GOST 22838-77

GOST 22838–77 Alliages résistants à la chaleur. Modalités de suivi et d'évaluation de la macrostructure (avec modification n°1)

GOST 22838–77

Groupe B09

NORME D'ÉTAT DE L'UNION DE LA SSR

ALLIAGES RÉSISTANT À LA CHALEUR

Méthodes de suivi et d'évaluation de la macrostructure

Alliages résistants à la chaleur.
Méthodes de test et d'estimation des macrostructures

OKSTU 0909*
_______________
* Introduit en plus. Changer N 1.

Valable à partir du 01.01.1979
jusqu'au 01.01.1984*
______________________________
* Date d'expiration supprimée
selon le protocole N 7-95 du Conseil interétatique
sur la normalisation, la métrologie et la certification.
(IUS N 11, 1995). - Notez "CODE".

DÉVELOPPÉ par l'Institut de recherche en métallurgie (NIIM)

Réalisateur A. N. Morozov

Directeur et directeur général Z.M. Kalinina

INTRODUIT par le Ministère de la métallurgie ferreuse de l'URSS

Adjoint Ministre A.F.Borisov

PRÉPARÉ POUR APPROBATION par le All-Union Research Institute for Standardization (VNIIS)

Réalisateur A. V. Glichev

APPROUVÉ ET INTRODUIT PAR Décret du Comité d'État pour les normes du Conseil des ministres de l'URSS du 5 décembre 1977 N 2805

INTRODUIT L'amendement n ° 1, approuvé par le décret du Comité d'État de l'URSS pour les normes du 21.04.87 n ° 1341, est entré en vigueur le 08.01.87 et publié dans l'IUS n ° 8 de 1987

L'amendement n ° 1 a été introduit par le bureau juridique "Kodeks" conformément au texte de l'IUS n ° 8, 1987


Cette norme s'applique aux produits laminés en alliages haute température à base de nickel et de fer-nickel sous forme de barres et de billettes d'une épaisseur ou d'un diamètre de 20 à 220 mm, obtenus par déformation à chaud, et établit des méthodes de contrôle et d'évaluation de la macrostructure.

Il est permis d'appliquer des méthodes de surveillance et d'évaluation des produits laminés d'autres alliages et dimensions.

1. MÉTHODES D'ÉCHANTILLONNAGE

1.1. Des échantillons sont prélevés :

lors de la fusion d'alliages par la méthode de fusion et de coulée à ciel ouvert et à l'arc plasma - à partir des barres du premier et du dernier lingot;

lors du versement avec un siphon - des barres du lingot du premier et du dernier siphon;

dans la fusion par induction sous vide - à partir de barres de la partie inférieure du lingot;

dans l'arc sous vide, le faisceau d'électrons, le plasma, ainsi que dans la double refusion - à partir de barres des parties supérieure et inférieure correspondantes du lingot.

S'il n'y a pas de marquage indiquant l'emplacement du lingot le long de la coulée (premier, dernier) ou de la barre sur la hauteur du lingot (haut, milieu, bas), un échantillon est prélevé sur n'importe quelle barre.

Lorsque les barres sont fournies avec une surface tournée ou rectifiée, des échantillons sont prélevés après tournage ou meulage.

1.2. Le nombre d'échantillons et le lieu de découpe sont établis par les normes et autres documents réglementaires et techniques pour les alliages, approuvés de la manière prescrite.

1.3. Pour contrôler la macrostructure, des échantillons sont découpés dans les échantillons :

à partir de barres d'un diamètre ou d'une épaisseur de 20 à 140 mm - en coupe transversale complète à travers la fibre;

à partir de barres d'un diamètre ou d'une épaisseur de 20 à 60 mm - il est permis de couper des échantillons le long de la fibre;

à partir de barres d'un diamètre ou d'une épaisseur supérieure à 140 mm - à travers la fibre; les échantillons sont préforgés dans un carré de 90 à 100 mm, sauf si une section différente est spécifiée dans la documentation réglementaire et technique.

