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 148-3:2016 specifies the requirements, preparation and methods for qualifying test pieces used for the indirect verification of pendulum impact testing machines in accordance with ISO 148‑2. It specifies notched test pieces with nominal dimensions identical to those specified in ISO 148‑1; however, the tolerances are more stringent. NOTE 1 The chemical composition or heat treatment, or both, are varied according to the energy level desired. NOTE 2 Reference test pieces are qualified on reference pendulum impact testing machines which are also described in this part of ISO 148.

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 148-3:2016 couvre les exigences, la préparation et les méthodes de qualification des éprouvettes utilisées pour la vérification indirecte des machines d'essai de flexion par choc (moutons-pendules) conformément à l'ISO 148‑2. Elle décrit les éprouvettes à entaille, de dimensions nominales identiques à celles spécifiées dans l'ISO 148‑1. Cependant, les tolérances sont plus serrées. NOTE 1 La composition chimique ou le traitement thermique, ou les deux, sont variables selon le niveau d'énergie de rupture choisi. NOTE 2 Les éprouvettes de référence sont qualifiées sur des moutons-pendules de référence qui sont également décrits dans le présent document.

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 148-3:2016 - Metallic materials -- Charpy pendulum impact test
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ISO 148-3:2016 - Matériaux métalliques -- Essai de flexion par choc sur éprouvette Charpy
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Standards Content (sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 148-3
Third edition
2016-10-15
Metallic materials — Charpy
pendulum impact test —
Part 3:
Preparation and characterization of
Charpy V-notch test pieces for indirect
verification of pendulum impact
machines
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
Reference number
ISO 148-3:2016(E)
ISO 2016
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ISO 148-3:2016(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

written permission. Permission can be requested from either ISO at the address below or ISO’s member body in the country of

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www.iso.org
ii © ISO 2016 – All rights reserved
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ISO 148-3:2016(E)
Contents Page

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

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

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

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

3 Terms and definitions ..................................................................................................................................................................................... 1

3.1 Definitions pertaining to the machine ................................................................................................................................ 1

3.2 Definitions pertaining to energy .............................................................................................................................................. 2

3.3 Definitions related to groups of test pieces .................................................................................................................... 2

3.4 Definitions pertaining to test pieces .................................................................................................................................... 2

4 Symbols and abbreviated terms ........................................................................................................................................................... 3

5 Reference testing machine ......................................................................................................................................................................... 4

5.1 Characteristics ......................................................................................................................................................................................... 4

5.1.1 General...................................................................................................................................................................................... 4

5.1.2 Geometrical characteristics (see Table 2 and Figures 1 and 2) ............................................... 5

5.1.3 Capacity ................................................................................................................................................................................... 5

5.1.4 Hardness ................................................................................................................................................................................. 5

5.1.5 Vibration ................................................................................................................................................................................. 6

5.1.6 Energy-indicating mechanism ............................................................................................................................. 6

5.2 Verification of reference testing machine ........................................................................................................................ 6

6 Reference test pieces ........................................................................................................................................................................................ 6

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

6.2 Material ......................................................................................................................................................................................................... 6

6.3 Dimensions ................................................................................................................................................................................................. 7

6.4 Marking ......................................................................................................................................................................................................... 7

6.5 Qualification of a batch of reference test pieces ......................................................................................................... 7

6.6 Reference test piece sets ................................................................................................................................................................. 8

7 Certificates for reference test pieces ............................................................................................................................................... 8

8 Notes for using sets of reference test pieces ............................................................................................................................ 8

Annex A (informative) Uncertainty of the certified KV value of Charpy reference materials ................11

Bibliography .............................................................................................................................................................................................................................18

© ISO 2016 – All rights reserved iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 148-3:2016(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 148-3:2008), 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
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ISO 148-3:2016(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 test piece. 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 should 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.

Successful experience in the use of reference test pieces led to the requirement in ISO 148-2 that

indirect verification should be performed using reference test pieces in addition to direct verification.

Other standards and codes also require indirect verification using reference test pieces; for example,

[1] [2]

EN 10045-2 (now obsolete) and ASTM E23 require the use of reference test pieces. The purpose of

this part of ISO 148 is to specify the requirements, preparation and methods for qualifying test pieces

used for the indirect verification of pendulum impact testing machines.
© ISO 2016 – All rights reserved v
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 148-3:2016(E)
Metallic materials — Charpy pendulum impact test —
Part 3:
Preparation and characterization of Charpy V-notch
test pieces for indirect verification of pendulum impact
machines
1 Scope

This part of ISO 148 specifies the requirements, preparation and methods for qualifying test pieces

used for the indirect verification of pendulum impact testing machines in accordance with ISO 148-2.

It specifies notched test pieces with nominal dimensions identical to those specified in ISO 148-1;

however, the tolerances are more stringent.

NOTE 1 The chemical composition or heat treatment, or both, are varied according to the energy level desired.

NOTE 2 Reference test pieces are qualified on reference pendulum impact testing machines which are also

described in this part of ISO 148.
2 Normative references

The following referenced 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 148-2, Metallic materials — Charpy pendulum impact test — Part 2: Verification of testing 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
industrial machine

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

metallic materials
Note 1 to entry: These machines are not used to establish reference values.
3.1.2
reference machine

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

© ISO 2016 – All rights reserved 1
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ISO 148-3:2016(E)
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.
3.2.2
absorbed energy

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

energy losses

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

as a subscript to indicate the radius of the striking edge of the striker, for example KV .

3.2.3
reference absorbed energy

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

pendulum impact testing machines
3.3 Definitions related to groups of test pieces
3.3.1
batch

definite quantity of reference test pieces manufactured under identical conditions of production, with a

common certified absorbed energy
3.3.2
set
group of test pieces chosen at random from a batch
3.3.2.1
characterization set

set of test pieces taken from a batch and used to determine the reference energy of the batch

3.3.2.2
reference set
set of test pieces used to verify a pendulum impact testing machine
3.4 Definitions pertaining to test pieces
3.4.1
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 148-1 consistent

with the terminology used in other ISO fracture standards.
2 © ISO 2016 – All rights reserved
---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO 148-3:2016(E)
3.4.2
thickness
dimension perpendicular to the width 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 148-1 consistent with the terminology used in other ISO fracture standards.
3.4.3
length
largest dimension perpendicular to the notch
3.4.4
reference test piece

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

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

with the test pieces
3.4.5
certified reference test piece

impact test piece accompanied by a certificate providing the certified absorbed energy value, K , and

its uncertainty at a stated level of confidence

Note 1 to entry: The certified reference value is the value determined by a certified national or international

body, or by an organization accredited for the production of certified Charpy reference test pieces in accordance

[3]
with ISO Guide 34 , following the procedures described in this part of ISO 148.
4 Symbols and abbreviated terms
Table 1 — Symbols/abbreviated terms and their designations and units
Symbol/
Unit Designation
abbreviated term
CRM — certified reference material
GUM — guide to the expression of uncertainty in measurement
k — coverage factor
K J absorbed energy
K J total absorbed energy
K J reference absorbed energy of a set of Charpy reference test pieces
absorbed energy as measured in accordance with ISO 148-1 on a V-notched
K J
sample
KV value as determined for a batch of V-notched Charpy reference materials in
KV J
char
a batch certification characterization exercise
KV J certified K value of a PB reference material
PB V
KV J certified K value of a Charpy reference material
R V
KV J certified K value of an SB reference material
SB V
n — number of samples tested for the homogeneity assessment
hom
n — number of PB specimens used to compare SB with PB
n — number of SB specimens used to compare SB with PB
number of reference samples tested for the indirect verification of a pendulum
n —
impact testing machine
p — number of laboratories/instruments participating in a laboratory comparison
© ISO 2016 – All rights reserved 3
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ISO 148-3:2016(E)
Table 1 (continued)
Symbol/
Unit Designation
abbreviated term
PB — primary batch
REMCO — ISO Committee on Reference Materials
RM — reference material
SB — secondary batch
s J standard deviation of the mean K values obtained at p laboratories
p V
standard deviation of results obtained on n PB samples when comparing
s J
them with n SB samples
standard deviation of the K values obtained on n samples in the homoge-
V hom
s J
neity assessment of the batch of reference material
u J standard uncertainty of KV
char char
u J standard uncertainty of KV for a PB
char,PB char
u J standard uncertainty of KV for an SB
char,SB char
u J standard uncertainty of the homogeneity assessment of the reference material
hom
standard uncertainty of the long-term-stability assessment of the reference
u J
lts
material
standard uncertainty of the certified value of a reference material used for
u J
indirect verification
expanded uncertainty of the certified value of a reference material at a confi-
U J
dence level of about 95 %
standard uncertainty of the short-term-stability assessment of a reference
u J
sts
material
u J standard uncertainty of X
XPB PB
u standard uncertainty of X
XSB SB
X J mean of n specimens used to compare SB with PB
J mean of n specimens used to compare SB with PB
δKV J part of the error of the measured KV value due to batch heterogeneity
hom
J part of the error of the measured KV value due to long-term instability
δKV
lts
δKV J part of the error of the measured KV value due to short-term instability
sts
v — degrees of freedom corresponding to u
char char
v — degrees of freedom corresponding to u
hom hom
v — degrees of freedom corresponding to u
RM RM
5 Reference testing machine
5.1 Characteristics
5.1.1 General

The characteristics of reference machines used to determine the reference energy of reference test

pieces shall comply with the requirements of ISO 148-2 except as modified below.
4 © ISO 2016 – All rights reserved
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ISO 148-3:2016(E)
5.1.2 Geometrical characteristics (see Table 2 and Figures 1 and 2)
The following geometrical characteristics apply:
 
+01, 0
a) the radius of the anvils shall be 1 mm ;
00, 0
 
 
 
+01, 0
b) the distance between the anvils shall be 40 mm ;
00, 0
 
 

c) the striking edge shall be within ±0,25 mm of the plane of symmetry of the anvils.

