GOST R ISO 4545-1-2015

GOST R ISO 4545-1-2015 Matériaux métalliques. Détermination de la dureté Knoop. Partie 1. Méthode d'essai

GOST R ISO 4545−1-2015

NORME NATIONALE DE LA FÉDÉRATION DE RUSSIE

MATÉRIAUX MÉTALLIQUES

Essai de dureté Knoop

Partie 1

Méthode d'essai

matériaux métalliques. Test de dureté Knoop. Partie 1. Méthode d'essai

OKS 77.040.10
OKSTU 0709

Date de lancement 2016-01-01

Avant-propos

1 PRÉPARÉ par l'entreprise unitaire de l'État fédéral "Institut central de recherche sur la métallurgie ferreuse nommé d'après A.I. IP Bardina"

2 INTRODUIT par le Comité technique de normalisation TK 145 "Méthodes de contrôle des produits métalliques" sur la base de sa propre traduction authentique en russe de la version anglaise de la norme spécifiée au paragraphe 4

3 APPROUVÉ ET MIS EN VIGUEUR par arrêté de l'Agence fédérale de réglementation technique et de métrologie du 9 avril 2015 N 248-st

4 Cette norme est identique à la norme internationale ISO 4545-1:2005* Matériaux métalliques. Détermination de la dureté Knoop. Partie 1 : Méthode d'essai (ISO 4545-1:2005 "Matériaux métalliques - Essai de dureté Knoop - Partie 1 : Méthode d'essai").
________________
* L'accès aux documents internationaux et étrangers mentionnés ci-après peut être obtenu en cliquant sur le lien vers shop.cntd.ru. — Note du fabricant de la base de données.


Lors de l'application de cette norme, il est recommandé d'utiliser à la place des normes internationales de référence les normes nationales correspondantes de la Fédération de Russie et les normes interétatiques, dont les détails sont donnés dans l'annexe supplémentaire OUI

5 INTRODUIT POUR LA PREMIÈRE FOIS

Les règles d'application de cette norme sont établies dans GOST R 1.0-2012 (section 8). Les informations sur les modifications apportées à cette norme sont publiées dans l'index d'information annuel (au 1er janvier de l'année en cours) "Normes nationales", et le texte officiel des modifications et modifications - dans l'index d'information mensuel "Normes nationales". En cas de révision (remplacement) ou d'annulation de cette norme, un avis correspondant sera publié dans le prochain numéro de l'index d'information mensuel "Normes nationales". Les informations, notifications et textes pertinents sont également publiés dans le système d'information public - sur le site officiel de l'Agence fédérale de réglementation technique et de métrologie sur Internet (www.gost.ru)

1 domaine d'utilisation

La présente Norme internationale spécifie une méthode de détermination de la dureté Knoop des matériaux métalliques sous une charge de 0,09807 à 19,614 N. La méthode est applicable aux impressions d'une diagonale inférieure à 0,020 mm.

2 Références normatives

Cette norme utilise des références normatives aux normes internationales suivantes* :
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* Voir le lien pour le tableau de correspondance entre les normes nationales et les normes internationales. — Note du fabricant de la base de données.

ISO 4545-2:2005 Matériaux métalliques. Détermination de la dureté Knoop. ISO 4545-2:2005, Matériaux métalliques — Essai de dureté Knoop — Partie 2: Vérification et étalonnage des machines d'essai

ISO 4545-3:2005 Matériaux métalliques. Détermination de la dureté Knoop. Partie 3 : Étalonnage des blocs de référence (ISO 4545-3:2005, Matériaux métalliques — Essai de dureté Knoop — Partie 3 : Étalonnage des blocs de référence)

ISO 4545-4:2005 Matériaux métalliques. Détermination de la dureté Knoop. ISO 4545-4, Matériaux métalliques - Essai de dureté Knoop - Partie 4 : Tableau des valeurs de dureté

3 Essence de la méthode

L'essence de la méthode réside dans l'indentation d'une pointe de diamant sous la forme d'une pyramide avec des coins et entre côtés opposés, respectivement égaux à 172,5° et 130°, dans la surface de l'éprouvette sous l'action d'une charge appliquée (force statistique *) F (Figures 1 et 2) et après l'avoir retirée, mesurer la longueur de la longue diagonale d de l'empreinte restant à la surface de l'échantillon.
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* Le texte du document correspond à l'original. — Note du fabricant de la base de données.


La dureté Knoop est proportionnelle au quotient de la charge divisée par la surface de projection de l'empreinte du pénétrateur, qui est une base rhombique de la pyramide et a les mêmes angles que le pénétrateur au sommet.

