ISO 6931-2:2005
(Main)Stainless steels for springs — Part 2: Narrow strip
Stainless steels for springs — Part 2: Narrow strip
ISO 6931-2:2005 applies to cold-rolled narrow strip of thicknesses up to and including 3 mm, in rolled widths less than 600 mm, made from stainless steel.
Aciers inoxydables pour ressorts — Partie 2: Feuillard
L'ISO 6931-2:2005 s'applique aux bandes étroites laminées à froid, d'une épaisseur inférieure ou égale à 3 mm, se présentant en largeurs laminées inférieures à 600 mm, fabriquées à partir d'aciers inoxydables.
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 6931-2
Second edition
2005-04-15
Stainless steels for springs —
Part 2:
Narrow strip
Aciers inoxydables pour ressorts —
Partie 2: Feuillard
Reference number
ISO 6931-2:2005(E)
©
ISO 2005
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ISO 6931-2:2005(E)
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Published in Switzerland
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ISO 6931-2:2005(E)
Contents Page
Foreword. iv
1 Scope. 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions. 2
4 Classification and designation . 2
4.1 Classification. 2
4.2 Designation. 2
4.2.1 Steel names . 2
4.2.2 Steel numbers . 2
5 Information to be supplied by the purchaser.2
5.1 Mandatory information . 2
5.2 Options. 3
6 Manufacturing process. 4
6.1 General. 4
6.2 Delivery . 4
6.2.1 Delivery form . 4
6.2.2 Delivery condition. 4
7 Requirements . 5
7.1 Chemical composition. 5
7.2 Mechanical properties . 5
7.3 Technological properties and surface condition. 5
7.4 Internal soundness . 5
7.5 Dimensions and tolerances on dimensions. 5
8 Inspection and testing. 6
8.1 General. 6
8.2 Types and contents of inspection documents . 6
8.3 Specific inspection and testing . 6
8.3.1 Extent of testing . 6
8.3.2 Selection and preparation of samples and test pieces. 6
8.3.3 Methods of test. 7
Annex A (informative) Additional Information. 16
Annex B (informative) Designations of the steels given in Table 1 and of comparable grades
covered in ASTM-, EN- and JIS-Standards. 28
© ISO 2005 – All rights reserved iii
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ISO 6931-2:2005(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.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. 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.
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.
ISO 6931-2 was prepared by Technical Committee ISO/TC 17, Steel, Subcommittee SC 4, Heat treatable and
alloy steels.
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 6931-2:1989), which has been technically
revised.
ISO 6931 consists of the following parts, under the general title Stainless steels for springs:
Part 1: Wire
Part 2: Narrow strip
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 6931-2:2005(E)
Stainless steels for springs —
Part 2:
Narrow strip
1 Scope
This part of ISO 6931 applies to cold-rolled narrow strip of thicknesses up to and including 3 mm, in rolled
widths less than 600 mm, made from the stainless steel grades listed in Table 1. The steels are used in the
conditions given in Tables 4, 5 and 6 for the production of springs and spring parts that are exposed to
corrosive effects and, sometimes, slightly elevated temperatures.
Steel grades other than those listed in Table 1, but covered by ISO/TS 15510, can be supplied in the above
conditions after agreement between the manufacturer and purchaser (see also Annex A).
The general technical delivery conditions specified in ISO 404 apply, in addition to the specifications of this
part of ISO 6931, unless otherwise specified in this part of ISO 6931.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application 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 377:1997+Cor.1:1997, Steel and steel products — Location and preparation of samples and test pieces
for mechanical testing (including Technical Corrigendum 1:1997)
ISO 404:1992, Steel and steel products — General technical delivery requirements
ISO 4885:1996, Ferrous products – Heat treatment — Vocabulary
ISO/TS 4949:2003, Steel names based on letter symbols
ISO 6507-1:1997, Metallic materials — Vickers hardness test — Part 1: Test method
ISO 6892:1998, Metallic materials — Tensile testing at ambient temperature
ISO 6929:1987, Steel products — Definitions and classification
ISO 7438:1985, Metallic materials — Bend test
ISO 9445:2002, Continuously cold-rolled stainless steel narrow strip, wide strip, plate/sheet and cut lengths —
Tolerances on dimensions and form
ISO/TR 9769:1991, Steel and iron — Review of available methods of analysis
ISO 10474:1991, Steel and steel products — Inspection documents
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ISO 6931-2:2005(E)
ISO 14284:1996, Steel and iron — Sampling and preparation of samples for the determination of chemical
composition
ISO/TS 15510:2003, Stainless steels — Chemical composition
ISO 16143-1:2004, Stainless steels for general purposes — Part 1: Flat products
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 377, ISO 404, ISO 4885, ISO 6929,
ISO 14284, ISO 16143-1 and the following apply.
3.1
spool
strip spirally wound onto a supporting centre
NOTE Strip on a spool may also be welded together end-to-end.
4 Classification and designation
4.1 Classification
Steels covered in this part of ISO 6931 are classified according to their structure into:
austenitic steels;
ferritic steels;
martensitic steels;
precipitation-hardening steels.
4.2 Designation
4.2.1 Steel names
For the steel grades covered by this part of ISO 6931, the steel names as given in the relevant tables are
allocated in accordance with ISO/TS 4949.
4.2.2 Steel numbers
For the steel grades covered by this part of ISO 6931, the steel numbers as given in the relevant tables are
allocated in accordance with the line numbers in ISO/TS 15510.
5 Information to be supplied by the purchaser
5.1 Mandatory information
The following information shall be supplied by the purchaser at the time of enquiry and order:
a) the quantity to be delivered;
b) the designation of the product form (e.g. strip or cut length);
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ISO 6931-2:2005(E)
c) the number of the dimensional standard (ISO 9445);
d) the dimensions and tolerances on thickness, width and length according to ISO 9445 and, if applicable,
letters denoting relevant special tolerances (see 7.5);
e) the internal coil diameter according to ISO 9445 (see 7.5);
f) the number and the part of this document (ISO 6931-2);
g) steel name or steel number (see 4.2);
h) the delivery condition (see 6.2.2),
i) the type of inspection document in accordance with ISO 10474 (see 8.2).