Table 2 — Geometrical characteristics
Reference
Designation Value Tolerance Units
number
+0,00
1 Length of test piece 55,00 * mm
−0,30
2 Half-length of test piece 27,5 ±0,2 * mm
3 Width of test piece 10,00 ±0,06 mm
4 Thickness of test piece 10,00 ±0,07 * mm
5 Ligament length 8,00 ±0,06 mm
6 Angle of notch 45,0 ±1,0 * °
7 Radius at base of notch 0,250 ±0,025 mm
8 Angle between adjacent faces 90,00 ±0,15 * °
Angle between plane of symmetry of notch and longitudinal
9 90 ±2 °
axis
+0,10
10 Radius of anvils 1,00 * mm
−0,00
11 Angle of taper of anvils 11 ±1,0 °
+0,10
12 Distance between anvils 40,00 * mm
−0,00
13 Distance of striking edge from plane of symmetry of anvils — ±0,25 * mm
14 Angle of striker 30 ±1 °
+0,20
15A Radius of striking edge of 2 mm striker 2,00 * mm
−0,00
15B Radius of striking edge of 8 mm striker 8,00 ±0.05 mm
+0,50
15C Radius of shoulder of 8 mm striker 0,25 mm
−0,05
15D Width of striking edge of 8 mm striker 4,00 ±0,20 mm

NOTE 1 Tolerances followed by an asterisk * are tighter than those in ISO 148-1 or ISO 148-2.

NOTE 2 See Figures 1 and 2.
See Figure 1.
5.1.3 Capacity

The capacity of a reference machine (nominal initial potential energy) shall be appropriate for the

specimens to be tested and certified with it. Certified energies shall not exceed 80 % of the machine

capacity.
5.1.4 Hardness

The portions of the striker and the anvils (see Figure 1) that contact the specimen and apply or react to

the impacting force shall have a minimum hardness of 56 HRC.
© ISO 2016 – All rights reserved 5
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ISO 148-3:2016(E)
5.1.5 Vibration

Ensure that the reference machine is not subjected to external vibrations induced by other equipment

in close proximity, such as forging hammers, presses, moving vehicles. The machine shall also be free of

excessive vibrations during an impact test.

NOTE Such vibrations can be detected by placing a small container of water at 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. Excessive vibration in a machine firmly fastened to the floor indicates the need for a

separate foundation and/or the use of vibration isolators.
5.1.6 Energy-indicating mechanism
The resolution shall be at least 1/400 of the nominal energy.
5.2 Verification of reference testing machine

Direct verification shall be carried out in accordance with ISO 148-2 and with the additional

requirements of 5.1.

Indirect verification shall be carried out using certified reference test piece. The repeatability and the

bias shall be as specified in Table 3.

All equipment used for inspection and verification of a reference testing machine shall be calibrated

and shall have a certified traceability to the SI System (the international system of units). The body

performing the verification shall maintain calibration records for all inspection, measurement and test

equipment.

The dates and details of all inspections and repairs shall be documented and maintained for each

reference machine by the owner of the machine.
Table 3 — Repeatability and bias of reference pendulum impact testing machines
Absorbed energy Repeatability Allowed bias
<40 J ≤2 J ±2 J
≥40 J ≤5 % of K ±5 % of K
R R

Repeatability is the standard deviation of the K values measured on a least 10 reference test pieces.

Bias is given by KK-
where
KK++KK++ �
12 3 n
K =�
where n ≥ 10.
6 Reference test pieces
6.1 General

Guidelines for the preparation, certification, and use of (certified) reference materials have been drawn

up by ISO REMCO, the ISO Committee on reference materials (see References [3] to [7]). The procedures

described below provide more details, specific to the case of Charpy reference test pieces.

6.2 Material
All the test pieces from a batch shall come from a single ingot or melt.
6 © ISO 2016 – All rights reserved
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ISO 148-3:2016(E)

All test pieces shall be made of steel. The composition of the test pieces is not specified. Batches with

different energy levels may have different compositions.
All test pieces from a batch shall receive the same heat treatment.

For each batch, the level for the reference absorbed energy is characterized by using one of the

following ranges:
— Low: <30 J
— Medium: ≥30 J to 110 J
— High: ≥110 J to 200 J
— Ultra-high: ≥200 J
6.3 Dimensions

The reference test pieces shall meet the dimensional requirements given in Table 2.

NOTE These dimensions are identical with those in ISO 148-1, except that some of the tolerances are tighter.

The radius at the base of the notch shall be tangential to the notch angle.

The surface finish, Ra, shall not exceed 1,6 µm on the notched surface and 3,2 µm on the other surfaces.

6.4 Marking

All test pieces shall be permanently marked so that each test piece can be distinguished from all

the others.

The test piece may be marked on any face not in contact with supports, anvils or striker and at a position

such that plastic deformation and surface discontinuities caused by marking do not affect the absorbed

energy measured in the test.
6.5 Qualification of a batch of reference test pieces

6.5.1 Any group of test pieces meeting the requirements of 6.2, 6.3 and 6.4 may be used as the batch

from which reference test pieces are randomly selected.

6.5.2 To determine the reference energy of a batch, draw one or more sets of at least 25 test pieces at

random from the batch and test them on one or more reference machine(s). Take the reference absorbed

energy of the batch as the grand average of the values obtained for the 25 or more test pieces, or as the

average of the mean values obtained on the different reference machines.

NOTE The certified values can be determined using other methods, providing the method used conforms to

[7]
ISO Guide 34 and ISO Guide 35 .

6.5.3 Also calculate the standard deviation. The standard deviation shall be as specified in Table 4.

Table 4 — Maximum allowable standard deviations permitted for Charpy reference test pieces

Energy Standard deviation
<40 J ≤2,0 J
≥40 J ≤5 % of K

6.5.4 The report on the impact tests of the reference test pieces shall include the following information:

© ISO 2016 – All rights reserved 7
---------------------- Page: 12 ----------------------
ISO 148-3:2016(E)
a) striker geometry;
b) temperature at which the tests were performed;
c) all details necessary for the identification of each test piece;

d) energy value, K, of each test piece, corrected for air resistance and friction, with the striker radius

and specimen type indicated (KV , KV , KU , or KU );
2 8 2 8
e) value of the reference absorbed energy and the associated standard deviation;

f) uncertainty associated with the reference absorbed energy value measured for the set.

NOTE Information on calculating uncertainty is given in Annex A.
6.6 Reference test piece sets

After the characterization set(s) to be tested by the reference machine(s) have been drawn from the

batch, draw the remaining test pieces in sets of five. These are the test piece sets. Each test piece set

shall remain intact with no substitution permitted.
7 Certificates for reference test pieces

Each set of reference test pieces shall be accompanied by a certificate which provides the following

information:
a) reference to this part of ISO 148, i.e. ISO 148-3;
b) name, trademark or reference number of the producer;

c) reference absorbed energy value of the set and its uncertainty at the stated level of confidence;

d) striker geometry;
e) temperature at which the reference specimen should be tested;
f) necessary information for appropriate use of the reference test pieces;
g) name and general description of the material;
h) producer’s code for the batch;
i) intended use (making reference to ISO 148-2);

j) description of the (metrologically valid) procedure used to determine the certified value;

k) statement on the metrological traceability of the certified value;
l) storage conditions and shelf-life (period of validity).
8 Notes for using sets of reference test pieces

8.1 Indirect verification of an industrial machine shall be performed in accordance with ISO 148-2 using

the reference test pieces, the striker and the temperature specified by the producer of the test pieces.

8.2 All the reference test pieces in each set shall be used for a single, indirect verification of the

pendulum impact testing machine, testing the test pieces in random order and including all the results in

the average. Substitution or replacement of individual test pieces by test pieces from another reference

set is not permitted.
8 © ISO 2016 – All rights reserved
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ISO 148-3:2016(E)
Dimensions in millimetres
a) 2 mm striker b) 8 mm striker
c) Overview
NOTE See Table 2 for geometrical characteristics.
Line of strike.
Figure 1 — Dimensions of test pieces, anvils and strikers
© ISO 2016 – All rights reserved 9
-------------------
...

