ISO 7539-12:2023
(Main)Corrosion of metals and alloys — Stress corrosion testing — Part 12: Requirements for atmospheric stress corrosion cracking testing
Corrosion of metals and alloys — Stress corrosion testing — Part 12: Requirements for atmospheric stress corrosion cracking testing
This document specifies the general requirements for designing and conducting tests to assess the susceptibility of metals and alloys to stress corrosion cracking under atmospheric exposure conditions. The testing methodology includes exposure to natural environments and environments in artificially accelerated laboratory tests. Applications include aluminium and its alloys in aerospace and construction; stainless steels in construction, pressure vessels, and nuclear waste containment; high strength low alloy steels in automotive, construction, and in lifting chains.
Corrosion des métaux et alliages — Essais de corrosion sous contrainte — Partie 12: Exigences relatives aux essais de fissuration par corrosion sous contrainte atmosphérique
Le présent document spécifie les exigences générales pour la conception et à la réalisation d’essais visant à évaluer la sensibilité des métaux et des alliages à la fissuration par corrosion sous contrainte dans des conditions d’exposition atmosphérique. La méthodologie d’essai comprend une exposition en atmosphères naturelles et des essais en laboratoire en atmosphères artificielles dans des conditions accélérées. Les applications comprennent l’aluminium et ses alliages dans les secteurs de l’aérospatiale et de la construction; les aciers inoxydables dans les ouvrages de construction, les récipients sous pression et le confinement des déchets nucléaires; les aciers faiblement alliés à haute résistance dans l’automobile, la construction et les chaînes de levage.
General Information
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 7539-12
First edition
2023-11
Corrosion of metals and alloys —
Stress corrosion testing —
Part 12:
Requirements for atmospheric stress
corrosion cracking testing
Corrosion des métaux et alliages — Essais de corrosion sous
contrainte —
Partie 12: Exigences relatives aux essais de fissuration par corrosion
sous contrainte atmosphérique
Reference number
© ISO 2023
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Published in Switzerland
ii
Contents Page
Foreword .iv
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 2
4 Principle . 2
5 Test specimen preparation . 3
6 Application of stress . 3
7 Natural exposure testing .3
8 Testing in artificial environments .5
9 Post-test analysis . 8
10 Test report . 9
Bibliography .11
iii
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 ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).
ISO draws attention to the possibility that the implementation of this document may involve the use
of (a) patent(s). ISO takes no position concerning the evidence, validity or applicability of any claimed
patent rights in respect thereof. As of the date of publication of this document, ISO had not received
notice of (a) patent(s) which may be required to implement this document. However, implementers are
cautioned that this may not represent the latest information, which may be obtained from the patent
database available at www.iso.org/patents. ISO shall not be held responsible for identifying any or all
such patent rights.
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to
the World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see
www.iso.org/iso/foreword.html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 156, Corrosion of metals and alloys.
A list of all parts in the ISO 7539 series can be found on the ISO website.
Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
complete listing of these bodies can be found at www.iso.org/members.html.
iv
INTERNATIONAL STANDARD ISO 7539-12:2023(E)
Corrosion of metals and alloys — Stress corrosion
testing —
Part 12:
Requirements for atmospheric stress corrosion cracking
testing
1 Scope
This document specifies the general requirements for designing and conducting tests to assess the
susceptibility of metals and alloys to stress corrosion cracking under atmospheric exposure conditions.
The testing methodology includes exposure to natural environments and environments in artificially
accelerated laboratory tests.
