ISO 8401:2017

NORME ISO
INTERNATIONALE 8401
Deuxième édition
2017-02
Revêtements métalliques — Vue
d’ensemble sur les méthodes de
mesurage de la ductilité
Metallic coatings — Review of methods of measurement of ductility
Numéro de référence
©
ISO 2017
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2017, Publié en Suisse
Droits de reproduction réservés. Sauf indication contraire, aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni utilisée
sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie, l’affichage sur
l’internet ou sur un Intranet, sans autorisation écrite préalable. Les demandes d’autorisation peuvent être adressées à l’ISO à
l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
ISO copyright office
Ch. de Blandonnet 8 • CP 401
CH-1214 Vernier, Geneva, Switzerland
Tel. +41 22 749 01 11
Fax +41 22 749 09 47
copyright@iso.org
www.iso.org
ii © ISO 2017 – Tous droits réservés

Sommaire Page
Avant-propos .v
1 Champ d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Principe . 2
5 Essais sur feuilles détachées de leurs substrats . 3
5.1 Généralités . 3
5.2 Essai de traction . 4
5.2.1 Principe . 4
5.2.2 Appareillage . 4
5.2.3 Préparation des éprouvettes . 4
5.2.4 Mode opératoire . 6
5.2.5 Expression des résultats . 6
5.2.6 Notes sur le mode opératoire . 6
5.3 Essai de flexion au micromètre . 7
5.3.1 Généralités . 7
5.3.2 Appareillage . 7
5.3.3 Préparation des éprouvettes . 7
5.3.4 Mode opératoire . 7
5.3.5 Expression des résultats . 8
5.4 Pliage (essai de pliage à l’étau) .10
5.4.1 Généralités .10
5.4.2 Appareillage .10
5.4.3 Préparation des éprouvettes .10
5.4.4 Mode opératoire .10
5.4.5 Résultats .10
5.5 Essai de bombement hydraulique .11
5.5.1 Généralités .11
5.5.2 Principe .11
5.5.3 Appareillage .11
5.5.4 Mode opératoire .12
5.5.5 Expression des résultats .13
5.5.6 Notes sur le mode opératoire .13
5.6 Essai de bombement mécanique .13
5.6.1 Généralités .13
5.6.2 Appareillage .14
5.6.3 Mode opératoire .14
5.6.4 Expression des résultats .15
5.6.5 Cas particuliers . .15
6 Essais de revêtements sur leurs substrats .17
6.1 Généralités .17
6.2 Essai de traction .18
6.2.1 Appareillage .18
6.2.2 Préparation des éprouvettes .18
6.2.3 Mode opératoire .18
[10]
6.3 Essai de pliage trois points .19
6.3.1 Principe .19
6.3.2 Appareillage .19
6.3.3 Mode opératoire .19
6.3.4 Expression des résultats .20
[11]
6.4 Essai de pliage quatre points .21
6.4.1 Généralités .21
6.4.2 Expression des résultats .22
6.5 Essai de pliage sur mandrin cylindrique .22
6.5.1 Principe .22
6.5.2 Appareillage .22
6.5.3 Préparation des éprouvettes .23
6.5.4 Mode opératoire .23
6.5.5 Expression des résultats .23
6.5.6 Notes sur le mode opératoire .24
6.6 Essai de pliage sur mandrin à rayon décroissant .24
6.6.1 Principe .24
6.6.2 Appareillage .24
6.6.3 Mode opératoire .24
6.6.4 Expression des résultats .25
6.7 Essai de pliage sur mandrin conique .25
6.7.1 Principe .25
6.7.2 Appareillage .26
6.7.3 Mode opératoire .26
6.7.4 Expression des résultats .26
6.7.5 Cas particuliers . .26
6.8 Essai de bombement mécanique .27
6.8.1 Appareillage .27
6.8.2 Préparation des éprouvettes .27
6.8.3 Mode opératoire .27
6.8.4 Expression des résultats .27
7 Choix de la méthode d’essai .27
8 Rapport d’essai .28
Annexe A (informative) Méthodes pour la production de feuilles .29
Annexe B (informative) Calcul de la ductilité après accroissement de l’aire
d’une feuille (bombement) .31
Annexe C (informative) Calcul de la ductilité et de la résistance à la traction dans l’essai
de bombement hydraulique .34
Annexe D (informative) Calcul de la ductilité dans l’essai de bombement mécanique .37
Bibliographie .38
iv © ISO 2017 – Tous droits réservés

Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux.
