ISO 1083:2004
(Main)Spheroidal graphite cast irons - Classification
Spheroidal graphite cast irons - Classification
ISO 1083:2004 defines the grades and the corresponding requirements for spheroidal graphite cast irons. It specifies a classification based on mechanical properties measured on machined test pieces prepared either from: separately cast samples; cast-on samples; samples cut from a casting. ISO 1083:2004 also specifies a classification as a function of hardness. It does not apply to spheroidal graphite cast iron used for pipes, fittings and accessories nor to highly alloyed (austenitic) spheroidal cast irons or to ausferritic cast irons.
Fontes à graphite sphéroïdal — Classification
L'ISO 1083:2004 définit les nuances de fonte à graphite sphéroïdal et les exigences correspondantes. Elle spécifie une classification fondée sur les caractéristiques mécaniques mesurées sur des éprouvettes usinées, élaborées à partir d'échantillons coulés à part, ou d'échantillons attenants aux pièces, ou d'échantillons découpés dans une pièce moulée. L'ISO 1083:2004 spécifie aussi une classification en fonction de la dureté. Elle n'est pas applicable aux fontes à graphite sphéroïdal utilisée pour les tuyaux, les raccords et accessoires, ni aux fontes fortement alliées (austénitiques) à graphite sphéroïdal, ni aux fontes ausferritiques.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 1083
Third edition
2004-07-15
Spheroidal graphite cast irons —
Classification
Fontes à graphite sphéroïdal — Classification
Reference number
ISO 1083:2004(E)
©
ISO 2004
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ISO 1083:2004(E)
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ISO 1083:2004(E)
Contents Page
Foreword. iv
Introduction . v
1 Scope. 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions. 1
4 Designation. 2
5 Order information. 2
6 Manufacture. 2
7 Requirements . 2
7.1 Test pieces machined from separately cast samples . 2
7.2 Test pieces machined from cast-on samples . 7
7.3 Test piece machined from samples cut from a casting. 9
7.4 Classification by hardness. 10
7.5 Graphite structure. 10
7.6 Matrix structure . 10
8 Sampling . 10
8.1 General. 10
8.2 Separately cast samples . 10
8.3 Cast-on samples . 12
8.4 Samples cut from a casting . 14
8.5 Formation of test units and number of tests. 14
9 Test methods. 15
9.1 Tensile test . 15
9.2 Impact test . 15
9.3 Hardness test . 15
10 Retests . 15
10.1 Need for retests. 15
10.2 Test validity . 15
10.3 Non-conforming test results. 16
10.4 Heat treatment of samples and castings.16
Annex A (normative) Spheroidal graphite cast irons with high silicon content. 17
Annex B (normative) Relationship between the elongation values obtained when using test
pieces with L = 5 ×××× d and L = 4 ×××× d . 19
o o
Annex C (informative) Toughness . 20
Annex D (informative) Guidance values for 0,2 % proof stress for test pieces machined from
samples cut from the castings . 23
Annex E (normative) Classification as a function of hardness . 24
Annex F (informative) Nodularity (or spheroidal graphite rate). 27
Annex G (informative) Additional information on mechanical and physical properties. 28
Bibliography . 31
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ISO 1083:2004(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 1083 was prepared by Technical Committee ISO/TC 25, Cast iron and pig iron, Subcommittee SC 2,
Spheroidal graphite, ferritic-perlitic and ausferritic cast irons.
This third edition cancels and replaces the second edition (ISO 1083:1987), which has been technically
revised.
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ISO 1083:2004(E)
Introduction
The properties of spheroidal graphite cast irons depend on their structure.
The mechanical properties of the material can be evaluated on machined test pieces prepared from:
separately cast samples;
samples cast on to either the casting or the running system, hereafter referred to as cast-on sample;
samples cut from a casting (only when an agreement is made between the manufacturer and the
purchaser).
The material grade is defined by mechanical properties measured on machined test pieces prepared from
separately cast samples, cast-on samples or samples cut from the casting, by agreement between the
manufacturer and the purchaser.
If hardness is a requirement of the purchaser as being important for the application, then Annex E provides
means for its determination.
It is well known that tensile properties and hardness of spheroidal graphite cast iron are interrelated. When
considered by the purchaser as being important for the application, both tensile and hardness properties may
be specified.
Some material grades may be suitable for pressure applications.
Further technical data on spheroidal graphite cast irons is given in Annexes C and G.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 1083:2004(E)
Spheroidal graphite cast irons — Classification
1 Scope
This International Standard defines the grades and the corresponding requirements for spheroidal graphite
cast irons.
This International Standard specifies a classification based on mechanical properties measured on machined
test pieces prepared either from:
separately cast samples;
cast-on samples;
samples cut from a casting.
This International standard also specifies a classification as a function of hardness.
This International Standard does not apply to spheroidal graphite cast iron used for pipes, fittings and
accessories which are specified in accordance with ISO 2531 and ISO 7186. It does not apply to highly
alloyed (austenitic) spheroidal cast irons which are specified in accordance with ISO 2892. This International
Standard does not apply to ausferritic cast irons which are specified in accordance with ISO 17804.
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 148, Steel — Charpy impact test (V-notch)
ISO 945:1975, Cast iron — Designation of microstructure of graphite
ISO 6506-1, Metallic materials — Brinell hardness test — Part 1: Test method
ISO 6892, Metallic materials — Tensile testing at ambient temperature
ISO/TR 15931, Designation system for cast irons and pig irons
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
3.1
spheroidal graphite cast iron
cast material, iron and carbon-based, the carbon being present mainly in the form of spheroidal graphite
particles
NOTE Spheroidal graphite cast iron is also known as ductile iron, and less commonly as nodular iron.