Applications include aluminium and its alloys in aerospace and construction; stainless steels in
construction, pressure vessels, and nuclear waste containment; high strength low alloy steels in
automotive, construction, and in lifting chains.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content
constitutes requirements 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 6892-1, Metallic materials — Tensile testing — Part 1: Method of test at room temperature
ISO 7539-1, Corrosion of metals and alloys — Stress corrosion testing — Part 1: General guidance on testing
procedures
ISO 7539-2, Corrosion of metals and alloys — Stress corrosion testing — Part 2: Preparation and use of
bent-beam specimens
ISO 7539-3, Corrosion of metals and alloys — Stress corrosion testing — Part 3: Preparation and use of
U-bend specimens
ISO 7539-4, Corrosion of metals and alloys — Stress corrosion testing — Part 4: Preparation and use of
uniaxially loaded tension specimens
ISO 7539-5, Corrosion of metals and alloys — Stress corrosion testing — Part 5: Preparation and use of
C-ring specimens
ISO 7539-6, Corrosion of metals and alloys — Stress corrosion testing — Part 6: Preparation and use of
precracked specimens for tests under constant load or constant displacement
ISO 7539-8, Corrosion of metals and alloys — Stress corrosion testing — Part 8: Preparation and use of
specimens to evaluate weldments
ISO 8044, Corrosion of metals and alloys — Vocabulary
ISO 8565:2011, Metals and alloys — Atmospheric corrosion testing — General requirements
ISO 9225, Corrosion of metals and alloys — Corrosivity of atmospheres — Measurement of environmental
parameters affecting corrosivity of atmospheres
ASTM F21, Standard test method for hydrophobic films by the atomizer test
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 7539-1, ISO 7539-6,
ISO 7539-8, ISO 8044, and the following apply.
ISO and IEC maintain terminology databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at https:// www .electropedia .org/
3.1
atmospheric stress corrosion cracking
environmentally induced cracking due to the exposure of metals and alloys under nominally static
stress to the atmosphere, usually accompanied with deposition of salts and pollutants
4 Principle
Atmospheric corrosion depends on the quantity of water in the film formed on the metal surface,
which varies as the metal surface wets and dries, and the nature and extent of deposition of particles,
aerosols, and gaseous pollutants and contaminants. The corrosivity of the environment changes
during the wetting and drying cycle. On initial wetting, the corrosivity increases as the accumulated
pollutants on the surface dissolve. As the surface wets further, the solution dilutes and becomes less
corrosive. A subsequent decrease in the relative humidity causes the surface water content to decrease.
The corrosivity of the solution then increases because of concentration of salts. Oxygen diffusion to the
reacting surface is also enhanced during the initial wetting and the later drying process as the diffusion
layer thickness is smaller under these conditions. Correspondingly, the susceptibility of the metal to
localised corrosion and stress corrosion cracking is enhanced during the transition from wet-to-dry
and vice versa.
The primary challenge in atmospheric stress corrosion cracking testing is how best to account for
the time variation of the environment (i.e. temperature, humidity, gaseous pollutants etc.), which can
change on a very irregular basis, superimposed on daily and seasonal cycles. Furthermore, there can be
features of the local environment such that the chemistry of the species forming on the surface can be
complex and not characterised by broad classifications such as marine and industrial.
Testing in a representative natural environment would appear the most appropriate way of accounting
for realistic exposure conditions, whether outdoors or in some form of construction. However,
adopting such an approach can be constrained by the required long-term nature of exposure, to allow
for the progressive build-up of deposits and to ensure statistical validity of the data. Information on
temperature and wetting and drying cycles can also be incomplete, and there are challenges for in situ
crack growth monitoring.
Laboratory testing offers the opportunity for accelerated testing in artificial atmospheres, commonly
by application of salt deposits from the outset that can be more aggressive, and by selecting temperature
and humidity conditions that can be more conducive to stress corrosion cracking. The challenge arises
in using laboratory data for predicting behaviour under practical exposure conditions.
Existing standards for atmospheric corrosion do not include stress corrosion cracking testing, and
stress corrosion cracking testing standards do not adequately account for atmospheric exposure
testing. This document aims to appropriately specify best practice in combining both features.
5 Test specimen preparation
5.1 The stress-strain response of the alloy shall be determined prior to any stress corrosion cracking
test and the proof stress, ultimate tensile stress and elongation to fracture shall be quantified in
accordance with ISO 6892-1.
5.2 The test specimen shall be manufactured as specified in the appropriate test standard:
ISO 7539-2, ISO 7539-3, ISO 7539-4, ISO 7539-5, ISO 7539-6 or ISO 7539-8. Other specimen geometries
can be considered depending on material dimensions, crack orientation, or the application of coatings.
[1]
NOTE In most applications, the long-term nature of testing usually necessitates the use of self-contained
loading and specimen assemblies.
