ISO 6506-1:2005

Metallic materials — Brinell hardness test — Part 1: Test method

ISO 6506-1:2005 specifies the method for the Brinell hardness test for metallic materials and is applicable up to the limit of 650 HBW.

Matériaux métalliques — Essai de dureté Brinell — Partie 1: Méthode d'essai

L'ISO 6506-1:2005 spécifie la méthode d'essai de dureté Brinell pour les matériaux métalliques et s'applique jusqu'à la limite de 650 HBW.

General Information

• Status: Withdrawn
• Publication Date: 05-Dec-2005
• Withdrawal Date: 05-Dec-2005
• ICS: 77.040.10 - Mechanical testing of metals
• Technical Committee: ISO/TC 164/SC 3 - Hardness testing
• Drafting Committee: ISO/TC 164/SC 3 - Hardness testing
• Current Stage: 9599 - Withdrawal of International Standard
• Completion Date: 25-Sep-2014

Relations

• Revised: ISO 6506-1:2014 - Metallic materials — Brinell hardness test — Part 1: Test method
• Effective Date: 23-Apr-2011
• Revises: ISO 6506-1:1999 - Metallic materials — Brinell hardness test — Part 1: Test method
• Effective Date: 15-Apr-2008

Standards Content (Sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 6506-1
Second edition
2005-12-15


Metallic materials — Brinell hardness
test —
Part 1:
Test method
Matériaux métalliques — Essai de dureté Brinell —
Partie 1: Méthode d'essai




Reference number
ISO 6506-1:2005(E)
©
ISO 2005

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ISO 6506-1:2005(E)
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Published in Switzerland

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ISO 6506-1:2005(E)
Contents Page
Foreword. iv
Introduction . v
1 Scope.1
2 Normative references.1
3 Principle.1
4 Symbols and abbreviated terms .2
5 Apparatus.3
6 Test piece.3
7 Procedure.4
8 Uncertainty of the results .6
9 Test report.6
Annex A (informative) Procedure for periodic checking of the testing machine by the user.7
Annex B (normative) Minimum thickness of the test piece in relation to the mean diameter of
indentation.8
Annex C (informative) Uncertainty of the measured hardness values .9
Bibliography .15

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ISO 6506-1:2005(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 6506-1 was prepared by Technical Committee ISO/TC 164, Mechanical testing of metals, Subcommittee
SC 3, Hardness testing.
This second edition, together with ISO 6506-4, cancels and replaces the first edition (ISO 6506-1:1999), which
has been technically revised.
ISO 6506 consists of the following parts, under the general title Metallic materials — Brinell hardness test:
⎯ Part 1: Test method
⎯ Part 2: Verification and calibration of testing machines
⎯ Part 3: Calibration of reference blocks
⎯ Part 4: Table of hardness values

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ISO 6506-1:2005(E)
Introduction
Attention is drawn to the fact that in this part of ISO 6506, only the use of the hardmetal ball indenter is
specified.
The designation of the Brinell hardness is HBW and should not be confused with the former designation HB,
or HBS when a steel ball indenter was used.
Periodic checking of the testing machine described in the informative Annex A is good metrological practice. It
is intended to make this annex normative in the next revision of this part of ISO 6506.
.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 6506-1:2005(E)

Metallic materials — Brinell hardness test —
Part 1:
Test method
1 Scope
This part of ISO 6506 specifies the method for the Brinell hardness test for metallic materials and is applicable
up to the limit of 650 HBW.
For specific materials and/or products, particular International Standards exist (i.e. ISO 4498-1).
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced
document (including any amendments) applies.
ISO 4498-1, Sintered metal materials, excluding hardmetals — Determination of apparent hardness — Part 1:
Materials of essentially uniform section hardness
ISO 6506-2:2005, Metallic materials — Brinell hardness test — Part 2: Verification and calibration of testing
machines
ISO 6506-4, Metallic materials — Brinell hardness test — Part 4: Table of hardness values
3 Principle
An indenter (hardmetal ball with diameter D) is forced into the surface of a test piece and, after removal of the
force F, the diameter of the indentation d left in the surface is measured.
The Brinell hardness is proportional to the quotient obtained by dividing the test force by the curved surface
area of the indentation. The indentation is assumed to retain the shape of the ball, and its surface area is
calculated from the mean indentation diameter and the ball diameter.
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ISO 6506-1:2005(E)
4 Symbols and abbreviated terms
4.1 See Figure 1 and Table 1.
Table 1 — Symbols and abbreviated terms
Symbol /
Designation Unit
Abbreviated term
D Diameter of the ball mm
F
Test force N
d Mean diameter of the indentation mm