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ISO 1083:2004(E)
3.2
graphite spheroidizing treatment
process that brings the liquid iron into contact with a substance to produce graphite in the predominantly
spheroidal (nodular) form during solidification
3.3
relevant wall thickness
section of the casting, agreed between the manufacturer and the purchaser, to which the determined
mechanical properties shall apply
4 Designation
The material shall be designated in accordance with ISO/TR 15931. The relevant designations are given in
Tables 1 to 4.
5 Order information
The following information shall be supplied by the purchaser:
a) the complete designation of the material;
b) any special requirements that have to be agreed upon between the manufacturer and the purchaser by
the time of acceptance of the order.
6 Manufacture
The method of producing spheroidal graphite cast iron, and its chemical composition, shall be left to the
discretion of the manufacturer who shall ensure that the requirements of this international Standard are met
for the material grade specified in the order.
NOTE For spheroidal cast irons to be used in special applications, the chemical composition and heat treatment may
be the subject of an agreement between the manufacturer and the purchaser.
All agreements between the manufacturer and the purchaser shall be made by the time of the acceptance of
the order.
7 Requirements
7.1 Test pieces machined from separately cast samples
7.1.1 General
The mechanical properties of spheroidal graphite cast iron shall be as specified in Table 1 and, if applicable,
in accordance with the requirements given in 7.1.2 and Table 2.
The requirements for grade ISO1083/JS/500-10/S shall be as specified in Annex A.
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ISO 1083:2004(E)
Table 1 — Mechanical properties measured on test pieces machined from
separately cast samples
Tensile strength 0,2 % proof stress Elongation
Material designation
R R A
m p0,2
2 2
N/mm N/mm %
min. min. min.
a
ISO1083/JS/350-22-LT/S 350 220 22
b
ISO1083/JS/350-22-RT/S 350 220 22
ISO1083/JS/350-22/S 350 220 22
a
ISO1083/JS/400-18-LT/S 400 240 18
b
ISO1083/JS/400-18-RT/S 400 250 18
ISO1083/JS/400-18/S 400 250 18
ISO1083/JS/400-15/S 400 250 15
ISO1083/JS/450-10/S 450 310 10
ISO1083/JS/500-7/S 500 320 7
ISO1083/JS/550-5/S 550 350 5
ISO1083/JS/600-3/S 600 370 3
ISO1083/JS/700-2/S 700 420 2
ISO1083/JS/800-2/S 800 480 2
ISO1083/JS/900-2/S 900 600 2
NOTE 1 The values for these materials apply to castings cast in sand moulds of comparable thermal behaviour.
Subject to amendments to be agreed upon in the order, they can apply to castings obtained by alternative methods.
NOTE 2 Whatever the method used for obtaining the castings, the grades are based on the mechanical properties
measured on test pieces machined from samples separately cast in a sand mould or a mould of comparable thermal
behaviour.
NOTE 3 The mechanical properties of the materials refer to separately cast samples produced in accordance with
Figures 1, 2 or 3.
NOTE 4 Elongation values are determined from L = 5 d. For other gauge lengths, see 9.1 and Annex B.
0
2
NOTE 5 1 N/mm = 1 MPa.
a
LT for low temperature (− 20 °C or − 40 °C).
b
RT for room temperature (23 °C).
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ISO 1083:2004(E)
7.1.2 Impact test
The particular impact resistance values given in Table 2 for room and low temperature applications, if
applicable, shall only be determined if specified by the purchaser by the time of acceptance of the order.
Table 2 — Minimum impact resistance values measured on V-notched test pieces machined from
separately cast samples
Minimum impact resistance values
J
room temperature low temperature low temperature
Material designation
(23 ± 5) °C (− 20 ± 2) °C (− 40 ± 2) °C
Mean value Individual value Mean value Individual value Mean value Individual value
from 3 tests from 3 tests from 3 tests
a
ISO1083/JS/350-22-LT/S — — — — 12 9
b
ISO1083/JS/350-22-RT/S 17 14 — — — —
a
ISO1083/JS/400-18-LT/S — — 12 9 — —
b
ISO1083/JS/400-18-RT/S 14 11 — — — —
NOTE 1 The impact resistance values for these materials apply to castings cast in sand moulds of comparable thermal behaviour.
Subject to amendments to be agreed upon in the order, they can apply to castings obtained by alternative methods.
NOTE 2 Whatever the method used for obtaining the castings, the grades are based on the mechanical properties measured on test
pieces machined from samples separately cast in a sand mould or a mould of comparable thermal behaviour.
NOTE 3 These material grades may be suitable for some pressure vessel applications. (For fracture toughness, see Annex C.)
a
LT for low temperature.
b
RT for room temperature.
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ISO 1083:2004(E)
Type I, IIa, III and IV Type IIb
Dimensions in millimetres
Type
Dimension
I IIa IIb III IV
u 12,5 25 25 50 75
v 40 55 90 90 125
x 30 40 40 to 50 60 65
a
y 80 100 100 150 165
b
z A function of the test piece length
a
For information only.
b
z shall be chosen to allow a test piece of dimensions shown in Figure 4 to be machined from the
sample.
The thickness of the sand mould surrounding the samples shall be:
40 mm minimum for types I, IIa and IIb;
80 mm minimum for types III and IV.
NOTE For the manufacture of thin-walled castings or castings in metal moulds, the tensile properties may, by
agreement between the manufacturer and the purchaser, be determined on test pieces taken from samples of thickness, u,
less than 12,5 mm.
Figure 1 — Separately cast samples (option 1)
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ISO 1083:2004(E)
Dimensions in millimetres
Type
Dimension
I II III IV
u 12,5 25 50 75
v 40 55 100 125
x 25 40 50 65
a
y 135 140 150 175
b
z A function of the test piece length
a
For information only.
b
z shall be chosen to allow a test piece of dimensions shown in Figure 4 to be
machined from the sample.