5.3 A range of possible specimen configurations including self-loaded 2-, 3-, or 4-point bend, C-ring,
or tensile test specimens may be adopted. U-bend specimens are commonly used because of their
simplicity and cheapness, and notched fracture mechanics specimens such as double cantilever beam
are also adopted.
NOTE For testing under controlled salt deposition conditions in a laboratory, flat test specimens stressed in
2- , 3-, or 4-point bend or in tension can be preferable to optimise uniformity of salt deposition and to minimise
gravity-induced flow of corrosion products.
5.4 The surface shall be prepared to a well-defined finish (e.g. ground, polished, electropolished) and
the average surface roughness, Ra, measured.
5.5 For some alloys, a machined and ground finish can result in significant changes in near-surface
microstructure and hardness, and introduce residual stress and physical defects. Characterisation of
the near-surface microstructure should be undertaken. Measurement of near-surface residual stress
should also be performed unless test specimens are loaded significantly beyond yield (e.g. U-bend),
since relaxation would ensue in that case.
5.6 The surface shall be degreased with a suitable degreasing agent and the efficacy of this process
demonstrated using an atomizer test method, as specified in ASTM F21.
6 Application of stress
6.1 The stress should be applied in accordance with the particular test standard adopted.
6.2 Fixed displacement testing can result in stress relaxation due to short-term and long-term creep,
which also varies with temperature, to crack development, and/or material loss. When the goal is to
load the specimen to a specified stress, such as in a self-loaded tensile test specimen using a proof ring
or similar device, compensation for short-term relaxation can be made by re-loading the specimen to
the desired stress and checking the extent of stress relaxation. Typically, the reduction in stress should
be less than 1 % of the set value over a 12 h period at ambient condition. For such test specimens, the
stress shall be determined upon test conclusion to evaluate the extent of stress relaxation over the
whole exposure period.
7 Natural exposure testing
7.1 The atmospheric corrosion test site should be appropriate for the intended application of the test
material and should provide facilities for both:
a) open-air exposure, i.e. direct exposure to all atmospheric conditions and atmospheric contaminants;
b) sheltered exposure, i.e. exposure with protection from rainfall and solar radiation, either under a
cover or in a partly closed space, such as shutter sheds, where the test specimens are also protected
by shuttered side walls.
7.2 Comprehensive details of the shelter and the manner of exposing specimens shall be given.
NOTE Shelters eliminate washing of corrosion products by rainfall and can also impact on the surface
temperature by limiting the rise of surface temperature associated with direct sunlight or by constraining a
decrease for external cooler/windy conditions.
7.3 The results obtained under different designs of shelters shall be considered distinct.
7.4 Natural exposure testing of stress corrosion specimens should be based on the principles set out
for corrosion testing in ISO 8565, with the test specimens mounted on frames of metallic or wooden
construction in such a way that the rack material shall exert no influence on the corrosion of the test
specimen.
7.5 The method of attaching specimens to the test frame shall prevent neighbouring specimens from
touching, sheltering or influencing one another. There should be complete electrical insulation between
the specimens and the test frame. If this is not possible, there shall be no electrolyte pathway from the
specimen gauge area and metallic test frame components. Fixing elements may be made from inert and
durable materials. Alternatively, bolts or screws, fitted with electrically insulating sleeves and washers,
may be used. The area of contact between the test specimens and their holders shall be as small as
possible and should be protected from the test environment.
7.6 The test frames shall be designed to control specimen orientation relative to the pollutant and
contaminant source.
The specific orientation of the specimen depends on specimen type but should be optimised to maximise
uniformity of deposit distribution and wetness on the most stressed region of the specimen.
7.7 The design of the frame shall be such that test specimens are not affected by water which runs
off the test frame or other specimens, or by splash water from the ground. The minimum height shall
be chosen to prevent both splashing by rainwater and burial in snow-drifts and should be not less than
0,5 m from ground level.