1.4. Les échantillons doivent être coupés de manière à ce que la section contrôlée soit à une distance qui exclut l'influence des conditions de traitement: chauffage de la coupe, écrasement d'une presse ou d'une scie, coupe avec des marteaux , etc.

1.5. Lors du contrôle de la macrostructure sur des échantillons transversaux, ils sont découpés perpendiculairement à la direction de laminage (forgeage) sur toute la section de la tige (échantillon). La hauteur de l'échantillon doit être de 15 à 30 mm.

1.6. Les éprouvettes longitudinales sont coupées parallèlement à la direction de laminage en préservant la zone axiale. La longueur des échantillons est de 50 à 70 mm.

1.7. Les éprouvettes de test de rupture sont fabriquées en entaillant le long de la ligne médiane sur toute la section transversale. La profondeur et la forme de l'entaille doivent permettre une rupture droite, sans écrasement et une hauteur de rupture suffisante : au moins 10 mm pour les barres d'un diamètre ou d'une épaisseur de 140 mm ou plus, au moins 6 mm pour les barres d'un diamètre ou d'une épaisseur supérieure à 60 à 140 mm et au moins 4 à 5 mm pour les barres d'un diamètre ou d'une épaisseur de 20 à 60 mm.

2. ÉQUIPEMENT ET RÉACTIFS

2.1. Pour graver des échantillons, des bains (récipients) constitués de matériaux qui ne réagissent pas avec la solution de gravure utilisée doivent être utilisés.

3. PRÉPARATION AU CONTRÔLE

3.1. Les échantillons sont soumis à un traitement thermique dans le cas de l'évaluation de la macrostructure aux échelles 3, 4, 5, 6 et selon les dessins 4, 5.

Le mode de traitement thermique doit être conforme à la documentation réglementaire et technique de fourniture des barres et ébauches.

Une atmosphère protectrice est autorisée.

3.2. Avant gravure, la surface des échantillons doit subir un usinage à froid : surfaçage, rabotage, fraisage, meulage.

Le meulage des échantillons doit être effectué selon des modes qui excluent la formation de fissures de meulage, en utilisant un traitement thermique d'adoucissement pour les alliages à haute dureté.

Avec des désaccords dans l'évaluation de la macrostructure des produits métalliques, la rugosité de surface des échantillons ne doit pas dépasser 10 microns selon GOST 2789–73 .

3.3. Les réactifs et les modes de gravure recommandés sont répertoriés dans l'annexe 1 recommandée. D'autres réactifs peuvent être utilisés à condition d'obtenir des résultats de gravure identiques. Les réactifs utilisés doivent être propres, exempts de particules en suspension et de mousse.

3.4. Avant la gravure, les échantillons doivent être nettoyés de la saleté et dégraissés. Les échantillons dans les bains de décapage ne doivent pas entrer en contact avec des plans contrôlés les uns avec les autres et avec les parois du bain (récipient).

Avant la gravure à chaud, les échantillons doivent être chauffés à la température de la solution.

Lors de la réutilisation de la solution de décapage, la concentration en acides est ramenée à la densité fixée lors de la préparation de la solution fraîche.

3.5. La gravure doit être effectuée jusqu'à l'obtention d'une macrostructure clairement définie, permettant de l'évaluer par rapport aux échelles et aux dessins. En cas de forte attaque de l'alliage (assombrissement de la surface, apparition d'une fausse porosité sur toute la section, rugosité de surface), l'attaque est répétée sur les mêmes échantillons après enlèvement de la couche superficielle sur une profondeur d'au moins 2 mm.

4. CONTRÔLE

4.1. La macrostructure des échantillons gravés et des fractures est évaluée visuellement. Pour clarifier la classification des défauts, il est permis d'utiliser une augmentation de deux ou quatre fois.

4.2. La détermination du type et du degré de développement des défauts dans la macrostructure est effectuée en comparant des échantillons fraîchement gravés avec des échelles et des dessins.

