ISO 8401:1986

Norme internationale
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION.MEIKflYHAPO~HAR OPI-AHM3AUMR il0 CTAH~APTH3AlJMM.ORGANISATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION
Revêtements métalliques - Vue d’ensemble sur les
méthodes de mesurage de la ductilité
Metalic coatings - Review of methods of measurement of ductility
Première édition - 1966-07-15
Réf. no : ISO 6401-1986 (FI
CDU 621.793: 620.1 : 539.52
iL
Y
essai mécanique, essai de ductilité, ductilité.
Descripteurs : revêtement, revêtement métallique, essai,
Prix basé sur 31 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
comité membre interessé par une étude a le droit de faire partie du comité technique
créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouverne-
mentales, 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 inter-
nationales par le Conseil de I’ISO. Les Normes internationales sont approuvées confor-
mément aux procédures de I’ISO qui requièrent l’approbation de 75 % au moins des
comités membres votants.
La Norme internationale ISO 8401 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 107,
Revêtements /né talliques et autres revêtements non organiques.
L’attention des utilisateurs est attirée sur le fait que toutes les Normes internationales
sont de temps en temps soumises à révision et que toute référence faite à une autre
Norme internationale dans le présent document implique qu’il s’agit, sauf indication
contraire, de la derniére édition.
l
Organisation internationale de normalisation, 1986
Imprimé en Suisse
ii

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Sommaire
Page
1
1 Objet et domaine d’application . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2 Définitions. 1
1
3 Essais sur feuilles détachées de leur substrat. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2
................................................
3.1 Essai de traction.
2
3.2 Essai de flexion au micromètre. .
........................................... 3
3.3 Essai de pliage à l’étau.
.................................. 3
3.4 Essai de bombement hydraulique
................................... 4
3.5 Essai de bombement mécanique
4
4 Essais sur feuilles avec leur substrat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5
4.1 Essai de traction. .
5
4.2 Essai de pliage trois points .
\
4.3 Essai de pliage quatre points . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
6
4.4 Essai de pliage sur mandrins cylindriques. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6
4.5 Essai de pliage sur mandrin à rayon décroissant . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6
4.6 Essai de pliage sur mandrin conique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6
4.7 Essai de bombement mécanique .
7
5 Choix de la méthode d’essai .
7
6 Pro&-verbal d’essai . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Annexes
8
A Méthodes de production des feuilles. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
B Calcul de la ductilité après accroissement de la surface de la feuille essayée
(bombement). 9
C Calcul de la ductilité et de la résistance à la traction dans l’essai de bombement
hydraulique. 10
11
D Calcul de la ductilité dans l’essai de bombement mécanique . . . . . . . . . . . . . . . .
31
Bibliographie. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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Page blanche

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NORME INTERNATIONALE ISO 8401-1986 (FI
Revêtements métalliques - Vue d’ensemble sur les
méthodes de mesurage de la ductilité
1 Objet et domaine d’application tion précoce. De même, la densité de courant est plus faible
aux endroits minces et plus forte aux endroits épais des éprou-
1.1 La présente Norme internationale spécifie un certain vettes à dépôt électrolytique. Ces différences de densité de
courant peuvent ainsi donner lieu à des différences de ductilité.
nombre de méthodes de mesurage de la ductilité de revête-
La densité de courant doit donc être maintenue aussi uniforme
ments métalliques de moins de 200 pm d’épaisseur obtenus par
que possible sur toute l’éprouvette et la valeur correspondante
déposition électrolytique, déposition autocatalytique ou autre
doit être notée.
procédé utilisable (voir la note).
Les méthodes de mesurage de la ductilité des revêtements
métalliques peuvent se ranger en deux grandes catégories:
2 Définitions
-
les mesurages sur feuilles détachées de leur substrat;
Dans
le cadre de la présente Norme internationale, les défini-
-
les mesurages sur feuilles avec leur substrat.
tions su ivantes sont applicables.
Toute méthode d’essai particulière figurant dans les Normes
NOTE -
internationales de revêtement doit être utilisée de préférence aux
2.1 ductilité: Aptitude d’un revêtement métallique ou autre
méthodes décrites dans la présente Norme internationale et doit faire
à subir une déformation plastique ou élastique ou une combi-
l’objet d’un accord préalable entre le fournisseur et le client.
naison des deux, sans se rompre ni se fissurer.
1.2 Dans les mesurages sur feuilles détachées de leur
2.2 allongement linéaire : Quotient de l’allongement, AI,
substrat (voir figure 11, les feuilles pouvant être constituées
par la longueur initiale donnée, 10, d’une éprouvette. C’est une
d’une ou plusieurs couches métalliques, il est possible de mesu-
mesure de la ductilité.
rer la ductilité de la feuille composite et de déterminer
l’influence des diverses couches dans la ductilité totale. Les
Ce rapport est souvent exprimé en pourcentage.
méthodes de mesurage des feuilles détachées de leur substrat
sont décrites dans le chapitre 3. Les méthodes de fabrication
NOTE SUR LES MESURAGES DE DUCTILITÉ
des feuilles sont étudiées dans l’annexe A.
Normalement, les éprouvettes s’allongent. Dans certains essais
1.3 Dans les mesurages sur feuilles avec leur substrat (voir
de pliage, c’est la couche supérieure de l’éprouvette, c’est-à-
figure 2), le plus grand soin doit être apport6 à déterminer le
dire le revêtement, qui s’allonge (voir figure 3). Dans les essais
point exact d’amorce de fissuration de la couche supérieure.
de bombement toutefois, la surface de la feuille s’élargit et il
Différentes méthodes sont utilisables à cet effet, soit a l’oeil nu
faut donc calculer l’allongement linéaire en fonction de la dimi-
ou corrigé, soit à l’aide d’une loupe. Ces méthodes peuvent
nution d’épaisseur. Ne tenir compte que d’une seule compo-
également servir à détecter une fragilisation du substrat qui
sante axiale de la déformation (étirage) donnerait de fausses
peut résulter du mode de revêtement. Les méthodes de mesu-
informations quant à la ductilité du matériau (voir figure 4).
rage des feuilles sur leur substrat sont décrites dans le cha-
L’amincissement de la feuille, calculé en fonction de I’augmen-
pitre 4.
tation de la surface, est dans ce cas une meilleure mesure de la
ductilité du matériau (voir annexe B).
1.4 Bien que la ductilité soit une propriété du matériau
n’ayant rien à voir avec les dimensions des éprouvettes, I’épais-
seur du revêtement peut avoir une influence sur la valeur de
l’allongement linéaire (Al/lo).
3 Essais sur feuilles détachées de leur
substrat
1.4.1 Les couches trés minces ont des propriétés différentes
car le substrat a une influence sur la superposition des premiè-
Cette technique procède par mesurage d’une feuille métallique
res couches (épitaxie). Ces couches peuvent être le siége de
qui a été détachée de son substrat (voir figure 1). La feuille à
contraintes internes élevées qui peuvent jouer sur la ductilité.
mesurer peut aussi être composée de plusieurs couches, ce qui
permet de mesurer l’influence des sous-couches sur la ductilité
1.4.2 II est essentiel q ue l’éprouvette ait une épaisseur uni-
de la feuille-sandwich ou composite. Parmi les exemples de ce
mi nces pouvan
forme, les endroits plus t favoriser une fiss Iura-
genre de feuilles, on peut citer les voiles d’or sur les alliages d’or

