ISO 15579:2000
(Main)Metallic materials — Tensile testing at low temperature
Metallic materials — Tensile testing at low temperature
Matériaux métalliques — Essai de traction à basse température
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 15579
First edition
2000-06-01
Metallic materials — Tensile testing at low
temperature
Matériaux métalliques — Essai de traction à basse température
Reference number
ISO 15579:2000(E)
©
ISO 2000
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ISO 15579:2000(E)
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ISO 15579:2000(E)
Contents Page
Foreword.iv
Introduction.v
1 Scope .1
2 Normative references .1
3 Terms and definitions .1
4 Symbols and designations .4
5 Principle.4
6 Apparatus .5
7 Test piece .6
8 Testing conditions.6
9 Procedure .7
10 Test report .9
Annex A (informative) Examples for test pieces for tensile testing at low temperatures .12
Bibliography.14
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ISO 15579:2000(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 3.
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 International Standard may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
International Standard ISO 15579 was prepared by Technical Committee ISO/TC 164, Mechanical testing of
materials, Subcommittee SC 1, Uniaxial testing.
Annex A of this International Standard is for information only.
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ISO 15579:2000(E)
Introduction
It was decided, at the ISO/TC 164/SC 1 meeting of 29th February and 1st March 1996, to define test rate by the
strain rate of the parallel length of the test piece. The values taken into account correspond to testing steel
products. If this International Standard is used for testing non-ferrous metallic materials, it should be verified that
the test and rate values apply.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 15579:2000(E)
Metallic materials — Tensile testing at low temperature
1 Scope
This International Standard specifies the method of tensile testing of metallic materials at temperatures between
� 10 °C and� 196 °C and defines the mechanical properties which can be determined.
2 Normative references
The following normative documents contain provisions which, through reference in this text, constitute provisions of
this International Standard. For dated references, subsequent amendments to, or revisions of, any of these
publications do not apply. However, parties to agreements based on this International Standard are encouraged to
investigate the possibility of applying the most recent editions of the normative documents indicated below. For
undated references, the latest edition of the normative document referred to applies. Members of ISO and IEC
maintain registers of currently valid International Standards.
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 extensometers used in uniaxial testing.
3 Terms and definitions
For the purposes of this International Standard, the following terms and definitions apply.
3.1
gauge length
L
length of the cylindrical or prismatic portion of the test piece on which elongation shall be measured
NOTE In particular, a distinction is made between the lengths defined in 3.1.1 and 3.1.2.
3.1.1
original gauge length
L
o
gauge length before application of force measured at ambient temperature
3.1.2
final gauge length
L
u
gauge length after fracture of the test piece (see 9.3) measured at ambient temperature
3.2
parallel length
L
c
length of the parallel portion of the reduced section of the test piece
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ISO 15579:2000(E)
3.3
extensometer gauge length
L
e
length of the parallel portion of the test piece used for the measurement of elongation by means of an
extensometer
NOTE This length may differ from L and has a value greater than b or d (see Table 1) but less than L .
o c
3.4
elongation
increase in the original gauge length (L ) at any moment during the test
o
3.5
percentage elongation
elongation expressed as a percentage of the original gauge length (L )
o
3.6
percentage permanent elongation
increase in the original gauge length of a test piece after removal of a specified stress (see 3.13), expressed as a
percentage of the original gauge length (L )
o
3.7
percentage elongation after fracture
A
permanent elongation of the original gauge length after fracture (L � L ), expressed as a percentage of the original
u o
gauge length (L )
o
1)
NOTE In the case of proportional test pieces, only if the original gauge length is other than 5,65 S where S is the
o
o
original cross-sectional area of the parallel length should the symbol A be supplemented by an index indicating the coefficient of
proportionality used, e.g.:
A � percentage elongation of a gauge length (L )of 11,3 S .
o
11,3 o
In the case of non-proportional test pieces, the symbol A should be supplemented by an index indicating the original gauge
length used, expressed in millimetres, e.g.:
A � percentage elongation of a gauge length (L )of 80 mm.
