISO/TC 44/SC 3. Il reprsente lopinion circonstancie des experts quant au mesurage et au calcul de la ferrite dans le mtal fondu daciers nominalement austnitiques et duplex ferritiques-austnitiques. RAPPORT TECHNIQUE I

18、SO/TR 22824:2003(F) ISO 2003 Tous droits rservs 1Produits consommables de soudage Valeurs prvues et valeurs mesures de lIndice de Ferrite (FN) dans les spcifications Position des experts de la Commission IX de lIIW 1 Domaine dapplication Le prsent Rapport technique fournit les lignes directrices, fo

19、ndes sur lexprience dexperts, pour la dfinition dexigences adquates dans les spcifications et autres normes et documents contractuels en matire de teneur en ferrite dans le mtal fondu daciers nominalement austnitiques et duplex ferritiques- austnitiques. 2 Contexte Lavantage que reprsente une faible

20、 teneur en ferrite dans le mtal fondu en acier nominalement inoxydable austnitique pour rduire la tendance la fissuration chaud est tout fait reconnu. Une limite suprieure de la teneur en ferrite peut tre ncessaire pour viter la fragilisation lors de lexposition des hautes tempratures. Les soudures

21、daciers duplex exigent gnralement la fois des valeurs minimale et maximale de teneur en ferrite pour obtenir des proprits optimales. Lefebvre 1 a fourni des dtails sur ces valeurs et a galement indiqu dautres aspects considrer pour spcifier les exigences sur la teneur en ferrite dans les soudures su

22、r acier inoxydable ainsi que les plages de teneur en ferrite relatives diverses applications. Un systme de mesurage, dfini dans lISO 8249 2et lAWS A4.2 3 , a t admis de manire internationale pour la dtermination de lIndice de Ferrite (FN) dans le mtal fondu. Un certain nombre de diagrammes de consti

23、tution relatifs au mtal fondu daciers inoxydables ont t mis au point au fil des ans et ils offrent la possibilit de calculer la teneur en ferrite dune soudure en fonction de sa composition chimique. Les diagrammes de Schaeffler, DeLong, WRC-1988, et WRC-1992 sont probablement les plus connus. La plu

24、part des diagrammes de constitution sont applicables au mtal dpos en soudage larc avec des conditions de refroidissement normales. Les problmes prennent naissance lorsquun client spcifie la teneur en ferrite avec des exigences la fois sur les valeurs calcules et les valeurs mesures. Tout dabord, il

25、y a des contradictions entre les teneurs en ferrite mesure et calcule. De plus, pour un mtal dapport donn, la teneur en ferrite nest pas constante et elle peut varier dun point un autre de la soudure ainsi quen fonction des variations du mode opratoire de soudage. 3 Reproductibilit du mesurage de lI

26、ndice de Ferrite (FN) La Commission II de lIIW a men plusieurs tudes interlaboratoires sur le mesurage de la ferrite au cours desquelles les participants ont utilis des instruments talonns selon lISO 8249. Ces essais ont permis dtablir que la reproductibilit interlaboratoires du mesurage (avec un in

27、tervalle de confiance de 95 %) tait de 10 % de la valeur moyenne interlaboratoires, voire plus faible dans le cas o ltalonnage est pratiqu laide dtalons primaires et dun matriel Magne-Gage 4 , et de 14 % ou moins lorsque ltalonnage est pratiqu laide dtalons secondaires et dun matriel de mesurage dat

28、elier ou chantier 5 . Cela signifie que, si la valeur moyenne interlaboratoires de la teneur en ferrite dune soudure donne est gale 4,0 FN, 95 % des laboratoires procdant aux mesurages obtiendront des rsultats dans lintervalle 3,6 FN 4,4 FN dans le cas dun talonnage primaire et dans lintervalle 3,4

29、FN 4,6 FN dans le cas dun talonnage secondaire. De la mme manire, si la valeur moyenne interlaboratoires pour une soudure donne est gale 10,0 FN, 95 % ISO/TR 22824:2003(F) 2 ISO 2003 Tous droits rservsdes laboratoires procdant aux mesurages obtiendront des rsultats dans lintervalle 9,0 FN 11,0 FN da

30、ns le cas dun talonnage primaire et dans lintervalle 8,6 FN 11,4 FN dans le cas dun talonnage secondaire. galement, dans le cas o le mtal fondu serait constitu dacier inoxydable duplex et prsenterait une moyenne interlaboratoires de 50 FN, 95 % des laboratoires procdant aux mesurages obtiendront des

31、 rsultats dans lintervalle 45 FN 55 FN dans le cas dun talonnage primaire et dans lintervalle 43 FN 57 FN dans le cas dun talonnage secondaire. Il convient de noter que la plupart des laboratoires et des ateliers prfrent utiliser des matriels talonns avec des talons secondaires parce que le mesurage

32、 est plus rapide et plus simple. 4 Reproductibilit du calcul de lIndice de Ferrite (FN) La reproductibilit du calcul de lIndice de Ferrite (FN) dpend essentiellement de la reproductibilit de lanalyse chimique. Considrons seulement trois lments, le chrome, le nickel et lazote. La mthode danalyse du n

33、ickel et du chrome la plus couramment utilise dans le cas des aciers inoxydables est la spectrophotomtrie dmission optique (EOS), comme indiqu dans lASTM E 1086-94 6 . La mthode la plus rpandue danalyse de lazote est la conductivit thermique de fusion sous gaz inerte indique dans lASTM E 1019-00 7 .