L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents
critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www
.iso .org/ directives).
L’attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l’élaboration du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l’ISO (voir www .iso .org/ brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la signification des termes et expressions spécifiques de l’ISO liés à
l’évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l’adhésion de l’ISO aux principes
de l’OMC concernant les obstacles techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: Avant-propos —
Informations supplémentaires.
Le présent document a été élaboré par le comité technique l’ISO/TC 107, Revêtements métalliques et
autres revêtements inorganiques.
Cette seconde édition annule et remplace la première édition (ISO 8401:1986) dont elle constitue une
révision mineure. Les changements suivants ont été apportés:
— la Formule (C.10) a été corrigée;
— des modifications ont été effectuées en accord avec l’édition 2016 des lignes directrices ISO/IEC,
Partie 2.
NORME INTERNATIONALE ISO 8401:2017(F)
Revêtements métalliques — Vue d’ensemble sur les
méthodes de mesurage de la ductilité
1 Champ d’application
Le présent document spécifie des méthodes générales pour la mesure de la ductilité des revêtements
métalliques d’épaisseur inférieure à 200 μm réalisés par dépôt électrolytique, dépôt autocatalytique ou
d’autres procédés.
Il s’applique aux méthodes suivantes:
— essais sur des feuilles détachées de leur substrat;
— essais de revêtements sur leurs substrats.
Il ne s’applique pas aux Normes internationales comprenant des méthodes spécifiques d’essai pour
des revêtements particuliers. Dans ces cas, les méthodes spécifiées sont utilisées de préférence aux
méthodes décrites dans le présent document et sont convenues à l’avance entre le fournisseur et
l’acheteur.
2 Références normatives
Le présent document ne contient pas de référence normative.
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s’appliquent
L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes:
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse http:// www .electropedia .org/
— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse http:// www .iso .org/ obp
3.1
ductilité
aptitude d’un revêtement métallique ou autre à subir une déformation plastique ou élastique ou les
deux sans fracture ni fissure
3.2
allongement linéaire
quotient de l’allongement, Δl, par une longueur initiale donnée, l , de l’éprouvette
Note 1 à l’article: L’allongement linéaire est considéré comme une mesure de la ductilité.
Note 2 à l’article: Ce quotient est souvent exprimé en pourcentage.
Note 3 à l’article: Normalement, l’essai provoque un allongement de l’éprouvette [voir Figure 1 a)]. Lors de
certains essais de pliage, c’est la couche extérieure de l’éprouvette, autrement dit le dépôt électrolytique, qui
s’allonge. Dans les essais de bombement, en revanche, la surface de la feuille s’élargit ce qui nécessite le calcul de
l’allongement linéaire en fonction de la diminution de l’épaisseur. Ne tenir compte que d’une seule composante
axiale de la déformation (étirement) donnerait des informations erronées quant à la ductilité du matériau [voir
Figure 1 b)]. L’amincissement de la feuille, calculé en fonction de l’augmentation de l’aire, est dans ce cas une
meilleure mesure de la ductilité du matériau (voir Annexe B).
xyzx=− ddxy − yz + dz
()()()
xyzx=+yz xyddzx−−zy yzdx
ddz y dx
=+
z y x
ddz y
>
z y
dl
dz
t
=
l z
t
a) Essai de traction b) Essai d’emboutissage
Figure 1 — Essais de traction et d’emboutissage
4 Principe
4.1 Dans l’essai de feuilles détachées de leurs substrats (voir Figure 2), les feuilles peuvent être
composées d’une ou de plusieurs couches métalliques, ce qui permet de mesurer la ductilité des feuilles
composites et de déterminer l’influence des différentes couches sur la ductilité de l’ensemble. Les
méthodes d’essai des feuilles détachées de leurs substrats sont décrites à l’Article 5. Les méthodes de
production des feuilles destinées à l’essai sont présentées à l’Annexe A.
4.2 Pour les essais des revêtements sur substrat (voir Figure 3), il est particulièrement important
de déterminer le point exact d’amorçage de fissure de la couche supérieure. L’attention est attirée sur
différentes méthodes de détermination de ce point, que ce soit à l’œil nu (vision normale ou corrigée) ou
à l’aide d’une loupe. Voir les préconisations des différentes méthodes. Ces méthodes peuvent également
2 © ISO 2017 – Tous droits réservés

servir à détecter une éventuelle fragilisation du substrat imputable au processus de revêtement. Les
méthodes d’essai des revêtements sur substrat sont décrites à l’Article 6.
