Metallic materials — Charpy pendulum impact test — Part 2: Verification of testing machines

ISO 148-2:2016 covers the verification of pendulum-type impact testing machines, in terms of their constructional elements, their overall performance and the accuracy of the results they produce. It is applicable to machines with 2 mm or 8 mm strikers used for pendulum impact tests carried out, for instance, in accordance with ISO 148‑1. It can be applied to pendulum impact testing machines of various capacities and of different design. Impact machines used for industrial, general or research laboratory testing of metallic materials in accordance with this part of ISO 148 are referred to as industrial machines. Those with more stringent requirements are referred to as reference machines. Specifications for the verification of reference machines are found in ISO 148‑3. ISO 148-2:2016 describes two methods of verification. a) The direct method, which is static in nature, involves measurement of the critical parts of the machine to ensure that it meets the requirements of this part of ISO 148. Instruments used for the verification and calibration are traceable to national or international standards. b) The indirect method, which is dynamic in nature, uses reference test pieces to verify points on the measuring scale for absorbed energy. The requirements for the reference test pieces are found in ISO 148‑3. A pendulum impact testing machine is not in compliance with this part of ISO 148 until it has been verified by both the direct and indirect methods and meets the requirements of Clause 6 and Clause 7. ISO 148-2:2016 describes how to assess the different components of the total energy absorbed in fracturing a test piece. This total absorbed energy consists of - the energy needed to fracture the test piece itself, and - the internal energy losses of the pendulum impact testing machine performing the first half-cycle swing from the initial position. NOTE Internal energy losses are due to the following: - air resistance, friction of the bearings of the rotation axis and of the indicating pointer of the pendulum which can be determined by the direct method (see 6.4.5); - shock of the foundation, vibration of the frame and pendulum for which no suitable measuring methods and apparatus have been developed.

Matériaux métalliques — Essai de flexion par choc sur éprouvette Charpy — Partie 2: Vérification des machines d'essai (mouton-pendule)

ISO 148-2:2016 traite de la vérification des éléments des machines d'essai de flexion par choc (moutons-pendules) concernant leurs éléments de construction, leur performance globale et la précision des résultats qu'ils produisent. Elle s'applique aux machines ayant des couteaux de 2 mm ou de 8 mm utilisées pour les essais de flexion par choc effectués par exemple conformément à l'ISO 148‑1. Elle peut s'appliquer de manière analogue aux moutons-pendules de capacités ou de conceptions différentes. Les machines de choc utilisées pour les essais des matériaux métalliques par des laboratoires industriels, généralistes ou de recherche conformément à la présente partie de l'ISO 148 sont qualifiées de machines industrielles. Celles répondant à des exigences plus contraignantes sont qualifiées de machines de référence. Les exigences relatives à la vérification des machines de référence sont fixées dans l'ISO 148‑3. ISO 148-2:2016 décrit deux méthodes de vérification. a) La méthode directe, qui est de nature statique, comprend des mesurages sur les parties critiques de la machine pour s'assurer qu'elle satisfait aux exigences de la présente partie de l'ISO 148. Les instruments utilisés pour la vérification et l'étalonnage ont une traçabilité aux étalons nationaux. Les méthodes directes sont utilisées lors de l'installation ou de la réparation de la machine ou lorsque la méthode indirecte donne un résultat non conforme. b) La méthode indirecte, qui est de nature dynamique, utilise des éprouvettes de référence afin de vérifier des points sur l'échelle de mesure. Un mouton-pendule n'est pas conforme à la présente partie de l'ISO 148 tant qu'il n'a pas été vérifié par les deux méthodes, directe et indirecte, et satisfait aux exigences des Articles 6 et 7. ISO 148-2:2016 décrit comment prendre en compte les différentes composantes de l'énergie totale absorbée par la rupture de l'éprouvette au moyen d'une méthode indirecte. Cette énergie totale absorbée consiste en - l'énergie nécessaire pour rompre l'éprouvette elle-même, et - les pertes internes d'énergie du mouton-pendule effectuant la première demi-oscillation depuis sa position initiale. NOTE Les pertes internes d'énergie sont dues: - à la résistance de l'air, aux frottements des paliers de l'axe de rotation et de l'indicateur du mouton-pendule et peuvent être déterminées par la méthode directe (voir 6.4.5), et - au choc sur les fondations, aux vibrations du bâti et du pendule, pour lesquelles aucune méthode de mesure et aucun appareillage appropriés n'ont été développés.

General Information

Status
Published
Publication Date
11-Oct-2016
Current Stage
9092 - International Standard to be revised
Start Date
17-Sep-2021
Completion Date
17-Sep-2021
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ISO 148-2:2016 - Metallic materials -- Charpy pendulum impact test
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Standards Content (sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 148-2
Third edition
2016-10-15
Metallic materials — Charpy
pendulum impact test —
Part 2:
Verification of testing machines
Matériaux métalliques — Essai de flexion par choc sur éprouvette
Charpy —
Partie 2: Vérification des machines d’essai (mouton-pendule)
Reference number
ISO 148-2:2016(E)
ISO 2016
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 148-2:2016(E)
COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
© ISO 2016, Published in Switzerland

All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced or utilized otherwise in any form

or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting on the internet or an intranet, without prior

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ii © ISO 2016 – All rights reserved
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ISO 148-2:2016(E)
Contents Page

Foreword ........................................................................................................................................................................................................................................iv

Introduction ..................................................................................................................................................................................................................................v

1 Scope ................................................................................................................................................................................................................................. 1

2 Normative references ...................................................................................................................................................................................... 1

3 Terms and definitions ..................................................................................................................................................................................... 2

3.1 Definitions pertaining to the machine ................................................................................................................................ 2

3.2 Definitions pertaining to energy .............................................................................................................................................. 3

3.3 Definitions pertaining to test pieces .................................................................................................................................... 4

4 Symbols and abbreviated terms ........................................................................................................................................................... 4

5 Testing machine .................................................................................................................................................................................................... 6

6 Direct verification ............................................................................................................................................................................................... 6

6.1 General ........................................................................................................................................................................................................... 6

6.2 Foundation/installation .................................................................................................................................................................. 6

6.3 Machine framework ............................................................................................................................................................................ 7

6.4 Pendulum ..................................................................................................................................................................................................... 8

6.5 Anvil and supports ............................................................................................................................................................................11

6.6 Indicating equipment .....................................................................................................................................................................12

7 Indirect verification by use of reference test pieces ....................................................................................................13

7.1 Reference test pieces used .........................................................................................................................................................13

7.2 Absorbed energy levels.................................................................................................................................................................13

7.3 Requirements for reference test pieces ..........................................................................................................................13

7.4 Limited direct verification .........................................................................................................................................................13

7.5 Bias and repeatability ....................................................................................................................................................................13

7.5.1 Repeatability ....................................................................................................................................................................13

7.5.2 Bias ...........................................................................................................................................................................................14

8 Frequency of verification ..........................................................................................................................................................................14

9 Verification report ...........................................................................................................................................................................................14

9.1 General ........................................................................................................................................................................................................14

9.2 Direct verification ..............................................................................................................................................................................15

9.3 Indirect verification .........................................................................................................................................................................15

10 Uncertainty ..............................................................................................................................................................................................................15

Annex A (informative) Measurement uncertainty of the result of the indirect verification of

a Charpy pendulum impact machine ............................................................................................................................................21

Annex B (informative) Measurement uncertainty of the results of the direct verification of

a Charpy pendulum impact testing machine ........................................................................................................................25

Annex C (informative) Direct method of verifying the geometric properties of pendulum

impact testing machines using a jig ...............................................................................................................................................32

Bibliography .............................................................................................................................................................................................................................38

© ISO 2016 – All rights reserved iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 148-2:2016(E)
Foreword

ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards

bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out

through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical

committee has been established has the right to be represented on that committee. International

organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.

ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of

electrotechnical standardization.

The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are

described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the

different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the

editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).

Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of

patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of

any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or

on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents).

Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not

constitute an endorsement.

For an explanation on the meaning of ISO specific terms and expressions related to conformity assessment,

as well as information about ISO’s adherence to the World Trade Organization (WTO) principles in the

Technical Barriers to Trade (TBT) see the following URL: www.iso.org/iso/foreword.html.

The committee responsible for this document is ISO/TC 164, Mechanical testing of metals, Subcommittee

SC 4, Toughness testing — Fracture (F), Pendulum (P), Tear (T).

This third edition cancels and replaces the second edition (ISO 148-2:2008), which has been technically

revised.

ISO 148 consists of the following parts, under the general title Metallic materials — Charpy pendulum

impact test:
— Part 1: Test method
— Part 2: Verification of testing machines

— Part 3: Preparation and characterization of Charpy V-notch test pieces for indirect verification of

pendulum impact machines
iv © ISO 2016 – All rights reserved
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO 148-2:2016(E)
Introduction

The suitability of a pendulum impact testing machine for acceptance testing of metallic materials has

usually been based on a calibration of its scale and verification of compliance with specified dimensions,

such as the shape and spacing of the anvils supporting the specimen. The scale calibration is commonly

verified by measuring the mass of the pendulum and its elevation at various scale readings. This

procedure for evaluation of machines had the distinct advantage of requiring only measurements

of quantities that could be traced to national standards. The objective nature of these traceable

measurements minimized the necessity for arbitration regarding the suitability of the machines for

material acceptance tests.

However, sometimes two machines that had been evaluated by the direct-verification procedures

described above, and which met all dimensional requirements, were found to give significantly different

impact values when testing test pieces of the same material.

This difference was commercially important when values obtained using one machine met the material

specification, while the values obtained using the other machine did not. To avoid such disagreements,

some purchasers of materials added the requirement that all pendulum impact testing machines used

for acceptance testing of material sold to them are to be indirectly verified by testing reference test

pieces supplied by them. A machine was considered acceptable only if the values obtained using the

machine agreed, within specified limits, with the value furnished with the reference test pieces.

This part of ISO 148 describes both the original direct verification and the indirect verification

procedures.
© ISO 2016 – All rights reserved v
---------------------- Page: 5 ----------------------
INTERNATIONAL STANDARD ISO 148-2:2016(E)
Metallic materials — Charpy pendulum impact test —
Part 2:
Verification of testing machines
1 Scope

This part of ISO 148 covers the verification of pendulum-type impact testing machines, in terms of their

constructional elements, their overall performance and the accuracy of the results they produce. It is

applicable to machines with 2 mm or 8 mm strikers used for pendulum impact tests carried out, for

instance, in accordance with ISO 148-1.

It can be applied to pendulum impact testing machines of various capacities and of different design.

Impact machines used for industrial, general or research laboratory testing of metallic materials in

accordance with this part of ISO 148 are referred to as industrial machines. Those with more stringent

requirements are referred to as reference machines. Specifications for the verification of reference

machines are found in ISO 148-3.
This part of ISO 148 describes two methods of verification.

a) The direct method, which is static in nature, involves measurement of the critical parts of the

machine to ensure that it meets the requirements of this part of ISO 148. Instruments used for the

verification and calibration are traceable to national or international standards.

b) The indirect method, which is dynamic in nature, uses reference test pieces to verify points on the

measuring scale for absorbed energy. The requirements for the reference test pieces are found in

ISO 148-3.

