Metallic materials — Charpy pendulum impact test — Part 1: Test method

ISO 148-1:2016 specifies the Charpy (V-notch and U-notch) pendulum impact test method for determining the energy absorbed in an impact test of metallic materials. This part of ISO 148 does not cover instrumented impact testing, which is specified in ISO 14556. Annexes B and C are based on ASTM E23 and are used with the permission of ASTM International, 100 Barr Harbor Drive, P.O. Box C700, West Conshohocken, PA 19428-2959, USA.

Matériaux métalliques — Essai de flexion par choc sur éprouvette Charpy — Partie 1: Méthode d'essai

ISO 148-1:2016 spécifie la méthode d'essai de flexion par choc sur éprouvette Charpy (avec entaille en V et avec entaille en U) pour déterminer l'énergie absorbée lors d'un essai de flexion par choc des matériaux métalliques. La présente partie de l'ISO 148 ne couvre pas l'essai de flexion par choc instrumenté, qui est spécifié dans l'ISO 14556. Les Annexes B et C sont fondées sur l'ASTM E23 et sont utilisées avec la permission de ASTM International, 100 Barr Harbor Drive, P.O. Box C700, West Conshohocken, PA 19428-2959, États-Unis.

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 148-1:2016 - Metallic materials -- Charpy pendulum impact test
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ISO 148-1:2016 - Matériaux métalliques -- Essai de flexion par choc sur éprouvette Charpy
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Standards Content (sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 148-1
Third edition
2016-10-15
Metallic materials — Charpy
pendulum impact test —
Part 1:
Test method
Matériaux métalliques — Essai de flexion par choc sur éprouvette
Charpy —
Partie 1: Méthode d’essai
Reference number
ISO 148-1:2016(E)
ISO 2016
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 148-1:2016(E)
COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
© ISO 2016, Published in Switzerland

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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

the requester.
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ISO 148-1:2016(E)
Contents Page

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

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

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

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

3.1 Definitions pertaining to energy .............................................................................................................................................. 1

3.2 Definitions pertaining to test piece ....................................................................................................................................... 2

4 Symbols and abbreviated terms ........................................................................................................................................................... 2

5 Principles of the test ......................................................................................................................................................................................... 3

6 Test pieces ................................................................................................................................................................................................................... 3

6.1 General ........................................................................................................................................................................................................... 3

6.2 Notch geometry ...................................................................................................................................................................................... 4

6.2.1 V-notch ...................................................................................................................................................................................... 4

6.2.2 U-notch ..................................................................................................................................................................................... 4

6.3 Tolerance of the test pieces .......................................................................................................................................................... 4

6.4 Preparation of the test pieces..................................................................................................................................................... 4

6.5 Marking of the test pieces .............................................................................................................................................................. 4

7 Test equipment....................................................................................................................................................................................................... 4

7.1 General ........................................................................................................................................................................................................... 4

7.2 Installation and verification ........................................................................................................................................................ 5

7.3 Striker ............................................................................................................................................................................................................. 5

8 Test procedure ........................................................................................................................................................................................................ 5

8.1 General ........................................................................................................................................................................................................... 5

8.2 Friction measurement ...................................................................................................................................................................... 5

8.3 Test temperature ................................................................................................................................................................................... 6

8.4 Specimen transfer ................................................................................................................................................................................ 7

8.5 Exceeding machine capacity ....................................................................................................................................................... 7

8.6 Incomplete fracture ............................................................................................................................................................................ 7

8.7 Test piece jamming .............................................................................................................................................................................. 8

8.8 Post-fracture inspection.................................................................................................................................................................. 8

9 Test report ................................................................................................................................................................................................................... 8

9.1 Mandatory information ................................................................................................................................................................... 8

9.2 Optional information ......................................................................................................................................................................... 8

Annex A (informative) Self-centring tongs ..................................................................................................................................................12

Annex B (informative) Lateral expansion.....................................................................................................................................................13

Annex C (informative) Fracture appearance .............................................................................................................................................16

Annex D (informative) Absorbed energy vs. temperature curve and the transition temperature ...19

Annex E (informative) Measurement uncertainty of an absorbed energy value, K ..........................................21

Bibliography .............................................................................................................................................................................................................................29

© ISO 2016 – All rights reserved iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 148-1:2016(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 148-1:2009), which has been technically

revised.

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

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

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

pendulum impact machines
iv © ISO 2016 – All rights reserved
---------------------- Page: 4 ----------------------
INTERNATIONAL STANDARD ISO 148-1:2016(E)
Metallic materials — Charpy pendulum impact test —
Part 1:
Test method
1 Scope

This part of ISO 148 specifies the Charpy (V-notch and U-notch) pendulum impact test method for

determining the energy absorbed in an impact test of metallic materials. This part of ISO 148 does not

cover instrumented impact testing, which is specified in ISO 14556.

Annexes B and C are based on ASTM E23 and are used with the permission of ASTM International, 100

Barr Harbor Drive, P.O. Box C700, West Conshohocken, PA 19428-2959, USA.
2 Normative references

The following referenced documents, in whole or in part, are normatively referenced in this document

and are indispensable for the application of this document. For dated references, only the edition

cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced document (including any

amendments) applies.

ISO 148-2, Metallic materials — Charpy pendulum impact test — Part 2: Verification of testing machines

ISO 286-1, Geometrical product specifications (GPS) — ISO code system for tolerances on linear sizes —

Part 1: Basis of tolerances, deviations and fits
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
3.1 Definitions pertaining to energy
3.1.1
initial potential energy
potential energy

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

direct verification
3.1.2
absorbed energy

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

friction

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

used as a subscript to indicate the radius of the striker, for example KV .
3.1.3
nominal initial potential energy
nominal energy
energy assigned by the manufacturer of the pendulum impact testing machine
© ISO 2016 – All rights reserved 1
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ISO 148-1:2016(E)
3.2 Definitions pertaining to test piece
3.2.1
width
distance between the notched face and the opposite face
Note 1 to entry: See Figure 1.

Note 2 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 this part of ISO 148

consistent with the terminology used in other ISO fracture standards.
3.2.2
thickness
dimension perpendicular to the width and parallel to the notch
Note 1 to entry: See Figure 1.

Note 2 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 this

part of ISO 148 consistent with the terminology used in other ISO fracture standards.

3.2.3
length
largest dimension perpendicular to the notch
Note 1 to entry: See Figure 1.
4 Symbols and abbreviated terms

The symbols and designations applicable to this part of ISO 148 are indicated in Tables 1 and 2, and are

illustrated in Figure 2.
Table 1 — Symbols and their unit and designation
Symbol Unit Designation
B mm thickness of test piece
α ° angle of fall of the pendulum

β J or ° angle of rise when the machine is operated in the normal manner without a test

piece in position

β J or ° angle of rise when the machine is operated in the normal manner without a test

piece in position and without resetting the indication mechanism
L mm length of test piece
LE mm lateral expansion

K J absorbed energy (expressed as KV , KV , KU , KU , to identify specific notch geome-

2 8 2 8
tries and the radius of the striking edge)

K J or ° indicated absorbed energy when the machine is operated in the normal manner

without a test piece in position

K J or ° indicated absorbed energy when the machine is operated in the normal manner

without a test piece in position and without resetting the indication mechanism
K J or ° nominal initial potential energy
K J initial potential energy (potential energy)
KV J absorbed energy for a V-notch test piece using a 2 mm striker
2 © ISO 2016 – All rights reserved
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ISO 148-1:2016(E)
Table 1 (continued)
Symbol Unit Designation
KV J absorbed energy for a V-notch test piece using a 8 mm striker
KU J absorbed energy for a U-notch test piece using a 2 mm striker
KU J absorbed energy for a U-notch test piece using an 8 mm striker
M N·m moment equal to the product F·l
p J absorbed energy loss caused by pointer friction
p’ J absorbed energy loss caused by bearing friction and air resistance
p J correction of absorbed energy losses for an angle of rise β
SFA % shear fracture appearance
T °C transition temperature
W mm width of test piece
transition temperature defined at a specific value of absorbed energy;
T °C
t27
for example, 27 J

transition temperature defined at a particular percentage of the absorbed energy of

T °C
t50 %US
the upper shelf; for example, 50 %
transition temperature defined at a particular proportion of shear fracture;
T °C
t50 %SFA
for example, 50 %
transition temperature defined at a particular amount of lateral expansion;
T °C
t0,9
for example, 0,9 mm
5 Principles of the test

This test consists of breaking a notched test piece with a single blow from a swinging pendulum, under

the conditions defined in Clauses 6, 7 and 8. The notch in the test piece has a specified geometry and

is located in the middle between two supports, opposite to the location which is impacted in the test.

The energy absorbed in the impact test, the lateral expansion and the shear fracture appearance are

normally determined.

Because the impact values of many metallic materials vary with temperature, tests shall be carried out

at a specified temperature. When this temperature is other than ambient, the test piece shall be heated

or cooled to that temperature, under controlled conditions.

The Charpy pendulum impact test is often used in routine, high-throughput pass/fail acceptance tests

in industrial settings. For these tests, it may not be important whether the test sample is completely

broken, partially broken, or simply plastically deformed and dragged through the anvils. In research,

design, or academic settings, the measured energy values are studied in more detail, in which case it

can be highly relevant whether the sample is broken or not.