EXAMPLE
5 tons narrow strip according to ISO 9445 of nominal thickness 0,80 mm ordered with precision thickness tolerances (P),
nominal width of 250 mm with precision tolerances on width (P) in steel X5CrNi18-9 (line 6 of Table 1 in ISO/TS
15510:2003) in the cold-worked condition +C850, process route 2H, as specified in this part of ISO 6931 and an inspection
certificate 3.1.B according to ISO 10474.
5 t narrow strip ISO 9445-0,80P××250P
××
Steel ISO 6931-2-X5CrNi18-9+C850+2H
ISO 10474-3.1.B
or
5 t narrow strip ISO 9445-0,80P××××250P
Steel ISO 6931-2-ISO/TS 15510 line 6+C850+2H
ISO 10474-3.1.B
5.2 Options
A number of options are specified in this part of ISO 6931 and listed below. If the purchaser does not indicate
his wish to implement one of these options, the manufacturer shall supply, in accordance with the basic
specification of this part of ISO 6931 (see 5.1):
a) any requirement concerning the manufacturing process of the steel and of the products (see 6.1);
b) any requirement concerning the form of delivery (see 6.2.1.1);
c) any requirement concerning the condition of the edges (see 6.2.1.2);
d) any requirement concerning special treatment conditions (see 6.2.2.1 and Table A.3);
e) any requirement concerning special technological properties (see 7.3.1, Table 7 and 7.3.3);
f) any requirement concerning surface finish (see 7.3.2);
g) any requirement concerning bending limit of strip differing from Table 7 (see 7.3.1 and 8.3.3.2.3);
h) any requirement concerning testing of internal soundness (see 7.4);
i) any requirement concerning additional specific testing (see 8.1);
j) any requirement concerning tensile testing for checking the uniformity of tensile strength (see 8.3.1 and
Table 8);
k) any requirement concerning determination of product analysis (see 8.3.2.2 and Table 8);
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ISO 6931-2:2005(E)
l) any requirement concerning carrying out of bending ability tests (see 8.3.2.3 and Table 8);
m) any requirement concerning tolerances on flatness, edge waviness and edge camber (see 8.3.3.3);
n) any requirement concerning measurement of coil set, including the relevant values (see 8.3.3.3).
6 Manufacturing process
6.1 General
Unless otherwise agreed at the time of enquiry and order, the steelmaking process and manufacturing
process of the products are left to the discretion of the manufacturer.
6.2 Delivery
6.2.1 Delivery form
6.2.1.1 Strip is usually supplied in coils. Thin strip may be wound on a supporting centre, made of steel,
cardboard or other material, in order to avoid the collapse of the centre. Strip may also be supplied as a spool
(see 3.1), in order to increase coil weight, whilst minimizing coil outside diameter. In the latter case, any welds
shall be clearly marked.
Alternatively, strip may be supplied in cut lengths. These may be in a box, or on a pallet, and perhaps
strapped together in bundles.
Several coils, or bundles of cut lengths, may be assembled on a carrier.
Unless otherwise agreed at the time of enquiry and order, the choice of delivery form is left to the discretion of
the manufacturer.
6.2.1.2 Unless otherwise agreed at the time of enquiry and order, cold-rolled strip for springs is delivered
with slit edges. By special agreement, strip can also be supplied with mill edges or with special edges, e.g.
machined edges, deburred edges or edges dressed to produce a regular form, usually square or round.
6.2.2 Delivery condition
6.2.2.1 The condition in which the strip is to be delivered shall always be specified by the purchaser.
The delivery conditions possible are those given in Tables 3, 4, 5 and 6. Either a tensile strength range from
Tables 3 and 4, or a hardness range from Table 5 or Table 6, shall be specified.
In special cases, products may, if this is agreed, also be delivered in the treatment conditions given in
Table A.3 which are normally reserved for finished springs.
6.2.2.2 In the condition +C, strip shall be delivered with a bright surface (2H), or a rough, matt surface
(see 7.3.2).
Strip of steel types X20Cr13 (line 84), X30Cr13 (line 85), X39Cr13 (line 86) and X7CrNiAl17-7 (line 102) in the
conditions “annealed” or “solution-annealed” may be delivered, at the manufacturer's choice, with a bright
annealed (2R), pickled (2D), pickled and skin passed (2B) or matt (2F) surface according to ISO 16143-1.
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ISO 6931-2:2005(E)
7 Requirements
7.1 Chemical composition
7.1.1 The chemical composition requirements given in Table 1 apply, in respect of the chemical
composition according to the cast analysis.
To improve fatigue strength for springs, for austenitic steel grades a maximum mass content of 0,015 % sulfur
is recommended.
7.1.2 The product analysis may deviate from the limiting values for the cast analysis given in Table 1 by the
values listed in Table 2.
7.2 Mechanical properties
7.2.1 For the tensile strength of spring-hard rolled strip, the data in Table 3 and Table 4 apply.
7.2.2 Regardless of the mass of the coil and for spools (see 3.1) of mass 500 kg or less, the maximum
difference in tensile strength between the two ends of a coil or spool shall be 100 MPa (see 8.3.1). For spools
with masses above 500 kg, the maximum difference in tensile strength shall be agreed at the time of enquiry
and order.
7.2.3 For the hardness range of spring-hard rolled ferritic and austenitic strip, the data in Table 5 apply.
7.2.4 For the hardness range of martensitic strip, the data in Table 6 apply.
7.2.5 Regardless of the mass of the coil and for spools (see 3.1) of mass 500 kg or less, the maximum
difference in hardness between the two ends of a coil or spool shall be 30 HV (see 8.3.1). For spools with
masses above 500 kg, the maximum difference in hardness shall be agreed at the time of enquiry and order.
7.3 Technological properties and surface condition
7.3.1 The strip shall have adequate bending ability. Unless otherwise agreed, the guidance data given in
Table 7 apply. Cracks visible with the naked eye are not permitted.
