ISO/TR 22824:2024
(Main)Welding — Best practices for specification and measurement of ferrite in stainless steel weld metal
Welding — Best practices for specification and measurement of ferrite in stainless steel weld metal
This document describes best practices, based on the experience of experts, for setting appropriate requirements, in specifications and other standards and contract documents, on ferrite content of nominally austenitic or duplex ferritic-austenitic stainless steel weld metals. It also describes a best practice on measurement and measurement reproducibility, and deals with outliers in measurement. It considers ferrite in the weld heat-affected zone of duplex stainless steel. It does not consider specification or measurement of ferrite in ferritic stainless steels nor in martensitic stainless steels.
Soudage — Bonnes pratiques pour la spécification et le mesurage de la ferrite dans le métal fondu des aciers inoxydables
Le présent document décrit les bonnes pratiques, sur la base de l’expérience d’experts, pour la définition d’exigences appropriées, dans des spécifications et d’autres normes et documents contractuels, sur la teneur en ferrite du métal fondu des aciers inoxydables nominalement austénitiques ou duplex austéno-ferritiques. Il décrit également une bonne pratique sur le mesurage et la reproductibilité de mesurage, et traite des valeurs aberrantes des mesures. Il prend en compte la ferrite dans la zone affectée par la chaleur de soudage d’acier inoxydable duplex. Il ne tient pas compte de la spécification ou du mesurage de la ferrite dans les aciers inoxydables ferritiques ni dans les aciers inoxydables martensitiques.
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ISO/TR 22824
Second edition
Welding — Best practices for
2024-12
specification and measurement of
ferrite in stainless steel weld metal
Soudage — Bonnes pratiques pour la spécification et le mesurage
de la ferrite dans le métal fondu des aciers inoxydables
Reference number
© ISO 2024
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Published in Switzerland
ii
Contents Page
Foreword .v
Introduction .vi
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Metallurgical phenomena of ferrite in stainless steel weld metal . 2
4.1 General .2
4.2 Solidification mode .3
4.2.1 General .3
4.2.2 A solidification mode (austenitic) .3
4.2.3 AF solidification mode (primary austenite) .3
4.2.4 FA solidification mode (primary ferrite) .3
4.2.5 F solidification mode (ferritic) .4
4.2.6 Mixed solidification modes .4
4.3 Solid state phase transformation of ferrite to austenite.5
4.3.1 General .5
4.3.2 A solidification mode alloys . .6
4.3.3 AF solidification mode alloys .6
4.3.4 FA solidification mode alloys .6
4.3.5 F solidification mode alloys .7
4.4 Constitution diagrams .7
4.5 Effects of welding conditions on ferrite .11
4.5.1 General .11
4.5.2 Welding conditions which affect chemical composition . 12
4.5.3 Welding conditions which don’t affect chemical composition . 13
4.6 Alpha prime and intermetallic phase formation . 13
4.7 Chromium nitrides and secondary austenite .14
4.8 Postweld heat treatment .14
5 Effects of ferrite variations on service performance of stainless steel weld metal .15
5.1 General . 15
5.2 Tensile properties at ambient temperatures .16
5.3 Toughness .16
5.4 Resistance to chloride stress corrosion cracking (CSCC) .16
5.5 Susceptibility to corrosion in certain media .17
5.6 Creep resistance .17
6 Measurement of ferrite in stainless steel weld metal .18
6.1 General .18
6.2 Considerations in ferrite measurement .19
6.3 Metallographic percent ferrite by optical methods .19
6.4 Metallographic measurement of ferrite by EBSD . 20
6.5 Ferrite measurement by x-ray diffraction . 20
6.6 Ferrite measurement by electrochemical dissolution of austenite . 20
6.7 Ferrite measurement by saturation magnetization . 20
6.8 Ferrite measurement by magnetic attraction . 20
6.9 Measurement by magnetic permeability (magnetic induction) .21
6.10 Location and volume of measurement . 22
6.11 Measurement in the HAZ . 23
6.12 Reproducibility of measurement . 23
6.13 Correlations between Ferrite Number and ferrite percent . 23
7 Specification of ferrite in stainless steel weld metal .24
7.1 General .24
7.2 Non-magnetic requirements . 25
iii
7.3 Service environments in which ferrite is aggressively attacked. 25
7.4 Cryogenic applications requiring weld metal toughness . 25
7.5 High temperature service . 26
7.6 Dissimilar welds . 26
7.7 Buffer layers and cladding . 26
7.8 Duplex ferritic-austenitic welds .27
8 Outliers in ferrite measurement .27
9 Conclusions .28
Bibliography .30
iv
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.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are described
in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the different types
of ISO document should be noted. This document was drafted in accordance with the editorial rules of the
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This document was prepared by Technical Committee IIW, Int
...
