ISO 48:1979
(Main)Vulcanized rubbers — Determination of hardness (Hardness between 30 and 85 IRHD)
Vulcanized rubbers — Determination of hardness (Hardness between 30 and 85 IRHD)
Élastomères vulcanisés — Détermination de la dureté (Dureté comprise entre 30 et 85 D.I.D.C.)
General Information
Relations
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Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL STANDARD 48
~
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION *MEXAYHAPOnHAII OPrAHMOAUMR Il0 CTAHBAFTM3AUMM .ORGANISATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION
L
[WUcanized f&bber& Determination OP hardness (Hardness
between Oand IRHD)
/1 3 Foo
vulcanisé - Détermination de la dureté (Dureté comprise
GUC 5
Second edition - 1979-10-15
Ref. No. IS0 48-1979 (E)
UDC 678.4/.7 : 539.3
W
-
m
r-
Deacripton : elastomers, synthetic elastomers, natural rubber, vulcanized elastomers, tests, physical tests, hardness tests, hardness testers.
s?
9
Price based on 5 pages
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FOREWORD
IS0 (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation
of national standards institutes (IS0 member bodies). The work of developing
International Standards is carried out through IS0 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 IS0 Council.
International Standard IS0 48 was developed by Technical Committee lSO/TC 45,
Rubber and rubber products.
The first edition (IS0 48-1975) had been approved by the member bodies of the
following countries :
Australia Hungary Poland
Austria India South Africa, Rep. of
Canada Iran Spain
Czechoslovakia Israel Sweden
Chile
Italy Switzerland
Egypt, Arab Rep. of Turkey
Japan
F rance Korea, Rep. of United Kingdom
Germany, F.R. Netherlands USA
Greece New Zealand USSR
No member body expressed disapproval of the document.
This second edition, which supersedes IS0 48-1975, incorporates draft Addendum 1
and draft Addendum 2, which were submitted directly to the IS0 Council for
acceptance, in accordance with clause 5.10.1 of the Directives for the technical
work of ISO.
Q Intamational Organization for Standardization, 1979
Printed in Switzerland
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I NTE RNATl ON AL STANDARD
IS0 48-1979 (E)
Vulcanized rubbers - Determination of hardness (Hardness
between 30 and 85 IRHD)
than this (because this test gives the “standard” reading
O INTRODUCTION
on a thickness of about 1,6 to 2,O mm). These two
The hardness test specified in this International Standard is
errors are about equal when the thickness tested is
based on a measurement of the indentation of a rigid ball
4 mm;
into a rubber test piece under specified conditions. For the
b) 4mm is the greatest thickness on which the
normal test the standard test piece is between 8 and 10 mm
micro-test could be made without increasing the lateral
thick; test pieces less than 8 mm thick give smaller
dimensions of the test piece above that now specified
test piece. For tests on thin
indentation than the standard
(i.e. 2 mm minimum between the indenter and the edge
pieces of rubber a scaled-down version (hereinafter referred
of the test piece).
to as the micro-test) of the normal test is therefore used, in
which the apparatus dimensions are reduced to one-sixth.
In either the normal test or the micro-test, the measured
When used on a piece 1,6 to 2 mm in thickness, the result
indentation is converted into international rubber hardness
of the micro-test will be about the same as that obtained by
degrees, the scale of degrees being so chosen that O
the normal test.
represents the hardness of a material having an elasticity
modulus of zero and 100 represents the hardness of a
It is considered unrealistic to fix a precise thickness above
material of infinite elasticity modulus, and so that the
which the normal test should be used and below which the
following conditions are fulfilled over most of the normal
micro-test should be used, but in general the latter test
range of hardness :
should be used for thicknesses below about 4 mm. There
a) one international rubber hardness degree always
will, however, be exceptions; for instance, the micro-test
represents approximately the same proportionate
would be preferable even on thicknesses above 4 mm if the
difference in Young‘s modulus;
lateral dimensions of the test piece are much less than those
specified for the normal test (see table 2), because the latter
b) for highly elastic rubbers, the scales of international
test would then be inaccurate. The micro-test would also be
rubber hardness degrees and the Shore A durometer are
preferable for testing some small awkwardly-shaped rubber
comparable.