7.3.2 The surface of the strip shall be one of those mentioned in 6.2.2 and defined in ISO 16143-1. Oil films
from cold-rolling are permitted. Pits, grooves, scars and scratches are only permitted to the extent that they do
not impair the performance of the spring. See also A.6.3.
7.3.3 If, for strip which is intended for high-duty springs, the requirements according to 7.3.1 and 7.3.2 are
not sufficient, particular agreements shall be made at the time of enquiry and order.
7.4 Internal soundness
The products shall be free from internal defects that could impair their application to a significant extent. Tests
appropriate for an assessment of the internal characteristics may be agreed upon at the time of enquiry and
order.
7.5 Dimensions and tolerances on dimensions
The tolerances on thickness, width and length shall be specified in accordance with ISO 9445.
The internal coil diameter shall be agreed in accordance with ISO 9445.
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ISO 6931-2:2005(E)
8 Inspection and testing
8.1 General
The manufacturer shall carry out appropriate process control, inspection and testing to assure himself that the
delivery complies with the requirements of the order.
This includes the following:
a suitable frequency of verification of the dimensions of the products;
an adequate intensity of visual examination of the surface quality of the products;
an appropriate frequency and type of test to ensure that the correct grade of steel is used.
The nature and frequency of these verifications, examinations and tests are determined by the manufacturer,
in the light of the degree of consistency that has been determined by the evidence of the quality system. In
view of this, verifications by specific tests for these requirements are not necessary, unless otherwise agreed.
8.2 Types and contents of inspection documents
8.2.1 At the time of enquiry and order, the issue of one of the inspection documents in accordance with
ISO 10474 shall be agreed for each delivery.
8.2.2 If the issuing of an inspection certificate 3.1.A, 3.1.B or 3.1.C according to ISO 10474:1991 or of an
inspection report 3.2 according to ISO 10474:1991 has been agreed, specific inspections according to 8.3 are
to be carried out and the following information shall be given in the inspection document:
a) the results of the cast analysis;
b) the results of the mandatory tests marked in the second column of Table 8 by an “m” ;
c) the result of any optional test or inspections agreed at the time of enquiry and order.
8.3 Specific inspection and testing
8.3.1 Extent of testing
The data in Table 8 apply for the composition of test units and for the number of tests per test unit, subject to
the following exception for tensile strength or Vickers hardness:
If proof of uniformity of tensile strength (in accordance with 7.2.2) or of Vickers hardness (in accordance with
7.2.5) is agreed upon at the time of enquiry and order, a test piece shall be taken from both ends of each coil
or spool (see 3.1). If, from one coil of hot-rolled or cold-rolled material, several coils or spools of cold-rolled
strip are produced and if these are numbered in sequence, it is only necessary to take a test piece from the
beginning of each consecutively produced coil or spool.
8.3.2 Selection and preparation of samples and test pieces
8.3.2.1 General
The general conditions given in ISO 377 and ISO 14284 for the selection and preparation of samples and test
pieces shall apply.
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ISO 6931-2:2005(E)
8.3.2.2 Product analysis
For product analysis, the selection and preparation of samples shall be carried out in conformity with the
requirements of ISO 14284.
8.3.2.3 Tensile, hardness and bending tests
The test pieces for the tensile, hardness and bending test shall be taken in accordance with Figure 2 and
prepared in accordance with ISO 6892, ISO 6507-1 and 8.3.3.2.3, respectively.
8.3.3 Methods of test
8.3.3.1 Chemical analysis
In cases of dispute, the reference method used for chemical analysis shall be in accordance with one of the
International Standards listed in ISO/TR 9769.
8.3.3.2 Tensile, hardness and bending tests
8.3.3.2.1 The tensile test shall be carried out in accordance with ISO 6892.
8.3.3.2.2 The Vickers hardness test shall be carried out in accordance with ISO 6507-1.
8.3.3.2.3 By analogy with the process of spring manufacture, to check the bending ability, a test strip, if
possible 20 mm in width, is bent through 90° under a press around a mandrel with a radius matched to the
thickness of the test piece (see Table 7). Bending is carried out perpendicular to the longitudinal axis of the
test piece, i.e. transverse to the direction of rolling in the case of longitudinal test pieces, and parallel to the
direction of rolling in the case of transverse test pieces.
In addition, the general specifications in ISO 7438 apply.
8.3.3.3 Tolerances on shape
The methods of control of flatness, edge waviness and edge camber and their tolerances may be agreed at
the time of enquiry and order.
The measurement of coil set may be agreed at the time of enquiry and order. If agreed, the relevant values for
the coil set, measured as the deflection a (see Figure 1), shall also be specified at the time of enquiry and
order.
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ISO 6931-2:2005(E)
Dimensions in millimetres
Key
1 holder
2 strip
3 scale
4 stand
Figure 1 — Coil set, measured as the deflection a, for a test length of 300 mm
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ISO 6931-2:2005(E)
Dimensions in millimetres
Key
1 bending test piece, as far as possible with a width of 20 mm
2 longitudinal test piece for bending transverse to rolling direction
3 transverse test piece for bending parallel to rolling direction
4 tensile test piece: a test piece having a gauge length of L = 80 mm and a width of 20 mm, or L = 50 mm and a width
0 0
of 12,5 mm. Also, for b > 200 mm, transverse test pieces may be used
b Strip width
x In cases of dispute, the samples shall be taken at a distance of at least one lap from the inner or outer end of the coil
a
Rolling direction
b
Outer strip edge
Figure 2 — Test pieces
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ISO 6931-2:2005(E)
10 © ISO 2005 – All rights reserved
Table 1 — Chemical composition (cast analysis) of the steels
Chemical composition
Steel designation
% (mass fraction)
Name Line number C Si Mn P S N Cr Mo Ni Others
in ISO/TS
max. max.