7.8 The following environmental data for the characterization of the atmosphere shall be obtained as
specified in ISO 8565:2011, Annex A; specifically:
— air temperature, in degrees Celsius;
— relative atmospheric humidity (RH), as a percentage;
— amount of precipitation, in millimetres per day;
— sulfur dioxide deposition rate in accordance with ISO 9225, in milligrams per square metre per day,
or concentration in micrograms per cubic metre;
— chloride deposition rate in accordance with ISO 9225, in milligrams per square metre per day.
7.9 Additional environmental data can be obtained (see ISO 8565:2011, Annex A for full details)
including, but not exclusively, solar radiation, NO concentration, O concentration, HNO concentration,
2 3 3
particulate deposition, and measured on the same timeframe as specified in 7.8.
7.10 ISO 22858 should be consulted for guidance on the use of electrochemical methods of monitoring
corrosion. ISO 9223 gives guidance on
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 7539-12
Première édition
2023-11
Corrosion des métaux et alliages —
Essais de corrosion sous contrainte —
Partie 12:
Exigences relatives aux essais de
fissuration par corrosion sous
contrainte atmosphérique
Corrosion of metals and alloys — Stress corrosion testing —
Part 12: Requirements for atmospheric stress corrosion cracking
testing
Numéro de référence
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2023
Tous droits réservés. Sauf prescription différente ou nécessité dans le contexte de sa mise en œuvre, aucune partie de cette
publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut
être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
ISO copyright office
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CH-1214 Vernier, Genève
Tél.: +41 22 749 01 11
E-mail: copyright@iso.org
Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii
Sommaire Page
Avant-propos .iv
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives .1
3 Termes et définitions . 2
4 Principe. 2
5 Préparation des éprouvettes d’essai . 3
6 Application de la contrainte .3
7 Test d’exposition naturelle . 4
8 Essais en atmosphères artificielles . 5
9 Analyse après l’essai .9
10 Rapport d’essai .10
Bibliographie .12
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’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-propos.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 156, Corrosion des métaux et alliages.
Une liste de toutes les parties de la série ISO 7539 se trouve sur le site web de l’ISO.
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
NORME INTERNATIONALE ISO 7539-12:2023(F)
Corrosion des métaux et alliages — Essais de corrosion
sous contrainte —
Partie 12:
Exigences relatives aux essais de fissuration par corrosion
sous contrainte atmosphérique
1 Domaine d’application
Le présent document spécifie les exigences générales pour la conception et à la réalisation d’essais
visant à évaluer la sensibilité des métaux et des alliages à la fissuration par corrosion sous contrainte
dans des conditions d’exposition atmosphérique.
La méthodologie d’essai comprend une exposition en atmosphères naturelles et des essais en laboratoire
en atmosphères artificielles dans des conditions accélérées.
Les applications comprennent l’aluminium et ses alliages dans les secteurs de l’aérospatiale et de la
construction; les aciers inoxydables dans les ouvrages de construction, les récipients sous pression et le
confinement des déchets nucléaires; les aciers faiblement alliés à haute résistance dans l’automobile, la
construction et les chaînes de levage.
2 Références normatives
Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils 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 7539-1, Corrosion des métaux et alliages — Essais de corrosion sous contrainte — Partie 1: Lignes
directrices générales relatives aux méthodes d'essai
ISO 7539-2, Corrosion des métaux et alliages — Essais de corrosion sous contrainte — Partie 2: Préparation
et utilisation des éprouvettes pour essais en flexion
ISO 7539-3, Corrosion des métaux et alliages — Essais de corrosion sous contrainte — Partie 3: Préparation
et utilisation des éprouvettes cintrées en U
ISO 7539-4, Corrosion des métaux et alliages — Essais de corrosion sous contrainte — Partie 4: Préparation
et utilisation des éprouvettes pour essais en traction uniaxiale
ISO 7539-5, Corrosion des métaux et alliages — Essais de corrosion sous contrainte — Partie 5: Préparation
et utilisation des éprouvettes en forme d'anneau en C
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 7539-8, Corrosion des métaux et alliages — Essais de corrosion sous contrainte — Partie 8: Préparation