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ISO8401-1986(F)
3.1.5 Expression des résultats
et de cuivre et les dépôts de nickel chromé. La manière dont
sont produites les feuilles détachées est expliquée dans
l’annexe A.
3.1.5.1 Mode de calcul
La ductilité, exprimée en pourcentage, est donnée
Cinq méthodes sont décrites.
Par
l’équation
z, + z* - z,
3.1 Essai de traction
D= x 100
10
3.1 .l Principe
où
[O est la distance entre repères avant essai;
Détermination de l’allongement linéaire d’une feuille fixée entre
les mors d’une machine d’essai de traction. Ce type de con-
II + 12 est la distance entre repères après essai.
trainte allonge la feuille mais diminue également tant sa largeur
que son épaisseur.
3.1.5.2 Coefficient de variation
3.1.2 Appareillage Les éprouvettes préparées par voie mécanique peuvent présen-
ter des coefficients de variation S/D (où s est l’écart-type et 6
Cette méthode fait usage des appareillages classiques d’essai est la ductilité moyenne) allant jusqu’à 20 %.
mécanique disponibles dans le commerce et dans de nombreux
L’électrodéposition, avec boucliers de protection permettant
laboratoires métallurgiques. [Il Dans certains cas d’application,
une bonne uniformité du courant, donne des éprouvettes ayant
il est possible d’utiliser un appareillage d’essai de traction
des coefficients de variation plus faibles.
adapté à l’examen micrographique en cours d’essai.
3.1.6 Remarques
3.1.3 Préparation des éprouvettes
3.1.6.1 L’étirement de l’éprouvette en goulot de bouteille (voir
Les éprouvettes prélevées sur des feuilles métalliques par usi-
figure 8) peut aussi nécessiter une mesure de variations infinies
nage, cisaillage ou poinconnage, ou préparées par photo-
de largeurs exigeant l’usage d’un microscope à Vernier.
impression à l’aide de laques ou de feuilles photosensibles pres-
sées sur un substrat adéquat. Après développement du motif,
l’éprouvette acquiert sa forme définitive par déposition élec-
3.1.6.2 De même, le montage d’éprouvettes minces et fragi-
trolytique. Une méthode similaire consiste à usiner, par voie les entre les mors de la machine d’essai de traction peut donner
chimique ou électrochimique, une éprouvette de la forme dési- naissance à des précontraintes qui diminuent d’autant la valeur
rée dans une feuille métallique sur laquelle a été appliqué un réelle de l’allongement.
dépôt résistant adéquat, soit photosensible, soit obtenu par
sérigraphie. Ces dernières méthodes sont très largement utili-
3.1.6.3 II faut veiller enfin à ne pas tordre les éprouvettes (voir
sées dans l’industrie des circuits imprimés. Les circuits sont
figure 9).
habituellement de forme rectangulaire mais peuvent être élargis
aux extrémités pour éviter de se briser dans les mors de serrage
3.1.6.4 Lorsque ces sources d’erreur (3.1.6.1 à 3.1.6.3) ne
(voir figure 7).
peuvent pas être éliminées, il est préférable de recourir à
d’autres méthodes de mesure de la ductilité.
Certains modes de préparation des éprouvettes peuvent provo-
quer des microfissurations au niveau des rives qui engendrent
des défaillances précoces et des résultats erratiques. II est pré-
3.2 Essai de flexion au micromètre
férable, pour éviter ces défauts des rives, de préparer les éprou-
vettes par électroformage ou photoimpression.
3.2.1 Généralités
Les éprouvettes revêtues à leur forme définitive peuvent pré-
Cette méthode ne convient qu’à l’évaluation des feuilles métalli-
senter des rives plus épaisses si l’on ne prévoit pas un moyen de
ques présentant une ductilité peu élevée. ~1 Les valeurs obte-
protection quelconque pour garantir l’uniformité de la réparti-
nues n’ont aucun lien avec les valeurs obtenues par d’autres
tion du courant (voir figure 10).
méthodes. Cet essai convient bien aux métaux fragiles, tel le
nickel brillant.
Tracer des repères équidistants sur la surface de l’éprouvette de
la manière indiquée à la figure 7. Déterminer la distance entre
3.2.2 Appareillage
les repères avant l’essai.
Micromètre.
3.1.4 Mode opératoire
3.2.3 Préparation des éprouvettes
Serrer l’éprouvette entre les mors de la machine d’essai de trac-
Découper, sur les feuilles d’essai d’environ 25 à 40 prn d’épais-
tion et solliciter à une vitesse de traction déterminée. Mesurer à
nouveau la distance entre les repères après essai sur les éprou- seur, des bandes d’environ 0,5 cm x 7,5 cm. Cet essai pré-
sente les mêmes difficultés que l’essai décrit en 3.1. Mesurer
vettes (voir figure 8).
2

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ISO 84014986 (FI
l’épaisseur des éprouvettes au point de flexion, à l’aide d’un 3.3.2 Appareillage
appareil ou d’une méthode permettant de déterminer I’épais-
Étau ordinaire, muni de deux petits mors usinés pour mainte-
seur à k 5 % de sa valeur nominale.
nir l’éprouvette (voir figure 13).
3.2.4 Mode opératoire
3.3.3 Préparation des éprouvettes
Fléchir l’éprouvette en U, puis la placer entre les mors du micro-
mètre de facon que la pliure demeure entre les mors. Fermer Découper des bandes rectangulaires de 1 cm de largeu ret5 cm
lentement les mors du micromètre jusqu’à rupture de la bande. de longueur dans des feuilles métalliques.
Noter la lecture micrométrique et l’épaisseur de la bande (voir
3.3.4 Mode opératoire
figure Il).
Serrer une éprouvette entre les mors de l’étau. La plier rapide-
Effectuer l’essai au moins en double.
ment à 90° dans un sens, puis à 180° dans l’autre sens, par
pliage alternés jusqu’à la rupture.
3.2.5 Expression des résultats
3.3.5 Expression des résultats
3.2.5.1 Mode de calcul
Le nombre de pliages constitue la mesure de la ductilité.
Calculer la moyenne des relevés micrométriques (voir 3.2.4).
exprimée en pourcentage, est donnée par
La ductilité, D,
3.4 Essai de bombement hydraulique
l’équation
3.4.1 Généralités
6
D=2r-x1100
L’essai de bombement hydraulique peut servir à mesurer avec
précision la ductilité de tôles minces. Comme il ne nécessite
où
aucun usinage, il est nécessaire de réaliser un alignement axial,
comme pour l’essai de traction et l’essai est particulièrement
est l’épaisseur de l’éprouvette;
6
bien adapté à la mesure de la ductilité des matériaux ductiles.
Le manque d’appareillages commercialisés a jusqu’à présent
23 est la moyenne des relevés micrométriques.
empêché un plus grand usage de cette méthode. [3]
3.2.5.2 Erreur limite
3.4.2 Principe (voir figure 14)
La valeur de D augmentant plus rapidement que celle de 6, il
Serrage d’une éprouvette entre un cylindre et une plaque. Cette
faut mesurer 6 avec beaucoup de précision. Si une feuille de
plaque présente une ouverture circulaire de même diamètre que
20 prn apparaît mesurer 25 prn, l’erreur limite, pour
le cylindre. Augmentation douce et graduelle de la pression
27 = 0,5 cm par exemple, sera traitée comme suit:
d’eau pour donner à l’éprouvette une forme de calotte, jusqu’à
ce que la feuille explose.
20 x 10-J
x 100 = 0,4 %
Dl=05
- 20 x 10-4
’
3.4.3 Appareillage
25 x 10-h
x 100 = 0’5 %
D2 = Voir figure 15.
0’5 - 25 x 10-J
c’est-à-dire une erreur limite de 0’5 - 0’4 = 0’1 %. 3.4.4 Mode opératoire
Une épaisseur de 25 prn donnera des résultats de 25 % plus Dans l’appareillage représenté de facon schématique à la
élevés qu’une épaisseur de 20 pm. figure 15, remplir le cylindre d’eau jusqu’au bord. Placer
l’éprouvette à la surface de l’eau. Placer la plaque, qui a la
II est évident que la reproductibilité de la méthode ne sera assu-
forme d’un cône creux, sur l’éprouvette pour serrer solidement
et 2r à 0’01 cm près.
rée que si 6 est mesurée à 1 prn prés
celle-ci en position.
Remplir le cône creux avec de l’eau d’un réservoir placé à proxi-
3.3 Essai de pliage à l’étau
mité. Le trop-plein d’eau passe dans un tube de niveau en
verre. Lorsque le niveau d’eau dépasse le repére photosensible,
le robinet commandant l’alimentation en eau se ferme. Le
3.3.1 Généralités
moteur se met en marche et élève lentement l’élément photo-
Bien qu’il s’agisse d’un essai simple et de quelque utilité, sa
sensible. L’arrivée de l’élément photosensible au niveau du
nature et I’écrouissage qui en résulte ainsi que d’autres facteurs
ménisque fait dévier la trajectoire du faisceau lumineux; la
encore font qu’il peut donner des mesures erronées de la ducti-
chute de tension qui en résulte coupe le moteur.
lité. Les résultats sont également affectés par l’épaisseur de
La pression s’exercant sous I’éprou vette est accrue par le piston
l’éprouvette bien que l’influence de ce facteur ne puisse pas
plongeur. Lorsque le mécanisme d u tube de niveau commence
être calculée.
3