It is important to note that not all Charpy pendulum impact test results can be directly compared. For

example, the test can be performed with hammers having strikers with different radii, or with different

[7]

test piece shapes. Tests performed with different strikers can give different results, and test results

obtained with differently shaped test pieces can as well. This is why not only the adherence to ISO 148

but also a clear and complete reporting of the type of instrument, the test piece and the details of the

post-test test pieces are crucial for comparability of results.
6 Test pieces
6.1 General

The standard test piece shall be 55 mm long and of square section, with 10 mm sides. In the centre of

the length, there shall be either a V-notch or a U-notch, as described in 6.2.1 and 6.2.2, respectively.

© ISO 2016 – All rights reserved 3
---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO 148-1:2016(E)

If the standard test piece cannot be obtained from the material, one of the subsize test pieces, having a

thickness of 7,5 mm, 5 mm or 2,5 mm (see Figure 2 and Table 2), shall be used, if not otherwise specified.

NOTE 1 Direct comparison of results is only of significance when made between test pieces of the same form

and dimensions.

NOTE 2 For low energies, the use of shims to better position subsize test pieces relative to the centre of

strike is important to avoid excess energy absorption by the pendulum. For high energies, this might not be as

important. Shims can be placed on or under the test piece supports, with the result that the mid-thickness of

the specimen is 5 mm above the 10 mm supports. Shims can be temporarily fixed to the supports using tape or

another means.

When a heat-treated material is being evaluated, the test piece shall be finish-machined and notched

after the final heat treatment, unless it can be demonstrated that machining before heat treatment does

not affect test results.
6.2 Notch geometry

The notch shall be carefully prepared so that the root radius of the notch is free of machining marks

which could affect the absorbed energy.

The plane of symmetry of the notch shall be perpendicular to the longitudinal axis of the test piece

(see Figure 2).
6.2.1 V-notch

The V-notch shall have an included angle of 45°, a depth of 2 mm and a root radius of 0,25 mm

[see Figure 2 a) and Table 2].
6.2.2 U-notch

The U-notch shall have a depth of 5 mm (unless otherwise specified) and a root radius of 1 mm

[see Figure 2 b) and Table 2].
6.3 Tolerance of the test pieces

The tolerances on the specified test piece and notch dimensions are shown in Figure 2 and Table 2.

6.4 Preparation of the test pieces

Preparation shall be executed in such a way that any alteration of the test piece, for example due to

heating or cold working, is minimized.
6.5 Marking of the test pieces

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

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

energy (see 8.8).
7 Test equipment
7.1 General

The measurements of the instrument and test piece details shall be traceable to national or international

standards. Equipment used for measurements shall be calibrated within suitable intervals.

4 © ISO 2016 – All rights reserved
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ISO 148-1:2016(E)
7.2 Installation and verification

The testing machine shall be installed and verified in accordance with ISO 148-2.

7.3 Striker

The striker geometry shall be specified as being either the 2 mm striker or the 8 mm striker. It is

recommended that the radius on the striker be shown as a subscript as follows: KV or KV and KU or

2 8 2
KU .

Reference shall be made to the product specification for striker geometry guidance.

[7]
NOTE Tests carried out with 2 mm and 8 mm strikers can give different results.
8 Test procedure
8.1 General

The test piece shall lie squarely against the anvils of the testing machine, with the plane of symmetry

of the notch within 0,5 mm of the mid-plane between the anvils. It shall be struck by the striker in the

plane of symmetry of the notch and on the side opposite the notch (see Figure 1).

8.2 Friction measurement

The energy absorbed by friction shall be checked on every testing day prior to the first test. The friction

losses may be estimated as explained below, but other methods may also be applied.

NOTE The energy absorbed by friction includes, but is not limited to, air resistance, bearing friction and the

friction of the indicating pointer. Increases in friction on a machine can influence the measure of absorbed energy.

8.2.1 To determine the loss caused by pointer friction the machine is operated in the normal manner,

but without a test piece in position, and the angle of rise, β , or energy reading, K , is noted. A second

1 1

test is then carried out without resetting the indication pointer and the new angle of rise, β , or energy

reading, K , is noted. Thus, the loss due to friction in the indicating pointer during the rise is equal to

p = M(cos β − cos β) (1)
1 2
when the scale is graduated in degrees, or
p = K − K (2)
1 2
when the scale is graduated in energy units.
NOTE For machines without a pointer, this friction measurement is not necessary.

8.2.2 The procedure to determine the losses caused by bearing friction and air resistance for one half

swing is as follows.

After determining β or K , the pendulum is returned to its initial position. Without resetting the

2 2

indicating mechanism, release the pendulum without shock and vibration and permit it to swing 10

half swings. After the pendulum starts its 11th half swing, move the indicating mechanism to about

© ISO 2016 – All rights reserved 5
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ISO 148-1:2016(E)

5 % of the scale-range capacity and record the value as β or K . The losses by bearing friction and air

3 3
resistance for one half swing are equal to
p′ = 1/10 M(cos β − cos β) (3)
3 2
when the scale is graduated in degrees, or
p′ = 1/10 (K − K) (4)
3 2
when the scale is graduated in energy units.

The number of swings can be changed at the discretion of machine users, and p’ should be corrected on

account of the applied number of swings.

NOTE 1 If it is required to take into account these losses in an actual test giving an angle of rise, β, the quantity

can be subtracted from the value of the absorbed energy.
αβ+
pp=+ p (5)
β αβ+
1 2

Because β and β are nearly equal to α, the angle of fall, for practical purposes Formula (5) can be

1 2
reduced to:
αβ+
pp=+ p (6)
α 2α

For machines graduated in energy units, the value of β can be calculated as follows:

β = arccos[1 − 1/M(K − K)] (7)
P T

The total friction loss, p + p′, so measured, shall not exceed 0,5 % of the nominal energy, K . If it does,

and it is not possible to bring the friction loss within the tolerance by reducing the pointer friction, the

bearings shall be cleaned or replaced.
8.3 Test temperature

8.3.1 Unless otherwise specified, tests shall be carried out at 23 °C ± 5 °C (ambient temperature). If a

temperature is specified, the test piece shall be conditioned to a temperature within ±2 °C.

8.3.2 For conditioning (heating or cooling) using a liquid medium, the test piece shall be positioned

in a container on a grid that is at least 25 mm above the bottom of the container and covered by at least

25 mm of liquid, and be at least 10 mm from the sides of the container. The medium shall be constantly

agitated and brought to the specified temperature by any convenient method. The device used to

measure the temperature of the medium should be placed in the centre of the group of test pieces. The

temperature of the medium shall be held at the specified temperature within ±1 °C for at least 5 min.

NOTE When a liquid medium is near its boiling point, evaporative cooling can dramatically lower the

[8]

temperature of the test piece during the interval between removal from the liquid and fracture.

8.3.3 For conditioning (heating or cooling) using a gaseous medium, the test piece shall be positioned

in a chamber at least 50 mm from the nearest surface. Individual test pieces shall be separated by at

least 10 mm. The medium shall be constantly circulated and brought to the specified temperature by

any convenient method. The device used to measure the temperature of the medium should be placed

in the centre of the group of test pieces. The temperature of the gaseous medium shall be held at the

specified temperature within ±1 °C for at least 30 min before the test piece is removed from the medium

for testing.
6 © ISO 2016 – All rights reserved
---------------------- Page: 10 ----------------------
ISO 148-1:2016(E)

8.3.4 Other methods for heating or cooling are allowed, if the other pertinent requirements of 8.3 are

fulfilled.
8.4 Specimen transfer

When testing is performed at other than ambient temperature, not more than 5 s shall elapse between

the time the test piece is removed from the heating or cooling medium and the time it is impacted by

the striker. An exception is made if the difference between the ambient or instrument temperature and

the test piece temperature is less than 25 °C, in which case the time for specimen transfer shall be less

than 10 s.

The transfer device shall be designed and used in such a way that the temperature of the test piece is

maintained within the permitted temperature range.

The parts of the device in contact with the specimen during transfer from the medium to the machine

shall be conditioned with the specimens.

Care should be taken to ensure that the device used to centre the test piece on the anvils does not cause

the fractured ends of low-energy, high-strength test pieces to rebound off the device into the pendulum.

This pendulum/test piece interaction results in erroneously high indicated energy. It has been shown

that clearance between the end of a test piece in the test position and the centring device, or a fixed

portion of the machine, shall be equal to or greater than 13 mm to avoid the ends of the test pieces

rebounding into the pendulum during the test.

NOTE Self-centring tongs, similar to those shown in Annex A for V-notched test pieces, are often used to

transfer the test piece from the temperature-conditioning medium to the proper test position. Tongs of this

nature eliminate potential clearance problems due to interference between the fractured specimen halves and a

fixed centring device.
8.5 Exceeding machine capacity

The absorbed energy, K, should not exceed 80 % of the initial potential energy, K . If the absorbed

energy exceeds this value, the absorbed energy shall be reported as approximate and it shall be noted

in the test report as exceeding 80 % of the machine capacity.

NOTE Ideally, an impact test would be conducted at a constant impact velocity. In a pendulum-type test, the

velocity decreases as the fracture progresses. For specimens with impact energies approaching the capacity of

the pendulum, the velocity of the pendulum decreases during fracture to the point that accurate impact energies

are no longer obtained.
8.6 Incomplete fracture
Test pieces do not always break into two pieces during the test.

For material acceptance testing, it is not required to report information concerning incomplete fracture.

