ISO 4545-1:2017

NORME ISO
INTERNATIONALE 4545-1
Deuxième édition
2017-12
Matériaux métalliques — Essai de
dureté Knoop —
Partie 1:
Méthode d'essai
Metallic materials — Knoop hardness test —
Part 1: Test method
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 .iv
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Principe . 1
5 Symboles et désignations . 2
5.1 Symboles et désignations utilisés dans le présent document . 2
5.2 Désignation de l’indice de dureté . 3
6 Machine d’essai . 3
6.1 Machine d’essai . 3
6.2 Pénétrateur . 3
6.3 Système de mesure de la diagonale . 4
7 Éprouvette . 4
7.1 Surface d’essai . 4
7.2 Préparation . 4
7.3 Épaisseur . 4
7.4 Support pour les éprouvettes instables . 4
8 Mode opératoire. 5
8.1 Température d’essai . 5
8.2 Force d’essai . 5
8.3 Vérification périodique . 5
8.4 Support de l’éprouvette . 5
8.5 Mise au point sur la surface d’essai . 6
8.6 Application de la force d’essai . 6
8.7 Prévention de l’effet d’un choc ou d’une vibration . 6
8.8 Distance minimale entre empreintes adjacentes . 6
8.9 Mesurage de la longueur de la diagonale . 7
8.10 Calcul de la valeur de la dureté . 7
9 Incertitude des résultats . 7
10 Rapport d’essai . 8
Annexe A (normative) Mode opératoire de vérification périodique par l’utilisateur de la
machine d’essai, du système de mesure de la diagonale et du pénétrateur .9
Annexe B (informative) Incertitude des valeurs de dureté mesurées .11
Annexe C (informative) Traçabilité du mesurage de la dureté Knoop .18
Annexe D (informative) Groupe de travail CCM sur la dureté .22
Annexe E (informative) Réglage des systèmes d’éclairage de Köhler .23
Bibliographie .24
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux.
L'ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents
critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www.
iso.org/directives).
L'attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l'élaboration du document sont indiqués dans l'Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l'ISO (voir www.iso.org/brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion
de l'ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: www.iso.org/avant-propos.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 164, Essais mécaniques des métaux,
sous-comité SC 3, Essais de dureté.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 4545-1:2005), qui a fait l’objet d’une
révision technique.
Les principaux changements par rapport à l’édition précédente sont les suivants:
— suppression de la totalité des références aux diagonales d’empreinte < 0,020 mm;
— définition des exigences de résolution relatives au système de mesure;
— abaissement de la limite inférieure de la force d’essai pour l’essai de dureté Knoop à 0,009 807 N ;
— attribution d’un caractère normatif aux exigences relatives aux vérifications périodiques
(hebdomadaires ou quotidiennes) de la machine d’essai, révision de la valeur de biais maximale
admissible et révision des exigences concernant l’erreur maximale admissible applicable aux
mesures de l’empreinte de référence;
— ajout de recommandations concernant l’inspection et la surveillance du pénétrateur (provenant de
l’ISO 4545-2);
— révision des exigences concernant la vitesse d’approche du pénétrateur avant son entrée en contact
avec la surface de l’échantillon;
— révision des exigences temporelles concernant l’application de la force d’essai et le temps de maintien
de la force d’essai maximale pour indiquer les valeurs de temps cible;
iv © ISO 2017 – Tous droits réservés

— ajout de la Figure 3 pour illustrer les exigences relatives à la distance minimale entre les empreintes;
les distances ont été indiquées par rapport au centre des empreintes plutôt qu’à leurs limites, sans
toutefois modifier les exigences;
— ajout d’exigences concernant le rapport d’essai (indication de la date d’essai) et les éventuelles
méthodes de conversion de dureté utilisées;
— ajout des Annexes C, D et E concernant la traçabilité des mesurages de dureté Knoop, le Groupe de
travail du CCM sur la dureté et le réglage des systèmes d’éclairage de Köhler, respectivement.
Une liste de toutes les parties de la série ISO 4545 est disponible sur le site Internet de l’ISO.
NORME INTERNATIONALE ISO 4545-1:2017(F)
Matériaux métalliques — Essai de dureté Knoop —
Partie 1:
Méthode d'essai
1 Domaine d’application
Le présent document spécifie la méthode d’essai de dureté Knoop pour les matériaux métalliques, pour
des forces d’essai comprises entre 0,009 807 N et 19,613 N.