dd+
12
d =

2

d , d Indentation diameters measured at 90° mm
1 2


D
22
mm
Depth of indentation hd=−(1 1−D )
h
2





Brinell hardness
HBW

Test force
=×Constant

Surface area of indentation


2 F
HBW=×0,102

222)
πDd(1−−1 /D


2 2
0,102×F/D force-diameter ratio N/mm
1
NOTE Constant=≈0,102 , where 9,806 65 is the conversion factor from kgf to N.
9,806 65

4.2 The following is an example of the designation of Brinell hardness, HBW.
EXAMPLE

NOTE In former standards, in cases when a steel ball had been used, the Brinell hardness was denoted by HB or
HBS.
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ISO 6506-1:2005(E)

For symbols, see Table 1.
Figure 1 — Principle of test
5 Apparatus
5.1 Testing machine, capable of applying a predetermined test force or forces within the range of 9,807 N
to 29,42 kN, in accordance with ISO 6506-2.
5.2 Indenter, a polished hardmetal ball, as specified in ISO 6506-2.
5.3 Measuring device, as specified in ISO 6506-2.
NOTE A suggested procedure for periodic checks by the user is given in Annex A.
6 Test piece
6.1 The test shall be carried out on a surface which is smooth and even, free from oxide scale, foreign
matter and, in particular, free from lubricants. The test piece shall have a surface finish that will allow an
accurate measurement of the diameter of the indentation.
6.2 Preparation shall be carried out in such a way that any alteration of the surface, for example, due to
excessive heating or cold-working, is minimized.
6.3 The thickness of the test piece shall be at least eight times the depth of indentation. Values for the
minimum thickness of the test piece in relation to the mean diameter of indentation are given in Annex B.
Visible deformation at the back of the test piece can indicate that the test piece is too thin.
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ISO 6506-1:2005(E)
7 Procedure
7.1 In general, the test is to be carried out at ambient temperature within the limits of 10 °C to 35 °C. Tests
carried out under controlled conditions shall be made at a temperature of (23 ± 5) °C.
7.2 The test forces given in Table 2 shall be used.
NOTE Other test forces and force-diameter ratios may be used by special agreement.
7.3 The test force shall be chosen so that the diameter of the indentation d lies between the values 0,24 D
and 0,6 D.
2
Table 3 indicates recommended force-diameter ratios (0,102 × F/D ) that are appropriate for use when testing
certain materials and hardness levels.
In order to test the largest representative area of the test piece, the diameter of the testing ball shall be
chosen to be as large as possible.
When the thickness of the test piece permits, a 10 mm diameter ball is preferred.
7.4 The test piece shall be placed on a rigid support. The contact surfaces shall be clean and free from
foreign matter (scale, oil, dirt, etc). It is important that the test piece lies firmly on the support so that
displacement cannot occur during the test.
7.5 Bring the indenter into contact with the test surface and apply the test force in a direction perpendicular
to the surface, without shock, vibration or overrun, until the applied force attains the specified value. The time
from the initial application of force to the time the full test force is reached shall not be less than 2 s nor
greater than 8 s. Maintain the test force for 10 s to 15 s. For certain materials, where a longer duration of the
test force is required; this time shall be applied with a tolerance of ± 2 s.
7.6 Throughout the test, the testing machine shall be protected from significant shock or vibration, which
can influence the test result.
7.7 The distance of the edge of the test piece to the centre of each indentation shall be a minimum of two
and a half times the mean indentation diameter.
The distance between the centres of two adjacent indentations shall be at least three times the mean
indentation diameter.
7.8 Measure the diameter of each indentation in two directions perpendicular to each other. The arithmetic
mean of the two readings shall be taken for the calculation of the Brinell hardness.
NOTE For automatic measuring systems, the following may be used:
⎯ the average of a greater number of equally spaced measurements;
⎯ an assessment of the projected indentation area into the material surface.
7.9 ISO 6506-4 contains a calculation table, which shall be used to determine the Brinell hardness for tests
on flat surfaces.
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ISO 6506-1:2005(E)
Table 2 — Test forces for the different testing conditions
Hardness symbol Ball diameter Force-diameter ratio Nominal value of test force
2
D F
0,102 × F/D
mm 2
N/mm
HBW 10/3 000 10 30 29,42 kN
HBW 10/1 500 10 15 14,71 kN
HBW 10/1 000 10 10 9,807 kN
HBW 10/500 10 5 4,903 kN
HBW 10/250 10 2,5 2,452 kN
HBW 10/100 10 1 980,7 N
HBW 5/750 5 30 7,355 kN
HBW 5/250 5 10 2,452 kN
HBW 5/125 5 5 1,226 kN
HBW 5/62,5 5 2,5 612,9 N
HBW 5/25 5 1 245,2 N
HBW 2,5/187,5 2,5 30 1,839 kN
HBW 2,5/62,5 2,5 10 612,9 N
HBW 2,5/31,25 2,5 5 306,5 N
HBW 2,5/15,625 2,5 2,5 153,2 N
HBW 2,5/6,25 2,5 1 61,29 N
HBW 1/30 1 30 294,2 N
HBW 1/10 1 10 98,07 N
HBW 1/5 1 5 49,03 N
HBW 1/2,5 1 2,5 24,52 N
HBW 1/1 1 1 9,807 N
2
Table 3 — Ratio 0,102 × F/D for different metallic materials
2
Material Brinell hardness
Force-diameter ratio 0,102 × F/D
2
HBW
N/mm
Steel, nickel alloys, titanium alloys 30
a
10
Cast iron < 140
30
W 140
5
< 35
Copper and copper alloys 35 to 200 10
30
> 200
< 35 2,5
5
35 to 80 10
Light metals and their alloys
15
> 80 10
15
Lead, tin  1
Sintered metal According to ISO 4498-1

