Plastics — Determination of hardness by the ball indentation method — Part 2: Rockwell hardness

Plastiques — Détermination de la dureté — Méthode par pénétration à la bille — Partie 2: Dureté Rockwell

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ISO 2039-2:1981 - Plastics -- Determination of hardness by the ball indentation method
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ISO 2039-2:1981 - Plastics — Determination of hardness by the ball indentation method — Part 2: Rockwell hardness Released:10/1/1981
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International Standard @ 203912


L Plastics - Determination of hardness by the ball
indentation method -
Part 2 : Rockwell hardness

Plastiques - Détermination de la dureté - Méthode par pénétration à la bille - Partie 2 : Dureté Rockwell

First edition - 1981-10-01
~ ~~___
Ref. No. IS02039/2-1981 (E)
UDC 678.W.8 : 620.178.152.42
;5 Descriptors : plastics, tests, hardness tests, Rockwell hardness.
s Price based on 5 pages
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IS0 (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of

national standards institutes (IS0 member bodies). The work of developing Inter-
national Standards is carried out through IS0 technical committees. Every member

body interested in a subject for which a technical committee has been set up 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.

Draft International Standards adopted by the technical committees are circulated to

the member bodies for approval before their acceptance as International Standards by

the IS0 Council.

International Standard IS0 2039/2 was developed by Technical Committee ISO/TC 61,

Plastics, and was circulated to the member bodies in June 1978.
It has been approved by the member bodies of the following countries :
Australia India Romania
Austria Iran South Africa, Rep. of
Israel Spain
Bulgaria Italy Sweden
Japan Switzerland
Czechoslovakia Korea, Rep. of Turkey
Egypt, Arab Rep. of Mexico United Kingdom
Netherlands U SA
Germany, F.R. New Zealand USSR
Hungary Poland

The member body of the following country expressed disapproval of the document on

technical grounds :
O International Organization for Standardization, 1981 O
Printed in Switzerland
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INTER NAT1 O NAL STAN DARD IS0 2039/2-1981 (E)
Plastics - Determination of hardness by the ball
indentation method
Part 2 : Rockwell hardness

1 Scope and field of application based on the total depth of penetration, minus the elastic

recovery after a fixed time following removal of the major load,
minus the penetration resulting from the minor load. The
1.1 This part of IS0 2039 specifies a method for determining
Rockwell hardness number is derived from the net increase in
the indentation hardness of plastics by means of the Rockwell
depth of impression as the load on an indentor is increased
hardness tester using the Rockwell M, Land R hardness scales.
from a fixed minor load to a major load and then returned to the
same minor load.
1.2 A Rockwell hardness number is directly related to the in-
dentation hardness of a plastic material; the higher the
3.2 Each Rockwell hardness scale division represerits
Rockwell hardness number, the harder the material. Due to a
0,002 mm vertical movement of the indentor. In practice, the
short overlap of Rockwell hardness scales by this procedure,
Rockwell hardness number is derived from the following rela-
two different Rockwell hardness numbers of different scales
tionship :
may be obtained on the same material, both of which may be
technically correct.
HR = 130 - e
1.3 For materials having high creep and recovery, the time-
factors involved in application of the major and minor loads where
have a considerable effect on the results of the measurements.
HR is the Rockwell hardness number;
1.4 An alternative method of using the apparatus to give
hardness on the Rockwell-a hardness scale is specified in the
e is the depth of impression after removal of the major
annex which shows how this scale may be related to the hard-
load, in units of 0,002 mm.
ness measurement of IS0 203911.
NOTE - This relationship only holds for the E, M, L and R scales.
2 References
4 Apparatus
L IS0 48. Vulcanized rubbers - Determination of hardness
(Hardness between 30 and 85 IRHDI.
4.1 The apparatus is a standard Rockwell hardness tester
IS0 291, Plastics - Standard atmospheres for conditioning
which comprises essentially
and testing.
- a rigid frame supporting an adjustable platform fitted
IS0 868, Plastics - Determination of indentation hardness by
with a plate at least 50 mm in diameter to support the test
means of a durometer (Shore hardness).
IS0 20391 1, Plastics and ebonite - Determination of hardness

bv the ball indentation method - Part 1.1) an indentor with its associated fittings;

a device for applying the appropriate loads to the
indentor without impact.
3 Principle