et utilisation des éprouvettes pour évaluer les assemblages soudés
ISO 8044, Corrosion des métaux et alliages — Vocabulaire
ISO 8565:2011, Métaux et alliages — Essais de corrosion atmosphérique — Exigences générales
ISO 9225, Corrosion des métaux et alliages — Corrosivité des atmosphères — Mesurage des paramètres
environnementaux affectant la corrosivité des atmosphères
ASTM F21, Standard test method for hydrophobic films by the atomizer test
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et les définitions donnés dans l’ISO 7539-1,
l’ISO 7539-6, l’ISO 7539-8, l’ISO 8044, 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
fissuration par corrosion sous contrainte atmosphérique
fissuration induite par l’environnement, due à l’exposition à des conditions atmosphériques de métaux
et d’alliages soumis à une contrainte principalement statique, généralement accompagnée d’un dépôt
de sels et de polluants
4 Principe
La corrosion atmosphérique dépend de la quantité d’eau présente dans le film formé à la surface du métal,
qui varie selon que la surface du métal est humide ou sèche, et avec la nature et l’étendue du dépôt de
particules, d’aérosols et de polluants et contaminants gazeux. La corrosivité de l’environnement change
au cours des cycles d’humidification et de séchage. Lors du mouillage initial, la corrosivité augmente
à mesure que les polluants accumulés à la surface se dissolvent. Lorsque la surface s’humidifie, la
solution se dilue et devient moins corrosive. Une diminution ultérieure de l’humidité relative entraîne
une diminution de la teneur en eau en surface. La corrosivité de la solution augmente alors en raison de
la concentration des sels. De plus, la diffusion de l’oxygène vers la surface réactive est facilitée lors du
mouillage initial et du séchage postérieur, car l’épaisseur de la couche de diffusion est plus faible dans
ces conditions. En conséquence, la sensibilité du métal à la corrosion localisée et à la fissuration par
corrosion sous contrainte est accrue pendant le passage de l’état humide à l’état sec et vice versa.
Le principal défi des essais de fissuration par corrosion sous contrainte atmosphérique est de trouver
la meilleure façon de tenir compte de la variation en fonction du temps de l’environnement (c’est-à-
dire la température, l’humidité, les polluants gazeux, etc.), qui peut changer de façon très irrégulière
en se superposant aux cycles quotidiens et saisonniers. En outre, l’environnement local peut présenter
des caractéristiques telles que la composition chimique des espèces se formant à la surface peut être
complexe et ne pas être caractérisée par des classifications générales telles que l’atmosphère maritime
et industrielle.
Les essais réalisés en atmosphères naturelles représentatives semblent être le moyen le plus approprié
de rendre compte de conditions d’exposition réalistes, que ce soit en plein air ou à l’intérieur d’une
construction quelconque. Toutefois, l’adoption d’une telle approche peut être limitée par la nature à
long terme de l’exposition requise, afin de permettre l’accumulation progressive de dépôts et d’assurer
la validité statistique des données. Les informations sur la température et les cycles humides et secs
peuvent également être incomplètes, et la surveillance in situ de la propagation des fissures peut poser
des problèmes.
Les essais en laboratoire offrent la possibilité d’effectuer des essais accélérés en atmosphères
artificielles, généralement en appliquant dès le départ des dépôts salins qui peuvent être plus agressifs,
et en choisissant des conditions de température et d’humidité qui peuvent être plus propices à la
fissuration par corrosion sous contrainte. Le défi consiste à utiliser les données de laboratoire pour
prédire le comportement dans des conditions pratiques d’exposition.
Les normes existantes en matière de corrosion atmosphérique n’incluent pas d’essais de fissuration par
corrosion sous contrainte, et les normes relatives aux essais de fissuration par corrosion sous contrainte
ne tiennent pas correctement compte des essais d’exposition atmosphérique. Le présent document vise
à spécifier de manière appropriée les meilleures pratiques en combinant ces deux caractéristiques.
5 Préparation des éprouvettes d’essai
5.1 La réponse contrainte-déformation de l’alliage doit être déterminée avant tout essai de fissuration
par corrosion sous contrainte et la contrainte d’épreuve, la contrainte de traction ultime et l’allongement
à la rupture doivent être quantifiés conformément à l’ISO 6892-1.