Légende
1 feuille métallique
2 substrat
Figure 2 — Feuille détachable de son substrat
Légende
1 revêtement
2 substrat
Figure 3 — Revêtement sur substrat
4.3 Bien que la ductilité soit une propriété du matériau et indépendante des dimensions de l’éprouvette,
l’épaisseur du revêtement peut avoir une influence sur la valeur de l’allongement linéaire (Δl/l ).
4.3.1 Les couches très minces ont des propriétés différentes car la formation des couches initiales
est influencée par les propriétés du substrat (épitaxie). Des contraintes internes élevées peuvent être
intégrées dans les couches initiales et nuire ainsi à la ductilité.
4.3.2 Il est essentiel que l’éprouvette soit d’épaisseur uniforme car les zones plus minces engendrent
un risque de fissuration prématurée. De plus, la densité de courant est plus faible dans les parties moins
épaisses et plus grande dans les parties plus épaisses des éprouvettes à revêtement électrolytique: les
écarts de densité de courant peuvent ainsi entraîner des différences de ductilité. Il convient que la densité
de courant appliquée soit maintenue aussi uniforme que possible sur l’éprouvette et que sa valeur soit
consignée.
5 Essais sur feuilles détachées de leurs substrats
5.1 Généralités
Les techniques décrites ici portent sur le mesurage d’une feuille qui a été détachée de son substrat (voir
Figure 2). Dans ce cas, la feuille soumise à l’essai peut également se composer de plusieurs couches pour
permettre le mesurage de l’influence des sous-couches sur la ductilité de la feuille combinée, comme
une dorure sur alliage or/cuivre ou un dépôt de nickel chromé. Les méthodes de production des feuilles
détachées de leurs substrats sont présentées à l’Annexe A.
Cinq méthodes sont décrites: essai de traction (5.2), de flexion (essai de flexion au micromètre) (5.3), de
pliage (essai de pliage à l’étau) (5.4), de bombement hydraulique (5.5) et de bombement mécanique (5.6).
5.2 Essai de traction
5.2.1 Principe
Détermination de l’allongement linéaire d’une feuille prise dans les mors d’une machine d’essai de
traction. Dans ce type de contrainte, la feuille est allongée mais la largeur et l’épaisseur de la feuille
diminuent toutes les deux.
5.2.2 Appareillage
Cette méthode peut avoir recours à des équipements d’essai mécanique conventionnels, disponibles dans
[1]
le commerce ainsi que dans de nombreux laboratoires métallurgiques . Pour certaines applications, il
est possible d’utiliser des équipements d’essai de traction adaptés à l’inspection microscopique pendant
l’essai.
5.2.3 Préparation des éprouvettes
Les éprouvettes peuvent être prélevées par usinage, cisaillage ou poinçonnage sur des feuilles
métalliques ou préparées par photoimpression à l’aide de laques ou de feuilles photosensibles pressées
sur un substrat adéquat. Après développement du motif, l’éprouvette acquiert sa forme définitive
par déposition électrolytique. Une méthode similaire consiste à usiner de manière chimique ou
électrochimique une éprouvette de la forme désirée dans une feuille sur laquelle a été appliquée un
dépôt résistant adéquat soit photosensible, soit obtenu par sérigraphie. Ces dernières méthodes sont
largement utilisées dans l’industrie des circuits imprimés. Les éprouvettes sont généralement de forme
rectangulaire (voir Tableau 1 pour les dimensions recommandées), mais peuvent être élargies à chaque
extrémité pour éviter qu’elles se brisent dans les mors de serrage (voir Figure 4).
[1]
Tableau 1 — Dimensions possibles des éprouvettes pour l’essai de traction
Longueur entre repères (mm) 200 50 25
Largeur (mm) 40 12,5 6,25
Certaines méthodes de préparation des éprouvettes peuvent générer, au niveau des rives, des
microfissurations qui entraînent des défaillances précoces et des résultats erratiques. Pour éviter
ces défauts au niveau des rives, il est préférable de préparer les éprouvettes par photoimpression ou
électroformage.
Les éprouvettes revêtues à leur forme définitive peuvent présenter des rives plus épaisses à moins que
des techniques de protection ou autres ne soient prévues pour garantir une répartition uniforme du
courant (voir Figure 5).