articles. The figure of 4 mm has been chosen for the
following reasons : For substantially elastic isotropic materials like
well-vulcanized natural rubbers, the hardness in
international rubber hardness degrees bears a known
a) at this thickness the normal test will give readings in
relation to Young’s modulus, although for markedly plastic
international rubber hardness degrees (I RHD) higher
or anisotropic rubbers the relationship will be less precisely
than the “standard” reading (i.e. on 8 to 10mm
known.
thickness), and the micro-test will give readings lower
1
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' IS0 48-1979 (E)
1 SCOPE AND FIELD OF APPLICATION
1) the value of logl,M corresponding to the
midpoint of the curve
This International Standard specifies a method for the
=0,364 (M being expressed in meganewtons per
determination of the hardness of vulcanized rubbers
square metre);
preferably of a hardness range between 30 and 85 IRHD;
however, the method may also be used for those rubbers
2) the maximum slope
with a hardness between 30 and 95 IRHD. = 57 international rubber hardness degrees per unit
increase in log, ,M.
Methods for very hard and very soft rubbers are the subject
of IS0 1400 and IS0 1818 respectively; the range of
applicability of each is indicated in the following figure :
Low,)
d
Standard
IRHD I
I1 1 I 1 1
O
O 10 3036 50 86 95 100
FIGURE 1 - Range of applicability of hardness tests
2 PRINCIPLE
The hardness test consists in measuring the difference
between the depths of indentation of the ball into the
rubber under a small contact force and a large total force.
logloM (M expressed in MN/m*)
From this difference, multiplied when using the micro-test
by the scale factor 6, the hardness in international rubber
FIGURE 2 - Relation of loglOM to hardness in internationel
hardness degrees (IRHD) is derived by using either table 3 rubber hardness degrees
or a graph based on this table, or a scale reading directly in
international rubber hardness degrees and derived from the
table, fitted to the indentation-measuring instrument.
3 APPARATUS
The relation between the difference of indentation and the
The essential parts of the apparatus are as follows, the
hardness expressed in international rubber hardness degrees
appropriate dimensions and forces being shown in table 1 :
is based on :
O
3.1 Vertical plunger, having a rigid ball or spherical surface
a) the known relation, for a perfectly elastic isotropic
on the lower end, and means for supporting the plunger so
material, between indentation P, expressed in hun-
dredths of a millimetre, and Young's modulus M, ex- that the spherical tip is kept slightly above the surface of
pressed in meganewtons per square metre, namely : the annular foot prior to applying the contact force.
3.2 Means for applying a contact force, and an additional
indenting force to the plunger, making allowance for the
weight of the plunger including any fittings attached to it
where
and for the force of any spring acting on it, so that the
F is the indenting force, expressed in newtons; forces actually transmitted through the spherical end of the
plunger shall be as specified.
R is the radius of the ball, expressed in millimetres;
3.3 Means for measuring the increase in depth of
b) the use of a probit (integrated normal error) curve to
indentation of the plunger caused by the indenting force,
relate log, ,M to the hardness in international rubber
either in metric units or reading directly in IRHD. The
hardness degrees, as shown in figure 2. This curve is
means employed may be mechanical, optical or electrical.
defined as
1) See IS0 1818.
2) See IS0 1400.
* This formula is approximate and is included as an indication.