5.2 L’éprouvette d’essai doit être fabriquée comme indiqué dans la norme d’essai appropriée:
l’ISO 7539-2, l’ISO 7539-3, l’ISO 7539-4, l’ISO 7539-5, l’ISO 7539-6 ou l’ISO 7539-8. D’autres géométries
d’éprouvettes peuvent être envisagées en fonction des dimensions du matériau, de l’orientation des
[1]
fissures ou de l’application de revêtements.
NOTE Dans la plupart des applications, la nature à long terme des essais nécessite généralement l’utilisation
de dispositifs autonomes d’assemblage et de mise en charge des éprouvettes.
5.3 Il est possible d’adopter toute une série de configurations d’éprouvettes, notamment des
éprouvettes d’essai auto-chargées à deux, trois ou quatre points de flexion, des éprouvettes d’essai en
forme d’anneau en C ou des éprouvettes pour essais en traction Les éprouvettes cintrées en U sont
couramment utilisées en raison de leur simplicité et de leur faible coût, et les éprouvettes entaillées
pour l’étude de la mécanique de la rupture, telles que les éprouvettes en double porte à faux (DCB), sont
également adoptées.
NOTE Pour les essais dans des conditions contrôlées de dépôt salin en laboratoire, des éprouvettes d’essai
plates soumises à des contraintes de flexion en 2, 3 ou 4 points ou en traction peuvent être préférables afin
d’optimiser l’uniformité du dépôt salin et de minimiser l’écoulement des produits de corrosion induit par la
gravité.
5.4 La surface doit être préparée pour obtenir une finition bien définie (par exemple, meulée, polie,
électropolie) et la rugosité de surface moyenne, Ra, doit être mesurée.
5.5 Pour certains alliages, une finition usinée et meulée peut entraîner des modifications importantes
de la microstructure et de la dureté proches de la surface, et introduire des contraintes résiduelles
et des défauts physiques. Il convient de réaliser la caractérisation de la microstructure proche de la
surface. Il convient également d’effectuer la mesure de la contrainte résiduelle proche de la surface à
moins que les éprouvettes d’essai ne soient chargées sensiblement au-delà de la limite d’élasticité (par
exemple, éprouvettes cintrées en U), compte tenu du fait qu’une relaxation serait observée dans ce cas.
5.6 La surface doit être dégraissée à l’aide d’un agent dégraissant approprié et l’efficacité de ce
processus doit être démontrée en utilisant une méthode d’essai de pulvérisation, comme spécifié dans
l’ASTM F21.
6 Application de la contrainte
6.1 Il convient d’appliquer la contrainte conformément à la norme d’essai particulière adoptée.
6.2 Les essais à déplacement fixe peuvent entraîner une relaxation de la contrainte due au fluage
à court et à long terme, qui varie également avec la température, due au développement de fissures
et/ou à une perte de matériau. Lorsque l’objectif est de soumettre l’éprouvette à une contrainte
spécifiée, comme dans le cas d’une éprouvette pour essais en traction auto-chargée utilisant un anneau
dynamométrique ou un dispositif similaire, la compensation de la relaxation à court terme peut être
effectuée en soumettant à nouveau l’éprouvette à la contrainte désirée et en vérifiant l’étendue de la
relaxation de la contrainte. Typiquement, il convient de réduire la contrainte à un niveau inférieur à
1 % de la valeur fixée sur une période de 12 heures dans les conditions ambiantes. Pour ces éprouvettes
d’essai, la contrainte doit être déterminée à la fin de l’essai pour évaluer l’étendue de la relaxation de la
contrainte sur toute la période d’exposition.
7 Test d’exposition naturelle
7.1 Il convient que l’emplacement choisi pour les essais de corrosion atmosphérique soit approprié à
l’usage envisagé pour le matériau et offre la possibilité simultanée:
a) d’une exposition à ciel ouvert, c’est-à-dire d’une exposition directe à tous les agents et polluants
atmosphériques;
b) d’une exposition sous abri, soit sous un auvent protégeant totalement les éprouvettes du
rayonnement solaire et de la pluie, soit dans un espace partiellement clos, du type hangar, où les
éprouvettes sont également protégées par des parois latérales à volets.
