ISO 148-1:2016

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 148-1
Third edition
2016-10-15
Metallic materials — Charpy
pendulum impact test —
Part 1:
Test method
Matériaux métalliques — Essai de flexion par choc sur éprouvette
Charpy —
Partie 1: Méthode d’essai
Reference number
©
ISO 2016
© ISO 2016, Published in Switzerland
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ii © ISO 2016 – All rights reserved

Contents Page
Foreword .iv
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
3.1 Definitions pertaining to energy . 1
3.2 Definitions pertaining to test piece . 2
4 Symbols and abbreviated terms . 2
5 Principles of the test . 3
6 Test pieces . 3
6.1 General . 3
6.2 Notch geometry . 4
6.2.1 V-notch . 4
6.2.2 U-notch . 4
6.3 Tolerance of the test pieces . 4
6.4 Preparation of the test pieces. 4
6.5 Marking of the test pieces . 4
7 Test equipment. 4
7.1 General . 4
7.2 Installation and verification . 5
7.3 Striker . 5
8 Test procedure . 5
8.1 General . 5
8.2 Friction measurement . 5
8.3 Test temperature . 6
8.4 Specimen transfer . 7
8.5 Exceeding machine capacity . 7
8.6 Incomplete fracture . 7
8.7 Test piece jamming . 8
8.8 Post-fracture inspection. 8
9 Test report . 8
9.1 Mandatory information . 8
9.2 Optional information . 8
Annex A (informative) Self-centring tongs .12
Annex B (informative) Lateral expansion.13
Annex C (informative) Fracture appearance .16
Annex D (informative) Absorbed energy vs. temperature curve and the transition temperature .19
Annex E (informative) Measurement uncertainty of an absorbed energy value, K .21
Bibliography .29
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 148-1:2009), 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

INTERNATIONAL STANDARD ISO 148-1:2016(E)
Metallic materials — Charpy pendulum impact test —
Part 1:
Test method
1 Scope
This part of ISO 148 specifies the Charpy (V-notch and U-notch) pendulum impact test method for
determining the energy absorbed in an impact test of metallic materials. This part of ISO 148 does not
cover instrumented impact testing, which is specified in ISO 14556.
Annexes B and C are based on ASTM E23 and are used with the permission of ASTM International, 100
Barr Harbor Drive, P.O. Box C700, West Conshohocken, PA 19428-2959, USA.
2 Normative references
The following referenced documents, in whole or in part, are normatively referenced in this document
and are indispensable for the application 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 148-2, Metallic materials — Charpy pendulum impact test — Part 2: Verification of testing machines
ISO 286-1, Geometrical product specifications (GPS) — ISO code system for tolerances on linear sizes —
Part 1: Basis of tolerances, deviations and fits
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
3.1 Definitions pertaining to energy
3.1.1
initial potential energy
potential energy
K
p
potential energy of the pendulum hammer prior to its release for the impact test, as determined by
direct verification
3.1.2
absorbed energy
K
energy required to break a test piece with a pendulum impact testing machine, after correction for
friction
Note 1 to entry: The letter V or U is used to indicate the notch geometry, that is: KV or KU. The number 2 or 8 is
used as a subscript to indicate the radius of the striker, for example KV .
3.1.3
nominal initial potential energy
nominal energy
K
N
energy assigned by the manufacturer of the pendulum impact testing machine
3.2 Definitions pertaining to test piece
3.2.1
width
W
distance between the notched face and the opposite face
Note 1 to entry: See Figure 1.
Note 2 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 this part of ISO 148
consistent with the terminology used in other ISO fracture standards.
3.2.2
thickness
B
dimension perpendicular to the width and parallel to the notch
Note 1 to entry: See Figure 1.
Note 2 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 this
part of ISO 148 consistent with the terminology used in other ISO fracture standards.
3.2.3
length
L
largest dimension perpendicular to the notch
Note 1 to entry: See Figure 1.
4 Symbols and abbreviated terms
The symbols and designations applicable to this part of ISO 148 are indicated in Tables 1 and 2, and are
illustrated in Figure 2.
Table 1 — Symbols and their unit and designation
Symbol Unit Designation
B mm thickness of test piece
α ° angle of fall of the pendulum
β J or ° angle of rise when the machine is operated in the normal manner without a test
piece in position
β J or ° angle of rise when the machine is operated in the normal manner without a test
piece in position and without resetting the indication mechanism
L mm length of test piece
LE mm lateral expansion
K J absorbed energy (expressed as KV , KV , KU , KU , to identify specific notch geome-
2 8 2 8
tries and the radius of the striking edge)
K J or ° indicated absorbed energy when the machine is operated in the normal manner
without a test piece in position
K J or ° indicated absorbed energy when the machine is operated in the normal manner
without a test piece in position and without resetting the indication mechanism
K J or ° nominal initial potential energy
N
K J initial potential energy (potential energy)
p
KV J absorbed energy for a V-notch test piece using a 2 mm striker
2 © ISO 2016 – All rights reserved

Table 1 (continued)
Symbol Unit Designation
KV J absorbed energy for a V-notch test piece using a 8 mm striker
KU J absorbed energy for a U-notch test piece using a 2 mm striker
KU J absorbed energy for a U-notch test piece using an 8 mm striker
M N·m moment equal to the product F·l
p J absorbed energy loss caused by pointer friction
p’ J absorbed energy loss caused by bearing friction and air resistance
p J correction of absorbed energy losses for an angle of rise β
β
SFA % shear fracture appearance
T °C transition temperature
t
W mm width of test piece
transition temperature defined at a specific value of absorbed energy;
T °C
t27
for example, 27 J
transition temperature defined at a particular percentage of the absorbed energy of
T °C
t50 %US
the upper shelf; for example, 50 %
transition temperature defined at a particular proportion of shear fracture;
T °C
t50 %SFA
for example, 50 %
transition temperature defined at a particular amount of lateral expansion;
T °C
t0,9
for example, 0,9 mm
5 Principles of the test
This test consists of breaking a notched test piece with a single blow from a swinging pendulum, under
the conditions defined in Clauses 6, 7 and 8. The notch in the test piece has a specified geometry and
is located in the middle between two supports, opposite to the location which is impacted in the test.
The energy absorbed in the impact test, the lateral expansion and the shear fracture appearance are
normally determined.
Because the impact values of many metallic materials vary with temperature, tests shall be carried out
at a specified temperature. When this temperature is other than ambient, the test piece shall be heated
or cooled to that temperature, under controlled conditions.
The Charpy pendulum impact test is often used in routine, high-throughput pass/fail acceptance tests
in industrial settings. For these tests, it may not be important whether the test sample is completely
broken, partially broken, or simply plastically deformed and dragged through the anvils. In research,
design, or academic settings, the measured energy values are studied in more detail, in which case it
can be highly relevant whether the sample is broken or not.
It is important to note that not all Charpy pendulum impact test results can be directly compared. For
example, the test can be performed with hammers having strikers with different radii, or with different
[7]
test piece shapes. Tests performed with different strikers can give different results, and test results
obtained with differently shaped test pieces can as well. This is why not only the adherence to ISO 148
but also a clear and complete reporting of the type of instrument, the test piece and the details of the
post-test test pieces are crucial for comparability of results.
6 Test pieces
6.1 General
The standard test piece shall be 55 mm long and of square section, with 10 mm sides. In the centre of
the length, there shall be either a V-notch or a U-notch, as described in 6.2.1 and 6.2.2, respectively.
If the standard test piece cannot be obtained from the material, one of the subsize test pieces, having a
thickness of 7,5 mm, 5 mm or 2,5 mm (see Figure 2 and Table 2), shall be used, if not otherwise specified.
NOTE 1 Direct comparison of results is only of significance when made between test pieces of the same form
and dimensions.
NOTE 2 For low energies, the use of shims to better position subsize test pieces relative to the centre of
strike is important to avoid excess energy absorption by the pendulum. For high energies, this might not be as
important. Shims can be placed on or under the test piece supports, with the result that the mid-thickness of
the specimen is 5 mm above the 10 mm supports. Shims can be temporarily fixed to the supports using tape or
another means.
When a heat-treated material is being evaluated, the test piece shall be finish-machined and notched
after the final heat treatment, unless it can be demonstrated that machining before heat treatment does
not affect test results.
6.2 Notch geometry
The notch shall be carefully prepared so that the root radius of the notch is free of machining marks
which could affect the absorbed energy.
The plane of symmetry of the notch shall be perpendicular to the longitudinal axis of the test piece
(see Figure 2).
6.2.1 V-notch
The V-notch shall have an included angle of 45°, a depth of 2 mm and a root radius of 0,25 mm
[see Figure 2 a) and Table 2].
6.2.2 U-notch
The U-notch shall have a depth of 5 mm (unless otherwise specified) and a root radius of 1 mm
[see Figure 2 b) and Table 2].
6.3 Tolerance of the test pieces
The tolerances on the specified test piece and notch dimensions are shown in Figure 2 and Table 2.
6.4 Preparation of the test pieces
Preparation shall be executed in such a way that any alteration of the test piece, for example due to
heating or cold working, is minimized.
6.5 Marking of the test pieces
The test piece may be marked on any face not in contact with supports, anvils or striker and at a position
where plastic deformation and surface discontinuities caused by marking do not affect the absorbed
energy (see 8.8).
7 Test equipment
7.1 General
The measurements of the instrument and test piece details shall be traceable to national or international
standards. Equipment used for measurements shall be calibrated within suitable intervals.
4 © ISO 2016 – All rights reserved