Le présent document spécifie l’essai de dureté Knoop pour les longueurs de diagonale
d’empreinte ≥ 0,020 mm. L’utilisation de cette méthode pour déterminer la dureté Knoop d’empreintes
plus petites ne fait pas partie du domaine d’application du présent document, car les résultats ainsi
obtenus présenteraient des incertitudes élevées en raison des limitations du mesurage optique et des
imperfections concernant la géométrie de la pointe. L’ISO 14577-1 permet de déterminer la dureté des
empreintes plus petites.
Une méthode de vérification périodique est spécifiée pour la vérification de routine, par l’utilisateur, de
la machine d’essai utilisée.
Des considérations particulières pour les essais Knoop des revêtements métalliques sont disponibles
dans l’ISO 4516.
2 Références normatives
Les documents suivants, sont référencés de telle façon dans le texte que leur contenu en partie ou en
totalité constitue des exigences pour le présent document. Pour les références datées, seule l’édition
citée s’applique. Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s'applique
(y compris les éventuels amendements).
ISO 4545-2, Matériaux métalliques — Essai de dureté Knoop: — Partie 2: Vérification et étalonnage des
machines d’essai
ISO 4545-3, Matériaux métalliques — Essai de dureté Knoop: — Partie 3: Étalonnage des blocs de référence
3 Termes et définitions
Aucun terme n’est défini dans le présent document.
L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes:
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse http://www.electropedia.org/
— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse http://www.iso.org/obp
4 Principe
Un pénétrateur en diamant ayant la forme d’une pyramide à base rhombique, d’angles au sommet entre
faces opposées, α et β, respectivement égaux à 172,5° et 130°, est imprimé à la surface d’une éprouvette
puis la grande diagonale, d, de l’empreinte laissée sur la surface après suppression de la force d’essai, F,
est mesurée (voir Figures 1 et 2).
Figure 1 — Principe de l’essai et géométrie du pénétrateur

Figure 2 — Empreinte Knoop
La dureté Knoop est proportionnelle au quotient de la force d’essai par l’aire projetée de l’empreinte
qui est supposée être une pyramide à base rhombique, et ayant au sommet les mêmes angles que le
pénétrateur.
NOTE Le cas échéant, le présent document d’essai adopte les paramètres de l’essai de dureté définis par le
groupe de travail sur la dureté (CCM-WGH) dans le cadre du mandat du travail du Comité International des Poids
et Mesures (CIPM) et du Comité Consultatif pour la Masse et Quantités apparentées (CCM) (voir Annexe D).
5 Symboles et désignations
5.1 Symboles et désignations utilisés dans le présent document
Voir Tableau 1 et Figures 1 et 2.
Tableau 1 — Symboles et désignation
Symbole Désignation
F Force d’essai, en newtons (N)
d Longueur de la grande diagonale, en millimètres
d Longueur de la petite diagonale, en millimètres
s
α Angle entre les faces opposées de la grande diagonale au sommet du pénétrateur à pyramide en
diamant (nominalement 172,5°) (voir Figure 1)
β Angle entre les faces opposées de la petite diagonale au sommet de la pyramide en diamant
(nominalement 130°) (voir Figure 1)
NOTE  L’accélération standard due à la pesanteur, g = 9,806 65 m/s , est le facteur de conversion de kgf en N.
n
Pour réduire l’incertitude, la dureté Knoop peut être calculée en utilisant les angles réels α et β du pénétrateur.
2 © ISO 2017 – Tous droits réservés

Tableau 1 (suite)
Symbole Désignation
V Grossissement du système de mesure
c Constante du pénétrateur, reliant l’aire projetée de l’empreinte au carré de la longueur de la
grande diagonale
β
tan
Constante du pénétrateur, c= , pour les angles nominaux α et β, c est environ 0,070 28
α
2tan
HK
Forced'(essai kgf )
Dureté Knoop  =
Aire projetée de l'empreinte (mm²)
1 Forced')essai (N
= ×
g Aire projetée de l'empreinte (mm²)
n
1 F
=×
g
n cd
Pour la constante nominale du pénétrateur c ≈ 0,070 28,
F
Dureté Knoop ≈×1,451
d
NOTE  L’accélération standard due à la pesanteur, g = 9,806 65 m/s , est le facteur de conversion de kgf en N.
n
Pour réduire l’incertitude, la dureté Knoop peut être calculée en utilisant les angles réels α et β du pénétrateur.
5.2 Désignation de l’indice de dureté
La dureté Knoop, HK, est désignée comme indiqué dans l’exemple suivant.
