ISO 6892-3:2015
(Main)Metallic materials — Tensile testing — Part 3: Method of test at low temperature
Metallic materials — Tensile testing — Part 3: Method of test at low temperature
ISO 6892-3:2015 specifies a method of tensile testing of metallic materials at temperatures between +10 °C and -196 °C.
Matériaux métalliques — Essai de traction — Partie 3: Méthode d'essai à basse température
ISO 6892-3:2015 spécifie une méthode d'essai de traction des matériaux métalliques à des températures comprises entre + 10 °C and - 196 °C.
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 6892-3
First edition
2015-04-15
Metallic materials — Tensile testing —
Part 3:
Method of test at low temperature
Matériaux métalliques — Essai de traction —
Partie 3: Méthode d’essai à basse température
Reference number
ISO 6892-3:2015(E)
©
ISO 2015
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ISO 6892-3:2015(E)
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Published in Switzerland
ii © ISO 2015 – All rights reserved
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ISO 6892-3:2015(E)
Contents Page
Foreword .v
Introduction .vi
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Symbols and designations . 2
5 Principle . 3
6 Test piece . 3
7 Determination of original cross-sectional area (S ) . 3
o
8 Marking the original gauge length (L ) . 3
o
9 Apparatus . 3
9.1 Force measuring system . 3
9.2 Extensometer . 3
9.3 Cooling device . 3
9.3.1 General. 3
9.3.2 Permitted deviations of temperature . 4
9.3.3 Measurement of temperature . 4
9.3.4 Verification of the temperature-measuring system . 5
10 Test conditions . 5
10.1 Setting the force zero point . 5
10.2 Gripping of the test piece, fixing of the extensometer and cooling of the test piece,
not necessarily in the following sequence . 5
10.2.1 Method of gripping . 5
10.2.2 Fixing of the extensometer and establishing the gauge length . 5
10.2.3 Cooling of the test piece . 6
10.3 Testing rate based on strain rate control (Method A) . 6
10.3.1 General. 6
10.3.2 Strain rate for the determination of the upper yield strength (R ) or
eH
proof strength properties (R and, if required, R ) . 6
p t
10.3.3 Strain rate for the determination of the lower yield strength (R ) and
eL
percentage yield point extension (A ) if required . . 7
e
10.3.4 Strain rate for the determination of the tensile strength (R ), percentage
m
elongation after fracture (A), percentage reduction area (Z), and, if
required, percentage total extension at the maximum force (A ),
gt
percentage plastic extension at maximum force (A ) . 7
g
10.4 Method of testing with expanded strain rate ranges (Method B) . 7
10.4.1 General. 7
10.4.2 Rate for the determination of yield strength or proof strength properties . 7
10.4.3 Rate for the determination of tensile strength . 8
10.5 Choice of the method and rates . 8
10.6 Documentation of the chosen testing conditions . 8
11 Determination or calculation of the properties. 8
12 Test report . 8
13 Measurement uncertainty . 9
14 Figures .10
15 Annexes .11
Annex A (informative) Addition to ISO 6892-1:2009, Annexes B and D .12
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ISO 6892-3:2015(E)
Annex B (informative) Example for cooling curves of steel depending on test piece
dimensions and the specified test temperature in ethanol and liquid nitrogen .17
Annex C (informative) Measurement uncertainty .21
Bibliography .22
iv © ISO 2015 – All rights reserved
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ISO 6892-3:2015(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.
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 WTO principles in the Technical Barriers
to Trade (TBT), see the following URL: Foreword — Supplementary information.
The committee responsible for this document is ISO/TC 164, Metallic materials, Subcommittee SC 1,
Uniaxial testing.
This first edition cancels and replaces ISO 15579:2000.
ISO 6892 consists of the following parts, under the general title Metallic materials — Tensile testing:
— Part 1: Method of test at room temperature
— Part 2: Method of test at elevated temperature
— Part 3: Method of test at low temperature
— Part 4: Method of test in liquid helium
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ISO 6892-3:2015(E)
Introduction
In this edition, there are two methods of testing speeds available. The first one, Method A, is based
on strain rates (including crosshead separation rate) with narrow tolerances (±20 %) and the second,
Method B, is based on conventional strain rate ranges and tolerances. Method A is intended to minimize
the variation of the test rates during the moment when strain rate sensitive parameters are determined
and to minimize the measurement uncertainty of the test results.
Mechanical properties determined by tensile test at low temperatures have been determined at the
same rates at room temperature. This revised part of ISO 6892 incorporates the new set of testing rates
of ISO 6892-1 and ISO 6892-2, developed to reduce the variability of test results.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 6892-3:2015(E)
Metallic materials — Tensile testing —
Part 3:
Method of test at low temperature
WARNING — This International Standard calls for the use of substances and/or procedures that
can be injurious to health if adequate safety measures are not taken. This International Standard
does not address any health hazards, safety or environmental matters associated with its use. It
is the responsibility of the user of this International Standard to establish appropriate health,
safety and environmentally acceptable practices and take suitable actions for any national and
international regulations. Compliance with this International Standard does not in itself confer
immunity from legal obligations.
