ISO 18203:2016
(Main)Steel — Determination of the thickness of surface-hardened layers
Steel — Determination of the thickness of surface-hardened layers
ISO 18203:2016 specifies a method of measuring the case hardening depth, surface hardening depth, nitriding hardness depth and total thickness of surface hardening depth obtained, e.g. thermal (flame and induction hardening, electron beam hardening, laser beam hardening, etc.) or thermochemical (carbonitriding, carburizing and hardening, hardening and nitriding, etc.) treatment.
Acier — Détermination de l'épaisseur des couches durcies superficielles
ISO 18203:2016 spécifie une méthode de mesure de la profondeur de cémentation, la profondeur de durcissement de la surface, la profondeur de la dureté de nitruration et l'épaisseur totale de la profondeur de durcissement de la surface obtenue par exemple, par des traitements thermiques (durcissement par flamme et par induction, durcissement par faisceau d'électrons et par faisceau laser etc.) ou thermochimiques (carbonitruration, cémentation et durcissement, durcissement et nitruration, etc.).
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 18203
First edition
2016-12-01
Steel — Determination of the
thickness of surface-hardened layers
Acier — Détermination de l’épaisseur des couches durcies
superficielles
Reference number
©
ISO 2016
© ISO 2016, Published in Switzerland
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Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative reference . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Symbols, abbreviations and designations . 3
5 Principle . 3
6 Apparatus . 3
7 Test specimen . 4
7.1 Selection and preparation of samples . 4
7.2 Preparation of the surface to be examined . 5
8 Method of measurement . 5
8.1 Hardness testing method . 5
8.2 Microscopic methods. 6
8.2.1 Total thickness of surface hardening depth (THD) . 6
8.2.2 Compound layer thickness (CLT) . 6
9 Evaluation of the results . 7
9.1 Case hardening depth (CHD), surface hardening depth (SHD) and nitriding
hardness depth (NHD) . 7
9.2 Total thickness of surface hardening depth (THD). 7
9.3 Compound layer thickness (CLT) . 7
10 Test report . 8
Annex A (normative) Interpolation method for determining the case hardening depth .9
Annex B (informative) Examples of CLT measurements .11
Bibliography .12
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation on the meaning of ISO specific terms and expressions related to conformity assessment,
as well as information about ISO’s adherence to the World Trade Organization (WTO) principles in the
Technical Barriers to Trade (TBT) see the following URL: www.iso.org/iso/foreword.html.
The committee responsible for this document is ISO/TC 17, Steel, Subcommittee SC 7, Methods of testing
(other than mechanical tests and chemical analysis).
This first edition of ISO 18203 cancels and replaces ISO 2639:2002, ISO 3754:1976 and ISO 4970:1979,
which have been technically revised.
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Introduction
In the past, there are three ISO standards for measuring surface-hardened layer. Because those
standards employed almost the same principle of measuring, it is intended to make it easy for
maintenance of the standards and application of test by integrating these three standards.
The method of estimating uncertainty of measurement is not included in this document. In future
revision, uncertainty of measurement may be reflected based on real applications to this test.
INTERNATIONAL STANDARD ISO 18203:2016(E)
Steel — Determination of the thickness of surface-
hardened layers
1 Scope
This document specifies a method of measuring the case hardening depth, surface hardening depth,
nitriding hardness depth and total thickness of surface hardening depth obtained, e.g. thermal (flame
and induction hardening, electron beam hardening, laser beam hardening, etc.) or thermochemical
(carbonitriding, carburizing and hardening, hardening and nitriding, etc.) treatment.
NOTE Surface-hardened layer can be produced by mechanical method (shot blasting, shot peening, etc.). The
depth of these layers is generally shallow. Measuring a profile of hardened depth may require lower test force of
hardness test.
2 Normative reference
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content
constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For
undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 4545-1, Metallic materials — Knoop hardness test — Part 1: Test method
ISO 4545-2, Metallic materials — Knoop hardness test — Part 2: Verification and calibration of testing
machines
ISO 6507-1, Metallic materials — Vickers hardness test — Part 1: Test method
ISO 6507-2, Metallic materials — Vickers hardness test — Part 2: Verification and calibration of testing
machines
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:
— IEC Electropedia: available at http://www.electropedia.org/
— ISO Online browsing platform: available at http://www.iso.org/obp
3.1
case hardening depth
CHD
perpendicular distance between the surface and the layer having a hardness of 550 HV in accordance
with ISO 6507-1 or equivalent Knoop hardness in accordance with ISO 4545-1
Note 1 to entry: For steels which present a hardness greater than 450 HV at a distance of three times the case
hardening depth (determined with a limiting hardness value of 550 HV) from the surface, a limiting hardness
value greater than 550 HV, in steps of 25 units, can be selected for the determination of the case hardening depth
by agreement between interested parties.
Note 2 to entry: In general, case hardening consists of carburizing or carbonitriding followed by quench
hardening (see ISO 4885).
