ISO 19477:2016

Metallic and other inorganic coatings — Measurement of Young's modulus of thermal barrier coatings by beam bending

ISO 19477:2016 specifies a method for measuring the in-plane Young's modulus, at room temperature, of thermal barrier coatings formed on substrates by thermal spraying.

Revêtements métalliques et autres revêtements inorganiques — Mesurage du module de Young des revêtements barrières thermiques par flexion de poutre

ISO 19477:2016 spécifie une méthode permettant de mesurer le module de Young dans le plan, à température ambiante, de revêtements barrières thermiques formés par projection thermique sur des substrats.

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 14-Sep-2016
• ICS: 25.220.40 - Metallic coatings
• Technical Committee: ISO/TC 107 - Metallic and other inorganic coatings
• Drafting Committee: ISO/TC 107/WG 1 - Thermal spraying
• Current Stage: 9093 - International Standard confirmed
• Completion Date: 10-Jun-2022

Relations

• Consolidated By: ISO 13408-6:2021 - Aseptic processing of health care products — Part 6: Isolator systems
• Effective Date: 06-Jun-2022

Standards Content (Sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 19477
First edition
2016-09-15
Metallic and other inorganic
coatings — Measurement of Young’s
modulus of thermal barrier coatings
by beam bending
Revêtements métalliques et autres revêtements inorganiques —
Mesurage du module de Young des revêtements barrières thermiques
par flexion de poutre
Reference number
ISO 19477:2016(E)
©
ISO 2016

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ISO 19477:2016(E)

COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
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All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced or utilized otherwise in any form
or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting on the internet or an intranet, without prior
written permission. Permission can be requested from either ISO at the address below or ISO’s member body in the country of
the requester.
ISO copyright office
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Fax [phone]
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ISO 19477:2016(E)

Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Principle . 2
5 Apparatus for measuring Young’s modulus . 2
5.1 Testing machine . 3
5.2 Four-point bending jig . 3
5.3 Strain measuring equipment . 4
6 Specimen . 4
7 Measuring procedure . 5
7.1 Specimen dimension . 5
7.2 Force–strain diagram . 5
8 Calculation of Young’s modulus . 8
9 Test report . 9
Annex A (informative) Measurement method of Young’s modulus of TBC specimen with
significant porosity .11
Bibliography .14
© ISO 2016 – All rights reserved iii

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ISO 19477:2016(E)

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 documents 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).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation on 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 the following URL: www.iso.org/iso/foreword.html.
The committee responsible for this document is ISO/TC 107, Metallic and other inorganic coatings.
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ISO 19477:2016(E)

Introduction
Thermal barrier coatings are highly advanced material systems, generally applied to surfaces of hot-
section components made of nickel or cobalt-based superalloys, such as combustors, blades, and vanes
of power-generation gas turbines in thermal power plants and aero-engines operated at elevated
temperatures.
The function of these coatings is to protect metallic components for extended periods at elevated
temperatures by employing thermally insulating materials which can sustain an appreciable
temperature difference between load bearing alloys and coating surfaces. These coatings permit the
high-temperature operation by shielding these components, thereby extending their lives.
Although Young’s modulus is an important property of thermal barrier coatings, the existing ISO
standard only describes a method for measuring the Young’s modulus of monolithic ceramics.
This International Standard specifies a method for measuring the Young’s modulus of thermal barrier
coatings that consist of multilayers formed on substrate by thermal spraying.
The measuring procedure of this International Standard is applicable for the measurement of the
Young’s modulus of various thermally sprayed coatings.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 19477:2016(E)
Metallic and other inorganic coatings — Measurement
of Young’s modulus of thermal barrier coatings by beam
bending
1 Scope
This International Standard specifies a method for measuring the in-plane Young’s modulus, at room
temperature, of thermal barrier coatings formed on substrates by thermal spraying.
2 Normative references
The following documents, in whole or in part, are normatively referenced in this document and are
indispensable for its application. For dated references, only the edition cited applies. For undated
references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 1463, Metallic and oxide coatings — Measurement of coating thickness — Microscopical method
ISO 3611, Geometrical product specifications (GPS) — Dimensional measuring equipment: Micrometers for
external measurements — Design and metrological characteristics
ISO 4287, Geometrical Product Specifications (GPS) — Surface texture: Profile method — Terms, definitions,
and surface texture parameters
ISO 13385 (all parts), Geometrical product specifications (GPS) — Dimensional measuring equipment
ISO 7500-1, Metallic materials — Calibration and verification of static uniaxial testing machines — Part 1:
Tension/compression testing machines — Calibration and verification of the force-measuring system
ISO 14188, Metallic and other inorganic coatings — Test methods for measuring thermal cycle resistance
and thermal shock resistance for thermal barrier coatings
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 14188 and the following apply.
3.1
thermal barrier coating
TBC
two-layer coating consisting of a metallic bond coat (BC) and a ceramic top coat (TC), in order to reduce
heat transfer from outside of the top coat through the coating to the substrate
Note 1 to entry: See Figure 1.
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ISO 19477:2016(E)