2
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IS0 48-1979 (E)
TABLE 1 -- Forces and dimensions of apparatus
Force on ball
Test Force
Diameters
on foot
Contact
Indenting
Total
mm
N
N N
N
either
ball 2.38 f 0.01
201: 1
foot 0.30 f 0.02
5.23 f 0.01
5.53 f 0.03
8.3 f 1.5
hole 6f 1
Normal
or
f 0.01
ball 2,50
foot 20+ 1
0.30 f 0,02
5,40 f 0.01 5.70 f 0.03
8.3 f 1.5
hole 6f 1
mm
mN
mN mN
mN’)
O
ball 0,395 f 0,005
Micro foot 3.35 f 0.1 5
8.3 f 0.5 145 f 0,5 153 f 1
235 f 30
hole 1,OO f 0.1 5
1) In the micro-test using instruments in which the test piece table is pressed upwards by a spring (see Scott and Soden, Tram I.R.I. 1960.3b.
1, Fig. 8). the values of foot pressure and force on foot are those acting during the period of application of the total force. Before the
indenting force of 145 mN is applied, the forœ on th
...
c NORME INTERNATIONALE 48
&#€6kmevulcanisé - Détermination de la du
l-
reté duret6
entre30 et D$fDfCi)4;d&
O0
- Determination of hardness (Hardness between
Deuxieme édition - 1979-10-15
0
- CDU 670.41.7 : 539.3 R6f. no : IS0 48-1979 (FI
LL
-
Q)
I-
Descripteurs : Blastombre, Blastombre synthbtique, caoutchouc naturel, Blastom6re vulcanis6, essai, essai physique, essai de duret6, appareil
2
de contrble de la duretB.
$
8
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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
comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partiedu comité technique
correspondant. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec I'ISO, participent également aux travaux.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques sont
soumis aux comités membres pour approbation, avant leur acceptation comme
Normes internationales par le Conseil de I'ISO.
L;a Norme internationale IS0 48 a été élaborée par le comité technique lSO/TC 45,
Elastomdres et produits d base d'4lastorndres.
La première édition (IS0 48-1975) avait été approuvée par les comités membres des
pays suivants :
Afrique du Sud, Rép. d' France
Pays-Bas
Allemagne, R.F. G rhce
Pologne
Australie Hongrie Royaume-Uni
Autriche Inde
Suède
Canada Iran
Suisse
Chili Israël Tchécoslovaquie
Corée, RBp. de Italie Turquie
Egypte, Rép. arabe d' Japon URSS
Espagne Nouvelle-Zélande USA
Aucun comité membre ne l'avait dBsapprouvée.
Cette deuxième Mition, qui annule et remplace I'ISO 48-1975, incorpore le projet
d'additif 1 et le projet d'additif 2, qui ont été soumis directement au Conseil de
I'ISO, conform6ment au paragraphe 5.10.1 des Directives pour les travaux techni-
ques de I'ISO.
O Organisation internationale da normalisation, 1979 O
Imprim4 en Suisse
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I
NORME INTERNATIONALE IS0 48-1979 (F)
O INTRODUCTION
relevé sur une épaisseur de 8 à 10 mm), et le micro-essai
donne des résultats inférieurs à ce dernier (parce que cet
L'essai de dureté spécifié dans la présente Norme
essai donne un résultat ((normal)) pour une éprouvette
Internationale est basé sur le mesurage de la pénétration
ayant une épaisseur de 1,6 à 2,O mm). Ces deux erreurs
d'une bille rigide dans une éprouvette d'Blastomère, les
sont à peu près égales lorsque I'éprouvette essayée a une
conditions d'essai étant fixées. Pour l'essai normal,
épaisseur de 4 mm;
I'épaisseur de I'éprouvette normalisée est comprise entre 8
et 10 mm, les éprouvettes d'épaisseur inférieure à 8 mm
b) 4 mtyi est I'épaisseur maximale sur laquelle on peut
donnant des valeurs de pénétration inférieures à celles
réaliser le micro-essai sans qu'il soit nécessaire
obtenues sur I'éprouvette normalisée. Pour cette raison,
d'augmenter les dimensions latérales de I'éprouvette
lorsque l'on doit réaliser des essais sur des éprouvettes de
au-dessus de celles spécifiées (c'est-à-dire 2 mm au
faible épaisseur, on procède donc à une version à échelle
minimum entre le pénétreur et le bord de I'éprouvette).
