ISO 23669:2022

NORME ISO
INTERNATIONALE 23669
Première édition
2022-11
Corrosion des métaux et alliages —
Exigences pour les essais de corrosion
localisée et de fissuration assistée par
l’environnement sur les métaux et
alliages de fabrication additive
Corrosion of metals and alloys — Requirements for localised
corrosion and environmentally assisted cracking testing of additively
manufactured metals and alloys
Numéro de référence
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Publié en Suisse
ii
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives .1
3 Termes et définitions . 1
4 Caractérisation du matériau .2
5 Propriétés en traction .3
6 Essai de corrosion localisée .3
7 Essai de fissuration assistée par l’environnement . 4
8 Rapport d’essai . 5
Bibliographie . 7
iii
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 (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier, de prendre note des différents
critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a
été rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir
www.iso.org/directives).
L'attention est attirée 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. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l'élaboration du document sont indiqués dans l'Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l'ISO (voir www.iso.org/brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion
de l'ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir www.iso.org/avant-propos.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 156, Corrosion des métaux et alliages.
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes
se trouve à l’adresse www.iso.org/fr/members.html.
iv
Introduction
La fabrication additive (FA) permet de générer de façon rapide et délocalisée des produits finis, souvent
de formes complexes, sans recourir à un usinage important, avec l’objectif de réduire les coûts, la durée
et les déchets. Dans le cas des métaux, les produits de FA peuvent être élaborés grâce à des procédés
basés ou non sur la fusion de matière – cette dernière démarche est cependant plus rarement utilisée.
Les méthodes de fabrication additive à base de fusion les plus employées sont la fusion sur lit de poudre,
la fusion par projection de poudre et le dépôt de fil fondu, en fonction des dimensions, de la vitesse et
de la complexité requises. La fusion sur lit de poudre tend à être utilisée pour des produits relativement
petits de forme complexe, et implique d’étaler la poudre sur le lit de poudre et de la fondre à la forme
requise au moyen d’un faisceau laser programmé (sous atmosphère inerte – par exemple d’argon ou
d’azote) ou d’un faisceau d’électrons (sous vide). La couche de poudre suivante est uniformément
répartie sur le lit de poudre, et le procédé est répété jusqu’à construire l’intégralité de la pièce. La fusion
par projection de poudre consiste à projeter de la poudre à travers une buse sur la surface à construire,
sous atmosphère inerte. Le faisceau crée un bain de fusion dans lequel la poudre est projetée, et les
étapes sont répétées couche après couche jusqu’à obtenir la forme désirée. Avec la fusion par dépôt de
fil, la matière est apportée sous forme de fil, mais la source d’énergie peut être un faisceau d’électrons,
un faisceau laser ou un arc plasma, sous atmosphère inerte ou sous vide, selon le cas. Initialement, un
seul cordon de matériau est déposé et la pièce est ensuite construite par passes successives d’apport de
matériau. Les systèmes à dépôt de fil sont utilisés lorsque la construction de gros volumes est souhaitée.
Lors de l’utilisation des produits ainsi obtenus, il est important de bien prendre en compte leurs
potentielles spécificités qui sont de potentielles difficultés, dont une microstructure non homogène
avec gradients, la distribution microstructurale de la taille des grains/dendrites, la distribution des
phases, la forte texture cristallographique, les ségrégations chimiques, l’existence de contraintes
résiduelles, leur état de surface, la présence de fissures de retrait et de porosités, et les propriétés
mécaniques anisotropes. Certaines de ces caractéristiques affectent la résistance à la corrosion et
[1]
à la fissuration assistée par l’environnement (voir la référence ), ainsi que la façon de l’évaluer.
Généralement, des traitements thermiques sont appliqués après la fabrication afin d’homogénéiser le
matériau. Ils permettent de réduire l’impact sur cette résistance dans certains cas. En outre, le degré
selon lequel les facteurs cités ci-dessus affectent les propriétés dépend fortement du procédé de FA
utilisé et des paramètres de procédé adoptés, ainsi que de l’expertise et de l’expérience de l’opérateur.
La variabilité en qualité des produits finis devrait diminuer progressivement avec le gain en maturité
de ces technologies.
v
NORME INTERNATIONALE ISO 23669:2022(F)
Corrosion des métaux et alliages — Exigences pour les
essais de corrosion localisée et de fissuration assistée par
l’environnement sur les métaux et alliages de fabrication
additive
1 Domaine d’application
Le présent document établit les exigences pour concevoir des essais et des éprouvettes et réaliser des
essais afin d’évaluer la sensibilité des métaux et alliages de fabrication additive à la corrosion localisée
et à la fissuration assistée par l’environnement en solutions aqueuses.
