ISO 6507-1:2023
(Main)Metallic materials — Vickers hardness test — Part 1: Test method
Metallic materials — Vickers hardness test — Part 1: Test method
This document specifies the Vickers hardness test method for the three different ranges of test force for metallic materials, including hard metals and other cemented carbides (see Table 1), metallic coatings and other inorganic coatings. The Vickers hardness test is specified in this document for lengths of indentation diagonals between 0,020 mm and 1,400 mm. Using this method to determine Vickers hardness from smaller indentations is outside the scope of this document as results would suffer from large uncertainties due to the limitations of optical measurement and imperfections in tip geometry. The Vickers hardness specified in this document is also applicable for metallic and other inorganic coatings including electrodeposited coatings, autocatalytic coatings, sprayed coatings and anodic coatings on aluminium. This document is applicable to measurements normal to the coated surface and to measurements on cross-sections, provided that the characteristics of the coating (smoothness, thickness, etc.) permit accurate readings of the diagonal of the indentation. This document is not applicable for coatings with thickness less than 0,030 mm when testing normal to the coating surface. This standard is not applicable for coatings with thickness less than 0,100 mm when testing a cross-section of the coating. ISO 14577-1 can be used for the determination of hardness from smaller indentations.” A periodic verification method is specified for routine checking of the testing machine in service by the user. For specific materials and/or products, relevant International Standards exist.
Matériaux métalliques — Essai de dureté Vickers — Partie 1: Méthode d'essai
Le présent document spécifie la méthode d'essai de dureté Vickers pour les trois plages différentes de force d'essai, pour les matériaux métalliques y compris les métaux durs et autres carbures cimentaires (voir Tableau 1), les revêtements métalliques et autres revêtements inorganiques. L'essai de dureté Vickers est spécifié dans le présent document pour des longueurs de diagonales d'empreinte comprises entre 0,020 mm et 1,400 mm. L'utilisation de cette méthode pour déterminer la dureté Vickers à partir d'empreintes plus pettes n'entre pas dans le domaine d'application du présent document, car les résultats seraient affectés par de grandes incertitudes en raison des limites de la mesure optique et des imperfections de la géométrie de la pointe. La dureté Vickers spécifiée dans le présent document s'applique également aux revêtements métalliques et autres revêtements inorganiques, y compris les revêtements électrodéposés, les revêtements autocatalytiques, les revêtements pulvérisés et les revêtements anodiques sur l'aluminium. Le présent document s'applique aux mesurages effectués perpendiculairement à la surface revêtue et aux mesurages effectués sur des sections transversales, à condition que les caractéristiques du revêtement (planéité, épaisseur, etc.) permettent une lecture précise de la diagonale de l'empreinte. Le présent document ne s'applique pas aux revêtements d'une épaisseur inférieure à 0,030 mm lorsque l'essai est effectué perpendiculairement à la surface du revêtement. La présente norme n'est pas applicable aux revêtements d'une épaisseur inférieure à 0,100 mm dans le cas de l'essai d'une section transversale du revêtement. La norme ISO 14577‑1 peut être utilisée pour la détermination de la dureté à partir d'empreintes plus petites. Une méthode de vérification périodique est spécifiée pour la vérification de routine de la machine d'essai en service par l'utilisateur. Pour des matériaux et/ou des produits spécifiques, des normes Internationales spécifiques existent.
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 6507-1
Fifth edition
2023-10
Metallic materials — Vickers hardness
test —
Part 1:
Test method
Matériaux métalliques — Essai de dureté Vickers —
Partie 1: Méthode d'essai
Reference number
© ISO 2023
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Published in Switzerland
ii
Contents Page
Foreword .iv
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 2
4 Symbols and designations . 2
4.1 Symbols and designations used in this document . 2
4.2 Designation of hardness number . 3
5 Principle . 3
6 Testing machine.4
6.1 Testing machine . 4
6.2 Indenter . . . 4
6.3 Diagonal measuring system . 4
7 Test piece . 5
7.1 Test surface . 5
7.2 Preparation . 5
7.3 Thickness . 5
7.4 Tests on curved surfaces . 5
7.5 Support of unstable test pieces . 5
7.6 Metallic and other inorganic coatings . 5
8 Procedure .6
8.1 Test temperature . 6
8.2 Test force . . 6
8.3 Periodic verification . 6
8.4 Test piece support and orientation. 6
8.5 Focus on test surface . 7
8.6 Test force application . 7
8.7 Prevention of the effect of shock or vibration . 7
8.8 Minimum distance between adjacent indentations . 7
8.9 Measurement of the diagonal length . 8
8.10 Calculation of hardness value . 8
9 Uncertainty of the results . 8
10 Test report . 9
Annex A (normative) Minimum thickness of the test piece in relation to the test force and
hardness .10
Annex B (normative) Tables of correction factors for use in tests made on curved surfaces .12
Annex C (normative) Procedure for periodic checking of the testing machine, diagonal
measuring system and indenter by the user.16
Annex D (informative) Uncertainty of the measured hardness values .18
Annex E (informative) Vickers hardness measurement traceability .25
Annex F (informative) CCM — Working group on hardness .29
Annex G (informative) Adjustment of Köhler illumination systems .30
Annex H (normative) Determining the Vickers hardness of metallic and other inorganic
coatings .31
Bibliography .35
iii
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 document 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).
ISO draws attention to the possibility that the implementation of this document may involve the use
of (a) patent(s). ISO takes no position concerning the evidence, validity or applicability of any claimed
patent rights in respect thereof. As of the date of publication of this document, ISO had not received
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cautioned that this may not represent the latest information, which may be obtained from the patent
database available at www.iso.org/patents. ISO shall not be held responsible for identifying any or all
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Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation of the voluntary nature of standards, 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
www.iso.org/iso/foreword.html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 164, Mechanical testing of metals,
Subcommittee SC 3, Hardness testing, in collaboration with the European Committee for Standardization
(CEN) Technical Committee CEN/TC 459, ECISS - European Committee for Iron and Steel Standardization,
in accordance with the Agreement on technical cooperation between ISO and CEN (Vienna Agreement).
This fifth edition of ISO 6507-1, together with ISO 4545-1:2023, cancels and replaces ISO 4516:2002,
ISO 4545-1:2017 and ISO 6507-1:2018, which have been technically revised.
The main changes are as follows:
— Scope revised to include testing on metallic coatings and other inorganic coatings;
— added 7.6 - Metallic and other inorganic coatings;
— requirements have been added to the test report for reporting the surface curvature, if the curvature
correction is applicable;
— added Annex H to cover coatings specific requirements;
— updated references.
A list of all parts in the ISO 6507 series can be found on the ISO website.
Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
complete listing of these bodies can be found at www.iso.org/members.html.
iv
INTERNATIONAL STANDARD ISO 6507-1:2023(E)
Metallic materials — Vickers hardness test —
Part 1:
Test method
1 Scope
This document specifies the Vickers hardness test method for the three different ranges of test force for
metallic materials, including hard metals and other cemented carbides (see Table 1), metallic coatings
and other inorganic coatings.
Table 1 — Ranges of test force
Ranges of test force, F
Hardness symbol Designation
N
F ≥ 49,03 ≥HV 5 Vickers hardness test
1,961 ≤ F < 49,03 HV 0,2 to
0,009 807 ≤ F < 1,961 HV 0,001 to
The Vickers hardness test is specified in this document for lengths of indentation diagonals between
0,020 mm and 1,400 mm. Using this method to determine Vickers hardness from smaller indentations
is outside the scope of this document as results would suffer from large uncertainties due to the
limitations of optical measurement and imperfections in tip geometry.
The Vickers hardness specified in this document is also applicable for metallic and other inorganic
coatings including electrodeposited coatings, autocatalytic coatings, sprayed coatings and anodic
coatings on aluminium.
This document is applicable to measurements normal to the coated surface and to measurements on
cross-sections, provided that the characteristics of the coating (smoothness, thickness, etc.) permit
accurate readings of the diagonal of the indentation.
This document is not applicable for coatings with thickness less than 0,030 mm when testing normal
to the coating surface. This standard is not applicable for coatings with thickness less than 0,100 mm
when testing a cross-section of the coating. ISO 14577-1 can be used for the determination of hardness
from smaller indentations.”
A periodic verification method is specified for routine checking of the testing machine in service by the
user.
For specific materials and/or products, relevant International Standards exist.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content
constitutes requirements 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 6507-2:2018, Metallic materials — Vickers hardness test — Part 2: Verification and calibration of
testing machines
ISO 6507-3, Metallic materials — Vickers hardness test — Part 3: Calibration of reference blocks
3 Terms and definitions
No terms and definitions are listed in this document.