The thickness of the sand mould surrounding the samples shall be:
40 mm minimum for types I and II;
80 mm minimum for types III and IV.
NOTE For the manufacture of thin-walled castings or castings in metal moulds, the tensile properties may, by
agreement between the manufacturer and the purchaser, be determined on test pieces taken from samples of thickness, u,
less than 12,5 mm.
Figure 2 — Separately cast samples (option 2)
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ISO 1083:2004(E)
Dimensions in millimetres
a) Sample — Minimum sample length L = 150 mm
b) Schematic drawing of one type of mould (Lynchburg sample) given as an example
Figure 3 — Separately cast samples (option 3)
7.2 Test pieces machined from cast-on samples
7.2.1 General
The mechanical properties of spheroidal graphite cast iron test pieces shall be as specified in Table 3 and, if
applicable, in accordance with the requirements given in 7.2.2 and Table 4.
The requirements for grade ISO1083/JS/500-10/U shall be as specified in Annex A.
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ISO 1083:2004(E)
Table 3 — Mechanical properties measured on test pieces machined from cast-on samples
Material designation Relevant wall Tensile strength 0,2 % proof stress Elongation
thickness
t R R A
m p0,2
2 2
mm N/mm N/mm %
min. min. min.
t u 30 350 220 22
a
ISO1083/JS/350-22-LT/U 30 < t u 60 330 210 18
60 < t u 200 320 200 15
t u 30 350 220 22
b
ISO1083/JS/350-22-RT/U 30 < t u 60 330 220 18
60 < t u 200 320 210 15
t u 30 350 220 22
ISO1083/JS/350-22/U 30 < t u 60 330 220 18
60 < t u 200 320 210 15
t u 30 380 240 18
a
ISO1083/JS/400-18-LT/U 30 < t u 60 370 230 15
60 < t u 200 360 220 12
t u 30 400 250 18
b
ISO1083/JS/400-18-RT/U 30 < t u 60 390 250 15
60 < t u 200 370 240 12
t u 30 400 250 18
ISO1083/JS/400-18/U 30 < t u 60 390 250 15
60 < t u 200 370 240 12
t u 30 400 250 15
ISO1083/JS/400-15/U 30 < t u 60 390 250 14
60 < t u 200 370 240 11
t u 30 450 310 10
ISO1083/JS/450-10/U 30 < t u 60 to be agreed between the manufacturer and the purchaser
60 < t u 200 to be agreed between the manufacturer and the purchaser
t u 30 500 320 7
ISO1083/JS/500-7/U 30 < t u 60 450 300 7
60 < t u 200 420 290 5
t u 30 550 350 5
ISO1083/JS/550-5/U 30 < t u 60 520 330 4
60 < t u 200 500 320 3
t u 30 600 370 3
ISO1083/JS/600-3/U 30 < t u 60 600 360 2
60 < t u 200 550 340 1
t u 30 700 420 2
ISO1083/JS/700-2/U 30 < t u 60 700 400 2
60 < t u 200 650 380 1
t u 30 800 480 2
ISO1083/JS/800-2/U 30 < t u 60 to be agreed upon between the manufacturer and the purchaser
60 < t u 200 to be agreed upon between the manufacturer and the purchaser
t u 30 900 600 2
ISO1083/JS/900-2/U 30 < t u 60 to be agreed upon between the manufacturer and the purchaser
60 < t u 200 to be agreed upon between the manufacturer and the purchaser
NOTE 1 The mechanical properties of test pieces machined from cast-on samples may not reflect exactly the properties of the
casting itself, but may be a better approximation than those obtained from a separately cast sample. Further values for proof stress are
given in Annex D for guidance.
NOTE 2 Elongation values are determined from L = 5 d. For other gauge lengths, see 9.1 and Annex B.
0
2
NOTE 3 1 N/mm = 1 MPa.
a
LT for low temperature.
b
RT for room temperature.
8 © ISO 2004 – All rights reserved
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ISO 1083:2004(E)
7.2.2 Impact test
The impact resistance values given in Table 4 for room and low temperature applications, if applicable, shall
only be determined if specified by the purchaser by the time of acceptance of the order.
Table 4 — Minimum impact resistance values measured on V-notched test pieces
machined from cast-on samples
Relevant Minimum impact resistance values
wall
J
thickness
room temperature low temperature low temperature
Material designation
(23 ± 5) °C (− 20 ± 2) °C (− 40 ± 2) °C
t Mean Individual Mean Individual Mean Individual
mm value from value value from value value from value
3 tests 3 tests 3 tests
t u 60 — — — — 12 9
a
ISO1083/JS/350-22-LT/U
60 < t u 200 — — — — 10 7
t u 60 17 14 — — — —
b
ISO1083/JS/350-22-RT/U
60 < t u 200 15 12 — — — —
30 < t u 60 — — 12 9 — —
a
ISO1083/JS/400-18-LT/U
60 < t u 200 — — 10 7 — —
30 < t u 60 14 11 — — — —
b
ISO1083/JS/400-18-RT/U
60 < t u 200 12 9 — — — —
NOTE 1 The impact resistance values for these materials normally apply to castings with relevant wall thickness ranges from 30 mm
up to 200 mm and/or a mass greater than 2 000 kg.
NOTE 2 The mechanical properties of test pieces machined from cast-on samples may not reflect exactly the properties of the
casting itself, but may be a better approximation than those obtained from a separately cast sample.
NOTE 3 These material grades may be suitable for some pressure vessel applications. (For fracture toughness, see Annex C.)
a
LT for low temperature.
b
RT for room temperature.
7.3 Test piece machined from samples cut from a casting
If applicable, the manufacturer and the purchaser shall agree on:
the location(s) on a casting where the sample(s) shall be taken;
the mechanical properties that shall be measured;
the values of these mechanical properties (for information, see Annex D).