Tracer des repères équidistants sur la surface de l’éprouvette comme indiqué sur la Figure 4 a).
Déterminer la distance entre les repères avant l’essai.
4 © ISO 2017 – Tous droits réservés

a) Avant l’essai b) Après l’essai
ll+Δl =+ l
01 2
ll+− l
Δl
12 0
=
l l
0 0
Légende
1 microfissurations
Figure 4 — Éprouvette pour essai de traction avant et après l’essai
Figure 5 — Éprouvettes revêtues avec rives plus épaisses
5.2.4 Mode opératoire
Serrer l’éprouvette entre les mors de l’équipement d’essai de traction et solliciter à une vitesse de
traction déterminée. Déterminer la distance entre les repères sur les éprouvettes après l’essai [voir
Figure 4 b)].
5.2.5 Expression des résultats
5.2.5.1 Calcul
La ductilité D, exprimée en pourcentage, est donnée par la Formule (1):
ll+− l
12 0
D = ×100 (1)
l
où
est la distance entre les repères avant l’essai;
l
ll+ est la distance entre les repères après l’essai.
5.2.5.2 Coefficient de variation
Les éprouvettes préparées mécaniquement peuvent présenter des coefficients de variation sD/ (où s
est l’écart-type et D la ductilité moyenne) allant jusqu’à 20 %.
L’électrodéposition avec boucliers de protection pour garantir une répartition uniforme du courant
donne des éprouvettes avec des coefficients de variations plus faibles.
5.2.6 Notes sur le mode opératoire
5.2.6.1 L’étirement de l’éprouvette en goulot de bouteille [voir Figure 4 b)] peut nécessiter le mesurage
de très petites variations de longueur et l’emploi d’un microscope à vernier.
5.2.6.2 Le montage d’éprouvettes minces et fragiles entre les mors d’une machine d’essai de traction
peut induire dans ces éprouvettes des précontraintes qui diminuent la valeur réelle de l’allongement.
6 © ISO 2017 – Tous droits réservés

5.2.6.3 Des précautions doivent être prises pour éviter de tordre l’éprouvette (voir Figure 6).
Légende
1 microfissurations
Figure 6 — Éprouvette en torsion
5.2.6.4 Lorsque ces sources d’erreur (de 5.2.6.1 à 5.2.6.3) ne peuvent pas être évitées, il convient
d’employer d’autres méthodes de mesure de la ductilité.
5.3 Essai de flexion au micromètre
5.3.1 Généralités
[2]
Cette méthode ne convient qu’à l’évaluation de feuilles métalliques à faible ductilité . Il n’existe pas de
relation simple entre les valeurs ainsi obtenues et celles des autres méthodes. Cette méthode est utile
pour des métaux cassants comme le nickel brillant.
5.3.2 Appareillage
5.3.2.1 Micromètre.
5.3.3 Préparation des éprouvettes
Couper des bandes de 0,5 cm × 7,5 cm dans la feuille soumise à l’essai. Ces bandes ont généralement
une épaisseur de 25 µm à 40 μm. Cet essai présente les mêmes difficultés que celles décrites en 5.2.3 et
5.2.6. Mesurer l’épaisseur de l’éprouvette au point de flexion à l’aide d’un instrument ou d’une méthode
permettant d’obtenir une incertitude maximale de 5 %.
5.3.4 Mode opératoire
Fléchir l’éprouvette en U puis la placer entre les mors du micromètre (5.3.2.1) de manière que, à mesure
que les mors se resserrent, la pliure demeure entre ceux-ci. Fermer lentement le micromètre jusqu’à la
rupture de la feuille.
Consigner le relevé du micromètre et l’épaisseur de la feuille (voir Figure 7).
Recommencer l’essai au moins une fois.
Légende
1 éprouvette
2 micromètre
Figure 7 — Essai de flexion au micromètre
5.3.5 Expression des résultats
5.3.5.1 Calcul
Calculer la moyenne des relevés du micromètre (voir 5.3.4).
La ductilité D, exprimée en pourcentage, est donnée par la Formule (2) (voir Figure 8):
δ
D = ×100 (2)
2r −δ
où
δ est l’épaisseur des éprouvettes;
est la moyenne des relevés du micromètre.