ISO and IEC maintain terminology databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at https:// www .electropedia .org/
4 Symbols and designations
4.1 Symbols and designations used in this document
See Table 2 and Figure 1.
Table 2 — Symbols and designations
Symbol Designation
α Mean angle between the opposite faces at the vertex of the pyramidal indenter (nominally 136°)
(see Figure 1)
F Test force, in newtons (N)
d Arithmetic mean, in millimetres, of the two diagonal lengths d and d (see Figure 1)
1 2
Test force (kgf)
Vickers hardness =
Surface area of indentation (mm )
Test Force(N)
=×
g
Surfaceareaofindentation(mm)
n
α
2Fsin
1 F 1
HV =× =×
g α g
2
nn d
d /s2 in
2
For the nominal angle α = 136°,
F
Vickers hardness ≈×0, 189 1
d
To reduce uncertainty, the Vickers hardness may be calculated using the actual mean indenter angle, α.
NOTE Standard acceleration due to gravity, g = 9,806 65 m/s which is the conversion factor from kgf to N.
n
4.2 Designation of hardness number
Vickers hardness, HV, is designated as shown in the following example.
5 Principle
A diamond indenter, in the form of a right pyramid with a square base and with a specified angle
between opposite faces at the vertex, is forced into the surface of a test piece followed by measurement
of the diagonal length of the indentation left in the surface after removal of the test force, F (see
Figure 1).
Figure 1 — Principle of the test, geometry of indenter and Vickers indentation
The Vickers hardness is proportional to the quotient obtained by dividing the test force by the area
of the sloped surface of indentation, which is assumed to be a right pyramid with a square base and
having at the vertex the same angle as the indenter.
NOTE 1 A right pyramid has its apex aligned with the centre of the base.
NOTE 2 As applicable, this document has adopted hardness test parameters as defined by the Working Group
on Hardness (CCM-WGH) under the framework of the International Committee of Weights and Measures (CIPM)
Consultative Committee for Mass and Related Quantities (CCM) (see Annex F).
6 Testing machine
6.1 Testing machine
The testing machine shall be capable of applying a predetermined force or forces within the desired
range of test forces, in accordance with ISO 6507-2.
6.2 Indenter
The indenter shall be a diamond in the shape of a right pyramid with a square base, as specified in
ISO 6507-2.
6.3 Diagonal measuring system
The diagonal measuring system shall satisfy the requirements in ISO 6507-2.
Magnifications should be provided so that the diagonal can be enlarged to greater than 25 % but less
than 75 % of the maximum possible optical field of view. Many objective lenses are nonlinear towards
the edge of the field of view.
A diagonal measuring system using a camera for measurement can use 100 % of the camera’s field of
view provided it is designed to consider field of view limitations of the optical system.
The resolution required of the diagonal measuring system depends on the size of the smallest
indentation to be measured and shall be in accordance with Table 3. In determining the resolution of
the measuring system, the resolution of the microscope optics, the digital resolution of the measuring
scale and the step-size of any stage movement, where applicable, should be taken into account.
Table 3 — Resolution of the measuring system
Diagonal length, d
Resolution of the measuring system
mm
0,020 ≤ d < 0,080 0,000 4 mm
0,080 ≤ d ≤ 1,400 0,5 % of d
7 Test piece
7.1 Test surface
The test shall be carried out on a surface which is smooth and even, free from oxide scale, foreign matter
and, in particular, completely free from lubricants, unless otherwise specified in product standards.
The finish of the surface shall permit accurate determination of the diagonal length of the indentation.
For hard-metal samples, the thickness of the layer removed from the surface shall be not less than
0,2 mm.
7.2 Preparation
Surface preparation shall be carried out in such a way as to prevent surface damage or alteration of the
surface hardness due to excessive heating or cold-working.
Due to the small depth of Vickers microhardness indentations, it is essential that special precautions
be taken during preparation. It is recommended to use a polishing/electropolishing process which is
suitable for the material to be measured.
7.3 Thickness
The thickness of the test piece or of the layer under test shall be at least 1,5 times the diagonal length of
the indentation, as defined in Annex A. No deformation shall be visible at the back of the test piece after
the test.
The thickness of a hard-metal test piece shall be at least 1 mm.
NOTE The depth of the indentation is approximately 1/7 of the diagonal length (0,143 d).
7.4 Tests on curved surfaces
For tests on curved surfaces, the corrections given in Tables B.1 to B.6 shall be applied.
7.5 Support of unstable test pieces
For a test piece of small cross-section or of irregular shape, either a dedicated support should be used
or it should be mounted in a similar manner to a metallographic micro-section in appropriate material
so that it is adequately supported and does not move during the force application.
7.6 Metallic and other inorganic coatings
Annex H specifies additional procedures and requirements, which shall be applied when determining
the Vickers hardness of metallic and other inorganic coatings.
8 Procedure
8.1 Test temperature
The test is normally carried out at ambient temperature within the limits of 10 °C to 35 °C. If the test
is carried out at a temperature outside this range, it shall be noted in the test report. Tests carried out
under controlled conditions shall be made at a temperature of (23 ± 5) °C.
8.2 Test force
The test forces given in Table 4 are typical. Other test forces may be used including greater than 980,7 N,
but not less than 0,009 807 N. Test forces shall be chosen that result in indentations with diagonals not
less than 0,020 mm.
NOTE For hard metals, the preferred test force is 294,2 N (HV 30).
Table 4 — Typical test forces
a
Hardness test Low-force hardness test Microhardness test
Nominal value of Nominal value of Nominal value of
Hardness Hardness Hardness
the test force, F the test force, F the test force, F
symbol symbol symbol
N N N
— — — — HV 0,001 0,009 807
— — — — HV 0,002 0,019 61
— — — — HV 0,003 0,029 42
— — — — HV 0,005 0,049 03
HV 5 49,03 HV 0,2 1,961 HV 0,01 0,098 07
HV 10 98,07 HV 0,3 2,942 HV 0,015 0,147 1
HV 20 196,1 HV 0,5 4,903 HV 0,02 0,196 1
HV 30 294,2 HV 1 9,807 HV 0,025 0,245 2
HV 50 490,3 HV 2 19,61 HV 0,05 0,490 3
a
HV 100 980,7 HV 3 29,42 HV 0,1 0,980 7
a
Nominal test forces greater than 980,7 N may be applied.
8.3 Periodic verification
The periodic verification defined in Annex C shall be performed within a week prior to use for each test
force used but is recommended on the day of use. The periodic verification is recommended whenever
the test force is changed. The periodic verification shall be done whenever the indenter is changed.
8.4 Test piece support and orientation
The test piece shall be placed on a rigid support. The support surfaces shall be clean and free from
foreign matter (scale, oil, dirt, etc.). It is important that the test piece lies firmly on the support so that
any displacement that affects the test result cannot occur during the test.
For anisotropic materials, for example, those which have been heavily cold-worked, there could be a
difference between the lengths of the two diagonals of the indentation. Therefore, where possible, the
indentation should be made so that the diagonals are oriented in plane at approximately 45° to the
direction of cold-working. The specification for the product could indicate limits for the differences
between the lengths of the two diagonals.
8.5 Focus on test surface
The diagonal measuring system microscope shall be focused so that the specimen surface and the
desired test location can be observed.
NOTE Some testing machines do not require that the microscope be focused on the specimen surface.
8.6 Test force application
The indenter shall be brought into contact with the test surface and the test force shall be applied in a
direction perpendicular to the surface, without shock, vibration or overload, until the applied force
attains the specified value. The time from the initial application of the force until the full test force is
+1
reached shall be7 s .
−5
+1
NOTE 1 The requirements for the time durations are given with asymmetric limits. For example, 7 s
−5
indicates that 7 s is the nominal time duration, with an acceptable range of not less than 2 s (calculated as 7 s – 5 s)
to not more than 8 s (calculated as 7 s + 1 s).
For the Vickers hardness range and low-force Vickers hardness range tests, the indenter shall contact
the test piece at a velocity of ≤0,2 mm/s. For micro-hardness tests, the indenter shall contact the test
piece at a velocity of ≤0,070 mm/s.
+1
The duration of the test force shall be 14 s , except for tests on materials whose time-dependent
−4
properties would make this an unsuitable range. For these tests, this duration shall be specified as part
of the hardness designation (see 4.2).
NOTE 2 There is evidence that some materials are sensitive to the rate of straining which causes changes in
the value of the yield strength. The corresponding effect on the termination of the formation of an indentation
can make alterations in the hardness value.
8.7 Prevention of the effect of shock or vibration
[1]
Throughout the test, the testing machine shall be protected from shock or vibration .
8.8 Minimum distance between adjacent indentations
The minimum distance between adjacent indentations and the minimum distance between an
indentation and the edge of the test piece are shown in Figure 2.
