La norme ASTM E45, Méthodes d'essai standard pour la détermination de la teneur en inclusions dans l'acier, élaborée par l'American Society for Testing and Materials (ASTM), décrit plusieurs méthodes permettant de déterminer la teneur en inclusions non métalliques (matière non vivante intracellulaire) de l'acier forgé. Les méthodes macroscopiques comprennent la macroabrasion, la fracturation, la réduction par paliers et la magnétoscopie. Les méthodes microscopiques incluent cinq systèmes d'inspection. Dans ces méthodes microscopiques, les inclusions sont classées en fonction de leur similarité morphologique, et pas nécessairement de leur identité chimique. Cette norme inclut des méthodes métallographiques permettant une distinction simple entre des inclusions morphologiquement similaires. Bien que ces méthodes soient principalement conçues pour classer les inclusions, des composants tels que les carbures, les nitrures, les carbonitrures, les borures et les phases intermétalliques peuvent être classés par certaines méthodes microscopiques. Dans certains cas, des alliages autres que les aciers peuvent être classés par une ou plusieurs de ces méthodes.
Ces méthodes d'essai couvrent les procédures de détermination des inclusions de type JK par analyse d'images automatisée, conformément aux méthodes microscopiques A et D. Selon le type d'acier et les propriétés requises, une méthode macroscopique ou microscopique, ou une combinaison des deux, peut être jugée satisfaisante pour déterminer la teneur en inclusions. Ces méthodes d'essai se rapportent uniquement aux méthodes d'essai recommandées et ne doivent en aucun cas être interprétées comme définissant ou établissant les limites d'acceptabilité d'une nuance d'acier.
Aux fins de la présente norme, en plus des termes et définitions donnés dans la norme ASTM E7, les définitions suivantes s'appliquent :
Ces méthodes d'essai comprennent quatre méthodes d'essai macroscopiques et cinq méthodes d'essai microscopiques (analyse manuelle et d'image) pour exprimer la teneur en inclusion de l'acier et les résultats des essais.
Les inclusions sont caractérisées par leur taille, leur forme, leur concentration et leur distribution plutôt que par leur composition chimique. Bien que leur composition ne soit pas définie, les méthodes microscopiques classent les inclusions en plusieurs catégories (sulfures, oxydes et silicates). Cette norme décrit une méthode métallographique facilitant la discrimination des inclusions. Seules les inclusions présentes sur la surface d'essai peuvent être détectées.
Les méthodes d'essai macroscopiques évaluent des surfaces plus importantes que les méthodes d'essai microscopiques. L'inspection étant réalisée visuellement ou à faible grossissement, ces méthodes sont particulièrement adaptées à la détection des inclusions de grande taille. Elles ne sont pas adaptées à la détection des inclusions de moins de 0,40 mm de longueur environ et ne permettent pas de les classer par type.
Les méthodes de test macroscopiques comprennent :
Les méthodes d'essai microscopiques permettent de caractériser les inclusions formées suite à une désoxydation ou à une solubilité limitée dans l'acier massif. Ces méthodes classent la gravité et le type d'inclusions par type morphologique (taille, forme, concentration et distribution), mais pas spécifiquement par composition. Ces inclusions sont caractérisées par type morphologique (taille, forme, concentration et distribution), mais pas spécifiquement par composition.
Les méthodes microscopiques ne sont pas conçues pour évaluer la teneur en inclusions exogènes. En cas de désaccord sur le caractère natif ou exogène d'une inclusion, des méthodes microanalytiques telles que la spectroscopie de rayons X à dispersion d'énergie (EDS) peuvent être utilisées pour déterminer sa nature. Cependant, l'expérience et la connaissance du procédé de coulée et des matériaux de production, tels que les additifs de désoxydation, de désulfuration et de contrôle de la forme des inclusions, ainsi que les compositions des réfractaires et des revêtements de four, doivent être combinées aux résultats microanalytiques pour déterminer le caractère natif ou exogène d'une inclusion.
La population d'inclusions d'un lot d'acier donné variant selon l'emplacement, un échantillonnage statistique est nécessaire pour évaluer sa teneur en inclusions. Le taux d'échantillonnage doit être adapté à la taille du lot et à ses propriétés spécifiques. L'analyse d'images automatisée permet une classification plus précise des matériaux à très faible teneur en inclusions, permettant ainsi une classification microscopique plus précise.
Les méthodes de test macroscopiques sont utilisées pour caractériser la taille, la distribution, le nombre et le type d’inclusions sur la surface d’un échantillon poli.
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