NOTE 1 The properties of castings may not be uniform, depending on the complexity of the castings and variation in
their section thicknesses.
NOTE 2 Tables 1 to 4 may be used for guidance on the likely mechanical properties of the castings. These properties
may be equal to or lower than those given in Tables 1 to 4. The values given in Tables 1 and 2 pertain mostly to smaller
castings. The values given in Tables 3 and 4 are more relevant to larger castings. Further values for proof stress are given
for guidance in Annex D.
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ISO 1083:2004(E)
7.4 Classification by hardness
The classification by Brinell hardness shall only be specified when agreed between the manufacturer and the
purchaser (see Annex E).
7.5 Graphite structure
The graphite structure shall be mainly of form VI and V in accordance with ISO 945:1975. A more precise
definition may be agreed between the manufacturer and the purchaser.
This structure shall be confirmed either by metallographic examination or by non-destructive methods. In case
of dispute, the result of the microscopic examination shall prevail.
NOTE Annex F gives more information on nodularity.
7.6 Matrix structure
Information on matrix structure is given in Table G.1.
8 Sampling
8.1 General
Samples shall be provided to represent the casting(s) produced.
Samples shall be made from the same material as that used to produce the casting(s) which they represent
(see 8.5).
Several types of sample (separately cast samples, cast-on samples, samples cut from a casting) can be used,
depending on the mass and wall thickness of the casting. When the mass of the casting exceeds 2 000 kg
and its thickness exceeds 200 mm, cast-on samples or samples cut from a casting should be preferably used.
8.2 Separately cast samples
8.2.1 Frequency and number of tests
Samples representative of the material shall be produced at a frequency in accordance with the in-process
quality assurance procedures adopted by the manufacturer.
In the absence of an in-process quality assurance procedure or any other agreement between the
manufacturer and the purchaser, a minimum of one tensile test shall be carried out to confirm the material, at
a frequency to be agreed between the manufacturer and the purchaser by the time of acceptance of the order.
When impact tests are agreed by the time of acceptance of the order, samples shall be produced at a
frequency to be agreed between the manufacturer and the purchaser.
8.2.2 Samples and test pieces
The samples shall be cast separately in sand moulds at the same time as the castings and under
representative manufacturing conditions. The moulds used to cast the separately cast samples shall have
comparable thermal behaviour to the moulding material used to cast the castings.
It is an option of the manufacturer to use an adequate running system which reproduces conditions similar to
those of the castings.
The samples shall meet the requirements of either Figures 1, 2 or 3.
10 © ISO 2004 – All rights reserved
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ISO 1083:2004(E)
The samples shall be removed from the mould at a temperature similar to that of the castings.
If the graphite spheroidizing treatment is carried out in the mould (in-mould method), the samples shall be:
either cast alongside with the castings, with a joint running system or
cast separately using a similar treatment method in the sample mould as the method used to produce the
castings.
The samples shall be given the same heat treatment, if any, as the castings which they represent.
The tensile test piece shown in Figure 4 and, if applicable, the impact test piece shown in Figure 5 shall be
machined from a sample shown in Figures 1 or 2 (hatched part) or from the sample shown in Figure 3. Unless
otherwise agreed, the choice of the option is left to the discretion of the manufacturer.
Dimensions in millimetres
a
d L L
o c
min
5 25 30
7 35 42
10 50 60
b
14 70 84
20 100 120
a
In principle.
b
Preferred dimension.
where
L is the original gauge length ; i.e. L = 5 × d;
o o
d is the diameter of the test piece along the gauge length;
L is the parallel length; L > L (in principle, L − L > d);
c c o c o
L is the total length of the test piece, which depends on L and l .
t c t
NOTE The method of gripping the ends of the test piece, together with their length l , may be agreed between the
t
manufacturer and the purchaser.
Figure 4 — Tensile test piece
© ISO 2004 – All rights reserved 11
---------------------- Page: 16 ----------------------
ISO 1083:2004(E)
Dimensions in millimetres
Figure 5 — Charpy V-notched impact test piece
8.3 Cast-on samples
8.3.1 Frequency and number of tests
Cast-on samples are representative of the castings to which they are attached and also of all other castings of
a similar wall thickness from the same lot, or produced at the same time interval in accordance with the
inprocess quality assurance procedure used by the manufacturer.
In the absence of an in-process quality assurance procedure or any other agreement between the
manufacturer and the purchaser, a minimum of one tensile test shall be carried out to confirm the material, at
a frequency to be agreed between the manufacturer or the purchaser by the time of acceptance of the order.
