ISO 7539-6:2003
(Main)Corrosion of metals and alloys — Stress corrosion testing — Part 6: Preparation and use of pre-cracked specimens for tests under constant load or constant displacement
Corrosion of metals and alloys — Stress corrosion testing — Part 6: Preparation and use of pre-cracked specimens for tests under constant load or constant displacement
ISO 7539-6:2002 covers procedures for designing, preparing and using pre-cracked specimens for investigating susceptibility to stress corrosion. It gives recommendations for the design, preparation and use of pre-cracked specimens for investigating susceptibility to stress corrosion. The term "metal" as used in this part of ISO 7539 includes alloys. Because of the need to confine plasticity at the crack tip, pre-cracked specimens are not suitable for the evaluation of thin products such as sheet or wire and are generally used for thicker products including plate bar and forgings. They can also be used for parts joined by welding.
Corrosion des métaux et alliages — Essais de corrosion sous contrainte — Partie 6: Préparation et utilisation des éprouvettes préfissurées pour essais sous charge constante ou sous déplacement constant
L'ISO 7539-6:2003 couvre les procédures de définition, de préparation et d'utilisation d'éprouvettes préfissurées servant à évaluer la sensibilité d'un métal à la corrosion sous contrainte. Elle donne des recommendations pour la conception, la préparation et l'utilisation d'éprouvettes préfissurées pour évaluer la sensibilité à la corrosion sous contrainte. Pour les besoins de la présente partie de l'ISO 7539, le terme «métal» inclut également les alliages. Comme il est nécessaire de confiner la déformation plastique en fond de fissure, les éprouvettes préfissurées ne se prêtent pas à l'évaluation des produits minces tels que les tôles minces et les fils, et sont généralement utilisées pour des produits plus épais tels que les tôles fortes, les barres et les pièces forgées. Elles peuvent aussi être utilisées pour des pièces assemblées par soudage.
General Information
Relations
Buy Standard
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 7539-6
Second edition
2003-02-15
Corrosion of metals and alloys — Stress
corrosion testing —
Part 6:
Preparation and use of pre-cracked
specimens for tests under constant load
or constant displacement
Corrosion des métaux et alliages — Essais de corrosion sous
contrainte —
Partie 6: Préparation et utilisation des éprouvettes préfissurées pour
essais sous charge constante ou sous déplacement constant
Reference number
ISO 7539-6:2003(E)
©
ISO 2003
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 7539-6:2003(E)
PDF disclaimer
This PDF file may contain embedded typefaces. In accordance with Adobe's licensing policy, this file may be printed or viewed but
shall not be edited unless the typefaces which are embedded are licensed to and installed on the computer performing the editing. In
downloading this file, parties accept therein the responsibility of not infringing Adobe's licensing policy. The ISO Central Secretariat
accepts no liability in this area.
Adobe is a trademark of Adobe Systems Incorporated.
Details of the software products used to create this PDF file can be found in the General Info relative to the file; the PDF-creation
parameters were optimized for printing. Every care has been taken to ensure that the file is suitable for use by ISO member bodies. In
the unlikely event that a problem relating to it is found, please inform the Central Secretariat at the address given below.
© ISO 2003
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 either ISO at the address below or
ISO's member body in the country of the requester.
ISO copyright office
Case postale 56 • CH-1211 Geneva 20
Tel. + 41 22 749 01 11
Fax + 41 22 749 09 47
E-mail copyright@iso.org
Web www.iso.org
Published in Switzerland
ii © ISO 2003 — All rights reserved
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 7539-6:2003(E)
Contents Page
Foreword. iv
1 Scope. 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions. 2
4 Principle . 4
5 Specimens . 5
6 Initiation and propagation of fatigue cracks .23
7 Procedure. 25
8 Test report. 33
Annex A (normative) Use of notched specimens for stress corrosion tests. 35
Annex B (normative) Determination of crack growth velocity. 38
© ISO 2003 — All rights reserved iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 7539-6:2003(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 7539-6 was prepared by Technical Committee ISO/TC 156, Corrosion of metals and alloys, in
collaboration with the National Physical Laboratory (United Kingdom).
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 7539-6:1989), Clauses 1, 2, 3, 4 and 7;
subclause 5.2.5 d); Figures 1, 2 d), 5 b), 8, 9, and 10; Annexs A and B of which have been technically revised.
ISO 7539 consists of the following parts, under the general title Corrosion of metals and alloys — Stress
corrosion testing:
Part 1: General guidance on testing procedures
Part 2: Preparation and use of bent-beam specimens
Part 3: Preparation and use of U-bend specimens
Part 4: Preparation and use of uniaxially loaded tension specimens
Part 5: Preparation and use of C-ring specimens
Part 6: Preparation and use of pre-cracked specimens for tests under constant load or constant
displacement
Part 7: Slow strain rate testing
Part 8: Preparation and use of specimens to evaluate weldments
Part 9: Preparation and use of pre-cracked specimens for tests under rising load or rising displacement
iv © ISO 2003 — All rights reserved
---------------------- Page: 4 ----------------------
INTERNATIONAL STANDARD ISO 7539-6:2003(E)
Corrosion of metals and alloys — Stress corrosion testing —
Part 6:
Preparation and use of pre-cracked specimens for tests under
constant load or constant displacement
1 Scope
1.1 This part of ISO 7539 covers procedures for designing, preparing and using pre-cracked specimens for
investigating susceptibility to stress corrosion. It gives recommendations for the design, preparation and use
of pre-cracked specimens for investigating susceptibility to stress corrosion. Recommendations concerning
notched specimens are given in Annex A.
The term “metal” as used in this part of ISO 7539 includes alloys.
1.2 Because of the need to confine plasticity at the crack tip, pre-cracked specimens are not suitable for the
evaluation of thin products such as sheet or wire and are generally used for thicker products including plate
bar and forgings. They can also be used for parts joined by welding.
1.3 Pre-cracked specimens may be loaded with equipment for application of a constant load or can
incorporate a device to produce a constant displacement at the loading points. Tests conducted under
increasing displacement or increasing load are dealt with in ISO 7539-9.
1.4 A particular advantage of pre-cracked specimens is that they allow data to be acquired from which
critical defect sizes, above which stress corrosion cracking may occur, can be estimated for components of
known geometry subjected to known stresses. They also enable rates of stress corrosion crack propagation to
be determined. The latter data may be taken into account when monitoring parts containing defects during
service.