For tests, other than material acceptance testing, it is required that unbroken test pieces are reported.

NOTE 1 In the case where individual specimens are not identified within test records, the group can be

identified as broken or unbroken.

NOTE 2 A test piece that is not fully separated in two half test pieces upon impact can be considered broken if

the two halves can be separated by pushing the hinged halves together without the aid of mechanical tools and

without fatiguing the specimen.

NOTE 3 A material acceptance test is a test which is used to asses a minimum acceptance requirement.

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--------
...

DRAFT INTERNATIONAL STANDARD
ISO/DIS 148-1
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 1:
Test method
Matériaux métalliques — Essai de flexion par choc sur éprouvette Charpy —
Partie 1: Méthode d’essai
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 148-1:2015(E)
RECIPIENTS OF THIS DRAFT ARE INVITED
TO SUBMIT, WITH THEIR COMMENTS,
NOTIFICATION OF ANY RELEVANT PATENT
RIGHTS OF WHICH THEY ARE AWARE AND TO
PROVIDE SUPPORTING DOCUMENTATION. ISO 2015
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Foreword ........................................................................................................................................................................................................................................iv

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

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

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

3.1 Energy ............................................................................................................................................................................................................. 1

3.2 Test piece (see Figure 1) ................................................................................................................................................................. 2

4 Symbols and abbreviated terms ........................................................................................................................................................... 2

5 Principles of the test ......................................................................................................................................................................................... 3

6 Test pieces ................................................................................................................................................................................................................... 3

6.1 General ........................................................................................................................................................................................................... 3

6.2 Notch geometry ...................................................................................................................................................................................... 3

6.2.1 V-notch ...................................................................................................................................................................................... 3

6.2.2 U-notch ..................................................................................................................................................................................... 4

6.3 Tolerance of the test pieces .......................................................................................................................................................... 4

6.4 Preparation of the test pieces..................................................................................................................................................... 4

6.5 Marking of the test pieces .............................................................................................................................................................. 4

7 Test equipment....................................................................................................................................................................................................... 4

7.1 General ........................................................................................................................................................................................................... 4

7.2 Installation and verification ........................................................................................................................................................ 4

7.3 Striker ............................................................................................................................................................................................................. 4

8 Test procedure ........................................................................................................................................................................................................ 4

8.1 General ........................................................................................................................................................................................................... 4

8.2 Friction measurement ...................................................................................................................................................................... 4

8.3 Test temperature ................................................................................................................................................................................... 5

8.4 Specimen transfer ................................................................................................................................................................................ 6

8.5 Exceeding machine capacity ....................................................................................................................................................... 6

8.6 Incomplete fracture ............................................................................................................................................................................ 7

8.7 Test piece jamming .............................................................................................................................................................................. 7

8.8 Post-fracture inspection.................................................................................................................................................................. 7

9 Test report ................................................................................................................................................................................................................... 7

9.1 Mandatory information ................................................................................................................................................................... 7

9.2 Optional information ......................................................................................................................................................................... 7

Annex A (informative) Self-centring tongs ..................................................................................................................................................12

Annex B (informative) Lateral expansion.....................................................................................................................................................14

Annex C (informative) Fracture appearance .............................................................................................................................................17

Annex D (informative) Absorbed energy vs. temperature curve and the transition temperature ...20

Annex E (informative) Measurement uncertainty of an absorbed energy value, K ..........................................22

Bibliography .............................................................................................................................................................................................................................30

© ISO 2015 – All rights reserved iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO/DIS 148-1:2015(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 148-1:2009), 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

Annexes B and C are based on ASTM E23 (Standard Test Methods for Notched Bar Impact Testing of Metallic

Materials), copyright ASTM International, 100 Barr Harbor Drive, P.O. Box C700, West Conshohocken, PA

19428-2959, USA.
iv © ISO 2015 – All rights reserved
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DRAFT INTERNATIONAL STANDARD ISO/DIS 148-1:2015(E)
Metallic materials — Charpy pendulum impact test —
Part 1:
Test method
1 Scope

This part of ISO 148 specifies the Charpy (V-notch and U-notch) pendulum impact test method for

determining the energy absorbed in an impact test of metallic materials. This part of ISO 148 does not

cover instrumented impact testing, which is specified in ISO 14556.
2 Normative references

The following referenced documents, in whole or in part, are normatively referenced in this document

and are indispensable for the application of this document. For dated references, only the edition

cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced document (including any

amendments) applies.

ISO 148-2, Metallic materials — Charpy pendulum impact test — Part 2: Verification of testing machines

ISO 2861, Vacuum technology — Dimensions of clamped-type quick-release couplings

ISO 3785, Metallic materials — Designation of test specimen axes in relation to product texture

ISO 14556, Metallic materials — Charpy V-notch pendulum impact test — Instrumented test method

3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
3.1 Energy
3.1.1
initial potential energy
potential energy

difference between the potential energy of the pendulum hammer prior to its release for the impact test, and

the potential energy of the pendulum hammer at the position of impact, as determined by direct verification

3.1.2
absorbed energy

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

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

used as a subscript to indicate the radius of the striker, for example KV .
© ISO 2015 – All rights reserved 1
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ISO/DIS 148-1:2015(E)
3.2 Test piece (see Figure 1)
3.2.1
width
distance between the notched face and the opposite face

Note 1 to entry: In previous versions of this standard 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.
3.2.2
thickness
dimension perpendicular to the width and parallel to the notch

Note 1 to entry: In previous versions of this standard 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.
3.2.3
length
the largest dimension perpendicular to the notch
4 Symbols and abbreviated terms

The symbols and designations applicable to this part of ISO 148 are indicated in Tables 1 and 2, and are

illustrated in Figure 2.
Table 1 — Symbols and their unit and designation
Symbol Unit Designation
K J Initial potential energy (potential energy)
SFA % Shear fracture appearance
B mm Thickness of test piece
KU J Absorbed energy for a U-notch test piece using a 2 mm striker
KU J Absorbed energy for a U-notch test piece using an 8 mm striker
KV J Absorbed energy for a V-notch test piece using a 2 mm striker
KV J Absorbed energy for a V-notch test piece using a 8 mm striker
LE mm Lateral expansion
L mm Length of test piece
T °C Transition temperature
W mm Width of test piece

T °C Transition temperature defined at a specific value of absorbed energy, for example 27 J

t27

Transition temperature defined at a particular percentage of the absorbed energy of the

T °C
t50%US
upper shelf, for example 50 %

T °C Transition temperature defined at a particular portion of shear fracture, for example 50 %

t50%SFA

Transition temperature defined at a particular amount of lateral expansion, for example

T °C
t0,9
0,9 mm
2 © ISO 2015 – All rights reserved
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ISO/DIS 148-1:2015(E)
5 Principles of the test

This test consists of breaking a notched test piece with a single blow from a swinging pendulum, under

the conditions defined in Clauses 6, 7 and 8. The notch in the test piece has specified geometry and is

located in the middle between two supports, opposite to the location which is impacted in the test.

The energy absorbed in the impact test, the lateral expansion, and the shear fracture appearance are

normally determined.

Because the impact values of many metallic materials vary with temperature, tests shall be carried out

at a specified temperature. When this temperature is other than ambient, the test piece shall be heated

or cooled to that temperature, under controlled conditions.

The Charpy pendulum impact test is often used in routine, high-throughput pass/fail acceptance tests

in industrial settings. For these tests, it may not be important whether the test sample is completely

broken, partially broken, or simply plastically deformed and dragged through the anvils. In research,

design, or academic settings, the measured energy values are studied in more detail, in which case it can

be highly relevant whether the sample is broken or not.

It is important to note that not all Charpy pendulum impact test results can be directly compared. For

example, the test can be performed with hammers having strikers with different radii, or with different

[1]

test piece shapes. Tests performed with different strikers can give different results, and test results

obtained with differently shaped test pieces can as well. This is why not only the adherence to the

ISO 148 standard but also a clear and complete reporting of the type of instrument, the test piece, and

the details of the post-test test pieces can be crucial for comparability of results.

6 Test pieces
6.1 General

The standard test piece shall be 55 mm long and of square section, with 10 mm sides. In the centre of the

length, there shall be either a V-notch or a U-notch, as described in 6.2.1 and 6.2.2, respectively.

If the standard test piece cannot be obtained from the material, one of the subsize test pieces, having a

thickness of 7,5 mm, 5 mm or 2,5 mm (see Figure 2 and Table 2), shall be used if not otherwise specified.

NOTE 1 Direct comparison of results is only of significance when made between test pieces of the same form

and dimensions.

NOTE 2 For low energies, the use of shims to better position subsize test pieces relative to the center of strike is

important to avoid excess energy absorption by the pendulum. For high energies, this might not be as important.

Shims can be placed on or under the test piece supports, with the result that the mid-thickness of the specimen is

5 mm above the 10 mm supports. Shims can be temporarily fixed to the supports using tape or another means.

When a heat-treated material is being evaluated, the test piece shall be finish-machined and notched

after the final heat treatment, unless it can be demonstrated that machining before heat treatment does

not affect test results.
6.2 Notch geometry

The notch shall be carefully prepared so that the root radius of the notch is free of machining marks

which could affect the absorbed energy.