7.2 Installation and verification
The testing machine shall be installed and verified in accordance with ISO 148-2.
7.3 Striker
The striker geometry shall be specified as being either the 2 mm striker or the 8 mm striker. It is
recommended that the radius on the striker be shown as a subscript as follows: KV or KV and KU or
2 8 2
KU .
Reference shall be made to the product specification for striker geometry guidance.
[7]
NOTE Tests carried out with 2 mm and 8 mm strikers can give different results.
8 Test procedure
8.1 General
The test piece shall lie squarely against the anvils of the testing machine, with the plane of symmetry
of the notch within 0,5 mm of the mid-plane between the anvils. It shall be struck by the striker in the
plane of symmetry of the notch and on the side opposite the notch (see Figure 1).
8.2 Friction measurement
The energy absorbed by friction shall be checked on every testing day prior to the first test. The friction
losses may be estimated as explained below, but other methods may also be applied.
NOTE The energy absorbed by friction includes, but is not limited to, air resistance, bearing friction and the
friction of the indicating pointer. Increases in friction on a machine can influence the measure of absorbed energy.
8.2.1 To determine the loss caused by pointer friction the machine is operated in the normal manner,
but without a test piece in position, and the angle of rise, β , or energy reading, K , is noted. A second
1 1
test is then carried out without resetting the indication pointer and the new angle of rise, β , or energy
reading, K , is noted. Thus, the loss due to friction in the indicating pointer during the rise is equal to
p = M(cos β − cos β) (1)
1 2
when the scale is graduated in degrees, or
p = K − K (2)
1 2
when the scale is graduated in energy units.
NOTE For machines without a pointer, this friction measurement is not necessary.
8.2.2 The procedure to determine the losses caused by bearing friction and air resistance for one half
swing is as follows.
After determining β or K , the pendulum is returned to its initial position. Without resetting the
2 2
indicating mechanism, release the pendulum without shock and vibration and permit it to swing 10
half swings. After the pendulum starts its 11th half swing, move the indicating mechanism to about
5 % of the scale-range capacity and record the value as β or K . The losses by bearing friction and air
3 3
resistance for one half swing are equal to
p′ = 1/10 M(cos β − cos β) (3)
3 2
when the scale is graduated in degrees, or
p′ = 1/10 (K − K) (4)
3 2
when the scale is graduated in energy units.
The number of swings can be changed at the discretion of machine users, and p’ should be corrected on
account of the applied number of swings.
NOTE 1 If it is required to take into account these losses in an actual test giving an angle of rise, β, the quantity
can be subtracted from the value of the absorbed energy.
αβ+
β
′
pp=+ p (5)
β
β αβ+
1 2
Because β and β are nearly equal to α, the angle of fall, for practical purposes Formula (5) can be
1 2
reduced to:
αβ+
β
′
pp=+ p (6)
β
α 2α
For machines graduated in energy units, the value of β can be calculated as follows:
β = arccos[1 − 1/M(K − K)] (7)
P T
The total friction loss, p + p′, so measured, shall not exceed 0,5 % of the nominal energy, K . If it does,
N
and it is not possible to bring the friction loss within the tolerance by reducing the pointer friction, the
bearings shall be cleaned or replaced.
8.3 Test temperature
8.3.1 Unless otherwise specified, tests shall be carried out at 23 °C ± 5 °C (ambient temperature). If a
temperature is specified, the test piece shall be conditioned to a temperature within ±2 °C.
8.3.2 For conditioning (heating or cooling) using a liquid medium, the test piece shall be positioned
in a container on a grid that is at least 25 mm above the bottom of the container and covered by at least
25 mm of liquid, and be at least 10 mm from the sides of the container. The medium shall be constantly
agitated and brought to the specified temperature by any convenient method. The device used to
measure the temperature of the medium should be placed in the centre of the group of test pieces. The
temperature of the medium shall be held at the specified temperature within ±1 °C for at least 5 min.
NOTE When a liquid medium is near its boiling point, evaporative cooling can dramatically lower the
[8]
temperature of the test piece during the interval between removal from the liquid and fracture.
8.3.3 For conditioning (heating or cooling) using a gaseous medium, the test piece shall be positioned
in a chamber at least 50 mm from the nearest surface. Individual test pieces shall be separated by at
least 10 mm. The medium shall be constantly circulated and brought to the specified temperature by
any convenient method. The device used to measure the temperature of the medium should be placed
in the centre of the group of test pieces. The temperature of the gaseous medium shall be held at the
specified temperature within ±1 °C for at least 30 min before the test piece is removed from the medium
for testing.
6 © ISO 2016 – All rights reserved

8.3.4 Other methods for heating or cooling are allowed, if the other pertinent requirements of 8.3 are
fulfilled.
8.4 Specimen transfer
When testing is performed at other than ambient temperature, not more than 5 s shall elapse between
the time the test piece is removed from the heating or cooling medium and the time it is impacted by
the striker. An exception is made if the difference between the ambient or instrument temperature and
the test piece temperature is less than 25 °C, in which case the time for specimen transfer shall be less
than 10 s.
The transfer device shall be designed and used in such a way that the temperature of the test piece is
maintained within the permitted temperature range.
The parts of the device in contact with the specimen during transfer from the medium to the machine
shall be conditioned with the specimens.
Care should be taken to ensure that the device used to centre the test piece on the anvils does not cause
the fractured ends of low-energy, high-strength test pieces to rebound off the device into the pendulum.
This pendulum/test piece interaction results in erroneously high indicated energy. It has been shown
that clearance between the end of a test piece in the test position and the centring device, or a fixed
portion of the machine, shall be equal to or greater than 13 mm to avoid the ends of the test pieces
rebounding into the pendulum during the test.
NOTE Self-centring tongs, similar to those shown in Annex A for V-notched test pieces, are often used to
transfer the test piece from the temperature-conditioning medium to the proper test position. Tongs of this
nature eliminate potential clearance problems due to interference between the fractured specimen halves and a
fixed centring device.
8.5 Exceeding machine capacity
The absorbed energy, K, should not exceed 80 % of the initial potential energy, K . If the absorbed
p
energy exceeds this value, the absorbed energy shall be reported as approximate and it shall be noted
in the test report as exceeding 80 % of the machine capacity.
NOTE Ideally, an impact test would be conducted at a constant impact velocity. In a pendulum-type test, the
velocity decreases as the fracture progresses. For specimens with impact energies approaching the capacity of
the pendulum, the velocity of the pendulum decreases during fracture to the point that accurate impact energies
are no longer obtained.
8.6 Incomplete fracture
Test pieces do not always break into two pieces during the test.
For material acceptance testing, it is not required to report information concerning incomplete fracture.
For tests, other than material acceptance testing, it is required that unbroken test pieces are reported.
NOTE 1 In the case where individual specimens are not identified within test records, the group can be
identified as broken or unbroken.
NOTE 2 A test piece that is not fully separated in two half test pieces upon impact can be considered broken if
the two halves can be separated by pushing the hinged halves together without the aid of mechanical tools and
without fatiguing the specimen.
NOTE 3 A material acceptance test is a test which is used to asses a minimum acceptance requirement.
8.7 Test piece jamming
If a test piece jams in the machine, the results shall be disregarded and the machine thoroughly checked
for damage that would affect its state of calibration.
NOTE Jamming occurs when a broken test piece is caught between moving and non-moving parts of the
testing machine. It can result in significant energy absorption. Jamming can be differentiated from secondary
strike marks, because jamming is associated with a pair of opposing marks on the specimen.
8.8 Post-fracture inspection
If post-fracture inspection shows that any portion of the test specimen identification marking is in a
portion of the test piece which is visibly deformed, the test result might not be representative of the
material and this shall be noted in the test report.
9 Test report
9.1 Mandatory in
...

PROJET DE NORME INTERNATIONALE
ISO/DIS 148-1
ISO/TC 164/SC 4 Secrétariat: ANSI
Début de vote: Vote clos le:
2015-10-22 2016-01-21
Matériaux métalliques — Essai de flexion par choc sur
éprouvette Charpy —
Partie 1:
Méthode d’essai
Metallic materials — Charpy pendulum impact test —
Part 1: Test method
ICS: 77.040.10
TRAITEMENT PARRALLÈLE ISO/CEN
Le présent projet a été élaboré dans le cadre de l’Organisation internationale de
normalisation (ISO) et soumis selon le mode de collaboration sous la direction
de l’ISO, tel que défini dans l’Accord de Vienne.
Le projet est par conséquent soumis en parallèle aux comités membres de l’ISO et
aux comités membres du CEN pour enquête de cinq mois.
En cas d’acceptation de ce projet, un projet final, établi sur la base des observations
CE DOCUMENT EST UN PROJET DIFFUSÉ POUR
OBSERVATIONS ET APPROBATION. IL EST DONC reçues, sera soumis en parallèle à un vote d’approbation de deux mois au sein de
SUSCEPTIBLE DE MODIFICATION ET NE PEUT
l’ISO et à un vote formel au sein du CEN.
ÊTRE CITÉ COMME NORME INTERNATIONALE
AVANT SA PUBLICATION EN TANT QUE TELLE.
OUTRE LE FAIT D’ÊTRE EXAMINÉS POUR
Pour accélérer la distribution, le présent document est distribué tel qu’il est
ÉTABLIR S’ILS SONT ACCEPTABLES À DES
FINS INDUSTRIELLES, TECHNOLOGIQUES ET
parvenu du secrétariat du comité. Le travail de rédaction et de composition de
COMMERCIALES, AINSI QUE DU POINT DE VUE
texte sera effectué au Secrétariat central de l’ISO au stade de publication.
DES UTILISATEURS, LES PROJETS DE NORMES
INTERNATIONALES DOIVENT PARFOIS ÊTRE
CONSIDÉRÉS DU POINT DE VUE DE LEUR
POSSIBILITÉ DE DEVENIR DES NORMES
POUVANT SERVIR DE RÉFÉRENCE DANS LA
RÉGLEMENTATION NATIONALE.
Numéro de référence
LES DESTINATAIRES DU PRÉSENT PROJET
ISO/DIS 148-1:2015(F)
SONT INVITÉS À PRÉSENTER, AVEC LEURS
OBSERVATIONS, NOTIFICATION DES DROITS
DE PROPRIÉTÉ DONT ILS AURAIENT
ÉVENTUELLEMENT CONNAISSANCE ET À
©
FOURNIR UNE DOCUMENTATION EXPLICATIVE. ISO 2015