1
4
2
3
Key
1 TC
2 BC
3 substrate
4 TBC
Figure 1 — Diagrammatic view of a section of TBC
[SOURCE: ISO 14188:2012, 3.1, modified — a different note to entry and figure has been used.]
3.2
composite beam
beam consisting of multiple layers
4 Principle
The fundamental procedures for measuring the Young’s moduli of the substrate, BC, and TC consist of
the measurement of the force–strain diagram of three types of specimens (substrate, substrate with
BC, and substrate with TBC) by a four-point bending method and of calculations according to the theory
[1][2][3][4][5]
of composite beam.
5 Apparatus for measuring Young’s modulus
An example of the apparatus for measuring the Young’s modulus is schematically shown in Figure 2.
The apparatus consists of four-point bending jig, testing machine, and strain measuring equipment.
2 © ISO 2016 – All rights reserved

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ISO 19477:2016(E)

8
7
12
6
5
4
9
3
10
1
11
aa a
l
2
Key
1 four-point bending jig 9 specimen
2 support bed 10 TBC
3 support roller 11 strain gauge
4 load roller 12 strain measuring equipment
5 load bed a distance between load rollers
6 ball l distance between support rollers
7 testing machine
8 force
Figure 2 — Typical apparatus for measuring the Young’s modulus (in the case that the tensile
force is applied to the TBC)
5.1 Testing machine
The testing machine is specified according to ISO 7500-1.
5.2 Four-point bending jig
The four-point bending jig consists of the load bed, load roller, support bed, support roller, and ball, as
follows.
a) The load bed, load roller, support bed, support roller, and ball shall have sufficient rigidity to
prevent their plastic deformation during testing.
b) The width of load bed, load roller, support bed, and support roller shall be larger than that of
specimen.
c) The distance between load rollers shall be between 15 mm and 30 mm.
d) The distance between support rollers shall be three times the distance between load rollers.
e) The radii of support rollers and load rollers shall be the same and shall be between 2,0 mm and
3,0 mm.
f) The surface roughness of rol
...

DRAFT INTERNATIONAL STANDARD
ISO/DIS 19477
ISO/TC 107 Secretariat: KATS
Voting begins on: Voting terminates on:
2015-03-23 2015-06-23
Metallic and other inorganic coatings — Measurement
of Young’s modulus of thermal barrier coatings by beam
bending
Revêtements métalliques et autres revêtements inorganiques — Mesurage du module de Young des
revêtements barrières thermiques par flexion de poutre
ICS: 25.220.40
THIS DOCUMENT IS A DRAFT CIRCULATED
FOR COMMENT AND APPROVAL. IT IS
THEREFORE SUBJECT TO CHANGE AND MAY
NOT BE REFERRED TO AS AN INTERNATIONAL
STANDARD UNTIL PUBLISHED AS SUCH.
IN ADDITION TO THEIR EVALUATION AS
BEING ACCEPTABLE FOR INDUSTRIAL,
TECHNOLOGICAL, COMMERCIAL AND
USER PURPOSES, DRAFT INTERNATIONAL
STANDARDS MAY ON OCCASION HAVE TO
BE CONSIDERED IN THE LIGHT OF THEIR
POTENTIAL TO BECOME STANDARDS TO
WHICH REFERENCE MAY BE MADE IN
Reference number
NATIONAL REGULATIONS.
ISO/DIS 19477:2015(E)
RECIPIENTS OF THIS DRAFT ARE INVITED
TO SUBMIT, WITH THEIR COMMENTS,
NOTIFICATION OF ANY RELEVANT PATENT
RIGHTS OF WHICH THEY ARE AWARE AND TO
©
PROVIDE SUPPORTING DOCUMENTATION. ISO 2015