The plane of symmetry of the notch shall be perpendicular to the longitudinal axis of the test piece

(see Figure 2).
6.2.1 V-notch

The V-notch shall have an included angle of 45°, a depth of 2 mm, and a root radius of 0,25 mm [see

Figure 2 a) and Table 2].
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ISO/DIS 148-1:2015(E)
6.2.2 U-notch

The U-notch shall have a depth of 5 mm (unless otherwise specified) and a root radius of 1 mm [see

Figure 2 b) and Table 2].
6.3 Tolerance of the test pieces

The tolerances on the specified test piece and notch dimensions are shown in Figure 2 and Table 2.

6.4 Preparation of the test pieces

Preparation shall be executed in such a way that any alteration of the test piece, for example due to

heating or cold working, is minimized.
6.5 Marking of the test pieces

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

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

energy (see 8.8).
7 Test equipment
7.1 General

The measurements of the instrument and test piece details shall be traceable to national or international

standards. Equipment used for measurements shall be calibrated within suitable intervals.

7.2 Installation and verification
The testing machine shall be installed and verified in accordance with ISO 1482.
7.3 Striker

The striker geometry shall be specified as being either the 2 mm striker or the 8 mm striker. It is

recommended that the radius on the striker be shown as a subscript as follows: KV or KV and KU or KU .

2 8 2 8

Reference shall be made to the product specification for striker geometry guidance.

[1]
NOTE Tests carried out with 2 mm and 8 mm strikers can give different results.
8 Test procedure
8.1 General

The test piece shall lie squarely against the anvils of the testing machine, with the plane of symmetry

of the notch within 0,5 mm of the mid-plane between the anvils. It shall be struck by the striker in the

plane of symmetry of the notch and on the side opposite the notch (see Figure 1).

8.2 Friction measurement

The energy absorbed by friction includes, but is not limited to, air resistance, bearing friction and

the friction of the indicating pointer. Increases in friction on a machine can influence the measure of

absorbed energy. Therefore friction shall be checked on every testing day prior to the first test. The

friction losses may be estimated as follows.
4 © ISO 2015 – All rights reserved
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ISO/DIS 148-1:2015(E)

8.2.1 To determine the loss caused by pointer friction the machine is operated in the normal manner,

but without a test piece in position, and the angle of rise, β , or energy reading, K , is noted. A second

1 1

test is then carried out without resetting the indication pointer and the new angle of rise, β , or energy

reading, K , is noted. Thus, the loss due to friction in the indicating pointer during the rise is equal to

p = M(cos β − cos β) (1)
1 2
when the scale is graduated in degrees, or
p = K − K (2)
1 2
when the scale is graduated in energy units.

8.2.2 The procedure to determine the losses caused by bearing friction and air resistance for one half

swing is as follows.

After determining β or K , the pendulum is returned to its initial position. Without resetting the

2 2

indicating mechanism, release the pendulum without shock and vibration and permit it to swing 10

half swings. After the pendulum starts its 11 half swing, move the indicating mechanism to about 5

% of the scale-range capacity and record the value as β or K . The losses by bearing friction and air

3 3
resistance for one half swing are equal to
p′ = 1/10 M(cos β − cos β) (3)
3 2
when the scale is graduated in degrees, or
p′ = 1/10 (K − K) (4)
3 2
when the scale is graduated in energy units.

NOTE 1 The number of swings can be changed at the discretion of machine users. p’ should be corrected on

account of the applied number of swings.

NOTE 2 If it is required to take into account these losses in an actual test giving an angle of rise, β, the quantity

αβ+
pp=+ p (5)
β αβ+
1 2
can be subtracted from the value of the absorbed energy.

Because β and β are nearly equal to α, for practical purposes Formula (5) can be reduced to:

1 2
αβ+
pp=+ p′ (6)
α 2α

For machines graduated in energy units, the value of β can be calculated as follows:

β = arccos[1 − 1/M(K − K)] (7)
P T

The total friction loss p + p′, so measured, shall not exceed 0,5 % of the nominal energy, K . If it does,

and it is not possible to bring the friction loss within the tolerance by reducing the pointer friction, the

bearings shall be cleaned or replaced.
8.3 Test temperature

8.3.1 Unless otherwise specified, tests shall be carried out at 23 ± 5 °C (ambient temperature). If a

temperature is specified, the test piece shall be conditioned to that temperature to within ± 2 °C.

© ISO 2015 – All rights reserved 5
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ISO/DIS 148-1:2015(E)

8.3.2 For conditioning (heating or cooling) using a liquid medium, the test piece shall be positioned in a

container on a grid that is at least 25 mm above the bottom of the container and covered by at least 25 mm

of liquid, and be at least 10 mm from the sides of the container. The medium shall be constantly agitated

and brought to the specified temperature by any convenient method. The device used to measure the

temperature of the medium should be placed in the centre of the group of test pieces. The temperature of

the medium shall be held at the specified temperature to within ± 1 °C for at least 5 min.

NOTE When a liquid medium is near its boiling point, evaporative cooling can dramatically lower

the temperature of the test piece during the interval between removal from the liquid and fracture (see

[2]
ASTM STP 1072 ).

8.3.3 For conditioning (heating or cooling) using a gaseous medium, the test piece shall be positioned

in a chamber at least 50 mm from the nearest surface. Individual test pieces shall be separated by at

least 10 mm. The medium shall be constantly circulated and brought to the specified temperature by any

convenient method. The device used to measure the temperature of the medium should be placed in the

centre of the group of test pieces. The temperature of the gaseous medium shall be held at the specified

temperature within ± 1 °C for at least 30 min before the test piece is removed from the medium for testing.

8.3.4 Other methods for heating or cooling are allowed, if the other pertinent requirements of 8.3

are fulfilled.
8.4 Specimen transfer

When testing is performed at other than ambient temperature, not more than 5 s shall elapse between

the time the test piece is removed from the heating or cooling medium and the time it is impacted by the

striker. An exception is made if the difference between the abient or instrument temperature and the test

piece temperature is less than 25 °C, in which case the time for specimen transfer shall be less than 10 s.

The transfer device shall be designed and used in such a way that the temperature of the test piece is

maintained within the permitted temperature range.

The parts of the device in contact with the specimen during transfer from the medium to the machine

shall be conditioned with the specimens.

Care should be taken to ensure that the device used to centre the test piece on the anvils does not

cause the fractured ends of low-energy, high-strength test pieces to rebound off the device into the

pendulum. This pendulum/test piece interaction results in erroneously-high indicated energy. It has

been shown that clearance between the end of a test piece in the test position and the centring device, or

a fixed portion of the machine, shall be greater than approximately 13 mm or else, as part of the fracture

process, the ends can rebound into the pendulum.

NOTE Self-centring tongs, similar to those shown in Annex A for V-notched test pieces, are often used to

transfer the test piece from the temperature-conditioning medium to the proper test position. Tongs of this

nature eliminate potential clearance problems due to interference between the fractured specimen halves and a

fixed centring device.
8.5 Exceeding machine capacity

The absorbed energy, K, should not exceed 80 % of the initial potential energy, K . If the absorbed energy

exceeds this value, the absorbed energy shall be reported as approximate and it shall be noted in the test

report as exceeding 80 % of the machine capacity.

NOTE Ideally, an impact test would be conducted at a constant impact velocity. In a pendulum-type test, the

velocity decreases as the fracture progresses. For specimens with impact energies approaching the capacity of

the pendulum, the velocity of the pendulum decreases during fracture to the point that accurate impact energies

are no longer obtained.
6 © ISO 2015 – All rights reserved
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ISO/DIS 148-1:2015(E)
8.6 Incomplete fracture
Test pieces do not always break into two pieces during the test.

For material acceptance testing, it is not required to report information concerning incomplete fracture.

For tests, other than material acceptance testing, it is required that unbroken test pieces are reported.

NOTE 1 In the case where individual specimens are not identified within test records, the group can be

identified as broken or unbroken.

NOTE 2 A test piece that is not fully separated in two half test pieces upon impact can be conside

...

NORME ISO
INTERNATIONALE 148-1
Troisième édition
2016-10-15
Matériaux métalliques — Essai de
flexion par choc sur éprouvette
Charpy —
Partie 1:
Méthode d’essai
Metallic materials — Charpy pendulum impact test —
Part 1: Test method
Numéro de référence
ISO 148-1:2016(F)
ISO 2016
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ISO 148-1:2016(F)
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sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie, l’affichage sur

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

l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
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www.iso.org
ii © ISO 2016 – Tous droits réservés
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ISO 148-1:2016(F)
Sommaire Page

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

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

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

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

3.1 Définitions se rapportant à l’énergie ................................................................................................................................... 1

3.2 Définitions se rapportant à l’éprouvette ........................................................................................................................... 2

4 Symboles et termes abrégés ..................................................................................................................................................................... 2

5 Principe de l’essai ................................................................................................................................................................................................ 3

6 Éprouvettes ................................................................................................................................................................................................................ 3

6.1 Généralités .................................................................................................................................................................................................. 3

6.2 Géométrie de l’entaille ..................................................................................................................................................................... 4

6.2.1 Entaille en V ......................................................................................................................................................................... 4

6.2.2 Entaille en U ......................................................................................................................................................................... 4

6.3 Tolérances pour les éprouvettes .............................................................................................................................................. 4

6.4 Préparation des éprouvettes ....................................................................................................................................................... 4

6.5 Marquage des éprouvettes ............................................................................................................................................................ 4

7 Équipements d’essai ......................................................................................................................................................................................... 5

7.1 Généralités .................................................................................................................................................................................................. 5