34、 Ces normes intgrent le mesurage de la reproductibilit comme tant lintervalle de confiance 95 % pour les carts entre les mesurages effectus par deux laboratoires. Les carts sont naturellement fonction du niveau de valeur. Au niveau correspondant un acier inoxydable de type 316 (19 12 3), les carts t

35、aient de 0,46 % Cr (moyenne gale 17,48 % Cr), 0,73 % Ni (moyenne gale 12,54 % Ni) et de 0,007 % N (moyenne gale 0,096 % N). Il est simple de calculer leffet de ces carts sur les Indices de Ferrite (FN) obtenus laide du diagramme WRC-1992. Ce calcul peut tre effectu en prenant la valeur extrme pour c

36、hacun des lments ou en prenant les valeurs extrmes de tous les lments. Cette mthode est applique dans le Tableau 1, titre dexemple. La mme analyse est ensuite applique au mtal fondu de type 2209 (22 9 3L), correspondant un Indice de Ferrite de 50 FN mesur par le Laboratoire A et il figure galement d

37、ans le Tableau 1. Tableau 1 Incertitudes sur les Indices de Ferrite (FN), pour un mme mtal fondu, calculs suivant le diagramme WRC-1992 partir des compositions chimiques du mtal fondu dans deux laboratoires diffrents Laboratoire B Indice de Ferrite (FN) suivant le diagramme WRC-1992 avec la mme anal

38、yse chimique que le laboratoire A, lexception des carts indiqus ci-dessous +0,46 % Cr 0,46 % Cr 0,73 % Ni +0,73 % Ni Type de mtal fondu Laboratoire A Indice de Ferrite (FN) suivant le diagramme WRC-1992 +0,46 % Cr 0,46 % Cr +0,73 % Ni 0,73 % Ni +0,007 % N 0,007 % N 0,007 % N +0,007 % N 316L (19 12 3

39、) 4,1 FN 5,8 FN 3,0 FN 2,6 FN 6,4 FN 3,8 FN 4,5 FN 8,6 FN 1,5 FN 2209 (22 9 3 L) 50,0 FN 56,5 FN 44,5 FN 39,8 FN 62,5 FN 48,0 FN 52,6 FN 70,7 FN 32,1 FN Il apparat clairement que de faibles carts danalyse chimique peuvent entraner de grandes variations de la valeur calcule de la teneur en ferrite, c

40、es variations tant beaucoup plus importantes que celles pouvant tre attendues des mesurages laide de matriels talonns. 5 Comparaison entre les Indices de Ferrite (FN) calculs et les Indices de Ferrite (FN) mesurs Dans le cas o, dans les exemples ci dessus, le laboratoire B nest pas totalement en acc

41、ord avec le laboratoire A en ce qui concerne la composition chimique dun mtal fondu donn, il est alors vraisemblable quaucun des deux laboratoires ne sera en accord avec le(s) laboratoire(s) ayant prpar un diagramme de constitution donn. Le diagramme de Schaeffler et le diagramme de DeLong ont vrais

42、emblablement t tablis partir de lanalyse chimique indique par un seul et unique laboratoire. Le diagramme WRC-1988 (identique au diagramme WRC-1992 sinon que ce dernier intgre un facteur pour le cuivre dans le calcul du ISO/TR 22824:2003(F) ISO 2003 Tous droits rservs 3nickel quivalent) a t prpar pa

43、rtir de 900 analyses chimiques et des valeurs correspondantes mesures dIndices de Ferrite (FN) obtenus dans plusieurs laboratoires. Cette mthode devrait avoir limin les drives relatives une analyse pratique dans un seul laboratoire. Aprs tablissement du diagramme, 200 donnes supplmentaires dans le d

44、omaine de 0 FN 18 FN (valeurs mesures) ont t obtenues dans un laboratoire unique. Ces nouvelles donnes ont t utilises pour comparer la prcision de la prvision du diagramme WRC-1988 avec celle du diagramme DeLong 8 . La Figure 1 illustre lhistogramme des carts. Idalement, il convient que lhistogramme

45、 soit centr vers zro et ait une tendue aussi faible que possible. Il est possible de constater, daprs la figure, que le diagramme de DeLong prsente une drive denviron + 2 FN (cest-dire quil tend surestimer lIndice de Ferrite (FN) mesur) pour les donnes de ce laboratoire particulier. Dun autre ct, le

46、 diagramme WRC-1988 prsente une drive denviron 1 FN pour les donnes de ce laboratoire particulier. Toutefois, les drives pourraient tre dues une drive provenant de lanalyse chimique effectue par le laboratoire ayant fourni les donnes ou bien les drives pourraient provenir derreurs relles prsentes da

47、ns les diagrammes respectifs. Ce point ne peut tre dtermin dans le cas o les donnes exprimentales proviennent dun seul laboratoire. Des donnes provenant dun certain nombre de laboratoires seraient ncessaires afin dliminer les drives dans lanalyse chimique. Toutefois, la Figure 1 indique galement que ltendue des carts provenant du diagramme de DeLong est denviron 8 FN (dans les cas des valeurs mesures dans lintervalle zro 18 FN). Mais ltendue des carts du diagramme WRC-1988 est denviron 4 FN p