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1s0 8401-1986 (FI
à monter, le moteur se met automatiquement en marche et
3.5.3 Mode opératoire
l’élément photosensible suit la montée du niveau d’eau. Un
potentiomètre permet d’enregistrer sur un enregistreur x-y Placer une éprouvette entre les plaques circulaires. Serrer soli-
l’augmentation de volume. dement les deux plaques à l’aide de deux vis et pousser douce-
ment l’éprouvette vers le haut en tournant le micromètre. Lire
Un capteur de pression monté dans le cylindre enregistre simul-
sur le micromètre le parcours effectué par la bille d’acier depuis
tanément la pression s’exercant sur la face inférieure de la
son premier contact avec l’éprouvette au point de l’amorce de
feuille. Dans la version commerciale de cet appareillage, un
fissuration.
manostat sert à couper le moteur au moment de l’éclatement
de sorte qu’on peut lire directement sur le système d’affichage
Le premier contact entre la bille d’acier et l’éprouvette se
numérique du potentiométre le volume total d’eau déplacée.
détecte par voie électrique. Une lampe à piles est placée dans la
plaque supérieure en laiton de manière à s’allumer instantané-
ment au contact de la bille et de l’éprouvette. La lampe reste
3.4.5 Expression des résultats
allumée pendant tout l’essai.
3.4.5.1 Mode de calcul
Le repérage visuel de l’amorce de fissuration s’effectue à l’aide
d’une loupe (grossissement X 15) fixée sur la plaque supérieure
La ductilité du métal de l’éprouvette peut être calculée en fonc-
(mais non représentée à la figure 17).
tion du volume d’eau déplacée qui est égal au volume de la
calotte. La ductilité, exprimée en pourcentage, est donnée par
l’équation établie et discutée dans l’annexe C. On peut de
3.5.4 Expression des résultats
,
même déterminer la résistance à la traction de la feuille métalli-
que à partir de la pression d’éclatement (voir annexe C).
II est possible de calculer la ductilité en fonction de la hauteur
du cône par mesurage de la diminution d’épaisseur de I’éprou-
3.4.5.2 Coefficient de variation vette (voir annexe D).
La feuille n’étant vérifiée qu’en son centre (@ 3 cm), la densité
3.5.5 Cas particuliers
de courant et l’épaisseur sont probablement plus constantes
que dans le cas des essais de traction. On arrive ainsi facilement
II peut, toutefois, être préférable d’adopter un mode opératoire
à un coefficient de variation S/D de 0’05, soit 5 %.
légèrement modifié. Dans l’appareillage représenté schémati-
quement aux figures 18, 19 et 20, la bille d’acier demeure sta-
3.4.6 Remarques
tionnaire et c’est les deux plaques et l’éprouvette qui descen-
dent actionnées par le moteur jusqu’à rupture de l’éprouvette.
Les piqûres de la feuille d’essai sont une source possible
d’erreur. Ces piqûres peuvent être détectées au préalable par la
L’instrument est placé sous un microscope qui permet d’obser-
méthode de la «chandelle». II suffit de disposer d’une ampoule
ver les amorces de fissuration sous un grossissement de X 70.
électrique de 100 W dans une boîte percée d’un trou de diamè-
En début d’essai, le moteur s’arrête quand le contact est établi
tre Iégérement inférieur à l’ouverture de la plaque ou du cône.
entre la bille d’acier et l’éprouvette. Au moment de la fissura-
tion, le moteur est arrêté à la main. La hauteur du cône est
Dans le cas de piqûres, il est possible de placer sous la feuille
mesurée par le déplacement d’un potentiomètre linéaire ayant
essayee une feuille en plastique très mince qui empêchera l’eau
un pouvoir de résolution de 5 pm.
de passer.
L’examen visuel permet de détecter le moment de fissuration.
L’appareillage entraîné moteur permet plus facilement
Par
d’obtenir de bons résul tats, car
L’arrêt du moteur de l’élément photosensible à ce moment
donne une assez bonne indication de la ductilité de la feuille
a) il n’y a pas de moment de torsion de la bille d’acier
poreuse.
contre l’éprouvette comme dans
le cas du micromètre à vis;
b) un microscope à éclairage interférentiel du type
Nomarski donne avec plus de fiabilité le moment d’appari-
Essai de bombement mécanique
35 .
tion des premières fissures;
3.5.1 Généralités
c) le mesurage électrique de la hauteur du cône est plus
précis qu’un mesurage micrométrique;
L’essai de bombement mécanique est similaire à l’essai de bom-
bernent hydraulique à cela près que la calotte est formée par
d) un meilleur éclairage et la distance constante entre le
des moyens mécaniques (voir schéma de la figure 16).
microscope et le sommet du cône donnent des données
plus reproductibles que le micromètre. On arrive ainsi facile-
3.5.2 Appareillage ment à un coefficient de variation S/D de 0’05, soit 5 %.
On ne dispose d’aucun appareillage tout près pour mesurer la
ductilité des feuilles minces, mais il est facile d’en constituer un.
4 Essais sur feuilles avec leur substrat
Deux types de matériels sont utilisables. Le plus simple se com-
pose d’un micromètre, d’une tige terminée par une bille en acier Cette technique implique la mesure du substrat en même temps
et de deux plaques circulaires présentant chacune en leur cen- que celle de la feuille (voir figure 2). Dans ce cas, il est extrême-
tre une ouverture circulaire[Jl (voir figure 17). ment important de détecter le point exact de fissuration de la
4