15510:2003
Austenitic steels
a, d
X5CrNi18-9 6 u 0,07 u 1,00 u 2,00 0,045 u 0,11 17,5 to 19,5 — 8,0 to 10,5 —
0,030
a, d
X10CrNi18-8 11 0,05 to 0,15 u 2,00 u 2,00 0,045 u 0,11 16,0 to 19,0 u 0,80 6,0 to 9,5 —
0,030
a, d
X12CrMnNiN17-7-5 13 u 0,15 u 1,00 5,5 to 7,5 0,045 0,05 to 0,25 16,0 to 18,0 — 3,5 to 5,5 —
0,030
a, d
X5CrNiMo17-12-2 30 u 0,07 u 1,00 u 2,00 0,045 u 0,11 16,5 to 18,5 2,00 to 3,00 10,0 to 13,0 —
0,030
d
X11CrNiMnN19-8-6 43 0,07 to 0,15 0,50 to 1,00 5,0 to 7,5 0,030 0,20 to 0,30 17,5 to 19,5 — 6,5 to 8,5 —
0,015
Ferritic steel
a
X6Cr17 67 c u 1,00 u 1,00 0,040 — 16,0 to 18,0 — — —
0,030
u 0,08
Martensitic steels
a
X20Cr13 84 0,16 to 0,25 u 1,00 u 1,50 0,040 — 12,0 to 14,0 — — —
0,030
a
X30Cr13 85 0,26 to 0,35 u 1,00 u 1,50 0,040 — 12,0 to 14,0 — — —
0,030
a
X39Cr13 86 0,36 to 0,42 u 1,00 u 1,00 0,040 — 12,5 to 14,5 — — —
0,030
Precipitation hardening steel
b
X7CrNiAl17-7 102 u 0,09 u 0,70 u 1,00 0,040 0,015 — 16,0 to 18,0 — Al:0,70 to 1,50
6,5 to 7,8
NOTE Elements not listed in this table may not be intentionally added to the steel without the agreement of the purchaser, except for finishing the cast. All appropriate precautions are to be taken, to avoid the
addition of such elements from scrap and other materials used in production which would impair mechanical properties and the suitability of the steel.
a
Particular ranges of sulfur content may provide improvement of particular properties. For machinability, a controlled sulfur content of 0,015 % to 0,030 % is recommended. For weldability, a controlled sulfur content of
0,008 % to 0,020 % may be beneficial. For polishability, a controlled sulfur content of 0,015 % maximum is recommended.
b
By special agreement, the steel, when intended for cold deformation, may also be ordered with 7,0 % to 8,3 % Ni.
c
For certain applications, e.g. weldability, a maximum of 0,12 % C may be agreed upon.
d
To improve fatigue strength for springs, for austenitic steel grades, a maximum mass content of 0,015 % sulfur is recommended.
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ISO 6931-2:2005(E)
Table 2 — Permissible deviation between the product analysis and the limiting values
given in Table 1 for the cast analysis
Cast analysis Permissible
a
(specified limits)
Element deviation
% (mass fraction)
% (mass fraction)
u 0,20
± 0,01
Carbon
> 0,20 u 0,42
± 0,02
u 1,00
± 0,04
Silicon
> 1,00 u 2,00 + 0,07
u 1,00 + 0,04
> 1,00 u 2,00 + 0,07
Manganese
± 0,10
> 2,00 u 7,5
u 0,045 + 0,005
Phosphorus
u 0,015 + 0,003
Sulfur
+ 0,005
> 0,015 u 0,030
W 0,03 u 0,11
± 0,01
Nitrogen
> 0,11 u 0,30
± 0,02
W 12,0 u 19,5
Chromium ± 0,20
< 1,75 + 0,07
Molybdenum
W 1,75 u 3,00
± 0,10
u 5,0 ± 0,10
Nickel
> 5,0 u 13,0 ± 0,20
W 0,70 u 1,50 ± 0,10
Aluminium
a
± means that, in one cast, the deviation may occur over the upper value or under the lower value of the
specified range in Table 1, but not both at the same time.
Table 3 — Tensile strength in the cold-worked condition
a,b
Tensile strength
Designation
c
MPa
+C700 700 to 850
+C850 850 to 1000
+C1000 1 000 to 1 150
+C1150 1 150 to 1 300
+C1300 1 300 to 1 500
+C1500 1 500 to 1 700
+C1700 1 700 to 1 900
+C1900 1 900 to 2 200
a
Intermediate tensile strength values may be agreed upon. Alternatively, the steels may be
specified in terms of minimum 0,2 % proof strength or hardness, but only one parameter can be
specified in one order (see Tables 5 and 6).
b
The maximum available thickness for each tensile strength level and the remaining elongation
decrease with the increase in tensile strength. Both depend on the work-hardening behaviour of the
steel and the cold-working conditions. Consequently, more exact information may be requested
from the manufacturer.
c 2
1MPa = 1 N/mm
© ISO 2005 – All rights reserved 11
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ISO 6931-2:2005(E)
Table 4 — Avai
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 6931-2
Deuxième édition
2005-04-15
Aciers inoxydables pour ressorts —
Partie 2:
Feuillard
Stainless steels for springs —
Part 2: Narrow strip
Numéro de référence
ISO 6931-2:2005(F)
©
ISO 2005
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ISO 6931-2:2005(F)
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Le présent fichier PDF peut contenir des polices de caractères intégrées. Conformément aux conditions de licence d'Adobe, ce fichier
peut être imprimé ou visualisé, mais ne doit pas être modifié à moins que l'ordinateur employé à cet effet ne bénéficie d'une licence
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Fax. + 41 22 749 09 47
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Publié en Suisse
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ISO 6931-2:2005(F)
Sommaire Page
Avant-propos. iv
1 Domaine d'application. 1
2 Références normatives. 1
3 Termes et définitions. 2
4 Classification et désignation . 2
4.1 Classification. 2
4.2 Désignation. 2
4.2.1 Désignation symbolique. 2
4.2.2 Désignation numérique . 2
5 Renseignements à fournir par l'acheteur . 3
5.1 Renseignements obligatoires. 3
5.2 Options. 3
6 Procédé de fabrication . 4
6.1 Généralités. 4
6.2 Livraison . 4
6.2.1 Forme de livraison . 4
6.2.2 État de livraison . 4
7 Exigences . 5
7.1 Composition chimique . 5
7.2 Propriétés mécaniques. 5
7.3 Propriétés technologiques et état de surface.5
7.4 Santé interne . 6
7.5 Dimensions, tolérances sur les dimensions. 6
8 Contrôle et essais . 6
8.1 Généralités. 6
8.2 Types et contenu des documents de contrôle . 6
8.3 Contrôle spécifique et essais . 6
8.3.1 Étendue des essais. 6
8.3.2 Prélèvement et préparation des éprouvettes. 7
8.3.3 Méthodes d'essai . 7
Annexe A (informative) Information complémentaire. 16
Annexe B (informative) Désignations des aciers données dans le Tableau 1 et leurs nuances
équivalentes dans les normes ASTM, EN et JIS. 28
© ISO 2005 – Tous droits réservés iii
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ISO 6931-2:2005(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 Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. 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.