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 7539-1, Corrosion of metals and alloys — Stress corrosion testing — Part 1: General guidance on testing
procedures
ISO 11782-2, Corrosion of metals and alloys — Corrosion fatigue testing — Part 2: Crack propagation testing
using precracked specimens
© ISO 2003 — All rights reserved 1
---------------------- Page: 5 ----------------------
ISO 7539-6:2003(E)
3 Terms and definitions
For the purposes of this part of ISO 7539, the definitions given in ISO 7539-1 and the following apply.
3.1
crack length
a
effective crack length measured from the crack tip to either the mouth of the notch or the loading point axis
depending on the specimen geometry
3.2
specimen width
W
effective width of the specimen measured from the back face to either the face containing the notch or the
loading plane depending on the specimen geometry
3.3
specimen thickness
B
side-to-side dimension of the specimen being tested
3.4
reduced thickness at side grooves
B
n
minimum side-to-side dimension between the notches in side-grooved specimens
3.5
specimen half-height
H
50 % of the specimen height measured parallel to the direction of load application for compact tension, double
cantilever beam and modified wedge opening loaded test pieces
3.6
load
P
that load which, when applied to the specimen, is considered positive if its direction is such as to cause the
crack faces to move apart
3.7
deflection at loading point axis
V
LL
crack opening displacement produced at the loading line during the application of load to a constant
displacement specimen
3.8
deflection away from the loading line
V
0
crack opening displacement produced at a location remote from the loading plane, e.g. at knife edges located
at the notch mouth, during the application of load to a constant displacement specimen
3.9
modulus of elasticity
E
elastic modulus (i.e. stress/strain) in tension
2 © ISO 2003 — All rights reserved
---------------------- Page: 6 ----------------------
ISO 7539-6:2003(E)
3.10
stress intensity factor
K
I
function of applied load, crack length and specimen geometry having dimensions of stress × length which
uniquely define the elastic stress field intensification at the tip of a crack subjected to opening mode
displacements (mode I)
NOTE It has been found that stress intensity factors, calculated assuming that specimens respond purely elastically,
correlate the behaviour of real cracked bodies provided that the size of the zone of plasticity at the crack tip is small
compared to the crack length and the length of the uncracked ligament. In this part of ISO 7539, mode I is assumed and
the subscript I is implied everywhere.
3.11
initial stress intensity factor
K
Ii
stress intensity applied at the commencement of the stress corrosion test
3.12
plane strain fracture toughness
K
Ic
critical value of K at which the first significant environmentally independent extension of the crack occurs
I
under the influence of rising stress intensity under conditions of high resistance to plastic deformation
3.13
provisional value of K , K
Ic Q
K = K when the validity criteria for plane strain predominance are satisfied
Q Ic
3.14
threshold stress intensity factor for susceptibility to stress corrosion cracking
K
ISCC
that stress intensity factor above which stress corrosion cracking will initiate and grow for the specified test
conditions under conditions of high resistance to plastic deformation, i.e. under plane strain predominant
conditions
3.15
provisional value of K , K
ISCC QSCC
K = K when the validity criteria for plane strain predominance are satisfied
QSCC ISCC
3.16
maximum stress intensity factor
K in fatigue
max
highest algebraic value of the stress intensity factor in a cycle, corresponding to the maximum load
3.17
0,2 % proof stress
R
p0,2
stress which must be applied to produce a plastic strain of 0,2 % during a tensile test
3.18
applied stress
σ
stress resulting from the application of load to the specimen
3.19
stress intensity factor coefficient
Y
factor derived from the stress analysis for a particular specimen geometry which relates the stress intensity
factor for a given crack length to the load and specimen dimensions
© ISO 2003 — All rights reserved 3
---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO 7539-6:2003(E)
3.20
load ratio
R in fatigue loading
algebraic ratio of minimum to maximum load in a cycle:
PK
min min
R==
PK
max max
3.21
crack velocity
instantaneous rate of stress corrosion crack propagation measured by a continuous crack monitoring
technique
3.22
average crack velocity
average rate of crack propagation calculated by dividing the change in crack length due to stress corrosion by
the test duration
3.23
specimen orientation
fracture plane of the specimen identified in terms of firstly the direction of stressing and secondly the direction
of crack growth expressed with respect to three reference axes identified by the letters X, Y and Z
where
Z is coincident with the main working force used during manufacture of the material (short-transverse
axis);
X is coincident with the direction of grain flow (longitudinal axis);
Y is normal to the X and Z axes
4 Principle
4.1 The use of pre-cracked specimens acknowledges the difficulty of ensuring that crack-like defects
introduced during either manufacture or subsequent service are totally absent from structures. Furthermore,
the presence of such defects can cause a susceptibility to stress corrosion cracking which in some materials
(e.g. titanium) may not be evident from tests under constant load on smooth specimens. The principles of
linear elastic fracture mechanics can be used to quantify the stress situation existing at the crack tip in a pre-
cracked specimen or structure in terms of the plane strain-stress intensity.
4.2 The test involves subjecting a specimen in which a crack has been developed by fatigue, from a
machined notch, to either a constant load or displacement at the loading points during exposure to a
chemically aggressive environment. The objective is to quantify the conditions under which environmentally-
assisted crack extension can occur in terms of the threshold stress intensity for stress corrosion cracking,
K , and the kinetics of crack propagation.
ISCC
4.3 The empirical data can be used for design or life prediction purposes in order to ensure either that the
stresses within large structures are insufficient to promote the initiation of environmentally-assisted cracking at
whatever pre-existing defects may be present or that the amount of crack growth which would occur within the
design life or inspection periods can be tolerated without the risk of unstable failure.
4.4 Stress corrosion cracking is influenced by both mechanical and electrochemical driving forces. The
latter can vary with crack depth, opening or shape because of variations in crack-tip chemistry and electrode
potential and may not be uniquely described by the fracture mechanics stress intensity factor.
4.5 The mechanical driving force includes both applied and residual stresses. The possible influence of the
latter shall be considered in both laboratory testing and the application to more complex geometries.
Gradients in residual stress in a specimen may result in non-uniform crack growth along the crack front.