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ISO8401-1986(F)
couche supérieure. Différentes méthodes permettent cette charge. Les éprouvettes peuvent être montées dans une
détection, soit à l’oeil nu, soit à l’aide d’un microscope. Voir les machine d’essai universelle ou dans un appareil de pliage
indications données pour chaque méthode. spécial.
Sauf donc pour les dépôts électrolytiques très fragiles, il
4.2.3 Mode opératoire
importe que le substrat soit très ductile. Les substrats les mieux
adaptés sont le cuivre ou le laiton recuit, ou un plastique du
Examiner périodiquement la surface de l’éprouvette pour déter-
type ABS. Avec les plastiques ABS revêtus d’un dépôt élec-
miner le moment exact de la fissuration du revêtement. Mais le
trolytique, on peut découvrir exactement le moment de fissura-
repérage exact est difficile à moins d’incorporer au dispositif
tion par enregistrement de la résistance électrique de la couche
d’essai un moyen d’observation en continu de l’éprouvette
essayée pendant l’essai (voir figure 21). Dans certains cas,
pliée.
l’essai a pour objet de mesurer la fragilisation apportée au
substrat par le processus de dépôt électrolytique (par exemple
éprou-
Une sou rce majeure d’erreur réside dans la tendance des
fragilisation par l’hydrogène de l’acier zingué).
vettes à former des coques en cou rs d’essai [voir figure 23 aIl.
L’utilisation de ces méthodes permet de pallier à bien des incon-
4.2.4 Expression des résultats
vénients de la manipulation des feuilles très minces, mais pose
le problème de la détermination du moment de fissuration.
Si ce phénomène ne se produit pas et si l’on peut déterminer
Sept méthodes sont décrites. avec exactitude l’amorce de fissuration, la ductilité, D, expri-
mée en pourcentage, est donnée par l’équation
4.1 Essai de traction
46s
D=12x100
4.1.1 Appareillage
où
Voir 3.1.2.
6 est l’épaisseur totale;
4.1.2 Préparation des éprouvettes
s est le déplacement vertical;
Les revêtements sont déposés sur des substrats qui doivent
est la longueur entre repères.
être plus ductiles qu’eux.
[Voir figures 12 et 23 b).]
Les éprouvettes doivent être usinées et leurs côtés peuvent être
polis pour éviter la fissuration des rives. L’étirage en goulot de
bouteille est considérablement réduit et il est facile de monter
4.3 Essai de pliage quatre pointd71
les éprouvettes entre les mors de la machine de traction sans
défaut d’alignement.
4.3.1 Généralités
4.1.3 Mode opératoire
L’essai de pliage quatre points est similaire à l’essai de pliage
trois points à cela près que l’éprouvette est soumise à deux
Voir 3.1.4.
charges s’exercant symétriquement dans sa partie centrale
comme le montre la figure 24. Son principal avantage est d’évi-
II est toutefois difficile de déterminer le moment exact de
ter la formation de coques.
l’amorce de fissuration, encore que pour les dépôts électrolyti-
ques relativement fragiles et très brillants comme le nickel, ce
phénomène se détecte par observation visuelle. [SI De même,
4.3.2 Expression des résultats
dans le cas de plastiques revêtus, la détermination exacte de
l’amorce de fissuration s’effectue par enregistrement de la
La ductilité, D, exprimée en pourcentage, est donnée par
résistance électrique du revêtement métallique durant l’essai
l’équation
(voir figure 21).
6s
D= 2 x 100
12 + 2 I, l*
4.2
Essai de pliage trois point0
où
4.2.1 Principe
6 est l’épaisseur totale;
Applicatio n d’un effort transversal sur une éprouvette dans sa
est soumise à contrainte , généra lement son centre.
partie qui
est le déplacement vertical;
s
4.2.2 Appareillage
est la demi-distance entre les charges;
L’effort de pliage peut être réalisé par l’un des trois montages
It + Zz est la demi-distance entre les supports.
représentés à la figure 22. Les systèmes de maintien des éprou-
vettes varient en fonction du dispositif d’application de la
(Voir figure 24.)

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Iso8401-1986 (FI
4.5.2 Appareillage
4.4 Essai de pliage sur mandrins cylindriques
Mandrin (voir figure 26).
4.4.1 Principe
Pliage d’une éprouvette revêtue ayant la forme d’une bande
Mode opératoire
4.5.3
étroite sur des mandrins de diamètres décroissants. [a] Détermi-
nation de la ductilité, exprimée en pourcentage, d’après le dia-
Le moment de l’amorce de fissuration peut être décelé par un
mètre du plus petit mandrin ne provoquant pas de rupture du
moyen électrique (voir figure 21) si le substrat est un matériau
revêtement. [81
plastique non conducteur.
Appareillage
4.4.2
4.5.4 Expression des résultats
Pinces de serrage, et mandrins dont le diamètre décroît par
L’angle du levier de pliage (voir figure 27) peut servir de mesure
paliers de 3 mm entre 50 et 5 mm (voir figure 25).
de la ductilité en valeur relative. Autrement, le calcul de la duc-
tilité, exprimée en pourcentage, s’effectuera suivant les règles
de 4.4.5.
4.4.3 Préparation des éprouvettes
L’épaisseur du substrat et sa dureté doivent permettre un pliage
4.6 Essai de pliage sur mandrin conique
sans évidence de fissuration sur le mandrin du diamètre le plus
petit; on peut, par exemple, utiliser un acier à bas carbone ou
un cuivre ductile de 1 ,O à 2’5 mm d’épaisseur. Le substrat doit
4.6.1 Principe
être revêtu par électrodéposition ou toute autre voie et servir à
préparer des éprouvettes de 10 mm de largeur et d’au moins
éprouvette carrée revêtue d’un dépôt électrolyti-
Pliage d’une
150 mm de longueur.
que ou autre sur un mandrin de forme conique.
Mode opératoire
4.4.4 4.6.2
Appareillage
Plier les éprouvettes autour de mandrins de diamètres décrois-
Mandrin conique (voir figure 28).
sants. Noter le diamètre du plus petit mandrin ne provoquant
pas de rupture du revêtement.
4.6.3 Mode opératoire
4.4.5 Expression des résultats
Examiner périodiquement la surface de l’éprouvette au moyen
d’une loupe (grossissement X 10) pour déterminer le point
rcentage, est donnée par
La ductilité, D, exprimée en pou
d’amorce de fissuration. II est aussi possible de placer le dispo-
l’équation
sitif sous un microscope technique à plus fort grossissement.
6
Dz-------
x 100
4.6.4 Expression des résultats
d-0
La ductilité, exprimée en pourcentage, est calculée d’après le
où
rayon de courbure du cône au point de fissuration, à l’aide des
est l’épaisseur totale;
6 équations données en 4.4.5.
mandrin ne causant aucune
le diamètre du plus petit
d
Seule une plaque de moins de Of5 mm d’épaisseur peut être
fissuration du revêtement
pliée de facon satisfaisante; cette méthode ne peut pas être
appliquée pour mesurer la ductilité d’un revêtement dont
Remarques
4.4.6 l’allongement dépasse 11 % :
Cette méthode permet de déceler les fis
...