80 mm o
3.8
percentage total elongation at fracture
A
t
total elongation (elastic elongation plus plastic elongation) of the gauge length at the moment of fracture expressed
as a percentage of the original gauge length (L )
o
3.9
extension
increase in the extensometer gauge length (L ) at a given moment of the test
e
4 S
o
1) 5,65 S = 5
o
�
2 © ISO 2000 – All rights reserved
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ISO 15579:2000(E)
3.10
percentage permanent extension
increase in the extensometer gauge length, after removal from the test piece of a specified stress, expressed as a
percentage of the extensometer gauge length (L )
e
3.11
percentage reduction of area
Z
maximum change in cross-sectional area which has occurred during the test (S � S ) expressed as a percentage
o u
of the orignal cross-sectional area (S )
o
3.12
maximum force
F
m
the maximum force which the test piece withstands during the test after any yielding has taken place
NOTE For brittle materials, it is the maximum value during the test.
3.13
stress
force at any moment during the test divided by the original cross-sectional area (S ) of the test piece
o
3.13.1
tensile strength
R
m
stress corresponding to the maximum force (F )
m
3.13.2
yield strength
when the metallic material exhibits a yield phenomenon, a point during the test at which plastic deformation occurs
without any increase in the force
3.13.2.1
upper yield strength
R
eH
value of stress at which the first decrease in force is observed
SeeFigure1.
3.13.2.2
lower yield strength
R
eL
lowest value of stress during plastic yielding, ignoring any transient effects
SeeFigure1.
3.13.3
proof strength, non-proportional extension
R
p
stress at which the non-proportional extension is equal to a specified percentage of the extensometer gauge length
(L )
e
SeeFigure2.
NOTE The symbol used is followed by a suffix giving the prescribed percentage, e.g.: R .
p0,2
© ISO 2000 – All rights reserved 3
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ISO 15579:2000(E)
4 Symbols and designations
Symbols and corresponding designations are given in Table 1.
Table 1 — Symbols and designations
Symbol Unit Designation
a mm Thickness of a flat test piece or wall thickness of a tube
b mm Width of the parallel length of a flat test piece or average width of the longitudinal
strip taken from a tube or width of flat wire
d mm Diameter of the parallel length of a cylindrical test piece or diameter of a circular
wire
L mm Original gauge length
o
L mm Final gauge length after fracture
u
L
mm Parallel length
c
L mm Extensometer gauge length
e
2
S Original cross-sectional area of the parallel length
mm
o
2
S Minimum cross-sectional area after fracture (final cross-sectional area)
mm
u
Z
% Percentage reduction of area:
_
S S
o u
�100
S
o
A % Percentage elongation after fracture:
_
L L
u o
�100
L
o
A % Percentage total elongation at fracture
t
F NMaximumforce
m
2
R Upper yield strength
N/mm
eH
2
R Lower yield strength
N/mm
eL
2
R Tensile strength
N/mm
m
2
R Proof strength, non-proportional extension
N/mm
p
°C Specified temperature
�
°C Indicated temperature
�
i
5Principle
The test consists of straining a test piece by a tensile force, generally to fracture, for the purpose of determining
one or more of the mechanical properties defined in clause 3.
The test is carried out at a specified temperature which is between� 10 °C and� 196 °C.
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ISO 15579:2000(E)
6 Apparatus
6.1 Testing machine
The testing machine shall be verified in accordance with ISO 7500-1 and shall be of at least class 1, unless
otherwise specified in the product standard.
6.2 Extensometer
When using an extensometer to measure the extension, the extensometer shall be of class 1 (see ISO 9513) for
the determination of the proof stress for non-proportional elongation; for the determination of other properties
(corresponding to higher elongations) an extensometer of class 2 (see ISO 9513) can be used.
The extensometer gauge length shall be not less than 10 mm and shall be centrally located in the mid-region of the
parallel length and along the centre axis. The extensometer should preferably be of the type that is capable of
measuring extension on both sides of a test piece thus enabling the operator to determine the mean of the two
readings.
Any part of the extensometer projecting beyond the cooling device shall be protected from air currents so that
fluctuations in the ambient temperature have only a minimal effect on the readings. It is recommended that
reasonable stability of the temperature and speed of the air surrounding the testing machine be maintained.