7.2 Des caractéristiques complètes de l’abri et le mode d’exposition des éprouvettes doivent être
donnés.
NOTE Les abris permettent d’éliminer le lavage des produits de corrosion par la pluie et peuvent également
avoir un impact sur la température superficielle en limitant l’augmentation de la température superficielle
associée à la lumière directe du soleil ou en restreignant une diminution pour des conditions extérieures plus
fraîches/ventées.
7.3 Les résultats obtenus avec des abris de conception différente doivent être considérés comme
distincts.
7.4 Il convient que les essais d’exposition naturelle des éprouvettes pour essais de corrosion sous
contrainte soient basés sur les principes fixés pour les essais de corrosion énoncés dans l’ISO 8565, les
éprouvettes d’essai étant montées sur des bâtis métalliques ou en bois de telle sorte que le matériau du
châssis n’exerce aucune influence sur la corrosion de l’éprouvette.
7.5 Le mode de fixation des éprouvettes doit empêcher celles-ci de se toucher, de s’abriter
mutuellement ou d’agir les unes sur les autres. Il convient d’assurer une isolation électrique totale entre
les éprouvettes et le bâti. Si cela n’est pas possible, il ne doit pas y avoir de passage d’électrolyte entre
la zone de jauge des éprouvettes et les éléments métalliques du bâti. Les éléments de fixation peuvent
être en matériaux inertes durables. On peut aussi utiliser des boulons ou des vis munis de gaines et de
rondelles d’isolation électrique. Le contact entre les éprouvettes et leur support doit être aussi réduit
que possible et il convient de les protéger de l’environnement d’essai.
7.6 Les bâtis doivent être conçus pour contrôler l’orientation de l’éprouvette par rapport aux sources
de polluants et de contaminants.
L’orientation spécifique de l’éprouvette dépend du type d’éprouvette mais il convient de l’optimiser
pour maximiser l’uniformité de la distribution du dépôt et l’humidité sur la région la plus sollicitée de
l’éprouvette.
7.7 Ils doivent être conçus de manière que l’eau qui s’écoule du support ou des autres éprouvettes
ne ruisselle pas d’une éprouvette sur une autre et pour éviter les éclaboussures provenant du sol. La
hauteur minimale doit être choisie pour empêcher les éclaboussures de pluie et l’ensevelissement sous
des congères; il convient qu’elle soit d’au moins 0,5 m au-dessus du sol.
7.8 Les données sur l’environnement suivantes retenues pour la caractérisation de l’atmosphère
doivent être obtenues comme indiqué dans l’ISO 8565:2011, Annexe A, en particulier:
— la température de l’air, en degrés Celsius;
— l’humidité atmosphérique relative, en pourcentage;
— l’ampleur des précipitations, en millimètres par jour;
— la vitesse de dépôt du dioxyde de soufre conformément à l’ISO 9225, en milligrammes par mètre
carré et par jour, ou la concentration en microgrammes par mètre cube;
— la vitesse de dépôt des chlorures conformément à l’ISO 9225, en milligrammes par mètre carré et
par jour.
7.9 Des données sur l’environnement supplémentaires peuvent être obtenues (voir l’ISO 8565:2011,
Annexe A pour plus de détails), notamment, mais pas exclusivement, le rayonnement solaire, la
concentration en dioxyde d’azote (NO ), la concentration en ozone (O ), la concentration en acide
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nitrique (HNO ), les dépôts de particules, et mesurées dans les mêmes délais que ceux spécifiés au 7.8.
7.10 Il convient de consulter l’ISO 22858 pour des lignes directrices sur l’utilisation des méthodes
électrochimiques de surveillance de la corrosion. L’ISO 9223 donne des orientations sur la corrosivité.
Ces deux normes fournissent une indication de l’agressivité relative de l’environnement et, par voie de
conséquence, de l’impact potentiel sur la fissuration par corrosion sous contrainte.
7.11 Il convient que la période d’essai globale soit suffisamment longue pour tenir compte de la
variabilité saisonnière afin que les données soient statistiquement significatives. Si la rupture de
l’éprouvette ne se produit pas précocement, une période minimale de deux ans est recommandée.
7.12 Il convient d’exposer un no
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