3.1 This is a method for determining hardness in which a 4.2 The indentor comprises a polished steel ball of Vickers

constant minor load is applied to a steel ball resting on the hardness at least 7 MN/mZwhich rolls freely in its housing. The

material to be tested, followed by application of a major load, ball shall not deform during the test or show damage after a

and then followed by a return to the same minor load, all at test. The diameter of the indentor depends upon the Rockwell

specified limits for times of loading. The actual measurement is
scale in use (see 4.5).
At present at the stage of draft. (Revision of IS0 2039-1973.)
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checks may be made at frequent intervals using blocks
4.3 The indentor is equipped with a dial gauge or other
calibrated for use when the machine is set up in the R, L or M
suitable device to measure the depth of penetration of the in-
test modes.
dentor to within 0,001 mm. It is desirable but not essential for
the dial gauge to be calibrated in Rockwell hardness numbers
(one Rockwell scale division = 0,002 mm). When the machine
is so directly calibrated, it is usual for the dial gauge to have a
5 Test specimen
black and a red scale, the latter allowing automatically for the
constant of 130 in the derivation of Rockwell hardness number
5.1 The standard test specimen shall be a flat sheet at least
on the M, L and R scales (see 3.2). Alternative means of
6 mm thick. It shall be of a suitable area to meet the re-
measurement of penetration and display of data may be used,
quirements of 7.4. The test specimen does not necessarily have
provided that the accuracy is at least equal to the dial gauge.
to be square. It shall not show any evidence of imprint by the
indentor on the supported surface after a test.
4.4 The appropriate loads for the M, L and R scales are as
given in 4.5. In each case the minor load is %,O7 N. Provision is
5.2 Where specimens of the minimum thickness specified in
usually made in the Rockwell machine to apply the minor load
5.1 are not available, the test specimen shall be made up of a
to the specimen by means of a screw capstan which raises the
pile of thinner test specimens of the same thickness and the
platform supporting the test specimen until the latter contacts
same material, provided that the surfaces of the individual
the indentor. In these circumstances the dial gauge has an in-
pieces are in total contact and not held apart by any form of
dicated point to show when the minor load has been fully ap-
surface imperfections (as, for example, sink marks or burrs
plied; reference should be made to the manufacturer's hand-
from saw cuts).
book before operating the machine. The adjustment of speed
of load-application is of great importance. Adjust the dash-pot
All indentations shall be made on one surface only of the
on the Rockwell tester so that the operating handle completes
test specimen.
its travel in 4 to 5 s with no specimen on the machine or no load
applied by the indentor to the anvil. The major load shall be
%0,7 N for this calibration.
5.4 One test specimen is sufficient for the determination of
Rockwell hardness and at least five measurements shall be
made on each test specimen of isotropic materials.
4.5 The major and minor loads and indentor diameters for the
Rockwell scales are as follows :
5.5 If the material under test is anisotropic, the direction of
indentation shall be specified in relation to the axes of
Indentor anisotropy. If results in more than one direction are required,
Rockwell Minor load Major load diameter
test specimens shall be prepared so that at least five Rockwell
hardness measurements may be determined in each direction.
scale N N rnrn
12.7 I 0,015
1 :::; 1 E:: 1 6,35 I 0,015 1
6 Conditioning
98.07 980,7 6,35 I 0,015

Norme internationale @ 203912


Plastiques - Détermination de la dureté - Méthode par
pénétration à la bille -
Partie 2 : Dureté Rockwell

Plastics - Determination of hardness by the ball indentation method - Part 2 : Rockwell hardness

Première édition - 1981-10-01
* CDU 678.513 : 620.178.152.42 Réf. no : IS02039/2-1981 (FI
Descripteurs : matière plastique, essai, essai de dureté, dureté Rockwell.
Prix basé sur 5 pages
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L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale
I'ISO). L'élaboration
d'organismes nationaux de normalisation (comités membres de
des Normes internationales est confiée aux comités techniques de I'ISO. Chaque

comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du comité technique

correspondant. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouverne-

mentales, en liaison avec I'ISO, participent également aux travaux.

Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques sont soumis

aux comités membres pour approbation, avant leur acceptation comme Normes inter-
nationales par le Conseil de I'ISO.

