SIST ISO 4516:1999
(Main)Metallic and related coatings -- Vickers and Knoop microhardness tests
Metallic and related coatings -- Vickers and Knoop microhardness tests
Revêtements métalliques -- Essais de microdureté Vickers et Knoop
Kovinske in sorodne prevleke - Mikrotrdota po Vickersu in Knoopu
General Information
Relations
Buy Standard
Standards Content (Sample)
International Standard
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION.MEIKflYHAPO~HAR OPI-AHM3ALWlR fl0 CTAH~APTM3ALWWORGANISATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION
Metallic and related coatings - Vickers and Knoop
microhardness tests
Rev&ments m&alliques - Essais de microduretb Vickers et Knoop
First edition - 1980-05-15
Ref. No. ISO 4516-1980 (El
U DC 669.058 : 620.178.152.341.4
Descriptors : metal coatings, tests, hardness tests, microhardness tests, Vickers hardness.
Price based on 7 pages
---------------------- Page: 1 ----------------------
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of
national Standards institutes (ISO member bodies). The work of developing Inter-
national Standards is carried out through ISO technical committees. Every member
body interested in a subject for which a technical committee has been set up 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.
Draft International Standards adopted by the technical committees are circulated to
the member bodies for approval before their acceptance as International Standards by
the ISO Council.
International Standard ISO 4516 was developed by Technical Committee ISO/TC 107,
Meta//ic and other non-organic coatings, and was circulated to the member bodies in
August 1978.
lt has been approved by the member bodies of the following countries :
Australia Israel Spain
Czechoslovakia Italy Sweden
Egypt, Arab Rep. of Japan Switzerland
France Mexico Turkey
Netherlands United Kingdom
Germany, F. R.
Hungary Poland USA
Romania
India USSR
Ireland South Africa, Rep. of
No member body expressed disapproval of the document.
0 International Organkation for Standardkation, 1980
Printed in Switzerland
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 45164980 (EI
INTERNATCONAL STANDARD
Metallic and related coatings - Vickers and Knoop
microhardness tests
0 Introduction cient coating thickness, and it is usually advantageous to carry
out the test on Cross-sections (sec 7.3 and 7.4).
There are a number of factors involved in microhardness
NOTE - Attention is drawn to the fact that a general Standard on
testing on which international agreement has not yet been
Vickers and Knoop microhardness tests is being developed by
reached. These include, in particular :
ISO/TC 164, Mechanical testing of metals. The same technical com-
mittee is also developing Standards for the verification of microhard-
-
the verification of the testing machines and of Standard
ness testing machines and for the verification of standardized test
test blocks; blocks to be used with such machines.
-
the velocity of the indenter and its importante com-
pared to that of its kinetic energy.
However, despite the many areas of ambiguity, the Parameters
2 References
specified in this International Standard are important enough to
enable a considerable measure of standardization to be
achieved, as the procedures described are used extensively in
ISO / R 409, Table of Vickers hardness values (H V) for metallic
practice.
ma terials.
ISO 1463, Metallic and Oxide coatings - Measurement of
thickness by microscopical examina tion of Cross-sections. ’
1 Scope and field of application
This International Standard describes the application of the
3 Principle
Vickers and Knoop microhardness tests to metallic coatings.
This method is applicable where macrohardness testing is not The test consists of forcing an indenter into the metal coating
suitable because of the large test forces required, that is, where and measuring with a microscope the diagonal(s) of the inden-
indenter forces generally need to be below 10 N as for elec- tation left in the surface after removal of the indenter.
trodeposited coatings, autocatalytic coatings, sprayed coatings
and anodic coatings on aluminium. A number known as the Vickers and Knoop hardness number is
derived from this measurement using the equations given in
clause 4.
To obtain satisfactory results, it is necessary to have a suffi-
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 4516-1980 (E)
4 Symbols and designations
where A, is the sloping surface
area of indentation, in
The areas correspondrng to the measured diagonal(s) of the indentation are given in tables provided by the testing instrument manufacturers.
The Symbols, HV and HK, are each supplemented by a number 5.2.1.1 Vickers indenter
indicating the test forte used, expressed in newtons multiplied
The indenter consists of a diamond in the form of a right
by 0,102 and therefore equal to the test forte expressed in
pyramid with a Square base (sec figure 1). The angle at the
kilograms-force.1)
vertex between opposite faces shall be 136 + 0,5O. This angle
Example : shall have been verified with a 2-circle goniometer of ap-
propriate accuracy. The relation between the diagonals, d’ and
If a forte of 0,245 N is applied during the Vickers or Knoop d”, and the depth of the indentation, t, is approximately
the Symbol would be respectively
microhardness tests,
7t = d’ + d”
HV 0,025 or HK 0,025 (where 0,025 is derived, in both cases,
from 0,102 x 0,245). Conversely, the Symbol HV 0,025 or
2
HK 0,025, signifies a Vickers or Knoop hardness, respectively,
resulting from an applied test forte of
The four faces shall be equally inclined to the axis of the in-
0,025 x 9,807 = 0,245 N.
denter (within 0,3O) and shall meet at a Point; any line of junc-
tion (offset) between two opposite faces shall not exceed
0,5 Fm. The usual shape of the Point is shown in figure 2 as it
5 Apparatus
would appear under high magnification.