A pendulum impact testing machine is not in compliance with this part of ISO 148 until it has been

verified by both the direct and indirect methods and meets the requirements of Clause 6 and Clause 7.

This part of ISO 148 describes how to assess the different components of the total energy absorbed in

fracturing a test piece. This total absorbed energy consists of
— the energy needed to fracture the test piece itself, and

— the internal energy losses of the pendulum impact testing machine performing the first half-cycle

swing from the initial position.
NOTE Internal energy losses are due to the following:

— air resistance, friction of the bearings of the rotation axis and of the indicating pointer of the pendulum which

can be determined by the direct method (see 6.4.5);

— shock of the foundation, vibration of the frame and pendulum for which no suitable measuring methods and

apparatus have been developed.
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 148-1, Metallic materials — Charpy pendulum impact test — Part 1: Test method

© ISO 2016 – All rights reserved 1
---------------------- Page: 6 ----------------------
ISO 148-2:2016(E)

ISO 148-3, Metallic materials — Charpy pendulum impact test — Part 3: Preparation and characterization

of Charpy V-notch test pieces for indirect verification of pendulum impact machines

3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
3.1 Definitions pertaining to the machine
3.1.1
anvil

portion of the machine that serves to properly position the test piece for impact with respect to the

striker and the test piece supports, and supports the test piece under the force of the strike

3.1.2
base

part of the framework of the machine located below the horizontal plane of the supports

3.1.3
centre of percussion

point in a body at which, on striking a blow, the percussive action is the same as if the whole mass of the

body were concentrated at the point

Note 1 to entry: When a simple pendulum delivers a blow along a horizontal line passing through the centre of

percussion, there is no resulting horizontal reaction at the axis of rotation.
Note 2 to entry: See Figure 4.
3.1.4
centre of strike

point on the striking edge of the pendulum at which, in the free hanging position of the pendulum, the

vertical edge of the striker meets the upper horizontal plane of a test piece of half standard thickness

(i.e. 5 mm) or equivalent gauge bar resting on the test piece supports
Note 1 to entry: See Figure 4.
3.1.5
industrial machine

pendulum impact machine used for industrial, general or most research-laboratory testing of metallic

materials

Note 1 to entry: Industrial machines are not used to establish reference values, unless they also meet the

requirements of a reference pendulum (see ISO 148-3).

Note 2 to entry: Industrial machines are verified using the procedures described in this part of ISO 148.

3.1.6
reference machine

pendulum impact testing machine used to determine certified values for batches of reference test

pieces (3.3.4)

Note 1 to entry: Reference machines are verified using the procedures described in ISO 148-3.

3.1.7
striker
portion of the pendulum that contacts the test piece

Note 1 to entry: The edge that actually contacts the test piece has a radius of 2 mm (the 2 mm striker) or a radius

of 8 mm (the 8 mm striker).
Note 2 to entry: See Figure 2.
2 © ISO 2016 – All rights reserved
---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO 148-2:2016(E)
3.1.8
test piece supports

portion of the machine that serves to properly position the test piece for impact with respect to the

centre of percussion (3.1.3) of the pendulum, the striker (3.1.7) and the anvils (3.1.1)

Note 1 to entry: See Figure 2 and Figure 3.
3.2 Definitions pertaining to energy
3.2.1
total absorbed energy

total absorbed energy required to break a test piece with a pendulum impact testing machine, which is

not corrected for any losses of energy

Note 1 to entry: It is equal to the difference in the potential energy (3.2.2) from the starting position of the

pendulum to the end of the first half swing during which the test piece is broken (see 6.3).

3.2.2
initial potential energy
potential energy

potential energy of the pendulum hammer prior to its release for the impact test, as determined by

direct verification
Note 1 to entry: See 6.4.2.
3.2.3
absorbed energy

energy required to break a test piece with a pendulum impact testing machine, after correction for

friction as defined in 6.4.5

Note 1 to entry: The letter V or U is used to indicate the notch geometry, which is KV or KU. The number 2 or 8 is

used as a subscript to indicate striker radius, for example KV .
3.2.4
calculated energy
calc

energy calculated from values of angle, length and force measured during direct verification

3.2.5
nominal initial potential energy
nominal energy
energy assigned by the manufacturer of the pendulum impact testing machine
3.2.6
indicated absorbed energy

energy indicated by the display/dial of the testing machine, which may or may not need to be corrected

for friction and air resistance to determine the absorbed energy, K (3.2.3)
3.2.7
reference absorbed energy

certified value of absorbed energy (3.2.3) assigned to the reference test pieces (3.3.4) used to verify the

performance of pendulum impact machines
© ISO 2016 – All rights reserved 3
---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO 148-2:2016(E)
3.3 Definitions pertaining to test pieces
3.3.1
width
distance between the notched face and the opposite face

Note 1 to entry: In previous versions of the ISO 148 series (prior to 2016), the distance between the notched face

and the opposite face was specified as “height”. Changing this dimension to “width” makes ISO 148-2 consistent

with the terminology used in other ISO fracture standards.
3.3.2
thickness
dimension perpendicular to the width (3.3.1) and parallel to the notch

Note 1 to entry: In previous versions of the ISO 148 series (prior to 2016), the dimension perpendicular to

the width that is parallel to the notch was specified as “width”. Changing this dimension to “thickness” makes

ISO 148-2 consistent with the terminology used in other ISO fracture standards.
3.3.3
length
largest dimension perpendicular to the notch
3.3.4
reference test piece

impact test piece used to verify the suitability of a pendulum impact testing machine by comparing the

indicated absorbed energy (3.2.3) measured by that machine with the reference absorbed energy (3.2.7)

associated with the test pieces

Note 1 to entry: Reference test pieces are prepared in accordance with ISO 148-3.

4 Symbols and abbreviated terms
Table 1 — Symbols/abbreviated terms and their designations and units
Symbol/
abbreviated Unit Designation
term
Bias of the pendulum impact machine as determined through indirect veri-
B J
fication
b J Repeatability
F N Force exerted by the pendulum when measured at a distance l
F N Force exerted by the pendulum due to gravity
g m/s Acceleration due to gravity
[1]
GUM — Guide to the expression of uncertainty in measurement
h m Height of fall of pendulum
H m Height of rise of pendulum
Absorbed energy (expressed as KV , KV , KU , KU , to identify specific notch
2 8 2 8
K J
geometries and the radius of the striking edge)
K J Total absorbed energy
K J Indicated absorbed energy
K J Calculated energy
calc

KV J Certified KV value of the reference material used in the indirect verification

See Figure 4.
4 © ISO 2016 – All rights reserved
---------------------- Page: 9 ----------------------
ISO 148-2:2016(E)
Table 1 (continued)
Symbol/
abbreviated Unit Designation
term
J Mean KV value of the reference test pieces tested for indirect verification
KV
K J Nominal initial potential energy (nominal energy)
K J Initial potential energy (potential energy)
K J Reference absorbed energy of a set of Charpy reference test pieces
Indicated absorbed energy or angle of rise when the machine is operated in
K or β J or °
1 1
the normal manner without a test piece in position
Indicated absorbed energy or angle of rise when the machine is operated in

K or β J or ° the normal manner without a test piece in position and without resetting the

2 2
indication mechanism
Indicated absorbed energy or angle of rise after 11 half swings when the

K or β J or ° machine is operated in the normal manner without a test piece in position and

3 3
without resetting the indication mechanism
Distance to centre of test piece (centre of strike) from the axis of rotation
l m
(length of pendulum)
l m Distance to the centre of percussion from the axis of rotation

l m Distance to the point of application of the force F from the axis of rotation

M N·m Moment equal to the product F·l
Number of reference samples tested for the indirect verification of a pendulum
n —
impact testing machine
p J Absorbed energy loss caused by pointer friction
p’ J Absorbed energy loss caused by bearing friction and air resistance
p J Correction of absorbed energy losses for an angle of rise β
r J Resolution of the pendulum scale
RM — Reference material
s J Standard deviation of the KV values obtained on n reference samples
V V
S J Bias in the scale mechanism
t s Period of the pendulum
T s Total time for 100 swings of the pendulum
T s Maximum value of T
max
T s Minimum value of T
min
u — Standard uncertainty
uKV
( Standard uncertainty of KV
V V
u(B ) J Standard uncertainty contribution from bias
u(F) J Standard uncertainty of the measured force, F
u(F ) J Standard uncertainty of the force transducer
ftd
u(r) J Standard uncertainty contribution from resolution
Standard uncertainty of the certified value of the reference material used for
u J
the indirect verification
u J Standard uncertainty of the indirect verification result
α ° Angle of fall of the pendulum
β ° Angle of rise of the pendulum
See Figure 4.
© ISO 2016 – All rights reserved 5
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ISO 148-2:2016(E)
Table 1 (continued)
Symbol/
abbreviated Unit Designation
term
υ — Degrees of freedom corresponding to u(B )
B V
υ — Degrees of freedom corresponding to u
V V
υ — Degrees of freedom corresponding to u
RM RM
See Figure 4.
5 Testing machine

A pendulum impact testing machine consists of the following parts (see Figure 1 to Figure 3):

a) foundation/installation;

b) machine framework: the structure supporting the pendulum, excluding the foundation;

c) pendulum, including the hammer;
d) anvils and supports (see Figure 2 and Figure 3);

e) indicating equipment for the absorbed energy (e.g. scale and friction pointer or electronic readout

device).
6 Direct verification
6.1 General

Direct verification of the machine involves the inspection of the items a) to e) listed in Clause 5.

Uncertainty estimates are required under Clause 6 for direct verification measurements to harmonize

the accuracy of the applied verification procedures. Uncertainty estimates required in Clause 6 are not

related to product standards or material property databases in any way.

The uncertainty of dial gauges, micrometres, callipers, and other commercial instrumentation used for

the direct verification measurements shall be estimated once, by the producer.

Uncertainty of a method to measure a direct verification parameter is assessed as part of the method

validation. Once method validation is completed, the uncertainty can be routinely used (provided the

same method is followed, the same instrumentation is used, and the operators are trained).

6.2 Foundation/installation

6.2.1 The foundation to which the machine is fixed and the method(s) of fixing the machine to the

foundation are of the utmost importance.

6.2.2 Inspection of the machine foundation can usually not be made once the machine has been

installed; thus, documentation made at the time of installation shall be produced to provide assurance

that the mass of the foundation is not less than 40 times that of the pendulum.
6.2.3 Inspection of the installed machine shall consist of the following.

a) Ensuring that the bolts are torqued to the value specified by the machine manufacturer. The

torque value shall be noted in the document provided by the manufacturer of the machine (see

6.2.1). If other mounting arrangements are used or selected by an end user, equivalency shall be

demonstrated.
6 © ISO 2016 – All rights reserved
---------------------- Page: 11 ----------------------
ISO 148-2:2016(E)

b) Ensuring that the machine is not subject to external vibrations transmitted through the foundation

at the time of the impact test.