The distance between the centre of any indentation and the edge of the test piece shall be at least
2,5 times the mean diagonal length of the indentation in the case of steel, copper and copper alloys and
at least three times the mean diagonal length of the indentation in the case of light metals, lead and tin
and their alloys.
The distance between the centres of two adjacent indentations shall be at least three times the mean
diagonal length of the indentation in the case of steel, copper and copper alloys and at least six times the
mean diagonal length in the case of light metals, lead and tin and their alloys. If two adjacent indentations
differ in size, the spacing shall be based on the mean diagonal length of the larger indentation.
Key
1 edge of test piece
2 steel, copper and copper alloys
3 light metals, lead and tin and their alloys
Figure 2 — Minimum distance for Vickers indentations
8.9 Measurement of the diagonal length
The lengths of the two diagonals shall be measured. The arithmetical mean of the two readings shall be
taken for the calculation of the Vickers hardness. For all tests, the perimeter of the indentation shall be
clearly defined in the field of view of the microscope.
Magnifications should be selected so that the diagonal can be enlarged to greater than 25 %, but less
than 75 % of the maximum possible optical field of view; see 6.3.
NOTE 1 In general, decreasing the test force increases the scatter of results of the measurements. This is
particularly true for low-force Vickers hardness tests and Vickers microhardness tests, where the principal
limitation will arise in the measurement of the diagonals of the indentation. For Vickers microhardness, the
accuracy of determination of the mean diagonal length is unlikely to be better than ±0,001 mm when using an
optical microscope (see References [2] to [5]).
NOTE 2 A helpful technique for adjusting optical systems that have Köhler illumination is given in Annex G.
For flat surfaces, the difference between the lengths of the diagonals should not be greater than 5 %. If
the difference is greater, this shall be stated in the test report.
This standard is not applicable to indentations having diagonal lengths less than 0,020 mm. Hardness
measurements requiring smaller indentation sizes can be made in accordance with ISO 14577-1,
ISO 14577-2 and ISO 14577-3 (see References [6] to [8]).
8.10 Calculation of hardness value
Calculate the Vickers hardness value using the formula given in Table 2. The Vickers hardness value
[9]
can also be determined using the calculation tables given in ISO 6507-4. For curved surfaces, the
correction factors given in Annex B shall be applied.
9 Uncertainty of the results
[10]
A complete evaluation of the uncertainty should be done according to JCGM 100:2008 .
Independent of the type of sources, for hardness, there are two possibilities for the determination of the
uncertainty.
— One possibility is based on the evaluation of all relevant sources appearing during a direct calibration.
[11]
As a reference, a Euramet guideline is available.
— The other possibility is based on indirect calibration using a hardness reference block [below
abbreviated as certified reference material (CRM)] (see References [11] to [14]). A guideline for the
determination is given in Annex D.
It may not always be possible to quantify all the identified contributions to the uncertainty. In this case,
an estimate of type A standard uncertainty may be obtained from the statistical analysis of repeated
indentations into the test piece. Care should be taken, if standard uncertainties of type A and B are
[10]
summarized, that the contributions are not counted twice (JCGM 100:2008, Clause 4 ).
10 Test report
The test report shall include the following information unless otherwise agreed by the parties
concerned:
a) a reference to this document, i.e., ISO 6507-1;
b) all information necessary for identification of the test piece;
c) the date of the test;
d) the hardness result obtained in HV, reported in the format defined in 4.2;
e) the curvature of the surface, if the curvature correction is applicable;
f) all operations not specified in this document or regarded as optional;
g) details of any circumstances that affected the results;
h) the temperature of the test, if it is outside the ambient range specified in 8.1;
i) where conversion to another hardness scale is also performed, the basis and method of this
conversion .
There is no general process of accurately converting Vickers hardness into other scales of hardness
or into tensile strength. Such conversions, therefore, should be avoided, unless a reliable basis for
conversion can be obtained by comparison tests (see also ISO 18265).
NOTE A strict comparison of hardness values is only possible at identical test forces.
Annex A
(normative)
Minimum thickness of the test piece in relation to the test force
and hardness
The minimum test piece thickness in relation to the test force and hardness is given in Figure A.1.
Key
X thickness of the test piece, mm
Y hardness, HV
Figure A.1 — Minimum thickness of the test piece in relation to the test force and hardness
(HV 0,2 to HV 100)
a
Hardness value, HV.
b
Minimum thickness, t, mm.
c
Diagonal length, d, mm.
d
Hardness symbol, HV.
e
Test force F, N.
Figure A.2 — Nomogram designed for the minimum thickness of the test piece
(HV 0,01 to HV 100)
The nomogram shown in Figure A.2 has been designed for the minimum thickness of a test piece,
assuming that the minimum thickness has to be 1,5 times the diagonal length of the indentation. The
required thickness is given by the point of intersection of the minimum thickness scale and a line
(shown dotted in the example in Figure A.2) joining the test force (right-hand scale) with the hardness
(left-hand scale).
Annex B
(normative)
Tables of correction factors for use in tests made on curved
surfaces
B.1 Spherical surfaces
Tables B.1 and B.2 give the correction factors when tests are made on spherical surfaces.
The correction factors are tabulated in terms of the ratio of the mean diagonal, d, of the indentation to
the diameter, D, of the sphere.
EXAMPLE
Convex sphere, D = 10 mm
Test force, F = 98,07 N
Mean diagonal of indentation, d = 0,150 mm
d 0,150
==0,015
D 10
98,07
Vickers hardness, HV=×0,189 H1 = 824 V 10
(,015)
Correction factor from Table B.1, by interpolation = 0,983
Hardness of sphere = 824 × 0,983 = 810 HV 10
Table B.1 — Convex spherical surfaces
d/D Correction factor d/D Correction factor
0,004 0,995 0,086 0,920
0,009 0,990 0,093 0,915
0,013 0,985 0,100 0,910
0,018 0,980 0,107 0,905
0,023 0,975 0,114 0,900
0,028 0,970 0,122 0,895
0,033 0,965 0,130 0,890
0,038 0,960 0,139 0,885
0,043 0,955 0,147 0,880
0,049 0,950 0,156 0,875
0,055 0,945 0,165 0,870
0,061 0,940 0,175 0,865
0,067 0,935 0,185 0,860
0,073 0,930 0,195 0,855
0,079 0,925 0,206 0,850
Table B.2 — Concave spherical surfaces
d/D Correction factor d/D Correction factor
0,004 1,005 0,057 1,080
0,008 1,010 0,060 1,085
0,012 1,015 0,063 1,090
0,016 1,020 0,066 1,095
0,020 1,025 0,069 1,100
0,024 1,030 0,071 1,105
0,028 1,035 0,074 1,110
0,031 1,040 0,077 1,115
0,035 1,045 0,079 1,120
0,038 1,050 0,082 1,125
0,041 1,055 0,084 1,130
0,045 1,060 0,087 1,135
0,048 1,065 0,089 1,140
0,051 1,070 0,091 1,145
0,054 1,075 0,094 1,150
B.2 Cylindrical surfaces
Tables B.3 to B.6 give the correction factors when tests are made on cylindrical surfaces.
The correction factors are tabulated in terms of the ratio of the mean diagonal, d, of the indentation to
the diameter, D, of the cylinder.