Norme internationale
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION.MEIKflYHAPO~HAR OPI-AHM3AUMR il0 CTAH~APTH3AlJMM.ORGANISATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION
Revêtements métalliques - Vue d’ensemble sur les
méthodes de mesurage de la ductilité
Metalic coatings - Review of methods of measurement of ductility
Première édition - 1966-07-15
Réf. no : ISO 6401-1986 (FI
CDU 621.793: 620.1 : 539.52
iL
Y
essai mécanique, essai de ductilité, ductilité.
Descripteurs : revêtement, revêtement métallique, essai,
Prix basé sur 31 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
comité membre interessé par une étude a le droit de faire partie du comité technique
créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouverne-
mentales, 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 inter-
nationales par le Conseil de I’ISO. Les Normes internationales sont approuvées confor-
mément aux procédures de I’ISO qui requièrent l’approbation de 75 % au moins des
comités membres votants.
La Norme internationale ISO 8401 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 107,
Revêtements /né talliques et autres revêtements non organiques.
L’attention des utilisateurs est attirée sur le fait que toutes les Normes internationales
sont de temps en temps soumises à révision et que toute référence faite à une autre
Norme internationale dans le présent document implique qu’il s’agit, sauf indication
contraire, de la derniére édition.
l
Organisation internationale de normalisation, 1986
Imprimé en Suisse
ii

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Sommaire
Page
1
1 Objet et domaine d’application . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2 Définitions. 1
1
3 Essais sur feuilles détachées de leur substrat. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2
................................................
3.1 Essai de traction.
2
3.2 Essai de flexion au micromètre. .
........................................... 3
3.3 Essai de pliage à l’étau.
.................................. 3
3.4 Essai de bombement hydraulique
................................... 4
3.5 Essai de bombement mécanique
4
4 Essais sur feuilles avec leur substrat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5
4.1 Essai de traction. .
5
4.2 Essai de pliage trois points .
\
4.3 Essai de pliage quatre points . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
6
4.4 Essai de pliage sur mandrins cylindriques. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6
4.5 Essai de pliage sur mandrin à rayon décroissant . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6
4.6 Essai de pliage sur mandrin conique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6
4.7 Essai de bombement mécanique .
7
5 Choix de la méthode d’essai .
7
6 Pro&-verbal d’essai . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Annexes
8
A Méthodes de production des feuilles. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
B Calcul de la ductilité après accroissement de la surface de la feuille essayée
(bombement). 9
C Calcul de la ductilité et de la résistance à la traction dans l’essai de bombement
hydraulique. 10
11
D Calcul de la ductilité dans l’essai de bombement mécanique . . . . . . . . . . . . . . . .
31
Bibliographie. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

---------------------- Page: 3 ----------------------
Page blanche

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NORME INTERNATIONALE ISO 8401-1986 (FI
Revêtements métalliques - Vue d’ensemble sur les
méthodes de mesurage de la ductilité
1 Objet et domaine d’application tion précoce. De même, la densité de courant est plus faible
aux endroits minces et plus forte aux endroits épais des éprou-
1.1 La présente Norme internationale spécifie un certain vettes à dépôt électrolytique. Ces différences de densité de
courant peuvent ainsi donner lieu à des différences de ductilité.
nombre de méthodes de mesurage de la ductilité de revête-
La densité de courant doit donc être maintenue aussi uniforme
ments métalliques de moins de 200 pm d’épaisseur obtenus par
que possible sur toute l’éprouvette et la valeur correspondante
déposition électrolytique, déposition autocatalytique ou autre
doit être notée.
procédé utilisable (voir la note).
Les méthodes de mesurage de la ductilité des revêtements
métalliques peuvent se ranger en deux grandes catégories:
2 Définitions
-
les mesurages sur feuilles détachées de leur substrat;
Dans
le cadre de la présente Norme internationale, les défini-
-
les mesurages sur feuilles avec leur substrat.
tions su ivantes sont applicables.
Toute méthode d’essai particulière figurant dans les Normes
NOTE -
internationales de revêtement doit être utilisée de préférence aux
2.1 ductilité: Aptitude d’un revêtement métallique ou autre
méthodes décrites dans la présente Norme internationale et doit faire
à subir une déformation plastique ou élastique ou une combi-
l’objet d’un accord préalable entre le fournisseur et le client.
naison des deux, sans se rompre ni se fissurer.
1.2 Dans les mesurages sur feuilles détachées de leur
2.2 allongement linéaire : Quotient de l’allongement, AI,
substrat (voir figure 11, les feuilles pouvant être constituées
par la longueur initiale donnée, 10, d’une éprouvette. C’est une
d’une ou plusieurs couches métalliques, il est possible de mesu-
mesure de la ductilité.
rer la ductilité de la feuille composite et de déterminer
l’influence des diverses couches dans la ductilité totale. Les
Ce rapport est souvent exprimé en pourcentage.
méthodes de mesurage des feuilles détachées de leur substrat
sont décrites dans le chapitre 3. Les méthodes de fabrication
NOTE SUR LES MESURAGES DE DUCTILITÉ
des feuilles sont étudiées dans l’annexe A.
Normalement, les éprouvettes s’allongent. Dans certains essais
1.3 Dans les mesurages sur feuilles avec leur substrat (voir
de pliage, c’est la couche supérieure de l’éprouvette, c’est-à-
figure 2), le plus grand soin doit être apport6 à déterminer le
dire le revêtement, qui s’allonge (voir figure 3). Dans les essais
point exact d’amorce de fissuration de la couche supérieure.
de bombement toutefois, la surface de la feuille s’élargit et il
Différentes méthodes sont utilisables à cet effet, soit a l’oeil nu
faut donc calculer l’allongement linéaire en fonction de la dimi-
ou corrigé, soit à l’aide d’une loupe. Ces méthodes peuvent
nution d’épaisseur. Ne tenir compte que d’une seule compo-
également servir à détecter une fragilisation du substrat qui
sante axiale de la déformation (étirage) donnerait de fausses
peut résulter du mode de revêtement. Les méthodes de mesu-
informations quant à la ductilité du matériau (voir figure 4).
rage des feuilles sur leur substrat sont décrites dans le cha-
L’amincissement de la feuille, calculé en fonction de I’augmen-
pitre 4.
tation de la surface, est dans ce cas une meilleure mesure de la
ductilité du matériau (voir annexe B).
1.4 Bien que la ductilité soit une propriété du matériau
n’ayant rien à voir avec les dimensions des éprouvettes, I’épais-
seur du revêtement peut avoir une influence sur la valeur de
l’allongement linéaire (Al/lo).
3 Essais sur feuilles détachées de leur
substrat
1.4.1 Les couches trés minces ont des propriétés différentes
car le substrat a une influence sur la superposition des premiè-
Cette technique procède par mesurage d’une feuille métallique
res couches (épitaxie). Ces couches peuvent être le siége de
qui a été détachée de son substrat (voir figure 1). La feuille à
contraintes internes élevées qui peuvent jouer sur la ductilité.
mesurer peut aussi être composée de plusieurs couches, ce qui
permet de mesurer l’influence des sous-couches sur la ductilité
1.4.2 II est essentiel q ue l’éprouvette ait une épaisseur uni-
de la feuille-sandwich ou composite. Parmi les exemples de ce
mi nces pouvan
forme, les endroits plus t favoriser une fiss Iura-
genre de feuilles, on peut citer les voiles d’or sur les alliages d’or