5.1 Testing instrument
5.2.1.2 Knoop indenter
The testing instrument slowly lowers an indenter vertically on
to the test surface and holds it there for a specified time under a
The indenter consists of a diamond-tipped right pyramid with a
specif ied load .
rhomboid base (see figure 3). The angles at the vertex between
two opposite edges shall be 172,5 Ifr 0,08O in the lengthwise
5.2 Indenters
direction and 130 & 0,08O in the breadthwise direction. These
angles shall have been verified with a 2-circle goniometer of ap-
5.2.1 Form and dimensions propriate accuracy.
1) Technical committee ISO/TC 17, Steel, agreed in June 1970 that the formula of calculation and the System of designation for the hardness shall
be such that the numerical value of the hardness number remains unaffected by the introduction of the SI unit of forte, the newton, instead of the ob-
solete unit, kilogram-forte. Thus the multiplier 0,102 must be applied both in the formula of calculation and in the Symbol used in the designation of
hardness.
2
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ISO 45164980 (EI
The four faces shall be equally inclined to the axis of the in-
6.2 Velocity of indenter
denter, (within + O,ZO) and shall meet at a Point; any line of
junction (offset) between two opposite faces shall not exceed If the indenter is brought into contact with the test surface at
1 Pm. The usual shape of the Point as it would appear under too great a velocity, the hardness value obtained will be too
high magnification, is shown in figure 4. low. The velocity of the indenter shall be such that its reduction
will not result in a higher hardness number. The correct velocity
for most instruments is between 15 and 70 pm/s. To determine
5.2.2 Surface characteristics
whether the velocity is correct, repetitive tests at gradually
decreasing velocities should be made. The velocity below
The indenter faces shall be smooth and free from Cracks or
which there are no more variations in the result is the velocity to
other faults. The diamond shall be examined periodically. Any
use with the Chosen forte. These tests shall be performed with
foreign material shall be removed. If the indenter is cracked,
the same materials and test forces that will be used for the
chipped or loose in its mounting, it shall be replaced. The dia-
hardness measurements.
mond tan be cleaned by pressing it into topper or steel of low
hardness, or by means of a suitable solvent not harmful to the
equipment. The examination of the diamond tan be carried out 6.3 Duration of application of test forte
using a stereo-microscope with 100 X magnification. Cracks
and other faults tan sometimes be detected by examining the The forte should normally be applied for 10 to 15 s. When the
shape and symmetry of the indentation. forte is applied for a duration other than 10 to 15 s, the actual
time of application should be stated in the test report, as
specified in 8.2. If the test forte is applied for less than 10 s, the
size of the indentation may be time-dependent and the hard-
5.3 Standardized test block
ness numbers will be high. For some materials which exhibit
distinct creep at room temperature, the duration of application
To verify the hardness testing instrument and the measure-
of the forte will be more critical.
ments, it is recommended that the measurement be compared
with standardized test blocks, the range of hardness of which
should correspond to the whole range of hardness of interest.
6.4 Vibration
Esch test block should be of a compact-grained metal and shall
have a known uniform hardness measured at a particular test
Vibration represents a serious Source of error irrespective of the
forte specified by the calibrating authorities or the testing in-
forte applied, but the effects are far more evident with small
strument manufacturer. The test forte should correspond to
forces. In general, lower hardness values are obtained if vibra-
that used in the actual tests.
tions are present. This Source of error tan be detected by com-
parative measurements on a specimen of known hardness
nearly equal to the hardness of the test surface (see 5.3). The
effects of Vibration tan be reduced by mounting the test
specimen on a rigid support.
9
6 Factors relating to accuracy
6.5 Surface condition of the specimen
6.1 Test forte
6.5.1 Roughness
The microhardness value obtained depends on the applied
forte to a greater extent than with macrohardness measure-
If the test surface is rough, it may be impossible to measure ac-
ments (forces higher than 10 NI. Because of a number of fac-
curately the length of the indentation diagonal. This is one
tors, including anisotropy, it is very important to indicate where
reason why microhardness measurements are most often made
on the test specimens the measurement has been carried out.
on the Cross-section. The specimen may be chemically, elec-
Comparable hardness numbers will only be obtained if tests are
trochemically, or mechanically polished. Mechanical polishing
performed using the same forte and duration.
should be carried out so as to minimize local heating or working
that would Change the hardness.
To obtain the most accurate microhardness value for the
coating it is advisable to use the maximum forces compatible
Because of the surface roughness of sprayed metal coatings,
with the
...
SLOVENSKI STANDARD
SIST ISO 4516:1999
01-oktober-1999
Kovinske in sorodne prevleke - Mikrotrdota po Vickersu in Knoopu
Metallic and related coatings -- Vickers and Knoop microhardness tests
Revêtements métalliques -- Essais de microdureté Vickers et Knoop
Ta slovenski standard je istoveten z: ISO 4516:1980
ICS:
25.220.40 Kovinske prevleke Metallic coatings
SIST ISO 4516:1999 en
2003-01.Slovenski inštitut za standardizacijo. Razmnoževanje celote ali delov tega standarda ni dovoljeno.
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International Standard
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION.MEIKflYHAPO~HAR OPI-AHM3ALWlR fl0 CTAH~APTM3ALWWORGANISATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION
Metallic and related coatings - Vickers and Knoop
microhardness tests
Rev&ments m&alliques - Essais de microduretb Vickers et Knoop
First edition - 1980-05-15
Ref. No. ISO 4516-1980 (El
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Descriptors : metal coatings, tests, hardness tests, microhardness tests, Vickers hardness.
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Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of
national Standards institutes (ISO member bodies). The work of developing Inter-
national Standards is carried out through ISO technical committees. Every member
body interested in a subject for which a technical committee has been set up 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.
Draft International Standards adopted by the technical committees are circulated to
the member bodies for approval before their acceptance as International Standards by
the ISO Council.
