ISO 148-3:2016
(Main)Metallic materials — Charpy pendulum impact test — Part 3: Preparation and characterization of Charpy V-notch test pieces for indirect verification of pendulum impact machines
Metallic materials — Charpy pendulum impact test — Part 3: Preparation and characterization of Charpy V-notch test pieces for indirect verification of pendulum impact machines
ISO 148-3:2016 specifies the requirements, preparation and methods for qualifying test pieces used for the indirect verification of pendulum impact testing machines in accordance with ISO 148‑2. It specifies notched test pieces with nominal dimensions identical to those specified in ISO 148‑1; however, the tolerances are more stringent. NOTE 1 The chemical composition or heat treatment, or both, are varied according to the energy level desired. NOTE 2 Reference test pieces are qualified on reference pendulum impact testing machines which are also described in this part of ISO 148.
Matériaux métalliques — Essai de flexion par choc sur éprouvette Charpy — Partie 3: Préparation et caractérisation des éprouvettes Charpy à entaille en V pour la vérification indirecte des machines d'essai mouton-pendule
ISO 148-3:2016 couvre les exigences, la préparation et les méthodes de qualification des éprouvettes utilisées pour la vérification indirecte des machines d'essai de flexion par choc (moutons-pendules) conformément à l'ISO 148‑2. Elle décrit les éprouvettes à entaille, de dimensions nominales identiques à celles spécifiées dans l'ISO 148‑1. Cependant, les tolérances sont plus serrées. NOTE 1 La composition chimique ou le traitement thermique, ou les deux, sont variables selon le niveau d'énergie de rupture choisi. NOTE 2 Les éprouvettes de référence sont qualifiées sur des moutons-pendules de référence qui sont également décrits dans le présent document.
General Information
- Status
- Published
- Publication Date
- 11-Oct-2016
- Technical Committee
- ISO/TC 164/SC 4 - Fatigue, fracture and toughness testing
- Drafting Committee
- ISO/TC 164/SC 4/WG 2 - Pendulum impact toughness
- Current Stage
- 9092 - International Standard to be revised
- Start Date
- 29-Sep-2023
- Completion Date
- 12-Feb-2026
Relations
- Effective Date
- 09-Feb-2026
- Effective Date
- 12-Feb-2026
- Effective Date
- 13-Apr-2013
Overview
ISO 148-3:2016 - part 3 of the ISO 148 series - defines the requirements for preparing and characterizing Charpy V‑notch test pieces used for the indirect verification of pendulum impact testing machines. It specifies how reference test pieces (with nominal dimensions matching ISO 148‑1 but with more stringent tolerances) are produced, qualified and certified so they can be used to verify machine performance in accordance with ISO 148‑2.
Key topics and technical requirements
- Scope and purpose: Qualification of reference Charpy V‑notch test pieces for indirect verification of pendulum impact machines.
- Reference testing machines: Characteristics and verification requirements (geometrical characteristics, capacity, hardness, vibration, energy‑indicating mechanism) for machines used to assign certified values.
- Test piece specification: Material selection, heat treatment/chemical composition adjusted to target energy levels, dimensional tolerances and marking requirements.
- Batching and sets: Definitions and procedures for batches, characterization sets, reference sets, and how to select sets for machine verification.
- Certification and traceability: Assignment of a certified reference absorbed energy (K_R) with stated uncertainty and accompanying certificates, consistent with requirements for certified reference materials.
- Homogeneity and uncertainty: Procedures for assessing batch homogeneity and for calculating the uncertainty of the certified KV value (informative annex included).
- Normative references: Interactions with ISO 148‑1 (test method) and ISO 148‑2 (machine verification); references to guides such as ISO Guide 34 and GUM for uncertainty and CRM production.
Applications and users
ISO 148-3 is intended for organizations involved in:
- Calibration and verification laboratories that qualify pendulum impact machines using reference materials.
- Material producers, test-house operators and quality assurance teams who supply or accept metallic materials based on Charpy impact results.
- Manufacturers of impact testing machines and national metrology institutes that maintain reference machines and issue certified reference test pieces.
- Standards bodies and accreditation organizations responsible for conformity assessment and traceability of mechanical testing.
Practical benefits include improved inter‑machine agreement, traceable certification of reference pieces, and a documented basis for indirect verification when acceptance testing of materials depends on consistent Charpy results.
Related standards
- ISO 148‑1: Charpy pendulum impact test - Test method
- ISO 148‑2: Charpy pendulum impact test - Verification of testing machines
- EN 10045‑2 and ASTM E23 (other standards that require reference test pieces)
- ISO Guide 34 and GUM (for CRM production and uncertainty analysis)
Keywords: ISO 148-3, Charpy pendulum impact test, Charpy V‑notch, reference test pieces, indirect verification, pendulum impact machines, ISO 148‑2, certified reference material.
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Institute of Metals and Technology. Materials testing, metallurgical analysis, NDT.
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Frequently Asked Questions
ISO 148-3:2016 is a standard published by the International Organization for Standardization (ISO). Its full title is "Metallic materials — Charpy pendulum impact test — Part 3: Preparation and characterization of Charpy V-notch test pieces for indirect verification of pendulum impact machines". This standard covers: ISO 148-3:2016 specifies the requirements, preparation and methods for qualifying test pieces used for the indirect verification of pendulum impact testing machines in accordance with ISO 148‑2. It specifies notched test pieces with nominal dimensions identical to those specified in ISO 148‑1; however, the tolerances are more stringent. NOTE 1 The chemical composition or heat treatment, or both, are varied according to the energy level desired. NOTE 2 Reference test pieces are qualified on reference pendulum impact testing machines which are also described in this part of ISO 148.