6 Machine d’essai
6.1 Machine d’essai
La machine d’essai doit être capable d’appliquer une ou plusieurs forces prédéfinies comprises dans la
plage des forces d’essai conformément à l’ISO 4545-2.
6.2 Pénétrateur
Le pénétrateur doit être constitué d’un diamant en forme de pyramide à base rhombique, comme
spécifié dans l’ISO 4545-2.
6.3 Système de mesure de la diagonale
Le système de mesure de la diagonale doit satisfaire aux spécifications de l’ISO 4545-2.
Il convient de disposer de grossissements tels que la diagonale puisse être agrandie entre 25 % et 75 %
du maximum possible du champ de vision. De nombreuses lentilles d’objectifs sont non linéaires vers le
bord du champ de vision.
NOTE Un système de mesure de la diagonale utilisant une caméra pour le mesurage peut utiliser 100 % du
champ de vision de la caméra à condition qu’il soit conçu pour tenir compte des limites du système optique.
La résolution requise du système de mesure de la diagonale dépend de la taille de la plus petite
empreinte à mesurer et doit être conforme au Tableau 2. Pour déterminer la résolution du système de
mesure, il convient de tenir compte de la résolution du système optique du microscope, de la résolution
numérique de l’échelle de mesure et du pas de chaque mouvement du plateau, le cas échéant.
Tableau 2 — Résolution du système de mesure
Longueur de la diagonale
d Résolution du système de mesure
mm
0,020 ≤ d < 0,080 0,000 4 mm
0,080 ≤ d 0,5 % de d
7 Éprouvette
7.1 Surface d’essai
L’essai doit être effectué sur une surface polie, lisse et plane, exempte de calamine et de matières
étrangères et, en particulier, complètement exempte de lubrifiants, sauf spécification contraire des
normes de produits. Le fini de surface doit permettre une détermination précise de la longueur de la
diagonale de l’empreinte.
7.2 Préparation
La préparation doit être effectuée de manière à empêcher tout endommagement de la surface ou toute
altération de la dureté de surface causés par un échauffement ou un écrouissage excessifs.
En raison de la faible profondeur des empreintes de dureté Knoop, il est essentiel que des précautions
particulières soient prises lors de la préparation. Il est recommandé d’utiliser un procédé de
polissage/électropolissage adapté au matériau à mesurer.
7.3 Épaisseur
L’épaisseur de l’éprouvette ou de la couche soumise à essai doit être d’au moins le tiers de la longueur de
la diagonale de l’empreinte. Après l’essai, aucune déformation ne doit être visible sur la face opposée de
l’éprouvette.
NOTE La profondeur de l’empreinte est d’environ 1/30 de la longueur de la diagonale (0,033 d).
7.4 Support pour les éprouvettes instables
Pour les éprouvettes de section transversale réduite ou de forme irrégulière, il convient d’utiliser un
support dédié ou de les monter comme pour une microsection métallographique dans un matériau
approprié de façon qu’elles soient maintenues correctement et qu’elles ne bougent pas quand la force
est appliquée.
4 © ISO 2017 – Tous droits réservés

8 Mode opératoire
8.1 Température d’essai
En règle générale, l’essai est effectué à température ambiante entre 10 °C et 35 °C. Si l’essai est réalisé à
une température en dehors de cet intervalle, cela doit être consigné dans le rapport d’essai. Les essais
effectués sous conditions contrôlées doivent être faits à une température de (23 ± 5) °C.
8.2 Force d’essai
Des forces d’essai typiques sont indiquées dans le Tableau 3. D’autres forces d’essai peuvent être
utilisées. Les forces d’essai doivent être choisies afin d’obtenir des empreintes avec une diagonale
longue supérieure à 0,020 mm.
Tableau 3 — Forces d’essai typiques
Valeur de la force d’essai, F
Échelle de dureté
équivalent approximatif en
N
a
kgf
HK 0,001 0,009 807 0,001
HK 0,002 0,019 61 0,002
HK 0,005 0,049 03 0,005
HK 0,01 0,098 07 0,010
HK 0,02 0,196 1 0,020
HK 0,025 0,245 2 0,025
HK 0,05 0,490 3 0,050
HK 0,1 0,980 7 0,100
HK 0,2 1,961 0,200
HK 0,3 2,942 0,300
HK 0,5 4,903 0,500
HK 1 9,807 1,000
HK 2 19,613 2,000
a
Ne correspond pas à une unité du Système International.