1 Scope
This part of ISO 6892 specifies a method of tensile testing of metallic materials at temperatures between
+10 °C and -196 °C.
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 6892-1:2009, Metallic materials — Tensile testing — Part 1: Method of test at room temperature
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 9513, Metallic materials — Calibration of extensometer systems used in uniaxial testing
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 6892-1:2009 and the
following apply.
In general, all test piece geometries/dimensions are based on measurements taken at room temperature.
The exception can be the extensometer gauge length (see 3.3).
NOTE The following properties are generally not determined at low temperature unless required by relevant
specifications or agreement:
— permanent set strength (R );
r
— percentage permanent elongation;
— percentage permanent extension;
— percentage yield point extension (A );
e
— percentage total extension at maximum force (A );
gt
— percentage plastic extension at maximum force (A );
g
— percentage total extension at fracture (A ).
t
© ISO 2015 – All rights reserved 1
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ISO 6892-3:2015(E)
3.1
original gauge length
L
o
gauge length measured at room temperature before cooling of the test piece and before application of force
3.2
percentage elongation after fracture
A
permanent elongation of the gauge length, measured at room temperature, after fracture (L -L ),
u o
expressed as a percentage of the original gauge length (L )
o
Note 1 to entry: For further details, see ISO 6892-1:2009.
3.3
extensometer gauge length
L
e
initial extensometer gauge length used for measurement of extension by means of an extensometer
3.4
extension
increase in the extensometer gauge length (L ) at a given moment during the test
e
3.4.1
percentage extension
extension (3.4) expressed as a percentage of the extensometer gauge length (L )
e
3.5
percentage reduction of area
Z
maximum change in cross-sectional area which has occurred during the test (S -S ), expressed as a
o u
percentage of the original cross-sectional area (S ), where S and S are calculated from the dimensions
o o u
at room temperature
3.6
stress
R
force at any moment during the test divided by the original cross-sectional area (S ) of the test piece
o
Note 1 to entry: All stresses referenced in this part of ISO 6892 are engineering stresses, calculated using the
cross-sectional area of the test piece derived from dimensions measured at room temperature.
3.7
soaking time
t
s
time taken to stabilize the temperature of the test piece prior to mechanical loading
4 Symbols and designations
Additional symbols to ISO 6892-1:2009, Table 1 used throughout this International Standard and their
designation are given in Table 1.
Table 1 — Symbols and designations
Symbol Unit Designation
T °C Specified temperature or nominal temperature at which the test should be performed
T °C Indicated temperature or measured temperature on the surface of the parallel length of
i
the test piece
t min Soaking time
s
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ISO 6892-3:2015(E)
5 Principle
The test involves straining a test piece by tensile force for the determination of one or more of the
mechanical properties defined in ISO 6892-1:2009, Clause 3.
The test is carried out at a specified temperature between +10 °C and -196 °C.
6 Test piece
For requirements concerning test pieces, see ISO 6892-1:2009, Clause 6.
NOTE Additional examples of test pieces are given in Annex A.
7 Determination of original cross-sectional area (S )
o
For requirements concerning the determination of the original cross-sectional area, see
ISO 6892-1:2009, Clause 7.
NOTE This parameter is calculated from measurements taken at room temperature.
8 Marking the original gauge length (L )
o
For requirements concerning marking the original gauge length, see ISO 6892-1:2009, Clause 8.
9 Apparatus
9.1 Force measuring system
The force-measuring system of the testing machine shall be calibrated in accordance with ISO 7500-1,
class 1 or better.
9.2 Extensometer
For the determination of proof strength (plastic or total extension), the extensometer used shall be in
accordance with ISO 9513, class 1 or better, in the relevant range. For other properties (with higher
extension), an ISO 9513, class 2 extensometer can be used in the relevant range.
The extensometer gauge length shall be not less than 10 mm and shall correspond to the central portion
of the parallel length.
NOTE When using an extensometer to measure extension up to fracture, the extensometer gauge length,
L , should be approximately equal to the original gauge length, L , otherwise, the extensometer gauge length, L ,
e o e
should be at least half as long as the marked original gauge length, L , but cover no more than 90 % of the parallel
o
length, L . This will ensure that the extensometer detects all yielding events that occur in the test piece. Further,
c
for measurement of parameters “at” or “after reaching” maximum force, L will be approximately equal to L .
e o
Any part of the extensometer projecting beyond the cooling device shall be designed or protected from
air currents so that fluctuations in the room temperature have only a minimal effect on the readings.