a
F
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 6506-1
Deuxième édition
2005-12-15



Matériaux métalliques — Essai de dureté
Brinell —
Partie 1:
Méthode d'essai
Metallic materials — Brinell hardness test —
Part 1: Test method




Numéro de référence
ISO 6506-1:2005(F)
©
ISO 2005

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ISO 6506-1:2005(F)
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Publié en Suisse

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ISO 6506-1:2005(F)
Sommaire Page
Avant-propos. iv
Introduction . v
1 Domaine d'application. 1
2 Références normatives . 1
3 Principes. 1
4 Symboles et abréviations . 2
5 Machine d'essai. 3
6 Éprouvette . 3
7 Mode opératoire . 4
8 Incertitude des résultats . 6
9 Rapport d'essai . 6
Annexe A (informative) Mode opératoire de vérification périodique de la machine d'essai par
l'utilisateur . 7
Annexe B (normative) Épaisseur minimale de l’éprouvette en fonction du diamètre moyen de
l’empreinte. 8
Annexe C (informative) Incertitude des valeurs de dureté mesurées. 9
Bibliographie . 15

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ISO 6506-1:2005(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 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 6506-1 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 164, Essais mécaniques des métaux,
sous-comité SC 3, Essais de dureté.
Cette deuxième édition, conjointement à l’ISO 6506-4, annule et remplace la première édition
(ISO 6506-1:1999), qui a fait l'objet d'une révision technique.
L'ISO 6506 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Matériaux métalliques — Essai
de dureté Brinell:
⎯ Partie 1: Méthode d'essai
⎯ Partie 2: Vérification et étalonnage des machines d’essai
⎯ Partie 3: Étalonnage des blocs de référence
⎯ Partie 4: Tableau des valeurs de dureté
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ISO 6506-1:2005(F)
Introduction
L’attention est attirée sur le fait que, dans la présente partie de l’ISO 6506, seule l’utilisation du pénétrateur à
bille en métal dur est spécifiée.
La désignation de la dureté Brinell est HBW et il convient de ne pas la confondre avec la désignation
antérieure HB ou HBS lorsqu’un pénétrateur à bille en acier était utilisé.
La vérification périodique de la machine d’essai décrite dans l’Annexe A informative est de bonne pratique
métrologique. L’intention est de rendre cette Annexe normative dans la prochaine révision de la norme.
© ISO 2005 – Tous droits réservés v

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NORME INTERNATIONALE ISO 6506-1:2005(F)

