ISO 14577-3:2015
(Main)Metallic materials — Instrumented indentation test for hardness and materials parameters — Part 3: Calibration of reference blocks
Metallic materials — Instrumented indentation test for hardness and materials parameters — Part 3: Calibration of reference blocks
ISO 14577-3:2015 specifies a method for the calibration of reference blocks to use for the indirect verification of testing machines for the instrumented indentation test as specified in ISO 14577‑2:2015.
Matériaux métalliques — Essai de pénétration instrumenté pour la détermination de la dureté et de paramètres des matériaux — Partie 3: Étalonnage des blocs de référence
L'ISO 14577-3:2015 spécifie une méthode pour l'étalonnage des blocs de référence à utiliser pour la vérification indirecte des machines d'essai pour l'essai de pénétration instrumenté, telle que spécifiée dans l'ISO 14577‑2:2015.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 14577-3
Second edition
2015-08-01
Metallic materials — Instrumented
indentation test for hardness and
materials parameters —
Part 3:
Calibration of reference blocks
Matériaux métalliques — Essai de pénétration instrumenté pour la
détermination de la dureté et de paramètres des matériaux —
Partie 3: Étalonnage des blocs de référence
Reference number
ISO 14577-3:2015(E)
©
ISO 2015
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ISO 14577-3:2015(E)
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ISO 14577-3:2015(E)
Contents Page
Foreword .v
Introduction .vi
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Manufacture of reference blocks . 1
4 Calibrating machine . 2
4.1 General . 2
4.2 Calibration of the test force . 2
4.3 Verification of the indenter . 3
4.3.1 General. 3
4.3.2 Vickers indenter . 3
4.3.3 Berkovich, modified Berkovich, corner cube indenters, hardmetal ball
indenters, and spherical tipped conical indenters . 4
4.4 Calibration of the displacement measuring device . 4
4.5 Verification of the testing cycle . 5
5 Calibration procedure . 5
6 Number of indentations . 5
7 Uniformity of the reference blocks . 5
8 Marking . 6
9 Validity . 7
Bibliography . 8
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ISO 14577-3:2015(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation on the meaning of ISO specific terms and expressions related to conformity
assessment, as well as information about ISO’s adherence to the WTO principles in the Technical
Barriers to Trade (TBT) see the following URL: Foreword - Supplementary information
The committee responsible for this document is ISO/TC 164, Mechanical testing of metals, Subcommittee
SC 3, Hardness testing.
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 14577-3:2002), which has been technically
revised.
ISO 14577 consists of the following parts, under the general title Metallic materials — Instrumented
indentation test for hardness and materials parameters:
— Part 1: Test method
— Part 2: Verification and calibration of testing machines
— Part 3: Calibration of reference blocks
— Part 4: Test method for metallic and non-metallic coatings
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ISO 14577-3:2015(E)
Introduction
Hardness has typically been defined as the resistance of a material to permanent penetration by
another harder material. The results obtained when performing Rockwell, Vickers, and Brinell tests are
determined after the test force has been removed. Therefore, the effect of elastic deformation under the
indenter has been ignored.
ISO 14577 (all parts) has been prepared to enable the user to evaluate the indentation of materials by
considering both the force and displacement during plastic and elastic deformation. By monitoring the
complete cycle of increasing and removal of the test force, hardness values equivalent to traditional
hardness values can be determined. More significantly, additional properties of the material such
as its indentation modulus and elasto-plastic hardness can also be determined. All these values can
be calculated without the requirement to measure the indent optically. Furthermore, by a variety of
techniques, the instrumented indentation test allows to record hardness and modulus depth profiles
within a, probably complex, indentation cycle.
ISO 14577 (all parts) has been written to allow a wide variety of post test data analysis.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 14577-3:2015(E)
Metallic materials — Instrumented indentation test for
hardness and materials parameters —
Part 3:
Calibration of reference blocks
1 Scope
This part of ISO 14577 specifies a method for the calibration of reference blocks to use for the indirect
verification of testing machines for the instrumented indentation test as specified in ISO 14577-2:2015.
NOTE The reference blocks can be calibrated in accordance with the field of application of the testing
machine or with the materials parameters which are being determined.
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 376, Metallic materials — Calibration of force-proving instruments used for the verification of uniaxial
testing machines
ISO 4287, Geometrical Product Specifications (GPS) — Surface texture: Profile method — Terms, definitions
and surface texture parameters
ISO 14577-1:2015, Metallic materials — Instrumented indentation test for hardness and materials
parameters — Part 1: Test method
ISO 14577-2:2015, Metallic materials — Instrumented indentation test for hardness and materials
parameters — Part 2: Verification and calibration of testing machines
3 Manufacture of reference blocks
3.1 The block shall be specially prepared and the attention of the manufacturer drawn to the
requirement to use a manufacturing process that gives the necessary homogeneity, uniformity, and
stability of structure.