4 © ISO 2003 — All rights reserved
---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO 7539-6:2003(E)
5 Specimens
5.1 General
5.1.1 A wide range of standard specimen geometries of the type used in fracture toughness tests may be
applied. The particular type of specimen used will be dependent upon the form, the strength and the
susceptibility to stress corrosion cracking of the material to be tested and also on the objective of the test.
5.1.2 A basic requirement is that the dimensions be sufficient to maintain predominantly triaxial (plane
strain) conditions in which plastic deformation is limited in the vicinity of the crack tip. Experience with fracture
toughness testing has shown that for a valid K measurement, both the crack length, a, and the thickness, B,
Ic
shall not be less than
2
K
Ic
2,5
R
p0,2
and that, where possible, larger specimens where both a and B are at least
2
K
Ic
4
R
p0,2
shall be used to ensure adequate constraint.
From the view of fracture mechanics, a minimum thickness from which an invariant value of K is obtained
ISCC
cannot be specified at this time. The presence of an aggressive environment during stress corrosion may
reduce the extent of plasticity associated with fracture and hence the specimen dimensions needed to limit
plastic deformation. However, in order to minimize the risk of inadequate constraint, it is recommended that
similar criteria to those used during fracture toughness testing should also be used regarding specimen
dimensions, i.e. both a and B shall be not less than
2
K
I
2,5
R
p0,2
and preferably should be not less than
2
K
I
4
R
p0,2
where K is the stress intensity to be applied during testing.
I
The threshold stress intensity value eventually determined should be substituted for K in the first of these
I
expressions as a test for its validity.
5.1.3 If the specimens are to be used for the determination of K , the initial specimen size should be
ISCC
based on an estimate of the K of the material (in the first instance, it being better to over-estimate the
ISCC
K value and therefore use a larger specimen than may eventually be found necessary). Where the service
ISCC
application involves the use of material of insufficient thickness to satisfy the conditions for validity, it is
permissible to test specimens of similar thickness, provided that it is clearly stated that the threshold intensity
value obtained, K , is of relevance only to that specific application. Where determining stress corrosion
QSCC
crack growth behaviour as a function of stress intensity is required, the specimen size shall be based on an
estimate of the highest stress intensity at which crack growth rates are to be measured.
© ISO 2003 — All rights reserved 5
---------------------- Page: 9 ----------------------
ISO 7539-6:2003(E)
5.1.4 Two basic types of specimen can be used
a) those intended for testing under constant displacement, which are invariably self-loaded by means of
built-in loading bolts;
b) those intended for testing under constant load, for which an external means of load application is required.
5.1.5 Constant displacement specimens, being self-loaded, have the advantage of economy in use since no
external stressing equipment is required. Their compact dimensions also facilitate exposure to operating
service environments. They can be used for the determination of K by the initiation of stress corrosion
ISCC
cracks from the fatigue pre-crack, in which case a series of specimens must be used to pin-point the threshold
value, or by the arrest of a propagating crack since under constant displacement testing conditions the stress
intensity decreases progressively as crack propagation occurs. In this case a single specimen will suffice in
principle, but in practice the use of several specimens (not less than 3) is often recommended, taking into
account the disadvantages described in 5.1.6.
5.1.6 The disadvantages of constant displacement specimens are
a) applied loads can only be measured indirectly by displacement changes;
b) oxide formation or corrosion products can either wedge open the crack surfaces, thus changing the
applied displacement and load, or can block the crack mouth, thus preventing the ingress of corrodent
and impairing the accuracy of crack length measurements by electrical resistance methods;
c) crack branching, blunting or growth out of plane can invalidate crack arrest data;
d) crack arrest must be defined by crack growth below some arbitrary rate which can be difficult to measure
accurately;
e) elastic relaxation of the loading system during crack growth can cause increased displacement and
higher loads than expected;
f) plastic relaxation due to time-dependent processes within the specimen can cause lower loads than
expected;
g) it is sometimes impossible to introduce the test environment prior to application of the load, which can
retard crack initiation during subsequent testing.
5.1.7 Constant load specimens have the advantage that stress parameters can be quantified with
confidence. Since crack growth results in increasing crack opening, there is less likelihood that oxide films will
either block the crack or wedge it open. Crack length measurements can be readily made via a number of
continuous monitoring methods. A wide choice of constant load specimen geometries is available to suit the
form of the test material, the experimental facilities available and the objectives of the test. This means that
crack growth can be studied under either bend or tension loading conditions. The specimens can be used for
either the determination of K by the initiation of a stress corrosion crack from a pre-existing fatigue crack
ISCC
using a series of specimens, or for measurements of crack growth rates. Constant load specimens can be
loaded during exposure to the test environment in order to avoid the risk of unnecessary incubation periods.
5.1.8 The principal disadvantage of constant load specimens is the expense and bulk associated with the
need for an external loading system. Bend specimens can be tested in relatively simple cantilever beam
equipment, but specimens subjected to tension loading require constant load creep rupture or similar testing
machines. In this case, the expense can be minimized by testing chains of specimens connected by loading
links which are designed to prevent unloading on the failure of specimens. The size of these loading systems
means that it is difficult to test constant load specimens under operating conditions, but they can be tested in
environments bled off from operating systems.
5.2 Specimen design
5.2.1 Figure 1 shows some of the pre-cracked specimen geometries which are used for stress corrosion
testing.
6 © ISO 2003 — All rights reserved
---------------------- Page: 10 ----------------------
ISO 7539-6:2003(E)
NOTE Stress intensity factor coefficients for the specimens shown above are available in the published literature.
Figure 1 — Pre-cracked specimen geometries for stress corrosion testing
© ISO 2003 — All rights reserved 7
---------------------- Page: 11 ----------------------
ISO 7539-6:2003(E)
5.2.2 Constant load specimens can be of two distinct types:
a) those in which the stress intensity increases with increasing crack length;
b) those in which the stress intensity is effectively independent of crack length.
Type a) is suitable for K determinations and studies of crack propagation rates as a function of K , while
ISCC I
type b) is useful for fundamental studies of stress corrosion mechanisms.
5.2.3 Increasing K constant load specimens can be subjected to either tension or bend loading. Depending
on the design, tension loaded specimens can experience stresses at the crack tip which are predominantly
tensile (as in remote tension types such as the centre-cracked plate) or contain a significant bend component
(as in crackline loaded types such as compact tension specimens). The presence of significant bending stress
at the crack tip can adversely affect the crack path stability during stress corrosion testing and can facilitate
crack branching in certain materials. Bend specimens can be loaded in 3-point, 4-point or cantilever bend
fixtures.