Une attention particulière est portée sur le fait que certains éléments de ce document peuvent faire l’objet de
brevets. L’ISO ne doit pas être tenue responsable de l’identification de tels brevets.
L'ISO 6931-2 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 17, Acier, sous-comité SC 4, Aciers pour
traitement thermique et aciers alliés.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 6931-2:1989), dont l'article a fait l'objet
d'une révision technique.
L'ISO 6931 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Aciers inoxydables pour ressorts:
Partie 1: Fils
Partie 2: Feuillard
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NORME INTERNATIONALE ISO 6931-2:2005(F)
Aciers inoxydables pour ressorts —
Partie 2:
Feuillard
1 Domaine d'application
La présente Norme internationale s'applique aux bandes étroites laminées à froid, d'une épaisseur inférieure
ou égale à 3 mm, se présentant en largeurs laminées inférieures à 600 mm, fabriquées à partir des nuances
d'aciers inoxydables énumérées dans le Tableau 1. Les aciers sont actuellement utilisés dans les conditions
données dans le Tableau 4, 5 et 6 pour produire des ressorts et des pièces élastiques exposées aux effets de
la corrosion et parfois, à des températures élevées.
D'autres nuances d'acier que celles énumérées dans le Tableau 1, mais couvertes par le l’ISO/TS 15510
peuvent être livrées à l'état écroui après accord entre le fabricant et l’acheteur (voir également l'Annexe A).
Les conditions techniques générales de livraison, spécifiées dans l’ISO 404, s'appliquent en plus des
spécifications de la présente partie de l’ISO 6931, sauf spécification contraire de la présente partie de
l’ISO 6931.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application 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 377:1997+Cor.1:1997, Acier et produits en acier — Position et préparation des échantillons et
éprouvettes pour essais mécaniques (y compris Rectificatif Technique 1:1997)
ISO 404:1992, Aciers et produits sidérurgiques — Conditions générales techniques de livraison
ISO 4885:1996, Produits ferreux — Traitements thermiques — Vocabulaire
ISO/TS 4949:2003, Désignations des aciers fondées sur des lettres symboles
ISO 6507-1:1997, Matériaux métalliques — Essai de dureté Vickers — Partie 1: Méthode d'essai
ISO 6892:1998, Matériaux métalliques — Essai de traction à température ambiante
ISO 6929:1987, Produits en acier — Définition et classification
ISO 7438:1985, Matériaux métalliques — Essai de pliage
ISO 9445:2002, Feuillards, larges bandes, tôles et feuillards coupés à longueur en acier inoxydable laminés à
froid en continu — Tolérances sur les dimensions et la forme
ISO/TR 9769:1991, Aciers et fontes — Vue d'ensemble des méthodes d'analyse disponibles
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ISO 6931-2:2005(F)
ISO 10474:1991, Aciers et produits sidérurgiques — Documents de contrôle
ISO 14284:1996, Fontes et aciers — Prélèvement et préparation des échantillons pour la détermination de la
composition chimique
ISO/TS 15510:2003, Aciers inoxydables — Composition chimique
ISO 16143-1:2004, Aciers inoxydables pour usage général — Partie 1: Produits plats
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l'ISO 377, l'ISO 404, l'ISO 4885,
l'ISO 6929, l'ISO 14284, l'ISO 16143-1 ainsi que les suivants s'appliquent.
3.1
bobine
bande enroulée en spirale sur un fourreau central
NOTE La bobine peut être constituée de plusieurs bandes soudées bout à bout.
4 Classification et désignation
4.1 Classification
Les aciers couverts par la présente partie de l’ISO 6931 sont classés selon leur structure dans les catégories
suivantes:
aciers austénitiques;
aciers ferritiques;
aciers martensitiques;
aciers durcis par précipitation.
4.2 Désignation
4.2.1 Désignation symbolique
Pour les nuances d'acier couvertes par la présente partie de l’ISO 6931, les désignations symboliques telles
qu'elles sont données dans les tableaux correspondants sont attribuées conformément à l'ISO/TS 4949.
4.2.2 Désignation numérique
Pour les nuances d'acier couvertes par la présente partie de l’ISO 6931, les désignations numériques telles
qu'elles sont données dans les tableaux correspondants sont attribuées conformément à l'ISO/TS 15510.
2 © ISO 2005 – Tous droits réservés
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ISO 6931-2:2005(F)
5 Renseignements à fournir par l'acheteur
5.1 Renseignements obligatoires
Au moment de l'appel d'offres et de la commande, l'acheteur doit fournir les renseignements suivants:
a) la quantité devant être livrée;
b) la désignation de la forme du produit (par exemple bande ou longueur coupée);
c) le numéro de la norme dimensionnelle (ISO 9445);
d) les dimensions et les tolérances sur l'épaisseur, la largeur et la longueur conformément à l'ISO 9445 et, si
applicable, toute lettre indiquant des tolérances particulières pertinentes (voir 7.5);
e) le diamètre intérieur de bobine conformément à l'ISO 9445 (voir 7.5);
f) le numéro et la présente partie de ce document (ISO 6931-2);
g) la désignation symbolique ou la désignation numérique (voir 4.2);
h) l'état de livraison (voir 6.2.2);
i) le type de document de contrôle conformément à l'ISO 10474 (voir 8.2).