EXAMPLE
Concave cylinder, one diagonal of the indentation parallel to axis, D = 5 mm
Test force, F = 294,2 N
Mean diagonal of indentation, d = 0,415 mm
d 0,415
==0,083
D 5
294,2
Vickers hardness, HV=×0,189 H1 = 323 V 30
(,0 415)
Correction factor from Table B.6 = 1,075
Hardness of cylinder = 323 × 1,075 = 347 HV 30
Table B.3 — Convex cylindrical surfaces — Diagonals at 45° to the axis
d/D Correction factor d/D Correction factor
0,009 0,995 0,119 0,935
0,017 0,990 0,129 0,930
0,026 0,985 0,139 0,925
0,035 0,980 0,149 0,920
0,044 0,975 0,159 0,915
0,053 0,970 0,169 0,910
0,062 0,965 0,179 0,095
TTabablele B B.33 ((ccoonnttiinnueuedd))
d/D Correction factor d/D Correction factor
0,071 0,960 0,189 0,900
0,081 0,955 0,200 0,895
0,090 0,950
0,100 0,945
0,109 0,940
Table B.4 — Concave cylindrical surfaces — Diagonals at 45° to the axis
d/D Correction factor d/D Correction factor
0,009 1,005 0,127 1,080
0,017 1,010 0,134 1,085
0,025 1,015 0,141 1,090
0,034 1,020 0,148 1,095
0,042 1,025 0,155 1,100
0,050 1,030 0,162 1,105
0,058 1,035 0,169 1,110
0,066 1,040 0,176 1,115
0,074 1,045 0,183 1,120
0,082 1,050 0,189 1,125
0,089 1,055 0,196 1,130
0,097 1,060 0,203 1,135
0,104 1,065 0,209 1,140
0,112 1,070 0,216 1,145
0,119 1,075 0,222 1,150
Table B.5 — Convex cylindrical surfaces — One diagonal parallel to the axis
d/D Correction factor d/D Correction factor
0,009 0,995 0,085 0,965
0,019 0,990 0,104 0,960
0,029 0,985 0,126 0,955
0,041 0,980 0,153 0,950
0,054 0,975 0,189 0,945
0,068 0,970 0,243 0,940
Table B.6 — Concave cylindrical surfaces — One diagonal parallel to the axis
d/D Correction factor d/D Correction factor
0,008 1,005 0,087 1,080
0,016 1,010 0,090 1,085
0,023 1,015 0,093 1,090
0,030 1,020 0,097 1,095
0,036 1,025 0,100 1,100
0,042 1,030 0,103 1,105
0,048 1,035 0,105 1,110
0,053 1,040 0,108 1,115
TTabablele B B.66 ((ccoonnttiinnueuedd))
d/D Correction factor d/D Correction factor
0,058 1,045 0,111 1,120
0,063 1,050 0,113 1,125
0,067 1,055 0,116 1,130
0,071 1,060 0,118 1,135
0,076 1,065 0,120 1,140
0,079 1,070 0,123 1,145
0,083 1,075 0,125 1,150
Annex C
(normative)
Procedure for periodic checking of the testing machine, diagonal
measuring system and indenter by the user
C.1 Periodic verification
The indenter to be used for periodic verification shall be the same as used for testing. A hardness
reference block shall be chosen for testing that is calibrated in accordance to ISO 6507-3 on the scale
and at the approximate hardness level at which the machine will be used.
Before performing the periodic verification, the diagonal measuring system shall be indirectly verified
using one of the reference indentations on the hardness reference block. The measured indentation
length shall agree with the certified value to within the greater of 0,001 mm or 1,25 % of the
indentation length. If the diagonal measuring system fails this test, a second reference indentation may
be measured. If the diagonal measuring system fails this second test, the diagonal measuring system
shall be adjusted or repaired and undergo direct and indirect verification according to ISO 6507-2.
At least two hardness measurements shall be made on the calibrated surface of the hardness reference
block. The indentations shall be uniformly distributed over the surface of the reference block. The
machine is regarded as satisfactory if the maximum positive or negative percent bias, b , for each
rel
reading does not exceed the limits shown in Table C.1.
The percent bias, b , is calculated according to Formula (C.1):
rel
HH−
CRM
b =×100 (C.1)
rel
H
CRM
where
H is the hardness value corresponding to the hardness measurement taken;
H is the certified hardness of the reference block used.
CRM
If the testing machine fails this test, verify that the indenter and testing machine are in good working
condition and repeat the periodic verification. If the machine continues to fail the periodic verification,
an indirect verification according to ISO 6507-2 shall be performed. A record of the periodic verification
results should be maintained over a period of time and used to measure reproducibility and monitor
drift of the machine.
Table C.1 — Maximum permissible percent HV bias
Mean diagonal length,
Maximum permissible percent HV bias, b ,of
rel
d the testing machine
mm ± %HV
0,02 ≤ d < 0,14 0,21/ d + 1,5
0,14 ≤ d ≤ 1,400
NOTE The criteria specified in this document for the performance of the testing machine have been
developed and refined over a significant period of time. When determining a specific tolerance that the machine
needs to meet, the uncertainty associated with the use of measuring equipment and/or reference standards has
been incorporated within this tolerance and it would therefore be inappropriate to make any further allowance
for this uncertainty by, for example, reducing the tolerance by the measurement uncertainty. This applies to all
measurements made when performing a periodic verification of the machine.
C.2 Indenter inspection
Experience has shown that a number of initially satisfactory indenters can become defective after use
for a comparatively short time. This is due to small cracks, pits or other flaws in the surface. lf such
faults are detected in time, many indenters may be reclaimed by regrinding. If not, any small defects on
the surface rapidly worsen and make the indenter useless. Therefore,
— the condition of indenters should be monitored by visually checking the aspect of the indentation on
a reference block each day the testing machine is used;
— the verification of the indenter is no longer valid when the indenter shows defects;
— reground or otherwise repaired indenters shall meet all of the requirements of ISO 6507-2.
Annex D
(informative)
Uncertainty of the measured hardness values
D.1 General requirements
Measurement uncertainty analysis is a useful tool to help determine sources of error and to understand
differences in test results. This annex gives guidance on uncertainty estimation but the methods
contained are for information only, unless specifically instructed otherwise by the customer.
Most product specifications have tolerances that have been developed over the past years based
mainly on the requirements of the product but also, in part, on the performance of the machine used
to make the hardness measurement. These tolerances, therefore, incorporate a contribution due to the
uncertainty of the hardness measurement and it would be inappropriate to make any further allowance
for this uncertainty by, for example, reducing the specified tolerance by the estimated uncertainty of
the hardness measurement. In other words, where a product specification states that the hardness of
an item shall be higher or lower than a certain value, this should be interpreted as simply specifying
that the calculated hardness value(s) shall meet this requirement, unless specifically stated otherwise
in the product standard. However, there may be special circumstances where reducing tolerance by
the measurement uncertainty is appropriate. This should only be done by agreement of the parties
involved.
The approach for determining uncertainty presented in this annex considers only those uncertainties
associated with the overall measurement performance of the hardness testing machine with respect
to the hardness reference blocks (abbreviated as CRM below). These performance uncertainties reflect
the combined effect to all the separate uncertainties (indirect verification). Because of this approach, it
is important that the individual machine components are operating within the tolerances. It is strongly
recommended that this procedure be applied for a maximum of one year after the successful passing of
a direct verification.
Annex E shows the four-level structure of the metrological chain necessary to define and disseminate
hardness scales. The chain starts at the international level using international definitions of the various
hardness scales to carry out international intercomparison. A number of primary hardness standard
machines at the national level “produce” primary hardness reference blocks for the calibration
laboratory level. Naturally, direct calibration and the verification of these machines should be at the
highest possible accuracy.
D.2 General procedure
The procedure calculates a combined uncertainty, u , by the Root-Squared-Sum-Method (RSS) out of
H
the different sources given in Table D.1. The expanded uncertainty, U, is derived from u by multiplying
H
with the coverage factor k = 2. Table D.1 contains all symbols and their designation.
The bias, b, of a hardness testing machine (also named “error”), which is derived from the difference
between
— the certified calibration value of the hardness reference block used, and
— the mean hardness value of the five indentations made in this block during calibration of the hardness
testing machine (see ISO 6507-2) can be implemented in different ways into the determination of
uncertainty.
Two methods are given for determining the uncertainty of hardness measurements.
— Method M1 accounts for the systematic bias of the hardness machine in two different ways. In one
approach, the uncertainty contribution from the systematic bias is added arithmetically to this
value. In the other approach, a correction is made to the measurement result to compensate for the
systematic bias.
— Method M2 allows the determination of uncertainty without having to consider the magnitude of
the systematic bias.
Additional information on calculating hardness uncertainties can be found in References [10] and [11].