NOTE This can be accomplished, for example, by placing a small container of water on any convenient

location on the machine framework. The absence of ripples on the water surface during an impact test indicates

that this requirement has been met.
6.3 Machine framework

6.3.1 Inspection of the machine framework (see Figure 1) shall consist of determining the following

items:
a) free position of the pendulum;
b) location of the pendulum in relation to the supports;
c) transverse and radial play of the pendulum bearings;
d) clearance between the hammer and the framework.

Machines manufactured after 1998 shall have a reference plane from which measurements can be made.

Annex C is provided for information.

6.3.2 The axis of rotation of the pendulum shall be parallel to the reference plane to within 2/1 000.

This shall be certified by the manufacturer.

6.3.3 The machine shall be installed so that the reference plane is horizontal to within 2/1 000.

For pendulum impact testing machines without a reference plane, the axis of rotation shall be

established to be horizontal to within 4/1 000 directly or a reference plane shall be established from

which the horizontality of the axis of rotation can be verified as described above.

6.3.4 When hanging free, the pendulum shall hang so that the striking edge is within 2,5 mm of the

position where it would just touch the test specimen.

NOTE This condition can be determined using a gauge in the form of a bar that is approximately 55 mm in

length and of rectangular section 7,5 mm by 12,5 mm (see Figure 3).

6.3.5 The plane of swing of the pendulum shall be 90,0° ± 0,1° to the axis of rotation (u < 0,05°).

6.3.6 The striker shall make contact over the full thickness of the test piece.

One method of verifying this is to use a test piece having dimensions of 55 mm × 10 mm × 10 mm that

is tightly wrapped in thin paper (e.g. by means of adhesive tape) and a striking edge that is tightly

wrapped in carbon paper with the carbon side outermost (i.e. not facing the striker). From its position

of equilibrium, the pendulum is raised a few degrees, released so that it contacts the test piece, and

prevented from contacting the test piece a second time. The mark made by the carbon paper on the

paper covering the test piece should extend completely across the paper. This verification can be

performed concurrently with that of checking the angle of contact between the striker and the test

piece (see 6.4.8).

6.3.7 The pendulum shall be located so that the centre of the striker and the centre of the ga

...

DRAFT INTERNATIONAL STANDARD
ISO/DIS 148-2
ISO/TC 164/SC 4 Secretariat: ANSI
Voting begins on: Voting terminates on:
2015-08-06 2015-11-06
Metallic materials — Charpy pendulum impact test —
Part 2:
Verification of testing machines
Matériaux métalliques — Essai de flexion par choc sur éprouvette Charpy —
Partie 2: Vérification des machines d’essai (mouton-pendule)
ICS: 77.040.10
ISO/CEN PARALLEL PROCESSING
This draft has been developed within the International Organization for
Standardization (ISO), and processed under the ISO lead mode of collaboration
as defined in the Vienna Agreement.
This draft is hereby submitted to the ISO member bodies and to the CEN member
bodies for a parallel five month enquiry.

Should this draft be accepted, a final draft, established on the basis of comments

received, will be submitted to a parallel two-month approval vote in ISO and
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formal vote in CEN.
FOR COMMENT AND APPROVAL. IT IS
THEREFORE SUBJECT TO CHANGE AND MAY
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STANDARD UNTIL PUBLISHED AS SUCH.
To expedite distribution, this document is circulated as received from the
IN ADDITION TO THEIR EVALUATION AS
committee secretariat. ISO Central Secretariat work of editing and text
BEING ACCEPTABLE FOR INDUSTRIAL,
composition will be undertaken at publication stage.
TECHNOLOGICAL, COMMERCIAL AND
USER PURPOSES, DRAFT INTERNATIONAL
STANDARDS MAY ON OCCASION HAVE TO
BE CONSIDERED IN THE LIGHT OF THEIR
POTENTIAL TO BECOME STANDARDS TO
WHICH REFERENCE MAY BE MADE IN
Reference number
NATIONAL REGULATIONS.
ISO/DIS 148-2:2015(E)
RECIPIENTS OF THIS DRAFT ARE INVITED
TO SUBMIT, WITH THEIR COMMENTS,
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ISO/DIS 148-2:2015(E)
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ISO/DIS 148-2:2015(E)
Contents Page

Foreword ........................................................................................................................................................................................................................................iv

Introduction ..................................................................................................................................................................................................................................v

1 Scope ................................................................................................................................................................................................................................. 1

2 Normative references ...................................................................................................................................................................................... 1

3 Terms and definitions ..................................................................................................................................................................................... 2

3.1 Definitions pertaining to the machine ................................................................................................................................ 2

3.2 Definitions pertaining to energy .............................................................................................................................................. 3

3.3 Definitions pertaining to test pieces .................................................................................................................................... 4

4 Symbols and abbreviated terms ........................................................................................................................................................... 4

5 Testing machine .................................................................................................................................................................................................... 6

6 Direct verification ............................................................................................................................................................................................... 6

6.1 General ........................................................................................................................................................................................................... 6

6.2 Foundation/installation .................................................................................................................................................................. 6

6.3 Machine framework ............................................................................................................................................................................ 6

6.4 Pendulum ..................................................................................................................................................................................................... 7

6.5 Anvil and supports ............................................................................................................................................................................11

6.6 Indicating equipment .....................................................................................................................................................................11

7 Indirect verification by use of reference test pieces ....................................................................................................12

7.1 Reference test pieces used .........................................................................................................................................................12

7.2 Absorbed energy levels.................................................................................................................................................................12

7.3 Requirements for reference test pieces ..........................................................................................................................12

7.4 Limited direct verification .........................................................................................................................................................13

7.5 Bias and repeatability ....................................................................................................................................................................13

7.5.1 Repeatability ....................................................................................................................................................................13

7.5.2 Bias ...........................................................................................................................................................................................13

8 Frequency of verification ..........................................................................................................................................................................14

9 Verification report ...........................................................................................................................................................................................14

9.1 General ........................................................................................................................................................................................................14

9.2 Direct verification ..............................................................................................................................................................................14

9.3 Indirect verification .........................................................................................................................................................................14

10 Uncertainty ..............................................................................................................................................................................................................15

Annex A (informative) Measurement uncertainty of the result of the indirect verification of

a Charpy pendulum impact machine ............................................................................................................................................20

Annex B (informative) Measurement uncertainty of the results of the direct verification of

a Charpy pendulum impact testing machine ........................................................................................................................24

Annex C (informative) Direct method of verifying the geometric properties of pendulum

impact testing machines using a jig ...............................................................................................................................................30

Bibliography .............................................................................................................................................................................................................................37

© ISO 2015 – All rights reserved iii
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ISO/DIS 148-2:2015(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. 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. 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, Mechanical testing of metals, Subcommittee

SC 4, Toughness testing — Fracture (F), Pendulum (P), Tear (T).

This third edition cancels and replaces the second edition (ISO 148-2:2008), which has been technically

revised.

ISO 148 consists of the following parts, under the general title Metallic materials — Charpy pendulum

impact test:
— Part 1: Test method
— Part 2: Verification of testing machines

— Part 3: Preparation and characterization of Charpy V-notch test pieces for indirect verification of

pendulum impact machines
iv © ISO 2015 – All rights reserved
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ISO/DIS 148-2:2015(E)
Introduction

The suitability of a pendulum impact testing machine for acceptance testing of metallic materials has

usually been based on a calibration of its scale and verification of compliance with specified dimensions,

such as the shape and spacing of the anvils supporting the specimen. The scale calibration is commonly

verified by measuring the mass of the pendulum and its elevation at various scale readings. This procedure

for evaluation of machines had the distinct advantage of requiring only measurements of quantities that

could be traced to national standards. The objective nature of these traceable measurements minimized

the necessity for arbitration regarding the suitability of the machines for material acceptance tests.

However, sometimes two machines that had been evaluated by the direct-verification procedures

described above, and which met all dimensional requirements, were found to give significantly different

impact values when testing test pieces of the same material.

This difference was commercially important when values obtained using one machine met the material

specification, while the values obtained using the other machine did not. To avoid such disagreements,

some purchasers of materials added the requirement that all pendulum impact testing machines used

for acceptance testing of material sold to them must be indirectly verified by testing reference test

pieces supplied by them. A machine was considered acceptable only if the values obtained using the

machine agreed, within specified limits, with the value furnished with the reference test pieces.

This standard describes both the original direct verification as well as the indirect verification

procedures.
© ISO 2015 – All rights reserved v
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DRAFT INTERNATIONAL STANDARD ISO/DIS 148-2:2015(E)
Metallic materials — Charpy pendulum impact test —
Part 2:
Verification of testing machines
1 Scope

This part of ISO 148 covers the verification of pendulum-type impact testing machines, in terms of their

constructional elements, their overall performance and the accuracy of the results they produce. It is

applicable to machines with 2 mm or 8 mm strikers used for pendulum impact tests carried out, for

instance, in accordance with ISO 148-1.

It can be applied to pendulum impact testing machines of various capacities and of different design.

Impact machines used for industrial, general or research laboratory testing of metallic materials in

accordance with this part of ISO 148 are referred to as industrial machines. Those with more stringent

requirements are referred to as reference machines. Specifications for the verification of reference

machines are found in ISO 148-3.
This part of ISO 148 describes two methods of verification.

1) The direct method, which is static in nature, involves measurement of the critical parts of the

machine to ensure that it meets the requirements of this part of ISO 148. Instruments used for the

verification and calibration are traceable to national standards.

2) The indirect method, which is dynamic in nature, uses reference test pieces to verify points on the

measuring scale.

A pendulum impact testing machine is not in compliance with this part of ISO 148 until it has been

verified by both the direct and indirect methods and meets the requirements of Clauses 6 and 7. The

requirements for the reference test pieces are found in ISO 148-3.

This part of ISO 148 describes how to assess the different components of the total energy absorbed in

fracturing a test piece. This total absorbed energy consists of
— the energy needed to fracture the test piece itself, and

— the internal energy losses of the pendulum impact testing machine performing the first half-cycle

swing from the initial position.
NOTE Internal energy losses are due to:

— air resistance, friction of the bearings of the rotation axis and of the indicating pointer of the pendulum which

can be determined by the direct method (see 6.4.5), and

— shock of the foundation, vibration of the frame and pendulum for which no suitable measuring methods and

apparatus have been developed.
2 Normative references

The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated

references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced

document (including any amendments) applies.

