ISO 15324:2000
(Main)Corrosion of metals and alloys — Evaluation of stress corrosion cracking by the drop evaporation test
Corrosion of metals and alloys — Evaluation of stress corrosion cracking by the drop evaporation test
1.1 This International Standard specifies the procedure for determining the relative resistance of stainless steels and nickel-base alloys to stress corrosion cracking in a sodium chloride drop evaporation system. 1.2 The method results in a threshold stress to fracture, the magnitude of which can be used to rank the relative performance of different alloys for this environment.
Corrosion des métaux et alliages — Évaluation de la résistance à la fissuration par corrosion sous contrainte par essai d'évaporation goutte à goutte
1.1 La présente Norme internationale spécifie le mode opératoire permettant de déterminer la résistance relative des aciers inoxydables et des alliages à base de nickel à la fissuration par corrosion sous contrainte dans un système d'évaporation goutte à goutte de chlorure de sodium. 1.2 La méthode conduit à la détermination d'un seuil de contrainte à rupture dont la valeur peut être utilisée pour classer le comportement relatif de différents alliages dans cet environnement.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 15324
First edition
2000-12-01
Corrosion of metals and alloys —
Evaluation of stress corrosion cracking by
the drop evaporation test
Corrosion des métaux et alliages — Évaluation de la résistance à la
fissuration par corrosion sous contrainte par essai d'évaporation goutte à
goutte
Reference number
ISO 15324:2000(E)
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ISO 15324:2000(E)
Foreword
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member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO technical com-
mittees. 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 liai-
son 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 3.
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 International Standard may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
International Standard ISO 15324 was prepared by Technical Committee ISO/TC 156, Corrosion of metals and al-
loys.
Annexes A, B and C of this International Standard are for information only.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 15324:2000(E)
Corrosion of metals and alloys — Evaluation of stress corrosion
cracking by the drop evaporation test
1 Scope
1.1 This International Standard specifies the procedure for determining the relative resistance of stainless steels
and nickel-base alloys to stress corrosion cracking in a sodium chloride drop evaporation system.
1.2 The method results in a threshold stress to fracture, the magnitude of which can be used to rank the relative
performance of different alloys for this environment.
2 Normative references
The following normative documents contain provisions which, through reference in this text, constitute provisions of
this International Standard. For dated references, subsequent amendments to, or revisions of, any of these publica-
tions do not apply. However, parties to agreements based on this International Standard are encouraged to investi-
gate the possibility of applying the most recent editions of the normative documents indicated below. For undated
references, the latest edition of the normative document referred to applies. Members of ISO and IEC maintain reg-
isters of currently valid International Standards.
ISO 3696:1987, Water for analytical laboratory use — Specification and test methods.
ISO 4287:1997, Geometrical Product Specifications (GPS) — Surface texture: Profile method — Terms, definitions
and surface texture parameters.
ISO 4288:1996, Geometrical Product Specifications (GPS) — Surface texture: Profile method — Rules and proce-
dures for the assessment of surface texture.
ISO 7539-1:1987, Corrosion of metals and alloys — Stress corrosion testing — Part 1: General guidance on testing
procedures.
3 Terms and definitions
For the purposes of this International Standard, the following terms and definitions apply.
3.1
threshold stress
stress below which no fracture in 500 h is observed (see also 8.8)
3.2
time-to-fracture
elapsed time from start of test until fracture of the specimen
4 Principle
4.1 A dilute salt solution is dripped on to a heated tensile specimen of the material under test which is held horizon-
tally and subjected to a uniaxial load.
4.2 Tests are carried out at different applied stresses and the time to specimen fracture is recorded. A threshold
stress is defined based on the principle of no observed fracture in 500 h.
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4.3 The elevated temperatures, wetting and drying process and associated concentration of salt with the drop
evaporation process represent a potentially severe environmental condition which could induce stress corrosion
cracking in some alloys. As such, it represents a severe test for alloy performance.
4.4 Evaporation of salt solutions leading to salt concentration at elevated temperature is not uncommon in service
and can arise, e.g., in sea water spray situations or as a result of solution leaks dropping on to hot surfaces. However,
the variability of service conditions means that this method is suitable only as a method of ranking performance,
based on the magnitude of the threshold stress, and not as an acceptance test for service application.