Rapport
technique
ISO/TR 22824
Deuxième édition
Soudage — Bonnes pratiques pour
2024-12
la spécification et le mesurage de
la ferrite dans le métal fondu des
aciers inoxydables
Welding — Best practices for specification and measurement of
ferrite in stainless steel weld metal
Numéro de référence
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Tél.: +41 22 749 01 11
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Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii
Sommaire Page
Avant-propos .v
Introduction .vi
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Phénomènes métallurgiques de ferrite dans le métal fondu des aciers inoxydables . 2
4.1 Généralités .2
4.2 Mode de solidification .3
4.2.1 Généralités .3
4.2.2 Mode de solidification A (austénitique) .3
4.2.3 Mode de solidification AF (austénite primaire) .3
4.2.4 Mode de solidification FA (ferrite primaire) . .4
4.2.5 Mode de solidification F (ferritique) .4
4.2.6 Modes de solidification mixtes .4
4.3 Transformation de phase à l’état solide de ferrite en austénite .5
4.3.1 Généralités .5
4.3.2 Alliages en mode de solidification A .6
4.3.3 Alliages en mode de solidification AF .6
4.3.4 Alliages en mode de solidification FA .6
4.3.5 Alliages en mode de solidification F .7
4.4 Diagrammes de constitution . .7
4.5 Effets des conditions de soudage sur la ferrite .11
4.5.1 Généralités .11
4.5.2 Conditions de soudage affectant la composition chimique . 12
4.5.3 Conditions de soudage n’affectant pas la composition chimique . 13
4.6 Formation de phase alpha prime et intermétallique . 13
4.7 Nitrures de chrome et austénite secondaire .14
4.8 Traitement thermique après soudage .14
5 Effets de variations de la ferrite sur le comportement en service du métal fondu des
aciers inoxydables .16
5.1 Généralités .16
5.2 Propriétés en traction aux températures ambiantes .16
5.3 Résilience .17
5.4 Résistance à la fissuration par corrosion sous contrainte par les chlorures (CSCC).17
5.5 Sensibilité à la corrosion dans certains milieux .18
5.6 Résistance au fluage .18
6 Mesurage de la ferrite dans le métal fondu en acier inoxydable . 19
6.1 Généralités .19
6.2 Considérations dans le mesurage de la ferrite . 20
6.3 Pourcentage métallographique de ferrite par des méthodes optiques . 20
6.4 Mesurage métallographique de la ferrite par EBSD .21
6.5 Mesurage de la ferrite par diffraction des rayons X .21
6.6 Mesurage de la ferrite par dissolution électrochimique de l’austénite .21
6.7 Mesurage de la ferrite par aimantation à saturation .21
6.8 Mesurage de la ferrite par attraction magnétique . 22
6.9 Mesurage par perméabilité magnétique (induction magnétique) . 23
6.10 Emplacement et volume de mesure . 23
6.11 Mesurage dans la ZAT .24
6.12 Reproductibilité de mesurage . .24
6.13 Corrélations entre l’Indice de Ferrite et le pourcentage de ferrite . 25
7 Spécification de la ferrite dans le métal fondu des aciers inoxydables.26
7.1 Généralités . 26
iii
7.2 Exigences non magnétiques .27
7.3 Environnements d’utilisation dans lesquels la ferrite est attaquée agressivement.27
7.4 Applications cryogéniques nécessitant une résilience du métal fondu .27
7.5 Utilisation à haute température . 28
7.6 Soudures hétérogènes . 28
7.7 Couches-tampons et placages . 28
7.8 Soudures duplex austéno-ferritiques . 29
8 Valeurs aberrantes dans le mesurage de la ferrite .29
9 Conclusions .30
Bibliographie .32
iv
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’ISO attire l’attention sur le fait que la mise en application du présent document peut entraîner l’utilisation
d’un ou de plusieurs brevets. L’ISO ne prend pas position quant à la preuve, à la validité et à l’applicabilité de
tout droit de brevet revendiqué à cet égard. À la date de publication du présent document, l’ISO n’avait pas
reçu notification qu’un ou plusieurs brevets pouvaient être nécessaires à sa mise en application. Toutefois,
il y a lieu d’avertir les responsables de la mise en application du présent document que des informations
plus récentes sont susceptibles de figurer dans la base de données de brevets, disponible à l’adresse
www.iso.org/brevets. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne pas avoir identifié tout ou partie de
tels droits de propriété.
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-propo
...
Questions, Comments and Discussion
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