5.2.4 Constant K constant load specimens can be subjected to either torsion loading as in the case of the
double torsion single edge cracked plate specimen, or tension loading as in the case of contoured double
cantilever beam specimens. Although loaded in tension, the design of the latter specimens produces crackline
bending with an associated tendency for crack growth out of plane, which can be curbed by the use of side
grooves.
5.2.5 Constant displacement specimens are usually self-loaded by means of a loading bolt in one arm
which impinges on either an anvil or a second loading bolt in the opposite arm. Two types are available:
a) those which are (W-a) dominated such as the modified wedge opening loaded (modified WOL) specimen
in which the proximity of the back face to the crack tip influences the crack tip stress field;
b) those which are (W-a) indifferent, such as the double cantilever beam (DCB) specimen in which the back
face is sufficiently remote from the crack tip to ensure that its position has a negligible effect on the crack
tip stress field.
5.2.6 A number of the specimen geometries described above have specific advantages which have caused
them to be frequently used for stress corrosion testing. These include:
a) cantilever bend specimens, which are easy to machine and inexpensive to test under constant load;
b) compact tension (CTS) specimens, which minimize the material requirement for constant load testing;
c) self-loaded double cantilever beam (DCB) specimens, which are easy to test under constant
displacement in service situations;
d) modified wedge opening loaded (modified WOL) specimens, which are also self-loaded and minimize the
material requirement for constant displacement testing;
e) C-shaped specimens, which can be machined from thick-walled cylinders in order to study the radial
propagation of longitudinally oriented cracks under constant load.
Details of standard specimen designs for each of these types of specimen are given in Figures 2 to 6.
5.2.7 If required, e.g. if fatigue crack initiation and/or propagation is difficult to control satisfactorily, a
chevron notch configuration as shown in Figure 7 may be used. If required, its included angle may be
increased from 90° to 120°.
5.2.8 Where it is necessary to measure crack opening displacements, as during the application of deflection
to constant displacement specimens, knife edges for the location of displacement gauges can be machined
into the mouth of the notch, as shown in Figure 8 a). Alternatively, separate knife edges can either be screwed
or glued onto the specimen at opposite sides of the notch, as shown in Figure 8 b). Details of a suitable
tapered beam displacement gauge are given in Figure 9.
8 © ISO 2003 — All rights reserved
---------------------- Page: 12 ----------------------
ISO 7539-6:2003(E)
Dimensions in millimetres,
surface roughness values in micrometres
Width = W
Thickness, B = 0,5 W
Notch width, N = 0,065 W maximum (if W > 25 mm) or 1,5 mm maximum (if W u 25 mm)
Effective notch length, l = 0,25 W to 0,45 W
Effective crack length, a = 0,45 W to 0,55 W
Figure 2 — Proportional dimensions and tolerances for cantilever bend test pieces
© ISO 2003 — All rights reserved 9
---------------------- Page: 13 ----------------------
ISO 7539-6:2003(E)
Dimensions in millimetres,
surface roughness values in micrometres
Net width = W
Total width, C = 1,25 W minimum
Thickness, B = 0,5 W
Half height, H = 0,6 W
Hole diameter, D = 0,25 W
Half distance between hole outer edges, F = 1,6 D
Notch width, N = 0,065 W maximum
Effective notch length, l = 0,25 W to 0,40 W
Effective crack length, a = 0,45 W to 0,55 W
Figure 3 — Proportional dimensions and tolerances for compact tension test pieces
10 © ISO 2003 — All rights reserved
---------------------- Page: 14 ----------------------
ISO 7539-6:2003(E)
Dimensions in millimetres,
surface roughness values in micrometres
Key
1 Screw tip radius 12,5 - 50
Half height = H
Thickness, B = 2 H
Net width, W = 10 H minimum
Total width, C = W + d
Screw diameter, d = 0,75 H minimum
Notch width, N = 0,14 H maximum
Effective notch length, l = 2 H
NOTE
1 “A” surfaces should be perpendicular and parallel as applicable to within 0,002 H TIR.
2 At each side point “B” should be equidistant from the top and bottom surface to within 0,001 H.
3 The bolt centreline should be normal to the speciment centreline to within 1°.
4 The bolt material should be similar to that of the specimen, fine-threaded with a square or Allen-screw head.
Figure 4 — Proportional dimensions and tolerances for double cantilever beam test pieces
© ISO 2003 — All rights reserved 11
---------------------- Page: 15 ----------------------
ISO 7539-6:2003(E)
Dimensions in millimetres,
surface roughness values in micrometres
a
All over
Thickness = B
Net width, W = 2,55 B
Total width, C = 3,20 B
Half height, H = 1,24 B
Hole diameter, D = 0,718 B ± 0,003 B
Effective notch length, l = 0,77 B
Notch width, N = 0,06 B
Thread diameter, T = 0,625 B
Distance from hole centreline to notch centreline, F = 0,239 B
NOTE
1 Surface should be perpendicular and parallel as applicable to within 0,002 H TIR.
2 The bolt centreline should be normal to the specimen centreline to within 1°.
3 The bolt material should be similar to that of the specimen, fine-threaded with a square or Allen-screw head.
Figure 5 — Proportional dimensions and tolerances for modified wedge opening loaded test pieces
12 © ISO 2003 — All rights reserved
---------------------- Page: 16 ----------------------
ISO 7539-6:2003(E)
Dimensions in millimetres,
surface roughness values in micrometres
Net width = W
Thickness, B = 0,50 W ± 0,01 W
Distance from the hole axes to a tangent with the inner surface, X = 0,50 W ± 0,005 W
Notch width, N =
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 7539-6
Deuxième édition
2003-02-15
Corrosion des métaux et alliages —
Essais de corrosion sous contrainte —
Partie 6:
Préparation et utilisation des éprouvettes
préfissurées pour essais sous charge
constante ou sous déplacement constant
Corrosion of metals and alloys — Stress corrosion testing —
Part 6: Preparation and use of pre-cracked specimens for tests under
constant load or constant displacement
Numéro de référence
ISO 7539-6:2003(F)
©
ISO 2003
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 7539-6:2003(F)
PDF – Exonération de responsabilité
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
autorisant l'utilisation de ces polices et que celles-ci y soient installées. Lors du téléchargement de ce fichier, les parties concernées
acceptent de fait la responsabilité de ne pas enfreindre les conditions de licence d'Adobe. Le Secrétariat central de l'ISO décline toute
responsabilité en la matière.