International Standard ISO 4516 was developed by Technical Committee ISO/TC 107,
Meta//ic and other non-organic coatings, and was circulated to the member bodies in
August 1978.
lt has been approved by the member bodies of the following countries :
Australia Israel Spain
Czechoslovakia Italy Sweden
Egypt, Arab Rep. of Japan Switzerland
France Mexico Turkey
Netherlands United Kingdom
Germany, F. R.
Hungary Poland USA
Romania
India USSR
Ireland South Africa, Rep. of
No member body expressed disapproval of the document.
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Printed in Switzerland
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INTERNATCONAL STANDARD
Metallic and related coatings - Vickers and Knoop
microhardness tests
0 Introduction cient coating thickness, and it is usually advantageous to carry
out the test on Cross-sections (sec 7.3 and 7.4).
There are a number of factors involved in microhardness
NOTE - Attention is drawn to the fact that a general Standard on
testing on which international agreement has not yet been
Vickers and Knoop microhardness tests is being developed by
reached. These include, in particular :
ISO/TC 164, Mechanical testing of metals. The same technical com-
mittee is also developing Standards for the verification of microhard-
-
the verification of the testing machines and of Standard
ness testing machines and for the verification of standardized test
test blocks; blocks to be used with such machines.
-
the velocity of the indenter and its importante com-
pared to that of its kinetic energy.
However, despite the many areas of ambiguity, the Parameters
2 References
specified in this International Standard are important enough to
enable a considerable measure of standardization to be
achieved, as the procedures described are used extensively in
ISO / R 409, Table of Vickers hardness values (H V) for metallic
practice.
ma terials.
ISO 1463, Metallic and Oxide coatings - Measurement of
thickness by microscopical examina tion of Cross-sections. ’
1 Scope and field of application
This International Standard describes the application of the
3 Principle
Vickers and Knoop microhardness tests to metallic coatings.
This method is applicable where macrohardness testing is not The test consists of forcing an indenter into the metal coating
suitable because of the large test forces required, that is, where and measuring with a microscope the diagonal(s) of the inden-
indenter forces generally need to be below 10 N as for elec- tation left in the surface after removal of the indenter.
trodeposited coatings, autocatalytic coatings, sprayed coatings
and anodic coatings on aluminium. A number known as the Vickers and Knoop hardness number is
derived from this measurement using the equations given in
clause 4.
To obtain satisfactory results, it is necessary to have a suffi-
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ISO 4516-1980 (E)
4 Symbols and designations
where A, is the sloping surface
area of indentation, in
The areas correspondrng to the measured diagonal(s) of the indentation are given in tables provided by the testing instrument manufacturers.
The Symbols, HV and HK, are each supplemented by a number 5.2.1.1 Vickers indenter
indicating the test forte used, expressed in newtons multiplied
The indenter consists of a diamond in the form of a right
by 0,102 and therefore equal to the test forte expressed in
pyramid with a Square base (sec figure 1). The angle at the
kilograms-force.1)
vertex between opposite faces shall be 136 + 0,5O. This angle
Example : shall have been verified with a 2-circle goniometer of ap-
propriate accuracy. The relation between the diagonals, d’ and
If a forte of 0,245 N is applied during the Vickers or Knoop d”, and the depth of the indentation, t, is approximately
the Symbol would be respectively
microhardness tests,
7t = d’ + d”
HV 0,025 or HK 0,025 (where 0,025 is derived, in both cases,
from 0,102 x 0,245). Conversely, the Symbol HV 0,025 or
2
HK 0,025, signifies a Vickers or Knoop hardness, respectively,
resulting from an applied test forte of
The four faces shall be equally inclined to the axis of the in-
0,025 x 9,807 = 0,245 N.
denter (within 0,3O) and shall meet at a Point; any line of junc-
tion (offset) between two opposite faces shall not exceed
0,5 Fm. The usual shape of the Point is shown in figure 2 as it
5 Apparatus
would appear under high magnification.
5.1 Testing instrument
5.2.1.2 Knoop indenter
The testing instrument slowly lowers an indenter vertically on
to the test surface and holds it there for a specified time under a
The indenter consists of a diamond-tipped right pyramid with a
specif ied load .
rhomboid base (see figure 3). The angles at the vertex between
two opposite edges shall be 172,5 Ifr 0,08O in the lengthwise
5.2 Indenters
direction and 130 & 0,08O in the breadthwise direction. These
angles shall have been verified with a 2-circle goniometer of ap-
5.2.1 Form and dimensions propriate accuracy.
1) Technical committee ISO/TC 17, Steel, agreed in June 1970 that the formula of calculation and the System of designation for the hardness shall
be such that the numerical value of the hardness number remains unaffected by the introduction of the SI unit of forte, the newton, instead of the ob-
solete unit, kilogram-forte. Thus the multiplier 0,102 must be applied both in the formula of calculation and in the Symbol used in the designation of
hardness.
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SIST ISO 4516:1999
ISO 45164980 (EI
The four faces shall be equally inclined to the axis of the in-
6.2 Velocity of indenter
denter, (within + O,ZO) and shall meet at a Point; any line of
junction (offset) between two opposite faces shall not exceed If the indenter is brought into contact with the test surface at
1 Pm. The usual shape of the Point as it would appear under too great a velocity, the hardness value obtained will be too
high magnification, is shown in figure 4. low. The velocity of the indenter shall be such that its reduction
will not result in a higher hardness number. The correct velocity
for most instruments is between 15 and 70 pm/s. To determine
5.2.2 Surface characteristics
whether the velocity is correct, repetitive tests at gradually
decreasing velocities should be made. The velocity below
The indenter faces shall be smooth and free from Cracks or
which there are no more variations in the result is the velocity to
other faults. The diamond shall be examined periodically. Any
use with the Chosen forte. These tests shall be performed with
foreign material shall be removed. If the indenter is cracked,
the same materials and test forces that will be used for the
chipped or loose in its mounting, it shall be replaced. The dia-
hardness measurements.