ISO 148-1, Metallic materials — Charpy pendulum impact test — Part 1: Test method

© ISO 2015 – All rights reserved 1
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ISO/DIS 148-2:2015(E)

ISO 148-3, Metallic materials — Charpy pendulum impact test — Part 3: Preparation and characterization

of Charpy V-notch test pieces for indirect verification of pendulum impact machines

ISO 7500-1:2004, Metallic materials — Verification of static uniaxial testing machines — Part 1:

Tension/compression testing machines — Verification and calibration of the force-measuring system

3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
3.1 Definitions pertaining to the machine
3.1.1
anvil

portion of the machine that serves to properly position the test piece for impact with respect to the

striker and the test piece supports, and supports the test piece under the force of the strike

3.1.2
base

that part of the framework of the machine located below the horizontal plane of the supports

3.1.3
centre of percussion

that point in a body at which, on striking a blow, the percussive action is the same as if the whole mass

of the body were concentrated at the point

Note 1 to entry: When a simple pendulum delivers a blow along a horizontal line passing through the centre of

percussion, there is no resulting horizontal reaction at the axis of rotation.
See Figure 4.
3.1.4
centre of strike

that point on the striking edge of the pendulum at which, in the free hanging position of the pendulum,

the vertical edge of the striker meets the upper horizontal plane of a test piece of half standard thickness

(i.e. 5 mm) or equivalent gauge bar resting on the test piece supports
SEE: Figure 4.
3.1.5
industrial machine

pendulum impact machine used for industrial, general, or most research-laboratory testing of metallic

materials

Note 1 to entry: Industrial machines are not used to establish reference values, unless they also meet the

requirements of a reference pendulum (see ISO 148-3).

Note 2 to entry: Industrial machines are verified using the procedures described in this part of ISO 148.

3.1.6
reference machine

pendulum impact testing machine used to determine certified values for batches of reference test pieces

Note 1 to entry: Reference machines are verified using the procedures described in ISO 148-3.

3.1.7
striker
portion of the pendulum that contacts the test piece

Note 1 to entry: The edge that actually contacts the test piece has a radius of 2 mm (the 2 mm striker) or a radius

of 8 mm (the 8 mm striker).
2 © ISO 2015 – All rights reserved
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ISO/DIS 148-2:2015(E)
See Figure 2.
3.1.8
test piece supports

portion of the machine that serves to properly position the test piece for impact with respect to the

centre of percussion of the pendulum, the striker and the anvils
SEE: Figures 2 and 3.
3.2 Definitions pertaining to energy
3.2.1
total absorbed energy

total absorbed energy required to break a test piece with a pendulum impact testing machine, which is

not corrected for any losses of energy

Note 1 to entry: It is equal to the difference in the potential energy from the starting position of the pendulum to

the end of the first half swing during which the test piece is broken (see 6.3).
3.2.2
initial potential energy
potential energy

potential energy of the pendulum hammer prior to its release for the impact test, as determined by

direct verification
Note 1 to entry: See 6.4.2.
3.2.3
absorbed energy

energy required to break a test piece with a pendulum impact testing machine, after correction for

friction as defined in 6.4.5.

Note 1 to entry: The letter V or U is used to indicate the notch geometry, that is KV or KU. The number 2 or 8 is used

as a subscript to indicate striker radius, for example KV .
3.2.4
calculated energy
calc

energy calculated from values of angle, length, and force measured during direct verification

3.2.5
nominal initial potential energy
nominal energy
energy assigned by the manufacturer of the pendulum impact testing machine
3.2.6
indicated absorbed energy

energy indicated by the display/dial of the testing machine, which may or may not need to be corrected

for friction and air resistance to determine the absorbed energy, K
3.2.7
reference absorbed energy

certified value of absorbed energy assigned to the reference test pieces used to verify the performance

of pendulum impact machines
© ISO 2015 – All rights reserved 3
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ISO/DIS 148-2:2015(E)
3.3 Definitions pertaining to test pieces
3.3.1
width
distance between the notched face and the opposite face
3.3.2
thickness
dimension perpendicular to the width and parallel to the notch
3.3.3
length
largest dimension perpendicular to the notch
3.3.4
reference test piece

impact test piece used to verify the suitability of pendulum impact testing machines by comparing the

indicated absorbed energy measured by that machine to the reference absorbed energy associated with

the test pieces

Note 1 to entry: Reference test pieces are prepared in accordance with ISO 148-3.

4 Symbols and abbreviated terms

For the purposes of this document, the symbols and abbreviated terms given in Table 1 are applicable.

Table 1 — Symbols/abbreviated terms and their designations and units
Symbol/
abbreviated Unit Designation
term
Bias of the pendulum impact machine as determined through indirect verifica-
B J
tion
b J Repeatability
F N Force exerted by the pendulum when measured at a distance l
F N Force exerted by the pendulum due to gravity
g m/s Acceleration due to gravity
[8]
GUM — Guide to the expression of uncertainty in measurement
h m Height of fall of pendulum
H m Height of rise of pendulum
ISO — International Organization for Standardization
Absorbed energy (expressed as KV , KV , KU , KU , to identify specific notch
2 8 2 8
K J
geometries and the radius of the striking edge)
K J Total absorbed energy
K J Indicated absorbed energy
K J Calculated energy
calc

KV J Certified KV value of the reference material used in the indirect verification

J Mean KV value of the reference test pieces tested for indirect verification
K J Nominal initial potential energy (nominal energy)
K J Initial potential energy (potential energy)
K J Reference absorbed energy of a set of Charpy reference test pieces
4 © ISO 2015 – All rights reserved
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ISO/DIS 148-2:2015(E)
Table 1 (continued)
Symbol/
abbreviated Unit Designation
term
Indicated absorbed energy or angle of rise when the machine is operated in
K or β J or degree
1 1
the normal manner without a test piece in position
Indicated absorbed energy or angle of rise when the machine is operated in

K or β J or degree the normal manner without a test piece in position and without resetting the

2 2
indication mechanism
Indicated absorbed energy or angle of rise after 11 half swings when the

K or β J or degree machine is operated in the normal manner without a test piece in position and

3 3
without resetting the indication mechanism
Distance to centre of test piece (centre of strike) from the axis of rotation
l m
(length of pendulum)
l m Distance to the centre of percussion from the axis of rotation

l m Distance to the point of application of the force F from the axis of rotation

M N·m Moment equal to the product F·l
Number of reference samples tested for the indirect verification of a pendulum
n —
impact testing machine
p J Absorbed energy loss caused by pointer friction
p’ J Absorbed energy loss caused by bearing friction and air resistance
p J Correction of absorbed energy losses for an angle of rise β
r J Resolution of the pendulum scale
RM — Reference material
s J Standard deviation of the KV values obtained on n reference samples
V V
S J Bias in the scale mechanism
t s Period of the pendulum
T s Total time for 100 swings of the pendulum
T s Maximum value of T
max
T s Minimum value of T
min
u — Standard uncertainty
uK()V J
Standard uncertainty of KV
u(B ) J Standard uncertainty contribution from bias
u(F) J Standard uncertainty of the measured force, F
u(F ) J Standard uncertainty of the force transducer
ftd
u(r) J Standard uncertainty contribution from resolution
Standard uncertainty of the certified value of the reference material used for
u J
the indirect verification
u J Standard uncertainty of the indirect verification result
α degree Angle of fall of the pendulum
β degree Angle of rise of the pendulum
υ — Degrees of freedom corresponding to u(B )
B V
υ — Degrees of freedom corresponding to u
V V
υ — Degrees of freedom corresponding to u
RM RM
See Figure 4.
© ISO 2015 – All rights reserved 5
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ISO/DIS 148-2:2015(E)
5 Testing machine

A pendulum impact testing machine consists of the following parts (see Figures 1 to 3):

a) foundation/installation;

b) machine framework — the structure supporting the pendulum, excluding the foundation;

c) pendulum, including the hammer;
d) anvils and supports (see Figures 2 and 3);

e) indicating equipment for the absorbed energy (e.g. scale and friction pointer or electronic readout

device).
6 Direct verification
6.1 General

Direct verification of the machine involves the inspection of the items a)-e) listed in Clause 5.

6.2 Foundation/installation

6.2.1 The foundation to which the machine is fixed and the method(s) of fixing the machine to the

foundation are of utmost importance.

6.2.2 Inspection of the machine foundation can usually not be made once the machine has been

installed; thus, documentation made at the time of installation shall be produced to provide assurance

that the mass of the foundation is not less than 40 times that of the pendulum.
6.2.3 Inspection of the installed machine shall consist of the following:

1) ensuring that the bolts are torqued to the value specified by the machine manufacturer. The torque

value shall be noted in the document provided by the manufacturer of the machine (see 6.2.1). If other

mounting arrangements are used or selected by an end user, equivalency shall be demonstrated;

2) ensuring that the machine is not subject to external vibrations transmitted through the foundation

at the time of the impact test.

NOTE This can be accomplished, for example, by placing a small container of water on any convenient location

on the machine framework. The absence of ripples on the water surface during an impact test indicates that this

requirement has been met.
6.3 Machine framework

6.3.1 Inspection of the machine framework (see Figure 1) shall consist of determining the following

items:
1) free position of the pendulum;
2) location of the pendulum in relation to the supports;
3) transverse and radial play of the pendulum bearings;
4) clearance between the hammer and the framework.

Machines manufactured after 1998 shall have a reference plane from which measurements can be made.

Annex C is provided for information.
6 © ISO 2015 – All rights reserved
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ISO/DIS 148-2:2015(E)

6.3.2 The axis of rotation of the pendulum shall be parallel to the reference plane to within 2/1 000.

This shall be certified by the manufacturer.

6.3.3 The machine shall be installed so that the reference plane is horizontal to within 2/1 000.

For pendulum impact testing machines without a reference plane, the axis of rotation shall be established

to be horizontal to within 4/1 000 directly or a reference plane shall be established from which the

horizontality of the axis of rotation can be verified as described above.

6.3.4 When hanging free, the pendulum shall hang so that the striking edge is within 0.5 mm of the

position where it would just touch the test specimen.

NOTE This condition can be determined using a gauge in the form of a bar that is approximately 55 mm in

length and of rectangular section; 9,5 mm by 10,5 mm (see Figure 3).

6.3.5 The plane of swing of the pendulum shall be 90,0° ± 0,1° to the axis of rotation (u < 0.05 ).

6.3.6 The striker shall make contact over the full thickness of the test piece.

NOTE One method of verifying this is to use a test piece having dimensions of 55 mm × 10 mm × 10 mm that

is tightly wrapped in thin paper (e.g. by means of adhesive tape) and a striking edge that is tightly wrapped in

carbon paper with the carbon side outermost (i.e. not facing the striker). From its position of equilibrium, the

pendulum is raised a few degrees, released so that it contacts the test piece, and prevented from contacting the

test piece a second time. The mark made by the carbon paper on the paper covering the test piece should extend

completely across the paper. This verification can be performed concurrently with that of checking the angle of

...