Matériaux métalliques — Essai de dureté Brinell —
Partie 1:
Méthode d'essai
1 Domaine d'application
La présente partie de l'ISO 6506 spécifie la méthode d'essai de dureté Brinell pour les matériaux métalliques
et s'applique jusqu'à la limite de 650 HBW.
Pour des matériaux et/ou produits spécifiques, des Normes internationales spécifiques existent (par exemple
l'ISO 4498-1).
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent document. Pour les
références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du
document de référence s'applique (y compris les éventuels amendements).
ISO 4498-1, Matériaux métalliques frittés à l'exclusion des métaux-durs — Détermination de la dureté
apparente — Partie 1: Matériaux ayant essentiellement une dureté uniforme dans la section
ISO 6506-2:2005, Matériaux métalliques — Essai de dureté Brinell — Partie 2: Vérification et étalonnage des
machines d'essai
ISO 6506-4, Matériaux métalliques — Essai de dureté Brinell — Partie 4: Tableau des valeurs de dureté
3 Principes
Un pénétrateur (bille en métal dur de diamètre D) est imprimé à la surface d'une éprouvette et, après
enlèvement de la force d'essai, F, le diamètre, d, de l'empreinte laissée sur la surface est mesuré.
La dureté Brinell est proportionnelle au quotient obtenu en divisant la force d'essai par l'aire de la surface
incurvée de l’empreinte. L'empreinte est supposée garder la forme de la bille, et son aire de surface est
calculée à partir du diamètre moyen de l’empreinte et du diamètre de la bille.
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ISO 6506-1:2005(F)
4 Symboles et abréviations
4.1 Voir Figure 1 et Tableau 1.
Tableau 1 — Symboles et termes abrégés
Symbole Terme abrégé Unité
D
Diamètre de la bille mm
F Force d’essai N
d
Diamètre moyen de l’empreinte mm


dd+
12
d=

2

Diamètres de l’empreinte mesurés à 90°
mm
d , d
1 2
D
22
Profondeur de l’empreinte hd=−(1 1−D ) mm
h
2





Force d'essai
Dureté Brinell HBW =×Constante
HBW

Aire de l'empreinte


2 F
HBW=×0,102


222)
πDd(1−−1 /D


2
2
0,102 × F/D Rapport force-diamètre
N/mm
1
NOTE Constante = 0,102≈ , où 9,806 65 est le facteur de conversion de kgf en N.
9,806 65

4.2 Voici un exemple de la désignation de la dureté Brinell HBW
EXEMPLE

NOTE Dans des normes antérieures, dans les cas où une bille en acier avait été utilisée, la dureté Brinell était
désignée par HB ou HBS.
2 © ISO 2005 – Tous droits réservés

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ISO 6506-1:2005(F)