Adobe est une marque déposée d'Adobe Systems Incorporated.
Les détails relatifs aux produits logiciels utilisés pour la création du présent fichier PDF sont disponibles dans la rubrique General Info
du fichier; les paramètres de création PDF ont été optimisés pour l'impression. Toutes les mesures ont été prises pour garantir
l'exploitation de ce fichier par les comités membres de l'ISO. Dans le cas peu probable où surviendrait un problème d'utilisation,
veuillez en informer le Secrétariat central à l'adresse donnée ci-dessous.
© ISO 2003
Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni utilisée sous
quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l'accord écrit
de l'ISO à l'adresse ci-après ou du comité membre de l'ISO 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 copyright@iso.org
Web www.iso.org
Publié en Suisse
ii © ISO 2003 — Tous droits réservés
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 7539-6:2003(F)
Sommaire Page
Avant-propos. iv
1 Domaine d'application. 1
2 Références normatives. 1
3 Termes et définitions . 2
4 Principe . 4
5 Éprouvettes . 5
6 Amorçage et propagation de la fissure de fatigue . 24
7 Mode opératoire . 26
8 Rapport d'essai . 34
Annexe A (normative) Utilisation d'éprouvettes entaillées pour essais de corrosion sous
contrainte. 36
Annexe B (normative) Détermination de la vitesse de propagation de la fissuration. 39
© ISO 2003 — Tous droits réservés iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 7539-6:2003(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.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 7539-6 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 156, Corrosion des métaux et alliages, en
collaboration avec le National Physical Laboratory (Royaume-Uni).
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 7539-6:1989), dont les Articles 1, 2, 3, 4
et 7; le paragraphe 5.2.5 d); les Figures 1, 2 d), 5 b), 8, 9 et 10; les Annexes A et B ont fait l'objet d'une
révision technique.
L'ISO 7539 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Corrosion des métaux et
alliages — Essais de corrosion sous contrainte:
Partie 1: Guide général des méthodes d'essai
Partie 2: Préparation et utilisation des éprouvettes pour essais en flexion
Partie 3: Préparation et utilisation des éprouvettes cintrées en U
Partie 4: Préparation et utilisation des éprouvettes pour essais en traction uniaxiale
Partie 5: Préparation et utilisation des éprouvettes en forme d'anneau en C
Partie 6: Préparation et utilisation des éprouvettes préfissurées pour essais sous charge constante ou
sous déplacement constant
Partie 7: Essais à faible vitesse de déformation
Partie 8: Préparation et utilisation des éprouvettes pour évaluer les assemblages soudés
Partie 9: Préparation et utilisation des éprouvettes préfissurées pour essais sous charge croissante ou
sous déplacement croissant
iv © ISO 2003 — Tous droits réservés
---------------------- Page: 4 ----------------------
NORME INTERNATIONALE ISO 7539-6:2003(F)
Corrosion des métaux et alliages — Essais de corrosion sous
contrainte —
Partie 6:
Préparation et utilisation des éprouvettes préfissurées pour
essais sous charge constante ou sous déplacement constant
1 Domaine d'application
1.1 La présente partie de I'ISO 7539 couvre les procédures de définition, de préparation et d'utilisation
d'éprouvettes préfissurées servant à évaluer la sensibilité d'un métal à la corrosion sous contrainte. Elle
donne des recommandations pour la conception, la préparation et l'utilisation d'éprouvettes préfissurées pour
évaluer la sensibilité à la corrosion sous contrainte. Des recommandations visant les éprouvettes entaillées
sont données dans l'Annexe A.
Pour les besoins de la présente partie de l'ISO 7539, le terme «métal» inclut également les alliages.
1.2 Comme il est nécessaire de confiner la déformation plastique en fond de fissure, les éprouvettes
préfissurées ne se prêtent pas à l'évaluation des produits minces tels que les tôles minces et les fils, et sont
généralement utilisées pour des produits plus épais tels que les tôles fortes, les barres et les pièces forgées.
Elles peuvent aussi être utilisées pour des pièces assemblées par soudage.
1.3 Les éprouvettes préfissurées peuvent être soumises à une contrainte à l'aide d'appareils exerçant une
charge constante ou comprenant un dispositif qui engendre un déplacement constant aux points d'application
de charge. Les essais sous déplacement croissant ou sous charge croissante sont traités dans l'ISO 7539-9.
1.4 Les éprouvettes préfissurées présentent l'avantage de permettre l'acquisition de données dont on peut
déduire les tailles critiques de défaut au-delà desquelles une fissuration par corrosion sous contrainte peut se
produire au niveau de pièces de géométrie connue soumises à des efforts connus. Ces éprouvettes
permettent également de déterminer la vitesse de propagation des fissures de corrosion sous contrainte. Ces
dernières données peuvent être prises en compte dans le cadre de la surveillance de pièces en service
comportant des défauts.
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 7539-1, Corrosion des métaux et alliages — Essais de corrosion sous contrainte — Partie 1: Guide
général des méthodes d'essai
ISO 11782-2, Corrosion des métaux et alliages — Essais de fatigue-corrosion — Partie 2: Essais d'amorce de
rupture sur des éprouvettes préfissurées
© ISO 2003 — Tous droits réservés 1
---------------------- Page: 5 ----------------------
ISO 7539-6:2003(F)
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l'ISO 7539-1 ainsi que les
suivants s'appliquent.