8.3 Vérification périodique
La vérification périodique définie à l’Annexe A doit être effectuée au plus tard une semaine avant
l’utilisation pour chaque force d’essai utilisée, mais il est recommandé de l’effectuer le jour même de
l’utilisation. Il est recommandé de procéder à une vérification périodique à chaque modification de la
force d’essai. La vérification périodique doit être effectuée à chaque changement du pénétrateur.
8.4 Support de l’éprouvette
L’éprouvette doit être placée sur un support rigide. Les surfaces d’appui doivent être propres et exemptes
de matières étrangères (calamine, huile, saleté, etc.). Il est important que l’éprouvette soit maintenue
fermement sur le support de façon qu’aucun déplacement susceptible de modifier les résultats de l’essai
ne puisse se produire pendant l’essai.
8.5 Mise au point sur la surface d’essai
Mettre au point le microscope du système de mesure de la diagonale de façon à pouvoir observer la
surface de l’éprouvette et l’emplacement d’essai souhaité.
NOTE Certaines machines d’essai ne requièrent pas la mise au point du microscope sur la surface de
l’échantillon.
8.6 Application de la force d’essai
Le pénétrateur doit être amené au contact de la surface d’essai et la force d’essai doit être appliquée
dans une direction perpendiculaire à la surface, sans choc ni vibration ou surcharge, jusqu’à ce que la
force appliquée atteigne la valeur spécifiée. La durée entre l’application initiale de la force et le moment
+1
où la force totale d’essai est atteinte doit être de 7 s .
−5
NOTE 1 Les exigences concernant les temps de maintien sont données avec des limites asymétriques. Par
+1
exemple, 7 s indique que 7 s est le temps de maintien nominal, avec une plage acceptable supérieure ou égale à
−5
2 s (calculée comme 7 s - 5 s) et inférieure ou égale à 8 s (calculée comme 7 s + 1 s).
La vitesse de contact du pénétrateur avec l’éprouvette doit être ≤ 0,070 mm/s.
+1
Le temps de maintien de la force d’essai doit être de 14 s sauf pour les essais sur des matériaux dont
−4
les propriétés dépendantes du temps rendent cette plage inadéquate. Pour ces essais, le temps de
maintien de la force doit être spécifié dans le cadre de la désignation de la dureté (voir 5.2).
NOTE 2 Il a été montré que certains matériaux sont sensibles à la vitesse de mise sous tension, ce qui modifie
la valeur de la limite d’élasticité. L’effet correspondant sur la fin de la formation d’une empreinte peut modifier la
valeur de la dureté.
8.7 Prévention de l’effet d’un choc ou d’une vibration
[6]
Tout au long de l’essai, la machine d’essai doit être protégée contre les chocs ou les vibrations .
8.8 Distance minimale entre empreintes adjacentes
La distance minimale entre deux empreintes adjacentes et la distance minimale entre une empreinte et
un bord de l’éprouvette sont indiquées à la Figure 3.
La distance minimale entre le bord de l’éprouvette et le centre d’une empreinte placée parallèlement
au bord de l’éprouvette doit être au moins égale à 3,5 fois la longueur de la petite diagonale de
l’empreinte. La distance minimale entre le bord de l’éprouvette et le centre d’une empreinte placée
perpendiculairement au bord de l’éprouvette doit être au moins égale à la longueur de la grande
diagonale de l’empreinte.
La distance minimale entre les centres de deux empreintes adjacentes, placées côte à côte, doit être au
moins égale à 3,5 fois la longueur de la petite diagonale. Pour les empreintes placées extrémité contre
extrémité, la distance minimale entre les centres de deux empreintes adjacentes doit être au moins
égale à deux fois la longueur de la grande diagonale. Si deux empreintes diffèrent par leurs dimensions,
l’espacement minimal doit être basé sur la diagonale de l’empreinte la plus grande.
6 © ISO 2017 – Tous droits réservés

Figure 3 — Distance minimale pour les empreintes Knoop
8.9 Mesurage de la longueur de la diagonale
La longueur de la grande diagonale doit être mesurée et utilisée pour le calcul de la dureté Knoop.
Pour tous les essais, le périmètre de l’empreinte doit être clairement défini dans le champ de vision du
microscope.
Il convient de disposer de grossissements permettant d’agrandir la diagonale de façon qu’elle occupe
entre 25 % à 75 % du maximum possible du champ de vision (voir 6.3).