ISO/DIS 148-1:2015(F) ISO/DIS 148-1

Sommaire Page
Avant-propos . iv
1 Domaine d'application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
3.1 Energie. 1
3.2 Éprouvette (voir Figure 1) . 2
4 Symboles et termes abrégés . 3
5 Principe de l’essai . 3
6 Éprouvettes . 4
6.1 Généralités . 4
6.2 Géométrie de l'entaille . 4
6.2.1 Entaille en V . 4
6.2.2 Entaille en U . 4
6.3 Tolérances pour les éprouvettes . 5
6.4 Préparation des éprouvettes . 5
6.5 Marquage des éprouvettes . 5
7 Équipements d'essai . 5
7.1 Généralités . 5
7.2 Installation et vérification . 5
7.3 Couteau . 5
8 Mode opératoire d'essai . 5
8.1 Généralités . 5
8.2 Mesure de frottement . 5
8.3 Température d'essai . 6
8.4 Transfert de l'éprouvette . 7
8.5 Dépassement de la capacité de la machine. 7
8.6 Rupture incomplète . 8
8.7 Coincement d'éprouvette . 8
8.8 Examen après rupture . 8
9 Rapport d'essai . 8
9.1 Informations obligatoires . 8
9.2 Informations facultatives . 9
Annexe A (informative) Pinces auto centreuses. 12
Annexe B (informative) Expansion latérale . 13
Annexe C (informative) Aspect de la rupture . 16
Annexe D (informative) Courbe d’énergie absorbée en fonction de la température et température
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
de transition . 19
© ISO 2015
Annexe E (informative) Incertitude sur la mesure de la valeur de l'énergie absorbée, K . 21
Droits de reproduction réservés. Sauf indication contraire, aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni utilisée
Bibliographie . 29
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
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Fax + 41 22 749 09 47
E-mail copyright@iso.org
Web www.iso.org
Publié en Suisse
iii
ii © ISO 2015 – Tous droits réservés

ISO/DIS 148-1
Sommaire Page
Avant-propos . iv
1 Domaine d'application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
3.1 Energie. 1
3.2 Éprouvette (voir Figure 1) . 2
4 Symboles et termes abrégés . 3
5 Principe de l’essai . 3
6 Éprouvettes . 4
6.1 Généralités . 4
6.2 Géométrie de l'entaille . 4
6.2.1 Entaille en V . 4
6.2.2 Entaille en U . 4
6.3 Tolérances pour les éprouvettes . 5
6.4 Préparation des éprouvettes . 5
6.5 Marquage des éprouvettes . 5
7 Équipements d'essai . 5
7.1 Généralités . 5
7.2 Installation et vérification . 5
7.3 Couteau . 5
8 Mode opératoire d'essai . 5
8.1 Généralités . 5
8.2 Mesure de frottement . 5
8.3 Température d'essai . 6
8.4 Transfert de l'éprouvette . 7
8.5 Dépassement de la capacité de la machine. 7
8.6 Rupture incomplète . 8
8.7 Coincement d'éprouvette . 8
8.8 Examen après rupture . 8
9 Rapport d'essai . 8
9.1 Informations obligatoires . 8
9.2 Informations facultatives . 9
Annexe A (informative) Pinces auto centreuses. 12
Annexe B (informative) Expansion latérale . 13
Annexe C (informative) Aspect de la rupture . 16
Annexe D (informative) Courbe d’énergie absorbée en fonction de la température et température
de transition . 19
Annexe E (informative) Incertitude sur la mesure de la valeur de l'énergie absorbée, K . 21
Bibliographie . 29

ISO/DIS 148-1
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 (CEI) 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/CEI, 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/CEI, 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 sur la liste ISO des déclarations de brevets reçues (voir
www.iso.org/brevets).
Les éventuelles appellations commerciales utilisées dans le présent document sont données pour information
à l'intention des utilisateurs et ne constituent pas une approbation ou une recommandation.
Pour une explication de la signification des termes et expressions spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation de la
conformité, aussi bien que pour des informations 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'ISO 148-1 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 164, Essais mécaniques des métaux, sous-comité
SC 4, Essais de ténacité.
Cette troisième édition annule et remplace la seconde édition (ISO 148-1:2009), 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 (mouton-pendule)
 Partie 3: Préparation et caractérisation des éprouvettes Charpy à entaille en V pour la vérification
indirecte des machines d'essai mouton-pendule
Les Annexes B et C sont fondées sur l'ASTM E23 (Standard Test Methods for Notched Bar Impact Testing of
Metallic Materials), copyright ASTM International, 100 Barr Harbor Drive, P.O. Box C700, West
Conshohocken, PA 19428-2959, États-Unis.

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PROJET DE NORME INTERNATIONALE ISO/DIS 148-1

Matériaux métalliques — Essai de flexion par choc sur
éprouvette Charpy — Partie 1: Méthode d’essai
1 Domaine d'application
La présente partie de l'ISO 148 spécifie la méthode d'essai de flexion par choc sur éprouvette Charpy (avec
entaille en V et avec entaille en U) pour déterminer l'énergie absorbée lors d'un essai de flexion par choc des
matériaux métalliques. La présente partie de l'ISO 148 ne couvre pas l'essai de flexion par choc instrumenté,
qui est spécifié dans l'ISO 14556.
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 148-2, Matériaux métalliques - Essai de flexion par choc sur éprouvette Charpy - Partie 2 : vérification
des machines d'essai (mouton-pendule)
ISO 2861, Spécification géométrique des produits (GPS) - Système de codification ISO pour les tolérances
sur les tailles linéaires - Partie 1 : bases des tolérances, écarts et ajustements
ISO 3785, Matériaux métalliques - Désignation des axes des éprouvettes en relation avec la texture du
produit
ISO 14556, Aciers - Essai de flexion par choc sur éprouvette Charpy à entaille en V - Méthode d'essai
instrumenté
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s'appliquent.