7.2 Installation et vérification ............................................................................................................................................................. 5

7.3 Couteau .......................................................................................................................................................................................................... 5

8 Mode opératoire d’essai................................................................................................................................................................................ 5

8.1 Généralités .................................................................................................................................................................................................. 5

8.2 Mesure du frottement ....................................................................................................................................................................... 5

8.3 Température d’essai ........................................................................................................................................................................... 6

8.4 Transfert de l’éprouvette ................................................................................................................................................................ 7

8.5 Dépassement de la capacité de la machine .................................................................................................................... 7

8.6 Rupture incomplète ............................................................................................................................................................................ 7

8.7 Coincement d’éprouvette ............................................................................................................................................................... 8

8.8 Examen après rupture ...................................................................................................................................................................... 8

9 Rapport d’essai ....................................................................................................................................................................................................... 8

9.1 Informations obligatoires .............................................................................................................................................................. 8

9.2 Informations facultatives ............................................................................................................................................................... 8

Annexe A (informative) Pinces auto centreuses ....................................................................................................................................13

Annexe B (informative) Expansion latérale ...............................................................................................................................................14

Annexe C (informative) Aspect de la rupture ...........................................................................................................................................17

Annexe D (informative) Courbe d’énergie absorbée en fonction de la température et

température de transition .......................................................................................................................................................................20

Annexe E (informative) Incertitude sur la mesure de la valeur de l’énergie absorbée, K..........................22

Bibliographie ...........................................................................................................................................................................................................................30

© ISO 2016 – Tous droits réservés iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 148-1:2016(F)
Avant-propos

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

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

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

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

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

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

concerne la normalisation électrotechnique.

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

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

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

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

iso.org/directives).

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

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

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

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

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

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

Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données

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

engagement.

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

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

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

Informations supplémentaires.

L’ISO 148-1 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 164, Essais mécaniques des métaux, sous-

comité SC 4, Essais de ténacité.

Cette troisième édition annule et remplace la deuxième édition (ISO 148-1:2009), qui a fait l’objet d’une

révision technique.

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

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

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

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

La présente partie de l’ISO 148 spécifie la méthode d’essai de flexion par choc sur éprouvette Charpy

(avec entaille en V et avec entaille en U) pour déterminer l’énergie absorbée lors d’un essai de flexion

par choc des matériaux métalliques. La présente partie de l’ISO 148 ne couvre pas l’essai de flexion par

choc instrumenté, qui est spécifié dans l’ISO 14556.

Les Annexes B et C sont fondées sur l’ASTM E23 et sont utilisées avec la permission de ASTM

International, 100 Barr Harbor Drive, P.O. Box C700, West Conshohocken, PA 19428-2959, États-Unis.

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 148-2, Matériaux métalliques — Essai de flexion par choc sur éprouvette Charpy — Partie 2: vérification

des machines d’essai (mouton-pendule)

ISO 286-1, Spécification géométrique des produits (GPS) — Système de codification ISO pour les tolérances

sur les tailles linéaires — Partie 1: Base des tolérances, écarts et ajustements
3 Termes et définitions

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

3.1 Définitions se rapportant à l’énergie
3.1.1
énergie potentielle initiale
énergie potentielle

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

déterminée par vérification directe
3.1.2
énergie absorbée

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

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

ou 8 est utilisé comme indice pour indiquer le rayon du couteau, soit KV par exemple.

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ISO 148-1:2016(F)
3.1.3
énergie potentielle initiale minimale
energie déclarée par le fabricant du mouton-pendule
3.2 Définitions se rapportant à l’éprouvette
3.2.1
largeur
distance entre la face entaillée et la face opposée
Note 1 à l’article: (voir Figure 1)

Note 2 à l’article: Dans les versions précédentes des normes de la série ISO 148 (avant 2016), la distance entre la

face entaillée et la face opposée était désignée comme la «hauteur». Le changement de cette dimension sous le

terme «largeur» met la norme ISO 148-1 en cohérence avec la terminologie utilisée dans les autres normes ISO

concernant la rupture.
3.2.2
épaisseur
dimension perpendiculaire à la largeur qui est parallèle à l’entaille
Note 1 à l’article: (voir Figure 1)

Note 2 à l’article: Dans les versions précédentes de cette norme, la dimension perpendiculaire à la largeur qui

est parallèle à l’entaille était désignée comme la «largeur». Le changement de cette dimension sous le terme

«épaisseur» met la norme ISO 148-1 en cohérence avec la terminologie utilisée dans les autres normes ISO

concernant la rupture.
3.2.3
longueur
la plus grande dimension perpendiculairement à l’entaille
Note 1 à l’article: (voir Figure 1)
4 Symboles et termes abrégés

Les symboles et désignations applicables à la présente partie de l’ISO 148 sont indiqués dans les

Tableaux 1 et 2 et sont illustrés à la Figure 2.
Tableau 1 — Symboles et leurs unité et désignation
Symbole Unité Désignation
K J Énergie potentielle initiale (énergie potentielle)
SFA % Aspect de rupture par cisaillement
B mm Épaisseur de l’éprouvette
Énergie absorbée pour une éprouvette avec entaille en U, en utilisant
KU J
un couteau de 2 mm
Énergie absorbée pour une éprouvette avec entaille en U, en utilisant
KU J
un couteau de 8 mm
Énergie absorbée pour une éprouvette avec entaille en V, en utilisant
KV J
un couteau de 2 mm
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ISO 148-1:2016(F)
Tableau 1 (suite)
Symbole Unité Désignation
Énergie absorbée pour une éprouvette avec entaille en V, en utilisant
KV J
un couteau de 8 mm
LE mm Expansion latérale
L mm Longueur de l’éprouvette
T °C Temperature de Transition
W mm Largeur de l’éprouvette

Température de transition définie à une valeur spécifique d’absorption de l’énergie,

T °C
t27
par exemple 27 J

Température de transition définie à un pourcentage particulier de l’énergie absor-

T °C
t50 %PS
bée au plateau supérieur, par exemple 50 %

Température de transition définie à une proportion particulière de la rupture par

T °C
t50 %SFA
cisaillement, par exemple 50 %
Température de transition définie à une partie de l’expansion latérale, par
T °C
t0,9
exemple 0,9 mm
α degré Angle de chute du pendule
5 Principe de l’essai

L’essai consiste à rompre une éprouvette entaillée, en un seul coup d’un mouton-pendule oscillant, dans

les conditions définies dans les Articles 6, 7 et 8. L’entaille de l’éprouvette a une géométrie spécifiée

et est située au milieu des deux supports, à l’opposé de l’emplacement du choc lors de l’essai. L’énergie

absorbée lors de l’essai de flexion par choc, l’expansion latérale, et l’aspect de rupture par cisaillement

sont déterminés.

Étant donné que les valeurs d’énergie de rupture en flexion par choc varient avec la température pour

de nombreux matériaux métalliques, les essais doivent être réalisés à des températures spécifiées.

Lorsque la température est différente de l’ambiante, l’éprouvette doit être chauffée ou refroidie à cette

température, dans des conditions contrôlées.

L’essai Charpy de flexion par choc pendulaire est souvent utilisé comme essai courant d’acceptation

dans les milieux industriels. Pour ces essais, il peut ne pas être important de savoir si l’éprouvette est

complètement ou, partiellement rompue, ou tout simplement déformée plastiquement et entraînée

entre les appuis. Dans la recherche, la conception, ou les milieux universitaires, les valeurs mesurées

d’énergie sont étudiées plus en détail, dans ce cas, il peut être très utile de savoir si l’éprouvette est

rompue ou non.

Il est important de noter que tous les résultats d’essais de choc Charpy pendulaires ne peuvent pas

être comparés directement. Par exemple, les essais peuvent être effectués avec des marteaux munis

de couteaux de rayons différents, ou avec différentes formes d’éprouvettes. Les essais effectués avec

[1]

des couteaux différents peuvent donner des résultats différents, et les résultats d’essais obtenus avec

des éprouvettes de formes différentes peuvent également être différents. C’est pourquoi non seulement

le respect de la norme ISO 148, mais aussi une description claire et complète du type d’installation,

du type d’éprouvette, et les informations détaillées sur les éprouvettes après les essais peuvent être

cruciales pour la comparaison des résultats.
6 Éprouvettes
6.1 Généralités

L’éprouvette normalisée doit avoir une longueur de 55 mm et une section carrée de 10 mm de côté. Au

milieu de sa longueur, elle doit comporter une entaille en V ou une entaille en U, comme décrit en 6.2.1

et 6.2.2 respectivement.
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ISO 148-1:2016(F)

Si l’éprouvette normalisée ne peut pas être obtenue à partir du matériau, une des éprouvettes de section

réduite, ayant une largeur de 7,5 mm, 5 mm ou 2,5 mm (voir Figure 2 et Tableau 2), doit être utilisée

sauf spécifications contraires.

NOTE 1 La comparaison directe des résultats n’a de signification que lorsqu’elle est effectuée entre des

éprouvettes de mêmes formes et dimensions.

NOTE 2 Pour les faibles énergies, l’utilisation de cales est importante, pour mieux positionner les éprouvettes

de sections réduites par rapport au centre du couteau pour éviter l’absorption de l’excès d’énergie par le mouton

pendule. Pour les énergies élevées, cela peut ne pas être important. Les cales peuvent être placées sur ou sous

les supports de l’éprouvette, de façon que la mi- épaisseur de l’éprouvette soit 5 mm au-dessus de la surface de

support de l’éprouvette de 10 mm. Les cales peuvent être temporairement fixées sur les supports en utilisant de

la bande adhésive ou d’autres moyens.