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ISO8401-1986(F)
3.1.5 Expression des résultats
et de cuivre et les dépôts de nickel chromé. La manière dont
sont produites les feuilles détachées est expliquée dans
l’annexe A.
3.1.5.1 Mode de calcul
La ductilité, exprimée en pourcentage, est donnée
Cinq méthodes sont décrites.
Par
l’équation
z, + z* - z,
3.1 Essai de traction
D= x 100
10
3.1 .l Principe
où
[O est la distance entre repères avant essai;
Détermination de l’allongement linéaire d’une feuille fixée entre
les mors d’une machine d’essai de traction. Ce type de con-
II + 12 est la distance entre repères après essai.
trainte allonge la feuille mais diminue également tant sa largeur
que son épaisseur.
3.1.5.2 Coefficient de variation
3.1.2 Appareillage Les éprouvettes préparées par voie mécanique peuvent présen-
ter des coefficients de variation S/D (où s est l’écart-type et 6
Cette méthode fait usage des appareillages classiques d’essai est la ductilité moyenne) allant jusqu’à 20 %.
mécanique disponibles dans le commerce et dans de nombreux
L’électrodéposition, avec boucliers de protection permettant
laboratoires métallurgiques. [Il Dans certains cas d’application,
une bonne uniformité du courant, donne des éprouvettes ayant
il est possible d’utiliser un appareillage d’essai de traction
des coefficients de variation plus faibles.
adapté à l’examen micrographique en cours d’essai.
3.1.6 Remarques
3.1.3 Préparation des éprouvettes
3.1.6.1 L’étirement de l’éprouvette en goulot de bouteille (voir
Les éprouvettes prélevées sur des feuilles métalliques par usi-
figure 8) peut aussi nécessiter une mesure de variations infinies
nage, cisaillage ou poinconnage, ou préparées par photo-
de largeurs exigeant l’usage d’un microscope à Vernier.
impression à l’aide de laques ou de feuilles photosensibles pres-
sées sur un substrat adéquat. Après développement du motif,
l’éprouvette acquiert sa forme définitive par déposition élec-
3.1.6.2 De même, le montage d’éprouvettes minces et fragi-
trolytique. Une méthode similaire consiste à usiner, par voie les entre les mors de la machine d’essai de traction peut donner
chimique ou électrochimique, une éprouvette de la forme dési- naissance à des précontraintes qui diminuent d’autant la valeur
rée dans une feuille métallique sur laquelle a été appliqué un réelle de l’allongement.
dépôt résistant adéquat, soit photosensible, soit obtenu par
sérigraphie. Ces dernières méthodes sont très largement utili-
3.1.6.3 II faut veiller enfin à ne pas tordre les éprouvettes (voir
sées dans l’industrie des circuits imprimés. Les circuits sont
figure 9).
habituellement de forme rectangulaire mais peuvent être élargis
aux extrémités pour éviter de se briser dans les mors de serrage
3.1.6.4 Lorsque ces sources d’erreur (3.1.6.1 à 3.1.6.3) ne
(voir figure 7).
peuvent pas être éliminées, il est préférable de recourir à
d’autres méthodes de mesure de la ductilité.
Certains modes de préparation des éprouvettes peuvent provo-
quer des microfissurations au niveau des rives qui engendrent
des défaillances précoces et des résultats erratiques. II est pré-
3.2 Essai de flexion au micromètre
férable, pour éviter ces défauts des rives, de préparer les éprou-
vettes par électroformage ou photoimpression.
3.2.1 Généralités
Les éprouvettes revêtues à leur forme définitive peuvent pré-
Cette méthode ne convient qu’à l’évaluation des feuilles métalli-
senter des rives plus épaisses si l’on ne prévoit pas un moyen de
ques présentant une ductilité peu élevée. ~1 Les valeurs obte-
protection quelconque pour garantir l’uniformité de la réparti-
nues n’ont aucun lien avec les valeurs obtenues par d’autres
tion du courant (voir figure 10).
méthodes. Cet essai convient bien aux métaux fragiles, tel le
nickel brillant.
Tracer des repères équidistants sur la surface de l’éprouvette de
la manière indiquée à la figure 7. Déterminer la distance entre
3.2.2 Appareillage
les repères avant l’essai.
Micromètre.
3.1.4 Mode opératoire
3.2.3 Préparation des éprouvettes
Serrer l’éprouvette entre les mors de la machine d’essai de trac-
Découper, sur les feuilles d’essai d’environ 25 à 40 prn d’épais-
tion et solliciter à une vitesse de traction déterminée. Mesurer à
nouveau la distance entre les repères après essai sur les éprou- seur, des bandes d’environ 0,5 cm x 7,5 cm. Cet essai pré-
sente les mêmes difficultés que l’essai décrit en 3.1. Mesurer
vettes (voir figure 8).
2

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ISO 84014986 (FI
l’épaisseur des éprouvettes au point de flexion, à l’aide d’un 3.3.2 Appareillage
appareil ou d’une méthode permettant de déterminer I’épais-
Étau ordinaire, muni de deux petits mors usinés pour mainte-
seur à k 5 % de sa valeur nominale.
nir l’éprouvette (voir figure 13).
3.2.4 Mode opératoire
3.3.3 Préparation des éprouvettes
Fléchir l’éprouvette en U, puis la placer entre les mors du micro-
mètre de facon que la pliure demeure entre les mors. Fermer Découper des bandes rectangulaires de 1 cm de largeu ret5 cm
lentement les mors du micromètre jusqu’à rupture de la bande. de longueur dans des feuilles métalliques.
Noter la lecture micrométrique et l’épaisseur de la bande (voir
3.3.4 Mode opératoire
figure Il).
Serrer une éprouvette entre les mors de l’étau. La plier rapide-
Effectuer l’essai au moins en double.
ment à 90° dans un sens, puis à 180° dans l’autre sens, par
pliage alternés jusqu’à la rupture.
3.2.5 Expression des résultats
3.3.5 Expression des résultats
3.2.5.1 Mode de calcul
Le nombre de pliages constitue la mesure de la ductilité.
Calculer la moyenne des relevés micrométriques (voir 3.2.4).
exprimée en pourcentage, est donnée par
La ductilité, D,
3.4 Essai de bombement hydraulique
l’équation
3.4.1 Généralités
6
D=2r-x1100
L’essai de bombement hydraulique peut servir à mesurer avec
précision la ductilité de tôles minces. Comme il ne nécessite
où
aucun usinage, il est nécessaire de réaliser un alignement axial,
comme pour l’essai de traction et l’essai est particulièrement
est l’épaisseur de l’éprouvette;
6
bien adapté à la mesure de la ductilité des matériaux ductiles.
Le manque d’appareillages commercialisés a jusqu’à présent
23 est la moyenne des relevés micrométriques.
empêché un plus grand usage de cette méthode. [3]
3.2.5.2 Erreur limite
3.4.2 Principe (voir figure 14)
La valeur de D augmentant plus rapidement que celle de 6, il
Serrage d’une éprouvette entre un cylindre et une plaque. Cette
faut mesurer 6 avec beaucoup de précision. Si une feuille de
plaque présente une ouverture circulaire de même diamètre que
20 prn apparaît mesurer 25 prn, l’erreur limite, pour
le cylindre. Augmentation douce et graduelle de la pression
27 = 0,5 cm par exemple, sera traitée comme suit:
d’eau pour donner à l’éprouvette une forme de calotte, jusqu’à
ce que la feuille explose.
20 x 10-J
x 100 = 0,4 %
Dl=05
- 20 x 10-4
’
3.4.3 Appareillage
25 x 10-h
x 100 = 0’5 %
D2 = Voir figure 15.
0’5 - 25 x 10-J
c’est-à-dire une erreur limite de 0’5 - 0’4 = 0’1 %. 3.4.4 Mode opératoire
Une épaisseur de 25 prn donnera des résultats de 25 % plus Dans l’appareillage représenté de facon schématique à la
élevés qu’une épaisseur de 20 pm. figure 15, remplir le cylindre d’eau jusqu’au bord. Placer
l’éprouvette à la surface de l’eau. Placer la plaque, qui a la
II est évident que la reproductibilité de la méthode ne sera assu-
forme d’un cône creux, sur l’éprouvette pour serrer solidement
et 2r à 0’01 cm près.
rée que si 6 est mesurée à 1 prn prés
celle-ci en position.
Remplir le cône creux avec de l’eau d’un réservoir placé à proxi-
3.3 Essai de pliage à l’étau
mité. Le trop-plein d’eau passe dans un tube de niveau en
verre. Lorsque le niveau d’eau dépasse le repére photosensible,
le robinet commandant l’alimentation en eau se ferme. Le
3.3.1 Généralités
moteur se met en marche et élève lentement l’élément photo-
Bien qu’il s’agisse d’un essai simple et de quelque utilité, sa
sensible. L’arrivée de l’élément photosensible au niveau du
nature et I’écrouissage qui en résulte ainsi que d’autres facteurs
ménisque fait dévier la trajectoire du faisceau lumineux; la
encore font qu’il peut donner des mesures erronées de la ducti-
chute de tension qui en résulte coupe le moteur.
lité. Les résultats sont également affectés par l’épaisseur de
La pression s’exercant sous I’éprou vette est accrue par le piston
l’éprouvette bien que l’influence de ce facteur ne puisse pas
plongeur. Lorsque le mécanisme d u tube de niveau commence
être calculée.
3