NORME ISO
INTERNATIONALE 148-2
Troisième édition
2016-10-15
Matériaux métalliques — Essai de
flexion par choc sur éprouvette
Charpy —
Partie 2:
Vérification des machines d’essai
(mouton-pendule)
Metallic materials — Charpy pendulum impact test —
Part 2: Verification of testing machines
Numéro de référence
ISO 148-2:2016(F)
ISO 2016
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ISO 148-2:2016(F)
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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

l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
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ISO 148-2:2016(F)
Sommaire Page

Avant-propos ..............................................................................................................................................................................................................................iv

Introduction ..................................................................................................................................................................................................................................v

1 Domaine d’application ................................................................................................................................................................................... 1

2 Références normatives ................................................................................................................................................................................... 2

3 Termes et définitions ....................................................................................................................................................................................... 2

3.1 Définitions relatives à la machine ........................................................................................................................................... 2

3.2 Définitions relatives à l’énergie ................................................................................................................................................ 3

3.3 Définitions relatives aux éprouvettes .................................................................................................................................. 4

4 Symboles et abréviations ............................................................................................................................................................................. 4

5 Machine d’essai ...................................................................................................................................................................................................... 6

6 Vérification directe............................................................................................................................................................................................. 6

6.1 Généralités .................................................................................................................................................................................................. 6

6.2 Fondations/installation ................................................................................................................................................................... 7

6.3 Bâti de la machine ................................................................................................................................................................................ 7

6.4 Pendule .......................................................................................................................................................................................................... 8

6.5 Appuis et supports ............................................................................................................................................................................11

6.6 Dispositif indicateur ........................................................................................................................................................................12

7 Vérification indirecte par utilisation d’éprouvettes de référence .................................................................13

7.1 Éprouvettes de référence utilisées ......................................................................................................................................13

7.2 Niveaux d’énergie absorbée .....................................................................................................................................................13

7.3 Exigences pour les éprouvettes de référence ............................................................................................................13

7.4 Vérification directe limitée ........................................................................................................................................................13

7.5 Erreur et répétabilité ......................................................................................................................................................................14

7.5.1 Répétabilité .......................................................................................................................................................................14

7.5.2 Erreur .....................................................................................................................................................................................14

8 Fréquence des vérifications ...................................................................................................................................................................14

9 Rapport de vérification ...............................................................................................................................................................................15

9.1 Généralités ...............................................................................................................................................................................................15

9.2 Vérification directe ...........................................................................................................................................................................15

9.3 Vérification indirecte ......................................................................................................................................................................15

10 Incertitude ...............................................................................................................................................................................................................15

Annexe A (informative) Incertitude de mesure du résultat de la vérification indirecte d’une

machine d’essai par choc sur éprouvette Charpy (mouton-pendule) ........................................................21

Annexe B (informative) Incertitude de mesure des résultats de la vérification directe d’une

machine d’essai par choc sur éprouvette Charpy (mouton-pendule) ........................................................25

Annexe C (informative) Méthode directe de vérification des caractéristiques géométriques

des moutons-pendules au moyen d’un gabarit ..................................................................................................................32

Bibliographie ...........................................................................................................................................................................................................................38

© ISO 2016 – Tous droits réservés iii
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ISO 148-2:2016(F)
Avant-propos

L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes

nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est

en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude

a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,

gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux.

L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui

concerne la normalisation électrotechnique.

Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont

décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents

critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été

rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www.

iso.org/directives).

L’attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de

droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable

de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant

les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de

l’élaboration du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou dans la liste des déclarations de

brevets reçues par l’ISO (voir www.iso.org/brevets).

Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données

pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un

engagement.

Pour une explication de la signification des termes et expressions spécifiques de l’ISO liés à

l’évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l’adhésion de l’ISO aux principes

de l’OMC concernant les obstacles techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: Avant-propos —

Informations supplémentaires.

L’ISO 148-2 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 164, Essais mécaniques des métaux, sous-

comité SC 4, Essais de ténacité.

Cette troisième édition annule et remplace la deuxième édition (ISO 148-2:2008), qui a fait l’objet d’une

révision technique.

L’ISO 148 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Matériaux métalliques — Essai

de flexion par choc sur éprouvette Charpy:
— Partie 1: Méthode d’essai
— Partie 2: Vérification des machines d’essai (mouton-pendule)

— Partie 3: Préparation et caractérisation des éprouvettes Charpy à entaille en V pour la vérification

indirecte des machines d’essai mouton-pendule
iv © ISO 2016 – Tous droits réservés
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ISO 148-2:2016(F)
Introduction

La conformité d’un mouton-pendule pour l’essai de réception de matériaux métalliques était

habituellement basée sur l’étalonnage de son échelle et la vérification de la conformité des dimensions

spécifiées, telles que la forme et la distance entre les appuis supportant l’éprouvette. L’étalonnage de

l’échelle était communément vérifié par le mesurage de la masse du pendule et de sa position pour

différentes lectures sur l’échelle. Ce mode opératoire d’évaluation de la machine offrait le net avantage

de requérir seulement des mesurages de quantités qui peuvent présenter une traçabilité à des normes

nationales. La nature objective de tels mesurages traçables réduit la nécessité d’arbitrage concernant la

conformité des machines pour les essais de réception d’un matériau.

Cependant, deux machines qui ont été évaluées par le mode opératoire de vérification directe décrit

ci-dessus, et qui ont satisfait toutes deux aux exigences dimensionnelles, peuvent donner quelquefois

des valeurs d’énergie de rupture significativement différentes lors d’essais sur des éprouvettes d’un

même matériau. Cette différence est importante commercialement lorsque les valeurs obtenues sur

une machine répondent à la spécification de matériau alors que celles obtenues sur l’autre machine

ne sont pas satisfaisantes. Afin d’éviter de tels désaccords, certains acheteurs de matériaux ajoutent

l’exigence que toutes les machines d’essai de flexion utilisées pour l’essai de réception du matériau qui

leur est vendu soient vérifiées de façon indirecte par l’utilisation d’éprouvettes de référence fournies

par leurs soins. Une machine est considérée comme acceptable uniquement si les valeurs obtenues avec

la machine satisfont, dans les limites spécifiées, à la valeur fournie avec les éprouvettes de référence.

Cette norme décrit aussi bien la vérification directe d’origine que les procédures de vérification

indirecte.
© ISO 2016 – Tous droits réservés v
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NORME INTERNATIONALE ISO 148-2:2016(F)
Matériaux métalliques — Essai de flexion par choc sur
éprouvette Charpy —
Partie 2:
Vérification des machines d’essai (mouton-pendule)
1 Domaine d’application

La présente partie de l’ISO 148 traite de la vérification des éléments des machines d’essai de flexion

par choc (moutons-pendules) concernant leurs éléments de construction, leur performance globale et la

précision des résultats qu’ils produisent. Elle s’applique aux machines ayant des couteaux de 2 mm ou

de 8 mm utilisées pour les essais de flexion par choc effectués par exemple conformément à l’ISO 148-1.

Elle peut s’appliquer de manière analogue aux moutons-pendules de capacités ou de conceptions

différentes.

Les machines de choc utilisées pour les essais des matériaux métalliques par des laboratoires

industriels, généralistes ou de recherche conformément à la présente partie de l’ISO 148 sont qualifiées

de machines industrielles. Celles répondant à des exigences plus contraignantes sont qualifiées de

machines de référence. Les exigences relatives à la vérification des machines de référence sont fixées

dans l’ISO 148-3.
La présente partie de l’ISO 148 décrit deux méthodes de vérification.

a) La méthode directe, qui est de nature statique, comprend des mesurages sur les parties critiques

de la machine pour s’assurer qu’elle satisfait aux exigences de la présente partie de l’ISO 148. Les

instruments utilisés pour la vérification et l’étalonnage ont une traçabilité aux étalons nationaux.

Les méthodes directes sont utilisées lors de l’installation ou de la réparation de la machine ou

lorsque la méthode indirecte donne un résultat non conforme.

b) La méthode indirecte, qui est de nature dynamique, utilise des éprouvettes de référence afin de

vérifier des points sur l’échelle de mesure.

Un mouton-pendule n’est pas conforme à la présente partie de l’ISO 148 tant qu’il n’a pas été vérifié par

les deux méthodes, directe et indirecte, et satisfait aux exigences des Articles 6 et 7.

La présente partie de l’ISO 148 décrit comment prendre en compte les différentes composantes de

l’énergie totale absorbée par la rupture de l’éprouvette au moyen d’une méthode indirecte. Cette énergie

totale absorbée consiste en
— l’énergie nécessaire pour rompre l’éprouvette elle-même, et

— les pertes internes d’énergie du mouton-pendule effectuant la première demi-oscillation depuis sa

position initiale.
NOTE Les pertes internes d’énergie sont dues:

— à la résistance de l’air, aux frottements des paliers de l’axe de rotation et de l’indicateur du mouton-

pendule et peuvent être déterminées par la méthode directe (voir 6.4.5), et

— au choc sur les fondations, aux vibrations du bâti et du pendule, pour lesquelles aucune méthode de

mesure et aucun appareillage appropriés n’ont été développés.
© ISO 2016 – Tous droits réservés 1
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ISO 148-2:2016(F)
2 Références normatives

Les documents de référence suivants sont indispensables pour l’application du présent document. Pour

les références datées, seule l’édition citée s’applique. Pour les références non datées, la dernière édition

du document de référence s’applique (y compris les éventuels amendements).

ISO 148-1, Matériaux métalliques — Essai de flexion par choc sur éprouvette Charpy —Partie 1: Méthode

d’essai

ISO 148-3, Matériaux métalliques — Essai de flexion par choc sur éprouvette Charpy —Partie 3: Préparation

et caractérisation des éprouvettes Charpy à entaille en V pour la vérification indirecte des machines d’essai

mouton-pendule
3 Termes et définitions

Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s’appliquent.

3.1 Définitions relatives à la machine
3.1.1
appui

partie de la machine servant à positionner correctement l’éprouvette pour l’impact, par rapport au

couteau et aux supports d’éprouvette, et qui supporte l’éprouvette sous la force de l’impact

3.1.2
base du bâti
partie du bâti de la machine située sous le plan horizontal des supports
3.1.3
centre de percussion

point d’un corps où, lorsqu’on frappe un coup, l’action de percussion est la même que si la masse totale

du corps était concentrée en ce point

Note 1 à l’article: Lorsqu’un mouton-pendule simple délivre un coup selon une ligne horizontale passant par le

centre de percussion, il n’y a aucune réaction résultante sur l’axe de rotation.
Note 2 à l’article: Voir la Figure 4.
3.1.4
point d’impact

point de l’arête du couteau du pendule au niveau duquel l’arête verticale du couteau rencontre le plan

horizontal à mi-hauteur de l’éprouvette (c’est-à-dire 5 mm) ou d’une barre équivalente reposant sur les

supports de l’éprouvette, lorsque le pendule est libre
Note 1 à l’article: Voir la Figure 4.
3.1.5
machine industrielle

mouton-pendule utilisé pour des essais industriels, généraux ou la plupart des essais de laboratoire

effectués sur des matériaux métalliques

Note 1 à l’article: Les machines industrielles ne sont pas utilisées pour la détermination des valeurs de références,

sauf si elles remplissent les exigences d’un mouton-pendule de référence (voir ISO 148-3).