NOTE 1 En général, diminuer la force d’essai augmente la dispersion des résultats des mesurages. Il est peu
probable que l’exactitude de la détermination de la longueur de la grande diagonale soit supérieure à ± 0,001 mm.
NOTE 2 Une technique utile pour régler les systèmes optiques dotés d’un éclairage Köhler figure à l’Annexe E.
Si la forme de l’empreinte n’est pas symétrique, diviser la grande diagonale en deux segments au point
d’intersection avec la petite diagonale et mesurer la longueur de chaque segment. Si la différence entre
les deux segments est supérieure à 5 % de la longueur de la grande diagonale, vérifier le parallélisme
entre le plan d’appui et le plan de mesure de l’éprouvette et éventuellement l’alignement du pénétrateur
par rapport à l’éprouvette. Il convient d’écarter les résultats d’essai dont l’écart est supérieur à 5 %.
8.10 Calcul de la valeur de la dureté
Calculer la valeur de la dureté Knoop à l’aide de la formule donnée dans le Tableau 1. La valeur de la
dureté Knoop peut aussi être déterminée à l’aide des tableaux de calcul donnés dans l’ISO 4545-4.
9 Incertitude des résultats
[7]
Il convient de procéder à une évaluation complète de l’incertitude conformément au JCGM 100: 2008 .
Indépendamment des types de composantes, l’incertitude de la dureté peut être déterminée de
deux façons.
— Une possibilité est basée sur l’évaluation de toutes les composantes pertinentes apparaissant lors
d’un étalonnage direct. Des lignes directrices Euramet sont disponibles, en guise de Référence [8].
— L’autre possibilité est basée sur un étalonnage indirect au moyen d’un bloc de dureté de référence
[abrégé ci-dessous en CRM (matériau de référence certifié)] (voir Références [8] à [11]). Des lignes
directrices pour la détermination sont données dans l’Annexe B.
Il peut ne pas toujours être possible de quantifier toutes les contributions à l’incertitude qui ont été
identifiées. Dans ce cas, une estimation de l’incertitude-type de type A peut être obtenue à partir de
l’analyse statistique d’empreintes répétées dans l’éprouvette. Il convient de veiller à ne pas compter
deux fois les contributions lorsque des incertitudes types de type A et de type B sont ajoutées (voir
JCGM 100: 2008, Article 4).
10 Rapport d’essai
Le rapport d’essai doit inclure les informations suivantes, sauf accord contraire des parties concernées:
a) la référence au présent document, c’est-à-dire l’ISO 4545-1;
b) toutes les informations nécessaires à l’identification de l’éprouvette;
c) la date de l’essai;
d) le résultat de la dureté obtenu en HK, et indiqué au format défini en 5.2;
e) toutes les opérations non spécifiées dans le présent document, ou considérées comme facultatives;
f) les détails de tout événement susceptible d’avoir influencé les résultats;
g) la température d’essai, si elle est en dehors de l’intervalle de température ambiante spécifiée en 8.1;
h) en cas de conversion dans une autre échelle de dureté, le principe et la méthode de cette conversion.
Il n’existe pas de procédé général pour convertir avec précision les valeurs de dureté Knoop en
d’autres échelles de dureté ou en résistance à la traction. Par conséquent, il convient d’éviter de telles
conversions, à moins qu’une base de comparaison fiable puisse être obtenue par des essais comparatifs
(voir également l’ISO 18265).
NOTE Une comparaison stricte des valeurs de dureté n’est possible que pour des forces d’essai identiques.
8 © ISO 2017 – Tous droits réservés

Annexe A
(normative)
Mode opératoire de vérification périodique par l’utilisateur de
la machine d’essai, du système de mesure de la diagonale et du
pénétrateur
A.1 Vérification périodique
Le pénétrateur servant à la vérification périodique doit être le même que celui utilisé pour les essais.
Un bloc de référence de dureté, étalonné conformément à l’ISO 4545-3 à l’échelle et au niveau de dureté
approximatif auxquels la machine sera utilisée, doit être choisi pour les essais.
Avant de réaliser la vérification périodique, le système de mesure de la diagonale doit être vérifié de
façon indirecte au moyen d’une des empreintes de référence sur le bloc de référence de dureté. La
longueur d’empreinte mesurée doit être en accord avec la valeur certifiée à 1,25 % ou à 0,001 mm près
de la longueur de l’empreinte, la plus grande de ces deux valeurs étant retenue. Si le système de mesure
de la diagonale échoue à cet essai, une seconde empreinte de référence peut être mesurée. Si le système
de mesure de la diagonale échoue à ce second essai, le système de mesure de la diagonale doit être réglé
ou réparé et soumis à une vérification directe et indirecte conformément à l’ISO 4545-2.