NOTE 1 This uncertainty approach makes no allowance for any possible drift in the machine performance
subsequent to its last calibration, as it assumes that
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 6507-1
Cinquième édition
2023-10
Matériaux métalliques — Essai de
dureté Vickers —
Partie 1:
Méthode d'essai
Metallic materials — Vickers hardness test —
Part 1: Test method
Numéro de référence
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Tél.: +41 22 749 01 11
E-mail: copyright@iso.org
Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii
Sommaire Page
Avant-propos .iv
1 Domaine d'application .1
2 Références normatives .1
3 Termes et définitions . 2
4 Symboles et désignations .2
4.1 Symboles et désignations utilisés dans le présent document . 2
4.2 Désignation de la dureté Vickers HV . 2
5 Principe. 3
6 Machine d'essai . 3
6.1 Machine d’essai . 3
6.2 Pénétrateur . 3
6.3 Dispositif de mesure de la diagonale . 3
7 Éprouvette . 4
7.1 Surface d’essai . 4
7.2 Préparation . 4
7.3 Épaisseur . 4
7.4 Essai sur des surfaces courbes . 4
7.5 Support pour les pièces instables . 5
7.6 Revêtements métalliques et autres revêtements inorganiques . 5
8 Mode opératoire . 5
8.1 Température d’essai . 5
8.2 Force d’essai . 5
8.3 Vérification périodique . 5
8.4 Support de l’éprouvette et orientation . 6
8.5 Mise au point sur la surface d'essai . 6
8.6 Application de la force d’essai . 6
8.7 Prévention de l'effet de choc ou de vibration . 6
8.8 Distance minimale entre deux empreintes adjacentes . 6
8.9 Mesurage de la longueur de la diagonale . 7
8.10 Calcul de la valeur de dureté . 8
9 Incertitude des résultats .8
10 Rapport d’essai . 8
Annexe A (normative) Épaisseur minimale de l’éprouvette en fonction de la force d’essai et
de la dureté . 9
Annexe B (normative) Tableaux des coefficients de correction à utiliser pour les essais
effectués sur des surfaces courbes . .11
Annexe C (normative) Mode opératoire de vérification périodique de la machine d’essai,
du système de mesure de la diagonale et du pénétrateur par l’utilisateur .15
Annexe D (informative) Incertitude des valeurs de dureté mesurées .17
Annexe E (informative) Traçabilité du mesurage de la dureté Vickers .24
Annexe F (informative) Groupe de travail CCM sur la dureté.28
Annexe G (informative) Réglage des systèmes d'éclairage Köhler .29
Annexe H (normative) Détermination de la dureté Vickers des revêtements métalliques et
autres revêtements inorganiques .30
Bibliographie .35
iii
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 attirée 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 nature volontaire des normes, 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’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: www.iso.org/avant-propos.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 164, Essais mécaniques des
métaux, sous-comité SC 3, Essais de dureté, en collaboration avec le Comité Technique CEN/TC 459 du
Comité Européen de normalisation (CEN), ECISS - Comité Européen de Normalisation de la Sidérurgie,
conformément à l'Accord de coopération technique entre l'ISO et le CEN (Accord de Vienne).
Cette cinquième édition de l'ISO 6507-1, avec l'ISO 4545-1:2023, annule et remplace l'ISO 4516:2002,
l'ISO 4545-1:2017 et l'ISO 6507-1:2018, qui a fait l’objet d’une révision technique.
Les principales modifications sont les suivantes:
— le domaine d'application a été révisé pour inclure les essais sur les revêtements métalliques et
autres revêtements inorganiques;
— ajout du 7.6 Revêtements métalliques et autres revêtements inorganiques;
— des exigences ont été ajoutées au rapport d'essai pour signaler la courbure de la surface, si la
correction de la courbure est applicable;
— ajout de l'Annexe H pour couvrir les exigences spécifiques aux revêtements;
— les références ont été mises à jour.
Une liste de toutes les parties de la série ISO 6507 se trouve sur le site Web de l'ISO.
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes
se trouve à l’adresse www.iso.org/fr/members.html.
iv
NORME INTERNATIONALE ISO 6507-1:2023(F)
Matériaux métalliques — Essai de dureté Vickers —
Partie 1:
Méthode d'essai
1 Domaine d'application
Le présent document spécifie la méthode d'essai de dureté Vickers pour les trois plages différentes de
force d'essai, pour les matériaux métalliques y compris les métaux durs et autres carbures cimentaires
(voir Tableau 1), les revêtements métalliques et autres revêtements inorganiques.
Tableau 1 — Plages de force d'essai
Plages de force d’essai, F
Symbole de dureté Désignation
N
F ≥ 49,03 ≥ HV 5 Essai de dureté Vickers
1,961 ≤ F < 49,03 HV 0,2 à < HV 5 Essai de dureté Vickers sous force réduite
0,009 807 ≤ F < 1,961 HV 0,001 à < HV 0,2 Essai de microdureté Vickers
L'essai de dureté Vickers est spécifié dans le présent document pour des longueurs de diagonales
d'empreinte comprises entre 0,020 mm et 1,400 mm. L'utilisation de cette méthode pour déterminer la
dureté Vickers à partir d'empreintes plus pettes n'entre pas dans le domaine d'application du présent
document, car les résultats seraient affectés par de grandes incertitudes en raison des limites de la
mesure optique et des imperfections de la géométrie de la pointe.
La dureté Vickers spécifiée dans le présent document s'applique également aux revêtements métalliques
et autres revêtements inorganiques, y compris les revêtements électrodéposés, les revêtements
autocatalytiques, les revêtements pulvérisés et les revêtements anodiques sur l'aluminium.
Le présent document s'applique aux mesurages effectués perpendiculairement à la surface revêtue
et aux mesurages effectués sur des sections transversales, à condition que les caractéristiques du
revêtement (planéité, épaisseur, etc.) permettent une lecture précise de la diagonale de l'empreinte.
Le présent document ne s'applique pas aux revêtements d'une épaisseur inférieure à 0,030 mm lorsque
l'essai est effectué perpendiculairement à la surface du revêtement. La présente norme n'est pas
applicable aux revêtements d'une épaisseur inférieure à 0,100 mm dans le cas de l'essai d'une section
transversale du revêtement. La norme ISO 14577-1 peut être utilisée pour la détermination de la dureté
à partir d'empreintes plus petites.
Une méthode de vérification périodique est spécifiée pour la vérification de routine de la machine
d'essai en service par l'utilisateur.
Pour des matériaux et/ou des produits spécifiques, des normes Internationales spécifiques existent.
2 Références normatives
Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur
contenu, des exigences du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique.
Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s'applique (y compris les
éventuels amendements).
ISO 6507-2:2018, Matériaux métalliques — Essai de dureté Vickers — Partie 2: Vérification et étalonnage
des machines d'essai
ISO 6507-3, Matériaux métalliques — Essai de dureté Vickers — Partie 3: Étalonnage des blocs de référence
3 Termes et définitions
Aucun terme n’est défini dans le présent document.
L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes:
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse https:// www .electropedia .org/
— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https:// www .iso .org/ obp
4 Symboles et désignations
4.1 Symboles et désignations utilisés dans le présent document
Voir Tableau 2 et Figure 1.
Tableau 2 — Symboles et désignations
Symbole Désignation
Angle moyen entre les faces opposées au sommet du pénétrateur pyramidal (nominalement 136°)
α
(voir Figure 1)
F Force d’essai, en newtons (N)
d Moyenne arithmétique, en millimètres, des deux diagonales d et d (voir Figure 1)
1 2
Force d'essai (kgf)
Dureté Vickers =
Aire de l'empreinte ( )
mm
1 Force d'essai (N)
= x
Aire de l'empreinte ( )
mm
g
n
α
2Fsin
HV
1 F 1
=× =×
α
g g
2
d
nn
d /s2 in
2
Pour un angle nominal α = 136°,
F
Dureté Vickers ≈×0, 189 1
d
Afin de réduire l’incertitude, la dureté Vickers peut être calculée en utilisant l’angle réel α du pénétrateur.
NOTE L’accélération due à la pesanteur, g = 9,806 65 m/s qui est la constante de conversion des kgf au N.
n
4.2 Désignation de la dureté Vickers HV
La dureté Vickers HV est désignée comme le montre l’exemple suivant:
5 Principe
Un pénétrateur en diamant, en forme de pyramide droite avec une base carrée et un angle spécifié
entre les faces opposées au sommet, est enfoncé dans la surface d'une éprouvette puis la longueur de la
diagonale de l'empreinte laissée sur la surface après suppression de la force d’essai, F, est mesurée (voir
Figure 1).
Figure 1 — Principe de l'essai, géométrie du pénétrateur et de l’empreinte Vickers
La dureté Vickers est proportionnelle au quotient de la force d'essai par l'aire de la surface inclinée de
l'empreinte qui est supposée être une pyramide droite à base carrée, et ayant au sommet le même angle
que le pénétrateur.
NOTE 1 Une pyramide droite a son sommet aligné avec le centre de la base.
NOTE 2 Le cas échéant, le présent document a adopté les paramètres d'essai de dureté tels que définis par le
Groupe de travail sur la dureté (CCM-WGH) dans le cadre du Comité consultatif pour la masse et les grandeurs
apparentées (CCM) du Comité international des poids et mesures (CIPM) (voir Annexe F).
6 Machine d'essai
6.1 Machine d’essai
La machine d'essai doit être capable d'appliquer une ou des forces prédéterminées comprises dans la
plage des forces d'essai requise, conformément à l'ISO 6507-2.
6.2 Pénétrateur
Le pénétrateur doit être un diamant en forme de pyramide droite à base carrée, tel que spécifié dans
l'ISO 6507-2.
6.3 Dispositif de mesure de la diagonale
Le dispositif de mesure de la diagonale doit satisfaire aux exigences de l'ISO 6507-2.