DRAFT INTERNATIONAL STANDARD
ISO/DIS 148-3
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 3:
Preparation and characterization of Charpy V-notch
test pieces for indirect verification of pendulum impact
machines
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
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
THIS DOCUMENT IS A DRAFT CIRCULATED
formal vote in CEN.
FOR COMMENT AND APPROVAL. IT IS
THEREFORE SUBJECT TO CHANGE AND MAY
NOT BE REFERRED TO AS AN INTERNATIONAL
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 148-3:2015(E)
RECIPIENTS OF THIS DRAFT ARE INVITED
TO SUBMIT, WITH THEIR COMMENTS,
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PROVIDE SUPPORTING DOCUMENTATION. ISO 2015
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ISO/DIS 148-3:2015(E)
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ISO/DIS 148-3:2015(E)
Contents Page

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

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

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

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

3 Terms and definitions ..................................................................................................................................................................................... 1

3.1 Definitions pertaining to the machine ................................................................................................................................ 1

3.2 Definitions pertaining to energy .............................................................................................................................................. 2

3.3 Definitions related to groups of test pieces .................................................................................................................... 2

3.4 Definitions pertaining to test pieces .................................................................................................................................... 2

4 Symbols and abbreviated terms ........................................................................................................................................................... 3

5 Reference testing machine ......................................................................................................................................................................... 4

5.1 Characteristics ......................................................................................................................................................................................... 4

5.1.1 General...................................................................................................................................................................................... 4

5.1.2 Geometrical characteristics (see Table 2 and Figures 1 and 2) ............................................... 5

5.1.3 Capacity ................................................................................................................................................................................... 5

5.1.4 Hardness ................................................................................................................................................................................. 6

5.1.5 Vibration ................................................................................................................................................................................. 6

5.1.6 Energy-indicating mechanism ............................................................................................................................. 6

5.2 Verification of reference testing machine ........................................................................................................................ 6

6 Reference test pieces ........................................................................................................................................................................................ 6

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

6.2 Material ......................................................................................................................................................................................................... 7

6.3 Dimensions ................................................................................................................................................................................................. 7

6.4 Marking ......................................................................................................................................................................................................... 7

6.5 Qualification of a batch of reference test pieces ......................................................................................................... 7

6.6 Reference test piece sets ................................................................................................................................................................. 8

7 Certificates for reference test pieces ............................................................................................................................................... 8

8 Notes for using sets of reference test pieces ............................................................................................................................ 9

Annex A (informative) Uncertainty of the certified KV value of Charpy reference materials ................12

Bibliography .............................................................................................................................................................................................................................19

© ISO 2015 – All rights reserved iii
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ISO/DIS 148-3:2015(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. 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 148-3:2008), 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 148-3:2015(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.

Successful experience in the use of reference test pieces led to the requirement in ISO 148-2 that

indirect verification must be performed using reference test pieces in addition to direct verification.

Other standards and codes also require indirect verification using reference test pieces; for example,

[1] [2]

EN 10045-2 and ASTM E 23 require the use of reference test pieces. The purpose of this part of

ISO 148 is to specify the requirements, preparation and methods for qualifying test pieces used for the

indirect verification of pendulum impact testing machines.
© ISO 2015 – All rights reserved v
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DRAFT INTERNATIONAL STANDARD ISO/DIS 148-3:2015(E)
Metallic materials — Charpy pendulum impact test —
Part 3:
Preparation and characterization of Charpy V-notch
test pieces for indirect verification of pendulum impact
machines
1 Scope

This part of ISO 148 covers the requirements, preparation and methods for qualifying test pieces used

for the indirect verification of pendulum impact testing machines in accordance with ISO 148-2.

It specifies notched test pieces with nominal dimensions identical to those specified in ISO 148-1;

however, the tolerances are more stringent.

NOTE 1 The chemical composition or heat treatment, or both, are varied according to the energy level desired.

NOTE 2 Reference test pieces are qualified on reference pendulum impact testing machines which are also

described in this part of ISO 148.
2 Normative references

The following referenced 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 148-2, Metallic materials — Charpy pendulum impact test — Part 2: Verification of testing 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
industrial machine

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

metallic materials
Note 1 to entry: These machines are not used to establish reference values.
3.1.2
reference machine

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

© ISO 2015 – All rights reserved 1
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ISO/DIS 148-3:2015(E)
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.
3.2.2
absorbed energy

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

energy losses

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

as a subscript to indicate the radius of the striking edge of the striker, for example KV .

3.2.3
reference absorbed energy

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

impact testing machines
3.3 Definitions related to groups of test pieces
3.3.1
batch

definite quantity of reference test pieces manufactured under identical conditions of production, with a

common certified absorbed energy
3.3.2
set
group of test pieces chosen at random from a batch
3.3.2.1
characterization set

set of test pieces taken from a batch in accordance with Clause 6 and used to determine the reference

energy of the batch
3.3.2.2
reference set

set of test pieces chosen in accordance with Clauses 6 and 8 and used to verify a pendulum impact

testing machine
3.4 Definitions pertaining to test pieces
3.4.1
width
distance between the notched face and the opposite face
3.4.2
thickness
dimension perpendicular to the width and parallel to the notch
3.4.3
length
largest dimension perpendicular to the notch
2 © ISO 2015 – All rights reserved
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ISO/DIS 148-3:2015(E)
3.4.4
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
3.4.5
certified reference test piece

impact test piece accompanied by a certificate providing the certified absorbed energy value, K , and its

uncertainty at a stated level of confidence

Note 1 to entry: The certified reference value is the value determined by a certified national or international body,

or by an organisation accredited for the production of certified Charpy reference test pieces in accordance with

ISO Guide 34, following the procedures described in this International Standard.
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
CRM — Certified reference material
GUM — Guide to the expression of uncertainty in measurement
ISO — International Organization for Standardization
k — Coverage factor
K J Absorbed energy
K J Total absorbed energy
K J Reference absorbed energy of a set of Charpy reference test pieces
Absorbed energy as measured in accordance with ISO 148-1 on a V-notched
K J
sample
KV value as determined for a batch of V-notched Charpy reference materials in
KV J
char
a batch certification characterization exercise
KV J Certified K value of a PB reference material
PB V
KV J Certified K value of a Charpy reference material
R V
KV J Certified K value of an SB reference material
SB V
n — Number of samples tested for the homogeneity assessment
hom
n — Number of PB specimens used to compare SB with PB
n — Number of SB specimens used to compare SB with PB
Number of reference samples tested for the indirect verification of a pendulum
n —
impact testing machine
p — Number of laboratories/instruments participating in a laboratory comparison
PB — Primary batch
REMCO — ISO Committee on reference materials
RM — Reference material
SB — Secondary batch
s J Standard deviation of the mean K values obtained at p laboratories
p V
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ISO/DIS 148-3:2015(E)
Table 1 (continued)
Symbol/
abbreviated Unit Designation
term
Standard deviation of results obtained on n PB samples when comparing
s J
them with n SB samples
Standard deviation of the K values obtained on n samples in the homoge-
V hom
s J
neity assessment of the batch of reference material
u J Standard uncertainty of KV
char char
u J Standard uncertainty of KV for a PB
char,PB char
u J Standard uncertainty of KV for an SB
char,SB char
u J Standard uncertainty of the homogeneity assessment of the reference material
hom
Standard uncertainty of the long-term-stability assessment of the reference
u J
lts
material
Standard uncertainty of the certified value of a reference material used for
u J
indirect verification
Expanded uncertainty of the certified value of a reference material at a confi-
U J
dence level of about 95 %
Standard uncertainty of the short-term-stability assessment of a reference
u J
sts
material
u Standard uncertainty of X
XPB PB
u Standard uncertainty of X
XSB SB
J Mean of n specimens used to compare SB with PB
J Mean of n specimens used to compare SB with PB
δKV
J Part of the error of the measured KV value due to batch heterogeneity
hom
δKV
J Part of the error of the measured KV value due to long-term instability
lts
δKV
J Part of the error of the measured KV value due to short-term instability
sts
v — Degrees of freedom corresponding to u
char char
v — Degrees of freedom corresponding to u
hom hom
v — Degrees of freedom corresponding to u
RM RM
5 Reference testing machine
5.1 Characteristics
5.1.1 General

The characteristics of reference machines used to determine the reference energy of reference test

pieces shall comply with the requirements of ISO 148-2 except as modified below.
4 © ISO 2015 – All rights reserved
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ISO/DIS 148-3:2015(E)
5.1.2 Geometrical characteristics (see Table 2 and Figures 1 and 2)
The following geometrical characteristics apply:
 
+01, 0
1) the radius of the anvils shall be 1 mm ;
00, 0
 
 
 
+01, 0
2) the distance between the anvils shall be 40 mm ;
00, 0
 
 

3) the striking edge shall be within ± 0,25 mm of the plane of symmetry of the anvils.

Table 2 — Geometrical characteristics
Reference number Designation Value Tolerance Units
+0,00
1 Length of test piece 55,00 * mm
−0,30
2 Half-length of test piece 27,5 ± 0,2 * mm
3 Width of test piece 10,00 ± 0,06 mm
4 Thickness of test piece 10,00 ± 0,07 * mm
5 Ligament length 8,00 ± 0,06 mm
6 Angle of notch 45,0 ± 1,0 * degree
7 Radius at base of notch 0,250 ± 0,025 mm
8 Angle between adjacent faces 90,00 ± 0,15 * degree
Angle between plane of symmetry of notch
9 90 ± 2 degree
and longitudinal axis
+0,10
10 Radius of anvils 1,00 * mm
−0,00
11 Angle of taper of anvils 11 ± 1,0 degree
+0,10
12 Distance between anvils 40,00 * mm
−0,00
Distance of striking edge from plane of sym-
13 — ± 0,25 * mm
metry of anvils
14 Angle of striker 30 ± 1 degree
+0,20
15A Radius of striking edge of 2 mm striker 2,00 * mm
−0,00
15B Radius of striking edge of 8 mm striker 8,00 ± 0.05 mm
+0,50
15C Radius of shoulder of 8 mm striker 0,25 mm
−0,05
15D Width of striking edge of 8 mm striker 4,00 ± 0,20 mm

NOTE 1 Tolerances followed by an asterisk * are tighter than those in ISO 148-1 or ISO 148-2.