When impact tests are agreed by the time of acceptance of the order, samples shall be produced at a
frequency to be agreed between th
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 1083
Troisième édition
2004-07-15
Fontes à graphite sphéroïdal —
Classification
Spheroidal graphite cast irons — Classification
Numéro de référence
ISO 1083:2004(F)
©
ISO 2004
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 1083:2004(F)
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Publié en Suisse
ii © ISO 2004 – Tous droits réservés
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ISO 1083:2004(F)
Sommaire Page
Avant-propos. iv
Introduction . v
1 Domaine d'application. 1
2 Références normatives. 1
3 Termes et définitions . 1
4 Désignation. 2
5 Informations à la commande . 2
6 Fabrication. 2
7 Exigences. 2
7.1 Éprouvettes usinées à partir d'échantillons coulés à part . 2
7.2 Éprouvettes usinées à partir d'échantillons attenants aux pièces. 7
7.3 Éprouvettes usinées à partir d'échantillons découpés dans une pièce moulée. 9
7.4 Classification par la dureté . 10
7.5 Forme du graphite. 10
7.6 Structure de la matrice . 10
8 Échantillonnage. 10
8.1 Généralités. 10
8.2 Échantillons coulés à part. 10
8.3 Échantillons attenants. 13
8.4 Échantillons découpés dans une pièce moulée . 15
8.5 Constitution des lots et nombre d'essais. 15
9 Méthodes d'essai. 16
9.1 Essai de traction . 16
9.2 Essai de flexion par choc. 16
9.3 Essai de dureté. 16
10 Contre-essais. 16
10.1 Nécessité de procéder à des contre-essais . 16
10.2 Validité d'un essai. 17
10.3 Résultats d'essai non conformes. 17
10.4 Traitement thermique des échantillons et des pièces moulées . 17
Annexe A (normative) Fonte à graphite sphéroïdal à haute teneur en silicium . 18
Annexe B (normative) Relation entre les valeurs d'allongement obtenues en utilisant une
éprouvette avec L = 5 ×××× d et L = 4 ×××× d. 20
o o
Annexe C (informative) Ténacité. 22
Annexe D (informative) Valeurs-guides de limites conventionnelles d'élasticité à 0,2 % pour les
éprouvettes usinées à partir d'échantillons découpés dans des pièces moulées . 25
Annexe E (normative) Classification en fonction de la dureté . 26
Annexe F (informative) Nodularité (ou taux de graphite sphéroïdal). 29
Annexe G (informative) Informations complémentaires sur les caractéristiques mécaniques et les
propriétés physiques. 30
Bibliographie . 34
© ISO 2004 – Tous droits réservés iii
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ISO 1083:2004(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 1083 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 25, Fontes moulées et fontes brutes, sous-comité
SC 2, Fonte à graphite sphéroïdal, ferritique-perlitique et fonte ausferritique.
Cette troisième édition annule et remplace la deuxième édition (ISO 1083:1987), qui a fait l'objet d'une
révision technique.
iv © ISO 2004 – Tous droits réservés
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ISO 1083:2004(F)
Introduction
Les caractéristiques des fontes à graphite sphéroïdal dépendent de leur structure.
Les caractéristiques mécaniques du matériau peuvent être évaluées sur des éprouvettes usinées, obtenues à
partir
d'échantillons coulés à part,
d'échantillons attenants aux pièces ou au système de remplissage, ci-après désignés échantillons
attenants, ou
d'échantillons découpés dans une pièce moulée (uniquement sur accord entre le fabricant et l'acheteur).
La nuance du matériau est définie d'après les caractéristiques mécaniques mesurées sur des éprouvettes
usinées obtenues à partir d'échantillons coulés à part, attenants ou découpés dans une pièce moulée, par
accord entre l'acheteur et le fabricant.
Si la dureté est une exigence de l'acheteur considérée comme importante pour l'application, l'Annexe E offre
le moyen de déterminer cette caractéristique.
Il est bien connu que les caractéristiques de traction et de dureté des fontes à graphite sphéroïdal sont liées
entre elles. Lorsqu'elles sont considérées par l'acheteur comme importantes pour l'application, les
caractéristiques de traction et de dureté peuvent être spécifiées toutes les deux.
Certaines nuances de matériau peuvent convenir pour des applications sous pression.
Des informations techniques complémentaires sur les fontes à graphite sphéroïdal sont données dans les
Annexes C et G.
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NORME INTERNATIONALE ISO 1083:2004(F)
Fontes à graphite sphéroïdal — Classification
1 Domaine d'application
La présente Norme internationale définit les nuances de fonte à graphite sphéroïdal et les exigences
correspondantes.
La présente Norme internationale spécifie une classification fondée sur les caractéristiques mécaniques
mesurées sur des éprouvettes usinées, élaborées à partir
d'échantillons coulés à part, ou
d'échantillons attenants aux pièces, ou
d'échantillons découpés dans une pièce moulée.
La présente Norme internationale spécifie aussi une classification en fonction de la dureté.
La présente Norme internationale n'est pas applicable aux fontes à graphite sphéroïdal utilisée pour les
tuyaux, les raccords et accessoires qui sont spécifiées conformément à l'ISO 2531 et l'ISO 7186. Elle n'est
pas applicable aux fontes fortement alliées (austénitiques) à graphite sphéroïdal qui sont spécifiées
conformément à l'ISO 2982. La présente Norme internationale n'est pas applicable aux fontes ausferritiques
qui sont spécifiées conformément à l'ISO 17804.
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 148, Acier — Essai de résilience Charpy (entaille en V)
ISO 945:1975, Fonte — Désignation de la microstructure du graphite
ISO 6506-1, Matériaux métalliques — Essai de dureté Brinell — Partie 1: Méthode d'essai
ISO 6892, Matériaux métalliques — Essai de traction à température ambiante
ISO/TR 15931, Système de désignation pour la fonte et la fonte brute
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s'appliquent.
3.1
fonte à graphite sphéroïdal
alliage de fonderie, à base de fer et de carbone, le carbone se présentant principalement sous forme de
particules de graphite sphéroïdales
NOTE La fonte à graphite sphéroïdal est aussi appelée fonte ductile et, moins communément, fonte nodulaire.
© ISO 2004 – Tous droits réservés 1
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ISO 1083:2004(F)
3.2
traitement de sphéroïdisation du graphite
procédé qui fait entrer la fonte liquide en contact avec une substance, pour produire du graphite
essentiellement de forme sphéroïdale (nodules), au cours de la solidification
3.3
épaisseur de paroi déterminante
section de la pièce moulée, convenue entre l'acheteur et le fabricant, pour laquelle les caractéristiques
déterminées doivent s'appliquer
4 Désignation
Le matériau doit être désigné conformément à l’ISO/TR 15931. Les désignations correspondantes sont
données dans les Tableaux 1 à 4.
5 Informations à la commande
Les informations suivantes doivent être fournies par l'acheteur:
a) la désignation complète du matériau;
b) toutes exigences particulières qui doivent faire l'objet d'un accord entre le fabricant et l’acheteur au
moment de l'acceptation de la commande.