Les échelles évaluent les types de macrostructures et de défauts suivants :

porosité centrale - échelle N 1 et 1a GOST 10243–75 ;

carré de ségrégation - échelle N 5 et 5a GOST 10243–75 ;

ségrégation par rétrécissement - échelle N 6 et 6a GOST 10243–75 ;

cloques sous-corticales - échelle N 7 GOST 10243–75 ;

fissures intercristallines - échelle N 8 et 8a GOST 10243–75 ;

bande lumineuse (contour) - échelle N 10a GOST 10243–75 ;

hétérogénéité ponctuelle - échelle N 1 de l'annexe 2 ;

la structure d'une fracture stratifiée dans un alliage de nuance EI437BU-VD - échelle N 2 de l'annexe 2 ;

hétérogénéité générale des bandes - échelle N 3 de l'annexe 2 ;

macrostructure à grains irréguliers dans le sens longitudinal entre les zones marginale et axiale - échelle N 4 de l'annexe 2 ;

macrostructure à grains irréguliers à hétérogénéité en bandes - échelle N 5 de l'annexe 2 ;

taille des macrograins - échelle N 6 de l'annexe 2.

Condamner. 1-14 évaluer les défauts indiqués dans l'annexe 3 recommandée.

Une description de la macrostructure et des défauts, illustrée par des échelles et des dessins, est donnée dans l'annexe 3 recommandée de cette norme et dans les annexes 2 et 3 de GOST 10243-75 .

4.3. L'ampleur des défauts est autorisée à être évaluée par un point entier et demi (0,5 ; 1,5 , etc. ). Une note de 0,5 évalue la structure des échantillons qui présentent des défauts avec un degré de développement une fois et demie à deux fois inférieur aux premiers points des échelles correspondantes.

En l'absence de défauts inscrire une note de 0 ; avec un développement approximatif du défaut, le score maximum de l'échelle avec le mot «plus» est indiqué (par exemple, plus de 5). Avec la présence simultanée de plusieurs défauts, l'évaluation et la classification de chaque défaut sont effectuées séparément.

4.4. En cas de désaccord dans l'appréciation de la qualité de l'alliage, l'appréciation de la macrostructure des échantillons est réalisée d'après des photographies, qui doivent être réalisées en taille réelle ou avec indication de l'échelle.

ANNEXE 1 (recommandé)

ANNEXE 1
Recommandé

Remarques:

1. Après la gravure, les échantillons sont soigneusement lavés à l'eau courante et séchés.

2. Les échantillons destinés au stockage sont bien séchés et recouverts d'un vernis incolore.

Annexe 2 (obligatoire)

Annexe 2
Obligatoire

Echelle N 1 Inhomogénéité ponctuelle dans la macrostructure des alliages après affinage refusion. Barres de 60 à 220 mm et échantillons reforgés.

A (sous forme de points-taches) B (sous forme de crochets, de courtes rayures)

Échelle N 2

Structure de fracture en couches de barres de 200 à 220 mm de taille
en alliage de marque EI437BU-VD

Échelle N 3 Inhomogénéité générale en bandes dans la macrostructure des barres de 20 à 60 mm de diamètre

Échelle N 4 Macrostructure à grains différents en barres de 20 à 60 mm

La profondeur de la zone à gros grains en pourcentage de la section : pour une note de 1 à 10−15 ; pour le score 2 à 17−21 ;
pour le score 3 à 23−27 ; pour un score de 4 sur 30

Remarques:

1. Les deuxièmes chiffres font référence au grain le plus fin de la zone.

2. Avec une inhomogénéité unilatérale, l'évaluation est faite pour une zone plus profonde.

Échelle N 5 Macrostructure à grains différents avec une inhomogénéité générale en bandes dans les barres de 20 à 60 mm de taille

Échelle N 6 Granulométrie dans la macrostructure

Note 3,5*

_____________
* Introduit en plus. Changer N 1.

Inhomogénéité ponctuelle dans les alliages ouverts résistants à la chaleur
et fusion par induction sous vide.