La Norme internationale IS0 2039/2 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 61,

Plastiques, et a été soumise aux comités membres en juin 1978.
Les comités membres des pays suivants l'ont approuvée :
Afrique du Sud, Rép. d' Finlande Pologne
Allemagne, R.F. Hongrie Roumanie
Australie Inde Royaume-Uni
Autriche Iran Suède
Belgique Israël Suisse
Bulgarie Italie Tchécoslovaquie
Canada Japon
Corée, Rép. de Mexique URSS
Égypte, Rép. arabe d' Nouvelle-Zélande USA
Espagne Pays-Bas
Le comité membre du pays suivant l'a désapprouvée pour des raisons techniques
O Organisation internationale de normalisation, 1981 O
IrnDrirné en Suisse
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Plastiques - Détermination de la dureté - Méthode par
pénétration à la bille -
Partie 2 : Dureté Rockwell
tes spécifiées des temps de charge. La mesure est basée sur la
1 Objet et domaine d’application
profondeur totale de pénétration, diminuée de la relaxation
élastique après un temps fixé, après suppression de la charge,
1.1 La présente partie de I’ISO 2039 spécifie une méthode de
et de la pénétration due à l‘application de la précharge. La
détermination de la dureté par pénétration des plastiques, au
dureté Rockwell est une fonction de l’accroissement net de la
moyen de l’appareil de dureté Rockwell utilisant les échelles de
profondeur d‘empreinte lorsque la charge appliquée sur le
dureté Rockwell M, L et R.
pénétrateur passe de la précharge fixée à la charge, puis revient
à la même précharge.
1.2 La dureté Rockwell est directement liée à la résistance à
la pénétration d’un plastique, la valeur la plus élevée correspon-
3.2 Chaque division de l’échelle Rockwell représente un
dant au matériau le plus dur. En raison du faible recouvrement

des échelles de dureté Rockwell, deux valeurs lues sur des déplacement vertical de 0,002 mm du pénétrateur. Dans la pra-

échelles différentes peuvent être obtenues pour une même tique, la dureté Rockwell découle de la relation suivante :

matière, ces deux valeurs pouvant être techniquement correc-
HR = 130 - e
1.3 Pour les matières présentant des phénomènes de fluage
ou de relaxation, les durées d’application de la charge et de la
précharge ont une influence considérable sur le résultat des
HR est la dureté Rockwell;
e est la profondeur d’empreinte, après suppression de la
1.4 Une variante de la méthode, avec un appareillage permet-
charge, en unités de 0,002 mm.
tant d’utiliser l’échelle de dureté Rockwell-a, est spécifiée en
annexe, celle-ci indiquant comment cette échelle peut être
NOTE - Cette relation n’est valable que pour les échelles E, M, Let R.
reliée à la dureté à la bille mesurée suivant I’ISO 2039/1.
L 2 Références 4 Appareillage
IS0 48, Rastomères vulcanisés - Détermination de la dureté
4.1 L’appareillage est constitué par l’appareil normal de
(dureté comprise entre 30 et 85 DIDC).
dureté Rockwell qui comprend essentiellement :
IS0 291, Plastiques - Atmosphères normales de conditionne-
- une plate-forme réglable comprenant un plateau d’au
ment et d‘essai.
moins 50 mm de diamètre, destiné à supporter l‘éprouvette;
IS0 868. Plastiques - Détermination de la dureté par pénétra-
tion au mo yen d’un duromètre (dureté Shore).
un pénétrateur avec ses accessoires;
IS0 203911, Plastique et ébonite - Détermination de la
- un dispositif permettant d’appliquer sans choc la
dureté - Méthode par pénétration à la bille - Partie 1.1)
charge appropriée sur le pénétrateur.
3 Principe
4.2 Le pénétrateur comprend une bille d’acier poli, d’une
dureté Vickers au moins égale à 7 MN/m*, tournant librement

3.1 Cette méthode de détermination de la dureté consiste à dans son logement. La bille ne doit pas se déformer pendant

l‘essai et ne doit présenter aucun dommage après l‘essai. Le
appliquer successivement sur une bille d’acier reposant sur la