It is advisable to maintain reasonable stability of the temperature and air currents surrounding the
testing machine.
9.3 Cooling device
9.3.1 General
The cooling device shall be capable of cooling the test piece to the specified temperature, T.
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ISO 6892-3:2015(E)
The means of cooling can be, for example,
— by refrigeration unit,
— by expansion of compressed gas (e.g. CO or N ), and
2 2
— by immersion in a liquid maintained at its boiling point (e.g. N ) or in a refrigerated liquid
2
(e.g. alcohol).
Tensile tests at low temperatures are performed using gaseous or liquid cooling media. The type of
cooling medium has a significant influence on the cooling time and on the heat transfer during the test
(isothermal and/or adiabatic) and might have a significant influence on the test result.
Examples for cooling curves can be found in Annex B.
9.3.2 Permitted deviations of temperature
The cooling device for the test piece shall be such that the test piece can be cooled to the specified
temperature, T.
, are the temperatures measured on the surface of the parallel length
The indicated temperatures, T
i
of the test piece or measured in the agitated liquid with corrections applied for any known systematic
errors, but with no consideration of the uncertainty of the temperature measurement equipment.
The permitted deviation between the specified temperature, T, and the indicated temperature, T , is
i
±3 °C. The temperature gradient along the surface of the test piece shall not exceed 3 °C.
The temperature along the parallel length (L ) shall be controlled within the permitted tolerances until
c
the final proof strength is reached.
NOTE When the final proof strength is reached, temperature control should be attempted but experience has
shown that it can be very difficult to control the temperature within the permitted range especially if a gaseous
cooling medium is used.
9.3.3 Measurement of temperature
When the gauge length is less than 50 mm, one temperature sensor shall measure the temperature at
each end of the parallel length directly. When the gauge length is equal to or greater than 50 mm, a third
temperature sensor shall measure near the centre of the parallel length.
This number can be reduced if the general arrangement of the cooling device and the test piece is such
that, from experience, it is known that the variation in temperature of the test piece does not exceed the
permitted deviation specified in 9.3.2. However, at least one sensor shall be measuring the test piece
temperature directly.
Temperature sensor junctions shall make good thermal contact with the surface of the test piece.
NOTE Use of the proper type and class of thermocouple is important to ensure accuracy of the measured
temperature.
If the test piece is in an agitated liquid medium which can be assumed to be homogeneous, the temperature
measurement can be made at any point within the cooling media.
If testing is carried out in liquid nitrogen, no temperature measurement is needed. In this case, the
absence of temperature recording equipment shall be recorded in the test report.
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ISO 6892-3:2015(E)
9.3.4 Verification of the temperature-measuring system
The temperature-measuring equipment shall have a resolution equal to or better than 1 °C and an
accuracy of ±2 °C for the range +10 °C to -40 °C and ±3 °C for the range -41 °C to -196 °C.
NOTE The temperature-measuring system includes all components of the measuring chain (sensor, cables,
indicating device, and reference junction).
All components of the temperature-measuring system shall be verified and calibrated over the
working range at intervals not exceeding 1 year. Errors shall be recorded on the verification report.
The components of the temperature-measuring system shall be verified by methods traceable to the
international unit (SI unit) of temperature.
10 Test conditions
10.1 Setting the force zero point
The force measuring system shall be set to zero after the testing equipment has been assembled but
before the test piece is actually placed in the gripping jaws. Once the force zero point has been set, the
force measuring system cannot be changed in any way during the test.
NOTE The use of this method ensures that the weight of the gripping system is compensated in the force
measurement and that any force resulting from the clamping operation does not affect the force zero point.
10.2 Gripping of the test piece, fixing of the extensometer and cooling of the test piece,
not necessarily in the following sequence
10.2.1 Method of gripping
For requirements concerning the method of gripping, see ISO 6892-1:2009, 10.2.
10.2.2 Fixing of the extensometer and establishing the gauge length
10.2.2.1 General
Different methods of establishing the extensometer gauge length are used in practice. This may lead to
minor differences in the test results. The method used shall be documented in the test report.
NOTE Because there is only a temperature range of about 200 °C, the influence of (negative) thermal
expansion on the test result is less significant than in the wider temperature range available in ISO 6892-2.
10.2.2.2 L based on room temperature (Method 1)
e
The extensometer is set on the test piece at room temperature with nominal gauge length. The extension
is measured at test temperature and the percentage extension is calculated with the gauge length at
room temperature. The thermal extension is not considered.
10.2.2.3 L based on test temperature (Method 2)
e
The methods below consider thermal expansion of the test piece and possibly the extensometer.
10.2.2.3.1 Nominal L at test temperature (Method 2a)
e
The extensometer is set on the test piece at the test temperature with nominal gauge length before
mechanical loading.