mond tan be cleaned by pressing it into topper or steel of low
hardness, or by means of a suitable solvent not harmful to the
equipment. The examination of the diamond tan be carried out 6.3 Duration of application of test forte
using a stereo-microscope with 100 X magnification. Cracks
and other faults tan sometimes be detected by examining the The forte should normally be applied for 10 to 15 s. When the
shape and symmetry of the indentation. forte is applied for a duration other than 10 to 15 s, the actual
time of application should be stated in the test report, as
specified in 8.2. If the test forte is applied for less than 10 s, the
size of the indentation may be time-dependent and the hard-
5.3 Standardized test block
ness numbers will be high. For some materials which exhibit
distinct creep at room temperature, the duration of application
To verify the hardness testing instrument and the measure-
of the forte will be more critical.
ments, it is recommended that the measurement be compared
with standardized test blocks, the range of hardness of which
should correspond to the whole range of hardness of interest.
6.4 Vibration
Esch test block should be of a compact-grained metal and shall
have a known uniform hardness measured at a particular test
Vibration represents a serious Source of error irrespective of the
forte specified by the calibrating authorities or the testing in-
forte applied, but the effects are far more evident with small
strument manufacturer. The test forte should correspond to
forces. In general, lower hardness values are obtained if vibra-
that used in the actual tests.
tions are present. This Source of error tan be detected by com-
parative measurements on a specimen of known hardness
nearly equal to the hardness of the test surface (see 5.3). The
effects of Vibration tan be reduced by mounting the test
specimen on a rigid support.
9
6 Factors relating to accuracy
6.5 Surface condition of the specimen
6.1 Test forte
6.5.1 Roughness
The microhardness value obtained depends on the applied
forte to a greater extent than with macrohardness measure-
If the test surface is rough, it may be impossible to measure ac-
ments (forces higher than 10 NI. Because of a number of fac-
curately the length of the indentation diagonal. This is one
tors, including anisotropy, it is very important to indicate where
reason why microhardness measurements are most often made
on the test specimens the measurement has been carried out.
on the Cross-section. The specimen may be chemically, elec-
...
4516
Norme internationale
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION.ME~YHAPO~HAR OPTAHH3AlQlR fl0 CTAH&WTIA3AWWl~RGANISAilON INTERNATIONALE DE NORMALISATION
Revêtements métalliques - Essais de microdureté Vickers
et Knoop
Meta/lic and rela ted coa tings - Vickers and Knoop microhardness tests
Première édition - 1980-05-15
Corrigée et réimprimée - 1983-03-01
CDU 669.058 : 620.178.152.341.4
Réf. no : ISO 4516-1980 (FI
Descripteurs : revêtement métallique, essai, essai de dureté, essai de microdureté, dureté Vickers.
Prix basé sur 7 pages
---------------------- Page: 1 ----------------------
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale
d’organismes nationaux de normalisation (comités membres de I’ISO). L’élaboration
des Normes internationales est confiée aux comités techniques de I’ISO. Chaque
comite membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du comité technique
correspondant. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouverne-
mentales, en liaison avec I’ISO, participent également aux travaux.
Les projets de Normes internationales adoptes par les comités techniques sont sou.mis
aux comités membres pour approbation, avant leur acceptation comme Normes inter-
nationales par le Conseil de I’ISO.
La Norme internationale ISO 4516 a éte élaborée par le comité technique ISO/TC 107,
Revêtements métalliques et autres revêtements non organiques, et a 6té soumise aux
comités membres en août 1978.
Les comités membres des pays suivants l’ont approuvée :
Afrique du Sud, Rép. d’ Irlande Royaume-Uni
Allemagne, R. F. Israël Suéde
Australie Italie
Suisse
Égypte, Rép. arabe d’ Japon Tchécoslovaquie
Espagne Mexique Turquie
France Pays-Bas URSS
Hongrie
Pologne USA
Inde Roumanie
Aucun comité membre ne l’a désapprouvée.
@ Organisation internationale de normalisation, 1980 0
Imprimé en Suisse
---------------------- Page: 2 ----------------------
60 45164980 (F)
NORME INTERNATIONALE
Revêtements métalliques - Essais de microdureté Vickers
et Knoop
0 Introduction Pour obtenir des résultats satisfaisants, il est nécessaire d’avoir
une épaisseur de revêtement suffisante et il est généralement
Les essais de microdureté impliquent un certain nombre de fac- avantageux d’effectuer les essais sur des coupes transversales
teurs sur lesquels aucun accord international n’est encore inter- (voir 7.3 et 7.4).
venu, et en particulier :
NOTE - II convient d’attirer l’attention sur le fait qu’une norme géné-
rale sur les essais de microdureté Vickers et Knoop est actuellement en
préparation à I’ISO/TC 164, Essais mécaniques des metaux. Ce comité
- la vérification des machines d’essai et des blocs de réfé-
technique prépare également des normes pour la vérification des appa-
rence normalisés;
reils d’essai de la microdureté et pour la vérification des blocs de réfé-
rence normalisés à utiliser avec ces appareils.
- la vitesse d’application du pénétrateur et son impor-
tance par rapport à son énergie cinétique.
2 Références
En dépit de ces nombreux points encore ambigus, les paramé-
ISO 40911, Mat&iaux métalliques - Essai de durett+ -
tres spécifiés dans la présente Norme internationale sont suffi-
Tableux des valeurs de dureté Vickers pour utilisation dans les
samment importants pour justifier une normalisation assez
essais effectu& sur surfaces planes - Partie 1 : HV5 à HVlOO.
ample, d’autant que les procédures décrites sont très utilisées
dans la pratique.