3.2 Each block being calibrated shall be of a thickness not less than 2 mm for the nano range, not less
than 5 mm for the micro, and not less than 16 mm for the macro range.
If it is required by the manufacturing process, the thickness of the reference blocks can be smaller.
3.3 The reference blocks shall be free from magnetic forces. It is recommended that the manufacturers
ensure that the blocks, if of steel, are demagnetized at the end of the manufacturing process.
3.4 The reference block shall be constructed such that it can be mounted in the testing machine within
the tilt limits specified in ISO 14577-1:2015.
© ISO 2015 – All rights reserved 1
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ISO 14577-3:2015(E)
NOTE If the reference block is mounted on its bottom, this condition is valid if the maximum deviation in
flatness of the test and support faces does not exceed 5 µm in 50 mm and the maximum error in parallelism does
not exceed 10 µm in 50 mm.
3.5 The test surface shall be free from scratches that interfere with the measurement of the
indentations. Indentations between scratches are permitted.
For the macro and micro range, the surface roughness, Ra, shall not exceed 50 nm and 10 nm respectively
for the test surface, and 0,8 µm for the support face, the sampling length, l, shall be 0,80 mm (see
ISO 4287).
For the nano range, the surface roughness, Ra, shall not exceed 10 nm. It is recommended that the
Ra be less than 1 nm to be of practical use for calibration purpose. If measured with an atomic-force-
microscope (AMF), the sampling length, l, shall be 10 µm.
NOTE At the nano range, it is important to consider the spatial wavelength of the roughness as well as the
amplitude.
3.6 In order to check that no material has been subsequently removed from the reference block, its
thickness at the time of calibration shall be marked on it to the nearest 10 µm or an identif
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 14577-3
Deuxième édition
2015-08-01
Matériaux métalliques — Essai de
pénétration instrumenté pour la
détermination de la dureté et de
paramètres des matériaux —
Partie 3:
Étalonnage des blocs de référence
Metallic materials — Instrumented indentation test for hardness and
materials parameters —
Part 3: Calibration of reference blocks
Numéro de référence
ISO 14577-3:2015(F)
©
ISO 2015
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ISO 14577-3:2015(F)
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sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie, l’affichage sur
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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ii © ISO 2015 – Tous droits réservés
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ISO 14577-3:2015(F)
Sommaire Page
Avant-propos .v
Introduction .vi
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Fabrication des blocs de référence . 1
4 Machine d’étalonnage . 2
4.1 Généralités . 2
4.2 Étalonnage de la force d’essai . 2
4.3 Vérification du pénétrateur . 3
4.3.1 Généralités . 3
4.3.2 Pénétrateur Vickers . 3
4.3.3 Pénétrateurs Berkovich, Berkovich modifié, pénétrateur en forme de
trièdre, pénétrateur à bille carbure et pénétrateur de forme conique à
pointe sphérique . 4
4.4 Étalonnage du dispositif de mesure du déplacement . 4
4.5 Vérification du cycle d’essai . 5
5 Mode opératoire d’étalonnage . 5
6 Nombre d’empreintes . 5
7 Uniformité des blocs de référence . 6
8 Marquage . 6
9 Validité . 7
Bibliographie . 8
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ISO 14577-3:2015(F)
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux.
L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents
critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www.
iso.org/directives).
L’attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l’élaboration du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l’ISO (voir www.iso.org/brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la signification des termes et expressions spécifiques de l’ISO liés à
l’évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l’adhésion de l’ISO aux principes
de l’OMC concernant les obstacles techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: Avant-propos —
Informations supplémentaires.
L’ISO 14577-3 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 164, Essais mécaniques des matériaux
métalliques, sous-comité SC 3, Essais de dureté.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 14577-3:2002), qui a fait l’objet
d’une révision technique.
L’ISO 14577 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Matériaux métalliques —
Essai de pénétration instrumenté pour la détermination de la dureté et de paramètres des matériaux:
— Partie 1: Méthode d’essai
— Partie 2: Vérification et étalonnage des machines d’essai
— Partie 3: Etalonnage des blocs de référence
— Partie 4: Méthode d’essai pour les revêtements métalliques et non métalliques
iv © ISO 2015 – Tous droits réservés
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ISO 14577-3:2015(F)
Introduction
La dureté a été typiquement définie comme la résistance d’un matériau à la pénétration rémanente
par un autre matériau plus dur. Les résultats obtenus lors d’essais Rockwell, Vickers et Brinell sont
déterminés après enlèvement de la force d’essai. En conséquence, l’effet de la déformation élastique
sous le pénétrateur a été ignoré.