ISO 148-3:2016 specifies the requirements, preparation and methods for qualifying test pieces used for the indirect verification of pendulum impact testing machines in accordance with ISO 148‑2. It specifies notched test pieces with nominal dimensions identical to those specified in ISO 148‑1; however, the tolerances are more stringent. NOTE 1 The chemical composition or heat treatment, or both, are varied according to the energy level desired. NOTE 2 Reference test pieces are qualified on reference pendulum impact testing machines which are also described in this part of ISO 148.
ISO 148-3:2016 is classified under the following ICS (International Classification for Standards) categories: 77.040.10 - Mechanical testing of metals. The ICS classification helps identify the subject area and facilitates finding related standards.
ISO 148-3:2016 has the following relationships with other standards: It is inter standard links to EN ISO 21028-2:2018, EN ISO 148-3:2016, ISO 148-3:2008. Understanding these relationships helps ensure you are using the most current and applicable version of the standard.
ISO 148-3:2016 is available in PDF format for immediate download after purchase. The document can be added to your cart and obtained through the secure checkout process. Digital delivery ensures instant access to the complete standard document.
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 148-3
Third edition
2016-10-15
Metallic materials — Charpy
pendulum impact test —
Part 3:
Preparation and characterization of
Charpy V-notch test pieces for indirect
verification of pendulum impact
machines
Matériaux métalliques — Essai de flexion par choc sur éprouvette
Charpy —
Partie 3: Préparation et caractérisation des éprouvettes Charpy
à entaille en V pour la vérification indirecte des machines d’essai
mouton-pendule
Reference number
©
ISO 2016
© ISO 2016, Published in Switzerland
All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced or utilized otherwise in any form
or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting on the internet or an intranet, without prior
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ii © ISO 2016 – All rights reserved
Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
3.1 Definitions pertaining to the machine . 1
3.2 Definitions pertaining to energy . 2
3.3 Definitions related to groups of test pieces . 2
3.4 Definitions pertaining to test pieces . 2
4 Symbols and abbreviated terms . 3
5 Reference testing machine . 4
5.1 Characteristics . 4
5.1.1 General. 4
5.1.2 Geometrical characteristics (see Table 2 and Figures 1 and 2) . 5
5.1.3 Capacity . 5
5.1.4 Hardness . 5
5.1.5 Vibration . 6
5.1.6 Energy-indicating mechanism . 6
5.2 Verification of reference testing machine . 6
6 Reference test pieces . 6
6.1 General . 6
6.2 Material . 6
6.3 Dimensions . 7
6.4 Marking . 7
6.5 Qualification of a batch of reference test pieces . 7
6.6 Reference test piece sets . 8
7 Certificates for reference test pieces . 8
8 Notes for using sets of reference test pieces . 8
Annex A (informative) Uncertainty of the certified KV value of Charpy reference materials .11
Bibliography .18
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 164, Mechanical testing of metals, Subcommittee
SC 4, Toughness testing — Fracture (F), Pendulum (P), Tear (T).
This third edition cancels and replaces the second edition (ISO 148-3:2008), which has been technically
revised.
ISO 148 consists of the following parts, under the general title Metallic materials — Charpy pendulum
impact test:
— Part 1: Test method
— Part 2: Verification of testing machines
— Part 3: Preparation and characterization of Charpy V-notch test pieces for indirect verification of
pendulum impact machines
iv © ISO 2016 – All rights reserved
Introduction
The suitability of a pendulum impact testing machine for acceptance testing of metallic materials has
usually been based on a calibration of its scale and verification of compliance with specified dimensions,
such as the shape and spacing of the anvils supporting the test piece. The scale calibration is commonly
verified by measuring the mass of the pendulum and its elevation at various scale readings. This
procedure for evaluation of machines had the distinct advantage of requiring only measurements
of quantities that could be traced to national standards. The objective nature of these traceable
measurements minimized the necessity for arbitration regarding the suitability of the machines for
material acceptance tests.
However, sometimes two machines that had been evaluated by the direct-verification procedures
described above, and which met all dimensional requirements, were found to give significantly different
impact values when testing test pieces of the same material.
This difference was commercially important when values obtained using one machine met the material
specification, while the values obtained using the other machine did not. To avoid such disagreements,
some purchasers of materials added the requirement that all pendulum impact testing machines used
for acceptance testing of material sold to them should be indirectly verified by testing reference test
pieces supplied by them. A machine was considered acceptable only if the values obtained using the
machine agreed, within specified limits, with the value furnished with the reference test pieces.
Successful experience in the use of reference test pieces led to the requirement in ISO 148-2 that
indirect verification should be performed using reference test pieces in addition to direct verification.
Other standards and codes also require indirect verification using reference test pieces; for example,
[1] [2]
EN 10045-2 (now obsolete) and ASTM E23 require the use of reference test pieces. The purpose of
this part of ISO 148 is to specify the requirements, preparation and methods for qualifying test pieces
used for the indirect verification of pendulum impact testing machines.
INTERNATIONAL STANDARD ISO 148-3:2016(E)
Metallic materials — Charpy pendulum impact test —
Part 3:
Preparation and characterization of Charpy V-notch
test pieces for indirect verification of pendulum impact
machines
1 Scope
This part of ISO 148 specifies the requirements, preparation and methods for qualifying test pieces
used for the indirect verification of pendulum impact testing machines in accordance with ISO 148-2.
It specifies notched test pieces with nominal dimensions identical to those specified in ISO 148-1;
however, the tolerances are more stringent.
NOTE 1 The chemical composition or heat treatment, or both, are varied according to the energy level desired.