ISO 1463, Revêtements métalliques et couches d’oxyde -
Mesurage de l’épaisseur - M&hode par coupe micrographi-
que.
1 Objet et domaine d’application
La présente Norme internationale spécifie une méthode d’appli-
3 Principe
cation des essais de microdureté Vickers et Knoop aux revête-
ments métalliques. L’essai consiste à imprimer la marque d’un pénétrateur dans un
dépôt métallique et à mesurer au microscope la (ou les) diago-
nale(s) de l’empreinte laissée sur la surface après enlèvement
Cette méthode est applicable lorsque l’essai de macrodureté ne
du pénétrateur.
convient pas en raison des charges élevées qu’il implique, et
donc lorsque l’effort exercé par le pénétrateur doit être inférieur
à 10 N, comme c’est le cas pour les dépôts électrolytiques, les Un nombre connu comme nombre de dureté Vickers ou Knoop
dépôts autocatalytiques, les revêtements par métallisation au est obtenu à partir de ce mesurage, à l’aide des équations indi-
pistolet et les couches anodiques sur l’aluminium.
quées dans le chapitre 4.
1
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ISO 4516-1980 (FI
4 Symboles et désignations
Désignation
Symbole Unité de mesure
Vickers Knoop
F N (1 N = 0,102 kgf) Charge d’essai en newtons Charge d’essai en newtons
D Moyenne arithmétique des Longueur de la plus grande diagonale
w
deux diagonales d’ et d”
mesurées séparément
d’ + d”
=-
d
2
-
HV Nombre de dureté Vickers
0,102 x F 0,102 x F
1,854 x 106
A, = d*
où A, est l’aire de l’empreinte,
en millimétres carrés*
-
HK Nombre de dureté Knoop
0,102 x F
0,102 x F
=
14,229 x 106
d*
Ak
où Ak est l’aire de la
surface projetée de l’empreinte, en
millimètres carrés*
* Les valeurs de l’aire correspondant à la (aux) diagonale(s) mesurée(s) sont données dans les tables fournies par les fabricants de machines et appa-
reils d’essai.
Cet angle doit être vérifié à l’aide d’un goniomètre a deux cer-
Les symboles HV et HK sont complétés chacun par un indice
cles, de précision appropriée. La relation entre les diagonales,
numérique indiquant la charge d’essai utilisee exprimée en new-
tons multipliée par 0,102, c’est-à-dire égale à la charge d’essai d’ et d’ ’ , et la profondeur de l’empreinte, t, est d’environ
exprimée en kilogrammes-force.1)
d’ + d”
7t= 2
Exemple :
Les quatre faces doivent avoir une inclinaison égale par rapport
Si une charge de 0,245 N est appliquée pendant les essais de à l’axe du pénétrateur (a 0,3O près), et se rejoindre en un point;
microdureté Vickers ou Knoop, le symbole sera HV 0,025 ou
néanmoins, si deux faces opposées se coupent selon une ligne
HK 0,025 (où 0,025 est dérivé, dans les deux cas, de (défaut de jonction), sa longueur ne doit pas être supérieure à
0,102 x 0,245). Inversement, le symbole HV 0,025 ou
0,5 pm. La forme générale de la pointe est représentée, forte-
HK 0,025 signifie une dureté Vickers ou Knoop, résultant d’une ment agrandie, à la figure 2.
charge d’essai de 0,025 x 9,907 = 0,245 N.
5.2.1.2 Pénétrateur Knoop
5 Appareillage
Le pénétrateur est composé d’une pyramide droite à base
,
rhomboïdale dont le sommet est en diamant (voir figure 3).
L’angle au sommet formé par deux arêtes opposées doit être de
5.1 Appareil d’essai
172,5 + OJB” dans le sens longitudinal, et de 130 + 0,08°
dans le sens lateral. Ces angles doivent être vérifiés à l’aide d’un
L’appareil d’essai est muni d’un pénétrateur se déplaçant verti-
goniométre à deux cercles, de précision appropriée.
calement, qui s’abaisse lentement jusqu’au contact de la sur-
face d’essai où il est maintenu, durant un temps donné, sous
Les quatre faces doivent avoir une inclinaison égale par rapport
une force donnée.
a l’axe du pénétrateur (à 0,2O prés), et se rejoindre en un point;
néanmoins, si deux faces opposées se coupent selon une ligne
5.2 Pénétrateurs
(défaut de jonction), sa longueur ne doit pas être supérieure a
1 pm. La forme générale de la pointe est représentée, forte-
5.2.1 Forme et dimensions ment agrandie, à la figure 4.
5.2.1 .l Pénétrateur Vickers 5.2.2 Caractbristiques de la surface
Le pénétrateur est une pointe de diamant taillée en forme de Les faces du pénétrateur doivent être lisses et exemptes de fis-
pyramide droite, à base carrée (voir figure 1). L’angle au som- sures ou autres défauts. Le diamant doit être vérifié périodique-
ment. Les matieres étrangéres doivent être enlevées. S’il est fis-
met formé par deux faces opposées doit être de 136 + 0,5O.
1) En juin 1970, le comité! technique ISO/TC 17, Acier, a décidé que la formule de calcul et le système de désignation de la dureté devraient être tels
que la valeur numérique du nombre de dureté ne soit pas affectée par l’introduction SI de la force, le newton en remplacement de l’ancienne unité, le
kilogramme-force. Ainsi, le multiplicateur 0,102 doit-il être appliqué aussi bien à la formule de calcul qu’à l’indice utilisé pour la désignation de la
dureté.