réduite (figurant ci-après sous la mention de micro-essai) de
Dans l'essai normal ou dans le micro-essai, la pénétration
l'essai normal, les dimensions de l'appareillage étant
mesurée est convertie en degrés internationaux de dureté du
réduites dans le rapport de six à un. Lorsque l'on utilise
caoutchouc; I'échelle de dureté est choisie de telle sorte que
pour celui-ci une Bprouvette de 1,6 à 2 mm d'épaisseur, le
0
le degré0 représente la dureté d'une matière ayant un
résultat sera à peu près le même que celui obtenu avec
module d'élasticité nul, le degré 100, la dureté d'une
l'essai normal.
matière ayant un module d'élasticité infini, et que les
II ne serait pas réaliste de fixer une épaisseur précise
conditions suivantes soient satisfaites, dans domaine de
audessus de laquelle on doit utiliser l'essai normal et
dureté aussi étendu que possible, comprenant la plupart des
audessous de laquelle on doit utiliser le micro-essai, mais en
duretés usuelles :
général ce dernier essai doit être réalisé sur des éprouvettes
d'épaisseur inférieure à environ 4 mm. II peut y avoir,
a) un degré international de dureté du caoutchouc
cependant, des exceptions; par exemple, on doit réaliser de correspond, dans tous les cas, à approximativement une
préférence le micro-essai, même sur des éprouvettes même différence proportionnelle dans le module de
d'épaisseur supérieure à 4 mm, lorsque les dimensions
Young;
latérales de I'éprouvette sont très inférieures à celles
b) pour les Blastomères ayant une haute élasticité,
spécifiées pour l'essai normal (voir tableau 2). parce que,
I'échelle de dureté du caoutchouc internationale et le
dans ces conditions, ce dernier essai ne convient pas bien.
duromètre Shore Type A sont comparables.
L On doit également réaliser le micro-essai lorsque l'on a
affaire à de petits articles en caoutchouc de forme
Pour les matériaux isotropes et fortement élastiques,
compliquée. La valeur de 4 mm a été choisie pour les
comme les caoutchoucs naturels bien vulcanisés, il existe
raisons suivantes :
une relation connue entre la dureté exprimée en degrés
internationaux de dureté du caoutchouc et le module de
a) lorsqu'il est réalisé sur des éprouvettes ayant cette
Young; par contre, pour les Blastomères anisotropes OU
épaisseur, l'essai normal donne des résultats en degrés
notablement plastiques, cette relation est connue avec
internationaux de dureté du caoutchouc (D.I.D.C.)
moins de précision.
supérieurs au résultat ((normal)) (c'est-à-dire au résultat
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IS0 48-1979 (F)
1 OBJET ET DOMAINE D'APPLICATION 1) la valeur de loglo M correspondant au point
I
d'inflexion de la courbe
La présente Norme Internationale spécifie une méthode de
= 0,364 (M étant exprimé en méganewtons par mètre
détermination de la dureté des Blastomères vulcanisés, de
carré)
préférence ceux ayant une dureté comprise entre 30
2 1 la pente maximale
et 85 D.I.D.C.; cependant, cette méthode peut aussi être
= 57 degrés internationaux de dureté du caoutchouc,
utilisée pour ceux ayant une dureté comprise entre 30 et
pour un accroissement unitaire de logloM.
95 D.I.D.C.
Les méthodes concernant les Blastomères très durs ou très
97,8 100
mous font l'objet, respectivement, de I'ISO 1400 et de
92.6
I'ISO 1818, et l'étendue de l'application de chacune est
90
87.6
indiquée ci-dessous :
s 81.2
80
r
72.9
70
63,4
*
U 60
Valeurs normales
-
%!