NOTE 2 Reference test pieces are qualified on reference pendulum impact testing machines which are also
described in this part of ISO 148.
2 Normative references
The following referenced documents, in whole or in part, are normatively referenced in this document
and are indispensable for its application. For dated references, only the edition cited applies. For
undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 148-1, Metallic materials — Charpy pendulum impact test — Part 1: Test method
ISO 148-2, Metallic materials — Charpy pendulum impact test — Part 2: Verification of testing machines
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
3.1 Definitions pertaining to the machine
3.1.1
industrial machine
pendulum impact testing machine used for industrial, general or most research-laboratory testing of
metallic materials
Note 1 to entry: These machines are not used to establish reference values.
3.1.2
reference machine
pendulum impact testing machine used to determine certified values for batches of reference test pieces
3.2 Definitions pertaining to energy
3.2.1
total absorbed energy
K
T
total absorbed energy required to break a test piece with a pendulum impact testing machine, which is
not corrected for any losses of energy
Note 1 to entry: It is equal to the difference in the potential energy from the starting position of the pendulum to
the end of the first half swing during which the test piece is broken.
3.2.2
absorbed energy
K
energy required to break a test piece with a pendulum impact testing machine, after correction for
energy losses
Note 1 to entry: The letter V or U is used to indicate the notch geometry, i.e. KV or KU. The number 2 or 8 is used
as a subscript to indicate the radius of the striking edge of the striker, for example KV .
3.2.3
reference absorbed energy
K
R
certified value of absorbed energy assigned to the test pieces used to verify the performance of
pendulum impact testing machines
3.3 Definitions related to groups of test pieces
3.3.1
batch
definite quantity of reference test pieces manufactured under identical conditions of production, with a
common certified absorbed energy
3.3.2
set
group of test pieces chosen at random from a batch
3.3.2.1
characterization set
set of test pieces taken from a batch and used to determine the reference energy of the batch
3.3.2.2
reference set
set of test pieces used to verify a pendulum impact testing machine
3.4 Definitions pertaining to test pieces
3.4.1
width
W
distance between the notched face and the opposite face
Note 1 to entry: In previous versions of the ISO 148 series (prior to 2016), the distance between the notched face
and the opposite face was specified as “height”. Changing this dimension to “width” makes ISO 148-1 consistent
with the terminology used in other ISO fracture standards.
2 © ISO 2016 – All rights reserved
3.4.2
thickness
B
dimension perpendicular to the width and parallel to the notch
Note 1 to entry: In previous versions of the ISO 148 series (prior to 2016), the dimension perpendicular to
the width that is parallel to the notch was specified as “width”. Changing this dimension to “thickness” makes
ISO 148-1 consistent with the terminology used in other ISO fracture standards.
3.4.3
length
L
largest dimension perpendicular to the notch
3.4.4
reference test piece
impact test piece used to verify the suitability of a pendulum impact testing machine by comparing
the indicated absorbed energy measured by that machine to the reference absorbed energy associated
with the test pieces
3.4.5
certified reference test piece
impact test piece accompanied by a certificate providing the certified absorbed energy value, K , and
R
its uncertainty at a stated level of confidence
Note 1 to entry: The certified reference value is the value determined by a certified national or international
body, or by an organization accredited for the production of certified Charpy reference test pieces in accordance
[3]
with ISO Guide 34 , following the procedures described in this part of ISO 148.
4 Symbols and abbreviated terms
Table 1 — Symbols/abbreviated terms and their designations and units
Symbol/
Unit Designation
abbreviated term
CRM — certified reference material
GUM — guide to the expression of uncertainty in measurement
k — coverage factor
K J absorbed energy
K J total absorbed energy
T
K J reference absorbed energy of a set of Charpy reference test pieces
R
absorbed energy as measured in accordance with ISO 148-1 on a V-notched
K J
V
sample
KV value as determined for a batch of V-notched Charpy reference materials in
KV J
char
a batch certification characterization exercise
KV J certified K value of a PB reference material
PB V
KV J certified K value of a Charpy reference material
R V
KV J certified K value of an SB reference material
SB V
n — number of samples tested for the homogeneity assessment
hom
n — number of PB specimens used to compare SB with PB
PB
n — number of SB specimens used to compare SB with PB
SB
number of reference samples tested for the indirect verification of a pendulum
n —
V
impact testing machine
p — number of laboratories/instruments participating in a laboratory comparison
Table 1 (continued)
Symbol/
Unit Designation
abbreviated term
PB — primary batch
REMCO — ISO Committee on Reference Materials
RM — reference material
SB — secondary batch
s J standard deviation of the mean K values obtained at p laboratories
p V
standard deviation of results obtained on n PB samples when comparing
PB
s J
PB
them with n SB samples
SB
standard deviation of the K values obtained on n samples in the homoge-
V hom
s J
RM
neity assessment of the batch of reference material
u J standard uncertainty of KV
char char
u J standard uncertainty of KV for a PB
char,PB char
u J standard uncertainty of KV for an SB
char,SB char
u J standard uncertainty of the homogeneity assessment of the reference material
hom
standard uncertainty of the long-term-stability assessment of the reference
u J
lts
material
standard uncertainty of the certified value of a reference material used for
u J
RM
indirect verification
expanded uncertainty of the certified value of a reference material at a confi-
U J
RM
dence level of about 95 %
standard uncertainty of the short-term-stability assessment of a reference
u J
sts
material
u J standard uncertainty of X
XPB PB
J
u standard uncertainty of X
XSB SB
X J mean of n specimens used to compare SB with PB
PB
PB
J mean of n specimens used to compare SB with PB
X
SB
SB
δKV J part of the error of the measured KV value due to batch heterogeneity
hom
J part of the error of the measured KV value due to long-term instability
δKV
lts
δKV J part of the error of the measured KV value due to short-term instability
sts
v — degrees of freedom corresponding to u
char char
v — degrees of freedom corresponding to u
hom hom
v — degrees of freedom corresponding to u
RM RM
5 Reference testing machine
5.1 Characteristics
5.1.1 General
The characteristics of reference machines used to determine the reference energy of reference test
pieces shall comply with the requirements of ISO 148-2 except as modified below.