6.3 Cooling device
6.3.1 General
The cooling device shall be capable of cooling the test piece to the specified temperature �.
The means of cooling can be, for example:
� by refrigeration unit;
� by expansion of compressed gas (e.g. CO or N );
2 2
� by immersion in a liquid maintained at its boiling point (e.g. N ) or in a refrigerated liquid (e.g. alcohol).
2
WARNING — Test personnel should use proper personal protective equipment when handling the cooling
medium. Precautions should be taken to avoid damage to the test equipment or test piece.
6.3.2 Measurement of temperature
The temperatur
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 15579
Première édition
2000-06-01
Matériaux métalliques — Essai de traction
à basse température
Metallic materials — Tensile testing at low temperature
Numéro de référence
ISO 15579:2000(F)
©
ISO 2000
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ISO 15579:2000(F)
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ImpriméenSuisse
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ISO 15579:2000(F)
Sommaire Page
Avant-propos.iv
Introduction.v
1 Domaine d'application.1
2 Références normatives .1
3 Termes et définitions.1
4 Symboles et désignations .4
5 Principe.4
6 Appareillage .5
7 Éprouvette .6
8 Conditions d'exécution de l'essai .6
9 Mode opératoire.8
10 Rapport d'essai .10
Annexe A (informative) Exemples d'éprouvettes pour l'essai de traction à basses températures.13
Bibliographie .15
© ISO 2000 – Tous droits réservés iii
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ISO 15579:2000(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 (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI, Partie 3.
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 de la présente Norme internationale 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.
La Norme internationale ISO 15579 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 164, Essais mécaniques des
métaux, sous-comité SC 1, Essais uniaxiaux.
L'annexe A de la présente Norme internationale est donnée uniquement à titre d'information.
iv © ISO 2000 – Tous droits réservés
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ISO 15579:2000(F)
Introduction
er
Il a été décidé, à la réunion de l'ISO/TC 164/SC 1 des 29 février et 1 mars 1996, de définir la vitesse d'essai par
la vitesse de déformation de la partie calibrée de l'éprouvette. Les valeurs retenues correspondent à l'essai de
produits en acier. Si la présente Norme internationale est utilisée pour les essais des matériaux métalliques non
ferreux, il convient de vérifier que les valeurs relatives aux vitesses de déformation et d’essai s’appliquent.
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NORME INTERNATIONALE ISO 15579:2000(F)
Matériaux métalliques — Essai de traction à basse température
1 Domaine d'application
La présente Norme internationale spécifie la méthode d'essai de traction des matériaux métalliques à des
températures comprises entre � 10 °C et � 196 °C et définit les caractéristiques mécaniques qu'elle permet de
déterminer.
2 Références normatives
Les documents normatifs suivants contiennent des dispositions qui, par suite de la référence qui y est faite,
constituent des dispositions valables pour la présente Norme internationale. Pour les références datées, les
amendements ultérieurs ou les révisions de ces publications ne s’appliquent pas. Toutefois, les parties prenantes
aux accords fondés sur la présente Norme internationale sont invitées à rechercher la possibilité d'appliquer les
éditions les plus récentes des documents normatifs indiqués ci-après. Pour les références non datées, la dernière
édition du document normatif en référence s’applique. Les membres de l'ISO et de la CEI possèdent le registre des
Normes internationales en vigueur.
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 charge.
ISO 9513, Matériaux métalliques — Étalonnage des extensomètres utilisés lors d'essais uniaxiaux.
3 Termes et définitions
Pour les besoins de la présente Norme internationale, les termes et définitions suivants s'appliquent.
3.1
longueur entre repères
L
longueur de la partie cylindrique ou prismatique de l'éprouvette sur laquelle doit être mesuré l'allongement
NOTE On distingue en particulier, les longueurs définies en 3.1.1 et 3.1.2.