L’ISO 14577 (toutes parties) a été préparée pour permettre à l’utilisateur d’évaluer la pénétration
des matériaux en prenant en compte la force et le déplacement pendant les déformations plastique
et élastique. En suivant le cycle complet d’accroissement et de suppression de la force d’essai, on peut
déterminer des valeurs de dureté équivalentes aux valeurs traditionnelles de dureté. Plus important
encore, on peut aussi déterminer des caractéristiques complémentaires du matériau telles que son
module de pénétration et sa dureté élastoplastique. Toutes ces valeurs peuvent être calculées sans
qu’il y ait à mesurer l’empreinte par des moyens optiques. De plus, l’essai de pénétration instrumenté
permet d’enregistrer des profils de dureté et de module en fonction de la profondeur, par une variété de
techniques, lors d’un cycle de pénétration (probablement complexe).
L’ISO 14577 (toutes parties) a été rédigée pour permettre une grande diversité d’analyses des données
après essai.
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NORME INTERNATIONALE ISO 14577-3:2015(F)
Matériaux métalliques — Essai de pénétration instrumenté
pour la détermination de la dureté et de paramètres des
matériaux —
Partie 3:
Étalonnage des blocs de référence
1 Domaine d’application
La présente partie de l’ISO 14577 spécifie une méthode pour l’étalonnage des blocs de référence à
utiliser pour la vérification indirecte des machines d’essai pour l’essai de pénétration instrumenté, telle
que spécifiée dans l’ISO 14577-2:2015.
NOTE Les blocs de référence peuvent être étalonnés conformément au domaine d’application de la machine
d’essai ou aux paramètres des matériaux qui sont à déterminer.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants, en tout ou partie, 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 376, Matériaux métalliques — Étalonnage des instruments de mesure de force utilisés pour la
vérification des machines d’essais uniaxiaux
ISO 4287, Spécification géométrique des produits (GPS) — État de surface: Méthode du profil — Termes,
définitions et paramètres d’état de surface
ISO 14577-1:2015, Matériaux métalliques — Essai de pénétration instrumenté pour la détermination de la
dureté et de paramètres des matériaux — Partie 1: Méthode d’essai
ISO 14577-2:2015, Matériaux métalliques — Essai de pénétration instrumenté pour la détermination de la
dureté et de paramètres des matériaux — Partie 2: Vérification et étalonnage des machines d’essai
3 Fabrication des blocs de référence
3.1 Le bloc doit être préparé spécialement et le fabricant doit être attentif à la nécessité d’utiliser un
procédé de fabrication qui donne l’homogénéité, l’uniformité et la stabilité de structure nécessaires.
3.2 Chaque bloc à étalonner doit avoir une épaisseur au moins égale à 2 mm pour le nano-intervalle, à
5 mm pour la micro-intervalle et à 16 mm pour le macro-intervalle.
Si le procédé de fabrication l’exige, l’épaisseur des blocs de référence peut être inférieure.
3.3 Les blocs de référence doivent être exempts de forces magnétiques. Il est recommandé que
les fabricants s’assurent que les blocs, s’ils sont en acier, ont été désaimantés à la fin du procédé de
fabrication.
3.4 Le bloc de référence doit être fabriqué de telle façon qu’il puisse être monté sur la machine d’essai
en respectant les limites de pente spécifiées dans l’ISO 14577-1:2015.
© ISO 2015 – Tous droits réservés 1
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ISO 14577-3:2015(F)
NOTE Si le bloc de référence est monté sur sa face d’appui, cette condition est remplie si l’écart maximal
de planéité de la surface d’essai et des faces d’appui ne dépasse pas 5 µm sur 50 mm et si l’erreur maximale de
parallélisme ne dépasse pas 10 µm sur 50 mm.
3.5 La surface d’essai doit être exempte de rayures qui perturbent le mesurage des empreintes. Des
empreintes entre des rayures sont admises.
Pour les macro- et micro-intervalles, la rugosité de surface, Ra, ne doit pas dépasser 50 nm et 10 nm
respectivement pour la surface d’essai et 0,8 µm pour la face d’appui; la longueur d’échantillonnage, l,
doit être de 0,80 mm (voir ISO 4287).
Pour le nano-intervalle, la rugosité de surface, Ra, ne doit pas dépasser 10 nm. Il est recommandé que
le Ra soit inférieur à 1 µm afin d’être d’utilisation pratique à des fins d’étalonnage. Si elle est mesurée à
l’aide d’un microscope à force atomique (AMF), la longueur d’échantillonnage, l, doit être de 10 µm.
NOTE Pour le nano-intervalle, il est important de considérer la longueur d’onde spatiale de la rugosité au
même titre que l’amplitude.
3.6 Afin de vérifier qu’aucun matériau n’a été enlevé ultérieurement du bloc de référence, son
épaisseur, au moment de l’étalonnage, doit y être marquée à 10 µm près, ou une marque d’identification
doit être faite sur la surface d’essai (voir Article 8).
Pour certains matériaux de référence pour le nano-intervalle, il peut être nécessaire de préparer une
surface avant essai de manière à enlever des couches superficielles. Dans ce cas, il convient qu’une
méthode, telle qu’une marque
...
Questions, Comments and Discussion
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