NOTE 2 See Figures 1 and 2.
See Figure 1.
5.1.3 Capacity

The capacity of a reference machine (nominal initial potential energy) shall be appropriate for the

specimens to be tested and certified with it. Certified energies shall not exceed 80 % of the machine

capacity.
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ISO/DIS 148-3:2015(E)
5.1.4 Hardness

The portions of the striker and the anvils (see Figure 1) that contact the specimen and apply or react to

the impacting force shall have a minimum hardness of 56 HRC.
5.1.5 Vibration

Ensure that the reference machine is not subjected to external vibrations induced by other equipment

in close proximity, such as forging hammers, presses, moving vehicles. The machine shall also be free of

excessive vibrations during an impact test.

NOTE Such vibrations can be detected by placing a small container of water at 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. Excessive vibration in a machine firmly fastened to the floor indicates the need for a

separate foundation and/or the use of vibration isolators.
5.1.6 Energy-indicating mechanism
The resolution shall be at least 1/400 of the nominal energy.
5.2 Verification of reference testing machine

Direct verification shall be carried out in accordance with ISO 148-2 and with the additional requirements

of 5.1.
The repeatability and the bias shall be as specified in Table 3.

All equipment used for inspection and verification of a reference testing machine shall be calibrated

and shall have a certified traceability to the SI System (the international system of units). The body

performing the verification shall maintain calibration records for all inspection, measurement and test

equipment.

The dates and details of all inspections and repairs shall be documented and maintained for each

reference machine by the owner of the machine.
Table 3 — Repeatability and bias of reference pendulum impact testing machines
Absorbed energy Repeatability Allowed Bias
< 40 J ≤ 2 J ± 2 J
≥ 40 J ≤ 5 % of K ± 5 % of K
R R

Repeatability is the standard deviation of the K values measured on a least 10 reference test pieces.

Bias is given by KK−
where
KKK++ ++ K �
12 3 n
K =�
where n ≥ 10.
6 Reference test pieces
6.1 General

Guidelines for the preparation, certification, and use of (certified) reference materials have been drawn

up by ISO REMCO, the ISO Committee on reference materials (see References [3] to [7]). The procedures

described below provide more details, specific to the case of Charpy reference test pieces.

6 © ISO 2015 – All rights reserved
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ISO/DIS 148-3:2015(E)
6.2 Material
All the test pieces from a batch shall come from a single ingot or melt.

All test pieces shall be made of steel. The composition of the test pieces is not specified. Batches with

different energy levels may have different compositions.
All test pieces from a batch shall receive the same heat treatment.

For each batch, the level for the reference absorbed energy is characterized by using one the following

ranges:
— Low: < 30 J
— Medium: ≥ 30 J to 110 J
— High: ≥ 110 J to 200 J
— Ultra-high: ≥ 200 J
6.3 Dimensions

The reference test pieces shall meet the dimensional requirements given in Table 2.

NOTE These dimensions are identical with those in ISO 148-1, except that some of the tolerances are tighter.

The radius at the base of the notch shall be tangential to the notch angle.

The surface finish, Ra, shall not exceed 1,6 µm on the notched surface and 3,2 µm on the other surfaces.

6.4 Marking

All test pieces shall be permanently marked so that each test piece can be distinguished from all the

others.

The test piece may be marked on any face not in contact with supports, anvils or striker and at a position

such that plastic deformation and surface discontinuities caused by marking do not affect the absorbed

energy measured in the test.
6.5 Qualification of a batch of reference test pieces

6.5.1 Any group of test pieces meeting the requirements of 6.2, 6.3 and 6.4 may be used as the batch

from which reference test pieces are randomly selected.

6.5.2 To determine the reference energy of a batch, draw one or more sets of at least 25 test pieces at

random from the batch and test them on one or more reference machine(s). Take the reference absorbed

energy of the batch as the grand average of the values obtained for the 25 or more test pieces, or as the

average of the mean values obtained on the different reference machines.

NOTE The certified values can be determined using other methods, providing the method used conforms to

[6,7]
ISO Guides 34 and 35.

6.5.3 Also calculate the standard deviation. The standard deviation shall be as specified in Table 4.

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ISO/DIS 148-3:2015(E)

Table 4 — Maximum allowable standard deviations permitted for Charpy reference test pieces

Energy Standard deviation
< 40 J ≤ 2,0 J
≥ 40 J ≤ 5 % of K

6.5.4 The report on the impact tests of the reference test pieces shall include the following information:

1) the striker geometry;
2) the temperature at which the tests were performed;
3) all details necessary for the identification of each test piece;

4) the energy value, K, of each test piece, corrected for air resistance and friction, with the striker

radius and specimen type indicated (KV , KV , KU , or KU );
2 8 2 8

5) the value of the reference absorbed energy and the associated standard deviation;

6) the uncertainty associated with the reference absorbed energy value measured for the set.

NOTE Information on calculating uncertainty is given in Annex A.
6.6 Reference test piece sets

After the characterization set(s) to be tested by the reference machine(s) have been drawn from the

batch, draw the remaining test pieces in sets of five. These are the test piece sets. Each test piece set

shall remain intact with no substitution permitted.
7 Certificates for reference test pieces

Each set of reference test pieces shall be accompanied by a certificate which provides the following

information:
1) a reference to this part of ISO 148, i.e. ISO 148-3;
2) the name, trademark or reference number of the producer;

3) the reference absorbed energy value of the set and its uncertainty at the stated level of confidence;

4) the striker geometry;
5) the temperature at which the reference specimen should be tested;
6) necessary information for appropriate use of the reference test pieces;
7) name and general description of the material;
8) producer’s code for the batch;
9) intended use (making reference to ISO 148-2);

10) description of the (metrologically valid) procedure used to determine the certified valu

...

NORME ISO
INTERNATIONALE 148-3
Troisième édition
2016-10-15
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
Metallic materials — Charpy pendulum impact test —
Part 3: Preparation and characterization of Charpy V-notch test
pieces for indirect verification of pendulum impact machines
Numéro de référence
ISO 148-3:2016(F)
ISO 2016
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ISO 148-3:2016(F)
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ISO 148-3:2016(F)
Sommaire Page

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

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

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

2 Références normatives ................................................................................................................................................................................... 1

3 Termes et définitions ....................................................................................................................................................................................... 1

3.1 Définitions relatives à la machine ........................................................................................................................................... 1

3.2 Définitions relatives à l’énergie ................................................................................................................................................ 2

3.3 Définitions relatives à un groupe d’éprouvettes ........................................................................................................ 2

3.4 Définitions relatives à l’éprouvette ......... ............................................................................................................................... 2

4 Symboles et abréviations ............................................................................................................................................................................. 3

5 Machine d’essai de référence .................................................................................................................................................................. 4

5.1 Caractéristiques ..................................................................................................................................................................................... 4

5.1.1 Généralités ............................................................................................................................................................................ 4

5.1.2 Caractéristiques géométriques (voir Tableau 2 et Figures 1 et 2) .................. ...................... 4

5.1.3 Capacité.................................................................................................................................................................................... 5

5.1.4 Dureté ........................................................................................................................................................................................ 5

5.1.5 Vibration ................................................................................................................................................................................. 6

5.1.6 Indicateur d’énergie ...................................................................................................................................................... 6

5.2 Vérification de la machine d’essai de référence.......................................................................................................... 6

6 Éprouvettes de référence ............................................................................................................................................................................. 6

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

6.2 Matériau ........................................................................................................................................................................................................ 7

6.3 Dimensions ................................................................................................................................................................................................. 7

6.4 Marquage ..................................................................................................................................................................................................... 7

6.5 Qualification d’un lot d’éprouvettes de référence .................................................................................................... 7

6.6 Jeux d’éprouvettes de référence ............................................................................................................................................... 8

7 Certificat des éprouvettes de référence ........................................................................................................................................ 8

8 Remarques sur l’emploi des jeux d’éprouvettes de référence .............................................................................. 9

Annexe A (informative) Incertitude de la valeur de KV certifiée d’un matériau de

référence Charpy ...............................................................................................................................................................................................11

Bibliographie ...........................................................................................................................................................................................................................19

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ISO 148-3:2016(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’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 148-3 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 164, Essais mécaniques des métaux, sous-

comité SC 4, Essais de ténacité — Fracture (F), Pendulum (P), Déchirage (T).

Cette troisième édition annule et remplace la deuxième édition (ISO 148-3:2008), 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

— 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 148-3:2016(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 est communément vérifié par la mesure de la masse du pendule et de sa position pour

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

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

nationales. La nature objective de telles mesures traçables réduisait la nécessité d’arbitrage concernant

la conformité des machines pour les essais de réception de matière.