3.1 Energie
3.1.1
énergie potentielle initiale
énergie potentielle
K
p
différence entre l'énergie potentielle du marteau du pendule avant qu'il soit libéré pour l'essai de choc et son
énergie potentielle en position d'impact, telle qu'elle est déterminée par vérification directe
3.1.2
énergie absorbée
K
énergie requise pour rompre une éprouvette avec un mouton-pendule, corrigée du frottement
NOTE La lettre V ou U est utilisée pour indiquer la géométrie de l'entaille, soit: KV ou KU. Le chiffre 2 ou 8 est utilisé
comme indice pour indiquer le rayon du couteau, soit KV par exemple.
ISO/DIS 148-1
3.2 Éprouvette (voir Figure 1)
3.2.1
largeur
W
distance entre la face entaillée et la face opposée
NOTE Dans les versions précédentes de cette norme, la distance entre la face entaillée et la face opposée était
désignée comme la « hauteur ». Le changement de cette dimension sous le terme « largeur » met la norme ISO 148-1 en
cohérence avec la terminologie utilisée dans les autres normes ISO concernant la rupture.
3.2.2
épaisseur
B
dimension perpendiculaire à la largeur qui est parallèle à l’entaille
NOTE Dans les versions précédentes de cette norme, la dimension perpendiculaire à la largeur qui est parallèle à
l’entaille était désignée comme la « largeur ». Le changement de cette dimension sous le terme « épaisseur » met la
norme ISO 148-1 en cohérence avec la terminologie utilisée dans les autres normes ISO concernant la rupture.
3.2.3
length
L
la plus grande dimension perpendiculairement à l'entaille
ISO/DIS 148-1
4 Symboles et termes abrégés
Les symboles et désignations applicables à la présente partie de l'ISO 148 sont indiqués dans les Tableaux 1
et 2 et sont illustrés à la Figure 2.
Tableau 1 — Symboles et leurs unité et désignation
Symbole Unité Désignation
K J Énergie potentielle initiale (énergie potentielle)
p
SFA % Aspect de rupture par cisaillement
B mm Epaisseur de l'éprouvette
Énergie absorbée pour une éprouvette avec entaille en U, en utilisant
KU2 J
un couteau de 2 mm
Énergie absorbée pour une éprouvette avec entaille en U, en utilisant
KU J
un couteau de 8 mm
Énergie absorbée pour une éprouvette avec entaille en V, en utilisant
KV J
un couteau de 2 mm
Énergie absorbée pour une éprouvette avec entaille en V, en utilisant
KV J
un couteau de 8 mm
LE mm Expansion latérale
L mm Longueur de l'éprouvette
T °C Temperature de Transition
t
W mm Largeur de l'éprouvette
Température de transition définie à une valeur spécifique d’absorption de l’énergie, par
T °C
t27
exemple 27 J
Température de transition définie à un pourcentage particulier de l’énergie absorbée au
T °C
t50%US
plateau supérieur, par exemple 50 %
Température de transition définie à une portion particulière de la rupture par cisaillement,
T °C
t50%SFA
par exemple 50 %
T °C Température de transition définie à une partie de l’expansion latérale, par exemple 0,9 mm
t0,9
5 Principe de l’essai
L'essai consiste à rompre une éprouvette entaillée, en un seul coup d'un mouton-pendule oscillant, dans les
conditions définies dans les Articles 6, 7 et 8. L'entaille de l'éprouvette a une géométrie spécifiée et est située
au milieu des deux supports, à l'opposé de l'emplacement du choc lors de l'essai. L'énergie absorbée lors de
l'essai de flexion par choc, l’expansion latérale, et l’aspect de rupture par cisaillement sont déterminés.
Étant donné que les valeurs d'énergie de rupture en flexion par choc varient avec la température pour de
nombreux matériaux métalliques, les essais doivent être réalisés à des températures spécifiées. Lorsque la
température est différente de l'ambiante, l'éprouvette doit être chauffée ou refroidie à cette température, dans
des conditions contrôlées.
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L’essai Charpy de flexion par choc pendulaire est souvent utilisé comme essai courant d’acceptation dans les
milieux industriels. Pour ces essais , il peut ne pas être important de savoir si l’éprouvette est complètement
ou, partiellement rompue , ou tout simplement déformée plastiquement et entraînée entre les appuis. Dans la
recherche, la conception, ou les milieux universitaires, les valeurs mesurées d'énergie sont étudiées plus en
détail , dans ce cas, il peut être très utile de savoir si l'éprouvette est rompue ou non.
Il est important de noter que tous les résultats d’essais de choc Charpy pendulaires ne peuvent pas être
comparés directement. Par exemple, les essais peuvent être effectués avec des marteaux munis de couteaux
de rayons différents, ou avec différentes formes d’éprouvettes. Les essais effectués avec des couteaux
[ 1 ]
différents peuvent donner des résultats différents, et les résultats d’essais obtenus avec des éprouvettes
de formes différentes peuvent également être différents. C’est pourquoi non seulement le respect de la norme
ISO 148, mais aussi une description claire et complète du type d’installation, du type d’éprouvette, et les
informations détaillées sur les éprouvettes après les essais peuvent être cruciales pour la comparaison des
résultats.
6 Éprouvettes
6.1 Généralités
L'éprouvette normalisée doit avoir une longueur de 55 mm et une section carrée de 10 mm de côté. Au milieu
de sa longueur, elle doit comporter une entaille en V ou une entaille en U, comme décrit en 6.2.1 et 6.2.2
respectivement.
Si l'éprouvette normalisée ne peut pas être obtenue à partir du matériau, une des éprouvettes de section
réduite, ayant une largeur de 7,5 mm, 5 mm ou 2,5 mm (voir Figure 2 et Tableau 2), doit être utilisée sauf
spécifications contraires.
NOTE 1 La comparaison directe des résultats n’a de signification que lorsqu’elle est effectuée entre des
éprouvettes de mêmes formes et dimensions.
NOTE 2 Pour les faibles énergies, l'utilisation de cales est importante, pour mieux positionner les éprouvettes
de sections réduites par rapport au centre du couteau pour éviter l’absorption de l'excès d'énergie par le
mouton pendule. Pour les énergies élevées, cela peut ne pas être important. Les cales peuvent être placées
sur ou sous les supports de l'éprouvette, de façon que la mi-épaisseur de l'éprouvette soit 5 mm au-dessus de
la surface de support de l'éprouvette de 10 mm. Les cales peuvent être temporairement fixées sur les
supports en utilisant de la bande adhésive ou d’autres moyens.
Quand un matériau traité thermiquement est caractérisé, l'éprouvette doit faire l'objet d'une finition par
usinage, y compris pour la réalisation de l'entaille, après le traitement thermique final, sauf s'il peut être
démontré que l’usinage préalable au traitement thermique n’affecte pas les résultats de l’essai.
6.2 Géométrie de l'entaille
L'entaille doit être préparée avec soin de façon que la zone arrondie à fond de l'entaille soit exempte de
marques d'usinage qui pourraient affecter l'énergie absorbée.
Le plan de symétrie de l'entaille doit être perpendiculaire à l'axe longitudinal de l'éprouvette (voir Figure 2).
6.2.1 Entaille en V
L'entaille en V doit avoir un angle rentrant de 45°, une profondeur de 2 mm et un rayon à fond d'entaille de
0,25 mm [voir Figure 2 a) et Tableau 2].
6.2.2 Entaille en U
L'entaille en U doit avoir une profondeur de 5 mm (sauf spécification contraire) et un rayon à fond d'entaille de
1 mm [voir Figure 2 b) et Tableau 2].
ISO/DIS 148-1
6.3 Tolérances pour les éprouvettes
Les tolérances pour l'éprouvette spécifiée et les dimensions de l'entaille sont indiquées à la Figure 2 et dans
le Tableau 2.
6.4 Préparation des éprouvettes
La préparation doit être réalisée de façon telle que toute altération de l'éprouvette, due par exemple à un
échauffement ou à un écrouissage, soit minimisée.
6.5 Marquage des éprouvettes
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 de déformation plastique et de discontinuités de surface sur
l'énergie absorbée mesurée lors de l'essai (voir 8.8).
7 Équipements d'essai
7.1 Généralités
Les mesurages et les caractéristiques des éprouvettes doivent pouvoir être raccordés à des normes
nationales ou internationales. Les équipements utilisés pour les mesures doivent être étalonnés à des
intervalles appropriés.
7.2 Installation et vérification
La machine d'essai doit être installée et vérifiée conformément à l'ISO 148-2.
7.3 Couteau
La géométrie du couteau doit être spécifiée comme étant soit le couteau de 2 mm soit le couteau de 8 mm. Il
est recommandé que le rayon du couteau soit indiqué en indice comme suit: KV ou KV et KU ou KU .
2 8 2 8
La spécification de produit doit être référée pour les lignes directrices relatives à la géométrie du couteau.
[1]
NOTE Les essais réalisés avec des couteaux de 2 mm et 8 mm peuvent donner des résultats différents.
8 Mode opératoire d'essai
8.1 Généralités
L'éprouvette doit être au contact des appuis de la machine d'essai de sorte que le plan de symétrie de
l'entaille ne s'écarte pas de plus de 0,5 mm du plan médian entre appuis. Elle doit être frappée par le couteau
dans le plan de symétrie de l'entaille sur la face opposée à l'entaille (voir Figure 1).
8.2 Mesure de frottement
L'énergie absorbée par le frottement comprend, sans s'y limiter, la résistance de l'air, le frottement lié aux
roulements, et le frottement de l’aiguille de lecture de l’énergie. Les augmentations de frottement sur une
machine peuvent influencer la mesure de l'énergie absorbée. Par conséquent le frottement doit être vérifié
chaque jour d’essai avant le premier essai. Les pertes par frottement peuvent être estimées comme suit.
ISO/DIS 148-1
8.2.1 Pour déterminer la perte causée par le frottement lié à l’aiguille de lecture de l’énergie, la machine est
utilisée de façon normale , mais sans une éprouvette en position , et l'angle d'élévation, β , ou l’énergie lue,
K , est enregistré. Un second essai est ensuite effectué sans remettre l’aiguille à zéro et le nouvel angle
d'élévation, β , ou l’énergie lue, K , est enregistré. Ainsi, la perte due au frottement par l’aiguille de lecture lors
2 2
de la montée est égal à :
p = M(cos β − cos β ) (1)
1 2
pour une échelle graduée en degrés, ou
p = K − K (2)
1 2
pour une échelle graduée en unités d’énergie.
8.2.2 La procédure pour déterminer les pertes causées par le frottement des roulements et par la résistance
de l'air pendant une demi-oscillation est comme suit :
Après détermination de β ou K , le pendule est remis à sa position initiale. Sans remettre à zéro le mécanisme de lecture,
2 2
libérer le pendule sans chocs et sans vibrations et lui permettre de se balancer 10 demi-oscillations. Lorsque le pendule
ème
commence sa 11 demi-oscillation déplacer le mécanisme de lecture jusqu’à 5 % de l’échelle de gamme de capacité et
enregistrer la valeur β3 ou K3. La perte par frottement par les roulements et la résistance de l’air pour une demi-oscillation
est égale à
p′ = 1/10 M(cos β − cos β ) (3)
3 2
pour une échelle graduée en degrés, ou
p′ = 1/10 (K − K ) (4)
3 2
pour une échelle graduée en unités d’énergie.

NOTE 1 Le nombre d’oscillations peut être modifié au choix de l’utilisateur de la machine. p' peut être corrigé en
fonction du nombre d’oscillations employées.
NOTE 2 S’il est nécessaire de tenir compte de ces pertes dans un essai réel donnant un angle d’élévation, β, la
quantité
+

p=+p p¢ (5)

  + 
1 2
peut être soustraite de la valeur de l'énergie absorbée.
Du fait que β et β sont presque égaux à α, pour des raisons pratiques l’équation (5) peut être réduite à :
1 2
+

p=+p p¢
(6)