3.1.1
longueur initiale entre repères
L
o
longueur entre repères avant application de la charge, mesurée à température ambiante
3.1.2
longueur ultime entre repères
L
u
longueur entre repères après rupture de l'éprouvette (voir 9.3), mesurée à température ambiante
3.2
longueur calibrée
L
c
longueur de la partie calibrée de section réduite de l'éprouvette
© ISO 2000 – Tous droits réservés 1
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ISO 15579:2000(F)
3.3
longueur de base de l’extensomètre
L
e
longueur de la partie calibrée de l'éprouvette utilisée pour le mesurage de l'allongement au moyen d'un
extensomètre
NOTE Cette longueur peut différer de L et est supérieure à b ou d (voir Tableau 1) mais inférieure à L .
o c
3.4
allongement
accroissement de la longueur initiale entre repères (L ) à un instant donné de l'essai
o
3.5
allongement pour cent
allongement exprimé en pourcentage de la longueur initiale entre repères (L )
o
3.6
allongement rémanent pour cent
accroissement de la longueur initiale entre repères d'une éprouvette après suppression d’une charge unitaire
prescrite (voir 3.13) , exprimé en pourcentage de la longueur initiale entre repères (L )
o
3.7
allongement pour cent après rupture
A
allongement rémanent de la longueur initiale entre repères après rupture (L � L ), exprimé en pourcentage de la
u o
longueur initiale entre repères (L )
o
NOTE Dans le cas des éprouvettes proportionnelles, uniquement dans le cas où la longueur initiale entre repères est
1)
différente de 5,65 S ,où S est l'aire de la section initiale de la partie calibrée, il convient de compléter le symbole A par un
o o
indice indiquant le coefficient de proportionnalité utilisé, par exemple:
A = allongement pour cent sur une longueur initiale entre repères (L ) de 11,3 S .
11,3 o
o
Dans le cas des éprouvettes non proportionnelles, il convient de compléter le symbole A par un indice indiquant la longueur
initiale entre repères utilisée, exprimée en millimètres, par exemple:
A = allongement pour cent sur une longueur initiale entre repères (L )de80mm.
80 mm o
3.8
allongement total pour cent à la rupture
A
t
allongement total (allongement élastique plus allongement plastique) de la longueur entre repères au moment de la
rupture, exprimé en pourcentage de la longueur initiale entre repères (L )
o
3.9
extension
à un instant donné de l'essai, accroissement de la longueur de base de l'extensomètre (L )
e
3.10
extension rémanente pour cent
accroissement de la longueur de base de l'extensomètre, après déchargement de l’éprouvette à partir d’une
charge unitaire prescrite, exprimé en pourcentage de la longueur de base de l'extensomètre (L )
e
4 S
o
1) 5,65 S � 5
o
�
2 © ISO 2000 – Tous droits réservés
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ISO 15579:2000(F)
3.11
coefficient de striction
Z
variation maximale de l'aire de la section transversale au cours de l'essai (S � S ), exprimée en pourcentage de
o u
l'aire de la section initiale (S )
o
3.12
charge maximale
F
m
charge maximale supportée par l'éprouvette au cours de l'essai, après tout phénomène d'écoulement
NOTE Pour les matériaux fragiles, la plus grande charge au cours de l'essai.
3.13
charge unitaire
contrainte
à chaque instant de l'essai, quotient de la charge par l'aire de la section initiale (S ) de l'éprouvette
o
3.13.1
résistance à la traction
R
m
charge unitaire correspondant à la charge maximale (F )
m
3.13.2
limite apparente d'élasticité
lorsque le matériau métallique présente un phénomène d'écoulement, point durant l'essai où se produit une
déformation plastique sans accroissement de la charge
3.13.2.1
limite supérieure d'écoulement
R
eH
valeur de la charge unitaire pour laquelle on observe la première chute de la charge
Voir Figure 1.
3.13.2.2
limite inférieure d'écoulement
R
eL
plus faible valeur de la charge unitaire pendant l'écoulement plastique, en négligeant les éventuels phénomènes
transitoires
Voir Figure 1.
3.13.3
limite conventionnelle d'élasticité
R
p
charge unitaire à laquelle correspond une extension non proportionnelle égale à un pourcentage prescrit de la
longueur de base de l'extensomètre (L )
e
Voir Figure 2.
NOTE Le symbole utilisé est suivi d'un indice désignant le pourcentage prescrit, par exemple R .
p0,2
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ISO 15579:2000(F)
4 Symboles et désignations
Les symboles et désignations correspondantes sont donnés dans le Tableau 1.