3.2
surface hardening depth
SHD
distance between the surface and the layer where HV is equal to the value specified by the term
“hardness limit”
Note 1 to entry: Hardness limit is a function of the minimum surface hardness required for the part, given by the
following formula:
hardness limit (HV) = A × minimum surface hardness (HV)
Note 2 to entry: 0,80 is usually used for A. Other values can be applied.
Note 3 to entry: SHD measurement should be applied for parts which, in the surface hardened condition, have a
hardness less than (hardness limit – 100 HV) at a distance 3 × SHD from the surface. Where these conditions are
not satisfied, the definition of SHD should be agreed between interested parties.
Note 4 to entry: Recommended hardness limit values are listed in Table 1.
Table 1 — Recommended hardness limit values of SHD
Minimum surface hardness Hardness limit
HV HV
300 to 330 250
335 to 355 275
360 to 385 300
390 to 420 325
425 to 455 350
460 to 480 375
485 to 515 400
520 to 545 425
550 to 575 450
580 to 605 475
610 to 635 500
640 to 665 525
670 to 705 550
710 to 730 575
735 to 765 600
770 to 795 625
800 to 835 650
840 to 865 675
3.3
compound layer thickness
CLT
thickness of the surface layer formed during the thermochemical treatment and made up of the chemical
compounds formed by the elements introduced during the treatment and certain elements from the
base metal
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3.4
nitriding hardness depth
NHD
distance from the surface of nitride layer to the point where the material hardness limit is 50 HV above
core hardness
Note 1 to entry: The core hardness is determined by at least three hardness measurements and rounded to the
nearest multiple of 10 HV.
3.5
total thickness of surface hardening depth
THD
distance from the examined surface to the limit that shows the same hardness as the matrix hardness
Note 1 to entry: The distance is often measured by the microstructural method, which is the distance from the
surface examined to the limit beyond which no visible structure variation is detected, as compared with the
structure of the unaffected metal. The microstructural method does not measure as deep as the hardness method.
4 Symbols, abbreviations and designations
The symbols and abbreviations used in this document and their corresponding designations are given
in Table 2.
Table 2 — Symbols, abbreviations and designations
Symbol/
Unit Designation
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 18203
Première édition
2016-12-01
Acier — Détermination de l’épaisseur
des couches durcies superficielles
Steel — Determination of the thickness of surface-hardened layers
Numéro de référence
©
ISO 2016
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
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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.
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Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Symboles, abréviations et désignations . 3
5 Principe . 3
6 Appareillage . 3
7 Éprouvette . 4
7.1 Prélèvement et préparation des échantillons . 4
7.2 Préparation de la surface à examiner . 5
8 Méthode de mesure . 5
8.1 Méthode d’essai de dureté . 5
8.2 Méthode par coupe micrographique . 6
8.2.1 Épaisseur totale de la couche durcie superficiellement (THD) . 6
8.2.2 Épaisseur de la couche composite (CLT). 6
9 Évaluation des résultats . 7
9.1 Profondeur de cémentation (CHD), profondeur de durcissement superficiel (SHD)
et profondeur de nitruration (NHD) . 7
9.2 Épaisseur totale de la couche superficielle durcie (THD) . 7
9.3 Épaisseur de la couche composite (CLT) . 7
10 Rapport d’essai . 8
Annexe A (normative) Vérification de la profondeur de cémentation . 9
Annexe B (informative) Exemples de mesure de la CLT .11
Bibliographie .12
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’Organisation
mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles techniques au commerce (OTC), voir le lien
suivant: www.iso.org/iso/fr/avant-propos.html.
Le comité chargé de l’élaboration du présent document est l’ISO/TC 17, Acier, sous-comité SC 7, Méthodes
d’essai (autres que les essais mécaniques et l’analyse chimique).
Cette première édition de l’ISO 18203 annule et remplace ISO 2639:2002, ISO 3754:1976 et
ISO 4970:1979, qui fait l’objet d’une révision technique.
iv © ISO 2016 – Tous droits réservés
Introduction
Dans le passé, il existait trois normes ISO pour la mesure des couches superficielles durcies. Ces normes
employant presque le même principe de mesure, l’objectif est de rendre plus facile la maintenance des
normes et l’application de l’essai en fusionnant les trois normes.
La méthode d’estimation de l’incertitude de mesure n’est pas incluse dans la présente norme ISO. Pour
une future révision, l’incertitude de mesure pourra être indiquée sur la base d’applications réelles de
cet essai.
NORME INTERNATIONALE ISO 18203:2016(F)
Acier — Détermination de l’épaisseur des couches durcies
superficielles
1 Domaine d’application
Ce document spécifie une méthode de mesure de la profondeur de cémentation, la profondeur de
durcissement de la surface, la profondeur de la dureté de nitruration et l’épaisseur totale de la profondeur
de durcissement de la surface obtenue par exemple, par des traitements thermiques (durcissement
par flamme et par induction, durcissement par faisceau d’électrons et par faisceau laser etc.) ou
thermochimiques (carbonitruration, cémentation et durcissement, durcissement et nitruration, etc.).