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1s0 8401-1986 (FI
à monter, le moteur se met automatiquement en marche et
3.5.3 Mode opératoire
l’élément photosensible suit la montée du niveau d’eau. Un
potentiomètre permet d’enregistrer sur un enregistreur x-y Placer une éprouvette entre les plaques circulaires. Serrer soli-
l’augmentation de volume. dement les deux plaques à l’aide de deux vis et pousser douce-
ment l’éprouvette vers le haut en tournant le micromètre. Lire
Un capteur de pression monté dans le cylindre enregistre simul-
sur le micromètre le parcours effectué par la bille d’acier depuis
tanément la pression s’exercant sur la face inférieure de la
son premier contact avec l’éprouvette au point de l’amorce de
feuille. Dans la version commerciale de cet appareillage, un
fissuration.
manostat sert à couper le moteur au moment de l’éclatement
de sorte qu’on peut lire directement sur le système d’affichage
Le premier contact entre la bille d’acier et l’éprouvette se
numérique du potentiométre le volume total d’eau déplacée.
détecte par voie électrique. Une lampe à piles est placée dans la
plaque supérieure en laiton de manière à s’allumer instantané-
ment au contact de la bille et de l’éprouvette. La lampe reste
3.4.5 Expression des résultats
allumée pendant tout l’essai.
3.4.5.1 Mode de calcul
Le repérage visuel de l’amorce de fissuration s’effectue à l’aide
d’une loupe (grossissement X 15) fixée sur la plaque supérieure
La ductilité du métal de l’éprouvette peut être calculée en fonc-
(mais non représentée à la figure 17).
tion du volume d’eau déplacée qui est égal au volume de la
calotte. La ductilité, exprimée en pourcentage, est donnée par
l’équation établie et discutée dans l’annexe C. On peut de
3.5.4 Expression des résultats
,
même déterminer la résistance à la traction de la feuille métalli-
que à partir de la pression d’éclatement (voir annexe C).
II est possible de calculer la ductilité en fonction de la hauteur
du cône par mesurage de la diminution d’épaisseur de I’éprou-
3.4.5.2 Coefficient de variation vette (voir annexe D).
La feuille n’étant vérifiée qu’en son centre (@ 3 cm), la densité
3.5.5 Cas particuliers
de courant et l’épaisseur sont probablement plus constantes
que dans le cas des essais de traction. On arrive ainsi facilement
II peut, toutefois, être préférable d’adopter un mode opératoire
à un coefficient de variation S/D de 0’05, soit 5 %.
légèrement modifié. Dans l’appareillage représenté schémati-
quement aux figures 18, 19 et 20, la bille d’acier demeure sta-
3.4.6 Remarques
tionnaire et c’est les deux plaques et l’éprouvette qui descen-
dent actionnées par le moteur jusqu’à rupture de l’éprouvette.
Les piqûres de la feuille d’essai sont une source possible
d’erreur. Ces piqûres peuvent être détectées au préalable par la
L’instrument est placé sous un microscope qui permet d’obser-
méthode de la «chandelle». II suffit de disposer d’une ampoule
ver les amorces de fissuration sous un grossissement de X 70.
électrique de 100 W dans une boîte percée d’un trou de diamè-
En début d’essai, le moteur s’arrête quand le contact est établi
tre Iégérement inférieur à l’ouverture de la plaque ou du cône.
entre la bille d’acier et l’éprouvette. Au moment de la fissura-
tion, le moteur est arrêté à la main. La hauteur du cône est
Dans le cas de piqûres, il est possible de placer sous la feuille
mesurée par le déplacement d’un potentiomètre linéaire ayant
essayee une feuille en plastique très mince qui empêchera l’eau
un pouvoir de résolution de 5 pm.
de passer.
L’examen visuel permet de détecter le moment de fissuration.
L’appareillage entraîné moteur permet plus facilement
Par
d’obtenir de bons résul tats, car
L’arrêt du moteur de l’élément photosensible à ce moment
donne une assez bonne indication de la ductilité de la feuille
a) il n’y a pas de moment de torsion de la bille d’acier
poreuse.
contre l’éprouvette comme dans
le cas du micromètre à vis;
b) un microscope à éclairage interférentiel du type
Nomarski donne avec plus de fiabilité le moment d’appari-
Essai de bombement mécanique
35 .
tion des premières fissures;
3.5.1 Généralités
c) le mesurage électrique de la hauteur du cône est plus
précis qu’un mesurage micrométrique;
L’essai de bombement mécanique est similaire à l’essai de bom-
bernent hydraulique à cela près que la calotte est formée par
d) un meilleur éclairage et la distance constante entre le
des moyens mécaniques (voir schéma de la figure 16).
microscope et le sommet du cône donnent des données
plus reproductibles que le micromètre. On arrive ainsi facile-
3.5.2 Appareillage ment à un coefficient de variation S/D de 0’05, soit 5 %.
On ne dispose d’aucun appareillage tout près pour mesurer la
ductilité des feuilles minces, mais il est facile d’en constituer un.
4 Essais sur feuilles avec leur substrat
Deux types de matériels sont utilisables. Le plus simple se com-
pose d’un micromètre, d’une tige terminée par une bille en acier Cette technique implique la mesure du substrat en même temps
et de deux plaques circulaires présentant chacune en leur cen- que celle de la feuille (voir figure 2). Dans ce cas, il est extrême-
tre une ouverture circulaire[Jl (voir figure 17). ment important de détecter le point exact de fissuration de la
4