6 Fabrication
La technique de fabrication de la fonte à graphite sphéroïdal et sa composition chimique doivent être laissés à
la discrétion du fabricant, qui doit prendre les mesures afin de respecter les exigences de la présente Norme
internationale pour la nuance de matériau spécifiée dans la commande.
NOTE Pour les fontes à graphite sphéroïdal utilisées dans des applications spéciales, la composition chimique et le
traitement thermique peuvent faire l'objet d'un accord entre l'acheteur et le fabricant.
Tous les accords entre le fabricant et l’acheteur doivent être passés au moment de l’acceptation de la
commande.
7 Exigences
7.1 Éprouvettes usinées à partir d'échantillons coulés à part
7.1.1 Généralités
Les caractéristiques mécaniques de la fonte à graphite sphéroïdal doivent suivre les spécifications du
Tableau 1 et, le cas échéant, se conformer aux exigences de 7.1.2 et du Tableau 2.
Les exigences concernant la nuance ISO1083/JS/500-10/S doivent être telles que spécifiées dans l'Annexe A.
2 © ISO 2004 – Tous droits réservés
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ISO 1083:2004(F)
Tableau 1 — Caractéristiques mécaniques mesurées sur des éprouvettes usinées
dans des échantillons coulés à part
Résistance à la Limite conventionnelle Allongement
traction d'élasticité à 0,2 %
Désignation du matériau
R R A
m p0,2
2 2
N/mm N/mm %
min. min. min.
a
ISO1083/JS/350-22-LT/S 350 220 22
b
ISO1083/JS/350-22-RT/S 350 220 22
ISO1083/JS/350-22/S 350 220 22
a
ISO1083/JS/400-18-LT/S 400 240 18
b
ISO1083/JS/400-18-RT/S 400 250 18
ISO1083/JS/400-18/S 400 250 18
ISO1083/JS/400-15/S 400 250 15
ISO1083/JS/450-10/S 450 310 10
ISO1083/JS/500-7/S 500 320 7
ISO1083/JS/550-5/S 550 350 5
ISO1083/JS/600-3/S 600 370 3
ISO1083/JS/700-2/S 700 420 2
ISO1083/JS/800-2/S 800 480 2
ISO1083/JS/900-2/S 900 600 2
NOTE 1 Les valeurs données pour ces matériaux s'appliquent aux pièces moulées obtenues à partir de moules en
sable ayant un comportement thermique comparable. Selon dérogation à convenir à la commande, elles peuvent
s'appliquer à des pièces moulées obtenues par d'autres méthodes.
NOTE 2 Quelle que soit la méthode utilisée pour obtenir les pièces moulées, les nuances sont basées sur les
caractéristiques mécaniques mesurées sur des éprouvettes usinées à partir d'échantillons coulés à part, dans un moule
en sable ou tout autre type de moule ayant un comportement thermique comparable.
NOTE 3 Les caractéristiques mécaniques des matériaux se réfèrent à des échantillons coulés à part conformes aux
Figures 1, 2 ou 3.
NOTE 4 Les valeurs d'allongement sont déterminées avec L = 5 d. Pour les autres longueurs entre repères, voir 9.1
o
et Annexe B.
2
NOTE 5 1 N/mm = 1 MPa
a
LT pour basse température (− 20 °C ou − 40 °C).
b
RT pour température ambiante (23 °C).
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ISO 1083:2004(F)
7.1.2 Essai de flexion par choc
Les valeurs d'énergie de choc données dans le Tableau 2, pour les applications à basse température et à
température ambiante, le cas échéant, ne doivent être déterminées que si cela a été spécifié par l'acheteur au
moment de l'acceptation de la commande.
Tableau 2 — Valeurs minimales d'énergie absorbée à l'essai de flexion par choc sur des éprouvettes
à entaille en V, usinées à partir d'échantillons coulés à part
Valeurs minimales d'énergie de choc
J
Température ambiante Basse température Basse température
Désignation du matériau
(23 ± 5) °C (− 20 ± 2) °C (− 40 ± 2) °C
Valeur Valeur Valeur Valeur Valeur Valeur
moyenne individuelle moyenne individuelle moyenne individuelle
à partir à partir à partir
de 3 essais de 3 essais de 3 essais
a
ISO1083/JS/350-22-LT/S — — — — 12 9
b
ISO1083/JS/350-22-RT/S 17 14 — — — —
a
ISO1083/JS/400-18-LT/S — — 12 9 — —
b
ISO1083/JS/400-18-RT/S 14 11 — — — —
NOTE 1 Les valeurs d'énergie de choc pour ces matériaux s'appliquent à des pièces moulées obtenues à partir de moules en sable
ayant un comportement thermique comparable. Suivant dérogation à convenir à la commande, elles peuvent s'appliquer à des pièces
moulées obtenues par d'autres méthodes.
NOTE 2 Quelle que soit la méthode utilisée pour obtenir les pièces moulées, les nuances sont basées sur les caractéristiques
mécaniques mesurées sur des éprouvettes usinées à partir d'échantillons coulés à part, dans un moule en sable ou tout autre type de
moule ayant un comportement thermique comparable.
NOTE 3 Ces nuances de matériau peuvent convenir pour des applications sous pression. (Pour la ténacité à la rupture, voir
Annexe C.)
a
LT pour basse température.
b
RT pour température ambiante.
4 © ISO 2004 – Tous droits réservés
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ISO 1083:2004(F)
Types I, IIa, III et IV Type IIb
Dimensions en millimètres
Type
Dimension
I IIa IIb III IV
u 12,5 25 25 50 75
v 40 55 90 90 125
x 30 40 40 à 50 60 65
a
y 80 100 100 150 165
b
z Fonction de la longueur de l'éprouvette
a
Uniquement à titre d'information.
b
z doit être choisi pour permettre l'usinage d'une éprouvette aux dimensions de la Figure 4 à
partir de l'échantillon.