Au moins deux mesurages de dureté doivent être réalisés sur la surface étalonnée du bloc de référence
de dureté. Les empreintes doivent être réparties uniformément sur la surface du bloc de référence. La
machine peut être considérée comme satisfaisante si le pourcentage du biais, b , qu’il soit positif ou
rel
négatif, pour chaque lecture n’excède pas les limites indiquées dans le Tableau A.1.
Le pourcentage de biais, b , est calculé selon la Formule (A.1):
rel
HH−
CRM
b =×100 (A.1)
rel
H
CRM
où
H est la valeur de dureté correspondant au mesurage de dureté réalisée;
H est la dureté certifiée du bloc de référence utilisé.
CRM
Si la machine d’essai échoue à cet essai, vérifier que le pénétrateur et la machine d’essai sont en état de
fonctionnement et répéter la vérification périodique. Si la machine continue à échouer à la vérification
périodique, une vérification indirecte selon l’ISO 4545-2 doit être effectuée. Il convient de consigner les
résultats de la vérification périodique pendant un certain laps de temps et d’utiliser ces données pour
mesurer la reproductibilité et surveiller la dérive de la machine.
Tableau A.1 — Pourcentage de biais HK maximal admissible
Longueur moyenne de la
Pourcentage de biais HK maximal admis-
diagonale
sible, b ,
rel
de la machine d’essai,
d
± % HK
mm
0,02 ≤ d < 0,06 0,24/ d
0,06 ≤ d
NOTE Les critères définis dans le présent document pour les performances de la machine d’essai ont été
élaborés et affinés sur une longue période. Lors de la détermination d’une tolérance spécifique qu’il est nécessaire
que la machine atteigne, cette tolérance intègre l’incertitude liée à l’utilisation du matériel de mesure et/ou les
normes de référence; il ne serait donc pas opportun de tenir compte de cette incertitude en incluant une marge
supplémentaire, par exemple, en réduisant la tolérance par l’incertitude du mesurage. Cela s’applique à tous les
mesurages effectués lors de la réalisation de la vérification périodique de la machine.
A.2 Inspection du pénétrateur
L’expérience a montré que de nombreux pénétrateurs initialement satisfaisants pouvaient devenir
défectueux après avoir été utilisés pendant un temps relativement court. Cela est dû à de petites
fissures, piqûres ou autres défauts de surface. Si de tels défauts sont détectés à temps, de nombreux
pénétrateurs peuvent être remis en état en procédant à un nouveau polissage. Sinon, tout petit défaut
de surface s’aggrave rapidement et rend le pénétrateur inutilisable. En conséquence,
— il convient que l’état des pénétrateurs soit surveillé par un examen visuel de l’aspect de l’empreinte
sur un bloc de référence, chaque jour où la machine est utilisée;
— la vérification d’un pénétrateur cesse d’être valide dès que le pénétrateur présente des défauts; et
— les pénétrateurs ayant été polis à nouveau ou réparés doivent respecter toutes les exigences de
l’ISO 4545-2.
10 © ISO 2017 – Tous droits réservés

Annexe B
(informative)
Incertitude des valeurs de dureté mesurées
B.1 Exigences générales
L’analyse de l’incertitude de mesurage est utile pour aider à déterminer les sources d’erreur et
pour comprendre les différences entre plusieurs résultats d’essais. La présente annexe donne des
recommandations relatives à l’estimation de l’incertitude, mais les méthodes indiquées sont uniquement
données à titre informatif, sauf indication contraire du client.
Les tolérances de la plupart des spécifications de produits ont été développées au cours des dernières
années, en se basant principalement sur les exigences du produit, mais aussi, en partie, sur les
performances de la machine utilisée pour effectuer le mesurage de dureté. Ces tolérances intègrent donc
une contribution de l’incertitude du mesurage de la dureté et il ne serait pas opportun de tenir compte
de cette incertitude en incluant une marge supplémentaire, par exemple, en réduisant la tolérance
par l’incertitude du mesurage. En d’autres termes, lorsqu’une spécification de produit indique que la
dureté d’un article doit être supérieure ou inférieure à une certaine valeur, il convient d’interpréter
cela simplement comme une spécification indiquant que la (les) valeur(s) de dureté calculée(s) doi(ven)
t satisfaire à cette exigence, sauf indication contraire dans la norme du produit. Cependant, il peut
exister des circonstances particulières où il est approprié de réduire la tolérance par l’incertitude de
mesurage. Il convient de ne faire cela qu’après accord entre les parties concernées.
