ISO 14577-3:2002
(Main)Metallic materials — Instrumented indentation test for hardness and materials parameters — Part 3: Calibration of reference blocks
Metallic materials — Instrumented indentation test for hardness and materials parameters — Part 3: Calibration of reference blocks
ISO 14577-3 specifies a method for the calibration of reference blocks to be used for the indirect verification of testing machines for the instrumented indentation test, as specified in ISO 14577-2.
Matériaux métalliques — Essai de pénétration instrumenté pour la détermination de la dureté et de paramètres des matériaux — Partie 3: Étalonnage des blocs de référence
L'ISO 14577-3 spécifie une méthode pour l'étalonnage des blocs de référence à utiliser pour la vérification indirecte des machines d'essai pour l'essai de pénétration instrumenté, telle que spécifiée dans l'ISO 14577-2.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 14577-3
First edition
2002-10-01
Metallic materials — Instrumented
indentation test for hardness and materials
parameters —
Part 3:
Calibration of reference blocks
Matériaux métalliques — Essai de pénétration instrumenté pour la
détermination de la dureté et de paramètres des matériaux —
Partie 3: Étalonnage des blocs de référence
Reference number
ISO 14577-3:2002(E)
©
ISO 2002
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ISO 14577-3:2002(E)
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ISO 14577-3:2002(E)
Contents Page
Foreword . iv
Introduction. v
1 Scope. 1
2 Normative references. 1
3 Manufacture of reference blocks. 1
4 Calibrating machine. 2
5 Calibration procedure. 5
6 Number of indentations. 5
7 Uniformity of the reference blocks. 5
8 Marking. 6
9 Validity. 7
Annex A (informative) Examples of reference blocks. 8
Bibliography. 9
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ISO 14577-3:2002(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.
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 part of ISO 14577 may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 14577-3 was prepared by Technical Committee ISO/TC 164, Mechanical testing of metals, Subcommittee
SC 3, Hardness testing.
ISO 14577 consists of the following parts, under the general title Metallic materials — Instrumented indentation test
for hardness and materials parameters:
— Part 1: Test method
— Part 2: Verification and calibration of testing machines
— Part 3: Calibration of reference blocks
Annex A of this part of ISO 14577 is for information only.
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ISO 14577-3:2002(E)
Introduction
Hardness has typically been defined as the resistance of a material to permanent penetration by another harder
material. The results obtained when performing Rockwell, Vickers and Brinell tests are determined after the test
force has been removed. Therefore, the effect of elastic deformation under the indenter has been ignored.
ISO 14577 has been prepared to enable the user to evaluate the indentation of materials by considering both the
force and displacement during plastic and elastic deformation. By monitoring the complete cycle of increasing and
removal of the test force, hardness values equivalent to traditional hardness values can be determined. More
significantly, additional properties of the material, such as its indentation modulus and elasto-plastic hardness, can
also be determined. All these values can be calculated without the need to measure the indent optically.
ISO 14577 has been written to allow a wide variety of post test data analysis.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 14577-3:2002(E)
Metallic materials — Instrumented indentation test for hardness
and materials parameters —
Part 3:
Calibration of reference blocks
1 Scope
This part of ISO 14577 specifies a method for the calibration of reference blocks to be used for the indirect
verification of testing machines for the instrumented indentation test, as specified in ISO 14577-2.
NOTE The reference blocks may be calibrated in accordance with the field of application of the testing machine or with the
materials parameters which are to be determined.
2 Normative references
The following normative documents contain provisions which, through reference in this text, constitute provisions of
this part of ISO 14577. For dated references, subsequent amendments to, or revisions of, any of these publications
do not apply. However, parties to agreements based on this part of ISO 14577 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 376:1999, Metallic materials — Calibration of force-proving instruments used for the verification of uniaxial
testing machines
ISO 4287, Geometrical Product Specifications (GPS) — Surface texture: Profile method — Terms, definitions and
surface texture parameters
ISO 14577-1:2002, Metallic materials — Instrumented indentation test for hardness and materials parameters —
Part 1: Test method
ISO 14577-2:2002, Metallic materials — Instrumented indentation test for hardness and materials parameters —
Part 2: Verification and calibration of testing machines
1)
ISO Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement (GUM)
3 Manufacture of reference blocks
3.1 The block shall be specially prepared and the attention of the manufacturer drawn to the need to use a
manufacturing process which will give the necessary homogeneity, uniformity and stability of structure.