2
Pour les machines graduées en unités d’énergie, la valeur de β peut être calculée comme suit :
β = arccos[1 − 1/M(K − K )] (7)
P T
La perte totale par frottements p + p′, ainsi mesurée, ne doit pas excéder 0,5 % de l’énergie nominale, K . Dans ce cas et
N
si il n’est pas possible de respecter la tolérance en réduisant la frottement de l’aiguille de lecture , les roulements doivent
être nettoyés ou remplacés.
8.3 Température d'essai
8.3.1 Sauf spécification contraire, les essais doivent être réalisés à 23 ± 5°C (température ambiante).
Quand une température est spécifiée, l'éprouvette doit être conditionnée à cette température à ± 2 °C.
8.3.2 Pour la mise en condition,(par chauffage ou par refroidissement), en utilisant un milieu liquide,
l'éprouvette doit être placée dans un conteneur, sur une grille située à au moins 25 mm au-dessus du fond du
conteneur et couverte par au moins 25 mm de liquide et à au moins 10 mm des faces du conteneur. Le milieu
ISO/DIS 148-1
doit être constamment agité et porté à la température spécifiée par toute méthode adaptée. Il convient de
placer le dispositif utilisé pour mesurer la température du milieu liquide au centre du groupe d'éprouvettes. La
température du milieu liquide doit être maintenue à la température spécifiée à ± 1 °C pendant au moins 5 min.
NOTE Lorsqu'un milieu liquide est proche de son point d'ébullition, un refroidissement par évaporation peut
significativement diminuer la température de l'éprouvette entre le moment où l'éprouvette est retirée du liquide et la
[4]
rupture (voir l'ASTM STP 1072 ).
8.3.3 Pour la mise en condition (chauffage ou refroidissement) en utilisant un milieu gazeux, l'éprouvette
doit être placée dans une chambre à au moins 50 mm de la surface la plus proche. Chaque éprouvette doit
être séparée d'au moins 10 mm de ses voisines. Le milieu gazeux doit être constamment mis en circulation et
porté à la température spécifiée par toute méthode adaptée. Il convient de placer le dispositif utilisé pour
mesurer la température du milieu gazeux au milieu du groupe d'éprouvettes. La température du milieu gazeux
doit être maintenue à la température spécifiée à ± 1 °C pendant au moins 30 min avant que l’éprouvette ne
soit retirée du milieu gazeux pour l’essai.
8.3.4 D’autres méthodes de chauffage ou refroidissement sont autorisées, si les autres exigences
pertinentes du 8.3 sont satisfaites.
8.4 Transfert de l'éprouvette
Lorsque l'essai est réalisé à une température autre que la température ambiante, il ne doit pas s'écouler plus
de 5 s entre le moment où l'éprouvette est retirée du milieu de chauffage ou de refroidissement et le moment
où elle est frappée par le couteau. Une exception est faite si la différence entre la température ambiante ou la
température de la machine et celle de l’échantillon est inférieure à 25 ° C. Dans ce cas, le temps de transfert
de l’éprouvette doit être inférieur à 10 s.
Le dispositif de transfert doit être conçu et utilisé de façon que la température de l'éprouvette soit maintenue
dans l'intervalle de température autorisé.
Les parties du dispositif en contact avec l'éprouvette pendant le transfert entre le milieu de chauffage ou de
refroidissement et la machine doivent être mises en condition avec les éprouvettes.
Il convient de veiller à s'assurer que le dispositif utilisé pour centrer l'éprouvette sur les appuis ne conduise
pas à ce que les extrémités rompues d'éprouvettes à haute résistance et basse énergie rebondissent hors du
dispositif dans le mouton-pendule, entraînant ainsi l'indication par erreur d'une énergie élevée. Il a été montré
que le jeu entre l'extrémité d'une éprouvette en position d'essai et le dispositif de centrage ou une partie fixe
de la machine doit être supérieur à environ 13 mm, sinon, comme faisant partie du processus de rupture, les
extrémités peuvent rebondir dans le mouton-pendule.
NOTE Des pinces auto-centreuses, semblables à celles montrées dans l'Annexe A pour des éprouvettes avec entaille en
V, sont souvent utilisées pour assurer le transfert de l'éprouvette du milieu de mise en température à la position d'essai
correcte. Les pinces de cette nature éliminent les problèmes potentiels de jeu dus à l'interférence entre les moitiés de
l'éprouvette rompue et un dispositif fixe de centrage.
8.5 Dépassement de la capacité de la machine
Il convient que l'énergie absorbée, K, ne dépasse pas 80 % de l'énergie potentielle initiale, K . Si l'énergie
p
absorbée dépasse cette valeur, l'énergie absorbée doit être consignée comme approximative et il doit être
noté dans le rapport d'essai qu'elle a dépassé 80 % de la capacité de la machine
NOTE De manière idéale, un essai de flexion par choc devrait être conduit à une vitesse de choc constante. Dans un
essai de type au mouton-pendule, la vitesse décroît au fur et à mesure que la rupture progresse. Pour les éprouvettes qui
présentent des énergies de rupture en flexion par choc s'approchant de la capacité du mouton-pendule, la vitesse du
mouton-pendule décroît pendant la rupture au point que des énergies de rupture en flexion par choc exactes ne sont plus
obtenues.
ISO/DIS 148-1
8.6 Rupture incomplète
Les échantillons ne se brisent pas toujours en 2 parties durant l’essai
Pour les essais d’acceptation de matière, il n’est pas exigé d’enregistrer les informations concernant les
ruptures incomplètes.
Pour les autres essais, il est nécessaire de mentionner les éprouvettes avec ruptures incomplètes.
NOTE 1 Dans le cas ou les échantillons individuels ne sont pas identifiés dans le rapport d’essai, le groupe peut être
identifié comme présentant une rupture complète ou incomplète.
NOTE 2 Une éprouvette qui n’est pas entièrement séparée en deux parties lors du choc peut être considérée comme
rompue lorsque les deux moitiés peuvent être séparées en poussant les deux moitiés articulées ensemble sans l'aide
d'outils mécaniques et sans fatiguer l’éprouvette.
NOTE 3 Un essai d'acceptation de matériau est un essai qui est utilisé pour caractériser une exigence minimum
d'acceptation
8.7 Coincement d'éprouvette
Si une éprouvette se coince dans la machine, ne pas tenir compte des résultats et vérifier soigneusement la
machine vis-à-vis de tout endommagement qui pourrait affecter son étalonnage.
NOTE Le coincement se produit lorsqu'une éprouvette rompue est prise entre des parties mobiles et fixes de la
machine. Cela peut conduire à une absorption importante d'énergie. Le coincement peut être différencié des marques
secondaires de choc car un coincement est caractérisé par une paire de marques opposées sur l'éprouvette.
8.8 Examen après rupture
Si un examen après rupture montre qu'une quelconque partie du marquage se situe dans une partie de
l'éprouvette qui est visiblement déformée, le résultat d'essai peut ne pas être représentatif du matériau et cela
doit être noté dans le rapport d'essai.
9 Rapport d'essai
9.1 Informations obligatoires
Le rapport d'essai doit contenir les informations suivantes ou, si accord de l’acheteur, il doit être possible de
retrouver ces informations à partir d’un code traçable du rapport d’essai par le laboratoire d’essai:
1) la référence à la présente partie de l'ISO 148, c'est-à-dire ISO 148-1;
2) l'identification de l'éprouvette (par exemple type d'acier, numéro de coulée);
3) la taille de l’éprouvette, si elle est différente de l’éprouvette standard;
4) la température de l’essai ou la température de mise en condition de l’éprouvette;
5) l'énergie absorbée, KV , KV , KU , ou KU , selon le cas;
2 8 2 8
6) si l’éprouvette ou la majorité des éprouvettes d’un groupe sont rompues (non requis pour les essais
d’acceptation de matière);
7) Toute caractéristique anormale pouvant affecter l'essai.
ISO/DIS 148-1
9.2 Informations facultatives
En complément des informations spécifiées en 9.1, le rapport d'essai peut, de manière facultative, comporter:
1) l'orientation de l'éprouvette (voir ISO 3785) ;
2) l'énergie potentielle initiale de la machine d'essai, en joules ;
3) l'expansion latérale (voir Annexe B);
4) l'aspect de la rupture, le pourcentage de cisaillement (voir Annexe C);
5) la courbe énergie absorbée/température (voir D.1);
6) la courbe de l’expansion latérale en fonction de la température ;
7) la courbe de l’aspect de la rupture par cisaillement en fonction de la température ;
8) la(les) température(s) de transition et les critères utilisés pour sa (leur) détermination (voir D.2);
9) le nombre d'éprouvettes qui n'ont pas été complètement rompues lors de l'essai ;
10) la date (mois et année) des vérifications directes et indirectes les plus récentes;
11) le calcul d’incertitude de la mesure de l’énergie absorbée (voir Annexe E).

Légende
1 appui
ISO/DIS 148-1
2 éprouvette de dimensions normalisées
3 supports de l'éprouvette
4 guide
B épaisseur de l’éprouvette
L longueur de l'éprouvette
W largeur de l'éprouvette
a
Centre du choc.
b
Direction de l'oscillation du mouton-pendule.

Figure 1 — Terminologie relative à l'éprouvette montrant la configuration des supports et des appuis
de l'éprouvette, pour une machine d'essai de flexion par choc de type mouton-pendule