Quand un matériau traité thermiquement est caractérisé, l’éprouvette doit faire l’objet d’une finition

par usinage, y compris pour la réalisation de l’entaille, après le traitement thermique final, sauf s’il peut

être démontré que l’usinage préalable au traitement thermique n’affecte pas les résultats de l’essai.

6.2 Géométrie de l’entaille

L’entaille doit être préparée avec soin de façon que la zone arrondie à fond de l’entaille soit exempte de

marques d’usinage qui pourraient affecter l’énergie absorbée.

Le plan de symétrie de l’entaille doit être perpendiculaire à l’axe longitudinal de l’éprouvette (voir

Figure 2).
6.2.1 Entaille en V

L’entaille en V doit avoir un angle rentrant de 45°, une profondeur de 2 mm et un rayon à fond d’entaille

de 0,25 mm [voir Figure 2 a) et Tableau 2].
6.2.2 Entaille en U

L’entaille en U doit avoir une profondeur de 5 mm (sauf spécification contraire) et un rayon à fond

d’entaille de 1 mm [voir Figure 2 b) et Tableau 2].
6.3 Tolérances pour les éprouvettes

Les tolérances pour l’éprouvette spécifiée et les dimensions de l’entaille sont indiquées à la Figure 2 et

dans le Tableau 2.
6.4 Préparation des éprouvettes

La préparation doit être réalisée de façon telle que toute altération de l’éprouvette, due par exemple à

un échauffement ou à un écrouissage, soit minimisée.
6.5 Marquage des éprouvettes

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 de déformation plastique et de discontinuités de surface sur

l’énergie absorbée mesurée lors de l’essai (voir 8.8).
4 © ISO 2016 – Tous droits réservés
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ISO 148-1:2016(F)
7 Équipements d’essai
7.1 Généralités

Les mesurages et les caractéristiques des éprouvettes doivent pouvoir être raccordés à des normes

nationales ou internationales. Les équipements utilisés pour les mesures doivent être étalonnés à des

intervalles appropriés.
7.2 Installation et vérification
La machine d’essai doit être installée et vérifiée conformément à l’ISO 148-2.
7.3 Couteau

La géométrie du couteau doit être spécifiée comme étant soit le couteau de 2 mm soit le couteau de 8 mm.

Il est recommandé que le rayon du couteau soit indiqué en indice comme suit: KV ou KV et KU ou KU .

2 8 2 8

La spécification de produit doit être référée pour les lignes directrices relatives à la géométrie du

couteau.
[1]

NOTE Les essais réalisés avec des couteaux de 2 mm et 8 mm peuvent donner des résultats différents .

8 Mode opératoire d’essai
8.1 Généralités

L’éprouvette doit être au contact des appuis de la machine d’essai de sorte que le plan de symétrie de

l’entaille ne s’écarte pas de plus de 0,5 mm du plan médian entre appuis. Elle doit être frappée par le

couteau dans le plan de symétrie de l’entaille sur la face opposée à l’entaille (voir Figure 1).

8.2 Mesure du frottement

L’énergie absorbée par le frottement doit être vérifiée chaque jour d’essai avant le premier essai. Les

pertes par frottement peuvent être estimées comme suit, mais d’autres méthodes peuvent aussi être

adoptées.

NOTE L’énergie absorbée par le frottement comprend, sans s’y limiter, la résistance de l’air, le frottement lié

aux roulements, et le frottement de l’aiguille de lecture de l’énergie. Les augmentations de frottement sur une

machine peuvent influencer la mesure de l’énergie absorbée.

8.2.1 Pour déterminer la perte causée par le frottement lié à l’aiguille de lecture de l’énergie, la machine

est utilisée de façon normale, mais sans une éprouvette en position, et l’angle d’élévation, β , ou l’énergie

lue, K , est enregistré. Un second essai est ensuite effectué sans remettre l’aiguille à zéro et le nouvel

angle d’élévation, β , ou l’énergie lue, K , est enregistré. Ainsi, la perte due au frottement par l’aiguille de

2 2
lecture lors de la montée est égal à:
p = M(cos β − cos β) (1)
1 2
pour une échelle graduée en degrés, ou
p = K − K (2)
1 2
pour une échelle graduée en unités d’énergie.
© ISO 2016 – Tous droits réservés 5
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ISO 148-1:2016(F)

8.2.2 La procédure pour déterminer les pertes causées par le frottement des roulements et par la

résistance de l’air pendant une demi-oscillation est comme suit:

Après détermination de β ou K , le pendule est remis à sa position initiale. Sans remettre à zéro le

2 2

mécanisme de lecture, libérer le pendule sans chocs et sans vibrations et lui permettre de se balancer

ème

10 demi-oscillations. Lorsque le pendule commence sa 11 demi-oscillation déplacer le mécanisme

de lecture jusqu’à 5 % de l’échelle de gamme de capacité et enregistrer la valeur β ou K . La perte par

3 3

frottement par les roulements et la résistance de l’air pour une demi-oscillation est égale à

p′ = 1/10 M(cos β − cos β) (3)
3 2
pour une échelle graduée en degrés, ou
p′ = 1/10 (K − K) (4)
3 2
pour une échelle graduée en unités d’énergie.

Le nombre d’oscillations peut être modifié au choix de l’utilisateur de la machine. p′ peut être corrigé en

fonction du nombre d’oscillations employées.

NOTE 1 S’il est nécessaire de tenir compte de ces pertes dans un essai réel donnant un angle d’élévation, β, la

quantité.
αβ+
pp=+ p′ (5)
β αβ+
1 2
peut être soustraite de la valeur de l’énergie absorbée.

Du fait que β et β sont presque égaux à α, l’angle de chute, pour des raisons pratiques l’Équation (5)

1 2
peut être simplifiée en:
αβ+
pp=+ p′ (6)
α 2α

Pour les machines graduées en unités d’énergie, la valeur de β peut être calculée comme suit:

β = arccos[1 − 1/M(K − K)] (7)
P T

La perte totale par frottements p + p′, ainsi mesurée, ne doit pas excéder 0,5 % de l’énergie nominale,

K . Dans ce cas et s’il n’est pas possible de respecter la tolérance en réduisant la frottement de l’aiguille

de lecture, les roulements doivent être nettoyés ou remplacés.
8.3 Température d’essai

8.3.1 Sauf spécification contraire, les essais doivent être réalisés à 23 ± 5°C (température ambiante).

Quand une température est spécifiée, l’éprouvette doit être conditionnée à cette température à ± 2 °C.

8.3.2 Pour la mise en condition, (par chauffage ou par refroidissement), en utilisant un milieu liquide,

l’éprouvette doit être placée dans un conteneur, sur une grille située à au moins 25 mm au-dessus du fond

du conteneur et couverte par au moins 25 mm de liquide et à au moins 10 mm des faces du conteneur.

Le milieu doit être constamment agité et porté à la température spécifiée par toute méthode adaptée.

Il convient de placer le dispositif utilisé pour mesurer la température du milieu liquide au centre du

groupe d’éprouvettes. La température du milieu liquide doit être maintenue à la température spécifiée

à ± 1 °C pendant au moins 5 min.
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ISO 148-1:2016(F)

NOTE Lorsqu’un milieu liquide est proche de son point d’ébullition, un refroidissement par évaporation peut

significativement diminuer la température de l’éprouvette entre le moment où l’éprouvette est retirée du liquide

[8]
et la rupture .

8.3.3 Pour la mise en condition (chauffage ou refroidissement) en utilisant un milieu gazeux,

l’éprouvette doit être placée dans une chambre à au moins 50 mm de la surface la plus proche. Chaque

éprouvette doit être séparée d’au moins 10 mm de ses voisines. Le milieu gazeux doit être constamment

mis en circulation et porté à la température spécifiée par toute méthode adaptée. Il convient de placer

le dispositif utilisé pour mesurer la température du milieu gazeux au milieu du groupe d’éprouvettes. La

température du milieu gazeux doit être maintenue à la température spécifiée à ± 1 °C pendant au moins

30 min avant que l’éprouvette ne soit retirée du milieu gazeux pour l’essai.

8.3.4 D’autres méthodes de chauffage ou refroidissement sont autorisées, si les autres exigences

pertinentes du 8.3 sont satisfaites.
8.4 Transfert de l’éprouvette

Lorsque l’essai est réalisé à une température autre que la température ambiante, il ne doit pas s’écouler

plus de 5 s entre le moment où l’éprouvette est retirée du milieu de chauffage ou de refroidissement et le

moment où elle est frappée par le couteau. Une exception est faite si la différence entre la température

ambiante ou la température de la machine et celle de l’échantillon est inférieure à 25 °C. Dans ce cas, le

temps de transfert de l’éprouvette doit être inférieur à 10 s.

Le dispositif de transfert doit être conçu et utilisé de façon que la température de l’éprouvette soit

maintenue dans l’intervalle de température autorisé.

Les parties du dispositif en contact avec l’éprouvette pendant le transfert entre le milieu de chauffage

ou de refroidissement et la machine doivent être mises en condition avec les éprouvettes.