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ISO 6892-3:2015(E)
10.2.2.3.2 Extended L at room temperature (Method 2b)
e
An extensometer with extended gauge length is set on the test piece at room temperature such that, at
test temperature, the nominal gauge length is achieved.
For the calculation of percentage extension, the nominal gauge length is used.
10.2.2.3.3 Corrected L at test temperature (Method 2c)
e
The extensometer is set on the test piece at room temperature with the nominal gauge length.
For the calculation of percentage extension, the corrected nominal gauge length at test temperature
(gauge length at room temperature + thermal expansion) is used.
NOTE The thermal expansion is negative in this case.
10.2.3 Cooling of the test piece
The test piece shall be cooled to the specified temperature, T, and shall be maintained at that temperature
(soaking time) for at least 10 min before loading. The loading shall only be started after the output of the
extensometer has stabilized.
NOTE Longer soaking times can be required to achieve the specified temperature throughout the cross
2
section of larger test pieces (e.g. S > 100 mm ).
o
During cooling, the temperature of the test piece shall not go below the specified temperature within its
tolerances, except by agreement between the parties concerned.
10.3 Testing rate based on strain rate control (Method A)
10.3.1 General
This method is intended to minimize the variation of the test rates during the moment when strain rate
sensitive parameters are determined and to minimize the measurement uncertainty of the test results.
For additional requirements concerning testing rate based on strain rate control (Method A),
see ISO 6892-1:2009, 10.3.1.
It is not always the case that all properties of the tensile test at room temperature will be determined
at low temperature. Hence, only the appropriate test rates/modes for the properties to be determined
shall be used (see Figure 1).
10.3.2 Strain rate for the determination of the upper yield strength (R ) or proof strength
eH
properties (R and, if required, R )
p t
For additional requirements concerning strain rate for the determination of the upper yield strength
(R ) or proof strength properties (R and, if required, R ), see ISO 6892-1:2009, 10.3.2 but observe one
eH p t
of the following specified ranges.
Range 1: −1 −1
e = 0,000 07 s (equal to 0,004 2 min ), with a relative tolerance of ±20 %
L
e
Range 2: −1 −1
e = 0,000 25 s (equal to 0,015 min ), with a relative tolerance of ±20 %
L
e
(recommended unless otherwise specified; see also Figure 1)
6 © ISO 2015 – All rights reserved
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ISO 6892-3:2015(E)
10.3.3 Strain rate for the determination of the lower yield strength (R ) and percentage yield
eL
point extension (A ) if required
e
For additional requirements concerning strain rate for the determination of the lower yield strength
(R ) and percentage yield point extension (A ) if required, see ISO 6892-1:2009, 10.3.3 but observe one
eL e
of the following specified ranges
Range 2: −1 −1
e = 0,000 25 s (equal to 0,015 min ), with a relative tolerance of ±20 %
L
c
(recommended unless otherwise specified)
Range 3: −1 −1
e = 0,002 s (equal to 0,12 min ), with a relative tolerance of ±20 %
L
c
(see also Figure 1)
10.3.4 Strain rate for the determination of the tensile strength (R ), percentage elongation after
m
fracture (A), percentage reduction area (Z), and, if required, percentage total extension at the
maximum force (A ), percentage plastic extension at maximum force (A )
gt g
For additional requirements concerning strain rate for the determination of the tensile strength (R ),
m
percentage elongation after fracture (A), percentage reduction area (Z), and, if required, percentage
total extension at the maximum force (A ), percentage plastic extension at maximum force (A ), see
gt g
ISO 6892-1:2009, 10.3.4 but observe one of the following specified ranges.