Figure 1 — Principe de l'essai
Pour les symboles, voir Tableau 1.
5 Machine d'essai
5.1 Machine d'essai, capable d'appliquer une force ou des forces d’essai prédéterminées dans la gamme
comprise entre 9,807 N et 29,42 kN, conformément à l'ISO 6506-2.
5.2 Pénétrateur, une bille polie en métal dur, comme spécifié dans l'ISO 6506-2.
5.3 Système de mesure, comme spécifié dans l'ISO 6506-2.
NOTE Une suggestion de mode opératoire pour les contrôles périodiques par l'utilisateur est donnée dans l'Annexe A.
6 Éprouvette
6.1 L'essai doit être effectué sur une surface lisse et plane, exempte de calamine et de matières étrangères
et, en particulier, exempte de lubrifiants. L'éprouvette doit présenter un fini de surface qui permettra un
mesurage précis du diamètre de l'empreinte.
6.2 La préparation doit être effectuée de telle manière que toute altération de la surface, due par exemple à
un échauffement ou à un écrouissage excessif, soit minimisée.
6.3 L'épaisseur de l'éprouvette doit être au moins égale à huit fois la profondeur de l'empreinte. Les valeurs
de l'épaisseur minimale de l'éprouvette en fonction du diamètre moyen de l'empreinte sont données à
l'Annexe B.
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ISO 6506-1:2005(F)
Une déformation visible sur la face opposée de l'éprouvette peut indiquer que l'éprouvette est trop mince.
7 Mode opératoire
7.1 En règle générale, l'essai est effectué à la température ambiante dans les limites comprises entre 10 °C
et 35 °C. Les essais effectués dans des conditions contrôlées doivent être réalisés à une température de
(23 ± 5) °C.
7.2 Les forces d'essai données dans le Tableau 2 doivent être utilisées.
NOTE D’autres forces d’essai et d’autres rapports force-diamètre peuvent être utilisés par accord spécifique.
7.3 La force d'essai doit être choisie de telle façon que le diamètre de l'empreinte, d, soit compris entre les
valeurs 0,24D et 0,6D.
2
Le Tableau 3 donne des rapports force-diamètre (0,102 × F/D ) recommandés, appropriés pour l’utilisation dans
le cas d’essais sur certains matériaux et pour certains niveaux de dureté.
Le diamètre de la bille d’essai doit être choisi aussi grand que possible, de façon à soumettre à l’essai la plus
grande surface représentative de l'éprouvette.
Lorsque l'épaisseur de l'éprouvette le permet, on utilise de préférence une bille de 10 mm de diamètre.
7.4 L'éprouvette doit être placée sur un support rigide. Les surfaces de contact doivent être propres et
exemptes de corps étrangers (calamine, huile, saleté, etc.). II est important que l'éprouvette soit fermement
maintenue sur le support de façon qu'il n'y ait pas de déplacement pendant l'essai.
7.5 Amener le pénétrateur au contact de la surface d'essai et appliquer la force d’essai
perpendiculairement à la surface, sans choc ni vibration ou dépassement, jusqu'à ce que la force appliquée
atteigne la valeur spécifiée. Le temps entre l'application initiale de la force et le moment où la force totale
d'essai est atteinte, doit être compris entre 2 s et 8 s. Maintenir la force d’essai durant 10 s à 15 s. Pour
certains matériaux pour lesquels un temps plus long de maintien de la force est requis, ce temps doit être
appliqué avec une tolérance de ± 2 s.
7.6 Durant tout l'essai, la machine d'essai doit être protégée des chocs ou vibrations significatifs qui
peuvent influencer le résultat de l'essai.
7.7 La distance entre le bord de l'éprouvette et le centre de chaque empreinte doit être au moins égale à
2,5 fois le diamètre moyen de l'empreinte.
La distance entre les centres de deux empreintes adjacentes doit être au moins égale à trois fois le diamètre
moyen de l'empreinte.
7.8 Mesurer le diamètre de chaque empreinte, dans deux directions perpendiculaires. La moyenne
arithmétique des deux lectures doit être considérée pour le calcul de la dureté Brinell.
NOTE Pour des systèmes de mesure automatiques, ce qui suit peut être utilisé:
⎯ la moyenne d'un plus grand nombre de mesurages également espacés;
⎯ une estimation de l'aire projetée de l'empreinte à la surface du matériau.
7.9 L’ISO 6506-4 contient un tableau de calcul qui doit être utilisé pour déterminer la dureté Brinell pour les
essais sur des surfaces planes.
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ISO 6506-1:2005(F)
Tableau 2 — Forces d'essai pour les différentes conditions d'essai
Symbole de dureté Diamètre de la bille Rapport force-diamètre Valeur nominale
de la force d’essai
D
0,102× F

2 F
mm
D
2
N/mm
HBW 10/3 000 10 30 29,42 kN
HBW 10/1 500 10 15 14,71 kN
HBW 10/1 000 10 10 9,807 kN
HBW 10/500 10 5 4,903 kN
HBW 10/250 10 2,5 2,452 kN
HBW 10/100 10 1 980,7 N
HBW 5/750 5 30 7,355 kN
HBW 5/250 5 10 2,452 kN
HBW 5/125 5 5 1,226 kN
HBW 5/62,5 5 2,5 612,9 N
HBW 5/25 5 1 245,2 N
HBW 2,5/187,5 2,5 30 1,839 kN
HBW 2,5/62,5 2,5 10 612,9 N
HBW 2,5/31,25 2,5 5 306,5 N
HBW 2,5/15,625 2,5 2,5 153,2 N
HBW 2,5/6,25 2,5 1 61,29 N
HBW 1/30 1 30 294,2 N
HBW 1/10 1 10 98,07 N
HBW 1/5 1 5 49,03 N
HBW 1/2,5 1 2,5 24,52 N
HBW 1/1 1 1 9,807 N

2
Tableau 3 — Rapport 0,102 × F/D pour différents matériaux métalliques
2
Matériau Dureté Br
...