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ISO/DIS 19477:2015(E)

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All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced or utilized otherwise in any form
or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting on the internet or an intranet, without prior
written permission. Permission can be requested from either ISO at the address below or ISO’s member body in the country of
the requester.
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Published in Switzerland
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ISO/DIS 19477:2015(E)

Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Principle . 2
5 Apparatus for measuring Young’s modulus . 2
5.1 Testing machine . 3
5.2 Four-point bending jig . 3
5.3 Strain measuring equipment . 4
6 Specimen . 4
7 Measuring procedure . 5
7.1 Specimen dimension . 5
7.2 Force - strain diagram . 5
8 Calculation of Young’s modulus . 9
9 Report . 9
Annex A (Informative)Measurement method of Young’s modulus of TBC specimen with
higher porosity .11
Bibliography .14
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ISO/DIS 19477:2015(E)

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.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International
Standards adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting.
Publication as an International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies
casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 19477 was prepared by Technical Committee ISO/TC 107, Metallic and other inorganic coatings,
Subcommittee SC , .
This second/third/. edition cancels and replaces the first/second/. edition (), [clause(s) / subclause(s)
/ table(s) / figure(s) / annex(es)] of which [has / have] been technically revised.
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ISO/DIS 19477:2015(E)

Introduction
Thermal barrier coatings are highly advanced material systems, generally applied to surfaces of hot-
section components made of nickel or cobalt-based superalloys, such as combustors, blades, and vanes
of power-generation gas turbines in thermal power plants and aero-engines operated at elevated
temperatures.
The function of these coatings is to protect metallic components for extended periods at elevated
temperatures by employing thermally insulating materials which can sustain an appreciable
temperature difference between load bearing alloys and coating surfaces. These coatings permit the
high-temperature operation by shielding these components, thereby extending their lives.
Although Young’s modulus is one of the important properties of thermal barrier coatings, the existing
ISO standard includes only the method for measuring the Young’s modulus of monolithic ceramics.
This international standard specifies the method for measuring the Young’s modulus of thermal barrier
coatings that consist of multilayers formed on substrate by thermal spray.
The measuring procedure of this standard is applicable for measurement of the Young’s modulus of
various thermally sprayed coatings.
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DRAFT INTERNATIONAL STANDARD ISO/DIS 19477:2015(E)
Metallic and other inorganic coatings — Measurement
of Young’s modulus of thermal barrier coatings by beam
bending
1 Scope
This international standard specifies the method for measuring the in-plane Young’s modulus, at room
temperature, of thermal barrier coatings formed on substrates by thermal spray.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application 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 1463, Metallic and oxide coatings — Measurement of coating thickness — Microscopical method
ISO 3611, Geometrical product specifications (GPS) — Dimensional measuring equipment: Micrometers for
external measurements — Design and metrological characteristics
ISO 4287, Geometrical Product Specifications (GPS) — Surface texture: Profile method — Terms, definitions
and surface texture parameters
ISO 6906, Vernier callipers reading to 0,02 mm
ISO 7500-1, Metallic materials – Verification of static uniaxial testing machines – Part 1: Tension/compression
testing machines – Verification and Calibration of the force-measuring system
ISO 14188, Metallic and other inorganic coatings — Test methods for measuring thermal cycle resistance
and thermal shock resistance for thermal barrier coatings
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 14188 and the following apply.
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ISO/DIS 19477:2015(E)

3.1
Thermal barrier coating (TBC)
a two-layer coating consisting of a metallic bond coat (BC) and a ceramic top coat (TC), in order to
reduce heat transfer from outside of the TC through the coating to the substrate (Figure 1)
1
4
2
3
Key
1 top coat (TC)
2 bond coat (BC)
3 substrate
4 TBC
Figure 1 — Diagrammatic view of a section of TBC
3.2
composite beam
beam consisting of multiple layers
4 Principle
The fundamental procedures for measuring the Young’s moduli of the substrate, BC, and TC consist of
the measurement of the force - strain diagram of three types of specimens (substrate, substrate with BC,
and substrate with TBC) by the four-point bending method, and of calculations according to the theory
[1] [5]
of composite beam. –
5 Apparatus for measuring Young’s modulus
An example of the apparatus for measuring the Young’s modulus is schematically shown in Figure 2.
The apparatus consists of four-point bending jig, testing machine, and strain measuring epuipment.
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ISO/DIS 19477:2015(E)