EXEMPLE
5 t de bandes étroites conformes à l'ISO 9445, d'une épaisseur nominale de 0,80 mm, commandées avec des tolérances
de précision sur l'épaisseur (P), d’une largeur nominale de 250 mm avec des tolérances de précision sur la largeur (P), en
acier X5CrNi18-9 (ligne 6 du Tableau 1 de l'ISO/TS 15510.2003) à l'état écroui +C850, gamme de fabrication 2H, comme
spécifié dans la présente partie de l’ISO 6931 et un certificat de contrôle 3.1.B conforme à l'ISO 10474.
5 t bandes étroites ISO 9445-0,80P¥¥¥¥250P
Acier ISO 6931-2-X5CrNi18-9+C850+2H
ISO 10474-3.1.B
ou
5 t bandes étroites ISO 9445-0,80P¥¥¥¥250P
Acier ISO 6931-2-ISO/TS 15510 ligne 6 +C850+2H
ISO 10474 - 3.1.B
5.2 Options
Un certain nombre d'options sont spécifiées dans la présente partie de l’ISO 6931 et énumérées ci-dessous.
Si l'acheteur n'indique pas son souhait d'appliquer l'une de ces options, le fournisseur doit livrer
conformément à la spécification de base de la présente partie de l’ISO 6931 (voir 5.1):
a) toute exigence concernant le procédé de fabrication de l'acier et des produits (voir 6.1);
b) toute exigence concernant la forme de livraison (voir 6.2.1.1);
c) toute exigence concernant l'état des rives (voir 6.2.1.2);
d) toute exigence concernant des conditions spéciales de traitement thermique (voir 6.2.2.1 et Tableau A.3);
e) toute exigence concernant des propriétés technologiques spéciales (voir 7.3.1, Tableau 7 et 7.3.3);
f) toute exigence concernant le fini de surface (voir 7.3.2);
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ISO 6931-2:2005(F)
g) toute exigence concernant une limite de pliage de la bande différente du Tableau 7 (voir 7.3.1 et
8.3.3.2.3);
h) toute exigence concernant les essais sur la santé interne (voir 7.4);
i) toute exigence concernant des essais spécifiques supplémentaires (voir 8.1);
j) toute exigence concernant les essais de traction pour vérifier l'uniformité de la résistance à la traction
(voir 8.3.1 et Tableau 8);
k) toute exigence concernant la détermination de l'analyse du produit (voir 8.3.2.2 et Tableau 8);
l) toute exigence concernant la réalisation des essais d'aptitude au pliage (voir 8.3.2.3 et Tableau 8);
m) toute exigence concernant les tolérances sur la planéité, l'ondulation des rives et la courbure des rives
(voir 8.3.3.3);
n) toute exigence concernant la mesure de coupure résiduelle, y compris les valeurs pertinentes
(voir 8.3.3.3).
6 Procédé de fabrication
6.1 Généralités
Sauf convention contraire lors de la commande, les procédés de fabrication de l'acier et des produits sont
laissés à l'initiative du producteur.
6.2 Livraison
6.2.1 Forme de livraison
6.2.1.1 Les bandes sont généralement livrées en rouleaux. Les bandes fines peuvent être enroulées sur
un fourreau central en acier, en carton ou en autre matériau, afin d'éviter qu'elles ne s'affaissent au centre.
Les bandes peuvent également être livrées en bobines (voir 3.1), afin d'augmenter le poids du rouleau tout en
réduisant son diamètre extérieur. Les bandes peuvent être soudées bout à bout. Dans ce cas, les soudures
doivent être clairement marquées.
Les bandes peuvent également être livrées en longueurs coupées dans une boîte ou sur une palette, et
éventuellement attachées ensemble en paquets.
Plusieurs bobines, ou paquets de longueurs coupées, peuvent être assemblées sur un support.
Sauf convention contraire lors de la commande, le choix de la forme de livraison est laissé à l'initiative du
producteur.
6.2.1.2 Sauf convention contraire lors de la commande, les bandes laminées à froid pour les ressorts
sont livrées avec des rives cisaillées. Par accord particulier, les bandes peuvent également être livrées avec
des rives brutes ou spéciales, par exemple des rives usinées, des rives ébarbées ou des rives à bord droit
pour obtenir une forme régulière, généralement carrée ou arrondie.
6.2.2 État de livraison
6.2.2.1 L'état dans lequel les bandes doivent être livrées doit toujours être indiqué par le client.
Les états de livraison possibles sont indiqués aux Tableaux 3, 4, 5 et 6. Une plage de résistance à la rupture
issue des Tableaux 3 et 4 et une plage de dureté issue des Tableaux 5 et 6 doivent être également précisées.
4 © ISO 2005 – Tous droits réservés
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ISO 6931-2:2005(F)
Dans des cas spéciaux et après accord, les produits peuvent également être livrés dans les états de
traitement thermique indiqués au Tableau A.3, ceux-ci étant toutefois généralement réservés aux ressorts
finis.
6.2.2.2 Les bandes à livrer dans l'état +C doivent avoir une surface brillante (2H), ou une surface brute
ou matte (voir 7.3.2).
Les bandes en acier de types X20Cr13 (ligne 84), X30Cr13 (ligne 85), X39Cr13 (ligne 86) et X7CrNiAl17-7
(ligne 102) à l'état «adouci» ou «adouci mis en solution» peuvent être livrées au gré du producteur, à l'état
recuit brillant (2R) ou avec une surface décapée (2D), décapée et skin pass (2B) ou surface matte (2F)
conformément à l'ISO 16143-1.
7 Exigences
7.1 Composition chimique
7.1.1 Les exigences relatives à la composition chimique données dans le Tableau 1 s'appliquent à la
composition chimique correspondant à l'analyse de coulée.