3.1
longueur de fissure
a
longueur réelle de la fissure mesurée entre sa pointe et, selon la géométrie de l'éprouvette, soit les lèvres de
l'entaille, soit l'axe du point de chargement
3.2
largeur de l'éprouvette
W
largeur réelle de l'éprouvette mesurée entre sa face arrière et, selon la géométrie de l'éprouvette, soit la face
entaillée, soit le plan de chargement
3.3
épaisseur de l'éprouvette
B
dimension entre faces de l'éprouvette soumise à l'essai
3.4
épaisseur réduite aux rainures latérales
B
n
dimension minimale de face à face entre les entailles d'une éprouvette à rainures latérales
3.5
demi-hauteur de l'éprouvette
H
50 % de la hauteur de l'éprouvette, mesurée parallèlement à la direction d'application de la charge sur les
éprouvettes compactes, de type double-poutre et de type à ouverture latérale modifié
3.6
charge appliquée
P
force appliquée à l'éprouvette et qui est considérée positive lorsque sa direction est telle qu'elle provoque un
écartement des lèvres de la fissure
3.7
flèche au niveau de l'axe du point d'application de la charge
V
LL
déplacement d'ouverture de la fissure produit à la ligne de chargement lors de l'application d'une charge à
une éprouvette soumise à un déplacement constant
3.8
flèche par rapport à la ligne de chargement
V
0
déplacement d'ouverture de la fissure produit à un emplacement distant du plan de charge, par exemple aux
biseaux situés à l'orifice de l'entaille, lors de l'application d'une charge à une éprouvette soumise à un
déplacement constant
3.9
module d'élasticité
E
module d'élasticité (à savoir rapport de la contrainte à la déformation) en tension
2 © ISO 2003 — Tous droits réservés
---------------------- Page: 6 ----------------------
ISO 7539-6:2003(F)
3.10
facteur d'intensité de contrainte en régime de déformation plane
K
I
fonction de la charge appliquée, de la longueur de la fissure et de la géométrie de l'éprouvette, ayant des
dimensions d'une contrainte × longueur qui définit de façon univoque l'intensification du champ de
contrainte élastique à la pointe d'une fissure soumise à des déplacements associés aux modes d'ouverture en
jeu (mode I)
NOTE La recherche a montré que les facteurs d'intensité de contrainte, calculés selon l'hypothèse que les
éprouvettes offrent une réponse purement élastique, sont en corrélation avec le comportement de pièces réellement
fissurées, pour autant que la zone de plasticité au fond de fissure soit de dimension réduite comparée à la longueur de
fissure et à la longueur du ligament non fissuré. Dans la présente partie de l'ISO 7539, le mode I est supposé et l'indice I
est partout implicite.
3.11
facteur d'intensité de contrainte initiale
K
Ii
facteur d'intensité de contrainte appliqué au début de l'essai de corrosion sous contrainte
3.12
ténacité à la rupture en régime de déformation plane
K
Ic
valeur critique de K pour laquelle survient la première propagation significative de la fissure indépendamment
I
de l'environnement, sous l'effet d'une intensité de contrainte croissante en régime de forte résistance à la
déformation plastique
3.13
valeur provisoire de K , K
Ic Q
K = K si les critères de validité de prédominance du régime de déformation plane sont satisfaits
Q Ic
3.14
facteur d'intensité de contrainte limite pour la sensibilité à la propagation de fissures de corrosion
sous contrainte
K
ISCC
facteur d'intensité de contrainte au-delà duquel la propagation des fissures de corrosion sous contrainte se
manifeste et s'étend dans les conditions d'essai prescrites correspondant à une forte résistance à la
déformation plastique, c'est-à-dire dans des conditions prédominantes de déformation plane
3.15
valeur provisoire de K , K
ISCC QSCC
K = K si les critères de validité de prédominance du régime de déformation plane sont satisfaits
ISCC QSCC
3.16
facteur d'intensité de contrainte de fatigue maximal
K de fatigue
max
valeur algébrique la plus élevée du facteur d'intensité de contrainte pour un cycle d'endurance correspondant
à la charge maximale
3.17
limite conventionnelle d'élasticité à 0,2 %
R
p0,2
contrainte devant être appliquée pour produire une déformation plastique de 0,2 % lors d'un essai de traction
3.18
contrainte appliquée
σ
contrainte résultant de l'application d'une force à l'éprouvette
© ISO 2003 — Tous droits réservés 3
---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO 7539-6:2003(F)
3.19
coefficient de facteur d'intensité de contrainte
Y
facteur déduit de l'analyse de contrainte pour une géométrie d'éprouvette particulière, qui associe le facteur
d'intensité de contrainte pour une longueur de fissure donnée à la charge et aux dimensions de l'éprouvette
3.20
quotient d'amplitude des forces impliquées dans le cycle de fatigue
R
rapport algébrique de la force minimale à la force maximale d'un cycle d'endurance
PK
min min
R==
PK
max max
3.21
vitesse de propagation de la fissure
vitesse instantanée de propagation d'une fissure mesurée par une technique de suivi en continu
3.22
vitesse moyenne de propagation d'une fissure
vitesse moyenne de propagation d'une fissure calculée en divisant la longueur de fissure imputable à la
corrosion sous contrainte par la durée de l'essai
3.23
orientation de l'éprouvette
plan de rupture de l'éprouvette identifié tout d'abord en référence au sens d'application de la contrainte, puis
par référence au sens de propagation de la fissure exprimé par rapport aux trois axes de référence X, Y et Z
où
Z coïncide avec l'effort principal exercé pendant la fabrication du matériau (axe travers court);
X coïncide avec le sens du fibrage (axe longitudinal);
Y est perpendiculaire aux axes X et Z
4 Principe
4.1 L'utilisation d'éprouvettes préfissurées témoigne de la difficulté de garantir l'absence totale de défauts
assimilables à des fissures, introduits soit en cours de fabrication, soit en service, dans les constructions de
structures. La présence de tels défauts permet en outre de mettre en évidence une sensibilisation à la
fissuration par corrosion sous contrainte qui, dans certains matériaux (par exemple le titane), pourrait ne pas
être révélée par des essais à charge constante sur éprouvette lisse. Les principes de la mécanique de la
rupture en régime élastique linéaire permettent de quantifier la contrainte existante en fond de fissure sur une
éprouvette ou une structure préfissurée à partir de l'intensité de contrainte en régime de déformation plane.
4.2 L'essai consiste à soumettre une éprouvette dans laquelle on a créé une fissure par fatigue à partir
d'une entaille usinée et par ailleurs soumise à un environnement chimiquement agressif, à une charge
constante ou à un déplacement constant aux points de chargement, ou encore à une charge croissante.
L'objectif est de quantifier les conditions dans lesquelles la fissuration peut être favorisée par le milieu
environnant en définissant le seuil d'intensité de contrainte pour la sensibilité à la propagation de fissure de
corrosion sous contrainte, K , et la cinétique de la propagation des fissures.