4 © ISO 2016 – All rights reserved
5.1.2 Geometrical characteristics (see Table 2 and Figures 1 and 2)
The following geometrical characteristics apply:
+01, 0
a) the radius of the anvils shall be 1 mm ;
00, 0
+01, 0
b) the distance between the anvils shall be 40 mm ;
00, 0
c) the striking edge shall be within ±0,25 mm of the plane of symmetry of the anvils.
Table 2 — Geometrical characteristics
Reference
Designation Value Tolerance Units
a
number
+0,00
1 Length of test piece 55,00 * mm
−0,30
2 Half-length of test piece 27,5 ±0,2 * mm
3 Width of test piece 10,00 ±0,06 mm
4 Thickness of test piece 10,00 ±0,07 * mm
5 Ligament length 8,00 ±0,06 mm
6 Angle of notch 45,0 ±1,0 * °
7 Radius at base of notch 0,250 ±0,025 mm
8 Angle between adjacent faces 90,00 ±0,15 * °
Angle between plane of symmetry of notch and longitudinal
9 90 ±2 °
axis
+0,10
10 Radius of anvils 1,00 * mm
−0,00
11 Angle of taper of anvils 11 ±1,0 °
+0,10
12 Distance between anvils 40,00 * mm
−0,00
13 Distance of striking edge from plane of symmetry of anvils — ±0,25 * mm
14 Angle of striker 30 ±1 °
+0,20
15A Radius of striking edge of 2 mm striker 2,00 * mm
−0,00
15B Radius of striking edge of 8 mm striker 8,00 ±0.05 mm
+0,50
15C Radius of shoulder of 8 mm striker 0,25 mm
−0,05
15D Width of striking edge of 8 mm striker 4,00 ±0,20 mm
NOTE 1 Tolerances followed by an asterisk * are tighter than those in ISO 148-1 or ISO 148-2.
NOTE 2 See Figures 1 and 2.
a
See Figure 1.
5.1.3 Capacity
The capacity of a reference machine (nominal initial potential energy) shall be appropriate for the
specimens to be tested and certified with it. Certified energies shall not exceed 80 % of the machine
capacity.
5.1.4 Hardness
The portions of the striker and the anvils (see Figure 1) that contact the specimen and apply or react to
the impacting force shall have a minimum hardness of 56 HRC.
5.1.5 Vibration
Ensure that the reference machine is not subjected to external vibrations induced by other equipment
in close proximity, such as forging hammers, presses, moving vehicles. The machine shall also be free of
excessive vibrations during an impact test.
NOTE Such vibrations can be detected by placing a small container of water at any convenient location on
the machine framework; the absence of ripples on the water surface during an impact test indicates that this
requirement has been met. Excessive vibration in a machine firmly fastened to the floor indicates the need for a
separate foundation and/or the use of vibration isolators.
5.1.6 Energy-indicating mechanism
The resolution shall be at least 1/400 of the nominal energy.
5.2 Verification of reference testing machine
Direct verification shall be carried out in accordance with ISO 148-2 and with the additional
requirements of 5.1.
Indirect verification shall be carried out using certified reference test piece. The repeatability and the
bias shall be as specified in Table 3.
All equipment used for inspection and verification of a reference testing machine shall be calibrated
and shall have a certified traceability to the SI System (the international system of units). The body
performing the verification shall maintain calibration records for all inspection, measurement and test
equipment.
The dates and details of all inspections and repairs shall be documented and maintained for each
reference machine by the owner of the machine.
Table 3 — Repeatability and bias of reference pendulum impact testing machines
Absorbed energy Repeatability Allowed bias
K
<40 J ≤2 J ±2 J
≥40 J ≤5 % of K ±5 % of K
R R
Repeatability is the standard deviation of the K values measured on a least 10 reference test pieces.
R
Bias is given by KK-
R
where
KK++KK++ �
12 3 n
K =�
n
where n ≥ 10.
6 Reference test pieces
6.1 General
Guidelines for the preparation, certification, and use of (certified) reference materials have been drawn
up by ISO REMCO, the ISO Committee on reference materials (see References [3] to [7]). The procedures
described below provide more details, specific to the case of Charpy reference test pieces.
6.2 Material
All the test pieces from a batch shall come from a single ingot or melt.
6 © ISO 2016 – All rights reserved
All test pieces shall be made of steel. The composition of the test pieces is not specified. Batches with
different energy levels may have different compositions.
All test pieces from a batch shall receive the same heat treatment.
For each batch, the level for the reference absorbed energy is characterized by using one of the
following ranges:
— Low: <30 J
— Medium: ≥30 J to 110 J
— High: ≥110 J to 200 J
— Ultra-high: ≥200 J
6.3 Dimensions
The reference test pieces shall meet the dimensional requirements given in Table 2.
NOTE These dimensions are identical with those in ISO 148-1, except that some of the tolerances are tighter.
The radius at the base of the notch shall be tangential to the notch angle.
The surface finish, Ra, shall not exceed 1,6 µm on the notched surface and 3,2 µm on the other surfaces.