Range 2: −1 −1
e = 0,000 25 s (equal to 0,015 min ), with a relative tolerance
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 6892-3
Première édition
2015-04-15
Matériaux métalliques — Essai de
traction —
Partie 3:
Méthode d’essai à basse température
Metallic materials — Tensile testing —
Part 3: Method of test at low temperature
Numéro de référence
ISO 6892-3:2015(F)
©
ISO 2015
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ISO 6892-3:2015(F)
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2015
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l’internet ou sur un Intranet, sans autorisation écrite préalable. Les demandes d’autorisation peuvent être adressées à l’ISO à
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Publié en Suisse
ii © ISO 2015 – Tous droits réservés
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ISO 6892-3:2015(F)
Sommaire Page
Avant-propos .v
Introduction .vi
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes and définitions . 1
4 Symboles et désignations . 2
5 Principe . 3
6 Eprouvette . 3
7 Détermination de l’aire initiale de la section transversale (S ) . 3
o
8 Marquage de la longueur initiale entre repères (L ) . 3
o
9 Appareillage . 3
9.1 Système de mesure de force . 3
9.2 Extensomètre . 3
9.3 Dispositif de refroidissement . 4
9.3.1 Généralités . 4
9.3.2 Ecarts de température admissibles . 4
9.3.3 Mesurage de la température . 4
9.3.4 Vérification du système de mesure de la température . 5
10 Conditions d’essai . 5
10.1 Réglage du zéro en force . 5
10.2 Amarrage de l’éprouvette, fixation de l’extensomètre et refroidissement de
l’éprouvette, pas nécessairement selon la séquence suivante . 5
10.2.1 Méthode d’amarrage . 5
10.2.2 Fixation de l’extensomètre et établissement de la longueur de base . 6
10.2.3 Refroidissement de l’éprouvette . 6
10.3 Vitesse d’essai fondée sur un contrôle de la vitesse de déformation (Méthode A) . 7
10.3.1 Généralités . 7
10.3.2 Vitesse de déformation pour la détermination de la limite supérieure
d’écoulement (R ) ou des limites conventionnelles d’élasticité (R et, si
eH p
requis, R ) . 7
t
10.3.3 Vitesse de déformation pour la détermination de la limite inférieure
d’écoulement (R ) et de l’allongement correspondant au palier
eL
d’écoulement (A ) le cas échéant . 7
e
10.3.4 Vitesse de déformation pour la détermination de la résistance à la
traction (R ), de l’allongement pour cent après rupture (A), du coefficient
m
de striction (Z), et, si requise, de l’extension totale pour cent à la force
maximale (A ) et de l’extension plastique pour cent à la force maximale (A ) . 7
gt g
10.4 Méthode d’essai avec des intervalles de vitesse de déformation étendus (Méthode B) . 8
10.4.1 Généralités . 8
10.4.2 Vitesse de déformation pour la détermination des caractéristiques de
limite d’écoulement et de limite conventionnelle d’élasticité . 8
10.5 Choix de la méthode et des vitesses . 9
10.6 Documentation des conditions d’essai choisies . 9
11 Détermination ou calcul des caractéristiques . 9
12 Rapport d’essai . 9
13 Incertitude de mesure .10
14 Figures .10
15 Annexes .11
© ISO 2015 – Tous droits réservés iii
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ISO 6892-3:2015(F)
Annexe A (informative) Complément à l’ISO 6892-1:2009, Annexes B et D .12
Annexe B (informative) Exemple de courbes de refroidissement d’acier en fonction des
dimensions d’éprouvettes et de la température d’essai spécifiée dans l’éthanol et
l’azote liquide .17
Annexe C (informative) Incertitude de mesure .21
Bibliographie .22
iv © ISO 2015 – Tous droits réservés
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ISO 6892-3:2015(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’OMC concernant
les obstacles techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: Avant-propos — Informations
supplémentaires.
Le comité chargé de l’élaboration du présent document est l’ISO/TC 164, Essais mécaniques des métaux,
sous-comité SC 1, Essais uniaxiaux.
Cette première édition annule et remplace l’ISO 15579:2000.
L’ISO 6892 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Matériaux métalliques —
Essai de traction:
— Partie 1: Méthode d’essai à température ambiante
— Partie 2: Méthode d’essai à température élevée
— Partie 3: Méthode d’essai à basse température
— Partie 4: Méthode d’essai dans l’hélium liquide
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ISO 6892-3:2015(F)
Introduction
Dans la présente édition, il y a deux méthodes disponibles pour la vitesse d’essai. La première, la méthode
A, est fondée sur des vitesses de déformation (y compris la vitesse de séparation des traverses) avec
des tolérances étroites (± 20 %) et la seconde, la méthode B, est fondée sur des plages de vitesses de
déformation conventionnelle avec tolérances. La méthode A est destinée à minimiser la variation des
vitesses d’essai au moment de la détermination des paramètres sensibles à la vitesse de déformation et
l’incertitude de mesure des résultats d’essai.
Les caractéristiques mécaniques déterminées par un essai de traction à basse température ont été
déterminées aux mêmes vitesses d’essai que celles utilisées à température ambiante. Cette partie
révisée de l’ISO 6892 incorpore le nouvel ensemble de vitesses d’essai de l’ISO 6892-1 et de l’ISO 6892-2,
développées pour réduire la variabilité des résultats d’essai.
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NORME INTERNATIONALE ISO 6892-3:2015(F)
Matériaux métalliques — Essai de traction —
Partie 3:
Méthode d’essai à basse température
AVERTISSEMENT — La présente Norme internationale recourt à l’utilisation de substances et/ou
de procédures qui peuvent être néfastes à la santé si des mesures de sécurité adéquates ne sont
pas prises. La présente Norme internationale ne traite pas des risques liés à la santé et de tous
sujets liés à la sécurité ou à l’environnement associés à son utilisation. Il est de la responsabilité
de l’utilisateur de la présente Norme internationale d’établir des pratiques appropriées relatives
à la santé, la sécurité et acceptables sur le plan de l’environnement et de mener des actions
adaptées pour toutes réglementations nationales et internationales. La conformité à la présente
Norme internationale ne confère pas en elle-même une immunité vis à vis des obligations légales.