a) Géométrie de l'entaille en V

b) Géométrie de l'entaille en U
NOTE Pour les symboles l, h, w et pour les numéros 1 à 5, se reporter au Tableau 2.
Figure 2 — Éprouvette Charpy de flexion par choc
ISO/DIS 148-1
Tableau 2 — Tolérances sur les dimensions spécifiées de l'éprouvette
Éprouvette avec entaille en V Éprouvette avec entaille en U
Symbole
Tolérance d'usinage Tolérance d'usinage
Désignation et
Dimension Dimension
Classe de Classe de
numéro.
nominale nominale
a a
tolérance tolérance
Longueur L 55 mm ± 0,60 mm js15 55 mm ± 0,60 mm js15
Largeur W 10 mm ± 0,075 mm js12 10 mm ± 0,11 mm js13
c
épaisseur B 10 mm ± 0,075 mm js12 10 mm ± 0,11 mm js13
—éprouvette normalisée 10 mm ± 0,11 mm js13 10 mm ± 0,11 mm js13
— éprouvette de section réduite
7,5 mm ± 0,11 mm js13 7,5 mm ± 0,11 mm —
— éprouvette de section réduite
5 mm ± 0,06 mm js12 5 mm ± 0,06 mm —
— éprouvette de section réduite
2,5 mm ± 0,05 mm js12 — — —
Angle of notch 1 45° ± 2° — — — —
Ligament 2 8 mm ± 0,075 mm js12 5 mm ± 0,09 mm js13
Rayon de l’entaille 3 0,25 mm ± 0,025 mm — 1 mm ± 0,07 mm js12
d d
Position de l’entaille 4 27,5 mm ± 0,42 mm js15 27,5 mm ± 0,42 mm js15
(centrage)
Angle entre le plan de 90° ± 2° — 90° ± 2° —
symétrie de l'entaille et l'axe
longitudinal de l'éprouvette
Angle entre les faces 5 90° ± 2° — 90° ± 2° —
longitudinales adjacentes de
l'éprouvette
b
Rugosité de surface NA < 5 μm  < 5 μm
a
Conformément à l’ISO 2861.
b
Les éprouvettes doivent avoir une rugosité de surface meilleure que Ra 5 µm sauf pour les extrémités.
c
Si une autre hauteur (2 mm ou 3 mm) est spécifiée, les tolérances correspondantes doivent également être spécifiées.
d
Pour les machines avec un positionnement automatique de l'éprouvette, il est recommandé que la tolérance soit prise égale à
± 0,165 mm au lieu de ± 0,42 mm.
ISO/DIS 148-1
Annexe A
(informative)
Pinces auto centreuses
Les pinces représentées en Figure A.1 sont souvent utilisées pour assurer le transfert de l'éprouvette à partir
du milieu de conditionnement en température, et pour positionner correctement l'éprouvette sur la machine
d'essai Charpy
Épaisseur de l’éprouvette A B
10 1,60 à 1,70 1,52 à 1,65
5 0,74 à 0,80 0,69 à 0,81
3 0,45 à 0,51 0,36 à 0,48
a)
Pièces en acier parallèles entre elles, brassées à l'argent sur les pinces.
Figure A.1 — Pinces auto centreuses pour des éprouvettes Charpy avec entaille en V
ISO/DIS 148-1
Annexe B
(informative)
Expansion latérale
Cette annexe est fondée sur l'ASTM E23 (Standard Test Methods for Notched Bar Impact Testing of Metallic
Materials), et elle est utilisée avec l'autorisation de ASTM International, 100 Barr Harbor Drive, P.O. Box
C700, West Conshohocken, PA 19428-2959, États-Unis.
B.1 Généralités
Une mesure de l'aptitude du matériau à résister à la rupture lorsqu'il est soumis à des contraintes triaxiales,
telles que celles en fond d'entaille d'une éprouvette Charpy, est la quantité de déformation qui survient à cet
endroit. La déformation dans ce cas est une contraction. Du fait des difficultés à mesurer cette déformation,
même après rupture, l'expansion qui survient à l'extrémité opposée du plan de rupture est mesurée
habituellement et utilisée comme substitut à la contraction.
B.2 Mode opératoire
Il convient que la méthod
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 148-1
Troisième édition
2016-10-15
Matériaux métalliques — Essai de
flexion par choc sur éprouvette
Charpy —
Partie 1:
Méthode d’essai
Metallic materials — Charpy pendulum impact test —
Part 1: Test method
Numéro de référence
©
ISO 2016
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Sommaire Page
Avant-propos .iv
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
3.1 Définitions se rapportant à l’énergie . 1
3.2 Définitions se rapportant à l’éprouvette . 2
4 Symboles et termes abrégés . 2
5 Principe de l’essai . 3
6 Éprouvettes . 3
6.1 Généralités . 3
6.2 Géométrie de l’entaille . 4
6.2.1 Entaille en V . 4
6.2.2 Entaille en U . 4
6.3 Tolérances pour les éprouvettes . 4
6.4 Préparation des éprouvettes . 4
6.5 Marquage des éprouvettes . 4
7 Équipements d’essai . 5
7.1 Généralités . 5
7.2 Installation et vérification . 5
7.3 Couteau . 5
8 Mode opératoire d’essai. 5
8.1 Généralités . 5
8.2 Mesure du frottement . 5
8.3 Température d’essai . 6
8.4 Transfert de l’éprouvette . 7
8.5 Dépassement de la capacité de la machine . 7
8.6 Rupture incomplète . 7
8.7 Coincement d’éprouvette . 8
8.8 Examen après rupture . 8
9 Rapport d’essai . 8
9.1 Informations obligatoires . 8
9.2 Informations facultatives . 8
Annexe A (informative) Pinces auto centreuses .13
Annexe B (informative) Expansion latérale .14
Annexe C (informative) Aspect de la rupture .17
Annexe D (informative) Courbe d’énergie absorbée en fonction de la température et
température de transition .20
Annexe E (informative) Incertitude sur la mesure de la valeur de l’énergie absorbée, K.22
Bibliographie .30
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’ISO 148-1 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 164, Essais mécaniques des métaux, sous-
comité SC 4, Essais de ténacité.
Cette troisième édition annule et remplace la deuxième édition (ISO 148-1:2009), 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 (mouton-pendule)
— Partie 3: Préparation et caractérisation des éprouvettes Charpy à entaille en V pour la vérification
indirecte des machines d’essai mouton-pendule
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NORME INTERNATIONALE ISO 148-1:2016(F)
Matériaux métalliques — Essai de flexion par choc sur
éprouvette Charpy —
Partie 1:
Méthode d’essai
1 Domaine d’application
La présente partie de l’ISO 148 spécifie la méthode d’essai de flexion par choc sur éprouvette Charpy
(avec entaille en V et avec entaille en U) pour déterminer l’énergie absorbée lors d’un essai de flexion
par choc des matériaux métalliques. La présente partie de l’ISO 148 ne couvre pas l’essai de flexion par
choc instrumenté, qui est spécifié dans l’ISO 14556.
Les Annexes B et C sont fondées sur l’ASTM E23 et sont utilisées avec la permission de ASTM
International, 100 Barr Harbor Drive, P.O. Box C700, West Conshohocken, PA 19428-2959, États-Unis.
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 148-2, Matériaux métalliques — Essai de flexion par choc sur éprouvette Charpy — Partie 2: vérification
des machines d’essai (mouton-pendule)
ISO 286-1, Spécification géométrique des produits (GPS) — Système de codification ISO pour les tolérances
sur les tailles linéaires — Partie 1: Base des tolérances, écarts et ajustements
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s’appliquent.
3.1 Définitions se rapportant à l’énergie
3.1.1
énergie potentielle initiale
énergie potentielle
K
p
énergie potentielle du marteau du pendule avant qu’il soit libéré pour l’essai de choc, telle qu’elle est
déterminée par vérification directe
3.1.2
énergie absorbée
K
énergie requise pour rompre une éprouvette avec un mouton-pendule, corrigée du frottement
Note 1 à l’article: La lettre V ou U est utilisée pour indiquer la géométrie de l’entaille, soit: KV ou KU. Le chiffre 2
ou 8 est utilisé comme indice pour indiquer le rayon du couteau, soit KV par exemple.
3.1.3
énergie potentielle initiale minimale
K
N
energie déclarée par le fabricant du mouton-pendule
3.2 Définitions se rapportant à l’éprouvette
3.2.1
largeur
W
distance entre la face entaillée et la face opposée
Note 1 à l’article: (voir Figure 1)
Note 2 à l’article: Dans les versions précédentes des normes de la série ISO 148 (avant 2016), la distance entre la
face entaillée et la face opposée était désignée comme la «hauteur». Le changement de cette dimension sous le
terme «largeur» met la norme ISO 148-1 en cohérence avec la terminologie utilisée dans les autres normes ISO
concernant la rupture.
3.2.2
épaisseur
B
dimension perpendiculaire à la largeur qui est parallèle à l’entaille
Note 1 à l’article: (voir Figure 1)
Note 2 à l’article: Dans les versions précédentes de cette norme, la dimension perpendiculaire à la largeur qui
est parallèle à l’entaille était désignée comme la «largeur». Le changement de cette dimension sous le terme
«épaisseur» met la norme ISO 148-1 en cohérence avec la terminologie utilisée dans les autres normes ISO
concernant la rupture.
3.2.3
longueur
L
la plus grande dimension perpendiculairement à l’entaille
Note 1 à l’article: (voir Figure 1)
4 Symboles et termes abrégés
Les symboles et désignations applicables à la présente partie de l’ISO 148 sont indiqués dans les
Tableaux 1 et 2 et sont illustrés à la Figure 2.
Tableau 1 — Symboles et leurs unité et désignation
Symbole Unité Désignation
K J Énergie potentielle initiale (énergie potentielle)
p
SFA % Aspect de rupture par cisaillement
B mm Épaisseur de l’éprouvette
Énergie absorbée pour une éprouvette avec entaille en U, en utilisant
KU J
un couteau de 2 mm
Énergie absorbée pour une éprouvette avec entaille en U, en utilisant
KU J
un couteau de 8 mm
Énergie absorbée pour une éprouvette avec entaille en V, en utilisant
KV J
un couteau de 2 mm
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Tableau 1 (suite)
Symbole Unité Désignation
Énergie absorbée pour une éprouvette avec entaille en V, en utilisant
KV J
un couteau de 8 mm
LE mm Expansion latérale
L mm Longueur de l’éprouvette
T °C Temperature de Transition
t
W mm Largeur de l’éprouvette
Température de transition définie à une valeur spécifique d’absorption de l’énergie,
T °C
t27
par exemple 27 J
Température de transition définie à un pourcentage particulier de l’énergie absor-
T °C
t50 %PS
bée au plateau supérieur, par exemple 50 %
Température de transition définie à une proportion particulière de la rupture par
T °C
t50 %SFA
cisaillement, par exemple 50 %
Température de transition définie à une partie de l’expansion latérale, par
T °C
t0,9
exemple 0,9 mm
α degré Angle de chute du pendule
5 Principe de l’essai
L’essai consiste à rompre une éprouvette entaillée, en un seul coup d’un mouton-pendule oscillant, dans
les conditions définies dans les Articles 6, 7 et 8. L’entaille de l’éprouvette a une géométrie spécifiée
et est située au milieu des deux supports, à l’opposé de l’emplacement du choc lors de l’essai. L’énergie
absorbée lors de l’essai de flexion par choc, l’expansion latérale, et l’aspect de rupture par cisaillement
sont déterminés.
Étant donné que les valeurs d’énergie de rupture en flexion par choc varient avec la température pour
de nombreux matériaux métalliques, les essais doivent être réalisés à des températures spécifiées.
Lorsque la température est différente de l’ambiante, l’éprouvette doit être chauffée ou refroidie à cette
température, dans des conditions contrôlées.
L’essai Charpy de flexion par choc pendulaire est souvent utilisé comme essai courant d’acceptation