Fig. 1 Barres de 60 à 220 mm et échantillons reforgés

Merde.1

Fig. 2 Structure fibreuse en couches de fractures de barres d'une taille de 200 à 220 mm à partir d'alliages de nuances EI698-VD, EP199-VD

Merde.2

Fig. 3 Hétérogénéité générale des rayures dans la rupture des barres d'une taille de 20 à 60 mm

Merde.3

Fig.4 Macrostructure à grains différents, fracture à grains irréguliers

a - barres d'une taille de 20 à 60 mm; b - barres pour usinage à chaud;
c - échantillons contrefaits

Merde.4

Fig. 5 Structure à grains différents de la rupture de la pièce forgée

Merde.5

Diable 6 Stratification

Merde.6

Diable 7 Particules Corona

(état moulé)
Merde.7

Damn.8 Restes d'incendie criminel de la coupe

Merde.8

Fig. 9 Résidus de ligatures et autres additifs dans la fracture

Merde.9

Fig. 10 Fissures lors du renversement des flans à la fin

Merde.10

Fig.11 Forger des fissures dans l'échantillon longitudinal

Merde 11

Fig. 12 Fissures d'abattage

Fissures d'abattage (coupe)

Diable 12

Fig. 13 Fissures de meulage et de décapage

Merde.13

Fig. 14 Fissures de cisaillement

Diable 14

ANNEXE 3 (recommandé). Description de la macrostructure et des défauts

ANNEXE 3
Recommandé

1. L'inhomogénéité ponctuelle dans les alliages résistants à la chaleur se caractérise par une taille, une forme et un emplacement différents des volumes de ségrégation, le métal dans lequel diffère du métal principal par une teneur accrue en éléments de ségrégation ou en phases stables et en excès libérées lors de la cristallisation. Le degré de développement de l'hétérogénéité est déterminé par la composition chimique de l'alliage, les paramètres des moules et moules, la vitesse de refroidissement du métal, etc. Il existe deux types d'hétérogénéité :

a) l'inhomogénéité ponctuelle dans les alliages de fusion par induction ouverte et sous vide se caractérise par une disposition symétrique d'un grand nombre de points, de petites taches sur le gabarit transversal. Lors de l'évaluation de la macrostructure, celle-ci n'est pas prise en compte (Fig. 1 de l'Annexe 2) ;

b) l'hétérogénéité ponctuelle dans les alliages après raffinage refusion est caractérisée par une forme arrondie ou en forme de crochet (tourbillonnant) des volumes de ségrégation, généralement situés de manière asymétrique. L'hétérogénéité sous forme de pointes arrondies est caractéristique des alliages à large zone diphasique et se produit lors de la refusion avec un bain profond de métal liquide (échelle N 1, ). Hétérogénéité sous forme de supports, des bandes tourbillonnantes se forment à une vitesse de rotation élevée du métal dans le moule (échelle N 1, ).

2. Fracture en couches. La marque d'alliage EI437BU-VD (échelle N 2 de l'annexe 2) se caractérise par l'alternance de la structure granulaire habituelle avec des bandes claires à grain plus fin. La structure des bandes claires est due à la précipitation et à la coagulation des carbures de chrome le long des limites du grain fragile en raison d'une violation de la technologie de chauffage et de déformation du métal. Le score de l'échelle augmente avec l'augmentation de la luminosité, de la longueur et du nombre de bandes lumineuses, ainsi que de la zone de la fracture avec une structure hétérogène : les scores 1, 2 évaluent l'hétérogénéité située dans les zones de bord : score 3 - hétérogénéité à une profondeur de ½ rayon (côté du carré); score 4 - hétérogénéité sur toute la section transversale de la tige. Pour les alliages d'autres nuances, la structure de rupture peut être différente et sur une échelle de 2 - n'est pas soumise à évaluation.

3. Fracture fibreuse en couches. Pour les nuances d'alliages EI698-VD, EP199-VD se caractérise par une alternance de bandes de structure stratifiée et visqueuse-fibreuse sur toute la section transversale de la tige (Fig. 2 Annexe 2). La structure de rupture fibreuse en couches est due à l'inhomogénéité microstructurale accrue des alliages fortement alliés, en particulier dans les barres de 200 à 220 mm de taille, obtenue après un léger degré de déformation de la structure coulée.