6.4 Marking
All test pieces shall be permanently marked so that each test piece can be distinguished from all
the others.
The test piece may be marked on any face not in contact with supports, anvils or striker and at a position
such that plastic deformation and surface discontinuities caused by marking do not affect the absorbed
energy measured in the test.
6.5 Qualification of a batch of reference test pieces
6.5.1 Any group of test pieces meeting the requirements of 6.2, 6.3 and 6.4 may be used as the batch
from which reference test pieces are randomly selected.
6.5.2 To determine the reference energy of a batch, draw one or more sets of at least 25 test pieces at
random from the batch and test them on one or more reference machine(s). Take the reference absorbed
energy of the batch as the grand average of the values obtained for the 25 or more test pieces, or as the
average of the mean values obtained on the different reference machines.
NOTE The certified values can be determined using other methods, providing the method used conforms to
[7]
ISO Guide 34 and ISO Guide 35 .
6.5.3 Also calculate the standard deviation. The standard deviation shall be as specified in Table 4.
Table 4 — Maximum allo
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 148-3
Troisième édition
2016-10-15
Matériaux métalliques — Essai de
flexion par choc sur éprouvette
Charpy —
Partie 3:
Préparation et caractérisation des
éprouvettes Charpy à entaille en V
pour la vérification indirecte des
machines d’essai mouton-pendule
Metallic materials — Charpy pendulum impact test —
Part 3: Preparation and characterization of Charpy V-notch test
pieces for indirect verification of pendulum impact machines
Numéro de référence
©
ISO 2016
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ii © ISO 2016 – Tous droits réservés
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
3.1 Définitions relatives à la machine . 1
3.2 Définitions relatives à l’énergie . 2
3.3 Définitions relatives à un groupe d’éprouvettes . 2
3.4 Définitions relatives à l’éprouvette . . 2
4 Symboles et abréviations . 3
5 Machine d’essai de référence . 4
5.1 Caractéristiques . 4
5.1.1 Généralités . 4
5.1.2 Caractéristiques géométriques (voir Tableau 2 et Figures 1 et 2) . . 4
5.1.3 Capacité. 5
5.1.4 Dureté . 5
5.1.5 Vibration . 6
5.1.6 Indicateur d’énergie . 6
5.2 Vérification de la machine d’essai de référence. 6
6 Éprouvettes de référence . 6
6.1 Généralités . 6
6.2 Matériau . 7
6.3 Dimensions . 7
6.4 Marquage . 7
6.5 Qualification d’un lot d’éprouvettes de référence . 7
6.6 Jeux d’éprouvettes de référence . 8
7 Certificat des éprouvettes de référence . 8
8 Remarques sur l’emploi des jeux d’éprouvettes de référence . 9
Annexe A (informative) Incertitude de la valeur de KV certifiée d’un matériau de
référence Charpy .11
Bibliographie .19
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.
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.
L’ISO 148-3 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 164, Essais mécaniques des métaux, sous-
comité SC 4, Essais de ténacité — Fracture (F), Pendulum (P), Déchirage (T).
Cette troisième édition annule et remplace la deuxième édition (ISO 148-3:2008), qui a fait l’objet d’une
révision technique.
L’ISO 148 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Matériaux métalliques — Essai
de flexion par choc sur éprouvette Charpy:
— Partie 1: Méthode d’essai
— Partie 2: Vérification des machines d’essai
— Partie 3: Préparation et caractérisation des éprouvettes Charpy à entaille en V pour la vérification
indirecte des machines d’essai mouton-pendule
iv © ISO 2016 – Tous droits réservés
Introduction
La conformité d’un mouton-pendule pour l’essai de réception de matériaux métalliques était
habituellement basée sur l’étalonnage de son échelle et la vérification de la conformité des dimensions
spécifiées, telles que la forme et la distance entre les appuis supportant l’éprouvette. L’étalonnage
de l’échelle est communément vérifié par la mesure de la masse du pendule et de sa position pour
différentes lectures sur l’échelle. Ce mode opératoire d’évaluation de la machine avait le net avantage
de requérir seulement des mesures de quantités qui peuvent présenter une traçabilité à des normes
nationales. La nature objective de telles mesures traçables réduisait la nécessité d’arbitrage concernant
la conformité des machines pour les essais de réception de matière.
Cependant, deux machines qui ont été évaluées par le mode opératoire de vérification directe décrit
ci-dessus, et qui ont satisfait toutes deux aux exigences dimensionnelles, peuvent donner quelquefois
des valeurs d’énergie de rupture significativement différentes lors d’essais sur des éprouvettes d’un
même matériau. Cette différence est importante commercialement lorsque les valeurs obtenues sur une
machine répondent à la spécification de matériau tandis que celles obtenues sur l’autre machine ne sont
pas satisfaisantes.
Afin d’éviter de tels désaccords, certains acheteurs de matériaux ajoutaient l’exigence que toutes les
machines d’essai de flexion utilisées pour l’essai de réception de matière qui leur est vendu soient
vérifiées de façon indirecte par l’utilisation d’éprouvettes de référence fournies par leurs soins. Une
machine est considérée comme acceptable uniquement si les valeurs obtenues avec la machine satisfont,
dans les limites spécifiées, à la valeur fournie avec les éprouvettes de référence.