2
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO 45164980 (FI
sure ou écaillé, ou lâche dans son support, le pénétrateur doit
6.3 Dureté d’application de la charge d’essai
être remplacé. Pour le nettoyage, le pénétrateur peut être
enfoncé dans un bloc de cuivre ou d’acier mou ou être plongé
La charge doit normalement être appliquée durant 10 à 15 s. Si
dans un solvant approprié non susceptible d’attaquer l’appareil. la durée différe de ces valeurs, le temps réel d’application doit
L’examen du diamant peut être effectué à l’aide d’un micros-
accompagner le résultat, comme spécifié en 8.2. Si la durée
cope stéréoscopique avec un grossissement de 100 X. Les cra- d’application de la charge d’essai est inférieure à 10 s, la taille
quelures et autres défauts peuvent quelquefois être décelés par
de l’empreinte peut être fonction du temps et les valeurs de
examen de la forme et de la symétrie de l’empreinte.
dureté seront surestimées. Pour certains matériaux ayant ten-
dance au fluage à la température ambiante, la durée d’applica-
tion de la charge a une importance critique.
5.3 Blocs de référence normalisés
6.4 Vibrations
Pour verifier l’appareil et les mesures, il est recommandé de
procéder à des comparaisons avec des blocs de référence nor-
Les vibrations représentent une source d’erreur importante
malisés dont la gamme de dureté est représentative de la tota-
quelle que soit la charge appliquée, mais leur effet est beau-
lité des duretés considérées. Chaque bloc de référence doit être
coup plus prononcé avec de petites charges. En général, la
en metal de structure granuleuse compacte et avoir une dureté
valeur de la dureté est sous-estimée en cas de vibrations. Cette
uniforme connue mesurée sous une charge d’essai particulière
source d’erreur peut être décelée par des mesurages compara-
fixée par les autorités d’étalonnage ou le fabricant de I’instru-
tifs sur un échantillon de dureté connue, proche de celle de la
ment de mesurage. La charge d’essai doit correspondre à celle
surface soumise à l’essai (voir 5.3). L’échantillon doit être
utilisée pour les mesures réelles.
monté dans un support rigide pour limiter l’effet des vibrations.
6 Facteurs affectant la précision
6.5 État de surface de l’échantillon
6.5.1 Rugositb
6.1 Charge d’essai
Si la surface d’essai est rugueuse, il peut être impossible de
La valeur de la microdureté obtenue dépend beaucoup plus de
mesurer avec précision la longueur de la diagonale de
la charge appliquée que la macrodureté (charges supérieures à
l’empreinte. C’est l’une des raisons pour lesquelles la microdu-
10 N). En raison d’un grand nombre de facteurs, parmi lesquels
reté est très souvent déterminée sur une section transversale.
il est trés important d’indiquer l’endroit de
I’anisotropie,
L’échantillon peut être poli par des moyens chimiques, électro-
l’éprouvette où le mesurage est effectué. Des valeurs compara-
chimiques ou mécaniques. Le polissage mécanique doit être
bles de dureté ne seront obtenues que si les essais sont effec-
effectué de maniere à réduire au maximum les échauffements
tués sous charge identique et pendant la même durée.
locaux ou écrouissage qui modifieraient la dureté.
Pour obtenir la valeur de microdureté du revêtement la plus
En raison de la rugosité des revêtements par métallisation au
exacte possible, il est conseillé d’employer les charges maxima-
pistolet, le mesurage de la microdureté de ces revêtements doit
les compatibles avec l’épaisseur de celui-ci (voir figure 5, et
normalement être effectué sur une section transversale. Dans le
7.3.1,7.4 et 7.3.2). II n’est possible d’obtenir des résultats com-
cas de surfaces rectifiées, on peut effectuer les mesurages de
parables que si l’on utilise la même charge d’essai. Pour les
microdureté sur ces surfaces.
revêtements indiqués, on doit utiliser les charges d’essai sui-
vante
...
4516
Norme internationale
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION.ME~YHAPO~HAR OPTAHH3AlQlR fl0 CTAH&WTIA3AWWl~RGANISAilON INTERNATIONALE DE NORMALISATION
Revêtements métalliques - Essais de microdureté Vickers
et Knoop
Meta/lic and rela ted coa tings - Vickers and Knoop microhardness tests
Première édition - 1980-05-15
Corrigée et réimprimée - 1983-03-01
CDU 669.058 : 620.178.152.341.4
Réf. no : ISO 4516-1980 (FI
Descripteurs : revêtement métallique, essai, essai de dureté, essai de microdureté, dureté Vickers.
Prix basé sur 7 pages
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Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale
d’organismes nationaux de normalisation (comités membres de I’ISO). L’élaboration
des Normes internationales est confiée aux comités techniques de I’ISO. Chaque
comite membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du comité technique
correspondant. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouverne-
mentales, en liaison avec I’ISO, participent également aux travaux.
Les projets de Normes internationales adoptes par les comités techniques sont sou.mis
aux comités membres pour approbation, avant leur acceptation comme Normes inter-
nationales par le Conseil de I’ISO.
La Norme internationale ISO 4516 a éte élaborée par le comité technique ISO/TC 107,
Revêtements métalliques et autres revêtements non organiques, et a 6té soumise aux
comités membres en août 1978.
Les comités membres des pays suivants l’ont approuvée :
Afrique du Sud, Rép. d’ Irlande Royaume-Uni
Allemagne, R. F. Israël Suéde
Australie Italie
Suisse
Égypte, Rép. arabe d’ Japon Tchécoslovaquie
Espagne Mexique Turquie
France Pays-Bas URSS
Hongrie
Pologne USA
Inde Roumanie
Aucun comité membre ne l’a désapprouvée.