à essayer une précharge constante, puis une charge diamètre du pénétrateur dépend de l’échelle Rockwell utilisée

plus élevée, puis à nouveau la même précharge, toutes aux limi- (voir 4.5).
Actuellement au stade de projet. (Révision de I’ISO 2039-1973.)
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IS0 2039/2-1981 (F)
ou à une déformation du bâti seront mises en évidence; ces
4.3 Le pénétrateur est équipé d‘un comparateur ou de tout

autre appareil adapté pour le mesurage de la profondeur de erreurs devront être corrigées avant usage. Des contrôles doi-

pénétration du pénétrateur à 0,001 mm près. II est souhaitable, vent être effectués fréquemment, en utilisant des blocs étalon-

R, L ou M.

mais non essentiel, que le comparateur soit gradué en dureté nés, lorsque l’appareil est réglé suivant les échelles

Rockwell (une division de l’échelle Rockwell = 0,002 mm).
Lorsque l’appareil est directement gradué en dureté Rockwell, il
est d‘usage que le comparateur comporte une échelle noire et
5 Éprouvette
une échelle rouge, cette dernière introduisant automatique-
ment la constante 130, en fonction des duretés Rockwell des
5.1 L‘éprouvette normalisée doit être constituée par une
échelles M, L et R (voir 3.3). D’autres moyens de mesurage de
feuille plane d’au moins 6 mm d‘épaisseur. Elle doit présenter
la pénétration et d’affichage des données peuvent être utilisés,
une surface compatible avec les spécifications de 7.4. L’éprou-
à condition que leur justesse soit au moins égale à celle du com-
vette ne doit pas nécessairement être carrée. Après essai, il ne
doit y avoir aucune trace d‘empreinte du pénétrateur sur la face
4.4 Les charges à utiliser pour les échelles M, L et R sont indi-
quées en 4.5. Dans tous les cas, la précharge est de 98,07 N.

Pour les appareils Rockwell, il est d’usage d’appliquer la pré- 5.2 Lorsque l‘échantillon ne permet pas de réaliser une

charge sur l’éprouvette au moyen d’une vis à rotule qui permet éprouvette de l‘épaisseur minimale indiquée en 5.1, I’éprou-


d‘élever la plate-forme supportant l’éprouvette jusqu‘à ce que vette doit alors être constituée par un empilage de plusieurs

ments plus minces, mais de même épaisseur et de même
cette dernière soit au contact du pénétrateur. Dans ce cas, le

comparateur comporte un repère pour indiquer le moment où la matière, à condition que les faces des éléments individuels

précharge est entièrement appliquée; on devra se reporter à la
soient totalement en contact et ne soient pas séparées par de
notice du constructeur avant la mise en service de l‘appareil. Le
quelconques imperfections de surface (telles que, par exemple,
réglage de la vitesse de mise en charge est très important.
bavures, traits de scie).
Régler l’amortisseur de l’appareil Rockwell de facon que la
manette de commande achève son déplacement en 4 à 5 s sans
5.3 Toutes les pénétrations ne doivent être faites que sur une
éprouvette sur le support ou sans charge appliquée par le péné-
face de l’éprouvette.
trateur sur l‘enclume. La charge appliquée pour cet étalonnage
doit être de 980.7 N.
5.4 Une seule éprouvette est suffisante pour la détermination
de la dureté Rockwell. Au moins cinq mesurages doivent être
4.5 La précharge, la charge d’essai et le diamètre du pénétra-
effectués sur chaque éprouvette pour les matières isotropes,
teur pour chaque échelle Rockwell doivent être les suivants :
5.5 Si la matière soumise à l’essai est anisotrope, la direction
Précharge ICharge d’essai I ~~~~~~~e~:
de la pénétration doit être spécifiée en fonction des axes d‘ani-
I de dureté
sotropie. Si des résultats sont exigés dans plusieurs directions,
I Rockwell I N IN I mm I
les éprouvettes doivent être préparées de manière à effectuer
%,O7 588,4 12.7 f 0,015
au moins cinq essais de dureté Rockwell dans chaque direction.
98,07 588,4 6,35 k 0,015
98.07 980,7 6,35 f 0,015
6 Conditionnement
%,O7 980,7 3,175 f 0,015
Les éprouvettes doivent être conditionnées avant essai dans
La précharge et la charge d’essai doivent avoir une justesse de
l‘atmosphère spécifiée dans la Norme internationale relative à la
2 %.
matière soumi

Questions, Comments and Discussion

Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.