1) Published in 1993; corrected and reprinted in 1995.
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ISO 14577-3:2002(E)
3.2 Each block to be calibrated shall be of a thickness not less than 2 mm for the nano range, not less than
6 mm for the micro and not less than 16 mm for the macro range.
NOTE If it is required by the manufacturing process, these values may be lower.
3.3 The reference blocks shall be free from magnetic forces. It is recommended that the manufacturer ensure
that the blocks, if of steel, have been demagnetized at the end of the manufacturing process.
3.4 The reference block shall be constructed such that it can be mounted in the testing machine within the tilt
limits specified in ISO 14577-1.
NOTE If the reference block is mounted on its bottom, this condition is valid if the maximum deviation in flatness of the test
and support faces does not exceed 5 µm in 50 mm and the maximum error in parallelism does not exceed 10 µm in 50 mm.
3.5 The test surface shall be free from scratches that interfere with the measurement of the indentations.
Indentations between scratches are permitted.
For the macro and micro range the surface roughness, Ra, shall not exceed 15 nm for the test surface and 0,8 µm
for the support face; the sampling length, l, shall be 0,80 mm (see ISO 4287).
For the nano range the surface roughness, Ra, shall not exceed 10 nm. If measured with an atomic-force-
microscope (AMF) the sampling length, l, shall be 10 µm.
NOTE At the nano range it is important to consider the spatial wavelength of the roughness as well as the amplitude.
3.6 In order to check that no material has been subsequently removed from the reference block, its thickness at
the time of calibration shall be marked on it to the nearest 10 µm, or an indentifying mark shall be made on the test
surface (see clause 8).
NOTE 1 For some nano range reference materials, it may be a necessary step to prepare a surface before test in a manner
that removes surface l
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 14577-3
Première édition
2002-10-01
Matériaux métalliques — Essai de
pénétration instrumenté pour la
détermination de la dureté et de paramètres
des matériaux —
Partie 3:
Étalonnage des blocs de référence
Metallic materials — Instrumented indentation test for hardness and
materials parameters —
Part 3: Calibration of reference blocks
Numéro de référence
ISO 14577-3:2002(F)
©
ISO 2002
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ISO 14577-3:2002(F)
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Imprimé en Suisse
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ISO 14577-3:2002(F)
Sommaire Page
Avant-propos . iv
Introduction. v
1 Domaine d'application . 1
2 Références normatives. 1
3 Fabrication des blocs de référence. 1
4 Machine d'étalonnage. 2
5 Mode opératoire d'étalonnage . 5
6 Nombre d'empreintes. 5
7 Uniformité des blocs de référence . 5
8 Marquage . 6
9 Validité. 7
Annexe A (informative) Exemples de blocs de référence. 8
Bibliographie. 9
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ISO 14577-3:2002(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.
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 de la présente partie de l'ISO 14577 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 14577-3 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 164, Essais mécaniques des métaux, sous-comité
SC 3, Essais de dureté.
L'ISO 14577 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Matériaux métalliques — Essai de
pénétration instrumenté pour la détermination de la dureté et de paramètres des matériaux:
— Partie 1: Méthode d'essai
— Partie 2: Vérification et étalonnage des machines d'essai
— Partie 3: Étalonnage des blocs de référence
L'annexe A de la présente partie de l'ISO 14577 est donnée uniquement à titre d'information.
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ISO 14577-3:2002(F)
Introduction
La dureté a été typiquement définie comme la résistance d'un matériau à la pénétration rémanente par un autre
matériau plus dur. Les résultats obtenus lors d'essais Rockwell, Vickers et Brinell sont déterminés après
enlèvement de la force d'essai. En conséquence, l'effet de la déformation élastique sous le pénétrateur a été
ignoré.
L'ISO 14577 a été préparée pour permettre à l'utilisateur d'évaluer la pénétration des matériaux en prenant en
compte la force et le déplacement pendant les déformations plastique et élastique. En suivant le cycle complet
d'accroissement et de suppression de la force d'essai, on peut déterminer des valeurs de dureté équivalentes aux
valeurs traditionnelles de dureté. Plus important encore, on peut aussi déterminer des caractéristiques
complémentaires du matériau telles que son module de pénétration et sa dureté élastoplastique. Toutes ces
valeurs peuvent être calculées sans qu'il y ait à mesurer l'empreinte par des moyens optiques.