Il convient de veiller à s’assurer que le dispositif utilisé pour centrer l’éprouvette sur les appuis ne

conduise pas à ce que les extrémités rompues d’éprouvettes à haute résistance et basse énergie

rebondissent hors du dispositif dans le mouton-pendule, entraînant ainsi l’indication par erreur d’une

énergie élevée. Il a été montré que le jeu entre l’extrémité d’une éprouvette en position d’essai et le

dispositif de centrage ou une partie fixe de la machine doit être supérieur à environ 13 mm, sinon,

comme faisant partie du processus de rupture, les extrémités peuvent rebondir dans le mouton-

pendule.

NOTE Des pinces auto-centreuses, semblables à celles montrées dans l’Annexe A pour des éprouvettes avec

entaille en V, sont souvent utilisées pour assurer le transfert de l’éprouvette du milieu de mise en température à la

position d’essai correcte.
...

PROJET DE NORME INTERNATIONALE
ISO/DIS 148-1
ISO/TC 164/SC 4 Secrétariat: ANSI
Début de vote: Vote clos le:
2015-10-22 2016-01-21
Matériaux métalliques — Essai de flexion par choc sur
éprouvette Charpy —
Partie 1:
Méthode d’essai
Metallic materials — Charpy pendulum impact test —
Part 1: Test method
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 148-1:2015(F)
SONT INVITÉS À PRÉSENTER, AVEC LEURS
OBSERVATIONS, NOTIFICATION DES DROITS
DE PROPRIÉTÉ DONT ILS AURAIENT
ÉVENTUELLEMENT CONNAISSANCE ET À
FOURNIR UNE DOCUMENTATION EXPLICATIVE. ISO 2015
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ISO/DIS 148-1:2015(F) ISO/DIS 148-1
Sommaire Page

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

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

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

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

3.1 Energie.................................................................................................................................................... 1

3.2 Éprouvette (voir Figure 1) ..................................................................................................................... 2

4 Symboles et termes abrégés ................................................................................................................ 3

5 Principe de l’essai ................................................................................................................................. 3

6 Éprouvettes ............................................................................................................................................ 4

6.1 Généralités ............................................................................................................................................. 4

6.2 Géométrie de l'entaille .......................................................................................................................... 4

6.2.1 Entaille en V ........................................................................................................................................... 4

6.2.2 Entaille en U ........................................................................................................................................... 4

6.3 Tolérances pour les éprouvettes ......................................................................................................... 5

6.4 Préparation des éprouvettes ................................................................................................................ 5

6.5 Marquage des éprouvettes ................................................................................................................... 5

7 Équipements d'essai ............................................................................................................................. 5

7.1 Généralités ............................................................................................................................................. 5

7.2 Installation et vérification ..................................................................................................................... 5

7.3 Couteau .................................................................................................................................................. 5

8 Mode opératoire d'essai ....................................................................................................................... 5

8.1 Généralités ............................................................................................................................................. 5

8.2 Mesure de frottement ............................................................................................................................ 5

8.3 Température d'essai .............................................................................................................................. 6

8.4 Transfert de l'éprouvette ...................................................................................................................... 7

8.5 Dépassement de la capacité de la machine........................................................................................ 7

8.6 Rupture incomplète ............................................................................................................................... 8

8.7 Coincement d'éprouvette ..................................................................................................................... 8

8.8 Examen après rupture ........................................................................................................................... 8

9 Rapport d'essai ...................................................................................................................................... 8

9.1 Informations obligatoires ..................................................................................................................... 8

9.2 Informations facultatives ...................................................................................................................... 9

Annexe A (informative) Pinces auto centreuses............................................................................................ 12

Annexe B (informative) Expansion latérale .................................................................................................... 13

Annexe C (informative) Aspect de la rupture ................................................................................................. 16

Annexe D (informative) Courbe d’énergie absorbée en fonction de la température et température

DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT

de transition ......................................................................................................................................... 19

© ISO 2015

Annexe E (informative) Incertitude sur la mesure de la valeur de l'énergie absorbée, K .......................... 21

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

Bibliographie ..................................................................................................................................................... 29

sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie, l’affichage sur

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

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© ISO 2015 – Tous droits réservés
ii © ISO 2015 – Tous droits réservés
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ISO/DIS 148-1
Sommaire Page

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

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

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

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

3.1 Energie.................................................................................................................................................... 1

3.2 Éprouvette (voir Figure 1) ..................................................................................................................... 2

4 Symboles et termes abrégés ................................................................................................................ 3

5 Principe de l’essai ................................................................................................................................. 3

6 Éprouvettes ............................................................................................................................................ 4

6.1 Généralités ............................................................................................................................................. 4

6.2 Géométrie de l'entaille .......................................................................................................................... 4

6.2.1 Entaille en V ........................................................................................................................................... 4

6.2.2 Entaille en U ........................................................................................................................................... 4

6.3 Tolérances pour les éprouvettes ......................................................................................................... 5

6.4 Préparation des éprouvettes ................................................................................................................ 5

6.5 Marquage des éprouvettes ................................................................................................................... 5

7 Équipements d'essai ............................................................................................................................. 5

7.1 Généralités ............................................................................................................................................. 5

7.2 Installation et vérification ..................................................................................................................... 5

7.3 Couteau .................................................................................................................................................. 5

8 Mode opératoire d'essai ....................................................................................................................... 5

8.1 Généralités ............................................................................................................................................. 5

8.2 Mesure de frottement ............................................................................................................................ 5

8.3 Température d'essai .............................................................................................................................. 6

8.4 Transfert de l'éprouvette ...................................................................................................................... 7

8.5 Dépassement de la capacité de la machine........................................................................................ 7

8.6 Rupture incomplète ............................................................................................................................... 8

8.7 Coincement d'éprouvette ..................................................................................................................... 8

8.8 Examen après rupture ........................................................................................................................... 8

9 Rapport d'essai ...................................................................................................................................... 8

9.1 Informations obligatoires ..................................................................................................................... 8

9.2 Informations facultatives ...................................................................................................................... 9

Annexe A (informative) Pinces auto centreuses............................................................................................ 12

Annexe B (informative) Expansion latérale .................................................................................................... 13

Annexe C (informative) Aspect de la rupture ................................................................................................. 16

Annexe D (informative) Courbe d’énergie absorbée en fonction de la température et température

de transition ......................................................................................................................................... 19

Annexe E (informative) Incertitude sur la mesure de la valeur de l'énergie absorbée, K .......................... 21

Bibliographie ..................................................................................................................................................... 29

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ISO/DIS 148-1
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 procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont décrites

dans les Directives ISO/CEI, 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/CEI, 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 sur la liste ISO des déclarations de brevets reçues (voir

www.iso.org/brevets).

Les éventuelles appellations commerciales utilisées dans le présent document sont données pour information

à l'intention des utilisateurs et ne constituent pas une approbation ou une recommandation.

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

conformité, aussi bien que pour des informations au sujet de l'adhésion de l'ISO aux principes de l'OMC

concernant les obstacles techniques au commerce (OTC) voir le lien suivant: Avant-propos — Informations

supplémentaires.

L'ISO 148-1 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 164, Essais mécaniques des métaux, sous-comité

SC 4, Essais de ténacité.

Cette troisième édition annule et remplace la seconde édition (ISO 148-1:2009), qui a fait l'objet d'une révision

technique.

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

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

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

indirecte des machines d'essai mouton-pendule

Les Annexes B et C sont fondées sur l'ASTM E23 (Standard Test Methods for Notched Bar Impact Testing of

Metallic Materials), copyright ASTM International, 100 Barr Harbor Drive, P.O. Box C700, West

Conshohocken, PA 19428-2959, États-Unis.
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PROJET DE NORME INTERNATIONALE ISO/DIS 148-1
Matériaux métalliques — Essai de flexion par choc sur
éprouvette Charpy — Partie 1: Méthode d’essai
1 Domaine d'application

La présente partie de l'ISO 148 spécifie la méthode d'essai de flexion par choc sur éprouvette Charpy (avec

entaille en V et avec entaille en U) pour déterminer l'énergie absorbée lors d'un essai de flexion par choc des

matériaux métalliques. La présente partie de l'ISO 148 ne couvre pas l'essai de flexion par choc instrumenté,

qui est spécifié dans l'ISO 14556.
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 148-2, Matériaux métalliques - Essai de flexion par choc sur éprouvette Charpy - Partie 2 : vérification

des machines d'essai (mouton-pendule)

ISO 2861, Spécification géométrique des produits (GPS) - Système de codification ISO pour les tolérances

sur les tailles linéaires - Partie 1 : bases des tolérances, écarts et ajustements

ISO 3785, Matériaux métalliques - Désignation des axes des éprouvettes en relation avec la texture du

produit

ISO 14556, Aciers - Essai de flexion par choc sur éprouvette Charpy à entaille en V - Méthode d'essai

instrumenté
3 Termes et définitions

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

3.1 Energie
3.1.1
énergie potentielle initiale
énergie potentielle

différence entre l'énergie potentielle du marteau du pendule avant qu'il soit libéré pour l'essai de choc et son

énergie potentielle en position d'impact, telle qu'elle est déterminée par vérification directe

3.1.2
énergie absorbée

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

NOTE La lettre V ou U est utilisée pour indiquer la géométrie de l'entaille, soit: KV ou KU. Le chiffre 2 ou 8 est utilisé

comme indice pour indiquer le rayon du couteau, soit KV par exemple.
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ISO/DIS 148-1
3.2 Éprouvette (voir Figure 1)
3.2.1
largeur
distance entre la face entaillée et la face opposée

NOTE Dans les versions précédentes de cette norme, la distance entre la face entaillée et la face opposée était

désignée comme la « hauteur ». Le changement de cette dimension sous le terme « largeur » met la norme ISO 148-1 en

cohérence avec la terminologie utilisée dans les autres normes ISO concernant la rupture.