NOTE Les couches superficielles durcies, peuvent être obtenues par traitement mécanique (nettoyage par
projection d’abrasif, grenaillage de précontrainte, etc.). L’épaisseur de ces couches est généralement faible. Pour
mesurer le profil de profondeur durcie on peut exiger la force d’essai inférieure du test de dureté.
2 Références normatives
Les documents suivants cités dans le texte constituent, pour tout ou partie de leur contenu, des
exigences du 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 4545-1, Matériaux métalliques — Essai de dureté Knoop — Partie 1: Méthode d’essai
ISO 4545-2, Matériaux métalliques — Essai de dureté Knoop — Partie 2: Vérification et étalonnage des
machines d’essai
ISO 6507-1, Matériaux métalliques — Essai de dureté Vickers — Partie 1: Méthode d’essai
ISO 6507-2, Matériaux métalliques — Essai de dureté Vickers — Partie 2: Vérification et étalonnage des
machines d’essai
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
profondeur de cémentation
CHD
distance selon l’axe normal entre la surface et la couche ayant une dureté de 550 HV conformément à
l’ISO 6507-1 ou une dureté équivalente Knoop conformément à l’ISO 4545-1
Note 1 à l’article: Pour les aciers qui présentent une dureté supérieure à 450 HV à une distance à la surface égale
à trois fois la profondeur de cémentation (déterminée avec une valeur limite de dureté de 550HV), une valeur
limite de dureté supérieure à 550 HV – par palier de 25 unités – peut être choisie pour la détermination de la
profondeur de cémentation par accord entre les parties intéressées.
Note 2 à l’article: En général, l’opération de cémentation consiste en une cémentation ou carbonitruration suivie
d’un traitement de durcissement par trempe (voir ISO 4885)
3.2
profondeur de durcissement superficiel
SHD
distance entre la surface du produit et la couche pour laquelle HV est égale à la valeur spécifiée par le
terme «dureté limite»
Note 1 à l’article: La dureté limite est une fonction de la dureté superficielle minimale requise pour la pièce,
donnée par la formule suivante:
dureté limite (HV) = A x dureté superficielle minimale (HV)
Note 2 à l’article: A en général est égal à 0.80. D’autres valeurs peuvent être utilisées
Note 3 à l’article: La mesure de la SHD doit être appliquée pour les pièces qui, dans l’état de surface durcie, ont
une dureté inférieure (dureté limite - 100 HV) à une distance 3x SHD de la surface. Lorsque ces conditions ne sont
pas remplies, la définition de SHD doit être convenue entre les parties intéressées.
Note 4 à l’article: Des valeurs limites de dureté recommandées sont données dans le Tableau 1
Tableau 1 — Valeurs limites recommandées de dureté de SHD
Dureté de surface
Limite de dureté
minimum
HV
HV
300 à 330 250
335 à 355 275
360 à 385 300
390 à 420 325
425 à 455 350
460 à 480 375
485 à 515 400
520 à 545 425
550 à 575 450
580 à 605 475
610 à 635 500
640 à 665 525
670 à 705 550
710 à 730 575
735 à 765 600
770 à 795 625
800 à 835 650
840 à 865 675
3.3
épaisseur de la couche composite
CLT
épaisseur de la couche de surface formée pendant le traitement thermochimique et constituée des
composés chimiques issus des éléments introduits pendant le traitement et de certains éléments
provenant du métal de base.
2 © ISO 2016 – Tous droits réservés
3.4
profondeur de nitruration
NHD
distance de la surface de la couche nitrurée jusqu’au point où la limite de dureté du matériau est
supérieure de 50 HV de la dureté à cœur.
Note 1 à l’article: La dureté de base est déterminée par au moins 3 mesures de dureté et arrondie au multiple le
plus proche de 10 HV
3.5
épaisseur totale de la couche durcie superficiellement
THD
distance de la surface examinée à la limite qui indique une dureté identique à celle de la matrice
Note 1 à l’article: La distance est souvent par la méthode par microstructure, qui est la distance de la surface
examinée au-delà de laquelle aucune variation visible de la structure n’est détectée, par comparaison à la
structure du métal non affecté. La méthode par microstructure n’indique pas une valeur aussi profonde que la
méthode par la dureté.
4 Symboles, abréviations et désignations
Les symboles et abréviations utilisés dans ce document et les désignations correspondantes sont
donnés dans le Tableau 2.
Tableau 2 — Symboles, abréviations et désignations
Symbole/
Unité Désignation
abréviation
di mm distance entre le centre de chaque empreinte individuelle et la surface
Δd mm distance entre les centres de deux empreintes adjacentes
CHD mm profondeur de cémentation
SHD mm profondeur de durcissement superficiel
CLT μm épaisseur de la couche composite
NHD mm profondeur de nitruration
THD mm épaisseur totale de la couche durcie superficiellement
H HV Limite de dureté
limit
5 Principe
La prof
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.
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