2r
8 © ISO 2017 – Tous droits réservés

Δll
=
1 1
δδr
+
2 2
Δl δ
=
lr2 +δ
si δ ≪ 2r
Δl δ
=
lr2
Figure 8 — Éprouvette en flexion
5.3.5.2 Précision
La valeur de D augmentant plus vite que celle de δ, il est essentiel que δ soit mesuré avec une grande
précision. Si, en supposant que 20r = ,5cm , le relevé donne 25 μm pour une feuille de 20 μm, on
obtiendra:
−4
20×10
D = ×=100 04, %
−4
05, −×20 10
−4
25×10
D = ×=100 05, %
−4
05, −×25 10
autrement dit une différence de 05,,%%−=04 01, % .
Une épaisseur de 25 µm donnera des résultats supérieurs de 25 % à ceux d’une épaisseur de 20 µm.
Il est évident que la reproductibilité de la méthode ne pourra être assurée que si la mesure de δ est
exacte à 1 μm près et celle de 2r à 0,01 cm près.
5.4 Pliage (essai de pliage à l’étau)
5.4.1 Généralités
Bien que cet essai soit simple et puisse présenter une utilité, sa nature et l’écrouissage qui résulte du
pliage, ainsi que d’autres facteurs, peuvent entraîner des mesures incorrectes de la ductilité. L’épaisseur
de l’éprouvette affecte les résultats bien que son influence ne puisse pas être calculée.
5.4.2 Appareillage
5.4.2.1 Étau d’atelier, équipé de deux petits mors usinés pour maintenir l’éprouvette (voir Figure 9).
Légende
1 levier de flexion
2 mors
3 étau
Figure 9 — Appareillage d’essai de pliage à l’étau
5.4.3 Préparation des éprouvettes
Découper des bandes rectangulaires de 1 cm de largeur et 5 cm de longueur dans la feuille métallique.
5.4.4 Mode opératoire
Serrer l’éprouvette dans les mors de l’étau. Tour à tour, plier rapidement l’éprouvette à 90 ° dans un sens
puis dans le sens opposé à 180 ° jusqu’à la rupture.
5.4.5 Résultats
Le nombre de pliages est considéré comme une mesure de la ductilité.
10 © ISO 2017 – Tous droits réservés

5.5 Essai de bombement hydraulique
5.5.1 Généralités
L’essai de bombement hydraulique peut servir à mesurer avec précision la ductilité des tôles minces.
Aucun usinage de l’éprouvette n’est nécessaire, l’obtention d’un alignement axial ne pose pas de
difficulté contrairement à l’essai de traction et cet essai est particulièrement utile pour la mesure de la
[3][4][5]
ductilité des matériaux ductiles .
5.5.2 Principe
Serrage d’une éprouvette entre un cylindre en partie basse et une plaque en partie haute. La plaque en
partie haute présente une ouverture circulaire de même diamètre que celui du cylindre. Augmentation
lente et progressive de la pression hydraulique afin de donner à l’éprouvette une forme de calotte ou de
dôme jusqu’à ce que la feuille éclate. Voir Figure 10.
Dimensions en millimètres
Légende
1 éprouvette
2 eau
Figure 10 — Principe du bombement hydraulique
5.5.3 Appareillage
La Figure 11 présente un exemple de dispositif d’essai. D’autres versions avec un capteur mécanique
pour mesurer la hauteur du bombement sont également possibles.
Dimensions en millimètres
Légende
1 éprouvette 6 nylon
2 eau 7 tube de niveau en verre
3 module sensible à la pression 8 afficheur numérique 1 mV ≙ 0,01 cm
4 moteur 9 mesure des hauteurs du ménisque à l’aide d’un capteur optique
5 potentiomètre
Figure 11 — Appareillage d’essai de bombement hydraulique
5.5.4 Mode opératoire
Dans l’appareil présenté de façon schématique à la Figure 11, remplir jusqu’au bord le cylindre en partie
basse avec de l’eau. Placer l’éprouvette à la surface de l’eau. À l’aide de la plaque supérieure qui a la
forme d’un cône creux, serrer fermement l’éprouvette en position.
Remplir le cône creux avec l’eau du réservoir fourni. Le trop-plein d’eau monte dans le tube de niveau en
verre. Lorsque le niveau d’eau dépasse le dispositif optique, fermer le robinet qui commande l’arrivée
d’eau depuis le réservoir. Mettre le moteur en marche et relever lentement le dispositif optique. Lorsque
celui-ci est aligné avec le ménisque, le faisceau de lumière du dispositif est dévié. La chute de tension
qui en résulte met le moteur à l’arrêt.