Le succès de l’expérience menée avec des éprouvettes de référence a conduit à l’exigence de
l’ISO 148-2 qu’une vérification indirecte doit être effectuée à l’aide d’éprouvettes de référence, en
plus de la vérification directe. D’autres normes et codes exigent également la vérification indirecte à
[1] [2]
l’aide d’éprouvettes de référence; par exemple l’EN 10045-2, et l’ASTM E 23, exigent l’utilisation
d’éprouvettes de référence. L’objet de la présente partie de l’ISO 148 est de spécifier les exigences,
la préparation et les méthodes de qualification de ces éprouvettes de référence utilisées pour la
vérification indirecte des machines d’essai de flexion par choc.
NORME INTERNATIONALE ISO 148-3:2016(F)
Matériaux métalliques — Essai de flexion par choc sur
éprouvette Charpy —
Partie 3:
Préparation et caractérisation des éprouvettes Charpy à
entaille en V pour la vérification indirecte des machines
d’essai mouton-pendule
1 Domaine d’application
La présente partie de l’ISO 148 couvre les exigences, la préparation et les méthodes de qualification des
éprouvettes utilisées pour la vérification indirecte des machines d’essai de flexion par choc (moutons-
pendules) conformément à l’ISO 148-2.
Elle décrit les éprouvettes à entaille, de dimensions nominales identiques à celles spécifiées dans
l’ISO 148-1. Cependant, les tolérances sont plus serrées.
NOTE 1 La composition chimique ou le traitement thermique, ou les deux, sont variables selon le niveau
d’énergie de rupture choisi.
NOTE 2 Les éprouvettes de référence sont qualifiées sur des moutons-pendules de référence qui sont
également décrits dans le présent document.
2 Références normatives
Les documents suivants, en tout ou partie, sont référencés de façon normative dans le présent document
et sont indispensables à son application. 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 148-1, Matériaux métalliques — Essai de flexion par choc sur éprouvette Charpy — Méthode d’essai.
ISO 148-2, Matériaux métalliques — Essai de flexion par choc sur éprouvette Charpy — Vérification des
machines d’essai.
3 Termes et définitions
Pour les besoins de la présente partie de l’ISO 148, les termes et définitions suivants s’appliquent.
3.1 Définitions relatives à la machine
3.1.1
machine industrielle
mouton-pendule utilisé pour des essais industriels, ou, plus généralement, en laboratoire de recherche,
effectués sur des matériaux métalliques
Note 1 à l’article: Ces machines ne sont pas utilisées pour établir des valeurs de référence.
3.1.2
machine de référence
mouton-pendule utilisé pour la détermination de l’énergie de référence d’un lot d’éprouvettes de
référence
3.2 Définitions relatives à l’énergie
3.2.1
énergie absorbée totale
K
T
énergie totale requise pour rompre une éprouvette avec un mouton-pendule, sans correction d’aucune
perte d’énergie
Note 1 à l’article: Elle est égale à la différence d’énergie potentielle entre la position initiale du pendule et la
position de celui-ci à la fin de la première demi-oscillation pendant laquelle est rompue l’éprouvette.
3.2.2
énergie absorbée
K
énergie requise pour rompre une éprouvette avec un mouton-pendule, après correction pour les pertes
d’énergie
Note 1 à l’article: La lettre V ou U est utilisée pour indiquer la géométrie de l’entaille, par exemple KV ou KU. Le
chiffre 2 ou 8 est utilisé comme indice pour indiquer le rayon de l’arête du couteau, par exemple KV .
3.2.3
énergie de référence
K
R
énergie absorbée moyenne associée aux éprouvettes utilisées pour vérifier les performances des
moutons-pendules
3.3 Définitions relatives à un groupe d’éprouvettes
3.3.1
lot
quantité définie d’éprouvettes de référence fabriquées dans des conditions identiques de production et
présentant la même valeur certifiée d’énergie absorbée
3.3.2
jeu
groupe d’éprouvettes choisies au hasard dans un lot
3.3.2.1
jeu de caractérisation
jeu d’éprouvettes prélevées dans un lot conformément à l’Article 6 et utilisées pour déterminer l’énergie
de référence du lot
3.3.2.2
jeu de référence
jeu d’éprouvettes choisies conformément aux Articles 6 et 8 et utilisées pour vérifier le mouton-pendule
3.4 Définitions relatives à l’éprouvette
3.4.1
largeur
distance entre la face entaillée et la face opposée
3.4.2
épaisseur
dimension perpendiculaire à la hauteur et parallèle à l’entaille
3.4.3
longueur
dimension la plus grande, perpendiculaire à l’entaille
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3.4.4
éprouvette de référence
éprouvette de flexion par choc utilisée pour vérifier la conformité des moutons-pendules par
comparaison de l’énergie absorbée indiquée par la machine avec l’énergie absorbée de référence pour
cette éprouvette
3.4.5
éprouvette de référence certifiée
éprouvette accompagnée d’un certificat mentionnant la valeur certifiée d’énergie absorbée K et
R
l’incertitude associée, exprimée par un niveau de confiance
Note 1 à l’article: La valeur de référence certifié est la valeur déterminée par un organisme national ou
international certifié, ou par un organisme accrédité pour la production d’éprouvettes de référence certifiés
[3]
conformément au Guide ISO 34 , suivant les procédures décrites dans la présente Norme internationale.
4 Symboles et abréviations
Pour l’usage du présent document, les symboles et termes abrégés donnés dans le Tableau 1 sont
applicables.