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 tandis que celles obtenues sur l’autre machine ne sont

pas satisfaisantes.

Afin d’éviter de tels désaccords, certains acheteurs de matériaux ajoutaient l’exigence que toutes les

machines d’essai de flexion utilisées pour l’essai de réception de matière 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.

Le succès de l’expérience menée avec des éprouvettes de référence a conduit à l’exigence de

l’ISO 148-2 qu’une vérification indirecte doit être effectuée à l’aide d’éprouvettes de référence, en

plus de la vérification directe. D’autres normes et codes exigent également la vérification indirecte à

[1] [2]

l’aide d’éprouvettes de référence; par exemple l’EN 10045-2, et l’ASTM E 23, exigent l’utilisation

d’éprouvettes de référence. L’objet de la présente partie de l’ISO 148 est de spécifier les exigences,

la préparation et les méthodes de qualification de ces éprouvettes de référence utilisées pour la

vérification indirecte des machines d’essai de flexion par choc.
© ISO 2016 – Tous droits réservés v
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NORME INTERNATIONALE ISO 148-3:2016(F)
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
1 Domaine d’application

La présente partie de l’ISO 148 couvre les exigences, la préparation et les méthodes de qualification des

éprouvettes utilisées pour la vérification indirecte des machines d’essai de flexion par choc (moutons-

pendules) conformément à l’ISO 148-2.

Elle décrit les éprouvettes à entaille, de dimensions nominales identiques à celles spécifiées dans

l’ISO 148-1. Cependant, les tolérances sont plus serrées.

NOTE 1 La composition chimique ou le traitement thermique, ou les deux, sont variables selon le niveau

d’énergie de rupture choisi.

NOTE 2 Les éprouvettes de référence sont qualifiées sur des moutons-pendules de référence qui sont

également décrits dans le présent document.
2 Références normatives

Les documents suivants, en tout ou partie, sont référencés de façon normative dans le présent document

et sont indispensables à son application. 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 — Méthode d’essai.

ISO 148-2, Matériaux métalliques — Essai de flexion par choc sur éprouvette Charpy — Vérification des

machines d’essai.
3 Termes et définitions

Pour les besoins de la présente partie de l’ISO 148, les termes et définitions suivants s’appliquent.

3.1 Définitions relatives à la machine
3.1.1
machine industrielle

mouton-pendule utilisé pour des essais industriels, ou, plus généralement, en laboratoire de recherche,

effectués sur des matériaux métalliques

Note 1 à l’article: Ces machines ne sont pas utilisées pour établir des valeurs de référence.

3.1.2
machine de référence

mouton-pendule utilisé pour la détermination de l’énergie de référence d’un lot d’éprouvettes de

référence
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ISO 148-3:2016(F)
3.2 Définitions relatives à l’énergie
3.2.1
énergie absorbée totale

énergie totale requise pour rompre une éprouvette avec un mouton-pendule, sans correction d’aucune

perte 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 est rompue l’éprouvette.

3.2.2
énergie absorbée

énergie requise pour rompre une éprouvette avec un mouton-pendule, après correction pour les pertes

d’énergie

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

chiffre 2 ou 8 est utilisé comme indice pour indiquer le rayon de l’arête du couteau, par exemple KV .

3.2.3
énergie de référence

énergie absorbée moyenne associée aux éprouvettes utilisées pour vérifier les performances des

moutons-pendules
3.3 Définitions relatives à un groupe d’éprouvettes
3.3.1
lot

quantité définie d’éprouvettes de référence fabriquées dans des conditions identiques de production et

présentant la même valeur certifiée d’énergie absorbée
3.3.2
jeu
groupe d’éprouvettes choisies au hasard dans un lot
3.3.2.1
jeu de caractérisation

jeu d’éprouvettes prélevées dans un lot conformément à l’Article 6 et utilisées pour déterminer l’énergie

de référence du lot
3.3.2.2
jeu de référence

jeu d’éprouvettes choisies conformément aux Articles 6 et 8 et utilisées pour vérifier le mouton-pendule

3.4 Définitions relatives à l’éprouvette
3.4.1
largeur
distance entre la face entaillée et la face opposée
3.4.2
épaisseur
dimension perpendiculaire à la hauteur et parallèle à l’entaille
3.4.3
longueur
dimension la plus grande, perpendiculaire à l’entaille
2 © ISO 2016 – Tous droits réservés
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ISO 148-3:2016(F)
3.4.4
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 pour

cette éprouvette
3.4.5
éprouvette de référence certifiée

éprouvette accompagnée d’un certificat mentionnant la valeur certifiée d’énergie absorbée K et

l’incertitude associée, exprimée par un niveau de confiance

Note 1 à l’article: La valeur de référence certifié est la valeur déterminée par un organisme national ou

international certifié, ou par un organisme accrédité pour la production d’éprouvettes de référence certifiés

[3]

conformément au Guide ISO 34 , suivant les procédures décrites dans la présente Norme internationale.

4 Symboles et abréviations

Pour l’usage du présent document, les symboles et termes abrégés donnés dans le Tableau 1 sont

applicables.
Tableau 1 — Symboles, désignations et unités
Symbole/
Unités Désignation
abréviation
CRM — Matériau de référence certifié
GUM — Guide ISO pour l’expression de l’incertitude de mesure
ISO — Organisation internationale de normalisation
k — Facteur d’élargissement
K J Énergie absorbée
K J Énergie totale absorbée
K J Energie absorbée de référence d’un jeu d’éprouvettes de référence Charpy

K J Énergie absorbée telle que mesurée conformément à l’ISO 148-1 sur une éprouvette

à entaille en V

KV J Valeur de K telle que déterminée pour un lot d’éprouvettes de référence Charpy à

char V
entaille en V dans la campagne de caractérisation pour la certification d’un lot
KV J Valeur de K certifiée d’un matériau de référence PB
PB V
KV J Valeur de K certifiée d’un matériau de référence Charpy
R V
KV J Valeur de K certifiée d’un matériau de référence SB
SB V
n — Nombre d’éprouvettes soumises à essai pour l’évaluation de l’homogénéité
hom
n — Nombre d’éprouvettes PB utilisées pour comparer le SB et le PB
n — Nombre d’éprouvettes SB utilisées pour comparer le SB et le PB

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

d’un mouton-pendule

p — Nombre de laboratoires/instruments participant à une comparaison de laboratoires

PB — Lot primaire
REMCO — Comité ISO pour les matériaux de référence
RM — Matériau de référence
SB — Lot secondaire
s J Écart-type des valeurs moyennes de K obtenues par p laboratoires
p V

s J Écart-type des résultats obtenus sur n éprouvettes du PB lors de leur comparai-

PB PB
son avec n éprouvettes du SB
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ISO 148-3:2016(F)
Tableau 1 (suite)
Symbole/
Unités Désignation
abréviation
s J Écart-type des valeurs de K obtenues sur n éprouvettes dans les évaluations
RM V hom
d’homogénéité du lot du matériau de référence
u J Incertitude-type de KV
char char
u J Incertitude-type de KV pour un PB
char,PB char
u J Incertitude-type de KV pour un SB
char,SB char
u J Incertitude-type de l’évaluation d’homogénéité du matériau de référence
hom

u J Incertitude-type de l’évaluation de stabilité à long terme du matériau de référence

lts

u J Incertitude-type de la valeur certifiée d’un matériau de référence utilisé pour la

vérification indirecte

U J Incertitude étendue de la valeur certifiée d’un matériau de référence avec un

niveau de confiance d’environ 95 %,

u J Incertitude-type de l’évaluation de stabilité à court terme du matériau de référence

sts
u Incertitude-type de X
XPB PB
u Incertitude-type de X
XSB SB
J Moyenne de n éprouvettes utilisées pour comparer le SB au PB
J Moyenne de n éprouvettes utilisées pour comparer le SB au PB
J Partie de l’erreur de la valeur de KV mesurée due à l’hétérogénéité du lot
δKV
hom
J Partie de l’erreur de la valeur de KV mesurée due à l’instabilité à long terme
δKV
lts

J Partie de l’erreur de la valeur de KV mesurée due à l’instabilité à court terme

δKV
sts
ν — Degrés de liberté correspondant à u
char char
ν — Degrés de liberté correspondant à u
hom hom
ν — Degrés de liberté correspondant à u
RM RM
5 Machine d’essai de référence
5.1 Caractéristiques
5.1.1 Généralités

Les caractéristiques des machines de référence utilisées pour la détermination de l’énergie de

référence des éprouvettes de référence doivent satisfaire aux exigences de l’ISO 148-2, à l’exception des

modifications suivantes:
5.1.2 Caractéristiques géométriques (voir Tableau 2 et Figures 1 et 2)
Les caractéristiques géométriques suivantes s’appliquent:
+01, 0
 
a) Le rayon de courbure des appuis doit être 1 mm .
 
00, 0
 
4 © ISO 2016 – Tous droits réservés
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ISO 148-3:2016(F)
+01, 0
 
b) La distance entre les appuis doit être 40 mm .
 
00, 0
 

c) L’arête du couteau doit demeurer à moins de ± 0,25 mm du plan de symétrie des appuis.