3.2.2
épaisseur
dimension perpendiculaire à la largeur qui est parallèle à l’entaille

NOTE Dans les versions précédentes de cette norme, la dimension perpendiculaire à la largeur qui est parallèle à

l’entaille était désignée comme la « largeur ». Le changement de cette dimension sous le terme « épaisseur » met la

norme ISO 148-1 en cohérence avec la terminologie utilisée dans les autres normes ISO concernant la rupture.

3.2.3
length
la plus grande dimension perpendiculairement à l'entaille
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ISO/DIS 148-1
4 Symboles et termes abrégés

Les symboles et désignations applicables à la présente partie de l'ISO 148 sont indiqués dans les Tableaux 1

et 2 et sont illustrés à la Figure 2.
Tableau 1 — Symboles et leurs unité et désignation
Symbole Unité Désignation
K J Énergie potentielle initiale (énergie potentielle)
SFA % Aspect de rupture par cisaillement
B mm Epaisseur de l'éprouvette
Énergie absorbée pour une éprouvette avec entaille en U, en utilisant
KU2 J
un couteau de 2 mm
Énergie absorbée pour une éprouvette avec entaille en U, en utilisant
KU J
un couteau de 8 mm
Énergie absorbée pour une éprouvette avec entaille en V, en utilisant
KV J
un couteau de 2 mm
Énergie absorbée pour une éprouvette avec entaille en V, en utilisant
KV J
un couteau de 8 mm
LE mm Expansion latérale
L mm Longueur de l'éprouvette
T °C Temperature de Transition
W mm Largeur de l'éprouvette

Température de transition définie à une valeur spécifique d’absorption de l’énergie, par

T °C
t27
exemple 27 J

Température de transition définie à un pourcentage particulier de l’énergie absorbée au

T °C
t50%US
plateau supérieur, par exemple 50 %

Température de transition définie à une portion particulière de la rupture par cisaillement,

T °C
t50%SFA
par exemple 50 %

T °C Température de transition définie à une partie de l’expansion latérale, par exemple 0,9 mm

t0,9
5 Principe de l’essai

L'essai consiste à rompre une éprouvette entaillée, en un seul coup d'un mouton-pendule oscillant, dans les

conditions définies dans les Articles 6, 7 et 8. L'entaille de l'éprouvette a une géométrie spécifiée et est située

au milieu des deux supports, à l'opposé de l'emplacement du choc lors de l'essai. L'énergie absorbée lors de

l'essai de flexion par choc, l’expansion latérale, et l’aspect de rupture par cisaillement sont déterminés.

Étant donné que les valeurs d'énergie de rupture en flexion par choc varient avec la température pour de

nombreux matériaux métalliques, les essais doivent être réalisés à des températures spécifiées. Lorsque la

température est différente de l'ambiante, l'éprouvette doit être chauffée ou refroidie à cette température, dans

des conditions contrôlées.
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ISO/DIS 148-1

L’essai Charpy de flexion par choc pendulaire est souvent utilisé comme essai courant d’acceptation dans les

milieux industriels. Pour ces essais , il peut ne pas être important de savoir si l’éprouvette est complètement

ou, partiellement rompue , ou tout simplement déformée plastiquement et entraînée entre les appuis. Dans la

recherche, la conception, ou les milieux universitaires, les valeurs mesurées d'énergie sont étudiées plus en

détail , dans ce cas, il peut être très utile de savoir si l'éprouvette est rompue ou non.

Il est important de noter que tous les résultats d’essais de choc Charpy pendulaires ne peuvent pas être

comparés directement. Par exemple, les essais peuvent être effectués avec des marteaux munis de couteaux

de rayons différents, ou avec différentes formes d’éprouvettes. Les essais effectués avec des couteaux

[ 1 ]

différents peuvent donner des résultats différents, et les résultats d’essais obtenus avec des éprouvettes

de formes différentes peuvent également être différents. C’est pourquoi non seulement le respect de la norme

ISO 148, mais aussi une description claire et complète du type d’installation, du type d’éprouvette, et les

informations détaillées sur les éprouvettes après les essais peuvent être cruciales pour la comparaison des

résultats.
6 Éprouvettes
6.1 Généralités

L'éprouvette normalisée doit avoir une longueur de 55 mm et une section carrée de 10 mm de côté. Au milieu

de sa longueur, elle doit comporter une entaille en V ou une entaille en U, comme décrit en 6.2.1 et 6.2.2

respectivement.

Si l'éprouvette normalisée ne peut pas être obtenue à partir du matériau, une des éprouvettes de section

réduite, ayant une largeur de 7,5 mm, 5 mm ou 2,5 mm (voir Figure 2 et Tableau 2), doit être utilisée sauf

spécifications contraires.

NOTE 1 La comparaison directe des résultats n’a de signification que lorsqu’elle est effectuée entre des

éprouvettes de mêmes formes et dimensions.

NOTE 2 Pour les faibles énergies, l'utilisation de cales est importante, pour mieux positionner les éprouvettes

de sections réduites par rapport au centre du couteau pour éviter l’absorption de l'excès d'énergie par le

mouton pendule. Pour les énergies élevées, cela peut ne pas être important. Les cales peuvent être placées

sur ou sous les supports de l'éprouvette, de façon que la mi-épaisseur de l'éprouvette soit 5 mm au-dessus de

la surface de support de l'éprouvette de 10 mm. Les cales peuvent être temporairement fixées sur les

supports en utilisant de la bande adhésive ou d’autres moyens.

Quand un matériau traité thermiquement est caractérisé, l'éprouvette doit faire l'objet d'une finition par

usinage, y compris pour la réalisation de l'entaille, après le traitement thermique final, sauf s'il peut être

démontré que l’usinage préalable au traitement thermique n’affecte pas les résultats de l’essai.

6.2 Géométrie de l'entaille

L'entaille doit être préparée avec soin de façon que la zone arrondie à fond de l'entaille soit exempte de

marques d'usinage qui pourraient affecter l'énergie absorbée.

Le plan de symétrie de l'entaille doit être perpendiculaire à l'axe longitudinal de l'éprouvette (voir Figure 2).

6.2.1 Entaille en V

L'entaille en V doit avoir un angle rentrant de 45°, une profondeur de 2 mm et un rayon à fond d'entaille de

0,25 mm [voir Figure 2 a) et Tableau 2].
6.2.2 Entaille en U

L'entaille en U doit avoir une profondeur de 5 mm (sauf spécification contraire) et un rayon à fond d'entaille de

1 mm [voir Figure 2 b) et Tableau 2].
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ISO/DIS 148-1
6.3 Tolérances pour les éprouvettes

Les tolérances pour l'éprouvette spécifiée et les dimensions de l'entaille sont indiquées à la Figure 2 et dans

le Tableau 2.
6.4 Préparation des éprouvettes

La préparation doit être réalisée de façon telle que toute altération de l'éprouvette, due par exemple à un

échauffement ou à un écrouissage, soit minimisée.
6.5 Marquage des éprouvettes

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 de déformation plastique et de discontinuités de surface sur

l'énergie absorbée mesurée lors de l'essai (voir 8.8).
7 Équipements d'essai
7.1 Généralités

Les mesurages et les caractéristiques des éprouvettes doivent pouvoir être raccordés à des normes

nationales ou internationales. Les équipements utilisés pour les mesures doivent être étalonnés à des

intervalles appropriés.
7.2 Installation et vérification
La machine d'essai doit être installée et vérifiée conformément à l'ISO 148-2.
7.3 Couteau

La géométrie du couteau doit être spécifiée comme étant soit le couteau de 2 mm soit le couteau de 8 mm. Il

est recommandé que le rayon du couteau soit indiqué en indice comme suit: KV ou KV et KU ou KU .

2 8 2 8

La spécification de produit doit être référée pour les lignes directrices relatives à la géométrie du couteau.

[1]

NOTE Les essais réalisés avec des couteaux de 2 mm et 8 mm peuvent donner des résultats différents.

8 Mode opératoire d'essai
8.1 Généralités

L'éprouvette doit être au contact des appuis de la machine d'essai de sorte que le plan de symétrie de

l'entaille ne s'écarte pas de plus de 0,5 mm du plan médian entre appuis. Elle doit être frappée par le couteau

dans le plan de symétrie de l'entaille sur la face opposée à l'entaille (voir Figure 1).

8.2 Mesure de frottement

L'énergie absorbée par le frottement comprend, sans s'y limiter, la résistance de l'air, le frottement lié aux

roulements, et le frottement de l’aiguille de lecture de l’énergie. Les augmentations de frottement sur une

machine peuvent influencer la mesure de l'énergie absorbée. Par conséquent le frottement doit être vérifié

chaque jour d’essai avant le premier essai. Les pertes par frottement peuvent être estimées comme suit.

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ISO/DIS 148-1

8.2.1 Pour déterminer la perte causée par le frottement lié à l’aiguille de lecture de l’énergie, la machine est

utilisée de façon normale , mais sans une éprouvette en position , et l'angle d'élévation, β , ou l’énergie lue,

...

Questions, Comments and Discussion

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