2 Références normatives
Les documents suivants cités dans le texte constituent, pour tout ou partie de leur contenu, des
exigences 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 6892-1, Matériaux métalliques — Essai de traction — Partie 1: Méthode d'essai à température ambiante
ISO 6892-2, Matériaux métalliques — Essai de traction — Partie 2: Méthode d'essai à température élevée
ISO 7539-1, Corrosion des métaux et alliages — Essais de corrosion sous contrainte — Partie 1: Lignes
directrices générales relatives aux méthodes d'essai
ISO 7539-6, 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
ISO 8044, Corrosion des métaux et alliages — Vocabulaire
ISO 15158, Corrosion des métaux et alliages — Méthode de mesure du potentiel de piqûre des aciers
inoxydables par contrôle potentiodynamique en solution de chlorure de sodium
ISO/ASTM 52900, Fabrication additive — Principes généraux — Fondamentaux et vocabulaire
ISO/ASTM 52921, Terminologie normalisée pour la fabrication additive — Systèmes de coordonnées et
méthodes d’essai
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et les définitions de ISO 7539-1, ISO 7539-6, ISO 8044,
ISO/ASTM 52900 ainsi que les suivants s’appliquent.
L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes:
— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse https:// www .electropedia .org/
3.1
fabrication additive
FA
procédé d’assemblage de matériaux pour fabriquer des pièces à partir des données d’un modèle 3D, en
général couche après couche, à l’inverse des méthodologies d’élaboration soustractive ou de fabrication
avec mise en forme
3.2
produit fini
produit ayant subi toutes les phases de la fabrication, conformément aux spécifications nominales
3.3
coupon
pièce obtenue d’après les mêmes spécifications nominales que le produit/composant, choisie pour avoir
les mêmes caractéristiques et propriétés que le produit/composant, et prévue pour servir de base
aux essais, soit directement, soit après usinage jusqu’à la configuration d’éprouvette désirée, telle que
spécifiée dans la norme d’essai appropriée
4 Caractérisation du matériau
4.1 La caractérisation du matériau doit être effectuée sur un échantillon prélevé dans la pièce brute
(coupon ou produit fini) après traitement post-fabrication – éventuel traitement thermique, usinage ou
traitement de surface inclus – de telle manière que l’échantillon examiné soit représentatif du matériau
appelé à être exposé à l’environnement et donc susceptible de subir une corrosion localisée ou une
fissuration assistée par l’environnement. Il convient d’être particulièrement attentif à l’orientation
de l’échantillon prélevé pour caractérisation vis-à-vis de l’orientation de fabrication initiale par FA, et
son emplacement précis dans le volume de fabrication, conformément à l’ISO/ASTM 52921, doit être
enregistré.
NOTE Des variations de la microstructure et des propriétés du matériau peuvent exister dans les pièces
obtenues en FA. Elles proviennent des gradients de température qui peuvent se manifester tout au long de la
fabrication – c’est le cas, par exemple, de la première couche fondue par rapport à la dernière, ou d’une section
mince par rapport à une section épaisse. Les traitements thermiques post-fabrication susceptibles de produire
une homogénéisation seulement incomplète introduisent une autre source de variabilité.
4.2 Avant de soumettre l’éprouvette à l’essai, la microstructure du matériau doit être caractérisée,
conformément à la norme applicable au métal ou à l’alliage, le cas échéant, avec les informations
suivantes: orientation de la microstructure par rapport à la direction de fabrication, taille des grains
et tout indice d’hétérogénéité de leurs dimensions, phases présentes, présence de porosité ou d’autres
défauts physiques, comme des fissures de retrait, en prêtant une attention particulière aux défauts et
pores à proximité de la surface et débouchant en surface.
NOTE Les coupons construits dans les directions X/Y, conformément à l’ISO/ASTM 52921, peuvent présenter
un niveau de porosité différent de ceux construits dans la direction Z.
4.3 Il convient de réaliser le mesurage de la distribution de la taille des porosités et de leur fraction
volumique.
NOTE La distribution des tailles de porosités peut être obtenue via des techniques métallographiques, par
[2]
exemple celles décrites dans l’ISO 4499-4. Une tomographie numérique à rayons X peut être utilisée pour
obtenir une imagerie en 3D des pores et des grains infondus, et la fraction volumique peut être estimée par des
méthodes comme celle d’Archimède (voir la Référence[3]).
4.4 Les contraintes résiduelles proches de la surface doivent être déterminées, par exemple par
[4]
diffraction aux rayons X dans différentes orientations par rapport à la direction initiale de fabrication,
avant d’entreprendre le moindre programme d’essais de fissuration assistée par l’environnement et
être comparées aux mesures réalisées sur le produit fini, lorsque ces données sont disponibles. Les
mesurages doivent être effectués sur une éprouvette représentative de l’état final du matériau.
NOTE Alors qu’un traitement de recuit de mise en solution à haute température tend à réduire efficacement
les contraintes résiduelles lorsqu’il est appliqué, les traitements thermiques effectués à plus faibles températures
peuvent ne pas être complètement efficaces et former des phases néfastes. Bien que les traitements thermiques
à basse température réduisent les contraintes résiduelles, ils peuvent ne pas permettre de régénérer la
microstructure brute de fabrication et autoriser le maintien d’une microstructure brute et affectée par des
ségrégations de composition chimique.
4.5 La
...