1 Domaine d’application
La présente partie de l’ISO 6892 spécifie une méthode d’essai de traction des matériaux métalliques à
des températures comprises entre + 10 °C and - 196 °C.
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 6892-1:2009, Matériaux métalliques — Essai de traction — Partie 1: Méthode d’essai à température ambiante
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 9513, Matériaux métalliques — Étalonnage des chaînes extensométriques utilisées lors d’essais uniaxiaux
3 Termes and définitions
Pour les besoins du présente document, les termes et définitions donnés dans l’ISO 6892-1:2009 et ceux
qui suivent s’appliquent.
En général, toutes les dimensions/géométries d’éprouvettes sont basées sur les mesures prises à
température ambiante. L’exception peut être la longueur de base de l’extensomètre (voir 3.3).
NOTE Les caractéristiques suivantes ne sont généralement pas déterminées à basse température sauf
exigence contraire de spécifications applicables ou accord contraire:
— limite d’allongement rémanent (R );
r
— allongement rémanent pour cent;
— extension rémanente pour cent;
— extension pour cent du palier d’écoulement (A );
e
— extension totale pour cent à la force maximale (A );
gt
— extension plastique pour cent à la force maximale (A );
g
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ISO 6892-3:2015(F)
— extension totale pour cent à la rupture (A ).
t
3.1
longueur initiale entre repères
L
o
longueur entre repères mesurée à température ambiante avant refroidissement de l’éprouvette et avant
application de la force
3.2
allongement pour cent après rupture
A
allongement rémanent à température ambiante de la longueur entre repères après rupture (L - L ),
u o
exprimé en pourcentage de la longueur initiale entre repères (L )
o
Note 1 à l’article: Pour plus de détails, voir l’ISO 6892-1:2009.
3.3
longueur de base de l’extensomètre
L
e
longueur de la partie calibrée de l’éprouvette utilisée pour mesurer l’extension au moyen d’un extensomètre
3.4
extension
accroissement de la longueur de base de l’extensomètre (L ) à un moment donné de l’essai
e
3.4.1
extension pour cent
extension (3.4) exprimée en pourcentage de la longueur de base de l’extensomètre (L )
e
3.5
coefficient de striction
Z
modification maximale de l’aire de la section transversale (S - S ), intervenue pendant l’essai, exprimée
o u
en pourcentage de l’aire initiale de la section transversale (S ) où S et S sont calculées à partir des
o o u
dimensions mesurées à température ambiante
3.6
force unitaire (contrainte)
R
à un instant quelconque de l’essai, force divisée par l’aire initiale de la section transversale (S ) de l’éprouvette
o
Note 1 à l’article: Toutes les contraintes auxquelles il est fait référence dans la présente partie de l’ISO 6892 sont
des contraintes conventionnelles, calculées au moyen de l’aire initiale de la section transversale de l’éprouvette
déduite des dimensions mesurées à température ambiante.
3.7
temps de mise en température
t
s
temps pour stabiliser la température de l’éprouvette avant chargement mécanique
4 Symboles et désignations
Des symboles complémentaires à ceux de l’ISO 6892-1:2009, Tableau 1, utilisés dans la présente Norme
internationale et leur désignation sont donnés dans le Tableau 1.
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ISO 6892-3:2015(F)
Tableau 1 — Symboles et désignations
Symbole Unité Désignation
Température spécifiée ou température nominale à laquelle il convient d’effectuer
T °C
l’essai
Température indiquée ou température mesurée à la surface de la longueur calibrée
T °C
i
de l’éprouvette
T min Temps de mise en température
s
5 Principe
L’essai consiste à soumettre une éprouvette à une déformation en lui appliquant une force de traction afin
de déterminer une ou plusieurs des caractéristiques mécaniques définies dans l’ISO 6892-1:2009, Article 3.
L’essai est réalisé à une température spécifiée comprise entre + 10 °C et - 196 °C.
6 Eprouvette
Pour les prescriptions relatives aux éprouvettes, voir ISO 6892-1:2009, Article 6.
NOTE Des exemples supplémentaires d’éprouvettes sont donnés en Annexe A.
7 Détermination de l’aire initiale de la section transversale (S )
o
Pour les prescriptions relatives à la détermination de l’aire initiale de la section transversale, voir
ISO 6892-1:2009, Article 7.
NOTE Ce paramètre est calculé à partir des mesures prises à température ambiante.
8 Marquage de la longueur initiale entre repères (L )
o
Pour les prescriptions relatives au marquage de la longueur initiale entre repères, voir
ISO 6892-1:2009, Article 8.