8
7
12
6
5
4
9
3
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1
11
aa a
l
2
Key
1 four-point bending jig 8 force
2 support bed 9 specimen
3 support roller 10 TBC
4 load roller 11 strain gauge
5 load bed 12 strain measuring equipment
6 ball a distance between load rollers
7 testing machine l distance between support rollers
Figure 2 — Typical apparatus for measuring the Young’s modulus
(In the case that the tensile force is applied to the TBC)
5.1 Testing machine
The testing machine is specified according to ISO 7500-1.
5.2 Four-point bending jig
The four-point bending jig consists of the load bed, load roller, support bed, support roller, and ball, as
follows.
a) The load bed, load roller, support bed, support roller, and ball shall have sufficient rigidity to prevent
their plastic deformation during testing.
b) The width of load bed, load roller, support bed, and support roller shall be larger than that of
specimen.
c) T
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 19477
Première édition
2016-09-15
Revêtements métalliques et autres
revêtements inorganiques —
Mesurage du module de Young des
revêtements barrières thermiques par
flexion de poutre
Metallic and other inorganic coatings — Measurement of Young’s
modulus of thermal barrier coatings by beam bending
Numéro de référence
ISO 19477:2016(F)
©
ISO 2016

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ISO 19477:2016(F)

DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2016, Publié en Suisse
Droits de reproduction réservés. Sauf indication contraire, 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, l’affichage sur
l’internet ou sur un Intranet, sans autorisation écrite préalable. Les demandes d’autorisation peuvent être adressées 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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ii © ISO 2016 – Tous droits réservés

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ISO 19477:2016(F)

Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Principe . 2
5 Appareillage permettant de mesurer le module de Young . 2
5.1 Machine d’essai . 3
5.2 Montage d’essai de flexion quatre points . 3
5.3 Instrument de mesure de la déformation . 4
6 Éprouvettes . 4
7 Méthode de mesure . 5
7.1 Dimensions de l’éprouvette . 5
7.2 Courbe force-déformation . 5
8 Calcul du module de Young . 8
9 Rapport d’essai . 9
Annexe A (informative) Méthode de mesure du module de Young d’une éprouvette de TBC
ayant une porosité importante .11
Bibliographie .14
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ISO 19477:2016(F)

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’attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l’élaboration du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l’ISO (voir www.iso.org/brevets).
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 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 le lien
suivant: www.iso.org/iso/fr/avant-propos.html.
Le comité chargé de l’élaboration du présent document est l’ISO/TC 107, Revêtements métalliques et
autres revêtements inorganiques.
iv © ISO 2016 – Tous droits réservés

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ISO 19477:2016(F)

Introduction
Les revêtements barrières thermiques sont des systèmes de matériaux de haute technologie. Ils sont
généralement appliqués sur la surface des sections chaudes de composants en superalliage à base de
nickel ou de cobalt, telles que les chambres de combustion, les aubes et les pales des turbines à gaz dans
les centrales thermiques et des moteurs d’avion fonctionnant à de hautes températures.
La fonction de ces revêtements est de protéger les substrats métalliques exposés de manière prolongée
à des températures élevées en utilisant des matériaux d’isolation thermique qui peuvent résister à une
différence de température sensible entre les alliages porteurs de charge et les surfaces de revêtement.
En protégeant ces composants, les revêtements permettent un fonctionnement à des températures
élevées et prolongent ainsi leur durée de vie.
Bien que le module de Young soit une propriété importante des revêtements barrières thermiques, la
norme ISO existante décrit uniquement une méthode permettant de mesurer le module de Young de
céramiques monolithiques.
La présente Norme internationale spécifie une méthode permettant de mesurer le module de Young
de revêtements barrières thermiques constitués de plusieurs couches formées sur un substrat par
projection thermique.
La méthode de mesure de la présente Norme internationale est applicable pour le mesurage du module
de Young de divers revêtements obtenus par projection thermique.
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NORME INTERNATIONALE ISO 19477:2016(F)
Revêtements métalliques et autres revêtements
inorganiques — Mesurage du module de Young des
revêtements barrières thermiques par flexion de poutre
1 Domaine d’application
La présente Norme internationale spécifie une méthode permettant de mesurer le module de Young
dans le plan, à température ambiante, de revêtements barrières thermiques formés par projection
thermique sur des substrats.
2 Références normatives
Les documents suivants, en tout ou partie, sont référencés de façon normative dans le présent document
et sont indispensables à son application. 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 1463, Revêtements métalliques et couches d’oxyde — Mesurage de l’épaisseur de revêtement — Méthode
par coupe micrographique
ISO 3611, Spécification géométrique des produits (GPS) — Équipement de mesurage dimensionnel:
Micromètres d’extérieur — Caractéristiques de conception et caractéristiques métrologiques
ISO 4287, Spécification géométrique des produits (GPS) — État de surface: Méthode du profil — Termes,
définitions et paramètres d’état de surface
ISO 13385 (toutes les parties), Spécification géométrique des produits (GPS) — Équipement de mesurage
dimensionnel
ISO 7500-1, Matériaux métalliques — Étalonnage et vérification des machines pour essais statiques
uniaxiaux — Partie 1: Machines d’essai de traction/compression — Étalonnage et vérification du système
de mesure de force
ISO 14188, Revêtements métalliques et autres revêtements inorganiques — Méthodes d’essai pour mesurer
la résistance au cyclage thermique et la résistance au choc thermique des revêtements barrières thermiques
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l’ISO 14188 ainsi que les
suivants s’appliquent.
3.1
revêtement barrière thermique
TBC
revêtement bicouche composé d’une couche de liaison (BC) métallique et d’une couche supérieure (TC)
céramique visant à limiter le transfert de chaleur à travers le revêtement, de l’extérieur de la couche
supérieure au substrat
Note 1 à l’article: Voir Figure 1.
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ISO 19477:2016(F)