L'ISO 14577 a été rédigée pour permettre une grande diversité d'analyses des données après essai.
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NORME INTERNATIONALE ISO 14577-3:2002(F)
Matériaux métalliques — Essai de pénétration instrumenté pour la
détermination de la dureté et de paramètres des matériaux —
Partie 3:
Étalonnage des blocs de référence
1 Domaine d'application
La présente partie de l'ISO 14577 spécifie une méthode pour l'étalonnage des blocs de référence à utiliser pour la
vérification indirecte des machines d'essai pour l'essai de pénétration instrumenté, telle que spécifiée dans
l'ISO 14577-2.
NOTE Les blocs de référence peuvent être étalonnés conformément au domaine d'application de la machine d'essai ou
aux paramètres des matériaux qui sont à 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 partie de l'ISO 14577. 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 partie de l'ISO 14577 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 376:1999, Matériaux métalliques — Étalonnage des instruments de mesure de force utilisés pour la
vérification des machines d'essais uniaxiaux
ISO 4287:1998, Spécification géométrique des produits (GPS) — État de surface: Méthode du profil — Termes,
définitions et paramètres d'état de surface
ISO 14577-1:2002, Matériaux métalliques — Essai de pénétration instrumenté pour la détermination de la dureté et
de paramètres des matériaux — Partie 1: Méthode d'essai
ISO 14577-2:2002, Matériaux métalliques — Essai de pénétration instrumenté pour la détermination de la dureté et
de paramètres des matériaux — Partie 2: Vérification et étalonnage des machines d'essai
1)
Guide pour l'expression de l'incertitude de mesure (GUM)
3 Fabrication des blocs de référence
3.1 Le bloc doit être préparé spécialement et le fabricant doit être attentif à la nécessité d'utiliser un procédé de
fabrication qui donnera l'homogénéité, la stabilité de structure et l'uniformité requises.
1) Publié en 1993; corrigé et réimprimé en 1995.
© ISO 2002 – Tous droits réservés 1
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ISO 14577-3:2002(F)
3.2 Chaque bloc à étalonner doit avoir une épaisseur au moins égale à 2 mm pour la nano-plage, à 6 mm pour
la micro-plage et à 16 mm pour la macro-plage.
NOTE Si le procédé de fabrication l'exige, ces valeurs peuvent être inférieures.
3.3 Les blocs de référence doivent être exempts de forces magnétiques. Il est recommandé que le fabricant
s'assure que les blocs, s'ils sont en acier, ont été démagnétisés à la fin du procédé de fabrication.
3.4 Le bloc de référence doit être fabriqué de telle façon qu'il puisse être monté sur la machine d'essai en
respectant les limites de pente spécifiées dans l'ISO 14577-1.
NOTE Si le bloc de référence est monté sur sa face d'appui, cette condition est remplie si l'écart maximal de planéité de la
surface d'essai et des faces d'appui ne dépasse pas 5 µm sur 50 mm et si l'erreur maximale de parallélisme ne dépasse pas
10 µm sur 50 mm.
3.5 La surface d'essai doit être exempte de rayures qui perturbent le mesurage des empreintes. Des empreintes
entre des rayures sont admises.
Pour les macro- et micro-plages, la rugosité de surface, Ra, ne doit pas dépasser 15 nm pour la surface d'essai et
0,8 µm pour la face d'appui; la longueur d'échantillonnage l doit être de 0,8 mm (voir ISO 4287).
Pour la nano-plage, la rugosité de surface, Ra, ne doit pas dépasser 10 nm. Si elle est mesurée à l'aide d'un
microscope à force atomique (AMF), la longueur d'échantillonnage doit être de 10 µm.
NOTE Pour la nano-plage, il est important de considérer la longueur d'onde spatiale de la rugosité au même titre que
l'amplitude.
3.6 Afin de vérifier qu'aucun matériau n'a été enlevé ultérieurement du bloc de référence, son épaisseur, au
moment de l'étalonnage, doit y être marquée à 10 µm près, ou une marque d'identification doit être réalisée sur la
surface d'essai (voir article 8).
NOTE 1 Pour certains matériaux de référence pour la nano-plage, une étape nécessaire peut être de préparer une surface
avant essai de manière à enlever des couches superficielles. Dans ce cas, il convient qu'une mét
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.