9 Appareillage
9.1 Système de mesure de force
Le système de mesure de force de la machine d’essai doit être étalonné conformément à l’ISO 7500-1,
classe 1 ou meilleure.
9.2 Extensomètre
Pour la détermination de la limite conventionnelle d’élasticité (pour une extension plastique ou
l’extension totale), l’extensomètre utilisé doit être conforme à l’ISO 9513, classe 1 ou meilleure, pour la
plage applicable. Pour d’autres caractéristiques (avec une extension plus grande), un extensomètre de
classe 2 selon ISO 9513, peut être utilisé pour la plage applicable.
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ISO 6892-3:2015(F)
La longueur de base de l’extensomètre ne doit pas être inférieure à 10 mm et doit correspondre à la
partie centrale de la longueur calibrée.
NOTE Lorsqu’un extensomètre est utilisé pour mesurer l’extension jusqu’à rupture, il convient que la
longueur de base de l’extensomètre, L , soit approximativement égale à la longueur initiale entre repères, L ;
e o
autrement, il convient que la longueur de base de l’extensomètre, L , soit au moins égale à moitié de la longueur
e
initiale entre repères marquée, L , mais ne couvre pas plus de 90 % de la longueur calibrée, L . Cela assurera que
o c
l’extensomètre détecte tous phénomènes d’écoulement qui surviennent dans l’éprouvette. De plus, pour la mesure
des paramètres “à” ou “après avoir atteint” la force maximale, L sera approximativement égal à L .
e o
Toute partie de l’extensomètre qui se trouve au-delà du dispositif de refroidissement doit être conçue ou
protégée contre les courants d’air de telle sorte que les fluctuations de la température ambiante aient un
impact minimal sur les lectures. Il est conseillé de maintenir une stabilité raisonnable de la température
et des courants d’air aux alentours de la machine d’essai.
9.3 Dispositif de refroidissement
9.3.1 Généralités
Le dispositif de refroidissement doit être capable de refroidir l’éprouvette jusqu’à la température
spécifiée, T.
Les moyens de refroidissement peuvent être, par exemple:
— par une unité de réfrigération;
— par expansion de gaz compressé (par exemple CO ou N );
2 2
— par immersion dans un liquide maintenu à son point d’ébullition (par exemple N ) ou un liquide
2
réfrigéré (par exemple alcool).
Les essais de traction à basse température sont réalisés au moyen d’un milieu de refroidissement
gazeux ou liquide. Le type de milieu de refroidissement a une influence significative sur le temps de
refroidissement et le transfert de chaleur pendant l’essai (isotherme et/ou adiabatique) et pourrait avoir
une influence significative sur le résultat d’essai.
Des exemples de courbes de refroidissement peuvent être trouvés dans l’Annexe B.
9.3.2 Ecarts de température admissibles
Le dispositif de refroidissement de l’éprouvette doit être tel que l’éprouvette puisse être refroidie à la
température spécifiée, T.
Les températures indiquées, T , sont les températures mesurées à la surface de la longueur calibrée de
i
l’éprouvette ou dans le liquide agité, en appliquant les corrections pour toutes erreurs systématiques
identifiées, mais sans prise en considération de l’incertitude de l’équipement de mesure de température.
L’écart admissible entre la température spécifiée, T, et la température indiquée, T , est de ± 3 °C. Le
i
gradient de température le long de la surface de l’éprouvette ne doit pas dépasser 3 °C.
La température le long de la longueur calibrée (L ) doit être contrôlée à l’intérieur des tolérances
c
admissibles jusqu’à ce que la limite conventionnelle finale soit atteinte.
NOTE Lorsque la limite conventionnelle finale est atteinte, il convient d’essayer d’appliquer un contrôle
de température mais l’expérience a montré qu’il est très difficile de contrôler la température dans l’intervalle
admissible en particulier si un milieu de refroidissement gazeux est utilisé.
9.3.3 Mesurage de la température
Lorsque la longueur entre repères est inférieure à 50 mm, un capteur de température doit mesurer la
température directement à chaque extrémité de la longueur calibrée. Lorsque la longueur entre repères
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ISO 6892-3:2015(F)
est égale ou supérieure à 50 mm, un troisième capteur de température doit mesurer la température près
du centre de la longueur calibrée.
Ce nombre peut être réduit si l’agencement général du dispositif de refroidissement et de l’éprouvette
est tel que, par expérience, il est reconnu que la variation de température de l’éprouvette ne dépasse
pas l’écart admissible spécifié en 9.3.1. Cependant, un capteur au moins doit mesurer directement la
température de l’éprouvette.
Les jonctions des capteurs de température doivent permettre un bon contact thermique avec la surface
de l’éprouvette.
NOTE L’utilisation du type et de la classe corrects de thermocouple est importante pour assurer l’exactitude
de la température mesurée.