L'épaisseur du moule en sable entourant les éprouvettes doit être la suivante:
40 mm minimum pour les types I, IIa et IIb;
80 mm minimum pour les types III et IV.
NOTE Pour la fabrication de pièces moulées de faible épaisseur ou de pièces moulées en coquille, les
caractéristiques de traction peuvent, par accord entre le fabricant et l'acheteur, être déterminées sur des éprouvettes
provenant d'échantillons d'une épaisseur, u, inférieure à 12,5 mm.
Figure 1 — Échantillons coulés à part (option 1)
© ISO 2004 – Tous droits réservés 5
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ISO 1083:2004(F)
Dimensions en millimètres
Type
Dimension
I II III IV
u 12,5 25 50 75
v 40 55 100 125
x 25 40 50 65
a
y 135 140 150 175
b
z Fonction de la longueur de l'éprouvette
a
Uniquement à titre d'information.
b
z doit être choisi pour permettre l'usinage d'une éprouvette aux dimensions de
la Figure 4 à partir de l'échantillon.
L'épaisseur du moule en sable entourant les éprouvettes doit être la suivante:
40 mm minimum pour les types I et II;
80 mm minimum pour les types III et IV.
NOTE Pour la fabrication de pièces moulées de faible épaisseur ou de pièces moulées en coquille, les
caractéristiques de traction peuvent, par accord entre le fabricant et l'acheteur, être déterminées sur des éprouvettes
provenant d'échantillons d'une épaisseur, u, inférieure à 12,5 mm.
Figure 2 — Échantillons coulés à part (option 2)
6 © ISO 2004 – Tous droits réservés
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ISO 1083:2004(F)
Dimensions en millimètres
a) Échantillon – Longueur minimale de l'échantillon L = 150 mm
b) Représentation schématique d'un type de moule (échantillon Lynchburg) donné à titre d'exemple
Figure 3 — Échantillons coulés à part (option 3)
7.2 Éprouvettes usinées à partir d'échantillons attenants aux pièces
7.2.1 Généralités
Les caractéristiques mécaniques des éprouvettes en fonte à graphite sphéroïdal doivent être telles que
spécifiées dans le Tableau 3 et, le cas échéant, se conformer aux exigences de 7.2.2 et du Tableau 4.
Les exigences concernant la nuance ISO1083/JS/500-10/U doivent être telles que spécifiées dans l'Annexe A.
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ISO 1083:2004(F)
Tableau 3 — Caractéristiques mécaniques mesurées sur des éprouvettes usinées
à partir d'échantillons attenants aux pièces
Désignation du matériau Épaisseur de paroi Résistance à la Limite conventionnelle Allongement
déterminante traction d'élasticité à 0,2 %
t R R A
m p0,2
2 2
mm N/mm N/mm %
min. min. min.
t u 30 350 220 22
a
ISO1083/JS/350-22-LT/U 30 < t u 60 330 210 18
60 < t u 200 320 200 15
t u 30 350 220 22
b
ISO1083/JS/350-22-RT/U 30 < t u 60 330 220 18
60 < t u 200 320 210 15
t u 30 350 220 22
ISO1083/JS/350-22/U 30 < t u 60 330 220 18
60 < t u 200 320 210 15
t u 30 380 240 18
a
ISO1083/JS/400-18-LT/U 30 < t u 60 370 230 15
60 < t u 200 360 220 12
t u 30 400 250 18
b
ISO1083/JS/400-18-RT/U 30 < t u 60 390 250 15
60 < t u 200 370 240 12
t u 30 400 250 18
ISO1083/JS/400-18/U 30 < t u 60 390 250 15
60 < t u 200 370 240 12
t u 30 400 250 15
ISO1083/JS/400-15/U 30 < t u 60 390 250 14
60 < t u 200 370 240 11
t u 30 450 310 10
ISO1083/JS/450-10/U 30 < t u 60 à convenir entre le fabricant et l'acheteur
60 < t u 200 à convenir entre le fabricant et l'acheteur
t u 30 500 320 7
ISO1083/JS/500-7/U 30 < t u 60 450 300 7
60 < t u 200 420 290 5
t u 30 550 350 5
ISO1083/JS/550-5/U 30 < t u 60 520 330 4
60 < t u 200 500 320 3
t u 30 600 370 3
ISO1083/JS/600-3/U 30 < t u 60 600 360 2
60 < t u 200 550 340 1
t u 30 700 420 2
ISO1083/JS/700-2/U 30 < t u 60 700 400 2
60 < t u 200 650 380 1
t u 30 800 480 2
ISO1083/JS/800-2/U 30 < t u 60 à convenir entre le fabricant et l'acheteur
60 < t u 200 à convenir entre le fabricant et l'acheteur
t u 30 900 600 2
ISO1083/JS/900-2/U 30 < t u 60 à convenir entre le fabricant et l'acheteur
60 < t u 200 à convenir entre le fabricant et l'acheteur
NOTE 1 Les caractéristiques mécaniques des éprouvettes usinées dans des échantillons attenants aux pièces ne peuvent être le
reflet exact de celles de la pièce moulée, mais elles peuvent constituer une meilleure approximation que celles obtenues à partir d'un
échantillon coulé à part. D'autres valeurs de limite conventionnelle d'élasticité sont données dans l'Annexe D à titre indicatif.
NOTE 2 Les valeurs d'allongement sont déterminées avec L = 5 d. Pour les autres longueurs entre repères, voir 9.1 et Annexe B.
o
2
NOTE 3 1 N/mm = 1 MPa.
a
LT pour basse température.
b
RT pour température ambiante.