Figure 1 - Le principe de mesure et la géométrie de la pointe (indenteur)

Figure 1 - Le principe de mesure et la géométrie de la pointe (indenteur)

Figure 2 - Vue de l'empreinte

Figure 2 - Vue de l'empreinte

4 Définitions et notation

4.1 La figure 3 et le tableau 1 montrent les principales définitions et symboles utilisés pour mesurer la dureté Knoop.

Exemple

Figure 3. Définitions et symboles de base utilisés pour mesurer la dureté Knoop

figure 3

Tableau 1

5 Équipement

5.1 Appareils d'essai de dureté, qui doivent fournir des charges spécifiées de 0,098 à 19,614 N conformément aux exigences de l'ISO 4545-2.

5.2 Pointe de diamant en forme de pyramide avec une base en diamant telle que définie dans l'ISO 4545-2.

5.3 Le système de mesurage doit être conforme à l'ISO 4545-2. La partie optique du système de mesure doit avoir un éclairage adéquat (ISO 4545-3, Annexe A).

Une augmentation du système optique devrait permettre d'augmenter la longueur apparente de la diagonale de plus de 25 %, mais en même temps le champ de vision du microscope ne devrait pas augmenter de plus de 75 %. Le système de mesure doit mesurer les longueurs des diagonales par pas de 0,1 mm.

NOTE Une procédure suggérée pour la vérification de l'appareil d'essai de dureté par l'utilisateur est donnée dans l'Annexe A.

6 Préparation aux tests

6.1 L'essai est effectué sur une surface polie, lisse et plane, exempte de tartre et de corps étrangers et, en particulier, totalement exempte de lubrifiants, sauf indication contraire dans la norme des produits métalliques. La finition de surface finale doit permettre de déterminer avec précision la longueur de la diagonale d'impression.

6.2 La préparation de la surface doit être effectuée de manière à minimiser toute modification de la dureté de la surface due à un usinage à chaud ou à froid excessif.

6.3 En raison de la faible profondeur de l'empreinte, il est important de prendre des précautions particulières lors de la préparation de l'échantillon. Il est recommandé d'utiliser une technique de polissage (électropolissage) adaptée au matériau à tester.

6.4 Une déformation visible sur la face arrière des éprouvettes n'est pas autorisée.

6.5 Pour les éprouvettes de petite section ou de formes irrégulières, il convient de prévoir un support supplémentaire pour l'éprouvette, tel qu'un moule en plastique, mais il convient de veiller à ce que l'éprouvette ne bouge pas pendant l'application de la charge.

7 Essais

7.1 La mesure de dureté est effectuée à une température de (23 ± 5) ° C. Si les tests sont effectués à une température différente, cela doit être noté dans le rapport de test.

7.2 Les charges d'essai recommandées pour les essais sont données dans le Tableau 2.

Tableau 2

7.3 L'éprouvette doit être placée sur un support rigide. La surface d'appui doit être propre et exempte de corps étrangers (eau, huile, saleté , etc. ). L'échantillon d'essai doit reposer sur le support de manière à ne pas bouger pendant la mesure.

7.4 Le foyer du microscope de mesure doit être placé de manière à pouvoir observer la surface de l'échantillon.

7.5 Pendant l'essai, la pointe (indenteur) est mise en contact avec la surface de l'éprouvette et la charge est augmentée dans une direction perpendiculaire à la surface, sans choc ni vibration, jusqu'à ce que la charge appliquée atteigne une certaine valeur.

Le taux d'application de la force doit être compris entre 15 et 70 µm/s.

Le temps entre le début de l'application de la charge et l'atteinte de la valeur nominale de la charge ne doit pas dépasser 10 s.

7.6 La durée de l'exposition sous charge doit être de 10 à 15 s, sauf indication contraire. Pour certains matériaux, un temps de séjour plus long sous charge est fourni pour des résultats stables, la tolérance pour le temps de séjour dans de tels cas doit être de ± 2 s.

7.7 Pendant tout le cycle d'essai, l'appareil d'essai de dureté doit être protégé des chocs et des vibrations.

7.8 La distance minimale entre le bord de toute impression et le bord du spécimen ne doit pas être inférieure à trois fois la longueur de la petite diagonale de l'impression.

7.9 La distance minimale entre deux impressions adjacentes, orientées latéralement, doit être au moins égale à 2,5 fois la longueur de la courte diagonale. La distance entre deux gravures adjacentes, orientées par leurs extrémités, ne doit pas être inférieure à la longueur de la grande diagonale. Si les deux impressions sont de taille différente, la distance minimale est estimée à partir de la diagonale de l'impression la plus grande.

7.10 Utiliser la longueur mesurée de la longue diagonale pour calculer la dureté Knoop. Pour tous les tests, les limites des empreintes doivent être clairement visibles et définies dans le champ de vision du microscope.