Tableau 2 — Caractéristiques géométriques
Numéro de référen-
Désignation Valeur Tolérance Unités
+0,00
1 Longueur de l’éprouvette 55,00 mm
−0,30
2 Demi-longueur de l’éprouvette 27,5 ±0,2* mm
3 Largeur de l’éprouvette 10,00 ±0,06 mm
4 Épaisseur de l’éprouvette 10,00 ±0,07* mm
5 Hauteur restant à fond d’entaille 8,00 ±0,06 mm
6 Angle de l’entaille 45,0 ±1,0* degré
7 Rayon de courbure à fond d’entaille 0,250 ±0,025 mm
8 Angle entre faces adjacentes 90,00 ±0,15* degré
Angle entre le plan de symétrie de
9 90 ±2 degré
l’entaille et l’axe longitudinal
+0,10
10 Rayon des appuis 1,00 mm
−0,00
11 Angle de dépouille des appuis 11 ±1,0 degré
+0,10
12 Distance entre appuis 40,00 mm
−0,00
Distance entre l’arête du couteau et
13 - ±0,25* mm
le plan de symétrie des appuis
14 Angle du couteau 30 ±1 degré
+0,20
15A Rayon de l’arête du couteau de 2 mm 2,00 mm
−0,00
15B Rayon de l’arête du couteau de 8 mm 8,00 ±0,05 mm
±0,50
Rayon de raccordement du couteau
15C 0,25 mm
de 8 mm
−0,05
15D Largeur de l’arête du couteau de 8 mm 4,00 ±0,05 mm

NOTE 1 Les tolérances suivies d’un (*) sont plus serrées que celles de l’ISO 148-1 ou de l’ISO 148-2.

NOTE 2 Voir les Figures 1 et 2.
Voir la Figure 1.
5.1.3 Capacité

La capacité de la machine de référence (énergie potentielle initiale nominale) doit être appropriée aux

éprouvettes à caractériser et certifiées avec elle. Les énergies certifiées ne doivent pas excéder 80 % de

la capacité de la machine.
5.1.4 Dureté

Les parties du couteau et des appuis (voir la Figure 1) qui sont en contact avec l’éprouvette et qui

appliquent la force d’impact ou y réagissent doivent avoir une dureté minimale de 56 HRC.

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ISO 148-3:2016(F)
5.1.5 Vibration

La machine de référence ne doit pas être soumise à des vibrations extérieures induites par d’autres

équipements situés à proximité immédiate, telles que marteau-pilon, presses, véhicules en mouvement.

La machine doit être également exempte de vibrations excessives pendant un essai de choc.

NOTE De telles vibrations peuvent être détectées en plaçant sur le bâti de la machine, en tout emplacement

convenable, un petit récipient rempli d’eau; l’absence de rides à la surface de l’eau au cours d’un essai de choc

indique que cette exigence est satisfaite. Une vibration excessive d’une machine fixée solidement au sol indique la

nécessité d’avoir des fondations séparées ou d’utiliser des isolateurs de vibration.

5.1.6 Indicateur d’énergie
La résolution doit être d’au moins 1/400 de l’énergie nominale.
5.2 Vérification de la machine d’essai de référence

Effectuer la vérification directe conformément à l’ISO 148-2, avec les exigences supplémentaires de 5.1.

La répétabilité et l’erreur systématique doivent être comme spécifié dans le Tableau 3.

Tous les équipements utilisés pour le contrôle et la vérification d’une machine d’essai de référence

doivent être étalonnés et doivent avoir une traçabilité certifiée au Système international d’unités (SI)

par les organismes nationaux de normalisation. L’organisme effectuant la vérification doit conserver les

enregistrements d’étalonnage de tous les équipements de contrôle, de mesurage et d’essai.

Les dates et détails de tous les contrôles et réparations doivent être notés par le propriétaire de la

machine dans un journal de bord pour chaque machine de référence.

Tableau 3 — Répétabilité et erreur systématique des moutons-pendules de référence

(valeurs en Joules)
Énergie absorbée
Répétabilité Erreur systématique autorisée
< 40 J ≤ 2 J ± 2 J
≥ 40 J ≤ 5 % de K ± 5 % de K
R R

La répétabilité est l’écart-type des valeurs K mesurées sur au moins 10 éprouvettes de référence.

l’erreur est donnée par KK-
KK++KK++ �
12 3 n
K =�
où n ≥ 10.
6 Éprouvettes de référence
6.1 Généralités

Des directives pour la préparation, la certification et l’utilisation des matériaux de référence (certifiés)

[3]

ont été établies par l’ISO REMCO, le Comité ISO pour les matériaux de référence (voir les Références

[7]

à ). Les modes opératoires décrits ci-dessous fournissent de plus amples détails, spécifiques au cas

d’éprouvettes Charpy de référence.
6 © ISO 2016 – Tous droits réservés
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ISO 148-3:2016(F)
6.2 Matériau

Toutes les éprouvettes d’un même lot doivent provenir d’un même lingot ou d’une même coulée.

Toutes les éprouvettes doivent être en acier. La composition des éprouvettes n’est pas spécifiée. Des lots

de différents niveaux d’énergie peuvent avoir des compositions différentes.
Toutes les éprouvettes d’un même lot doivent subir le même traitement thermique.

Pour chaque lot, l’énergie absorbée de référence doit se situer dans l’une des fourchettes suivantes:

— basse énergie: < 30 J
— énergie moyenne: ≥ 30 J et < 110 J
— haute énergie: ≥ 110 J et < 200 J
— très haute énergie: ≥ 200 J
6.3 Dimensions

Les éprouvettes de référence doivent satisfaire aux exigences dimensionnelles données dans le

Tableau 2.

NOTE Ces dimensions sont identiques à celles de l’ISO 148-1 sauf que certaines tolérances sont plus strictes.

Le rayon à fond d’entaille doit être tangent à l’angle de l’entaille.

La rugosité de surface, Ra, doit être inférieure à 1,6 µm sur la surface entaillée et à 3,2 µm sur les autres

surfaces.
6.4 Marquage

Toutes les éprouvettes doivent être marquées de façon permanente afin que chaque éprouvette puisse

être distinguée de toutes les autres.

L’éprouvette peut être marquée sur toute face qui n’est pas en contact avec les supports, les appuis ou le

couteau et à un endroit qui évite les effets d’une déformation plastique et des discontinuités de surface

sur l’énergie absorbée mesurée lors de l’essai.
6.5 Qualification d’un lot d’éprouvettes de référence

6.5.1 Tout groupe d’éprouvettes ayant satisfait aux exigences de 6.2, 6.3 et 6.4 peut être utilisé comme

un lot dans lequel les éprouvettes de référence sont choisies au hasard.

6.5.2 Pour déterminer l’énergie de référence d’un lot, choisir un ou plusieurs jeux d’au moins

25 éprouvettes au hasard dans le lot et les soumettre à essai sur une machine de référence. Prendre

l’énergie de référence du lot comme la moyenne des valeurs obtenues pour les 25 ou plus d’éprouvettes,

ou comme la moyenne des valeurs moyennes obtenues sur les différentes machines de référence.

NOTE Les valeurs certifiées peuvent être déterminées à l’aide d’autres méthodes, pourvu que la méthode

[7]
utilisée soit conforme aux Guides ISO 34 et ISO 35 .

6.5.3 Calculer également l’écart-type. Celui-ci doit être comme spécifié dans le Tableau 4.

© ISO 2016 – Tous droits réservés 7
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ISO 148-3:2016(F)
Tableau 4 — Écart-type admissible pour les éprouvettes de référence
Énergie
Écart-type
< 40 J ≤ 2,0 J
≥ 40 J ≤5 % de K

6.5.4 Le rapport des essais de flexion par choc sur les éprouvettes doit inclure les informations

suivantes:
1) la géométrie du couteau;
2) la température à laquelle les essais ont été réalisés;
3) tous les détails nécessaires pour l’identification de chaque éprouvette;

4) la valeur de l’énergie, KV, corrigée des pertes dues à la résistance de l’air et au frottement, pour

chaque éprouvette, avec indication du rayon de l’éprouvette (KV , KV , KU , ou KU );

2 8 2 8
5) la valeur de l’énergie de référence du jeu d’éprouvettes, et l’écart-type;

6) l’incertitude associée à la valeur d’énergie mesurée pour le jeu d’éprouvettes.

NOTE Les informations concernant le calcul de l’incertitude sont fournies dans l’Annexe A.

6.6 Jeux d’éprouvettes de référence

Après avoir retiré du lot le ou les jeux soumis à essai sur la ou les machines de référence, grouper les

éprouvettes resta
...

