Composition chimique
Chaque coulée est analysée avant d'être versée, normalement par spectrométrie d'émission optique sur un échantillon trempé. Le résultat est comparé à la spécification et reporté sur le certificat de réception. Carbone, soufre, azote et oxygène sont dosés par analyseurs à combustion ou à fusion lorsque la précision requise dépasse celle du spectromètre.
L'identification positive des matériaux (PMI) par fluorescence X portable ou émission optique sert à confirmer l'alliage des pièces finies et à prévenir les mélanges. La fluorescence X portable ne dose pas le carbone ; elle ne peut donc pas distinguer les nuances à bas carbone des nuances standard.
Essais mécaniques
- Essai de traction (ISO 6892-1, ASTM E8 ou A370) : limite d'élasticité ou limite conventionnelle, résistance à la traction, allongement et striction.
- Essai de dureté : Brinell pour les pièces moulées en général, Rockwell et Vickers pour les pièces durcies et les couches superficielles. La dureté est aussi la vérification usuelle de la réponse au traitement thermique sur les pièces elles-mêmes.
- Essai de flexion par choc (ISO 148-1, ASTM E23) : énergie Charpy absorbée à une température spécifiée, exigée pour les nuances basse température et de nombreuses spécifications duplex et d'équipements sous pression.
Éprouvettes
Les normes matière définissent la provenance des éprouvettes : barreaux coulés séparément à partir de la même coulée, barreaux attenants à la pièce ou éprouvettes prélevées dans une pièce. Les barreaux coulés séparément caractérisent la coulée et son traitement thermique ; ils ne représentent pas nécessairement les propriétés dans chaque section d'une pièce, qui dépendent des conditions locales de solidification. Si des propriétés dans la pièce elle-même sont requises, il faut le spécifier, avec l'emplacement des éprouvettes. Les barreaux d'essai doivent accompagner au traitement thermique les pièces qu'ils représentent.
Métallographie
Des coupes polies et attaquées, examinées au microscope, montrent la microstructure, la taille de grain, la répartition des phases, les carbures, les inclusions non métalliques, les couches superficielles telles que la décarburation, et la microporosité. La métallographie sert à la qualification du procédé, à des vérifications spécifiées telles que la précipitation intergranulaire, et à l'analyse de défaillance.
Vérifications propres aux alliages
- Teneur en ferrite des inoxydables austénitiques et duplex moulés, mesurée magnétiquement ou par analyse d'image.
- Essais de corrosion intergranulaire pour les inoxydables austénitiques, par exemple les pratiques de l'ASTM A262.
- Essais de corrosion par piqûres et de phases intermétalliques pour les inoxydables duplex, selon la spécification de l'acheteur.
- Limites de dureté pour le service en milieu acide (H2S).
- Profondeur de cémentation et dureté superficielle pour les aciers cémentés.
Vérification du traitement thermique
Le traitement thermique est vérifié par les enregistrements de four (température, durée, milieu de refroidissement), par l'étalonnage et l'homogénéité de température du four, et par des essais sur la charge : dureté sur pièces et essais mécaniques sur les barreaux d'accompagnement. Les enregistrements identifient la charge de four afin que les résultats puissent être rattachés aux pièces.
Laboratoires
Les analyses et essais mécaniques courants sont réalisés par le laboratoire du fabricant ou par des laboratoires externes. Lorsqu'un contrat exige des essais d'un laboratoire accrédité ISO/IEC 17025, cela est organisé pour les essais concernés ; voir assurance qualité.