Tableau 1 — Symboles, désignations et unités
Symbole/
Unités Désignation
abréviation
CRM — Matériau de référence certifié
GUM — Guide ISO pour l’expression de l’incertitude de mesure
ISO — Organisation internationale de normalisation
k — Facteur d’élargissement
K J Énergie absorbée
K J Énergie totale absorbée
T
K J Energie absorbée de référence d’un jeu d’éprouvettes de référence Charpy
R
K J Énergie absorbée telle que mesurée conformément à l’ISO 148-1 sur une éprouvette
V
à entaille en V
KV J Valeur de K telle que déterminée pour un lot d’éprouvettes de référence Charpy à
char V
entaille en V dans la campagne de caractérisation pour la certification d’un lot
KV J Valeur de K certifiée d’un matériau de référence PB
PB V
KV J Valeur de K certifiée d’un matériau de référence Charpy
R V
KV J Valeur de K certifiée d’un matériau de référence SB
SB V
n — Nombre d’éprouvettes soumises à essai pour l’évaluation de l’homogénéité
hom
n — Nombre d’éprouvettes PB utilisées pour comparer le SB et le PB
PB
n — Nombre d’éprouvettes SB utilisées pour comparer le SB et le PB
SB
n — Nombre d’éprouvettes de référence soumises à essai pour la vérification indirecte
V
d’un mouton-pendule
p — Nombre de laboratoires/instruments participant à une comparaison de laboratoires
PB — Lot primaire
REMCO — Comité ISO pour les matériaux de référence
RM — Matériau de référence
SB — Lot secondaire
s J Écart-type des valeurs moyennes de K obtenues par p laboratoires
p V
s J Écart-type des résultats obtenus sur n éprouvettes du PB lors de leur comparai-
PB PB
son avec n éprouvettes du SB
SB
Tableau 1 (suite)
Symbole/
Unités Désignation
abréviation
s J Écart-type des valeurs de K obtenues sur n éprouvettes dans les évaluations
RM V hom
d’homogénéité du lot du matériau de référence
u J Incertitude-type de KV
char char
u J Incertitude-type de KV pour un PB
char,PB char
u J Incertitude-type de KV pour un SB
char,SB char
u J Incertitude-type de l’évaluation d’homogénéité du matériau de référence
hom
u J Incertitude-type de l’évaluation de stabilité à long terme du matériau de référence
lts
u J Incertitude-type de la valeur certifiée d’un matériau de référence utilisé pour la
RM
vérification indirecte
U J Incertitude étendue de la valeur certifiée d’un matériau de référence avec un
RM
niveau de confiance d’environ 95 %,
u J Incertitude-type de l’évaluation de stabilité à court terme du matériau de référence
sts
J
u Incertitude-type de X
XPB PB
J
u Incertitude-type de X
XSB SB
J Moyenne de n éprouvettes utilisées pour comparer le SB au PB
PB
X
PB
J Moyenne de n éprouvettes utilisées pour comparer le SB au PB
SB
X
SB
J Partie de l’erreur de la valeur de KV mesurée due à l’hétérogénéité du lot
δKV
hom
J Partie de l’erreur de la valeur de KV mesurée due à l’instabilité à long terme
δKV
lts
J Partie de l’erreur de la valeur de KV mesurée due à l’instabilité à court terme
δKV
sts
ν — Degrés de liberté correspondant à u
char char
ν — Degrés de liberté correspondant à u
hom hom
ν — Degrés de liberté correspondant à u
RM RM
5 Machine d’essai de référence
5.1 Caractéristiques
5.1.1 Généralités
Les caractéristiques des machines de référence utilisées pour la détermination de l’énergie de
référence des éprouvettes de référence doivent satisfaire aux exigences de l’ISO 148-2, à l’exception des
modifications suivantes:
5.1.2 Caractéristiques géométriques (voir Tableau 2 et Figures 1 et 2)
Les caractéristiques géométriques suivantes s’appliquent:
+01, 0
a) Le rayon de courbure des appuis doit être 1 mm .
00, 0
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+01, 0
b) La distance entre les appuis doit être 40 mm .
00, 0
c) L’arête du couteau doit demeurer à moins de ± 0,25 mm du plan de symétrie des appuis.
Tableau 2 — Caractéristiques géométriques
Numéro de référen-
Désignation Valeur Tolérance Unités
a
ce
+0,00
1 Longueur de l’éprouvette 55,00 mm
−0,30
2 Demi-longueur de l’éprouvette 27,5 ±0,2* mm
3 Largeur de l’éprouvette 10,00 ±0,06 mm
4 Épaisseur de l’éprouvette 10,00 ±0,07* mm
5 Hauteur restant à fond d’entaille 8,00 ±0,06 mm
6 Angle de l’entaille 45,0 ±1,0* degré
7 Rayon de courbure à fond d’entaille 0,250 ±0,025 mm
8 Angle entre faces adjacentes 90,00 ±0,15* degré
Angle entre le plan de symétrie de
9 90 ±2 degré
l’entaille et l’axe longitudinal
+0,10
10 Rayon des appuis 1,00 mm
−0,00
11 Angle de dépouille des appuis 11 ±1,0 degré
+0,10
12 Distance entre appuis 40,00 mm
−0,00
Distance entre l’arête du couteau et
13 - ±0,25* mm
le plan de symétrie des appuis
14 Angle du couteau 30 ±1 degré
+0,20
15A Rayon de l’arête du couteau de 2 mm 2,00 mm
−0,00
15B Rayon de l’arête du couteau de 8 mm 8,00 ±0,05 mm
±0,50
Rayon de raccordement du couteau
15C 0,25 mm
de 8 mm
−0,05
15D Largeur de l’arête du couteau de 8 mm 4,00 ±0,05 mm
NOTE 1 Les tolérances suivies d’un (*) sont plus serrées que celles de l’ISO 148-1 ou de l’ISO 148-2.
NOTE 2 Voir les Figures 1 et 2.
a
Voir la Figure 1.