Il convient que des grossissements soient prévus de manière que la diagonale puisse être agrandie à
plus de 25 % mais à moins de 75 % du champ optique de vision maximal possible. De nombreux objectifs
sont non linéaires vers le bord du champ de vision.
Les systèmes utilisant une caméra pour la mesure peuvent utiliser 100 % du champ de vision de la
caméra à condition qu'ils soient conçus pour tenir compte des limites du champ de vision du système
optique.
L'échelle requise du système de mesure de la diagonale dépend de la dimension de la plus petite
empreinte à mesurer et doit être conforme au Tableau 3. Pour déterminer la résolution du système de
mesure, il convient de tenir compte de la résolution du système optique du microscope, de la résolution
numérique de l’échelle de mesure et du pas de chaque mouvement du plateau, le cas échéant.
Tableau 3 — Résolution du système de mesure
Longueur de diagonale, d
Résolution du système de mesure
mm
0,020 ≤ d < 0,080 0,000 4 mm
0,080 ≤ d ≤ 1,400 0,5 % de d
7 Éprouvette
7.1 Surface d’essai
L'essai doit être effectué sur une surface lisse et plane, exempte de calamine et de matières étrangères
et, en particulier, complètement exempte de lubrifiants, sauf spécification contraire dans les normes de
produits. Le fini de surface doit permettre une détermination précise de la longueur de la diagonale de
l'empreinte.
Pour les échantillons de métaux durs, l'épaisseur de la couche enlevée de la surface ne doit pas être
inférieure à 0,2 mm.
7.2 Préparation
La préparation de la surface doit être effectuée de manière à empêcher toute perte de matière ou
altération de la dureté de surface due par exemple à un échauffement excessif ou un écrouissage.
En raison de la faible profondeur des empreintes de microdureté Vickers, il est essentiel que des
précautions particulières soient prises lors de la préparation. II est recommandé d'utiliser un procédé
de polissage/électropolissage adapté au matériau à évaluer.
7.3 Épaisseur
L'épaisseur de l'éprouvette ou de la couche soumise à essai doit être au moins égale à 1,5 fois la longueur
de la diagonale de l'empreinte, tel que définit dans l’Annexe A. Aucune déformation ne doit être visible
sur la face opposée de l'éprouvette après l’essai.
L'épaisseur de l'éprouvette en métal dur doit être d'au moins 1 mm.
NOTE La profondeur de l’empreinte est approximativement 1/7 de la longueur de la diagonale (0,143 d).
7.4 Essai sur des surfaces courbes
Pour les essais effectués sur des surfaces courbes, les corrections données dans les Tableaux B.1 à B.6
doivent être appliquées.
7.5 Support pour les pièces instables
Pour des éprouvettes de petite section ou de forme irrégulière, il convient soit d’utiliser un support
spécifique soit de le monter de manière similaire à une micro-section métallographique dans un
matériau approprié, de manière qu'il soit correctement supporté et ne bouge pas pendant l'application
de la force.
7.6 Revêtements métalliques et autres revêtements inorganiques
L'Annexe H spécifie les procédures et des exigences supplémentaires qui doivent être appliquées lors de
la détermination de la dureté Vickers des revêtements métalliques et autres revêtements inorganiques.
8 Mode opératoire
8.1 Température d’essai
En règle générale, l'essai est effectué à la température ambiante dans les limites de 10 °C à 35 °C. Si
l’essai est réalisé à une température en dehors de cette plage, cela doit être consigné dans le rapport
d’essai. Les essais réalisés dans des conditions contrôlées doivent être effectués à une température de
(23 ± 5) °C.
8.2 Force d’essai
Les forces d'essai indiquées dans le Tableau 4 sont des valeurs typiques. D’autres forces d’essai peuvent
être utilisées y compris des forces supérieures à 980,7 N, mais pas inférieures à 0,009 807 N. Les forces
d’essai doivent être choisies de telle façon que les empreintes présentent des diagonales supérieures à
0,020 mm.
NOTE Pour les métaux durs, la force d'essai préférée est de 294,2 N (HV 30).
Tableau 4 — Forces d'essai typiques
Essai de dureté sous force
a
Essai de dureté Essai de microdureté
réduite
Valeur nominale Valeur nominale Valeur nominale
de la force d’essai de la force d’essai de la force d’essai
Symbole de Symbole de Symbole de
F F F
dureté dureté dureté
N N N
— — — — HV 0,001 0,009 807
— — — — HV 0,002 0,019 61
— — — — HV 0,003 0,029 42
— — — — HV 0,005 0,049 03
HV 5 49,03 HV 0,2 1,961 HV 0,01 0,098 07
HV 10 98,07 HV 0,3 2,942 HV 0,015 0,147 1
HV 20 196,1 HV 0,5 4,903 HV 0,02 0,196 1
HV 30 294,2 HV 1 9,807 HV 0,025 0,245 2
HV 50 490,3 HV 2 19,61 HV 0,05 0,490 3
a
HV 100 980,7 HV 3 29,42 HV 0,1 0,980 7
a
Des forces nominales d’essai supérieures à 980,7 N peuvent être appliquées.
8.3 Vérification périodique
La vérification périodique définie à l'Annexe C doit être effectuée dans la semaine précédant l'utilisation
pour chaque force d'essai utilisée, mais il est recommandé de le faire le jour même de l'utilisation. La
vérification périodique est recommandée chaque fois que la force d'essai est modifiée. La vérification
périodique doit être effectuée chaque fois que le pénétrateur est modifié.
8.4 Support de l’éprouvette et orientation
L'éprouvette doit être placée sur un support rigide. Les surfaces d’appui doivent être propres et exemptes
de corps étrangers (calamine, huile, saleté, etc.). II est important que l'éprouvette soit maintenue
fermement sur le support de façon qu'il n'y ait aucun déplacement pendant l'essai qui pourrait affecter
les résultats.
Pour les matériaux anisotropiques, par exemple ceux ayant subis un fort écrouissage, il pourrait y avoir
une différence entre les longueurs des deux diagonales de l'empreinte. Par conséquence, lorsque cela
est possible, la pénétration doit être réalisée de telle façon que les diagonales soient orientées dans le
plan à approximativement 45° de la direction de laminage. La spécification du produit pourrait indiquer
les limites des différences entre les longueurs des deux diagonales.
8.5 Mise au point sur la surface d'essai
Le système de mesure de la diagonale du microscope doit être mis au point de sorte que la surface de
l'échantillon et l'emplacement d'essai désirés puissent être observés.
NOTE Certaines machines d’essai ne nécessitent pas la mise au point du microscope sur la surface de
l'échantillon.
8.6 Application de la force d’essai
Le pénétrateur doit être amené au contact de la surface d'essai et la force d’essai doit être appliquée
dans une direction perpendiculaire à la surface, sans choc, vibration ou surcharge, jusqu'à ce que la
force appliquée atteigne la valeur spécifiée. Le temps depuis l'application initiale de la force jusqu’à la
+1
force totale d'essai doit être de 7 s .
−5
NOTE 1 Les exigences concernant les temps de maintien sont données avec des limites asymétriques. Par
+1
exemple, 7 s indique que la durée nominale est de 7 s, avec une plage de tolérances acceptables d'au moins 2 s
−5
(calculé comme 7 s – 5 s) et d’au plus 8 s (calculé comme 7 s + 1 s).
Pour les plages d’essai de dureté Vickers et de dureté Vickers sous force réduite, la vitesse d'approche du
pénétrateur doit être ≤ 0,2 mm/s. Pour les essais de microdureté, le pénétrateur doit entrer en contact
avec l’éprouvette à une vitesse ≤ 0,070 mm/s.
+1
Le temps de maintien de la force d’essai doit être de 14 s à l’exception des essais sur des matériaux
−4
dont les propriétés dépendantes du temps rendraient cette fourchette inadéquate. Pour ces essais, le
temps de maintien doit être spécifié dans le cadre de la désignation de la dureté (voir 4.2).
NOTE 2 Il existe des preuves que certains matériaux sont sensibles à la vitesse de déformation qui provoque
des variations de la valeur de la limite d'élasticité. L'effet correspondant sur la fin de la formation d'une empreinte
peut apporter des modifications à la valeur de dureté.
8.7 Prévention de l'effet de choc ou de vibration
[1]
Durant tout l'essai, la machine d’essai doit être protégée contre les chocs ou les vibrations .
8.8 Distance minimale entre deux empreintes adjacentes
La distance minimale entre deux empreintes adjacentes et la distance minimale entre une empreinte et
le bord de l'éprouvette sont montrées à la Figure 2.
La distance du centre de toute empreinte au bord de l'éprouvette doit être au moins égale à 2,5 fois
la longueur moyenne de la diagonale de l'empreinte dans le cas de l'acier, du cuivre et des alliages de
cuivre, et au moins égale à trois fois la longueur moyenne de la diagonale de l'empreinte dans le cas des
métaux légers, du plomb, de l’étain et de leurs alliages.