L’approche choisie pour déterminer l’incertitude présentée dans la présente annexe tient compte
uniquement des incertitudes associées aux performances de mesurage globales de la machine d’essai
de la dureté par rapport aux blocs de référence de dureté (abrégés en CRM ci-dessous). Ces incertitudes
de performance reflètent l’effet combiné de toutes les incertitudes prises séparément (vérification
indirecte). Du fait de cette approche, il est important que le fonctionnement des composants individuels
de la machine respecte les tolérances. Il est fortement recommandé que ce mode opératoire soit
appliqué au maximum une année après avoir réussi une vérification directe.
L’Annexe C montre la structure à quatre niveaux de la chaîne métrologique nécessaire pour définir
et reproduire des échelles de dureté. La chaîne commence au niveau international en utilisant
les définitions internationales des diverses échelles de dureté pour réaliser des comparaisons
internationales. Des machines étalons de dureté primaires «produisent», au niveau national, des blocs
de référence de dureté primaires pour le niveau du laboratoire d’étalonnage. Naturellement, il convient
que l’étalonnage direct et la vérification de ces machines soient faits avec la plus grande exactitude.
B.2 Mode opératoire général
Le mode opératoire consiste à calculer une incertitude combinée, u, par la méthode de la résultante
quadratique à partir des différentes composantes données dans le Tableau B.1. L’incertitude élargie, U,
est déduite de u en multipliant cette valeur par le facteur d’élargissement k = 2. Le Tableau B.1 contient
tous les symboles et leur désignation.
Le biais, b, de la machine d’essai de dureté (également dénommé «erreur») qui est déduit de la
différence entre:
— la valeur d’étalonnage certifiée du bloc de référence de dureté; et
— la valeur de dureté moyenne des cinq empreintes faites sur ce bloc pendant l’étalonnage de la
machine d’essai de dureté;
peut être pris en compte de différentes manières dans la détermination de l’incertitude (voir
l’ISO 4545-2).
Deux méthodes sont données pour déterminer l’incertitude des mesurages de dureté:
— Méthode 1 (M1): prend en compte le biais systématique de la machine de dureté de deux manières
différentes. Selon une approche, la contribution à l’incertitude du biais systématique est ajoutée
arithmétiquement à cette valeur. Selon l’autre approche, une correction est apportée au résultat du
mesurage pour compenser ce biais systématique.
— Méthode 2 (M2): permet de déterminer l’incertitude sans avoir à tenir compte de l’ampleur du biais
systématique.
Des informations complémentaires sur le calcul des incertitudes concernant la dureté peuvent être
trouvées dans la littérature (voir Références [7] et [8]).
NOTE 1 Cette approche de l’incertitude ne tient pas compte de toute éventuelle dérive des performances de la
machine depuis son dernier étalonnage, car elle suppose que l’ampleur de ces changements est négligeable. Ainsi,
la majeure partie de cette analyse pourrait être effectuée immédiatement après l’étalonnage de la machine et les
résultats inclus dans le certificat d’étalonnage de la machine.
NOTE 2 Dans la présente annexe, l’abréviation «CRM» signifie «matériau de référence certifié». Dans les
normes relatives aux essais de dureté, le matériau de référence certifié est équivalent au bloc de référence de
dureté, c’est-à-dire à un morceau de matériau comportant une valeur certifiée et une incertitude associée.
B.3 Modes opératoires de calcul de l’incertitude — Valeurs de mesurage de la
dureté
B.3.1 Mode opératoire avec biais (méthode M1)
Le mode opératoire de la méthode M1 pour déterminer l’incertitude de mesurage est expliqué dans
le Tableau B.1. Il peut être attendu que le biais de mesurage, b, de la machine d’essai de dureté,
corresponde à un effet systématique. Dans JCGM 100: 2008, il est recommandé d’utiliser une correction
pour compenser ces effets systématiques, et ceci constitue la base de M1. En utilisant cette méthode,
soit toutes les valeurs de dureté x déterminées doivent être réduites par b, soit l’incertitude, U, doit être
augmentée de b. Le mode opératoire de la détermination de U est expliqué dans le Tableau B.1.