8 © ISO 2004 – Tous droits réservés
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ISO 1083:2004(F)
7.2.2 Essai de flexion par choc
Les valeurs d'énergie absorbées à l'essai de flexion par choc spécifiées dans le Tableau 4, pour les
applications à basse température et à température ambiante, le cas échéant, ne doivent être déterminées que
si cela a été spécifié par l'acheteur au moment de l'acceptation de la commande.
Tableau 4 — Valeurs minimales d'énergie absorbée à l'essai de flexion par choc sur des éprouvettes
à entaille en V usinées à partir d'échantillons attenants aux pièces
Épaisseur de Valeurs minimales d'énergie de choc
paroi
J
déterminante
Température ambiante Basse température Basse température
Désignation du
(23 ± 5) °C (− 20 ± 2) °C (− 40 ± 2) °C
matériau
t Valeur Valeur Valeur Valeur Valeur Valeur
moyenne individuelle moyenne individuelle moyenne individuelle
mm
à partir de à partir de à partir de
3 essais 3 essais 3 essais
t u 60 — — — — 12 9
a
ISO1083/JS/350-22-LT/U
60 < t u 200 — — — — 10 7
t u 60 17 14 — — — —
b
ISO1083/JS/350-22-RT/U
15 12 — — — —
60 < t u 200
30 < t u 60 — — 12 9 — —
a
ISO1083/JS/400-18-LT/U
60 < t u 200 — — 10 7 — —
30 < t u 60 14 11 — — — —
b
ISO1083/JS/400-18-RT/U
60 < t u 200 12 9 — — — —
NOTE 1 Les valeurs d'énergie de choc pour ces matériaux s'appliquent normalement aux pièces moulées ayant une épaisseur de
paroi déterminante comprise dans l'intervalle de 30 mm à 200 mm et/ou ayant une masse supérieure à 2 000 kg.
NOTE 2 Les caractéristiques mécaniques d'une éprouvette usinée à partir d'échantillons attenants aux pièces ne peuvent être le
reflet exact de celles de la pièce moulée, mais elles peuvent constituer une meilleure approximation que celles obtenues à partir d'un
échantillon coulé à part.
NOTE 3 Ces nuances de matériau peuvent convenir pour des applications sous pression. (Pour la ténacité à la rupture, voir
Annexe C.)
a
LT pour basse température.
b
RT pour température ambiante.
7.3 Éprouvettes usinées à partir d'échantillons découpés dans une pièce moulée
Le cas échéant, le fabricant et l'acheteur doivent se mettre d'accord sur les aspects suivants:
l'(les) emplacement(s), sur une pièce moulée, où l'(les) échantillon(s) doit (doivent) être prélevé(s);
les caractéristiques mécaniques qui doivent être mesurées;
les valeurs de ces caractéristiques mécaniques (pour information, voir Annexe D).
NOTE 1 Les caractéristiques des pièces moulées ne sont pas uniformes, du fait de la complexité de leurs formes et de
leurs différentes épaisseurs.
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ISO 1083:2004(F)
NOTE 2 Les Tableaux 1 à 4 peuvent apporter des indications sur les caractéristiques mécaniques probables des
pièces moulées. Ces caractéristiques peuvent être soit égales, soit inférieures à celles données dans les Tableaux 1 à 4.
Les valeurs données dans les Tableaux 1 et 2 concernent plutôt des pièces moulées de petite taille. Les valeurs données
dans les Tableaux 3 et 4 concernent plutôt des pièces moulées de grande taille. Des valeurs additionnelles de la limite
conventionnelle d'élasticité sont données dans l'Annexe D, à titre indicatif.
7.4 Classification par la dureté
La classification par la dureté Brinell ne doit être spécifiée que si cela est convenu entre le fabricant et
l'acheteur (voir Annexe E).
7.5 Forme du graphite
La forme du graphite doit être essentiellement de forme VI et V, conformément à l'ISO 945:1975. L'acheteur
et le fabricant peuvent convenir d'une définition plus précise.
La forme du graphite doit être confirmée soit par examen métallographique, soit par des méthodes non
destructives. En cas de contestation, c'est le résultat de l'examen microscopique qui doit prévaloir.
NOTE L'Annexe F donne de plus amples informations sur la nodularité.
7.6 Structure de la matrice
Des informations sur la structure de la matrice sont données dans le Tableau G.1.
8 Échantillonnage
8.1 Généralités
Des échantillons doivent être fournis pour représenter la (les) pièce(s) produite(s).
Les échantillons doivent être constitués du même matériau que la (les) pièce(s) qu'ils représentent (voir 8.5).
Plusieurs types d'échantillons (échantillons coulés à part, échantillons attenants ou échantillons découpés
dans la pièce moulée) peuvent être utilisés, en fonction de la masse et de l'épaisseur de paroi de la pièce
moulée. Lorsque la masse de la pièce moulée dépasse 2 000 kg, et son épaisseur de paroi dépasse 200 mm,
il est préférable d'utiliser des échantillons attenants ou découpés dans la pièce.
8.2 Échantillons coulés à part
8.2.1 Fréquence et nombre d'essais
Des échantillons représentatifs du matériau doivent être produits à une fréquence conforme aux procédures
d'assurance qualité en cours utilisées par le fabricant.
En l'absence d'une procédure d'assurance qualité en cours ou de tout autre accord entre le fabricant et
l'acheteur, un essai de traction, au minimum, doit être effectué pour confirmer le matériau à une fréquence qui
doit avoir été convenue par accord entre l'acheteur et le fabricant au moment de l'acceptation de la
commande.
Quand il a été convenu au moment de l'acceptation de la commande de faire des essais de flexion par choc,
des échantillons doivent être produits à une fréquence à convenir entre le fabricant et l'acheteur.
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8.2.2 Échantillons et éprouvettes
Les
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