La pression qui s’exerce sous l’éprouvette est accrue par le piston. Lorsque le ménisque du tube de
niveau en verre commence à monter, le moteur se remet automatiquement en marche et le dispositif
optique suit la montée du niveau de l’eau. À l’aide du potentiomètre, consigner l’augmentation du volume
sur un enregistreur x-y.
Un capteur de pression dans le cylindre enregistre en parallèle la pression qui s’exerce sous l’éprouvette.
Dans une version commerciale de l’appareil, un commutateur sensible à la pression coupe le moteur au
moment de l’éclatement pour permettre la lecture directe du volume total d’eau déplacée sur l’écran
numérique du potentiomètre.
12 © ISO 2017 – Tous droits réservés

5.5.5 Expression des résultats
5.5.5.1 Calcul
La ductilité de l’éprouvette en métal peut être calculée en fonction du volume d’eau déplacée qui est égal
au volume intérieur de la calotte. La ductilité, exprimée en pourcentage, est donnée par les formules
obtenues et décrites à l’Annexe C. La résistance à la traction de la feuille métallique peut également être
déterminée à partir de la valeur de la pression d’éclatement (voir Annexe C).
5.5.5.2 Coefficient de variation
L’essai ne porte que sur le centre de la feuille (∅ 3 cm): la densité de courant et l’épaisseur dans cette
zone sont probablement plus constantes que dans le cas des essais de traction. Il est facile d’atteindre
ainsi des valeurs de sD/,= 005 , soit 5 %.
5.5.6 Notes sur le mode opératoire
L’une des sources possibles d’erreur est la présence de piqures dans l’éprouvette. Les piqures peuvent
être détectées avant l’essai par la méthode de la « chandelle ». Une lampe de 100 W dans un boîtier
percé d’un orifice de diamètre à peine plus petit que l’ouverture de la plaque ou du cône supérieur est
une solution satisfaisante.
Si des piqures sont décelées, il est possible de placer sur le dessous de l’éprouvette un très mince film
plastique qui empêchera l’eau de passer.
L’observation visuelle permet de déterminer le moment de la fissuration.
L’arrêt du moteur du capteur optique à cet instant donne une bonne indication de la ductilité de la
feuille poreuse.
5.6 Essai de bombement mécanique
5.6.1 Généralités
Les essais de bombement mécanique sont similaires aux essais de bombement hydraulique à la
différence que la calotte est formée mécaniquement comme le montre le schéma de la Figure 12.
Dimensions en millimètres
Légende
1 feuille
2 mandrin
Figure 12 — Principe du bombement mécanique
5.6.2 Appareillage
Il peut être difficile de se procurer un appareil tout prêt pour mesurer la ductilité des feuilles métalliques
minces mais il est simple d’en assembler un.
Deux types d’appareillage sont utilisés. Le plus simple est constitué d’un micromètre, d’une tige
terminée par une bille d’acier et d’une paire de plaques circulaires comportant chacune une ouverture
[6][7]
circulaire en son centre (voir Figure 13) .
Dimensions en millimètres
Légende
1 éprouvette 5 isolant époxy
2 joint torique 6 micromètre
3 bille en acier 7 rainure
4 tige
Figure 13 — Appareillage d’essai de bombement mécanique
5.6.3 Mode opératoire
Placer une éprouvette entre les plaques circulaires. Serrer solidement les plaques supérieure et
inférieure à l’aide de deux vis, puis pousser lentement l’éprouvette vers le haut en tournant le
micromètre. Relever sur le micromètre la distance parcourue par la bille d’acier entre son contact initial
avec la feuille métallique jusqu’au point d’amorçage de la fissure.
La détection du point de contact initial entre la bille d’acier et l’éprouvette s’effectue électriquement.
Une lampe à pile est insérée dans la plaque supérieure en laiton de sorte qu’elle s’allume dès que la bille
d’acier touche l’éprouvette. La lampe demeure allumée pendant toute la durée de l’essai.
14 © ISO 2017 – Tous droits réservés

La détection visuelle du commencement de la rupture s’effectue à l’aide d’une loupe (15×) fixée sur la
plaque supérieure (non représentée sur la Figure 13).
5.6.4 Expression des résultats
Il est possible de calculer la ductilité à partir de la hauteur du cône en déterminant la déperdition
d’épaisseur de la feuille (voir Annexe D).