La distance entre les centres de deux empreintes adjacentes doit être au moins égale à trois fois la
longueur moyenne de la diagonale de l'empreinte dans le cas de l'acier, du cuivre et des alliages de
cuivre, et au moins égale à six fois la longueur moyenne de la diagonale de l'empreinte dans le cas
des métaux légers, du plomb, de l’étain et de leurs alliages. Si deux empreintes adjacentes présentent
des dimensions différentes, l'espacement doit être basé sur la longueur moyenne de la diagonale de
l'empreinte la plus grande.
Légende
1 bord de l'éprouvette
2 acier, cuivre et alliages de cuivre
3 métaux légers, plomb, étain et leurs alliages
Figure 2 — Distance minimale pour les empreintes Vickers
8.9 Mesurage de la longueur de la diagonale
Les longueurs des deux diagonales doivent être mesurées. La moyenne arithmétique des deux lectures
doit être prise pour le calcul de la dureté Vickers. Pour tous les essais le périmètre de l’empreinte doit
être clairement défini dans le champ de vision du microscope.
Il convient de disposer de grossissements permettant d’agrandir la diagonale de façon qu’elle occupe
entre 25 % et 75 % du maximum possible du champ de vision, voir 6.3.
NOTE 1 D'une manière générale, la diminution de la force d'essai augmente la dispersion des résultats
des mesures. Cela est particulièrement vrai pour les essais de dureté Vickers sous force réduite et les essais
de microdureté Vickers, où la principale limite se situe dans la mesure des diagonales de l’empreinte. Pour la
microdureté Vickers, la précision de la détermination de la longueur de la diagonale moyenne n'est probablement
pas d'une précision meilleure que ±0,001 mm lorsqu'on utilise un microscope optique (voir Références [2] à [5]).
NOTE 2 Une technique utile pour le réglage des systèmes optiques qui ont un éclairage Köhler est donnée dans
l'Annexe G.
Pour les surfaces planes, il convient que la différence de longueur des deux diagonales de l'empreinte ne
soit pas supérieure à 5 %. Si la différence est plus grande, cela doit être indiqué dans le rapport d'essai.
La présente norme n'est pas applicable aux empreintes dont la longueur diagonale est inférieure à
0,020 mm. Les mesures de dureté nécessitant des dimensions d'empreintes plus petites peuvent être
effectuées conformément aux ISO 14577-1, ISO 14577-2 et ISO 14577-3 (voir références [6] à [8]).
8.10 Calcul de la valeur de dureté
Calculer la valeur de dureté Vickers à l’aide de la formule donnée dans le Tableau 2. La valeur de dureté
[9]
Vickers peut également être déterminée en utilisant les tableaux de calcul donnés dans l’ISO 6507-4.
Pour les surfaces courbes, les coefficients de correction donnés dans l’Annexe B doivent être appliqués.
9 Incertitude des résultats
Il convient de procéder à une évaluation complète de l’incertitude conformément au document
[10]
JCGM 100:2008 .
Indépendamment du type de sources, pour la dureté, il existe deux possibilités pour la détermination
de l'incertitude.
— Une possibilité est basée sur l’évaluation de toutes les composantes pertinentes apparaissant lors
[11]
d’un étalonnage direct. À titre de référence, un guide Euramet est disponible .
— L’autre possibilité est basée sur un étalonnage indirect au moyen d’un bloc de dureté de référence
[désigné en abrégé ci-après par CRM (matériau de référence certifié)] (voir Références [11] à [14]).
Un guide pour la détermination est donné en Annexe D.
Il peut ne pas toujours être possible de quantifier toutes les contributions identifiées à l’incertitude.
Dans ce cas, une estimation de l’incertitude-type de type A peut être obtenue à partir de l’analyse
statistique d’empreintes répétées dans l’éprouvette. Il convient de prendre soin à ne pas compter deux
fois les contributions lorsque des incertitudes-type de type A et de type B sont ajoutées (JCGM 100:2008,
[10]
Article 4 ).
10 Rapport d’essai
Le rapport d'essai doit contenir les informations suivantes sauf accord contraire entre les parties
concernées:
a) la référence au présent document, c’est-à-dire ISO 6507-1:2023;
b) toutes les informations nécessaires à l'identification de l'éprouvette;
c) la date de l’essai;
d) le résultat de dureté obtenue en HV, consigné dans le format défini en 4.2;
e) la courbure de la surface, si la correction de courbure est applicable;
f) toutes les opérations non spécifiées dans le présent document ou considérées comme facultatives;
g) les détails de tout évènement susceptible d'avoir influencé les résultats;
h) la température d'essai, si elle n'est pas dans la plage spécifié en 8.1;
i) en cas de conversion dans une autre échelle de dureté, le principe et la méthode de cette conversion.
II n'existe pas de procédé général pour convertir avec précision les valeurs de dureté Vickers dans
d'autres échelles de dureté ou en résistance à la traction. Par conséquent, il convient d'éviter de
telles conversions, à moins qu’une base fiable pour la conversion puisse être obtenue par des essais
comparatifs (voir également ISO 18265).
NOTE Une comparaison stricte des valeurs de dureté est seulement possible pour des forces d'essai
identiques.
Annexe A
(normative)
Épaisseur minimale de l’éprouvette en fonction de la force d’essai
et de la dureté
L'épaisseur minimale de l’éprouvette en fonction de la force d’essai et de la dureté est donné à la
Figure A.1.
Légende
X épaisseur de l’éprouvette, mm
Y dureté, HV
Figure A.1 — Épaisseur minimale de l'éprouvette en fonction de la force d'essai et de la dureté
(HV 0,2 à HV 100)
a
Valeur de la dureté, HV.
b
Épaisseur minimale, t, mm.
c
Longueur de la diagonale, d, mm.
d
Symbole de dureté, HV.
e
Force d'essai, F, N.
Figure A.2 — Abaque conçu pour l'épaisseur minimale de l'éprouvette (HV 0,01 à HV 100)
L’abaque représenté à la Figure A.2 a été conçu pour l'épaisseur minimale de l'éprouvette, supposant
que l'épaisseur minimale soit 1,5 fois la longueur de la diagonale de l'empreinte. L'épaisseur requise
est donnée par le point d'intersection de l'échelle de l'épaisseur minimale et d’une droite (représentée
en pointillés dans l'exemple de la Figure A.2) joignant la force d'essai (échelle de droite) et la dureté
(échelle de gauche).
Annexe B
(normative)
Tableaux des coefficients de correction à utiliser pour les essais
effectués sur des surfaces courbes
B.1 Surfaces sphériques
Les Tableaux B.1 et B.2 donnent les coefficients de correction pour les essais effectués sur des surfaces
sphériques.
Les coefficients de correction sont donnés en fonction du rapport de la diagonale moyenne, d, de
l'empreinte au diamètre, D, de la sphère.
EXEMPLE
Sphère convexe, D = 10 mm
Force d'essai F = 98,07 N
Diagonale moyenne de l’empreinte d = 0,150 mm
d 0,150
==0,015
D 10
98,07
Dureté Vickers H=×0,1891 = 824 V 10
(,015)
Coefficient de correction du Tableau B.1 obtenu par interpolation = 0,983
Dureté de la sphère = 824 × 0,983 = 810 HV 10
Tableau B.1 — Surfaces sphériques convexes
d/D Coefficient de correction d/D Coefficient de correction
0,004 0,995 0,086 0,920
0,009 0,990 0,093 0,915
0,013 0,985 0,100 0,910
0,018 0,980 0,107 0,905
0,023 0,975 0,114 0,900
0,028 0,970 0,122 0,895
0,033 0,965 0,130 0,890
0,038 0,960 0,139 0,885
0,043 0,955 0,147 0,880
0,049 0,950 0,156 0,875
0,055 0,945 0,165 0,870
0,061 0,940 0,175 0,865
0,067 0,935 0,185 0,860
0,073 0,930 0,195 0,855
0,079 0,925 0,206 0,850
Tableau B.2 — Surfaces sphériques concaves
d/D Coefficient de correction d/D Coefficient de correction
0,004 1,005 0,057 1,080
0,008 1,010 0,060 1,085
0,012 1,015 0,063 1,090
0,016 1,020 0,066 1,095
0,020 1,025 0,069 1,100
0,024 1,030 0,071 1,105
0,028 1,035 0,074 1,110
0,031 1,040 0,077 1,115
0,035 1,045 0,079 1,120
0,038 1,050 0,082 1,125
0,041 1,055 0,084 1,130
0,045 1,060 0,087 1,135
0,048 1,065 0,089 1,140
0,051 1,070 0,091 1,145
0,054 1,075 0,094 1,150
B.2 Surfaces cylindriques
Les Tableaux B.3 à B.6 donnent les facteurs de corrections pour des essais réalisés sur des surfaces
cylindriques.