Si l’éprouvette se trouve dans un milieu liquide agité qui peut être supposé être homogène, le mesurage
de la température peut être fait en tout point à l’intérieur du milieu de refroidissement.
Si les essais sont réalisés dans l’azote liquide, aucun mesurage de la température n’est nécessaire. Dans ce
cas, l’absence d’équipement d’enregistrement de la température doit être enregistrée dans le rapport d’essai.
9.3.4 Vérification du système de mesure de la température
L’équipement de mesure de la température doit présenter une résolution égale à 1 °C ou meilleure et une
exactitude égale à ± 2 °C pour l’intervalle de + 10 °C à - 40 °C et ± 3 °C pour l’intervalle de - 41 °C à – 196 °C.
Note Le système de mesure de température comprend tous les éléments de la chaîne de mesure (capteur,
câbles, dispositif indicateur et jonction de référence).
Tous les éléments du système de mesure de température doivent être vérifiés et étalonnés sur la plage
de fonctionnement à des intervalles ne dépassant pas 1 an. Les erreurs doivent être consignées dans le
rapport de vérification. Les éléments du système de mesure de température doivent être vérifiés par des
méthodes qui peuvent être raccordées à l’unité internationale (unité SI) de température.
10 Conditions d’essai
10.1 Réglage du zéro en force
Le système de mesure de force doit être réglé à zéro après assemblage de l’appareillage d’essai mais
avant que l’éprouvette ne soit effectivement maintenue par les mâchoires de serrage. Une fois le réglage
du zéro en force réalisé, le système de mesure de force ne peut en aucun cas être modifié pendant l’essai.
NOTE L’utilisation de cette méthode assure que le poids du système de serrage est compensé dans le mesurage
de la force et que toute force résultant de l’opération d’amarrage n’affecte pas le zéro en force.
10.2 Amarrage de l’éprouvette, fixation de l’extensomètre et refroidissement de
l’éprouvette, pas nécessairement selon la séquence suivante
10.2.1 Méthode d’amarrage
Pour les prescriptions relatives à la méthode d’amarrage, voir ISO 6892-1:2009, 10.2.
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10.2.2 Fixation de l’extensomètre et établissement de la longueur de base
10.2.2.1 Généralités
Différentes méthodes d’établissement de la longueur de base de l’extensomètre sont utilisées en pratique.
Ceci peut conduire à des différences mineures dans les résultats d’essai. La méthode utilisée doit être
documentée dans le rapport d’essai.
NOTE Du fait d’un seul intervalle de température d’environ 200 °C, l’influence de l’expansion thermique
(négative) sur le résultat d’essai est moins significative que pour l’intervalle de température plus large disponible
dans l’ISO 6892-2.
10.2.2.2 L fondée sur la température ambiante (méthode 1)
e
L’extensomètre est placé sur l’éprouvette à la température ambiante avec la longueur de base nominale.
L’extension est mesurée à la température d’essai et l’extension pour cent est calculée avec la longueur de
base à la température ambiante. L’expansion thermique n’est pas prise en compte.
10.2.2.3 L fondée sur la température d’essai (méthode 2)
e
Les méthodes ci-après considèrent l’expansion thermique de l’éprouvette et éventuellement celle de
l’extensomètre.
10.2.2.3.1 Valeur nominale de L à la température d’essai (méthode 2a)
e
L’extensomètre est placé sur l’éprouvette à la température d’essai avec la longueur de base nominale
avant chargement mécanique.
10.2.2.3.2 Valeur accrue de L à la température ambiante (méthode 2b)
e
Un extensomètre avec une longueur de base accrue est placé sur l’éprouvette à la température ambiante
de façon telle que la longueur de base nominale soit atteinte à la température d’essai.
Pour le calcul de l’extension pour cent, la longueur de base nominale est utilisée.
10.2.2.3.3 Valeur corrigée de L à la température d’essai (méthode 2c)
e
L’extensomètre est placé sur l’éprouvette à la température ambiante avec la longueur de base nominale.
Pour le calcul de l’extension pour cent, la longueur de base nominale corrigée à la température d’essai
(longueur de base à la température ambiante + expansion thermique) est utilisée.
NOTE L’expansion thermique est négative dans ce cas.
10.2.3 Refroidissement de l’éprouvette
L’éprouvette doit être refroidie à la température spécifiée, T, et doit être maintenue à cette température
(temps de mise en température) pendant au moins 10 min avant chargement. Le chargement doit
commencer seulement après que l’indication de l’extensomètre est stabilisée.
NOTE Des durées plus longues de mise en température peuvent être très souvent requises pour amener toute
2
la section transversale d’éprouvettes plus grandes (par exemple > 100 mm ), à la température spécifiée.
Pendant le refroidissement, la température de l’éprouvette ne doit pas descendre en dessous de la
température spécifiée, tolérances comprises, sauf accord entre
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.