Note 2 à l’article: Les machines industrielles sont vérifiées selon les modes opératoires décrits dans la présente

partie de l’ISO 148.
2 © ISO 2016 – Tous droits réservés
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ISO 148-2:2016(F)
3.1.6
machine de référence

mouton-pendule utilisé pour la détermination des valeurs certifiées de lots d’éprouvettes de

référence (3.3.4)

Note 1 à l’article: Les machines de référence sont vérifiées en utilisant les procédures décrites dans l’ISO 148-3.

3.1.7
couteau
partie du pendule qui sera en contact avec l’éprouvette

Note 1 à l’article: Le bord qui touche l’éprouvette a un rayon de 2 mm (couteau de 2 mm) ou de 8 mm (couteau

de 8 mm).
Note 2 à l’article: Voir la Figure 2.
3.1.8
supports d’éprouvette

partie de la machine servant à positionner correctement l’éprouvette pour l’impact par rapport au

centre de percussion (3.1.3) du pendule, du couteau (3.1.7) et des appuis (3.1.1)

Note 1 à l’article: Voir les Figures 2 et 3.
3.2 Définitions relatives à l’énergie
3.2.1
énergie totale absorbée

énergie totale absorbée requise pour rompre une éprouvette avec un mouton-pendule qui n’est pas

corrigé pour de quelconques pertes d’énergie

Note 1 à l’article: Elle est égale à la différence d’énergie potentielle entre la position initiale du pendule et la

position de celui-ci à la fin de la première demi-oscillation pendant laquelle l’éprouvette est rompue (voir 6.3).

3.2.2
énergie potentielle initiale

énergie potentielle du marteau du pendule avant qu’il soit libéré pour l’essai de choc, telle qu’elle est

déterminée par vérification directe
Note 1 à l’article: Voir 6.4.2.
3.2.3
énergie absorbée

énergie requise pour rompre une éprouvette avec un mouton-pendule, après correction du frottement

comme défini en 6.4.5

Note 1 à l’article: La lettre V ou U est utilisée pour indiquer la géométrie de l’entaille, soit KV ou KU. Le chiffre 2 ou

8 est utilisé comme indice pour indiquer le rayon du couteau, par exemple KV .
3.2.4
énergie calculée
calc

énergie calculée à partir des valeurs d’angle, de longueur et de la force mesurée lors de la

vérification directe
© ISO 2016 – Tous droits réservés 3
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ISO 148-2:2016(F)
3.2.5
énergie potentielle initiale nominale
énergie nominale
énergie attribuée par le constructeur du mouton-pendule
3.2.6
énergie absorbée indiquée

énergie donnée par l’indicateur de la machine d’essai, qui peut ou non nécessiter une correction pour

les frottements afin de déterminer l’énergie absorbée, K (3.2.3)
3.2.7
énergie absorbée de référence

valeur certifiée de l’énergie absorbée (3.2.3) associée aux éprouvettes de référence (3.3.4) utilisées

pour vérifier les performances des moutons-pendules
3.3 Définitions relatives aux éprouvettes
3.3.1
Largeur
distance entre la face entaillée et la face opposée

Note 1 à l’article: Dans les versions antérieures de la série de normes ISO 148 (avant 2016), la distance entre

la face entaillée et la face opposée était désignée «hauteur». Le changement de désignation en «largeur» rend

l’ISO 148-1 homogène avec la terminologie utilisée dans d’autres normes ISO sur la rupture.

3.3.2
Epaisseur
dimension perpendiculaire à la largeur (3.3.1) et parallèle à l’entaille

Note 1 à l’article: Dans les versions antérieures de la série de normes ISO 148 (avant 2016), la distance

perpendiculaire à la largeur qui est parallèle à l’entaille était désignée «largeur». Le changement de désignation

en «épaisseur» rend l’ISO 148-1 homogène avec la terminologie utilisée dans d’autres normes ISO sur la rupture.

3.3.3
Longueur
dimension la plus grande, perpendiculaire à l’entaille
3.3.4
éprouvette de référence

éprouvette de flexion par choc utilisée pour vérifier la conformité des moutons-pendules par

comparaison de l’énergie absorbée indiquée (3.2.3) par la machine avec l’énergie absorbée de référence

(3.2.7) associée aux éprouvettes

Note 1 à l’article: Les éprouvettes de référence sont préparées conformément à l’ISO 148-3.

4 Symboles et abréviations

Pour les besoins du présent document, les symboles et abréviations données dans le Tableau 1

s’appliquent.
4 © ISO 2016 – Tous droits réservés
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ISO 148-2:2016(F)
Tableau 1 — Symboles, abréviations et leur désignation et unité
Symbole/
Unité Désignation
abréviation
B J Erreur du mouton-pendule telle que déterminée par la vérification indirecte
b J Répétabilité
F N Force exercée par le pendule, mesurée à une distance l
F N Force exercée par le pendule due à la pesanteur
g m/s Accélération due à la pesanteur
[8]
GUM — Guide ISO pour l’expression de l’incertitude de mesure
h m Hauteur de chute du pendule
H m Hauteur de remontée du pendule

K J Énergie absorbée (exprimée en KV , KV , KU , KU , pour identifier les géométries

2 8 2 8
spécifiques d’entailles et de rayons de l’arête du couteau)
K J Énergie totale absorbée
K J Énergie absorbée indiquée
K J Énergie calculée
calc

KV J Valeur KV certifiée du matériau de référence utilisé pour la vérification indirecte

J Valeur KV moyenne des éprouvettes de référence soumises à essai lors de la vérifica-

KVV
tion indirecte
K J Énergie potentielle initiale nominale (énergie nominale)
K J Énergie absorbée de référence d’un jeu d’éprouvettes de référence Charpy
K J Énergie potentielle initiale (énergie potentielle)

K or β J ou degré Énergie absorbée indiquée ou angle de remontée lorsque la machine est utilisée de

1 1
façon normale sans éprouvette en position

K or β J ou degré Énergie absorbée indiquée ou angle de remontée lorsque la machine est utilisée de

2 2
façon normale sans éprouvette en position et sans nouveau réglage du mécanisme
d’indication

K or β J ou degré Énergie absorbée indiquée ou angle de remontée après 11 demi-oscillations lorsque

3 3

la machine est utilisée de façon normale sans éprouvette en position et sans nouveau

réglage du mécanisme d’indication

l m Distance du centre de l’éprouvette (centre du couteau) à l’axe de rotation (longueur

du pendule)
l m Distance du centre de percussion à l’axe de rotation
l m Distance du point d’application de la force F à l’axe de rotation
M N·m Moment, égal au produit F.l

n — Nombre d’éprouvettes de référence soumises à essai pour la vérification indirecte

d’un mouton-pendule
p J Perte d’énergie absorbée due aux frottements de l’indicateur

p’ J Perte d’énergie absorbée due aux frottements dans les paliers et à la résistance de l’air

p J Correction de la perte d’énergie pour un angle de remontée β
r J Résolution de l’échelle du pendule
RM — Matériau de référence
s J Écart-type des valeurs KV obtenues sur les n éprouvettes de référence
V V
S J Erreur du mécanisme de l’échelle
t s Période du pendule
T s Durée totale de 100 oscillations du pendule
T s Valeur maximale de T
max
T s Valeur minimale de T
min
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ISO 148-2:2016(F)
Tableau 1 (suite)
Symbole/
Unité Désignation
abréviation
u — Incertitude-type
u(KVV ) Incertitude-type de KVV
u(B ) J Contribution d’incertitude-type à partir de l’erreur
u(F) J Incertitude-type de la force mesurée, F
u(F ) J Incertitude-type du transducteur de force
ftd
u(r) J Contribution d’incertitude-type à partir de la résolution

u J Incertitude-type de la valeur certifiée du matériau de référence utilisé pour la vérifi-

cation indirecte
u J Incertitude-type du résultat de la vérification indirecte
α degré Angle de chute du pendule
β degré Angle de remontée du pendule
υ — Degrés de liberté correspondant à u(B )
B V
υ — Degrés de liberté correspondant à u
V V
υ — Degrés de liberté correspondant à u
RM RM
Voir la Figure 4.
5 Machine d’essai
Un mouton-pendule comprend les parties suivantes (voir Figures 1 à 3):
a) fondations/installation;

b) bâti de la machine: structure supportant le pendule à l’exclusion des fondations;

c) pendule, marteau inclus;
d) appuis et supports (voir Figures 2 et 3);

e) indicateur de l’énergie absorbée (par exemple échelle, indicateur ou dispositif électronique).

6 Vérification directe
6.1 Généralités

La vérification directe de la machine comprend la vérification des points a) à e) listés au paragraphe 5.

Les estimations d’incertitude sont exigées dans le présent Article 6 pour les mesures liées à la

vérification directe dans le but d’harmoniser la précision des procédures de vérification utilisées. Les

estimations d’incertitude exigées dans le présent Article 6 ne sont associées d’aucune façon aux normes

de produits ni des bases de données de propriétés de matériaux.

L’incertitude des jauges à cadran, des micromètres, des compas à friction, et des autres instruments

utilisés dans les mesures de vérification directe doit être estimée une fois par le producteur.

L’incertitude d’une méthode pour mesurer un paramètre de vérification directe est caractérisée comme

partie de la méthode de validation. Dès que la méthode de validation est définie, l’incertitude peut être

utilisée de façon routinière (pourvu que la même méthode soit suivie, la même instrumentation utilisée

et que les opérateurs soient formés).
6 © ISO 2016 – Tous droits réservés
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ISO 148-2:2016(F)
6.2 Fondations/installation

6.2.1 Les fondations sur lesquelles la machine est fixée et la ou les méthodes de fixation de la machine

sont de la plus grande importance.

6.2.2 Les fondations du mouton-pendule ne peuvent généralement pas être vérifiées après installation.

En conséquence, la documentation établie lors de l’installation de la machine doit prouver que la masse

des fondations est au moins égale à 40 fois celle du pendule.
6.2.3 La vérification de la machine installée doit comprendre ce qui suit:

a) s’assurer que le couple de serrage des boulons est conforme à celui indiqué par le constructeur de

la machine. Cette valeur de couple doit être indiquée sur le document fourni par le constructeur de

la machine (voir 6.2.1). Si d’autres dispositifs de montage sont utilisés ou choisis par un utilisateur

final, l’équivalence doit être démontrée;

b) s’assurer que le mouton-pendule n’est pas sujet à des vibrations externes transmises par les

fondations au moment de l’essai de choc.

NOTE Cela peut être réalisé, par exemple, en plaçant un petit récipient rempli d’eau sur le bâti de la machine

en tout emplacement convenable. L’absence de rides à la surface de l’eau indique que cette exigence est satisfaite.

6.3 Bâti de la machine

6.3.1 La vérification du bâti de la machine (voir Figure 1) doit comprendre les points suivants:

a) position libre du pendule;
b) position du pendule par rapport aux supports;
c) jeux transversal et radial des paliers du pendule;
d) jeu entre le marteau et le bâti.

Les machines fabriquées après 1998 doivent avoir un plan de référence à partir duquel peuvent être

réalisés les mesurages.
L’Annexe C est donnée à titre d’information.

6.3.2 L’axe de rotation du pendule doit être parallèle au plan de référence à 2/1 000 près. Cela doit être

certifié par le constructeur de la machine.