dans les milieux industriels. Pour ces essais, il peut ne pas être important de savoir si l’éprouvette est
complètement ou, partiellement rompue, ou tout simplement déformée plastiquement et entraînée
entre les appuis. Dans la recherche, la conception, ou les milieux universitaires, les valeurs mesurées
d’énergie sont étudiées plus en détail, dans ce cas, il peut être très utile de savoir si l’éprouvette est
rompue ou non.
Il est important de noter que tous les résultats d’essais de choc Charpy pendulaires ne peuvent pas
être comparés directement. Par exemple, les essais peuvent être effectués avec des marteaux munis
de couteaux de rayons différents, ou avec différentes formes d’éprouvettes. Les essais effectués avec
[1]
des couteaux différents peuvent donner des résultats différents, et les résultats d’essais obtenus avec
des éprouvettes de formes différentes peuvent également être différents. C’est pourquoi non seulement
le respect de la norme ISO 148, mais aussi une description claire et complète du type d’installation,
du type d’éprouvette, et les informations détaillées sur les éprouvettes après les essais peuvent être
cruciales pour la comparaison des résultats.
6 Éprouvettes
6.1 Généralités
L’éprouvette normalisée doit avoir une longueur de 55 mm et une section carrée de 10 mm de côté. Au
milieu de sa longueur, elle doit comporter une entaille en V ou une entaille en U, comme décrit en 6.2.1
et 6.2.2 respectivement.
Si l’éprouvette normalisée ne peut pas être obtenue à partir du matériau, une des éprouvettes de section
réduite, ayant une largeur de 7,5 mm, 5 mm ou 2,5 mm (voir Figure 2 et Tableau 2), doit être utilisée
sauf spécifications contraires.
NOTE 1 La comparaison directe des résultats n’a de signification que lorsqu’elle est effectuée entre des
éprouvettes de mêmes formes et dimensions.
NOTE 2 Pour les faibles énergies, l’utilisation de cales est importante, pour mieux positionner les éprouvettes
de sections réduites par rapport au centre du couteau pour éviter l’absorption de l’excès d’énergie par le mouton
pendule. Pour les énergies élevées, cela peut ne pas être important. Les cales peuvent être placées sur ou sous
les supports de l’éprouvette, de façon que la mi- épaisseur de l’éprouvette soit 5 mm au-dessus de la surface de
support de l’éprouvette de 10 mm. Les cales peuvent être temporairement fixées sur les supports en utilisant de
la bande adhésive ou d’autres moyens.
Quand un matériau traité thermiquement est caractérisé, l’éprouvette doit faire l’objet d’une finition
par usinage, y compris pour la réalisation de l’entaille, après le traitement thermique final, sauf s’il peut
être démontré que l’usinage préalable au traitement thermique n’affecte pas les résultats de l’essai.
6.2 Géométrie de l’entaille
L’entaille doit être préparée avec soin de façon que la zone arrondie à fond de l’entaille soit exempte de
marques d’usinage qui pourraient affecter l’énergie absorbée.
Le plan de symétrie de l’entaille doit être perpendiculaire à l’axe longitudinal de l’éprouvette (voir
Figure 2).
6.2.1 Entaille en V
L’entaille en V doit avoir un angle rentrant de 45°, une profondeur de 2 mm et un rayon à fond d’entaille
de 0,25 mm [voir Figure 2 a) et Tableau 2].
6.2.2 Entaille en U
L’entaille en U doit avoir une profondeur de 5 mm (sauf spécification contraire) et un rayon à fond
d’entaille de 1 mm [voir Figure 2 b) et Tableau 2].
6.3 Tolérances pour les éprouvettes
Les tolérances pour l’éprouvette spécifiée et les dimensions de l’entaille sont indiquées à la Figure 2 et
dans le Tableau 2.
6.4 Préparation des éprouvettes
La préparation doit être réalisée de façon telle que toute altération de l’éprouvette, due par exemple à
un échauffement ou à un écrouissage, soit minimisée.
6.5 Marquage des éprouvettes
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 de déformation plastique et de discontinuités de surface sur
l’énergie absorbée mesurée lors de l’essai (voir 8.8).
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7 Équipements d’essai
7.1 Généralités
Les mesurages et les caractéristiques des éprouvettes doivent pouvoir être raccordés à des normes
nationales ou internationales. Les équipements utilisés pour les mesures doivent être étalonnés à des
intervalles appropriés.
7.2 Installation et vérification
La machine d’essai doit être installée et vérifiée conformément à l’ISO 148-2.
7.3 Couteau
La géométrie du couteau doit être spécifiée comme étant soit le couteau de 2 mm soit le couteau de 8 mm.
Il est recommandé que le rayon du couteau soit indiqué en indice comme suit: KV ou KV et KU ou KU .
2 8 2 8
La spécification de produit doit être référée pour les lignes directrices relatives à la géométrie du
couteau.
[1]
NOTE Les essais réalisés avec des couteaux de 2 mm et 8 mm peuvent donner des résultats différents .
8 Mode opératoire d’essai
8.1 Généralités
L’éprouvette doit être au contact des appuis de la machine d’essai de sorte que le plan de symétrie de
l’entaille ne s’écarte pas de plus de 0,5 mm du plan médian entre appuis. Elle doit être frappée par le
couteau dans le plan de symétrie de l’entaille sur la face opposée à l’entaille (voir Figure 1).
8.2 Mesure du frottement
L’énergie absorbée par le frottement doit être vérifiée chaque jour d’essai avant le premier essai. Les
pertes par frottement peuvent être estimées comme suit, mais d’autres méthodes peuvent aussi être
adoptées.
NOTE L’énergie absorbée par le frottement comprend, sans s’y limiter, la résistance de l’air, le frottement lié
aux roulements, et le frottement de l’aiguille de lecture de l’énergie. Les augmentations de frottement sur une
machine peuvent influencer la mesure de l’énergie absorbée.
8.2.1 Pour déterminer la perte causée par le frottement lié à l’aiguille de lecture de l’énergie, la machine
est utilisée de façon normale, mais sans une éprouvette en position, et l’angle d’élévation, β , ou l’énergie
lue, K , est enregistré. Un second essai est ensuite effectué sans remettre l’aiguille à zéro et le nouvel
angle d’élévation, β , ou l’énergie lue, K , est enregistré. Ainsi, la perte due au frottement par l’aiguille de
2 2
lecture lors de la montée est égal à:
p = M(cos β − cos β) (1)
1 2
pour une échelle graduée en degrés, ou
p = K − K (2)
1 2
pour une échelle graduée en unités d’énergie.
8.2.2 La procédure pour déterminer les pertes causées par le frottement des roulements et par la
résistance de l’air pendant une demi-oscillation est comme suit:
Après détermination de β ou K , le pendule est remis à sa position initiale. Sans remettre à zéro le
2 2
mécanisme de lecture, libérer le pendule sans chocs et sans vibrations et lui permettre de se balancer
ème
10 demi-oscillations. Lorsque le pendule commence sa 11 demi-oscillation déplacer le mécanisme
de lecture jusqu’à 5 % de l’échelle de gamme de capacité et enregistrer la valeur β ou K . La perte par
3 3
frottement par les roulements et la résistance de l’air pour une demi-oscillation est égale à
p′ = 1/10 M(cos β − cos β) (3)
3 2
pour une échelle graduée en degrés, ou
p′ = 1/10 (K − K) (4)
3 2
pour une échelle graduée en unités d’énergie.
Le nombre d’oscillations peut être modifié au choix de l’utilisateur de la machine. p′ peut être corrigé en
fonction du nombre d’oscillations employées.
NOTE 1 S’il est nécessaire de tenir compte de ces pertes dans un essai réel donnant un angle d’élévation, β, la
quantité.
αβ+
β
pp=+ p′ (5)
β
β αβ+
1 2
peut être soustraite de la valeur de l’énergie absorbée.
Du fait que β et β sont presque égaux à α, l’angle de chute, pour des raisons pratiques l’Équation (5)
1 2
peut être simplifiée en:
αβ+
β
pp=+ p′ (6)
β
α 2α
Pour les machines graduées en unités d’énergie, la valeur de β peut être calculée comme suit:
β = arccos[1 − 1/M(K − K)] (7)
P T
La perte totale par frottements p + p′, ainsi mesurée, ne doit pas excéder 0,5 % de l’énergie nominale,
K . Dans ce cas et s’il n’est pas possible de respecter la tolérance en réduisant la frottement de l’aiguille
N
de lecture, les roulements doivent être nettoyés ou remplacés.
8.3 Température d’essai
8.3.1 Sauf spécification contraire, les essais doivent être réalisés à 23 ± 5°C (température ambiante).
Quand une température est spécifiée, l’éprouvette doit être conditionnée à cette température à ± 2 °C.
8.3.2 Pour la mise en condition, (par chauffage ou par refroidissement), en utilisant un milieu liquide,
l’éprouvette doit être placée dans un conteneur, sur une grille située à au moins 25 mm au-dessus du fond
du conteneur et couverte par au moins 25 mm de liquide et à au moins 10 mm des faces du conteneur.
Le milieu doit être constamment agité et porté à la température spécifiée par toute méthode adaptée.
Il convient de placer le dispositif utilisé pour mesurer la température du milieu liquide au centre du
groupe d’éprouvettes. La température du milieu liquide doit être maintenue à la température spécifiée
à ± 1 °C pendant au moins 5 min.
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NOTE Lorsqu’un milieu liquide est proche de son point d’ébullition, un refroidissement par évaporation peut
significativement diminuer la température de l’éprouvette entre le moment où l’éprouvette est retirée du liquide
[8]
et la rupture .
8.3.3 Pour la mise en condition (chauffage ou refroidissement) en utilisant un milieu gazeux,
l’éprouvette doit être placée dans une chambre à au moins 50 mm de la surface la plus proche. Chaque
éprouvette doit être séparée d’au moins 10 mm de ses voisines. Le milieu gazeux doit être constamment
mis en circulation et porté à la température spécifiée par toute méthode adaptée. Il convient de placer
le dispositif utilisé pour mesurer la température du milieu gazeux au milieu du groupe d’éprouvettes. La
température du milieu gazeux doit être maintenue à la température spécifiée à ± 1 °C pendant au moins
30 min avant que l’éprouvette ne soit retirée du milieu gazeux pour l’essai.
8.3.4 D’autres méthodes de chauffage ou refroidissement sont autorisées, si les autres exigences
pertinentes du 8.3 sont satisfaites.
8.4 Transfert de l’éprouvette
Lorsque l’essai est réalisé à une température autre que la température ambiante, il ne doit pas s’écouler
plus de 5 s entre le moment où l’éprouvette est retirée du milieu de chauffage ou de refroidissement et le
moment où elle est frappée par le couteau. Une exception est faite si la différence entre la température
ambiante ou la température de la machine et celle de l’échantillon est inférieure à 25 °C. Dans ce cas, le
temps de transfert de l’éprouvette doit être inférieur à 10 s.
Le dispositif de transfert doit être conçu et utilisé de façon que la température de l’éprouvette soit
maintenue dans l’intervalle de température autorisé.
Les parties du dispositif en contact avec l’éprouvette pendant le transfert entre le milieu de chauffage