NOTE La réduction de la charge d'essai entraîne une augmentation de la dispersion des résultats de mesure. Ceci est particulièrement visible aux faibles charges des tests de Knoop lors de la mesure de la longueur de la longue diagonale. Lors de la mesure de la dureté Knoop, la précision de la mesure de la longueur de la longue diagonale n'est généralement pas supérieure à ± 0,001 mm. L'augmentation du champ de vision du microscope peut entraîner une augmentation de la précision des mesures de plus de 25 %, mais l'augmentation du champ de vision lui-même doit être inférieure à 75 %.

7.11 La valeur de dureté Knupp est calculée à l'aide de la formule donnée dans le tableau 1 ou déterminée à partir des tableaux de l'ISO 4545-4.

7.12 Si les longueurs mesurées des longues diagonales d'une moitié des impressions diffèrent de plus de 10% des valeurs mesurées de la longueur de l'autre moitié des impressions, il est alors nécessaire de vérifier le parallélisme de l'échantillon avec par rapport au plan de référence sur lequel il est placé. Les résultats des tests avec des écarts de plus de 10% ne sont pas pris en compte.

8 Estimation de l'incertitude de mesure

Une évaluation complète de l'incertitude des résultats de mesure doit être effectuée conformément aux exigences du manuel GUM [1].

Quelles que soient les sources qui affectent l'incertitude dans l'évaluation de la dureté, il existe deux méthodes pour l'estimer :

— Une méthode (type A) est basée sur l'estimation de l'incertitude de toutes les sources possibles résultant de l'étalonnage direct de l'application de charge du système de mesure. La procédure d'évaluation est décrite dans [2] ;

— l'autre méthode (type B) est basée sur l'estimation de l'incertitude à l'aide d'étalons de dureté [en abrégé CRM (Certified Reference Materials)] (voir [3]-[5]). Des conseils d'utilisation sont donnés à l'annexe B.

Cependant, il n'est pas toujours possible de quantifier uniquement toutes les composantes de l'incertitude provenant de différentes sources. Dans ce cas, une estimation de l'incertitude type pour le type, A, peut être faite par analyse statistique de plusieurs indentations obtenues sur l'échantillon d'essai. Lorsque les incertitudes types dérivées du type A et du type B sont additionnées, il convient de veiller à ne pas compter deux fois les contributions de différentes sources (réf. [1], section 4).

9 Rapport d'essai

Le rapport d'essai doit contenir :

a) une référence à cette norme ;

b) toutes les informations nécessaires pour identifier l'élément de test ;

c) résultats obtenus ;

d) toutes les opérations non spécifiées dans la présente Norme internationale qui peuvent être considérées comme facultatives ;

e) les détails de toutes les circonstances qui peuvent avoir affecté les résultats ;

f) la température à laquelle les essais ont été effectués, si elle est en dehors de la plage spécifiée à l'Article 7.

REMARQUE Une comparaison fiable des valeurs de dureté n'est possible que pour les mêmes valeurs de la charge appliquée.

Annexe, A (informative). Procédure d'inspection périodique de l'équipement de test par l'utilisateur

Annexe A
(référence)

La vérification de l'équipement d'essai (testeur de dureté) doit être effectuée le jour même de l'utilisation de cet équipement. Contrôlez chaque plage ou échelle sur laquelle la mesure est effectuée.

Le duromètre est contrôlé par des mesures de dureté (pour chaque gamme et niveau de dureté). Pour ce faire, des impressions de référence doivent être appliquées sur un bloc de dureté de référence étalonné conformément à la norme ISO 4545-3. Le résultat de la mesure doit correspondre à la valeur passeport dans les limites ne dépassant pas 0,5% et 0,4 microns. Si les valeurs obtenues ne répondent pas aux exigences, des mesures doivent être prises pour éliminer les incohérences.

La vérification consiste à obtenir une empreinte sur un bloc de dureté de référence calibré conformément à la norme ISO 4543-3.* Si la différence entre les valeurs moyennes et certifiées est dans les tolérances données dans la norme ISO 4545-2 (clause 5.8), alors le le testeur de dureté est prêt pour le test. Sinon, le testeur de dureté doit être calibré en fonction des mesures de dureté.
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* Le texte du document correspond à l'original. — Note du fabricant de la base de données.


Les résultats obtenus doivent être enregistrés sur une certaine période de temps pour évaluer les capacités du duromètre et suivre la dérive de ses réglages.