5 Apparatus
5.1 System for applying a constant load to a specimen held in a horizontal configuration.
5.2 Equipment for applying an alternating or direct current of up to about thirty amperes current to the
specimen at a voltage of two volts or less.
NOTE The current required will depend on the dimensions of the specimen and the properties of the material.
5.3 A reservoir, (typically 20 l) for the sodium chloride solution connected to a vertical glass tube with internal and
external diameters approximately 0,4 mm and 4 mm respectively. The bottom of the glass tube is held at a distance
10 mm
of approximately above the centre of the specimen (see Figure 1).
Key
1 0,1 mol/l sodium chloride
2 Plastic shield to protect electrical connections
3 A.C. or D.C. electrical supply
4 Vessel to collect solution
a
Direction of applied load (force).
Figure 1 — Schematic arrangement for drop evaporation tests
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The system shall be capable of delivering a controlled flow of solution of 10 drops/min (� 10 %) (see annex A). The
composition of the solution in the reservoir shall be maintained constant.
5.4 A suitable calibrated device for measuring the surface temperature of the specimen. Surface tempera-
ture measurement is important because of the need to ensure that the method of measurement itself does not affect
the temperature. Applicable methods are described in annex B.
5.5 A device for detecting specimen fracture and recording the time to fracture. A microswitch attached to the
specimen mounting and associated with an electric timer is suitable.
5.6 Some degree of containment of the test system, to limit the possibility of fluctuations in temperature due to
air currents, as necessary.
6Testspecimen
6.1 The specimens shall be tensile specimens with a circular cross section in the gauge length.
6.2 The specimens shall be prepared from thick sheet, plate, bar, strip or tube.
6.3 The specimens shall be cut such that the longitudinal direction of the specimen is parallel to the rolling direction
of the original processed material.
6.4 The specimen shall have a gauge length of 10 mm and a gauge diameter of 1,8 mm. The gauge length should
be faired into the grip section with suitable gradual radii. The dimensions of the main body of the specimen affect heat
transfer and the currents required.
NOTE A diameter of or a square cross section is effective. The overall length of the specimen should be about
5mm 2mm
100 mm.
6.5 The specimen shall be produced to a fine ground finish (Ra < 1m) preferably by grinding in the longitudinal
direction as any grinding flaws are then parallel to the stress axis. The surface texture can be measured in accord-
ance with ISO 4287 or ISO 4288 by conventional stylus or laser profilometry. The texture should be measured along
the longitudinal axis and the process repeated a number of times (typically about six) after rotating the specimen. It
should be emphasised that theRa value, although most commonly quoted is not necessarily the critical parameter
with respect to stress corrosion cracking and can be useful in evaluating and reporting other measures of surface tex-
ture as discussed in annex C.
NOTE Residual stresses and strain-hardened layers can have an influence on stress corrosion cracking. The effect can be sig-
nificant when test specimens are removed from material in which complete stress relief is impractical, such as weldments, as-
quenched materials and complex forged or extruded shapes. In addition, near-surface residual stresses can be introduced during
machining and surface grinding and these processes should be undertaken in such a way as to minimize the generation of resid-
ual stress. In some cases, relief of surface residual stress may be undertaken provided that this does not lead to a change in
microstructure. The surface cold worked layer induced by the grinding process may also be removed by electrolytic polish
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 15324
Première édition
2000-12-01
Corrosion des métaux et alliages —
Évaluation de la résistance à la fissuration
par corrosion sous contrainte par essai
d'évaporation goutte à goutte
Corrosion of metals and alloys — Evaluation of stress corrosion cracking by
the drop evaporation test
Numéro de référence
ISO 15324:2000(F)
© ISO 2000
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ISO 15324:2000(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de norma-
lisation (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 interna-
tionale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI, Partie 3.
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 de la présente Norme internationale 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.
La Norme internationale ISO 15324 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 156, Corrosion des métaux et al-
liages.
Les annexes A, B et C de la présente Norme internationale sont données uniquement à titre d'information.