6.3.3 La machine doit être installée de façon que le plan de référence soit horizontal à 2/1 000 près.

Pour les machines ne comportant pas de plan de référence, l’axe de rotation doit être horizontal à

4/1 000 près. Cela doit être démontré par
...

PROJET DE NORME INTERNATIONALE
ISO/DIS 148-2
ISO/TC 164/SC 4 Secrétariat: ANSI
Début de vote: Vote clos le:
2015-08-06 2015-11-06
Matériaux métalliques — Essai de flexion par choc sur
éprouvette Charpy —
Partie 2:
Vérification des machines d’essai (mouton-pendule)
Metallic materials — Charpy pendulum impact test —
Part 2: Verification of testing machines
ICS: 77.040.10
TRAITEMENT PARRALLÈLE ISO/CEN

Le présent projet a été élaboré dans le cadre de l’Organisation internationale de

normalisation (ISO) et soumis selon le mode de collaboration sous la direction
de l’ISO, tel que défini dans l’Accord de Vienne.
Le projet est par conséquent soumis en parallèle aux comités membres de l’ISO et
aux comités membres du CEN pour enquête de cinq mois.

En cas d’acceptation de ce projet, un projet final, établi sur la base des observations

CE DOCUMENT EST UN PROJET DIFFUSÉ POUR

OBSERVATIONS ET APPROBATION. IL EST DONC reçues, sera soumis en parallèle à un vote d’approbation de deux mois au sein de

SUSCEPTIBLE DE MODIFICATION ET NE PEUT
l’ISO et à un vote formel au sein du CEN.
ÊTRE CITÉ COMME NORME INTERNATIONALE
AVANT SA PUBLICATION EN TANT QUE TELLE.
OUTRE LE FAIT D’ÊTRE EXAMINÉS POUR
Pour accélérer la distribution, le présent document est distribué tel qu’il est
ÉTABLIR S’ILS SONT ACCEPTABLES À DES
FINS INDUSTRIELLES, TECHNOLOGIQUES ET
parvenu du secrétariat du comité. Le travail de rédaction et de composition de
COMMERCIALES, AINSI QUE DU POINT DE VUE
texte sera effectué au Secrétariat central de l’ISO au stade de publication.
DES UTILISATEURS, LES PROJETS DE NORMES
INTERNATIONALES DOIVENT PARFOIS ÊTRE
CONSIDÉRÉS DU POINT DE VUE DE LEUR
POSSIBILITÉ DE DEVENIR DES NORMES
POUVANT SERVIR DE RÉFÉRENCE DANS LA
RÉGLEMENTATION NATIONALE.
Numéro de référence
LES DESTINATAIRES DU PRÉSENT PROJET
ISO/DIS 148-2:2015(F)
SONT INVITÉS À PRÉSENTER, AVEC LEURS
OBSERVATIONS, NOTIFICATION DES DROITS
DE PROPRIÉTÉ DONT ILS AURAIENT
ÉVENTUELLEMENT CONNAISSANCE ET À
FOURNIR UNE DOCUMENTATION EXPLICATIVE. ISO 2015
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ISO/DIS 148-2:2015(F) ISO/DIS 148-2
Sommaire Page

Avant-propos ...................................................................................................................................................... v

Introduction ........................................................................................................................................................ vi

1 Domaine d'application .......................................................................................................................... 1

2 Références normatives ......................................................................................................................... 2

3 Termes et définitions ............................................................................................................................ 2

3.1 Définitions relatives à la machine ........................................................................................................ 2

3.2 Définitions relatives à l'énergie ............................................................................................................ 3

3.3 Définitions relatives aux éprouvettes .................................................................................................. 4

4 Symboles et abréviations ..................................................................................................................... 4

5 Machine d'essai ..................................................................................................................................... 7

6 Vérification directe ................................................................................................................................ 7

6.1 Généralités ............................................................................................................................................. 7

6.2 Fondations/installation ......................................................................................................................... 7

6.3 Bâti de la machine ................................................................................................................................. 7

6.4 Pendule ................................................................................................................................................... 8

6.5 Appuis et supports .............................................................................................................................. 12

6.6 Dispositif indicateur ............................................................................................................................ 13

7 Vérification indirecte par utilisation d'éprouvettes de référence ................................................... 13

7.1 Éprouvettes de référence utilisées .................................................................................................... 13

7.2 Niveaux d'énergie absorbée ............................................................................................................... 13

7.3 Exigences pour les éprouvettes de référence .................................................................................. 14

7.4 Vérification directe réduite ................................................................................................................. 14

7.5 Erreur et répétabilité ........................................................................................................................... 14

8 Fréquence des vérifications ............................................................................................................... 15

8.1 Une vérification directe complète suivie d’une vérification indirecte doit être réalisée lors de

l'installation de la machine ou après son déplacement. ........................................................................ 15

8.2 Des vérifications indirectes incluant une vérification directe limitée doivent être réalisées à des

intervalles ne dépassant pas 12 mois. Des vérifications indirectes plus fréquentes peuvent être

nécessaires en fonction de l’usure observée. ....................................................................................... 15

8.3 Lorsque les appuis et/ou les couteaux sont remplacés, une vérification directe conformément

aux Articles décrivant la(es) partie(s) concernée(s), doit être réalisée. Une vérification indirecte

doit être également réalisée. ................................................................................................................. 15

8.4 Une vérification directe complète doit être réalisée lorsque les résultats d’une vérification

indirecte ne sont pas satisfaisant. ......................................................................................................... 15

9 Rapport de vérification ....................................................................................................................... 15

9.1 Généralités ........................................................................................................................................... 15

9.2 Vérification directe .............................................................................................................................. 16

9.3 Vérification indirecte ........................................................................................................................... 16

DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT

10 Incertitude ............................................................................................................................................ 16

© ISO 2015

Annexe A (informative) Incertitude de mesure du résultat de la vérification indirecte d'une

Droits de reproduction réservés. Sauf indication contraire, aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni utilisée

sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie, l’affichage sur machine d'essai par choc sur éprouvette Charpy (mouton-pendule) ............................................. 3

l’internet ou sur un Intranet, sans autorisation écrite préalable. Les demandes d’autorisation peuvent être adressées à l’ISO à

Annexe B (informative) Incertitude de mesure des résultats de la vérification directe d'une

l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.

machine d'essai par choc sur éprouvette Charpy (mouton-pendule) ............................................. 7

ISO copyright office
Case postale 56 • CH-1211 Geneva 20

Annexe C (informative) Méthode directe de vérification des caractéristiques géométriques des

Tel. + 41 22 749 01 11

moutons-pendules au moyen d'un gabarit ....................................................................................... 13

Fax + 41 22 749 09 47
E-mail copyright@iso.org
Web www.iso.org
Publié en Suisse
iii
© ISO 2015 – Tous droits réservés
ii © ISO 2015 – Tous droits réservés
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ISO/DIS 148-2
Sommaire Page

Avant-propos ...................................................................................................................................................... v

Introduction ........................................................................................................................................................ vi

1 Domaine d'application .......................................................................................................................... 1

2 Références normatives ......................................................................................................................... 2

3 Termes et définitions ............................................................................................................................ 2

3.1 Définitions relatives à la machine ........................................................................................................ 2

3.2 Définitions relatives à l'énergie ............................................................................................................ 3

3.3 Définitions relatives aux éprouvettes .................................................................................................. 4

4 Symboles et abréviations ..................................................................................................................... 4

5 Machine d'essai ..................................................................................................................................... 7

6 Vérification directe ................................................................................................................................ 7

6.1 Généralités ............................................................................................................................................. 7

6.2 Fondations/installation ......................................................................................................................... 7

6.3 Bâti de la machine ................................................................................................................................. 7

6.4 Pendule ................................................................................................................................................... 8

6.5 Appuis et supports .............................................................................................................................. 12

6.6 Dispositif indicateur ............................................................................................................................ 13

7 Vérification indirecte par utilisation d'éprouvettes de référence ................................................... 13

7.1 Éprouvettes de référence utilisées .................................................................................................... 13

7.2 Niveaux d'énergie absorbée ............................................................................................................... 13

7.3 Exigences pour les éprouvettes de référence .................................................................................. 14

7.4 Vérification directe réduite ................................................................................................................. 14

7.5 Erreur et répétabilité ........................................................................................................................... 14

8 Fréquence des vérifications ............................................................................................................... 15

8.1 Une vérification directe complète suivie d’une vérification indirecte doit être réalisée lors de

l'installation de la machine ou après son déplacement. ........................................................................ 15

8.2 Des vérifications indirectes incluant une vérification directe limitée doivent être réalisées à des

intervalles ne dépassant pas 12 mois. Des vérifications indirectes plus fréquentes peuvent être

nécessaires en fonction de l’usure observée. ....................................................................................... 15

8.3 Lorsque les appuis et/ou les couteaux sont remplacés, une vérification directe conformément

aux Articles décrivant la(es) partie(s) concernée(s), doit être réalisée. Une vérification indirecte

doit être également réalisée. ................................................................................................................. 15

8.4 Une vérification directe complète doit être réalisée lorsque les résultats d’une vérification

indirecte ne sont pas satisfaisant. ......................................................................................................... 15

9 Rapport de vérification ....................................................................................................................... 15

9.1 Généralités ........................................................................................................................................... 15

9.2 Vérification directe .............................................................................................................................. 16

9.3 Vérification indirecte ........................................................................................................................... 16

10 Incertitude ............................................................................................................................................ 16

Annexe A (informative) Incertitude de mesure du résultat de la vérification indirecte d'une

machine d'essai par choc sur éprouvette Charpy (mouton-pendule) ............................................. 3

Annexe B (informative) Incertitude de mesure des résultats de la vérification directe d'une

machine d'essai par choc sur éprouvette Charpy (mouton-pendule) ............................................. 7

Annexe C (informative) Méthode directe de vérification des caractéristiques géométriques des

moutons-pendules au moyen d'un gabarit ....................................................................................... 13

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ISO/DIS 148-2

Bibliographie .................................................................................................................................................... 18

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ISO/DIS 148-2
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 2.

La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes

internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur

publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres

votants.

L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de

droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne

pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.

L'ISO 148-2 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 164, Essais mécaniques des métaux, sous-comité

SC 4, Essais de ténacité.

Cette troisième édition annule et remplace la deuxième édition (ISO 148-2:2008), qui a fait l'objet d'une

révision technique.

L'ISO 148 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Matériaux métalliques — Essai de

flexion par choc sur éprouvette Charpy:
 Partie 1: Méthode d’essai
 Partie 2: Vérification des machines d'essai (mouton-pendule)

 Partie 3: Préparation et caractérisation des éprouvettes Charpy à entaille en V pour la vérification

indirecte des machines d'essai mouton-pendule
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ISO/DIS 148-2
Introduction

La conformité d'un mouton-pendule pour l'essai de réception de matériaux métalliques était habituellement

basée sur l'étalonnage de son échelle et la vérification de la conformité des dimensions spécifiées, telles que

la forme et la distance entre les appuis supportant l'éprouvette. L'étalonnage de l'échelle était communément

vérifié par le mesurage de la masse du pendule et de sa position pour différentes lectures sur l'échelle. Ce

mode opératoire d'évaluation de la machine offrait le net avantage de requérir seulement des mesurages de

quantités qui peuvent présenter une traçabilité à des normes nationales. La nature objective de tels

mesurages traçables réduit la nécessité d'arbitrage concernant la conformité des machines pour les essais de

réception d'un matériau.