ISCC
4.3 Des données empiriques peuvent servir lors de la conception ou des prévisions de durée de vie, car
elles permettent d'assurer soit que les contraintes agissant sur des structures importantes ne suffiront pas à
favoriser la fissuration en environnement donné quels que soient les défauts préexistants, soit que
l'importance de la vitesse de propagation qui se produirait pendant la durée de vie calculée ou au cours de
contrôles peut être tolérée sans risque d'instabilité conduisant à la défaillance.
4 © ISO 2003 — Tous droits réservés
---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO 7539-6:2003(F)
4.4 La fissuration due à la corrosion sous contrainte est affectée à la fois par des forces mécaniques et par
des forces électrochimiques. Ces dernières peuvent varier en fonction de la profondeur, de l'ouverture ou de
la forme de la fissure, en raison de variations de la chimie et du potentiel d'électrode du fond de fissure, et il
se peut que l'on ne puisse les décrire exclusivement au moyen du facteur d'intensité de contrainte intervenant
dans la mécanique de la rupture.
4.5 La composante mécanique comporte à la fois des contraintes appliquées et des contraintes résiduelles.
Il faut tenir compte de l'influence possible de ces dernières tant dans les essais de laboratoire que dans leur
application à des géométries plus complexes. Des gradients de contrainte résiduelle dans une éprouvette
peuvent provoquer une propagation non uniforme de la fissure le long du fond de fissure.
5 Éprouvettes
5.1 Généralités
5.1.1 On peut utiliser des éprouvettes de géométries fort différentes, du type de celles qu'on emploie pour
les essais de ténacité à rupture. Le type d'éprouvette choisi sera fonction de la forme, de la résistance et de la
sensibilité à la fissuration par corrosion sous contrainte du matériau à essayer ainsi que de l'objectif de l'essai.
5.1.2 Il faut absolument que les dimensions de l'éprouvette soient suffisantes pour maintenir des conditions
triaxiales dominantes (régime de déformation plane), qui confinent la déformation plastique au voisinage de la
pointe de fissure. L'expérience des essais de ténacité à rupture révèle que, pour obtenir une estimation
valable de K , il faut que la longueur de la fissure a, et l'épaisseur, B, ne soient pas inférieures à
,
Ic
2
K
Ic
2,5
R
p0,2
et qu'il faut, si possible, choisir des éprouvettes plus importantes dans lesquelles a et B sont au moins égaux
à
2
K
Ic
4
R
p0,2
pour obtenir un état mécanique adéquat.
Du point de vue de la mécanique de la rupture, on ne peut spécifier pour l'heure d'épaisseur minimale
permettant d'obtenir une valeur invariante de K . Un environnement agressif pendant les essais de
ISCC
corrosion sous contrainte peut réduire l'ampleur de la plasticité associée à la rupture et donc les dimensions
requises pour l'éprouvette assurant la limitation de la déformation plastique. Toutefois, afin de réduire au
minimum le risque de régime mécanique inadéquat, il est recommandé, en ce qui concerne les dimensions
des éprouvettes, de retenir des critères équivalents à ceux observés lors des essais d'endurance à la rupture;
il faut donc que a et B ne soient pas inférieurs à
2
K
I
2,5
R
p0,2
et il est recommandé qu'il soient de préférence au moins égaux à
2
K
I
4
R
p0,2
où K est la valeur de l'intensité de contrainte à garantir pendant l'essai.
I
Pour tester la validité de la première de ces expressions, il convient de remplacer K par le facteur d'intensité
I
de contrainte limite déterminé de cette façon.
© ISO 2003 — Tous droits réservés 5
---------------------- Page: 9 ----------------------
ISO 7539-6:2003(F)
5.1.3 Si les éprouvettes doivent servir à déterminer K , il convient que la taille initiale de l'éprouvette
ISCC
résulte d'une estimation du K du matériau (il est préférable, dans un premier temps, de surestimer la
ISCC
valeur K et donc d'utiliser une éprouvette plus importante que celle à laquelle on finirait par aboutir). Si les
ISCC
exigences de service impliquent le recours à un matériau d'épaisseur insuffisante pour remplir les critères de
validité, il est permis d'utiliser des éprouvettes de semblable épaisseur dès lors qu'on indique clairement que
le facteur d'intensité de contrainte limite obtenu, K , ne vaut que pour l'application spécifique. Quand on
QSCC
doit déterminer les modalités de propagation des fissures de corrosion sous contrainte, en fonction du facteur
d'intensité de contrainte, il faut que la taille de l'éprouvette résulte d'une estimation de l'intensité maximale de
contrainte à laquelle on doit mesurer les vitesses de propagation de fissure.
5.1.4 On peut utiliser deux types principaux d'éprouvettes:
a) les éprouvettes pour essais sous déplacement constant, qui sont chargées à l'aide de boulons
incorporés;
b) les éprouvettes pour essais sous charge constante, qui nécessitent un dispositif extérieur de chargement.
5.1.5 Les éprouvettes soumises à un déplacement constant, autochargées, présentent l'avantage d'être
économiques étant donné qu'aucun matériel extérieur de mise en charge n'est requis. Leur forme compacte
facilite également leur exposition à des environnements de service réel. Elles peuvent servir à déterminer
K soit par l'amorçage de fissures de corrosion sous contrainte à partir de préfissures de fatigue, auquel
ISCC
cas on doit utiliser une série d'éprouvettes pour repérer précisément la valeur limite, soit par arrêt de la
propagation d'une fissure étant donné que, dans des conditions d'essai à déplacement constant, l'intensité de
la contrainte décroît progressivement avec la propagation de la fissure. Une seule éprouvette suffira en
principe dans ce cas, mais dans la pratique, il est souvent recommandé d'en utiliser plusieurs (au moins trois),
si l'on veut tenir compte des inconvénients cités en 5.1.6.