Les coefficients de correction sont donnés dans les tableaux en fonction du rapport de la diagonale
moyenne, d, de l'empreinte au diamètre, D, du cylindre.
EXEMPLE
Cylindre concave, une diagonale de l’empreinte parallèle à l’axe, D = 5 mm
Force d’essai, F = 294,2 N
Diagonale moyenne de l’empreinte, d = 0,415 mm
d 0,415
==0,083
D 5
294,2
Dureté Vickers = HV=×0,189 H1 = 323 V 30
(,0 415)
Facteur de correction du Tableau B.6 = 1,075
Dureté du cylindre = 323 × 1,075 = 347 HV 30
Tableau B.3 — Surfaces cylindriques convexes — Diagonale à 45° par rapport à l’axe
d/D Coefficient de correction d/D Coefficient de correction
0,009 0,995 0,119 0,935
0,017 0,990 0,129 0,930
0,026 0,985 0,139 0,925
0,035 0,980 0,149 0,920
0,044 0,975 0,159 0,915
0,053 0,970 0,169 0,910
TTabableleaauu B B.33 ((ssuuiitte)e)
d/D Coefficient de correction d/D Coefficient de correction
0,062 0,965 0,179 0,905
0,071 0,960 0,189 0,900
0,081 0,955 0,200 0,895
0,090 0,950 — —
0,100 0,945 — —
0,109 0,940 — —
Tableau B.4 — Surfaces cylindriques concaves — Diagonale à 45° par rapport à l’axe
d/D Coefficient de correction d/D Coefficient de correction
0,009 1,005 0,127 1,080
0,017 1,010 0,134 1,085
0,025 1,015 0,141 1,090
0,034 1,020 0,148 1,095
0,042 1,025 0,155 1,100
0,050 1,030 0,162 1,105
0,058 1,035 0,169 1,110
0,066 1,040 0,176 1,115
0,074 1,045 0,183 1,120
0,082 1,050 0,189 1,125
0,089 1,055 0,196 1,130
0,097 1,060 0,203 1,135
0,104 1,065 0,209 1,140
0,112 1,070 0,216 1,145
0,119 1,075 0,222 1,150
Tableau B.5 — Surfaces cylindriques convexes — Une diagonale parallèle à l’axe
d/D Coefficient de correction d/D Coefficient de correction
0,009 0,995 0,085 0,965
0,019 0,990 0,104 0,960
0,029 0,985 0,126 0,955
0,041 0,980 0,153 0,950
0,054 0,975 0,189 0,945
0,068 0,970 0,243 0,940
Tableau B.6 — Surfaces cylindriques concaves — Une diagonale parallèle à l’axe
d/D Coefficient de correction d/D Coefficient de correction
0,008 1,005 0,087 1,080
0,016 1,010 0,090 1,085
0,023 1,015 0,093 1,090
0,030 1,020 0,097 1,095
0,036 1,025 0,100 1,100
0,042 1,030 0,103 1,105
0,048 1,035 0,105 1,110
TTabableleaauu B B.66 ((ssuuiitte)e)
d/D Coefficient de correction d/D Coefficient de correction
0,053 1,040 0,108 1,115
0,058 1,045 0,111 1,120
0,063 1,050 0,113 1,125
0,067 1,055 0,116 1,130
0,071 1,060 0,118 1,135
0,076 1,065 0,120 1,140
0,079 1,070 0,123 1,145
0,083 1,075 0,125 1,150
Annexe C
(normative)
Mode opératoire de vérification périodique de la machine d’essai,
du système de mesure de la diagonale et du pénétrateur par
l’utilisateur
C.1 Vérification périodique
Le pénétrateur à utiliser pour la vérification périodique doit être le même que celui utilisé pour les
essais. Un bloc de référence de dureté doit être choisi pour l’essai qui est étalonné conformément
l’ISO 6507-3 sur l'échelle et au niveau de dureté approximative à laquelle la machine sera utilisée.
Avant de réaliser la vérification périodique, le dispositif de mesure de la diagonale doit être vérifié
de manière indirecte au moyen d’une empreinte de référence sur le bloc de référence de dureté. La
longueur d’empreinte mesurée doit être en accord avec la valeur certifiée la plus grande entre 0,001 mm
et 1,25 % de la longueur de l’empreinte. Si le dispositif de mesure de la diagonale ne passe pas cet essai,
une seconde empreinte de référence peut être mesurée. Si le dispositif de mesure de la diagonale ne
passe pas ce deuxième essai, le système de mesure de la diagonale doit être ajusté ou réparé et faire
l'objet d'une vérification directe et indirecte selon l’ISO 6507-2.
Au moins deux mesures de dureté doivent être effectuées sur le bloc de référence de dureté. Les
empreintes doivent être réparties uniformément sur la surface du bloc de référence. La machine est
considérée comme satisfaisante si le pourcentage du biais maximal positif ou négatif, b , pour chaque
rel
lecture ne dépasse pas les limites indiquées dans le Tableau C.1.
Le pourcentage de biais, b , est calculé en utilisant la Formule (C.1):
rel
HH−
CRM
b =×100 (C.1)
rel
H
CRM
où
H est la valeur de dureté correspondant à la dureté mesurée;
H est la valeur de dureté certifiée du bloc de référence utilisé.
CRM
Si la machine d'essai ne passe pas cet essai, vérifier que le pénétrateur et la machine d’essai sont en
bon état de fonctionnement et répéter la vérification périodique. Si la machine continue à échouer à
la vérification périodique, une vérification indirecte selon l’ISO 6507-2 doit être effectuée. Il convient
de conserver un enregistrement de ces résultats de vérification périodique pendant un certain laps
de temps et d’utiliser ces données pour mesurer la reproductibilité et pour surveiller la dérive de la
machine.
Tableau C.1 — Pourcentage de biais HV maximal admissible
Longueur de diagonale Biais maximal admissible, b , de la
rel
moyenne, machine d’essai
± %HV
d
mm
0,02 ≤ d < 0,14 0,21/ d + 1,5
0,14 ≤ d ≤ 1,400 3
NOTE Les critères définis dans le présent document pour les performances de la machine d’essai ont été
élaborés et affinés sur une longue période. Lors de la détermination d’une tolérance spécifique qu’il est nécessaire
que la machine atteigne, cette tolérance intègre l’incertitude liée à l’utilisation du matériel de mesure et/ou les
normes de référence; il ne serait donc pas opportun de tenir compte de cette incertitude en incluant une marge
supplémentaire, par exemple, en réduisant la tolérance par l’incertitude du mesurage. Cela s’applique à tous les
mesurages effectués lors de la réalisation de la vérification périodique de la machine.
C.2 Vérification du pénétrateur
L’expérience a montré que de nombreux pénétrateurs initialement satisfaisants pouvaient devenir
défectueux après avoir été utilisés pendant un temps relativement court. Cela est dû à de petites
fissures, piqûres ou autres défauts de surface. Si de tels défauts sont détectés à temps, de nombreux
pénétrateurs peuvent être remis en état en procédant à un nouveau polissage. Sinon, tout petit défaut
de surface s’aggrave rapidement et rend le pénétrateur inutilisable. En conséquence,
— il convient que l’état des pénétrateurs soit surveillé par un examen visuel de l’aspect de l’empreinte
sur un bloc de référence, chaque jour où la machine est utilisée;
— la vérification d’un pénétrateur cesse d’être valide dès que le pénétrateur présente des défauts;
— les pénétrateurs ayant été polis à nouveau ou réparés doivent respecter toutes les exigences de
l’ISO 6507-2.
Annexe D
(informative)
Incertitude des valeurs de dureté mesurées
D.1 Exigences générales
L’analyse de l’incertitude de mesurage est utile pour aider à déterminer les sources d’erreur et
pour comprendre les différences entre plusieurs résultats d’essais. La présente annexe donne des
recommandations relatives à l’estimation de l’incertitude, mais les méthodes indiquées sont uniquement
données à titre informatif, sauf indication contraire du client.
Les tolérances de la plupart des spécifications de produits ont été développées au cours des dernières
années, en se basant principalement sur les exigences du produit, mais aussi, en partie, sur les
performances de la machine utilisée pour effectuer le mesurage de dureté. Ces tolérances intègrent donc
une contribution de l’incertitude du mesurage de la dureté et il ne serait pas opportun de tenir compte
de cette incertitude en incluant une marge supplémentaire, par exemple, en rédui
...
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