Cependant, deux machines qui ont été évaluées par le mode opératoire de vérification directe décrit ci-

dessus, et qui ont satisfait toutes deux aux exigences dimensionnelles, peuvent donner quelquefois des

valeurs d'énergie de rupture significativement différentes lors d'essais sur des éprouvettes d'un même

matériau. Cette différence est importante commercialement lorsque les valeurs obtenues sur une machine

répondent à la spécification de matériau alors que celles obtenues sur l'autre machine ne sont pas

satisfaisantes. Afin d'éviter de tels désaccords, certains acheteurs de matériaux ajoutent l'exigence que toutes

les machines d'essai de flexion utilisées pour l'essai de réception du matériau qui leur est vendu soient

vérifiées de façon indirecte par l'utilisation d'éprouvettes de référence fournies par leurs soins. Une machine

est considérée comme acceptable uniquement si les valeurs obtenues avec la machine satisfont, dans les

limites spécifiées, à la valeur fournie avec les éprouvettes de référence.

Cette norme décrit aussi bien la vérification directe d’origine que les procédures de vérification indirecte.

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PROJET DE NORME INTERNATIONALE ISO/DIS 148-2
Matériaux métalliques — Essai de flexion par choc sur
éprouvette Charpy — Partie 2: Vérification des machines
d'essai (mouton-pendule)
1 Domaine d'application

La présente partie de l'ISO 148 traite de la vérification des éléments des machines d'essai de flexion par choc

(moutons-pendules) à propos de leurs éléments de construction, leur performance globale et la précision des

résultats qu'ils produisent. Elle s'applique aux machines ayant des couteaux de 2 mm ou de 8 mm utilisées

pour les essais de flexion par choc effectués par exemple conformément à l'ISO 148-1.

Elle peut s'appliquer de manière analogue aux moutons-pendules de capacités ou de conceptions différentes.

Les machines de choc utilisées pour les essais des matériaux métalliques par des laboratoires industriels,

généralistes ou de recherche conformément à la présente partie de l'ISO 148 sont qualifiées de machines

industrielles. Celles répondant à des exigences plus contraignantes sont qualifiées de machines de référence.

Les exigences relatives à la vérification des machines de référence sont fixées dans l'ISO 148-3.

La présente partie de l'ISO 148 décrit deux méthodes de vérification.

1) La méthode directe, qui est de nature statique, comprend des mesurages sur les parties critiques de

la machine pour s'assurer qu'elle satisfait aux exigences de la présente partie de l'ISO 148. Les

instruments utilisés pour la vérification et l'étalonnage ont une traçabilité aux étalons nationaux. Les

méthodes directes sont utilisées lors de l'installation ou de la réparation de la machine ou lorsque la

méthode indirecte donne un résultat non conforme.

2) La méthode indirecte, qui est de nature dynamique, utilise des éprouvettes de référence afin de

vérifier des points sur l'échelle de mesure.

Un mouton-pendule n'est pas conforme à la présente partie de l'ISO 148 tant qu'il n'a pas été vérifié par les

deux méthodes, directe et indirecte, et satisfait aux exigences des Articles 6 et 7.

Les exigences relatives aux éprouvettes de référence sont données dans l'ISO 148-3.

La présente partie de l'ISO 148 décrit comment prendre en compte les différentes composantes de l'énergie

totale absorbée par la rupture de l'éprouvette au moyen d'une méthode indirecte. Cette énergie totale

absorbée consiste en
 l'énergie nécessaire pour rompre l'éprouvette elle-même, et

 les pertes internes d'énergie du mouton-pendule effectuant la première demi-oscillation depuis sa position

initiale.
NOTE Les pertes internes d'énergie sont dues :

 à la résistance de l'air, aux frottements des paliers de l'axe de rotation et de l'index du mouton-pendule et

peuvent être déterminées par la méthode directe (voir 6.4.5), et

 au choc sur les fondations, aux vibrations du bâti et du pendule, pour lesquelles aucune méthode de

mesure et aucun appareillage appropriés n'ont été développés.
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ISO/DIS 148-2
2 Références normatives

Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent document. Pour les

références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du

document de référence s'applique (y compris les éventuels amendements).

ISO 148-1, Matériaux métalliques — Essai de flexion par choc sur éprouvette Charpy —Partie 1: Méthode

d’essai

ISO 148-3, Matériaux métalliques — Essai de flexion par choc sur éprouvette Charpy —Partie 3: Préparation

et caractérisation des éprouvettes Charpy à entaille en V pour la vérification indirecte des machines d'essai

mouton-pendule

ISO 7500-1:2004, 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, Annexe D
3 Termes et définitions

Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s'appliquent.

3.1 Définitions relatives à la machine
3.1.1
appui

partie de la machine servant à positionner correctement l'éprouvette pour l'impact, par rapport au couteau et

aux supports d'éprouvette, et qui supporte l'éprouvette sous la force de l'impact

3.1.2
base du bâti
partie du bâti de la machine située sous le plan horizontal des supports
3.1.3
centre de percussion

point d'un corps où, lorsqu'on frappe un coup, l'action de percussion est la même que si la masse totale du

corps était concentrée en ce point

NOTE Lorsqu'un mouton-pendule simple délivre un coup selon une ligne horizontale passant par le centre de percussion,

il n'y a aucune réaction résultante sur l'axe de rotation.
Voir Figure 4.
3.1.4
point d'impact

point de l'arête du couteau du pendule au niveau duquel l'arête verticale du couteau rencontre le plan

horizontal à mi-hauteur de l'éprouvette (c'est-à-dire 5 mm) ou d'une barre équivalente reposant sur les

supports de l'éprouvette, lorsque le pendule est libre
Voir Figure 4.
3.1.5
machine industrielle

mouton-pendule utilisé pour des essais industriels, généraux ou la plupart des essais de laboratoire effectués

sur des matériaux métalliques

NOTE 1 les machines industrielles ne sont pas utilisées pour la détermination des valeurs de références, sauf si elles

remplissent les exigences d’un mouton-pendule de référence (voir ISO 148-3).
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ISO/DIS 148-2

NOTE 2 Les machines industrielles sont vérifiées selon les modes opératoires décrits dans la présente partie de

l'ISO 148.
3.1.6
machine de référence

mouton-pendule utilisé pour la détermination des valeurs certifiées de lots d'éprouvettes de référence

NOTE Les machines de référence sont vérifiées en utilisant les procédures décrites dans l’ISO 148-3

3.1.7
couteau
partie du pendule qui sera en contact avec l'éprouvette

NOTE Le bord qui touche l'éprouvette a un rayon de 2 mm (couteau de 2 mm) ou de 8 mm (couteau de 8 mm).

Voir Figure 2.
3.1.8
supports d'éprouvette

partie de la machine servant à positionner correctement l'éprouvette pour l'impact par rapport au centre de

percussion du pendule, du couteau et des appuis
Voir Figures 2 et 3.
3.2 Définitions relatives à l'énergie
3.2.1
énergie totale absorbée

énergie totale absorbée requise pour rompre une éprouvette avec un mouton-pendule qui n'est pas corrigé

pour de quelconques pertes d'énergie

NOTE Elle est égale à la différence d'énergie potentielle entre la position initiale du pendule et la position de celui-ci

à la fin de la première demi-oscillation pendant laquelle l'éprouvette est rompue (voir 6.3).

3.2.2
énergie potentielle initiale

énergie potentielle du marteau du pendule avant qu'il soit libéré pour l'essai de choc, telle qu'elle est

déterminée par vérification directe
NOTE Voir 6.4.2.
3.2.3
énergie absorbée

énergie requise pour rompre une éprouvette avec un mouton-pendule, après correction du frottement comme

défini en 6.4.5

NOTE La lettre V ou U est utilisée pour indiquer la géométrie de l'entaille, soit KV ou KU. Le chiffre 2 ou 8 est

utilisé comme indice pour indiquer le rayon du couteau, par exemple KV .
3.2.4
énergie calculée
calc

énergie calculée à partir des valeurs d'angle, de longueur et de la force mesurée lors de la vérification directe

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ISO/DIS 148-2
3.2.5
énergie potentielle initiale nominale
énergie nominale
énergie attribuée par le constructeur du mouton-pendule
3.2.6
énergie absorbée indiquée

énergie donnée par l'indicateur de la machine d'essai, qui peut ou non nécessiter une correction pour les

frottements afin de déterminer l'énergie absorbée, K
3.2.7
énergie absorbée de référence

valeur certifiée de l'énergie absorbée associée aux éprouvettes utilisées pour vérifier les performances des

moutons-pendules
3.3 Définitions relatives aux éprouvettes
3.3.1
largeur
distance entre la face entaillée et la face opposée
3.3.2
épaisseur
dimension perpendiculaire à la hauteur et parallèle à l'entaille
3.3.3
longueur
dimension la plus grande, perpendiculaire à l'entaille
3.3.4
éprouvette de référence

éprouvette de flexion par choc utilisée pour vérifier la conformité des moutons-pendules par comparaison de

l'énergie absorbée indiquée par la machine avec l'énergie absorbée de référence associées aux éprouvettes

NOTE Les éprouvettes de référence sont préparées conformément à l’ISO 148-3
4 Symboles et abréviations

Pour les besoins du présent document, les symboles et abréviations données dans le Tableau 1 s'appliquent.

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ISO/DIS 148-2
Tableau 1 — Symboles, abréviations et leur désignation et unité
Symbole/ Unité Désignation
abréviation
B J Erreur du mouton-pendule telle que déterminée par la vérification indirecte
b J Répétabilité
F N Force exercée par le pendule, mesurée à une distance l 2
F N Force exercée par le pendule due à la pesanteur
g m/s Accélération due à la pesanteur
GUM — Guide ISO pour l'expression de l'incertitude de mesure [8]
h m Hauteur de chute du pendule
m Hauteur de remontée du pendule
ISO — Organisation internationale de normalisation

K J Énergie absorbée (exprimée en KV , KV , KU , KU , pour identifier les géométries

2 8 2 8
spécifiques d’entailles et de rayons de l’arête du couteau)
K J Énergie totale absorbée
K J Énergie absorbée indiquée
K J Énergie calculée
calc

KV J Valeur KV certifiée du matériau de référence utilisé pour la vérification indirecte

J Valeur KV moyenne des éprouvettes de référence soumises à essai lors de la
KVV
vérification indirecte
J Énergie potentielle initiale nominale (énergie nominale)
K J Énergie absorbée de référence d'un jeu d'éprouvettes de réf
...

Questions, Comments and Discussion

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