4. Hétérogénéité générale des bandes (bandes de ségrégation). Dans les échantillons longitudinaux prélevés sur des barres de 20 à 60 mm, ils se présentent sous la forme de bandes sombres en raison de la capacité de gravure accrue du métal dans les volumes de ségrégation. Le score de l'échelle N 3 de l'annexe 2 augmente avec une augmentation du nombre de bandes intermittentes étroites ou avec une augmentation de la longueur et de la largeur d'une bande de ségrégation.

Lors de l'établissement de la norme d'hétérogénéité rayée, il est recommandé que les échantillons soient en outre soumis à un test de rupture le long de la fibre. Avec le degré de développement, l'hétérogénéité baguée correspondant aux traits. 3 b de l'annexe 2 (du type bundle) est considéré comme inacceptable.

5. La macrostructure à grains variables dans les échantillons longitudinaux prélevés sur des barres de 20 à 60 mm est caractérisée par la disposition de bandes à gros grains le long des bords ou sur toute la section transversale de la barre.

La granulométrie grossière dans les zones de bord est déterminée par les modes d'échauffement et les conditions de déformation, avec écrouissage lors du redressage des barres courbes , etc. Cette nature de l'inéquigranularité du métal dans les barres n'affecte pas son inéquigranularité et ses propriétés dans les pièces forgées et les pièces fabriquées par déformation à chaud .

Le gros grain sous forme de bandes individuelles sur la section transversale du jonc est dû à la présence de zones d'inhomogénéité hors axe.

En fonction de la destination des alliages spécifiés dans la documentation réglementaire et technique des produits métalliques, la macrostructure des échantillons longitudinaux peut être appréciée :

lorsqu'il est affecté à l'usinage à froid - selon les barèmes n ° 4 et 5 de l'annexe 2;

lorsqu'il est affecté à l'usinage à chaud - sur une échelle de N 5. Sur une échelle de N 4, le score augmente avec une augmentation de la largeur de la zone marginale à gros grains, avec une augmentation de la taille des grains et avec une augmentation de la différence entre la taille des grains dans les zones axiale et marginale. Dans l'échelle N 5, le score augmente avec l'augmentation du nombre de rayures, de leur largeur et de la taille du grain dans les rayures.

6. Macrostructure à grains différents dans des échantillons transversaux prélevés sur des barres de plus de 60 mm et dans des échantillons forgés - sous la forme de gros grains individuels uniformément répartis, ce qui est dû à une tenue insuffisante des échantillons pendant le durcissement (Fig. 4, une annexe 2 ), ou sous forme de sections individuelles à gros grains, situées au hasard le long de la section transversale des barres (Fig. 4, b, 4, c), en raison du mode de la dernière déformation.

Si l'alliage est affecté à l'usinage à chaud, les formes d'inéquigranularité données ne sont pas prises en compte lors de l'évaluation de la macrostructure.

7. Macrostructure à grains différents et structure de fracture des pièces forgées finies - sous la forme de gros grains brillants simples ou de zones séparées avec de gros grains sur le fond d'une structure à grains fins (Fig. 5 Annexe 2). L'admissibilité d'une macrostructure à grains irréguliers dans les pièces forgées finies (produits) est établie par les résultats de tests complets: contrôle par ultrasons, niveau des propriétés mécaniques , etc.

8. La granulométrie dans la macrostructure est une répartition uniforme de grains de même taille (échelle N 6 annexe 2). Le score 1 est un alliage à structure à grains fins. La taille des grains à chaque point suivant de l'échelle augmente environ deux fois par rapport au précédent.

Il est recommandé d'utiliser l'échelle pour des caractéristiques supplémentaires du métal afin de déterminer les propriétés mécaniques et la résistance à la chaleur, y compris les échantillons forgés.