---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO8401-1986(F)
couche supérieure. Différentes méthodes permettent cette charge. Les éprouvettes peuvent être montées dans une
détection, soit à l’oeil nu, soit à l’aide d’un microscope. Voir les machine d’essai universelle ou dans un appareil de pliage
indications données pour chaque méthode. spécial.
Sauf donc pour les dépôts électrolytiques très fragiles, il
4.2.3 Mode opératoire
importe que le substrat soit très ductile. Les substrats les mieux
adaptés sont le cuivre ou le laiton recuit, ou un plastique du
Examiner périodiquement la surface de l’éprouvette pour déter-
type ABS. Avec les plastiques ABS revêtus d’un dépôt élec-
miner le moment exact de la fissuration du revêtement. Mais le
trolytique, on peut découvrir exactement le moment de fissura-
repérage exact est difficile à moins d’incorporer au dispositif
tion par enregistrement de la résistance électrique de la couche
d’essai un moyen d’observation en continu de l’éprouvette
essayée pendant l’essai (voir figure 21). Dans certains cas,
pliée.
l’essai a pour objet de mesurer la fragilisation apportée au
substrat par le processus de dépôt électrolytique (par exemple
éprou-
Une sou rce majeure d’erreur réside dans la tendance des
fragilisation par l’hydrogène de l’acier zingué).
vettes à former des coques en cou rs d’essai [voir figure 23 aIl.
L’utilisation de ces méthodes permet de pallier à bien des incon-
4.2.4 Expression des résultats
vénients de la manipulation des feuilles très minces, mais pose
le problème de la détermination du moment de fissuration.
Si ce phénomène ne se produit pas et si l’on peut déterminer
Sept méthodes sont décrites. avec exactitude l’amorce de fissuration, la ductilité, D, expri-
mée en pourcentage, est donnée par l’équation
4.1 Essai de traction
46s
D=12x100
4.1.1 Appareillage
où
Voir 3.1.2.
6 est l’épaisseur totale;
4.1.2 Préparation des éprouvettes
s est le déplacement vertical;
Les revêtements sont déposés sur des substrats qui doivent
est la longueur entre repères.
être plus ductiles qu’eux.
[Voir figures 12 et 23 b).]
Les éprouvettes doivent être usinées et leurs côtés peuvent être
polis pour éviter la fissuration des rives. L’étirage en goulot de
bouteille est considérablement réduit et il est facile de monter
4.3 Essai de pliage quatre pointd71
les éprouvettes entre les mors de la machine de traction sans
défaut d’alignement.
4.3.1 Généralités
4.1.3 Mode opératoire
L’essai de pliage quatre points est similaire à l’essai de pliage
trois points à cela près que l’éprouvette est soumise à deux
Voir 3.1.4.
charges s’exercant symétriquement dans sa partie centrale
comme le montre la figure 24. Son principal avantage est d’évi-
II est toutefois difficile de déterminer le moment exact de
ter la formation de coques.
l’amorce de fissuration, encore que pour les dépôts électrolyti-
ques relativement fragiles et très brillants comme le nickel, ce
phénomène se détecte par observation visuelle. [SI De même,
4.3.2 Expression des résultats
dans le cas de plastiques revêtus, la détermination exacte de
l’amorce de fissuration s’effectue par enregistrement de la
La ductilité, D, exprimée en pourcentage, est donnée par
résistance électrique du revêtement métallique durant l’essai
l’équation
(voir figure 21).
6s
D= 2 x 100
12 + 2 I, l*
4.2
Essai de pliage trois point0
où
4.2.1 Principe
6 est l’épaisseur totale;
Applicatio n d’un effort transversal sur une éprouvette dans sa
est soumise à contrainte , généra lement son centre.
partie qui
est le déplacement vertical;
s
4.2.2 Appareillage
est la demi-distance entre les charges;
L’effort de pliage peut être réalisé par l’un des trois montages
It + Zz est la demi-distance entre les supports.
représentés à la figure 22. Les systèmes de maintien des éprou-
vettes varient en fonction du dispositif d’application de la
(Voir figure 24.)

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Iso8401-1986 (FI
4.5.2 Appareillage
4.4 Essai de pliage sur mandrins cylindriques
Mandrin (voir figure 26).
4.4.1 Principe
Pliage d’une éprouvette revêtue ayant la forme d’une bande
Mode opératoire
4.5.3
étroite sur des mandrins de diamètres décroissants. [a] Détermi-
nation de la ductilité, exprimée en pourcentage, d’après le dia-
Le moment de l’amorce de fissuration peut être décelé par un
mètre du plus petit mandrin ne provoquant pas de rupture du
moyen électrique (voir figure 21) si le substrat est un matériau
revêtement. [81
plastique non conducteur.
Appareillage
4.4.2
4.5.4 Expression des résultats
Pinces de serrage, et mandrins dont le diamètre décroît par
L’angle du levier de pliage (voir figure 27) peut servir de mesure
paliers de 3 mm entre 50 et 5 mm (voir figure 25).
de la ductilité en valeur relative. Autrement, le calcul de la duc-
tilité, exprimée en pourcentage, s’effectuera suivant les règles
de 4.4.5.
4.4.3 Préparation des éprouvettes
L’épaisseur du substrat et sa dureté doivent permettre un pliage
4.6 Essai de pliage sur mandrin conique
sans évidence de fissuration sur le mandrin du diamètre le plus
petit; on peut, par exemple, utiliser un acier à bas carbone ou
un cuivre ductile de 1 ,O à 2’5 mm d’épaisseur. Le substrat doit
4.6.1 Principe
être revêtu par électrodéposition ou toute autre voie et servir à
préparer des éprouvettes de 10 mm de largeur et d’au moins
éprouvette carrée revêtue d’un dépôt électrolyti-
Pliage d’une
150 mm de longueur.
que ou autre sur un mandrin de forme conique.
Mode opératoire
4.4.4 4.6.2
Appareillage
Plier les éprouvettes autour de mandrins de diamètres décrois-
Mandrin conique (voir figure 28).
sants. Noter le diamètre du plus petit mandrin ne provoquant
pas de rupture du revêtement.
4.6.3 Mode opératoire
4.4.5 Expression des résultats
Examiner périodiquement la surface de l’éprouvette au moyen
d’une loupe (grossissement X 10) pour déterminer le point
rcentage, est donnée par
La ductilité, D, exprimée en pou
d’amorce de fissuration. II est aussi possible de placer le dispo-
l’équation
sitif sous un microscope technique à plus fort grossissement.
6
Dz-------
x 100
4.6.4 Expression des résultats
d-0
La ductilité, exprimée en pourcentage, est calculée d’après le
où
rayon de courbure du cône au point de fissuration, à l’aide des
est l’épaisseur totale;
6 équations données en 4.4.5.
mandrin ne causant aucune
le diamètre du plus petit
d
Seule une plaque de moins de Of5 mm d’épaisseur peut être
fissuration du revêtement
pliée de facon satisfaisante; cette méthode ne peut pas être
appliquée pour mesurer la ductilité d’un revêtement dont
Remarques
4.4.6 l’allongement dépasse 11 % :
Cette méthode permet de déceler les fis
...