5.1.3 Capacité
La capacité de la machine de référence (énergie potentielle initiale nominale) doit être appropriée aux
éprouvettes à caractériser et certifiées avec elle. Les énergies certifiées ne doivent pas excéder 80 % de
la capacité de la machine.
5.1.4 Dureté
Les parties du couteau et des appuis (voir la Figure 1) qui sont en contact avec l’éprouvette et qui
appliquent la force d’impact ou y réagissent doivent avoir une dureté minimale de 56 HRC.
5.1.5 Vibration
La machine de référence ne doit pas être soumise à des vibrations extérieures induites par d’autres
équipements situés à proximité immédiate, telles que marteau-pilon, presses, véhicules en mouvement.
La machine doit être également exempte de vibrations excessives pendant un essai de choc.
NOTE De telles vibrations peuvent être détectées en plaçant sur le bâti de la machine, en tout emplacement
convenable, un petit récipient rempli d’eau; l’absence de rides à la surface de l’eau au cours d’un essai de choc
indique que cette exigence est satisfaite. Une vibration excessive d’une machine fixée solidement au sol indique la
nécessité d’avoir des fondations séparées ou d’utiliser des isolateurs de vibration.
5.1.6 Indicateur d’énergie
La résolution doit être d’au moins 1/400 de l’énergie nominale.
5.2 Vérification de la machine d’essai de référence
Effectuer la vérification directe conformément à l’ISO 148-2, avec les exigences supplémentaires de 5.1.
La répétabilité et l’erreur systématique doivent être comme spécifié dans le Tableau 3.
Tous les équipements utilisés pour le contrôle et la vérification d’une machine d’essai de référence
doivent être étalonnés et doivent avoir une traçabilité certifiée au Système international d’unités (SI)
par les organismes nationaux de normalisation. L’organisme effectuant la vérification doit conserver les
enregistrements d’étalonnage de tous les équipements de contrôle, de mesurage et d’essai.
Les dates et détails de tous les contrôles et réparations doivent être notés par le propriétaire de la
machine dans un journal de bord pour chaque machine de référence.
Tableau 3 — Répétabilité et erreur systématique des moutons-pendules de référence
(valeurs en Joules)
Énergie absorbée
Répétabilité Erreur systématique autorisée
K
< 40 J ≤ 2 J ± 2 J
≥ 40 J ≤ 5 % de K ± 5 % de K
R R
La répétabilité est l’écart-type des valeurs K mesurées sur au moins 10 éprouvettes de référence.
R
l’erreur est donnée par KK-
R
où
KK++KK++ �
12 3 n
K =�
n
où n ≥ 10.
6 Éprouvettes de référence
6.1 Généralités
Des directives pour la préparation, la certification et l’utilisation des matériaux de référence (certifiés)
[3]
ont été établies par l’ISO REMCO, le Comité ISO pour les matériaux de référence (voir les Références
[7]
à ). Les modes opératoires décrits ci-dessous fournissent de plus amples détails, spécifiques au cas
d’éprouvettes Charpy de référence.
6 © ISO 2016 – Tous droits réservés
6.2 Matériau
Toutes les éprouvettes d’un même lot doivent provenir d’un même lingot ou d’une même coulée.
Toutes les éprouvettes doivent être en acier. La composition des éprouvettes n’est pas spécifiée. Des lots
de différents niveaux d’énergie peuvent avoir des compositions différentes.
Toutes les éprouvettes d’un même lot doivent subir le même traitement thermique.
Pour chaque lot, l’énergie absorbée de référence doit se situer dans l’une des fourchettes suivantes:
— basse énergie: < 30 J
— énergie moyenne: ≥ 30 J et < 110 J
— haute énergie: ≥ 110 J et < 200 J
— très haute énergie: ≥ 200 J
6.3 Dimensions
Les éprouvettes de référence doivent satisfaire aux exigences dimensionnelles données dans le
Tableau 2.
NOTE Ces dimensions sont identiques à celles de l’ISO 148-1 sauf que certaines tolérances sont plus strictes.
Le rayon à fond d’entaille doit être tangent à l’angle de l’entaille.
La rugosité de surface, Ra, doit être inférieure à 1,6 µm sur la surface entaillée et à 3,2 µm sur les autres
surfaces.
6.4 Marquage
Toutes les éprouvettes doivent être marquées de façon permanente afin que chaque éprouvette puisse
être distinguée de toutes les autres.
L’éprouvette peut être marquée sur toute face qui n’est pas en contact avec les supports, les appuis ou le
couteau et à un endroit qui évite les effets d’une déformation plastique et des discontinuités de surface
sur l’énergie absorbée mesurée lors de l’essai.
6.5 Qualification d’un lot d’éprouvettes de référence
6.5.1 Tout groupe d’éprouvettes ayant satisfait aux exigences de 6.2, 6.3 et 6.4 peut être utilisé comme
un lot dans lequel les éprouvettes de référence sont choisies au hasard.
6.5.2 Pour déterminer l’énergie de référence d’un lot, choisir un ou plusieurs jeux d’au moins
25 éprouvettes au hasard dans le lot et les soumettre à essai sur une machine de référence. Prendre
l’énergie de référence du lot comme la moyenne des valeurs obtenues pour les 25 ou plus d’éprouvettes,
ou comme la moyenne des valeurs moyennes obtenues sur les différentes machines de référence.
NOTE Les valeurs certifiées peuvent être déterminées à l’aide d’autres méthodes, pourvu que la méthode
[7]
utilisée soit conforme aux Guides ISO 34 et ISO 35 .
6.5.3 Calculer également l’écart-type. Celui-ci doit être comme spécifié dans le Tableau 4.
...
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