Pour améliorer la résistance à la fatigue des ressorts, pour les nuances d'aciers austénitiques, une teneur en
masse maximale de 0,015 % de soufre est recommandée.
7.1.2 L'analyse du produit peut s'écarter des valeurs limites pour l'analyse de coulée données dans le
Tableau 1 des valeurs indiquées dans le Tableau 2.
7.2 Propriétés mécaniques
7.2.1 La résistance à la traction de la bande pour ressort laminée et écrouie figure aux Tableaux 3 et 4.
7.2.2 Quelle que soit la masse des bobines, si celle-ci est inférieure ou égale à 500 kg (voir 3.1), la
différence maximale de la résistance à la traction entre les deux extrémités d'une bobine doit être de 100 MPa
(voir 8.3.1). Pour les bobines pesant plus de 500 kg, la différence maximale de la résistance à la traction doit
être convenue au moment de l'appel d'offres et de la commande.
7.2.3 Pour la plage de dureté des bandes en aciers austénitiques et ferritiques pour ressorts laminés à froid
écrouis, les données du Tableau 5 s'appliquent.
7.2.4 Pour la plage de dureté des bandes en aciers martensitiques, les données du Tableau 6 s'appliquent.
7.2.5 Quelle que soit la masse des bobines, si celle-ci est inférieure ou égale à 500 kg (voir 3.1), la
différence maximale de dureté entre les deux extrémités d'une bobine doit être de 30 HV (voir 8.3.1). Pour les
bobines pesant plus de 500 kg, la différence maximale de dureté doit faire l'objet d'un accord au moment de
l'appel d'offres et de la commande.
7.3 Propriétés technologiques et état de surface
7.3.1 La bande doit avoir une aptitude au pliage satisfaisante. Sauf convention contraire, les valeurs
indicatives données au Tableau 7 s'appliquent. Les fissures visibles à l'œil nu ne sont pas admissibles.
7.3.2 La surface des bandes doit être l’une de celles indiquées en 6.2.2 et définies dans l’ISO 16143-1. Des
films d'huile provenant du laminage à froid sont admissibles. Des piqûres, des rayures, des éraflures et des
pores ne sont admissibles que dans la mesure où ils n'altèrent pas le fonctionnement du ressort. Voir aussi
A.6.3.
7.3.3 Si, pour des bandes destinées à la fabrication de ressorts fortement sollicités, les exigences données
en 7.3.1 et 7.3.2 ne sont pas suffisantes, des accords spéciaux doivent intervenir lors de l'appel d'offres et de
la commande.
© ISO 2005 – Tous droits réservés 5
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ISO 6931-2:2005(F)
7.4 Santé interne
Les produits doivent être exempts de défauts internes susceptibles d'affecter de façon notable leur utilisation.
Des essais particuliers de vérification de la santé interne peuvent faire l'objet d'un accord au moment de la
commande.
7.5 Dimensions, tolérances sur les dimensions
Les tolérances sur l'épaisseur, la largeur et la longueur doivent être spécifiées conformément à l’ISO 9445.
Le diamètre intérieur de la bobine doit faire l'objet d'un accord conformément à l’ISO 9445.
8 Contrôle et essais
8.1 Généralités
Le producteur doit mettre en œuvre une procédure de contrôle, une vérification et des essais appropriés afin
de s'assurer lui-même que la livraison est conforme aux exigences de la commande.
Ceci comprend les éléments suivants:
des vérifications, à une fréquence appropriée, des dimensions des produits;
des examens visuels suffisamment approfondis de la qualité de l'état de surface des produits;
une fréquence et un type d'essai appropriés afin de garantir que la nuance d'acier correcte est utilisée.
La nature et la fréquence de ces vérifications, de ces examens et de ces essais sont déterminées par le
producteur, à la lumière du degré de cohérence ayant été déterminé par le système qualité existant. Pour
cette raison, les vérifications de ces exigences par des essais spécifiques ne s'imposent pas, sauf accord
contraire.
8.2 Types et contenu des documents de contrôle
8.2.1 Au moment de la commande, il faut convenir pour chaque livraison de l'établissement de l'un des
documents de contrôle conformes à l’ISO 10474.
8.2.2 Si l'établissement d'un certificat de réception 3.1.A, 3.1.B ou 3.1.C conforme à l’ISO 10474:1991 ou
d'un procès-verbal de réception 3.2 conforme à l’ISO 10474:1991 a été convenu, des contrôles spécifiques
conformément à 8.3 doivent être réalisés et les informations suivantes doivent figurer dans le document de
contrôle:
a) les résultats de l’analyse de coulée;
b) les résultats des essais obligatoires marqués par un «m» dans la deuxième colonne du Tableau 8;
c) le résultat de tout essai ou de tout contrôle optionnel convenu lors de la commande.
8.3 Contrôle spécifique et essais
8.3.1 Étendue des essais
Pour la constitution des unités de réception et le nombre des essais par unité de réception, les indications du
Tableau 8 s'appliquent, à l'exception suivante qui s'applique à l'essai de traction ou la dureté Vickers.
6 © ISO 2005 – Tous droits réservés
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ISO 6931-2:2005(F)
S'il est convenu à la commande de vérifier l'uniformité de la résistance à la traction (conformément à 7.2.2) ou
de la dureté Vickers (conformément à 7.2.5), une éprouvette doit être prélevée à chaque extrémité de chaque
bobine (voir 3.1). Si, à partir d'une même bobine de matériau laminé à chaud ou à froid, plusieurs bobines de
bandes laminées à froid sont produites, puis numérotés successivement, il suffit de prélever une seule
éprouvette en début de chaque bobine.
8.3.2 Prélèvement et préparation des éprouvettes
8.3.2.1 Généralités
Les conditions générales de l'ISO 377 et de l'ISO 14284 s'appliquent pour le prélèvement et la préparation
des échantillons et des éprouvettes.
8.3.2.2 Analyse sur produit
Pour l'analyse sur produit, le prélèvement et la préparation des éprouvettes doit se faire suivant les indications
de l'ISO 14284.