Annexe B (informative). Incertitude dans les mesures des valeurs de dureté

Annexe B
(référence)

B.1 Exigences générales

La méthode décrite dans la présente annexe traite de l'évaluation de l'incertitude des résultats de mesure liés aux capacités de mesure des appareils d'essai de dureté lors de l'étalonnage des blocs d'essai de référence (CRM). L'incertitude calculée par cette méthode reflète l'effet cumulatif de toutes les sources d'incertitude, car dans cette approche, les composants individuels des appareils d'essai de dureté fonctionnent dans certaines tolérances. Il est recommandé de vérifier et d'étalonner au moins une fois par an.

La Figure B.1 montre la structure à quatre niveaux de la chaîne de traçabilité métrologique pour la détermination et la diffusion de l'échelle de dureté. La chaîne commence au niveau international et utilise les définitions internationales des différentes échelles de dureté pour faire des comparaisons internationales. Le nombre d'appareils d'essai de dureté standard primaires au niveau national détermine les blocs d'essai primaires pour l'étalonnage des appareils d'essai de dureté au niveau du laboratoire. Naturellement, l'étalonnage et la vérification directs de ces machines doivent être effectués avec une précision maximale.

Figure B.1 — Structure de la chaîne de traçabilité métrologique pour la détermination et la diffusion de l'échelle de dureté

Figure B.1 — Structure de la chaîne de traçabilité métrologique pour la détermination et la diffusion de l'échelle de dureté

B.2 Procédure de base

La procédure de détermination de l'incertitude combinée u effectuée en calculant la racine carrée de la somme des carrés des indicateurs calculés à partir de diverses sources présentées dans le tableau B.1. L'incertitude élargie U est déterminée en multipliant u sur le facteur de couverture k =2. Le Tableau B.1 contient tous les symboles utilisés et leurs définitions.

B.3 Déviation de l'appareil d'essai de dureté

L'écart du duromètre (que l'on appelle souvent l'erreur) b est obtenu à partir de la différence entre :

- la valeur moyenne des résultats de mesure de cinq empreintes obtenues lors de l'essai du duromètre par rapport à l'essai de dureté de référence, et

- la valeur attribuée au bloc de référence de dureté lors de son étalonnage.

Cet écart peut être utilisé dans divers cas de calcul d'incertitude comme correction du résultat de mesure.

B.4 Algorithme de calcul de l'incertitude - mesure des valeurs de dureté

B.4.1 Procédure qui ne tient pas compte des écarts de l'indice du duromètre (méthode 1)

La méthode 1 (M1) est la méthode la plus simple, qui est utilisée sans tenir compte de l'erreur systématique du duromètre.

En M1, l'erreur est déterminée sur la base de l'erreur admissible du duromètre par rapport à l'échelle théorique, qui est utilisée pour déterminer la source d'incertitude u . Il ne précise pas la correction à apporter.

La procédure de calcul de U est détaillée dans le Tableau B.1 ainsi que dans [1] et [2].

. (EN 1)

Les résultats de mesure peuvent être représentés comme suit

. (EN 2)

B.4.2 Procédure de prise en compte des écarts de l'indice du duromètre (méthode 2)

Contrairement à la méthode 1 (M1), la méthode 2 (M2) conduit à des valeurs d'incertitude plus faibles. Lors de l'évaluation selon la méthode M2, on suppose que, puisque l'écart b (étape 10) est supposé systématique, alors, conformément aux recommandations de [1], des corrections doivent être apportées au résultat de mesure pour corriger cette erreur. De plus, on suppose que puisque les corrections sont déterminées et introduites dans le résultat de la mesure, alors l'erreur systématique est considérée comme égale à zéro lors du calcul de l'incertitude. Sinon tu augmenter de b .

Procédure de calcul U est donnée dans le Tableau B.1 ainsi que dans [4], [5].

. (À 3)

Dans ce cas, le résultat de la mesure sera présenté sous la forme suivante :

(À 4 HEURES)

ou

. (À 5)

Selon que l'écart b est inclus comme correction d'échelle du duromètre, l'une ou l'autre expression est utilisée pour représenter les résultats.

B.5 Expression des résultats de mesure

Lors de l'expression de l'incertitude des résultats de mesure, la méthode de sa détermination doit être indiquée. Si aucune méthode n'est spécifiée, on suppose que la méthode 1 a été utilisée (étape 12, tableau B.1).


Tableau B.1 — Détermination de l'incertitude élargie selon les méthodes M1 et M2

Annexe OUI (référence). Informations sur la conformité des normes internationales référencées avec les normes nationales de la Fédération de Russie (et les normes interétatiques en vigueur à ce titre)

Annexe OUI
(référence)

Tableau D.A. .1

Bibliographie

Texte électronique du document
préparé par Kodeks JSC et vérifié par rapport à :
publication officielle
M. : Standartinform, 2015