9. Le délaminage de rupture se présente sous la forme de bandes simples, larges ou de plusieurs bandes étroites avec une structure de surface rodée et à grain plus fin que la structure de rupture principale de l'alliage. Sur le macrogabarit longitudinal (Fig. 6 a et 6 b de l'annexe 2) on retrouve une discontinuité du métal. La délamination dans la fracture est un défaut de rejet.

10. Les particules de la couronne se présentent sous la forme de petites zones uniques d'hétérogénéité, une teinte sombre sous la forme d'une cochlée, une boucle, une spirale, une virgule, une bande (la forme est détectée lorsqu'elle est agrandie). Sur la microcoupe, on le retrouve sous forme d'accumulations de petits nitrures et oxydes d'éléments d'alliage et d'accompagnement (Fig. 7, Annexe 2).

11. Les restes d'incendie criminel de la coupe se présentent sous la forme de taches uniques de petite taille, de forme arrondie, d'emplacement arbitraire, de gravure accrue. L'alliage en place présente une microstructure presque coulée et très échauffée (Fig. 8 Annexe 2). Le défaut se forme lors de la coupe d'alliages sur des scies anode-mécaniques ou lors d'une coupe intensive avec des abrasifs, accompagné d'un fort échauffement, et est associé à une élimination insuffisante de la couche fondue lors de la préparation du macromodèle. Le test est répété après élimination de la couche métallique à microstructure déformée.

12. Les résidus de ligatures et autres additifs se présentent sous la forme d'inclusions étrangères qui diffèrent par la structure de fracture (Fig. 9 Annexe 2) et la microstructure. Ces défauts sont inacceptables.

13. Fissures de tassement ou fissures de déformation internes. Dans une fracture, ils ressemblent à des sections arrondies et elliptiques avec une structure cristalline légèrement différente, parfois avec un film d'oxyde de différentes couleurs de teinte (Fig. 10, une annexe 2) ou des sections avec une structure surchauffée et une taille de grain inégale (Fig. 10 , b). Les fissures sont situées perpendiculairement à la direction de la force de déformation.

Dans la macrostructure des pièces forgées (dans les dépôts pour disques), des fissures se forment dans les zones de bord et axiales (Fig. 10, c), accompagnées de produits d'oxydation en solution solide et de la formation de gros carbures dus à une surchauffe locale de l'alliage lors de la déformation ( Figure 10, d).

Les fissures formées en raison du dépassement des contraintes admissibles lors de la déformation ou du refroidissement, non accompagnées d'une inhomogénéité microstructurale, sont classées comme des fissures de contrainte (Fig. 10, e).

14. Les fissures transversales de forgeage sont situées parallèlement à la direction de la force de déformation (Fig. 11 Annexe 2). Ils se forment lors du forgeage des lingots sans tournage, par de forts chocs fréquents, ils sont détectés lors du contrôle ultrasonore des barres.

15. Les fissures de coupe (coupe) à partir de l'extrémité de la barre se présentent sous la forme de discontinuités simples, parfois intermittentes, peu profondes dans le métal, situées au bord où l'opération de coupe s'est terminée (Fig. 12). Le test est répété après avoir retiré la couche métallique présentant une fissure et une structure déformée.

16. Les fissures de meulage et de décapage se présentent sous la forme de nombreuses trames (le long des limites du macrograin) (Fig. 13, a Annexe 2) ou plus larges, situées arbitrairement deux fissures ou plus (Fig. 13, b), qui sont formé lorsque la technologie de fabrication du macromodèle est violée. Lors de l'évaluation de la macrostructure, ils ne sont pas pris en compte. Si nécessaire, le contrôle est répété en changeant le mode de broyage ou de traitement thermique.

17. Les fissures de cisaillement se présentent comme plusieurs ruptures de surface d'égale profondeur situées le long des lignes de cisaillement les plus intenses du métal, formées lors de la déformation avec un fort refroidissement de la surface du lingot ou de la billette (Fig. 14 Annexe 2). La propagation des fissures est inhibée dans la zone du métal normalement chauffé.