PROJET DE NORME INTERNATIONALE
ISO/DIS 148-3
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 3:
Préparation et caractérisation des éprouvettes Charpy à
entaille en V pour la vérification indirecte des machines
d’essai mouton-pendule
Metallic materials — Charpy pendulum impact test —

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

pendulum impact 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 148-3:2015(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
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO/DIS 148-3:2015(F) ISO/DIS 148-3
Sommaire Page

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

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

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

2 Références normatives ......................................................................................................................... 1

3 Termes et définitions ............................................................................................................................ 1

3.1 3.1 Définitions relatives à la machine .................................................................................................. 1

3.2 Définitions relatives à l’énergie ........................................................................................................... 2

3.3 Définitions relatives à un groupe d’éprouvettes ................................................................................ 2

3.4 Définitions relatives à l’éprouvette ...................................................................................................... 2

4 Symboles ................................................................................................................................................ 3

5 Machine d’essai de référence .............................................................................................................. 6

5.1 Caractéristiques .................................................................................................................................... 6

5.2 Vérification de la machine d’essai de référence ................................................................................ 8

6 Éprouvettes de référence ..................................................................................................................... 9

6.1 Généralités ............................................................................................................................................. 9

6.2 Matériau .................................................................................................................................................. 9

6.3 Dimensions .......................................................................................................................................... 10

6.4 Marquage .............................................................................................................................................. 10

6.5 Qualification d’un lot d’éprouvettes de référence ........................................................................... 10

6.6 Jeux d’éprouvettes de référence ....................................................................................................... 11

7 Certificat des éprouvettes de référence ............................................................................................ 11

8 Remarques sur l’emploi des jeux d’éprouvettes de référence ....................................................... 11

Annexe A (informative) Incertitude de la valeur de KV certifiée d’un matériau de référence Charpy ...... 14

Bibliographie ..................................................................................................................................................... 22

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ISO/DIS 148-3
Sommaire Page

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

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

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

2 Références normatives ......................................................................................................................... 1

3 Termes et définitions ............................................................................................................................ 1

3.1 3.1 Définitions relatives à la machine .................................................................................................. 1

3.2 Définitions relatives à l’énergie ........................................................................................................... 2

3.3 Définitions relatives à un groupe d’éprouvettes ................................................................................ 2

3.4 Définitions relatives à l’éprouvette ...................................................................................................... 2

4 Symboles ................................................................................................................................................ 3

5 Machine d’essai de référence .............................................................................................................. 6

5.1 Caractéristiques .................................................................................................................................... 6

5.2 Vérification de la machine d’essai de référence ................................................................................ 8

6 Éprouvettes de référence ..................................................................................................................... 9

6.1 Généralités ............................................................................................................................................. 9

6.2 Matériau .................................................................................................................................................. 9

6.3 Dimensions .......................................................................................................................................... 10

6.4 Marquage .............................................................................................................................................. 10

6.5 Qualification d’un lot d’éprouvettes de référence ........................................................................... 10

6.6 Jeux d’éprouvettes de référence ....................................................................................................... 11

7 Certificat des éprouvettes de référence ............................................................................................ 11

8 Remarques sur l’emploi des jeux d’éprouvettes de référence ....................................................... 11

Annexe A (informative) Incertitude de la valeur de KV certifiée d’un matériau de référence Charpy ...... 14

Bibliographie ..................................................................................................................................................... 22

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ISO/DIS 148-3
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 148-3 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 164, Essais mécaniques des métaux, sous-comité

SC 4, Essais de ténacité - Fracture (F), Pendulum (P), Déchirage (T).

Cette troisième édition annule et remplace la deuxième édition (ISO 148-3:2008), 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

 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 148-3
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 est communément vérifié

par la mesure de la masse du pendule et de sa position pour différentes lectures sur l’échelle. Ce mode

opératoire d’évaluation de la machine avait le net avantage de requérir seulement des mesures de quantités qui

peuvent présenter une traçabilité à des normes nationales. La nature objective de telles mesures traçables

réduisait la nécessité d’arbitrage concernant la conformité des machines pour les essais de réception de matière.

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 tandis que celles obtenues sur l’autre machine ne sont pas satisfaisantes.

Afin d’éviter de tels désaccords, certains acheteurs de matériaux ajoutaient l’exigence que toutes les machines

d’essai de flexion utilisées pour l’essai de réception de matière 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.

Le succès de l’expérience menée avec des éprouvettes de référence a conduit à l’exigence de l’ISO 148-2

qu’une vérification indirecte doit être effectuée à l’aide d’éprouvettes de référence, en plus de la vérification

directe. D’autres normes et codes exigent également la vérification indirecte à l’aide d’éprouvettes de référence ;

par exemple l’EN 10045-2 [1], et l’ASTM E 23 [2], exigent l’utilisation d’éprouvettes de référence. L’objet de la

présente partie de l’ISO 148 est de spécifier les exigences, la préparation et les méthodes de qualification de

ces éprouvettes de référence utilisées pour la vérification indirecte des machines d’essai de flexion par choc.

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PROJET DE NORME INTERNATIONALE ISO/DIS 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
1 Domaine d’application

La présente partie de l’ISO 148 couvre les exigences, la préparation et les méthodes de qualification des

éprouvettes utilisées pour la vérification indirecte des machines d’essai de flexion par choc

(moutons-pendules) conformément à l’ISO 148-2.

Elle décrit les éprouvettes à entaille, de dimensions nominales identiques à celles spécifiées dans l’ISO 148-1.

Cependant, les tolérances sont plus serrées.

NOTE 1 La composition chimique ou le traitement thermique, ou les deux, sont variables selon le niveau d’énergie de

rupture choisi.

NOTE 2 Les éprouvettes de référence sont qualifiées sur des moutons-pendules de référence qui sont également

décrits dans le présent document.
2 Références normatives

Les documents suivants, en tout ou partie, sont référencés de façon normative dans le présent document et

sont indispensables à son application. 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 — Méthode d’essai.

ISO 148-2, Matériaux métalliques — Essai de flexion par choc sur éprouvette Charpy — Vérification des

machines d’essai.
3 Termes et définitions

Pour les besoins de la présente partie de l’ISO 148, les termes et définitions suivants s’appliquent.

3.1 3.1 Définitions relatives à la machine
3.1.1
machine industrielle

mouton-pendule utilisé pour des essais industriels, ou, plus généralement, en laboratoire de recherche,

effectués sur des matériaux métalliques
NOTE Ces machines ne sont pas utilisées pour établir des valeurs de référence.
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ISO/DIS 148-3
3.1.2
machine de référence

mouton-pendule utilisé pour la détermination de l’énergie de référence d’un lot d'éprouvettes de référence

3.2 Définitions relatives à l’énergie
3.2.1
énergie absorbée totale

énergie totale requise pour rompre une éprouvette avec un mouton-pendule, sans correction d’aucune perte

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 est rompue l’éprouvette.

3.2.2
énergie absorbée

énergie requise pour rompre une éprouvette avec un mouton-pendule, après correction pour les pertes d’énergie

NOTE La lettre V ou U est utilisée pour indiquer la géométrie de l’entaille, par exemple KV ou KU. Le chiffre 2 ou 8

est utilisé comme indice pour indiquer le rayon de l’arête du couteau, par exemple KV2.

3.2.3
énergie de référence

énergie absorbée moyenne associée aux éprouvettes utilisées pour vérifier les performances des

moutons-pendules
3.3 Définitions relatives à un groupe d’éprouvettes
3.3.1
lot

quantité définie d’éprouvettes de référence fabriquées dans des conditions identiques de production et

présentant la même valeur certifiée d’énergie absorbée
3.3.2
jeu
groupe d’éprouvettes choisies au hasard dans un lot
3.3.2.1
jeu de caractérisation

jeu d’éprouvettes prélevées dans un lot conformément à l’Article 6 et utilisées pour déterminer l’énergie de

référence du lot
3.3.2.2
jeu de référence

jeu d’éprouvettes choisies conformément aux Articles 6 et 8 et utilisées pour vérifier le mouton-pendule

3.4 Définitions relatives à l’éprouvette
3.4.1
largeur
distance entre la face entaillée et la face opposée
3.4.2
épaisseur
dimension perpendiculaire à la hauteur et parallèle à l’entaille
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ISO/DIS 148-3
3.4.3
longueur
dimension la plus grande, perpendiculaire à l’entaille
3.4.4
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 pour cette éprouvette

3.4.5
éprouvette de référence certifiée

éprouvette accompagnée d’un certificat mentionnant la valeur certifiée d’énergie absorbée K et l’incertitude

associée, exprimée par un niveau de confiance

NOTE La valeur de référence certifié est la valeur déterminée par un organisme national ou international certifié, ou

par un organisme accrédité pour la production d’éprouvettes de référence certifiés conformément au Guide ISO 34 ,

suivant les procédures décrites dans la présente Norme internationale
4 Symboles et abréviations

Pour l’usage du présent document, les symboles et termes abrégés donnés dans le tableau 1 sont applicables