8.3.2.3 Essai de traction, de dureté, et essai de pliage
Les éprouvettes pour essai de traction, de dureté, et pour essai de pliage doivent être prélevées
conformément à la Figure 2 et préparées respectivement selon l’ISO 6892, l’ISO 6507-1 et 8.3.3.2.3.
8.3.3 Méthodes d'essai
8.3.3.1 Analyse chimique
En cas de litige, la méthode de référence utilisée pour l'analyse chimique doit être conforme à l'une des
Normes internationales énumérées dans l’ISO/TR 9769.
8.3.3.2 Essai de traction, de dureté, et essai de pliage
8.3.3.2.1 L'essai de traction doit être réalisé conformément à l’ISO 6892.
8.3.3.2.2 L’essai de dureté Vickers doit être réalisé conformément à l’ISO 6507-1.
8.3.3.2.3 Le contrôle de l'aptitude au pliage, par analogie avec le procédé de fabrication du ressort, se fait
sur un prélèvement de bande ayant, si possible, 20 mm de largeur. Le pliage se fait à 90° sous presse, autour
d'un mandrin d'un rayon correspondant à l'épaisseur de l'éprouvette (voir Tableau 7) et perpendiculairement à
l'axe longitudinal de l'éprouvette, c'est-à-dire transversalement à la direction du laminage dans le cas
d'éprouvettes longitudinales, et parallèlement à la direction de ce laminage dans le cas d'éprouvettes
transversales.
En outre, les spécifications générales de l’ISO 7438 s'appliquent.
8.3.3.3 Tolérances de forme
Les méthodes de contrôle de planéité, d’ondulation des rives et de rectitude des rives, ainsi que leurs
tolérances, doivent être convenues lors de l'appel d'offres et de la commande.
La mesure de la courbure résiduelle doit être convenue lors de l’appel d’offres et de la commande. En cas
d’accord, les valeurs pertinentes pour le jeu de bobine, mesurées en tant que déflexion a (voir Figure 1),
doivent être également spécifiées lors de l’appel d’offres et de la commande.
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ISO 6931-2:2005(F)
Dimensions en mm
Légende
1 support
2 bande
3 échelle
4 base
Figure 1 — Courbure résiduelle, mesurée comme la déflexion a, pour une longueur d’essai de 300 mm
8 © ISO 2005 – Tous droits réservés
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ISO 6931-2:2005(F)
Dimensions en mm
Légende
1 éprouvette de pliage, si possible de largeur 20 mm
2 éprouvette longitudinale pour pliage en travers par rapport à la direction du laminage
3 éprouvette transversale pour pliage parallèlement à la direction du laminage
4 éprouvette de traction, par exemple éprouvette de longueur entre repères L = 80 mm et de largeur 20 mm, ou
0
L = 50 mm et de largeur 12,5 mm. Pour b > 200 mm, les éprouvettes d’essai en sens transversal peuvent également
0
être utilisées.
b largeur de la bande
x en cas de litige, les éprouvettes doivent être prélevées à une distance d'au moins une spire de l'extrémité intérieure
ou extérieure de la bobine.
a
direction du laminage
b
arête extérieure de la bande
Figure 2 — Éprouvettes
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ISO 6931-2:2005(F)
10 © ISO 2005 – Tous droits réservés
Tableau 1 — Composition chimique (analyse de coulée) des aciers
Composition chimique
Désignation de l'acier
% (fraction massique)
Symbolique N° de ligne C Si Mn P S N Cr Mo Ni Autres
dans ISO/TS
max. max.
15510:2003
Aciers austénitiques
a, d
X5CrNi18-9 6 max. 0,07 max. 1,00 max. 2,00 0,045 max. 0,11 17,5 à 19,5 — 8,0 à 10,5 —
0,030
a, d
X10CrNi18-8 11 0,05 à 0,15 max. 2,00 max. 2,00 0,045 max. 0,11 16,0 à 19,0 max. 0,80 6,0 à 9,5 —
0,030
a, d
X12CrMnNiN17-7-5 13 max. 0,15 max. 1,00 5,5 à 7,5 0,045 0,05 à 0,25 16,0 à 18,0 — 3,5 à 5,5 —
0,030
a, d
X5CrNiMo17-12-2 30 max. 0,07 max. 1,00 max. 2,00 0,045 max. 0,11 16,5 à 18,5 2,00 à 3,00 10,0 à 13,0 —
0,030
d
X11CrNiMnN19-8-6 43 0,07 à 0,15 0,50 à 1,00 5,0 à 7,5 0,030 0,20 à 0,30 17,5 à 19,5 — 6,5 à 8,5 —
0,015
Aciers ferritiques
c a
X6Cr17 67 max. 1,00 max. 1,00 0,040 — 16,0 à 18,0 — — —
max. 0,08 0,030
Aciers martensitiques
a
X20Cr13 84 0,16 à 0,25 max. 1,00 max. 1,50 0,040 — 12,0 à 14,0 — — —
0,030
a
X30Cr13 85 0,26 à 0,35 max. 1,00 max. 1,50 0,040 — 12,0 à 14,0 — — —
0,030
a
X39Cr13 86 0,36 à 0,42 max. 1,00 max. 1,00 0,040 — 12,5 à 14,5 — — —
0,030
Acier durci par précipitation
b
X7CrNiAl17-7 102 max. 0,09 max. 0,70 max. 1,00 0,040 0,015 — 16,0 à 18,0 — Al:0,70 à 1,50
6,5 à 7,8
NOTE Les éléments ne figurant pas dans ce tableau ne peuvent pas être ajoutés volontairement dans la composition de l'acier sans l'accord de l'acheteur, à l'exception de ceux destinés à l'élaboration de la coulée.
Toutes les précautions doivent être prises pour éviter l'addition, à partir de ferrailles et de matières premières utilisées en production, d'éléments susceptibles d'affecter les caractéristiques mécaniques ainsi que l'aptitude à
l'emploi de l'acier.
a
Des teneurs particulières en soufre pe
...
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