@ Organisation internationale de normalisation, 1980 0
Imprimé en Suisse
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60 45164980 (F)
NORME INTERNATIONALE
Revêtements métalliques - Essais de microdureté Vickers
et Knoop
0 Introduction Pour obtenir des résultats satisfaisants, il est nécessaire d’avoir
une épaisseur de revêtement suffisante et il est généralement
Les essais de microdureté impliquent un certain nombre de fac- avantageux d’effectuer les essais sur des coupes transversales
teurs sur lesquels aucun accord international n’est encore inter- (voir 7.3 et 7.4).
venu, et en particulier :
NOTE - II convient d’attirer l’attention sur le fait qu’une norme géné-
rale sur les essais de microdureté Vickers et Knoop est actuellement en
préparation à I’ISO/TC 164, Essais mécaniques des metaux. Ce comité
- la vérification des machines d’essai et des blocs de réfé-
technique prépare également des normes pour la vérification des appa-
rence normalisés;
reils d’essai de la microdureté et pour la vérification des blocs de réfé-
rence normalisés à utiliser avec ces appareils.
- la vitesse d’application du pénétrateur et son impor-
tance par rapport à son énergie cinétique.
2 Références
En dépit de ces nombreux points encore ambigus, les paramé-
ISO 40911, Mat&iaux métalliques - Essai de durett+ -
tres spécifiés dans la présente Norme internationale sont suffi-
Tableux des valeurs de dureté Vickers pour utilisation dans les
samment importants pour justifier une normalisation assez
essais effectu& sur surfaces planes - Partie 1 : HV5 à HVlOO.
ample, d’autant que les procédures décrites sont très utilisées
dans la pratique.
ISO 1463, Revêtements métalliques et couches d’oxyde -
Mesurage de l’épaisseur - M&hode par coupe micrographi-
que.
1 Objet et domaine d’application
La présente Norme internationale spécifie une méthode d’appli-
3 Principe
cation des essais de microdureté Vickers et Knoop aux revête-
ments métalliques. L’essai consiste à imprimer la marque d’un pénétrateur dans un
dépôt métallique et à mesurer au microscope la (ou les) diago-
nale(s) de l’empreinte laissée sur la surface après enlèvement
Cette méthode est applicable lorsque l’essai de macrodureté ne
du pénétrateur.
convient pas en raison des charges élevées qu’il implique, et
donc lorsque l’effort exercé par le pénétrateur doit être inférieur
à 10 N, comme c’est le cas pour les dépôts électrolytiques, les Un nombre connu comme nombre de dureté Vickers ou Knoop
dépôts autocatalytiques, les revêtements par métallisation au est obtenu à partir de ce mesurage, à l’aide des équations indi-
pistolet et les couches anodiques sur l’aluminium.
quées dans le chapitre 4.
1
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ISO 4516-1980 (FI
4 Symboles et désignations
Désignation
Symbole Unité de mesure
Vickers Knoop
F N (1 N = 0,102 kgf) Charge d’essai en newtons Charge d’essai en newtons
D Moyenne arithmétique des Longueur de la plus grande diagonale
w
deux diagonales d’ et d”
mesurées séparément
d’ + d”
=-
d
2
-
HV Nombre de dureté Vickers
0,102 x F 0,102 x F
1,854 x 106
A, = d*
où A, est l’aire de l’empreinte,
en millimétres carrés*
-
HK Nombre de dureté Knoop
0,102 x F
0,102 x F
=
14,229 x 106
d*
Ak
où Ak est l’aire de la
surface projetée de l’empreinte, en
millimètres carrés*
* Les valeurs de l’aire correspondant à la (aux) diagonale(s) mesurée(s) sont données dans les tables fournies par les fabricants de machines et appa-
reils d’essai.
Cet angle doit être vérifié à l’aide d’un goniomètre a deux cer-
Les symboles HV et HK sont complétés chacun par un indice
cles, de précision appropriée. La relation entre les diagonales,
numérique indiquant la charge d’essai utilisee exprimée en new-
tons multipliée par 0,102, c’est-à-dire égale à la charge d’essai d’ et d’ ’ , et la profondeur de l’empreinte, t, est d’environ
exprimée en kilogrammes-force.1)
d’ + d”
7t= 2
Exemple :
Les quatre faces doivent avoir une inclinaison égale par rapport
Si une charge de 0,245 N est appliquée pendant les essais de à l’axe du pénétrateur (a 0,3O près), et se rejoindre en un point;
microdureté Vickers ou Knoop, le symbole sera HV 0,025 ou
néanmoins, si deux faces opposées se coupent selon une ligne
HK 0,025 (où 0,025 est dérivé, dans les deux cas, de (défaut de jonction), sa longueur ne doit pas être supérieure à
0,102 x 0,245). Inversement, le symbole HV 0,025 ou
0,5 pm. La forme générale de la pointe est représentée, forte-
HK 0,025 signifie une dureté Vickers ou Knoop, résultant d’une ment agrandie, à la figure 2.
charge d’essai de 0,025 x 9,907 = 0,245 N.
5.2.1.2 Pénétrateur Knoop
5 Appareillage
Le pénétrateur est composé d’une pyramide droite à base
,
rhomboïdale dont le sommet est en diamant (voir figure 3).