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NORME INTERNATIONALE ISO 15324:2000(F)
Corrosion des métaux et alliages — Évaluation de la résistance à la
fissuration par corrosion sous contrainte par essai d'évaporation
goutte à goutte
1 Domaine d'application
1.1 La présente Norme internationale spécifie le mode opératoire permettant de déterminer la résistance relative
des aciers inoxydables et des alliages à base de nickel à la fissuration par corrosion sous contrainte dans un systè-
me d'évaporation goutte à goutte de chlorure de sodium.
1.2 La méthode conduit à la détermination d'un seuil de contrainte à rupture dont la valeur peut être utilisée pour
classer le comportement relatif de différents alliages dans cet environnement.
2 Références normatives
Les documents normatifs suivants contiennent des dispositions qui, par suite de la référence qui y est faite, consti-
tuent des dispositions valables pour la présente Norme internationale. Pour les références datées, les amendements
ultérieurs ou les révisions de ces publications ne s'appliquent pas. Toutefois, les parties prenantes aux accords fon-
dés sur la présente Norme internationale sont invitées à rechercher la possibilité d'appliquer les éditions les plus ré-
centes des documents normatifs indiqués ci-après. Pour les références non datées, la dernière édition du document
normatif en référence s'applique. Les membres de l'ISO et de la CEI possèdent le registre des Normes internationa-
les en vigueur.
ISO 3696:1987, Eau pour laboratoire à usage analytique — Spécification et méthodes d'essai.
ISO 4287:1997, Spécification géométrique des produits (GPS) — État de surface: Méthode du profil — Termes, dé-
finitions et paramètres d'état de surface.
ISO 4288:1996, Spécification géométrique des produits (GPS) — État de surface: Méthode du profil — Règles et
procédures pour l'évaluation de l'état de surface.
ISO 7539-1:1987, Corrosion des métaux et alliages — Essais de corrosion sous contrainte — Partie 1: Guide géné-
ral des méthodes d'essai.
3 Termes et définitions
Pour les besoins de la présente Norme internationale, les termes et définitions suivants s'appliquent.
3.1
contrainte seuil
contrainte en dessous de laquelle aucune rupture n'est observée après 500 h (voir aussi 8.8)
3.2
temps à rupture
temps écoulé entre le début de l'essai et la rupture de l'éprouvette
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ISO 15324:2000(F)
4Principe
4.1 Une solution saline diluée est versée goutte à goutte sur une éprouvette de traction du matériau soumis à l’es-
sai, laquelle est chauffée, maintenue en position horizontale et soumise à une charge uniaxiale.
4.2 Les essais sont effectués à différents niveaux de contraintes appliquées et le temps à rupture de l’éprouvette
est enregistré. Une contrainte seuil est définie, basée sur le principe de non rupture après 500 h.
4.3 Les températures élevées, le processus de mouillage et de séchage et la concentration saline associée au pro-
cessus d'évaporation goutte à goutte constituent des conditions d'environnement potentiellement sévères pouvant
induire une fissuration par corrosion sous contrainte dans certains alliages. Ceci représente donc un essai sévère du
comportement de l'alliage.
4.4 L'évaporation de solutions salines entraînant une concentration de sel à température élevée n'est pas rare
dans les conditions de service et peut, par exemple, survenir dans le cas de projections d'eau de mer ou de fuites de
solution tombant goutte à goutte sur des surfaces chaudes. Cependant, la variabilité des conditions de service rend
cette méthode utilisable seulement en tant que méthode de classement du comportement basée sur la valeur de la
contrainte seuil et non comme essai de réception pour une application en service.
5 Appareillage
5.1 Système permettant d'appliquer une charge constante à une éprouvette maintenue dans une position
horizontale.
5.2 Dispositif permettant d'appliquer à l'éprouvette un courant alternatif ou continu d'intensité allant jus-
qu'à environ 30 A, sous une tension de 2 V ou moins.
NOTE L'intensité nécessaire dépend des dimensions de l'éprouvette et des propriétés du matériau.