5.1.6 Les inconvénients liés aux éprouvettes à déplacement constant sont les suivants:
a) on ne peut mesurer les charges imposées qu'indirectement par des changements de déplacement;
b) les produits d'oxydation ou de corrosion peuvent soit favoriser l'ouverture des lèvres de la fissure par effet
de coin, modifiant ainsi le déplacement imposé et la charge correspondante, soit bloquer les lèvres de la
fissure en empêchant la pénétration de l'agent corrosif, ce qui nuit à la précision des mesures de
longueur de fissure par des méthodes de résistance électrique;
c) des phénomènes de ramification, d'émoussage du fond de fissure ou de propagation hors du plan de
propagation peuvent invalider les résultats;
d) l'arrêt de la fissure doit être défini par une vitesse de propagation de la fissure inférieure à une valeur
arbitraire qu'il peut être difficile de mesurer avec précision;
e) la relaxation élastique du système de contrainte pendant la propagation de la fissure peut provoquer un
déplacement et des efforts supérieurs à ceux prévus;
f) la relaxation plastique dans l'éprouvette liée à des processus dépendant du temps peut aboutir à des
efforts inférieurs à ceux prévus;
g) il est parfois impossible de placer l'éprouvette dans son environnement d'essai avant de commencer à
exercer la contrainte, ce qui peut retarder l'amorçage de la fissuration lors de la poursuite de l'essai.
6 © ISO 2003 — Tous droits réservés
---------------------- Page: 10 ----------------------
ISO 7539-6:2003(F)
5.1.7 L'avantage des éprouvettes à charge constante est que les paramètres de contrainte peuvent être
quantifiés avec rigueur. Comme la propagation de la fissure entraîne une ouverture croissante de celle-ci, il
est moins probable que des couches d'oxyde obstruent la fissure ou exercent un effet d'entaille. On peut alors
effectuer directement les mesures de longueur de fissure en faisant appel à certaines méthodes de contrôle
continu. On dispose d'un vaste éventail d'éprouvettes à charge constante adaptée à la forme du matériau
d'essai, aux installations disponibles et aux buts de l'essai. Cela signifie qu'on peut étudier la propagation des
fissures dans des conditions soit de flexion, soit de traction. Les éprouvettes peuvent servir soit à déterminer
K par l'amorçage d'une fissure de corrosion sous contrainte à partir d'une fissure de fatigue précréée, à
ISCC
l'aide d'une série d'éprouvettes, soit à mesurer la vitesse de propagation des fissures. Les éprouvettes à
charge constante peuvent recevoir cette charge pendant l'exposition en milieu d'essai, ce qui évite
l'inconvénient d'inutiles périodes d'incubation.
5.1.8 L'inconvénient principal des éprouvettes à charge constante est le poids matériel et financier des
systèmes de mise en charge extérieurs requis. Les éprouvettes pour essais en flexion peuvent être testées
dans des systèmes à poutres encastrées relativement simples, mais les éprouvettes soumises à des efforts
de traction exigent des machines d'essai de rupture en fluage à charge constante ou des machines
semblables. Dans ce cas, on peut réduire la dépense en testant des éprouvettes associées en série par des
chaînes de chargement conçues pour ne pas être déchargées lors de la rupture des éprouvettes. La taille de
ces systèmes de mise sous contrainte signifie qu'il est difficile de tester des éprouvettes à charge constante
dans des conditions réelles, mais qu'on peut le faire dans des milieux extérieurs aux systèmes en service.
5.2 Définition de l'éprouvette
5.2.1 La Figure 1 illustre certains types d'éprouvettes préfissurées qui servent aux essais de corrosion sous
contrainte.
5.2.2 On distingue deux types d'éprouvettes à charge constante:
a) les éprouvettes où l'intensité de la contrainte augmente avec la longueur de la fissure;
b) les éprouvettes où ces deux paramètres ne sont absolument pas liés.
Les éprouvettes de type a) se prêtent à la détermination de K et à l'étude de la vitesse de propagation
ISCC
des fissures en fonction de K , tandis que celles de type b) conviennent à l'étude fondamentale des
I
mécanismes de corrosion sous contrainte.
5.2.3 Les éprouvettes à charge constante et K croissant peuvent être soumises à des efforts de traction ou
de flexion. Selon leur définition, les éprouvettes soumises à un effort de traction peuvent subir des contraintes
en fond de fissure, qui sont en majorité des contraintes de traction (comme les tôles épaisses à fissure
centrale) ou comporter une composante de flexion significative (comme les éprouvettes compactes pour
essais en traction chargées au niveau du fond de fissure). La présence d'une contrainte de flexion
significative en fond de fissure peut être néfaste à la stabilité du parcours de propagation de la fissure
pendant les essais de corrosion sous contrainte et peut favoriser la ramification avec certains matériaux. Les
éprouvettes pour essais en flexion peuvent être chargées en trois points, quatre points ou en porte-à-faux.
5.2.4 Les éprouvettes à charge constante et K constant peuvent être soumises à des efforts de torsion (par
exemple tôles à fissure unilatérale en double torsion) ou de traction (par exemple: double poutre profilée,
encastrée). Malgré la charge en traction, la définition de ces dernières engendre un infléchissement du
parcours de la fissure avec tendance de la fissure à sortir du plan de propagation initial, ce qu'on évite par la
présence de rainures latérales.
© ISO 2003 — Tous droits réservés 7
---------------------- Page: 11 ----------------------
ISO 7539-6:2003(F)
NOTE Les facteurs d'intensité de contrainte applicables aux éprouvettes ci-dessus figurent dans la documentation
publiée.
Figure 1 — Géométrie d'éprouvettes préfissurées pour les essais de corrosion sous contraintes
8 © ISO 2003 — Tous droits réservés
---------------------- Page: 12 ----------------------
ISO 7539-6:2003(F)
5.2.5 Les éprouvettes à déplacement constant sont généralement autochargées par un boulon placé sur
l'une des deux parties qui vient heurter soit une enclume, soit un second boulon de chargement sur la partie
opposée. Deux types sont disponibles:
a) les éprouvettes qui sont sensibles à (W-a), comme les éprouvettes compactes à ouverture latérale par
effet de coin modifiées (WOL modifiées) dans lesquelles la proximité de la face opposée au fond de
fissure influe sur le champ de contrainte en fond de fissure;
b) les éprouvettes qui sont insensibles à (W-a), comme les éprouvettes (DCB) pour essais en flexion à
double poutre dans lesquelles la face opposée est suffisamment éloignée du fond de la fissure pour que
cette position reste sans effet sur le champ des contraintes en fond de fissure.
5.2.6 Certaines géométries des éprouvettes décrites ci-dessus présentent des avantages partic
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.