5.6.5 Cas particuliers
Il peut être préférable d’adopter un mode opératoire légèrement modifié. Dans l’appareillage présenté
sur les schémas des Figures 14, 15 et 16, la bille d’acier demeure stationnaire et ce sont les deux plaques
et l’échantillon qui, actionnées par le moteur, s’abaissent jusqu’à la rupture de l’éprouvette.
Légende
1 microscope métallurgique 4 engrenage
2 tige filetée 5 moteur
3 potentiomètre 6 feuille isolante
Figure 14 — Autre appareillage d’essai de bombement mécanique
Dimensions en millimètres
Légende
1 microscope métallurgique
2 éprouvette
Figure 15 — Détail de la Figure 14
Dimensions en millimètres
Figure 16 — Vue de dessus de la Figure 15
16 © ISO 2017 – Tous droits réservés

L’instrument est placé sous un microscope avec un grossissement jusqu’à 70× pour percevoir les
premières fissures. Au début de l’essai, le moteur s’arrête dès que le contact électrique est établi entre la
bille d’acier et l’éprouvette. Au moment de la fissure, le moteur est arrêté manuellement. La hauteur du
cône est mesurée par le déplacement d’un potentiomètre linéaire d’une résolution de 5 μm.
Il est plus facile d’obtenir de bons résultats avec l’appareillage motorisé pour les raisons suivantes:
a) il n’y a pas de moment de torsion de la bille d’acier sur la feuille, contrairement à ce qui se passe
lorsque la vis du micromètre tourne;
b) un microscope, de préférence à éclairage interférentiel de type Nomarski, permet de déterminer
avec davantage de fiabilité l’instant d’apparition des premières fissures;
c) le mesurage électrique de la hauteur du cône est plus précis que celui d’un micromètre; et
d) l’éclairage de meilleure qualité et le fait que la distance entre le microscope et le sommet du cône
soit constante offrent une meilleure reproductibilité des résultats qu’avec un micromètre. Il est
facile d’atteindre ainsi des valeurs de sD/,= 005 , soit 5 %.
6 Essais de revêtements sur leurs substrats
6.1 Généralités
Ces techniques concernent la soumission à l’essai d’une feuille sur un substrat (voir Figure 3). Dans ce
cas, il est nécessaire de déterminer avec le plus grand soin le point exact de fissuration de la couche
supérieure. L’attention est attirée sur différentes méthodes de détermination de ce point, que ce soit à
l’œil nu (vision normale ou corrigée) ou à l’aide d’une loupe. Voir les préconisations qui figurent dans les
descriptions des différentes méthodes.
Ainsi, à moins que l’évaluation porte sur des dépôts électrolytiques particulièrement fragiles, il importe
que le substrat soit très ductile. Les substrats comme le cuivre ou le laiton recuit ainsi que les matières
plastiques adaptées comme l’ABS, sont à privilégier. Avec de l’ABS revêtu d’un dépôt électrolytique,
l’instant de fissuration peut être précisément déterminé par l’enregistrement de la résistance électrique
de la couche soumise à l’essai (voir Figure 17). Dans certains cas, l’essai a pour objet de mesurer la
fragilisation du substrat par le processus d’électrodéposition.
Le recours à ces méthodes évite un grand nombre des inconvénients associés à la manipulation de
feuilles très minces mais pose le problème de la détermination précise de l’instant de fissuration de la
couche supérieure.
Les méthodes décrites sont au nombre de sept: essai de traction (6.2), essai de pliage trois points (6.3),
essai de pliage quatre points (6.4), essai de pliage sur mandrins cylindriques (6.5), essai de pliage sur
mandrin à rayon décroissant (6.6), essai de pliage sur mandrin conique (6.7) et essai de bombement
mécanique (6.8).
Légende
1 Cu chimique
2 ABS
3 fissures
4 couche soumise à l’essai
Figure 17 — Essai de traction avec détection électrique des fissures
6.2 Essai de traction
6.2.1 Appareillage
Voir 5.2.2.
6.2.2 Préparation des éprouvettes
Le substrat sur lequel les revêtements sont déposés de manière adhérente doit être plus ductile qu’eux.
Les éprouvettes doivent être usinées et leurs côtés peuvent être polis pour prévenir la fissuration des
rives. L’étirage en goulot de bouteille est considérablement réduit et il est facile de placer l’éprouvette
entre les mors de la machine de tractio
...