L’angle au sommet formé par deux arêtes opposées doit être de
5.1 Appareil d’essai
172,5 + OJB” dans le sens longitudinal, et de 130 + 0,08°
dans le sens lateral. Ces angles doivent être vérifiés à l’aide d’un
L’appareil d’essai est muni d’un pénétrateur se déplaçant verti-
goniométre à deux cercles, de précision appropriée.
calement, qui s’abaisse lentement jusqu’au contact de la sur-
face d’essai où il est maintenu, durant un temps donné, sous
Les quatre faces doivent avoir une inclinaison égale par rapport
une force donnée.
a l’axe du pénétrateur (à 0,2O prés), et se rejoindre en un point;
néanmoins, si deux faces opposées se coupent selon une ligne
5.2 Pénétrateurs
(défaut de jonction), sa longueur ne doit pas être supérieure a
1 pm. La forme générale de la pointe est représentée, forte-
5.2.1 Forme et dimensions ment agrandie, à la figure 4.
5.2.1 .l Pénétrateur Vickers 5.2.2 Caractbristiques de la surface
Le pénétrateur est une pointe de diamant taillée en forme de Les faces du pénétrateur doivent être lisses et exemptes de fis-
pyramide droite, à base carrée (voir figure 1). L’angle au som- sures ou autres défauts. Le diamant doit être vérifié périodique-
ment. Les matieres étrangéres doivent être enlevées. S’il est fis-
met formé par deux faces opposées doit être de 136 + 0,5O.
1) En juin 1970, le comité! technique ISO/TC 17, Acier, a décidé que la formule de calcul et le système de désignation de la dureté devraient être tels
que la valeur numérique du nombre de dureté ne soit pas affectée par l’introduction SI de la force, le newton en remplacement de l’ancienne unité, le
kilogramme-force. Ainsi, le multiplicateur 0,102 doit-il être appliqué aussi bien à la formule de calcul qu’à l’indice utilisé pour la désignation de la
dureté.
2
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ISO 45164980 (FI
sure ou écaillé, ou lâche dans son support, le pénétrateur doit
6.3 Dureté d’application de la charge d’essai
être remplacé. Pour le nettoyage, le pénétrateur peut être
enfoncé dans un bloc de cuivre ou d’acier mou ou être plongé
La charge doit normalement être appliquée durant 10 à 15 s. Si
dans un solvant approprié non susceptible d’attaquer l’appareil. la durée différe de ces valeurs, le temps réel d’application doit
L’examen du diamant peut être effectué à l’aide d’un micros-
accompagner le résultat, comme spécifié en 8.2. Si la durée
cope stéréoscopique avec un grossissement de 100 X. Les cra- d’application de la charge d’essai est inférieure à 10 s, la taille
quelures et autres défauts peuvent quelquefois être décelés par
de l’empreinte peut être fonction du temps et les valeurs de
examen de la forme et de la symétrie de l’empreinte.
dureté seront surestimées. Pour certains matériaux ayant ten-
dance au fluage à la température ambiante, la durée d’applica-
tion de la charge a une importance critique.
5.3 Blocs de référence normalisés
6.4 Vibrations
Pour verifier l’appareil et les mesures, il est recommandé de
procéder à des comparaisons avec des blocs de référence nor-
Les vibrations représentent une source d’erreur importante
malisés dont la gamme de dureté est représentative de la tota-
quelle que soit la charge appliquée, mais leur effet est beau-
lité des duretés considérées. Chaque bloc de référence doit être
coup plus prononcé avec de petites charges. En général, la
en metal de structure granuleuse compacte et avoir une dureté
valeur de la dureté est sous-estimée en cas de vibrations. Cette
uniforme connue mesurée sous une charge d’essai particulière
source d’erreur peut être décelée par des mesurages compara-
fixée par les autorités d’étalonnage ou le fabricant de I’instru-
tifs sur un échantillon de dureté connue, proche de celle de la
ment de mesurage. La charge d’essai doit correspondre à celle
surface soumise à l’essai (voir 5.3). L’échantillon doit être
utilisée pour les mesures réelles.
monté dans un support rigide pour limiter l’effet des vibrations.
6 Facteurs affectant la précision
6.5 État de surface de l’échantillon
6.5.1 Rugositb
6.1 Charge d’essai
Si la surface d’essai est rugueuse, il peut être impossible de
La valeur de la microdureté obtenue dépend beaucoup plus de
mesurer avec précision la longueur de la diagonale de
la charge appliquée que la macrodureté (charges supérieures à
l’empreinte. C’est l’une des raisons pour lesquelles la microdu-
10 N). En raison d’un grand nombre de facteurs, parmi lesquels
reté est très souvent déterminée sur une section transversale.
il est trés important d’indiquer l’endroit de
I’anisotropie,
L’échantillon peut être poli par des moyens chimiques, électro-
l’éprouvette où le mesurage est effectué. Des valeurs compara-
chimiques ou mécaniques. Le polissage mécanique doit être
bles de dureté ne seront obtenues que si les essais sont effec-
effectué de maniere à réduire au maximum les échauffements
tués sous charge identique et pendant la même durée.
locaux ou écrouissage qui modifieraient la dureté.
Pour obtenir la valeur de microdureté du revêtement la plus
En raison de la rugosité des revêtements par métallisation au
exacte possible, il est conseillé d’employer les charges maxima-
pistolet, le mesurage de la microdureté de ces revêtements doit
les compatibles avec l’épaisseur de celui-ci (voir figure 5, et
normalement être effectué sur une section transversale. Dans le
7.3.1,7.4 et 7.3.2). II n’est possible d’obtenir des résultats com-
cas de surfaces rectifiées, on peut effectuer les mesurages de
parables que si l’on utilise la même charge d’essai. Pour les
microdureté sur ces surfaces.
revêtements indiqués, on doit utiliser les charges d’essai sui-
vante
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Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.