M1
L’incertitude de mesurage élargie combinée pour une mesure de dureté unique, x, est calculée selon la
Formule (B.1):
22 2
Uk=× uu+×2 +u (B.1)
M1 HmsHTM
où
u est une contribution à l’incertitude de mesurage liée au manque de répétabilité de la mesure
H
de la machine d’essai de dureté;
u est une contribution à l’incertitude de mesurage liée à la résolution de la machine d’essai
ms
de dureté. La résolution de l’instrument de mesurage indiquant la longueur et la résolution
optique du microscope de mesure doivent toutes deux être prises en compte. Dans la plupart
des cas, il convient d’inclure deux fois dans le calcul de u la résolution globale du système de
H
mesurage du fait de la résolution de la position des deux extrémités de la grande diagonale de
façon indépendante;
u est une contribution à l’incertitude de mesurage liée à l’incertitude-type de la mesure du biais, b,
HTM
générée par la machine d’essai de dureté (cette valeur est considérée comme étant le résultat
de la vérification indirecte définie dans l’ISO 4545-2) et est calculée selon la Formule (B.2):
12 © ISO 2017 – Tous droits réservés

22 2
uu=+ uu+×2 (B.2)
HTMCRM HCRM ms
où
u est la contribution à l’incertitude de mesurage liée à l’incertitude de l’étalonnage de la valeur
CRM
certifiée du CRM conformément au certificat d’étalonnage pour k = 1;
u est la contribution à l’incertitude de mesurage liée à la combinaison du manque de répéta-
HCRM
bilité de mesurage de la machine d’essai de dureté et de l’absence d’uniformité de la dureté
du CRM, calculée comme l’écart-type de la moyenne des mesurages de dureté lors de la
mesure du CRM;
u est la contribution à l’incertitude de mesurage liée à la résolution de la machine d’essai de
ms
dureté lors de la mesure du CRM.
Le résultat du mesurage peut être consigné de deux façons:
— en tant que X , lorsque la valeur du mesurage, x, est corrigée pour tenir compte du biais de
corr
mesurage, b, calculé selon la Formule (B.3):
Xx=−bU± (B.3)
()
corr M1
— en tant que X , lorsque la valeur du mesurage, x, n’est pas corrigée pour tenir compte du biais de
ucorr
mesurage, b, et l’incertitude élargie, U, est augmentée de la valeur absolue du biais calculé selon la
Formule (B.4):
 
Xx=± Ub+ (B.4)
ucorrM1
 
Lorsque la méthode M1 est utilisée, il peut aussi être approprié d’inclure des contributions d’incertitude
supplémentaires dans le terme de la résultante quadratique relatif à la valeur de b utilisée. Ce sera
notamment le cas lorsque:
— la dureté mesurée est significativement différente des niveaux de dureté des blocs de référence
utilisés au cours de l’étalonnage de la machine;
— la valeur du biais de la machine varie considérablement dans sa gamme étalonnée;
— le matériau mesuré est différent du matériau des blocs de référence de dureté utilisés au cours de
l’étalonnage de la machine; ou
— les performances quotidiennes (reproductibilité) de la machine d’essai de dureté varient de façon
significative.
Les calculs de ces contributions supplémentaires à l’incertitude de mesurage ne sont pas abordés ici.
Dans tous les cas, une méthode robuste est requise pour estimer l’incertitude associée à b.
B.3.2 Mode opératoire sans biais (méthode M2)
En alternative à la méthode M1, la méthode M2 peut être utilisée dans certaines conditions. La
méthode M2 est uniquement valable pour les machines d’essai de dureté qui ont passé avec succès une
vérification indirecte conformément à l’ISO 4545-2 en utilisant la valeur bU+ plutôt que la valeur
HTM
du biais, b, uniquement, lors de la détermination du respect ou non de l’écart maximal admissible du
biais (voir ISO 4545-2). Dans la méthode M2, le biais maximal admissible, b (la quantité positive par
E
laquelle la lecture de la machine est autorisée à différer de la valeur du bloc de référence), comme
spécifié dans l’ISO 4545-2:2017, Tableau 2, est utilisé pour définir une composante, u , de l’incertitude.
E
Il n’y a pas de correction des valeurs de dureté par rapport à la limite du biais. Le mode opératoire de
détermination de U est décrit dans le Tableau B.1.
L’incertitude de mesurage élargie combinée pour une mesure unique de dureté future est calculée selon
la Formule (B.5):
22 2
Uk=× uu+×2 +u (B.5)
M2 HmsE
où
u est une contribution à l’incertitude de mesurage liée au manque de répétabilité de la mes
...