Tableau 1 — Symboles et désignations
Symbole Unité Désignation
a mm Épaisseur d'une éprouvette plate ou épaisseur de la paroi d'un tube
b
mm Largeur de la longueur calibrée d’une éprouvette plate ou largeur moyenne
de la bande longitudinale prélevée dans un tube, ou largeur d’un fil plat
d mm Diamètre de la longueur calibrée d'une éprouvette cylindrique ou diamètre
d’un fil rond
L mm Longueur initiale entre repères
o
L mm Longueur ultime entre repères après rupture
u
L
mm Longueur calibrée
c
L mm Longueur de base de l'extensomètre
e
2
S Aire de la section initiale de la longueur calibrée
mm
o
2
S Aire minimale de la section après rupture (aire ultime de la section)
mm
u
Z
% Coefficient de striction
SS�
ou
� 100
S
o
A % Allongement pour cent après rupture
LL�
uo
� 100
L
o
A % Allongement total pour cent à la rupture
t
F N Charge maximale
m
2
R Limite supérieure d'écoulement
N/mm
eH
2
R
Limite inférieure d'écoulement
eL N/mm
2
R Résistance à la traction
N/mm
m
2
R Limite conventionnelle d'élasticité
N/mm
p
°C Température prescrite
�
� °C Température indiquée
i
5Principe
L'essai consiste à soumettre une éprouvette à un effort de traction, généralement jusqu'à rupture, en vue de
déterminer une ou plusieurs des caractéristiques définies dans l'article 3.
L'essai est effectué à une température spécifiée, comprise entre� 10 °C et � 196 °C.
4 © ISO 2000 – Tous droits réservés
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ISO 15579:2000(F)
6 Appareillage
6.1 Machine d'essai
La machine d'essai doit être vérifiée conformément aux prescriptions de l'ISO 7500-1 et doit être au moins de la
classe 1, sauf spécification contraire de la norme de produit.
6.2 Extensomètre
Lorsqu'un extensomètre est utilisé pour mesurer les extensions, il doit être de classe 1 (voir ISO 9513) pour la
détermination de la limite conventionnelle d'élasticité; pour la détermination d’autres caractéristiques
(correspondant à des allongements plus élevés), un extensomètre de classe 2 (voir ISO 9513) peut être utilisé.
La longueur de base de l'extensomètre ne doit pas être inférieure à 10 mm et doit être centrée sur la région
médiane de la longueur calibrée et le long de l'axe central. Il convient que l'extensomètre soit, de préférence, d'un
type capable de mesurer l'allongement sur deux génératrices de l'éprouvette, permettant ainsi de faire la moyenne
des deux lectures.
Toutes les parties de l'extensomètre qui débordent du dispositif de refroidissement doivent être protégées des
courants d'air de façon que les fluctuations de la température ambiante aient seulement un effet minimal sur les
lectures. Il est recommandé de maintenir une stabilité suffisante de la température et de la vitesse de l'air
environnant la machine d'essai.
6.3 Dispositif de refroidissement
6.3.1 Généralités
Le dispositif de refroidissement de l'éprouvette doit être tel qu'elle puisse être portée à la température prescrite �.
Le moyen de refroidissement peut être, par exemple:
� une unité frigorifique;
� par expansion d'un gaz comprimé (par exemple, CO ou N );
2 2
� par immersion dans un liquide maintenu à son point d'ébullition (par exemple N ) ou dans un liquide réfrigéré
2
(par exemple alcool).
AVERTISSEMENT — Il convient que le personnel d’essai utilise un équipement de protection individuel
adapté lorsqu’il manipule le milieu de refroidissement. Il convient de prendre des précautions pour éviter
l'endommagement du matériel d'essai ou de l'éprouvette.
6.3.2 Mesurage de la température
La température du milieu de refroidissement ou de l'éprouvette doit être mesurée à l'aide de thermocouples ou
autres dispositifs appropriés.
La température de l’éprouvette doit être mesurée à la surface de la longueur calibrée de l’éprouvet
...
Questions, Comments and Discussion
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