20 l
5.3 Réservoir, (généralement ) contenant la solution de chlorure de sodium, relié à un tube vertical en verre
d'un diamètre intérieur d'environ 0,4 mm et d'un diamètre extérieur d'environ 4,0 mm. Le bas du tube en verre est
maintenu à une distance d'environ 10 mm au-dessus du centre de l'éprouvette (voir Figure 1). Le système doit être
capable de fournir un débit régulé de solution de 10 gouttes/min (� 10 %) (voir annexe A). La composition de la so-
lution contenue dans le réservoir doit être maintenue constante.
5.4 Dispositif étalonné approprié permettant de mesurer la température de surface de l'éprouvette. Mesurer
la température de surface n'est pas sans importance, car il est nécessaire de s'assurer que la méthode de mesure
elle-même ne perturbe pas la température. Les méthodes applicables sont décrites à l'annexe B.
5.5 Dispositif permettant de détecter la rupture de l'éprouvette et d'enregistrer le temps à rupture.Unmicro-
contact placé sur le montage de l'éprouvette et associé à un chronomètre électrique est approprié.
5.6 Un certain niveau de confinement du système d'essai, pour limiter les éventuelles fluctuations de tempéra-
ture dues aux courants d'air, le cas échéant.m
6 Éprouvettes
6.1 Les éprouvettes doivent être des éprouvettes de traction de section transversale circulaire dans la longueur
utile.
6.2 Les éprouvettes doivent être façonnées dans une tôle épaisse, d'une plaque, d'une barre, d'une bande ou d'un
tube.
6.3 Les éprouvettes doivent être découpées de sorte que leur axe longitudinal soit parallèle au sens de laminage
du matériau d'origine.
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Légende
1 Solution de NaCl à 0,1 mol/l
2 Écran en plastique permettant de protéger les connexions électriques
3 Alimentation en courant alternatif ou continu
4 Récipient destiné à récupérer la solution
a
Sens de la charge (force) appliquée.
Figure 1 — Schéma de dispositif pour essai d'évaporation goutte à goutte
6.4 L'éprouvette doit avoir une longueur entre repères de 10 mm et d'un diamètre de 1,8 mm. Le congé de raccor-
dement entre la zone utile et la zone de serrage doit avoir un rayon de courbure graduel approprié. Les dimensions
du corps principal de l'éprouvette ont une influence sur les transferts de chaleur et les intensités de courant requis.
5mm 2mm
NOTE Un diamètre de ou une section transversale carrée de de côté est efficace. Il convient que la longueur totale
de l'éprouvette soit de 100 mm environ.
6.5 L'éprouvette doit avoir un état de surface standard (Ra< 1m), et pour ce faire, il est préférable de la polir
dans le sens longitudinal, tout défaut de polissage se trouvant alors parallèle à l'axe sous contrainte. L'état de surfa-
ce peut être mesuré conformément à l’ISO 4287 ou à l’ISO 4288 à l'aide d'un palpeur classique ou par profilométrie
laser. Il convient de mesurer l'état le long de l'axe longitudinal et de répéter le procédé un certain nombre de fois
(d'habitude, environ six fois), après rotation de l'éprouvette. Il convient de souligner que la valeurRa, bien qu'étant
la valeur la plus communément citée, n'est pas nécessairement le paramètre critique en matière de fissuration par
corrosion sous contrainte (voir annexe C) et il est peut-être utile d’ajouter une valeur lors de l’évaluation et du report
d’autres mesures de la texture de surface, comme indiqué en annexe C.
NOTE Les contraintes résiduelles et les couches écrouies peuvent avoir une influence sur la fissuration par corrosion sous con-
trainte. Cet effet peut être significatif lorsque les éprouvettes sont prélevées dans des matériaux comme les ensembles soudés,
les matériaux trempés ou les formes extrudées ou forgées complexes dans lesquels une relaxation complète des contraintes est
peu réaliste. De plus, l'usinage ou le polissage en surface peuvent engendrer sous la surface des contraintes résiduelles qu'il con-
vient de réduire le plus possible. Dans certains cas, la relaxation des contraintes résiduelles de surface peut être entreprise à con-
dition que cela ne conduise pas à un changement dans la microstructure. Un polissage électrolytique de l'éprouvette peut
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Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.