g! 51.7
D.I.D.C. 1 I
I1 I I 1 I a 60
O
O
4 40.6 40
J
29.8 30
FIGURE 1 - Étendue de l'application des mais de duret6
.-
-
E 20.9 20
+
2 PRINCIPE
.-
10
'I 8.8
Mesurage de la différence entre la profondeur de
3.1
O
O
pénétration d'une bille dans I'élastomère sous une faible
7.0 7,4 7.8 0,2 0,6 1.0 1.4 1.8
force de contact et I,a profondeur de pénétration sous une
log1 (M exprime en MN/m2)
force totale élevée. A partir de cette différence, que l'on
FIGURE 2 - Relation entre logloM et la duret6
multiplie par le facteur 6 lorsqu'on réalise le micro-essai, on
en degr6s internationaux de duret6 du caoutchouc
déduit la dureté en degres internationaux de dureté du
3 APPAREILLAGE
caoutchouc (D.I.D.C.) en utilisant le tableau 3 OU le
graphique construit d'après ce tableau, ou bien encore une
Les parties essentielles de l'appareillage sont les suivantes,
échelle donnant le résultat directement en degrés
les dimensions et les forces appropriées étant indiquées dans
internationaux de dureté du caoutchouc, dérivée du tableau
le tableau 1 :
et fixée sur l'appareil mesureur de la pénétration.
La relation entre la différence de pénétration et la dureté,
3.1 Pénetreur vertical, terminé par une bille rigide ou par
exprimée en degrés internationaux de dureté du
une surface sphérique à son extrémité la plus basse, et un
caoutchouc, est fondée sur dispositif pour supporter le pénétreur de façon que
O
l'extrémité sphérique se trouve audessus de la surface du
a) la relation connue, pour une matière isotrope
pied presseur annulaire avant l'application de la force de
parfaitement élastique, entre la pénétration P, exprimée
contact.
en centièmes de millimètre, et le module de Young M,
exprimé en méganewtons par mètre carré, soit :
3.2 Dispositif permettant d'appliquer sur le phdtreur une
force de contact et une charge additionnelle, permettant de
tenir compte du poids du pénétreur et de ses accessoires,
ainsi que des forces de tout ressort susceptible d'agir sur
où
lui, de façon que les charges réellement appliquées soient
F est la force d'enfoncement, exprimée en newtons;
celles qui sont spécifiées.
R est le rayon de la bille, exprime en millimètres;
3.3 Dispositif pour mesurer l'augmentation de la
profondeur de phetration du p6nbtreur causée par la force
b) l'emploi d'une courbe (erreur normale intégrée) qui
,
additionnelle, gradué en unités métriques ou donnant le
M et la dureté, en degrés
établit un rapport entre loglo
résultat directement en D.I.D.C. Ce dispositif peut etre
internationaux de dureté du caoutchouc, comme le
mécanique, optique ou électrique.
montre la figure 2. Cette courbe est définie par
1) Voir IS0 1818.
2) Voir IS0 1400.
Cette formule est approximative et est donde B titre d'indication.
2
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IS0 48-1.979 (F)
TABLEAU 1 - Dimensions de l'appareillage et forces appliquk
Force sur les billes
Force
Essai
Diamhres
sur le pied
Contact
Additionnelle Totale
mm
N N
N
N
soit
bille 2.38 ? 0.01
pied 20 +_ 1 0.30 f 0,02 5.23 f 0.01
5.53 f 0.03
8.3 f 1.5
trou 6f I
Normal
soit
bille 2,50 f 0,OI
pied 20 f 1
0.30 f 0.02 5.40 f 0.01
5.70 f 0.03 8.3 i 1.5
trou 6 f I
mm mN
mN mN mN')
bille 0,395 f 0,005
Micro pied 3.35 i 0.15
8.3 f 0.5 145 f 0.5 153i 1 235 f 30
trou 1.00 f 0.15
1) Pour le micro-essai, lorsque l'on utilise des instruments dans lesquels le support4prouvette est press6 vers le haut au moyen d'un
ressort (voir Scott et Soden, Trans I.R.I., 1960, 3b, 1, Fig. 81, les valeurs de la pression du pied et de la force sur le pied sont celles intervenant
durant la period
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.