1
4
2
3
Légende
1 TC
2 BC
3 substrat
4 TBC
Figure 1 — Vue en coupe schématique d’un TBC
[SOURCE: ISO 14188:2012, 3.1, modifié.]
3.2
poutre composite
poutre constituée de plusieurs couches
4 Principe
Les méthodes fondamentales permettant de mesurer les modules de Young du substrat, de la couche de
liaison (BC) et de la couche supérieure (TC) consistent à mesurer la courbe force-déformation de trois
types d’éprouvettes (substrat, substrat avec BC et substrat avec TBC) par la méthode de flexion quatre
[1][2][3][4][5]
points, et à effectuer des calculs conformément à la théorie de la poutre composite .
5 Appareillage permettant de mesurer le module de Young
Un exemple d’appareillage permettant de mesurer le module de Young est représenté schématiquement
à la Figure 2.
L’appareillage comprend un montage d’essai de flexion quatre points, une machine d’essai et un
instrument de mesure de la déformation.
2 © ISO 2016 – Tous droits réservés

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ISO 19477:2016(F)

8
7
12
6
5
4
9
3
10
1
11
aa a
l
2
Légende
1 montage d’essai de flexion quatre points 9 éprouvette
2 socle d’appui 10 TBC
3 rouleau d’appui 11 extensomètre
4 rouleau de charge 12 instrument de mesure de la déformation
5 dispositif de chargement a distance entre les rouleaux de charge
6 bille l distance entre les rouleaux d’appui
7 machine d’essai
8 force
Figure 2 — Appareillage type permettant de mesurer le module de Young (dans le cas où la
force de traction est appliquée au TBC)
5.1 Machine d’essai
La machine d’essai est spécifiée conformément à l’ISO 7500-1.
5.2 Montage d’essai de flexion quatre points
Le montage d’essai de flexion quatre points est constitué d’un dispositif de chargement, d’un rouleau de
chargement, d’un socle d’appui, d’un rouleau d’appui et d’une bille, comme suit.
a) Le dispositif de chargement, le rouleau de chargement, le socle d’appui, le rouleau d’appui et la bille
doivent avoir une rigidité suffisante pour empêcher leur déformation plastique pendant les essais.
b) La largeur du dispositif de chargement, du rouleau de chargement, du socle d’appui et du rouleau
d’appui doit être supérieure à celle de l’éprouvette.
c) La distance entre les rouleaux de chargement doit être comprise entre 15 mm et 30 mm.
d) La distance entre les rouleaux d’appui doit être égale au triple de la distance entre les rouleaux de
chargement.
e) Les rayons des rouleau
...