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ISO/DIS 148-3
Tableau 1 — Symboles, désignations et unités
Symbole/abréviation unités Désignation
CRM — Matériau de référence certifié
GUM — Guide ISO pour l’expression de l’incertitude de mesure
ISO — Organisation internationale de normalisation
k — Facteur d’élargissement
J Énergie absorbée
K J Énergie totale absorbée
K J Energie absorbée de référence d’un jeu d’éprouvettes de référence Charpy
K J Énergie absorbée telle que mesurée conformément à l’ISO 148-1 sur une
éprouvette à entaille en V
KV J Valeur de K telle que déterminée pour un lot d’éprouvettes de référence
char V
Charpy à entaille en V dans la campagne de caractérisation pour la certification
d’un lot
KV J Valeur de K certifiée d’un matériau de référence PB
PB V
KV Valeur de K certifiée d’un matériau de référence Charpy
R V
KV J Valeur de K certifiée d’un matériau de référence SB
SB V
n — Nombre d’éprouvettes soumises à essai pour l’évaluation de l’homogénéité
hom
n — Nombre d’éprouvettes PB utilisées pour comparer le SB et le PB
— Nombre d’éprouvettes SB utilisées pour comparer le SB et le PB
n — Nombre d’éprouvettes de référence soumises à essai pour la vérification
indirecte d’un mouton-pendule
— Nombre de laboratoires/instruments participant à une comparaison de
laboratoires
PB — Lot primaire
REMCO — Comité ISO pour les matériaux de référence
RM — Matériau de référence
SB — Lot secondaire
s J Écart-type des valeurs moyennes de K obtenues par p laboratoires
p V
s Écart-type des résultats obtenus sur n éprouvettes du PB lors de leur
PB PB
comparaison avec n éprouvettes du SB
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ISO/DIS 148-3
Tableau 1 (suite)
Symbole/abréviation unités Désignation
s Écart-type des valeurs de K obtenues sur n éprouvettes dans les
RM V hom
évaluations d’homogénéité du lot du matériau de référence
u J Incertitude-type de KV
char char
u Incertitude-type de KV pour un PB
char,PB char
u J Incertitude-type de KV pour un SB
char,SB char
u J Incertitude-type de l’évaluation d’homogénéité du matériau de référence
hom
u J Incertitude-type de l’évaluation de stabilité à long terme du matériau de
lts
référence

u J Incertitude-type de la valeur certifiée d’un matériau de référence utilisé pour la

vérification indirecte

U J Incertitude étendue de la valeur certifiée d’un matériau de référence avec un

niveau de confiance d’environ 95 %,
J Incertitude-type de l’évaluation de stabilité à court terme du matériau de
sts
référence
Incertitude-type de X
X PB
Incertitude-type de X
X SB
J Moyenne de n éprouvettes utilisées pour comparer le SB au PB
Moyenne de n éprouvettes utilisées pour comparer le SB au PB
J Partie de l’erreur de la valeur de KV mesurée due à l’hétérogénéité du lot
KV
hom
J Partie de l’erreur de la valeur de KV mesurée due à l’instabilité à long terme
KV
lts

J Partie de l’erreur de la valeur de KV mesurée due à l’instabilité à court terme

KV
sts
 — Degrés de liberté correspondant à u
char
char
— Degrés de liberté correspondant à u
hom
hom
Degrés de liberté correspondant à u
 —
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ISO/DIS 148-3
5 Machine d’essai de référence
5.1 Caractéristiques
5.1.1 Généralités

Les caractéristiques des machines de référence utilisées pour la détermination de l’énergie de référence des

éprouvettes de référence doivent satisfaire aux exigences de l’ISO 148-2, à l’exception des modifications

suivantes :
5.1.2 Caractéristiques géométriques (voir Tableau 2 et Figures 1 et 2)
Les caractéristiques géométriques suivantes s’appliquent :
0,10
a) Le rayon de courbure des appuis doit être1 mm.
0,00
0,10
b) La distance entre les appuis doit être 40 mm.
0,00

c) L’arête du couteau doit demeurer à moins de ± 0,25 mm du plan de symétrie des appuis.

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ISO/DIS 148-3
Tableau 2 — Caractéristiques géométriques
Numéro de référence Désignation Valeur Tolérance Unités
1 Longueur de l’éprouvette 55,00 +0,00 mm
-0,30
2 Demi-longueur de l’éprouvette 27,5 ±0,2* mm
3 Largeur de l’éprouvette 10,00 ±0,06 mm
4 Epaisseur de l’éprouvette 10,00 ±0,07* mm
5 Hauteur restant à fond d’entaille 8,00 ±0,06 mm
6 Angle de l’entaille 45,0 ±1,0* degré
7 Rayon de courbure à fond d’entaille 0,250 ±0,025 mm
8 Angle entre faces adjacentes 90,00 ±0,15* degré
9 Angle entre le plan de symétrie de 90 ±2 degré
l’entaille
et l’axe longitudinal
10 Rayon des appuis 1,00 +0,10 mm
-0,00 *
11 Angle de dépouille des appuis 11 ±1,0 degré
12 Distance entre appuis 40,00 +0,10 mm
-0,00 *
13 Distance entre l’arête du couteau et le - ±0,25* mm
plan de symétrie des appuis
14 Angle du couteau 30 ±1 degré
15A Rayon de l’arête du couteau de 2 mm 2,00 +0,20 mm
-0,00
15B Rayon de l’arête du couteau de 8 mm 8,00 ±0,05 mm
15C Rayon de raccordement du couteau de 0,25 ±0,05 mm
8 mm
15D Largeur de l’arête du couteau de 8 mm 4,00 ±0,05 mm

NOTE 1 Les tolérances suivies d’un (*) sont plus serrées que celles de l’ISO 148-1 ou de l’ISO 148-2.

NOTE 2 Voir les Figures 1 et 2.
Voir la Figure 1.
5.1.3 Capacité

La capacité de la machine de référence (énergie potentielle initiale nominale) doit être appropriée aux

éprouvettes à tester et à certifier avec elle. Les énergies certifiées ne doivent pas excéder 80 % de la capacité

de la machine.
5.1.4 Dureté

Les parties du couteau et des appuis (voir la Figure 1) qui sont en contact avec l’éprouvette et qui appliquent la

force d’impact ou y réagissent doivent avoir une dureté minimale de 56 HRC.
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ISO/DIS 148-3
5.1.5 Vibration

La machine de référence ne doit pas être soumise à des vibrations extérieures induites par d’autres

équipements situés à proximité immédiate, telles que marteau-pilon, presses, véhicules en mouvement. La

machine doit être également exempte de vibrations excessives pendant un essai de choc.

NOTE De telles vibrations peuvent être détectées en plaçant sur le bâti de la machine, en tout emplacement

convenable, un petit récipient rempli d’eau ; l’absence de rides à la surface de l’eau au cours d’un essai de choc indique

que cette exigence est satisfaite. Une vibration excessive d’une machine fixée solidement au sol indique la nécessité

d’avoir des fondations séparées ou d’utiliser des isolateurs de vibration.
5.1.6 Indicateur d’énergie
La résolution doit être d’au moins 1/400 de l’énergie nominale.
5.2 Vérification de la machine d’essai de référence

Effectuer la vérification directe conformément à l’ISO 148-2, avec les exigences supplémentaires de 5.1.

La répétabilité et l’erreur systématique doivent être comme spécifié dans le Tableau 3.

Tous les équipements utilisés pour le contrôle et la vérification d’une machine d’essai de référence doivent

être étalonnés et doivent avoir une traçabilité certifiée au Système international d’unités (SI) par les

organismes nationaux de normalisation. L’organisme effectuant la vérification doit conserver les

enregistrements d’étalonnage de tous les équipements de contrôle, de mesurage et d’essai.

Les dates et détails de tous les contrôles et réparations doivent être notés par le propriétaire de la machine

dans un journal de bord pour chaque machine de référence.

Tableau 3 — Répétabilité et erreur systématique des moutons-pendules de référence

(valeurs en Joules)
Énergie absorbée Répétabilité Erreur systématique acceptée
< 40 J ≤ 2 J ± 2 J
≥ 40 J ≤ 5 % de K ± 5 % de K
R R

La répétabilité est l’écart-type des valeurs K mesurées sur au moins 10 éprouvettes de référence.

l’erreur est donnée par
où n ≥ 10.
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ISO/DIS 148-3
6 Éprouvettes de référence
6.1 Généralités

Des directives pour la préparation, la certification et l’utilisation des matériaux de référence (certifiés) ont été

établies par l’ISO REMCO, le Comité ISO pour les matériaux de référence (voir les références [3] à [7]). Les

modes opératoires décrits ci-dessous fournissent de plus amples détails, spécifiques au cas d’éprouvettes

Charpy de référence.
6.2 Matériau

Toutes les éprouvettes d’un même lot doivent provenir d’un même lingot ou d’une même coulée.

Toutes les éprouvettes doivent être en acier. La composition des éprouvettes n’est pas spécifiée. Des lots de

différents niveaux d’énergie peuvent avoir des compositions différentes.
Toutes les éprouvettes d’un même lot doivent subir le même traitement thermique.

Pour chaque lot, l’énergie absorbée de référence doit se situer dans l’une des fourchettes suivantes :

 basse énergie : < 30 J ;
 énergie moyenne : ≥ 30 J et < 110 J
 haute énergie : ≥ 110 J et < 200 J
 très haute énergie : ≥ 200 J
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ISO/DIS 148-3
6.3 Dimensions

Les éprouvettes de référence doivent satisfaire aux exigences dimensionnelles données dans le Tableau 2.

NOTE Ces dimensions sont identiques à celles de l’ISO 148-1 sauf que certaines tolérances sont plus strictes.

Le rayon à fond d’entaille doit être tangent à l’angle de l’entaille.

La rugosité de surface, Ra, doit être inférieure à 1,6 µm sur la surface entaillée et à 3,2 µm sur les autres

surfaces.
6.4 Marquage

Toutes les éprouvettes doivent être marquées de façon permanente afin que chaque éprouvette puisse êtr

...

Questions, Comments and Discussion

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