PROJET DE NORME INTERNATIONALE
ISO/DIS 19477
ISO/TC 107 Secrétariat: KATS
Début de vote: Vote clos le:
2015-03-23 2015-06-23
Revêtements métalliques et autres revêtements
inorganiques — Mesurage du module de Young des
revêtements barrières thermiques par flexion de poutre
Metallic and other inorganic coatings — Measurement of Young’s modulus of thermal barrier coatings
by beam bending
ICS: 25.220.40
CE DOCUMENT EST UN PROJET DIFFUSÉ POUR
OBSERVATIONS ET APPROBATION. IL EST DONC
SUSCEPTIBLE DE MODIFICATION ET NE PEUT
ÊTRE CITÉ COMME NORME INTERNATIONALE
AVANT SA PUBLICATION EN TANT QUE TELLE.
OUTRE LE FAIT D’ÊTRE EXAMINÉS POUR
ÉTABLIR S’ILS SONT ACCEPTABLES À DES
FINS INDUSTRIELLES, TECHNOLOGIQUES ET
COMMERCIALES, AINSI QUE DU POINT DE VUE
DES UTILISATEURS, LES PROJETS DE NORMES
INTERNATIONALES DOIVENT PARFOIS ÊTRE
CONSIDÉRÉS DU POINT DE VUE DE LEUR
POSSIBILITÉ DE DEVENIR DES NORMES
POUVANT SERVIR DE RÉFÉRENCE DANS LA
RÉGLEMENTATION NATIONALE.
Numéro de référence
LES DESTINATAIRES DU PRÉSENT PROJET
ISO/DIS 19477:2015(F)
SONT INVITÉS À PRÉSENTER, AVEC LEURS
OBSERVATIONS, NOTIFICATION DES DROITS
DE PROPRIÉTÉ DONT ILS AURAIENT
ÉVENTUELLEMENT CONNAISSANCE ET À
©
FOURNIR UNE DOCUMENTATION EXPLICATIVE. ISO 2015

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ISO/DIS 19477:2015(F)

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sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie, l’affichage sur
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Publié en Suisse
ii © ISO 2015 – Tous droits réservés

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ISO/DIS 19477
Sommaire Page
Avant-propos . iv
Introduction . v
1 Domaine d'application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 2
4 Principe. 2
5 Appareillage permettant de mesurer le module de Young . 2
5.1 Machine d'essai . 3
5.2 Montage d'essai de flexion quatre points . 3
5.3 Instrument de mesure de la déformation . 4
6 Éprouvettes . 4
7 Méthode de mesurage . 5
7.1 Dimensions de l'éprouvette . 5
7.2 Courbe force-déformation . 5
8 Calcul du module de Young . 8
9 Rapport . 9
Annexe A (informative) Méthode de mesurage du module de Young d'une éprouvette de TBC
ayant une porosité élevée. 11
Bibliographie . 14

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ISO/DIS 19477
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 Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/IEC,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 19477 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 107, Revêtements métalliques et autres
revêtements inorganiques, sous-comité SC , .
Cette deuxième/troisième/. édition annule et remplace la première/deuxième/. édition (), dont [l' (les)
article(s) / le(s) paragraphe(s) / le (les) tableau(x) / la (les) figure(s) / l' (les) annexe(s) a/ont] fait l'objet d'une
révision technique.
iv © ISO 2014 – Tous droits réservés

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ISO/DIS 19477
Introduction
Les revêtements barrières thermiques sont des systèmes de matériaux de haute technologie. Ils sont
généralement appliqués sur la surface des sections chaudes de composants en superalliage à base de nickel
ou de cobalt, telles que les chambres de combustion, les aubes et les pales des turbines à gaz dans les
centrales thermiques et des moteurs d’avion fonctionnant à de hautes températures.
La fonction de ces revêtements est de protéger les substrats métalliques exposés de manière prolongée à
des températures élevées en utilisant des matériaux d’isolation thermique qui peuvent résister à une
différence de température sensible entre les alliages porteurs de charge et les surfaces de revêtement. En
protégeant ces composants, les revêtements permettent un fonctionnement à des températures élevées et
prolongent ainsi leur durée de vie.
Bien que le module de Young soit l'une des propriétés importantes des revêtements barrières thermiques, la
norme ISO existante contient uniquement la méthode permettant de mesurer le module de Young de
céramiques monolithiques.
La présente Norme internationale spécifie la méthode permettant de mesurer le module de Young de
revêtements barrières thermiques constitués de plusieurs couches formées sur un substrat par projection
thermique.
La méthode de mesurage de la présente norme est applicable pour le mesurage du module de Young de
divers revêtements obtenus par projection thermique.
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PROJET DE NORME INTERNATIONALE ISO/DIS 19477

Revêtements métalliques et autres revêtements inorganiques —
Mesurage du module de Young des revêtements barrières
thermiques par flexion de poutre
1 Domaine d'application
La présente Norme internationale spécifie la méthode permettant de mesurer le module de Young dans le
plan, à température ambiante, de revêtements barrières thermiques formés par projection thermique sur des
substrats.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application 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 1463, Revêtements métalliques et couches d'oxyde — Mesurage de l'épaisseur de revêtement —
Méthode par coupe micrographique
ISO 3611, Spécification géométrique des produits (GPS) — Équipement de mesurage dimensionnel :
Micromètres d'extérieur — Caractéristiques de conception et caractéristiques métrologiques
ISO 4287, Spécification géométrique des produits (GPS) — État de surface : Méthode du profil — Termes,
définitions et paramètres d’état de surface
ISO 6906, Pieds à coulisse à vernier au 1/50 mm
ISO 7500-1, Matériaux métalliques — Vérification des machines pour essais statiques uniaxiaux —
Partie 1 : Machines d'essai de traction/compression — Vérification et étalonnage du système de mesure de
force
ISO 14188, Revêtements métalliques et autres revêtements inorganiques — Méthodes d'essai pour mesurer
la résistance au cyclage thermique et la résistance au choc thermique des revêtements barrières thermiques
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1

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ISO/DIS 19477
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l’ISO 14188 ainsi que les
suivants s'appliquent.
3.1
revêtement barrière thermique (TBC)
revêtement bicouche composé d'une couche de liaison (BC) métallique et d'une couche supérieure (TC)
céramique visant à limiter le transfert de chaleur à travers le revêtement, de l'extérieur de la couche
supérieure au substrat (Figure 1)

Légende
1 couche supérieure (TC)
2 couche de liaison (BC)
3 substrat
4 TBC
Figure 1 — Vue en coupe schématique d'un TBC
3.2
poutre composite
poutre constituée de plusieurs couches
4 Principe
Les méthodes fondamentales permettant de mesurer les modules de Young du substrat, de la couche de
liaison (BC) et de la couche supérieure (TC) consistent à mesurer la courbe force-déformation de trois types
d'éprouvettes (substrat, substrat avec BC et substrat avec TBC) par la méthode de flexion quatre points, et à
[1]–[5]
effectuer des calculs conformément à la théorie de la poutre composite.
5 Appareillage permettant de mesurer le module de Young
Un exemple d'appareillage permettant de mesurer le module de Young est représenté schématiquement à la
Figure 2.
L'appareillage comprend un montage d'essai de flexion quatre points, une machine d'essai et un instrument
de mesure de la déformation.
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2

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ISO/DIS 19477

Légende
1 montage d'essai de flexion quatre points 8 force
2 socle d'appui 9 éprouvette
3 rouleau d'appui 10 TBC
4 rouleau de charge 11 extensomètre
5 dispositif de chargement 12 instrument de mesure de la déformation
6 bille a distance entre les rouleaux de charge
7 machine d'essai l distance entre les rouleaux d'appui
Figure 2 — Appareillage type permettant de mesurer le module de Young
(dans le cas où la force de traction est appliquée au TBC)
5.1 Machine d'essai
La machine d'essai est spécifiée conformément à l'ISO 7500-1.
5.2 Montage d'essai de flexion quatre points
Le montage d'essai de flexion quatre points est constitué d'un dispositif de chargement, d'un rouleau de
chargement, d'un socle d'appui, d'un rouleau d'appui et d'une bille, comme suit.
a) Le dispositif de chargement, le rouleau de chargement, le socle d'appui, le rouleau d'appui et la bille
doivent avoir une rigidité suffisante pour empêcher leur déformation plastique pendant les essais.
b) La largeur du dispositif de chargement, du rouleau de chargement, du socle d'appui et du rouleau d'appui
doit être supérieure à celle de l'éprouvette.
c) La distance entre les rouleaux de chargement doit être comprise entre 15 mm et 30 mm.
d) La distance entre les rouleaux d'appui doit être égale au triple de la distance entre les rouleaux de
chargement.
e) Les rayons des rouleaux d'appui et des rouleaux de chargement doivent être identiques et compris
entre 2,0 mm et 3,0 mm.
f) La rugosité de surface Ra des rouleaux doit être
...