ou de refroidissement et la machine doivent être mises en condition avec les éprouvettes.
Il convient de veiller à s’assurer que le dispositif utilisé pour centrer l’éprouvette sur les appuis ne
conduise pas à ce que les extrémités rompues d’éprouvettes à haute résistance et basse énergie
rebondissent hors du dispositif dans le mouton-pendule, entraînant ainsi l’indication par erreur d’une
énergie élevée. Il a été montré que le jeu entre l’extrémité d’une éprouvette en position d’essai et le
dispositif de centrage ou une partie fixe de la machine doit être supérieur à environ 13 mm, sinon,
comme faisant partie du processus de rupture, les extrémités peuvent rebondir dans le mouton-
pendule.
NOTE Des pinces auto-centreuses, semblables à celles montrées dans l’Annexe A pour des éprouvettes avec
entaille en V, sont souvent utilisées pour assurer le transfert de l’éprouvette du milieu de mise en température à la
position d’essai correcte. Les pinces de cette nature éliminent les problèmes potentiels de jeu dus à l’interférence
entre les moitiés de l’éprouvette rompue et un dispositif fixe de centrage.
8.5 Dépassement de la capacité de la machine
Il convient que l’énergie absorbée, K, ne dépasse pas 80 % de l’énergie potentielle initiale, K . Si l’énergie
p
absorbée dépasse cette valeur, l’énergie absorbée doit être consignée comme approximative et il doit
être noté dans le rapport d’essai qu’elle a dépassé 80 % de la capacité de la machine.
NOTE De manière idéale, un essai de flexion par choc devrait être conduit à une vitesse de choc constante.
Dans un essai de type au mouton-pendule, la vitesse décroît au fur et à mesure que la rupture progresse. Pour les
éprouvettes qui présentent des énergies de rupture en flexion par choc s’approchant de la capacité du mouton-
pendule, la vitesse du mouton-pendule décroît pendant la rupture au point que des énergies de rupture en flexion
par choc exactes ne sont plus obtenues.
8.6 Rupture incomplète
Les échantillons ne se brisent pas toujours en 2 parties durant l’essai.
Pour les essais d’acceptation de matière, il n’est pas exigé d’enregistrer les informations concernant les
ruptures incomplètes.
Pour les autres essais, il est nécessaire de mentionner les éprouvettes avec ruptures incomplètes.
NOTE 1 Dans le cas où les échantillons individuels ne sont pas identifiés dans le rapport d’essai, le groupe peut
être identifié comme présentant une rupture complète ou incomplète.
NOTE 2 Une éprouvette qui n’est pas entièrement séparée en deux parties lors du choc peut être
considérée comme rompue lorsque les deux moitiés peuvent être séparées en poussant les deux moitiés articulées
ensemble sans l’aide d’outils mécaniques et sans fatiguer l’éprouvette.
NOTE 3 Un essai d’acceptation de matériau est un essai qui est utilisé pour caractériser une exigence minimale
d’acceptation.
8.7 Coincement d’éprouvette
Si une éprouvette se coince dans la machine, ne pas tenir compte des résultats et vérifier soigneusement
la machine vis-à-vis de tout endommagement qui pourrait affecter son étalonnage.
NOTE Le coincement se produit lorsqu’une éprouvette rompue est prise entre des parties mobiles et fixes
de la machine. Cela peut conduire à une absorption importante d’énergie. Le coincement peut être différencié
des marques secondaires de choc car un coincement est caractérisé par une paire de marques opposées sur
l’éprouvette.
8.8 Examen après rupture
Si un examen après rupture montre qu’une quelconque partie du marquage se situe dans une partie de
l’éprouvette qui est visiblement déformée, le résultat d’essai peut ne pas être représentatif du matériau
et cela doit être noté dans le rapport d’essai.
9 Rapport d’essai
9.1 Informations obligatoires
Le rapport d’essai doit contenir les informations suivantes ou, si accord de l’acheteur, il doit être possible
de retrouver ces informations à partir d’un code traçable du rapport d’essai par le laboratoire d’essai:
a) la référence à la présente partie de l’ISO 148, c’est-à-dire ISO 148-1;
b) l’identification de l’éprouvette (par exemple type d’acier, numéro de coulée);
c) la taille de l’éprouvette, si elle est différente de l’éprouvette standard;
d) la température de l’essai ou la température de mise en condition de l’éprouvette;
e) l’énergie absorbée, KV , KV , KU , ou KU , selon le cas;
2 8 2 8
f) si l’éprouvette ou la majorité des éprouvettes d’un groupe sont rompues (non requis pour les essais
d’acceptation de matière);
g) toute caractéristique anormale pouvant affecter l’essai.
9.2 Informations facultatives
En complément des informations spécifiées en 9.1, le rapport d’essai peut, de manière facultative,
comporter:
a) l’orientation de l’éprouvette (voir ISO 3785);
b) l’énergie potentielle initiale de la machine d’essai, en joules;
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c) l’expansion latérale (voir Annexe B);
d) l’aspect de la rupture par cisaillement (voir Annexe C);
e) la courbe énergie absorbée/température (voir D.1);
f) la courbe de l’expansion latérale en fonction de la température;
g) la courbe de l’aspect de la rupture par cisaillement en fonction de la température;
h) la(les) température(s) de transition et les critères utilisés pour sa (leur) détermination (voir D.2);
i) le nombre d’éprouvettes qui n’ont pas été complètement rompues lors de l’essai;
j) la date (mois et année) des vérifications directes et indirectes les plus récentes;
k) le calcul d’incertitude de la mesure de l’énergie absorbée (voir Annexe E).
Légende
1 appui
2 éprouvette de dimensions normalisées
3 supports de l’éprouvette
4 guide
5 largeur de l’éprouvette, W
6 longueur de l’éprouvette, L
7 épaisseur de l’éprouvette, B
8 centre de l’impact
9 direction de l’oscillation du mouton-pendule
Figure 1 — Terminologie relative à l’éprouvette montrant la configuration des supports et des
appuis de l’éprouvette, pour une machine d’essai de flexion par choc de type mouton-pendule
L
a) Géométrie de l’entaille en V
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L
b) Géométrie de l’entaille en U
NOTE Pour les symboles L, W, B et pour les numéros 1 à 5, se reporter au Tableau 2.
Figure 2 — Éprouvette Charpy de flexion par choc
Tableau 2 — Tolérances sur les dimensions spécifiées de l’éprouvette
Éprouvette avec entaille en V Éprouvette avec entaille en U
Sym-
Tolérance d’usinage Tolérance d’usinage
Dimen-
Désignation bole et
Dimension
sion
Classe de Classe de
numéro.
nominale
a nominale a
tolérance tolérance
Longueur L 55 mm ±0,60 mm js15 55 mm ±0,60 mm js15
Largeur W 10 mm ±0,075 mm js12 10 mm ±0,11 mm js13
c
Épaisseur B 10 mm ±0,11 mm js13 10 mm ±0,11 mm js13
—éprouvette normalisée 10 mm ±0,11 mm js13 10 mm ±0,11 mm ± js13
— éprouvette de section 7,5 mm ± 0,11 mm js13 7,5 mm 0,11 mm ± —
réduite 5 mm ± 0,06 mm js12 5 mm 0,06 mm —
— éprouvette de section 2,5 mm ± 0,05 mm js12 — — —
réduite
— éprouvette de section
réduite
Angle de l’entaille 1 45° ±2° — — — —
Ligament 2 8 mm ±0,075 mm js12 5 mm ±0,09 mm js13
Rayon de l’entaille 3 0,25 mm ±0,025 mm — 1 mm ±0,07 mm js12
d d
Position de l’entaille 4 27,5 mm ±0,42 mm js15 27,5 mm ±0,42 mm js15
(centrage)
Angle entre le plan de 90° ±2° — 90° ±2° —
symétrie de l’entaille
et l’axe longitudinal de
l’éprouvette
Tableau 2 (suite)
Éprouvette avec entaille en V Éprouvette avec entaille en U
Sym-
Tolérance d’usinage Tolérance d’usinage
Dimen-
Désignation bole et
Dimension
sion
Classe de Classe de
numéro.
nominale
a nominale a
tolérance tolérance
Angle entre les faces lon- 5 90° ±2° — 90° ±2° —
gitudinales adjacentes de
l’éprouvette
b
Rugosité de surface NA < 5 μm < 5 μm
a
Conformément à l’ISO 2861.
b
Les éprouvettes doivent avoir une rugosité de surface meilleure que Ra 5 µm sauf pour les extrémités.
c
Si une autre hauteur (2 mm ou 3 mm) est spécifiée, les tolérances correspondantes doivent également être
spécifiées.
d
Pour les machines avec un positionnement automatique de l’éprouvette, il est recommandé que la tolérance
soit prise égale à ± 0,165 mm au lieu de ± 0,42 mm.
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Annexe A
(informative)
Pinces auto centreuses
Les pinces représentées en Figure A.1 sont souvent utilisées pour assurer le transfert de l’éprouvette à
partir du milieu de conditionnement en température, et pour positionner correctement l’éprouvette sur
la machine d’essai Charpy
a
Pièces en acier parallèles entre elles, brasées à l’argent sur les pinces.
Épaisseur de l’éprouvette A B
10 1,60 à 1,70 1,52 à 1,65
5 0,74 à 0,80 0,69 à 0,81
3 0,45 à 0,51 0,36 à 0,48
Figure A.1 — Pinces auto centreuses pour des éprouvettes Charpy avec entaille en V
Annexe B
(informative)
Expansion latérale
Cette annexe est fondée sur l’ASTM E23 (Standard Test Methods for Notched Bar Impact Testing of
Metallic Materials), et elle est utilisée avec l’autorisation de ASTM International, 100 Barr Harbor Drive,
P.O. Box C700, West Conshohocken, PA 19428-2959, États-Unis.
B.1 Généralités
Une mesure de l’aptitude du matériau à résister à la rupture lorsqu’il est soumis à des contraintes
triaxiales, telles que celles en fond d’entaille d’une éprouvette Charpy, est la quantité de déformation
qui survient à cet endroit. La déformation dans ce cas est une contraction. Du fait des difficultés à
mesurer cette déformation, même après rupture, l’expansion qui survient à l’extrémité opposée du plan
de rupture est mesurée habituellement et utilisée comme substitut à la contraction.
B.2 Mode opératoire
Il convient que la méthode de mesure de l’expansion latérale tienne compte du fait que le plan de
rupture passe rarement par le point d’expansion maximale sur les deux côtés d’une éprouvette. Une
moitié d’éprouvette rompue peut comporter l’expansion maximale pour les deux faces, pour une
face seulement ou aucune des deux. Il convient donc que les techniques utilisées fournissent une
valeur d’expansion égale à la somme de la plus élevée des deux valeurs obtenues pour chaque face
en mesurant les deux moitiés séparément. La valeur de l’expansion sur chaque face de chaque moitié
doit être mesurée par rapport au plan défini par la partie non déformée de la face de l’éprouvette (voir
Figure B.1). Les méthodes par contact ou sans contact peuvent être utilisées pour ces mesurages.
L’expansion latérale peut être mesurée au moyen d’un comparateur semblable à celui montré aux
Figures B.2 et B.3. Mesurer les deux moitiés rompues séparément. En premier lieu, cependant, vérifier
les faces perpendiculaires à l’entaille pour s’assurer qu’aucune bavure ne s’est formée sur ces faces lors
de l’essai de choc; si de telles bavures existent, elles doivent être éliminées, par exemple en frottant
avec de la toile émeri, en s’assurant que les saillies à mesurer ne sont pas gommées lors de l’ébavurage.
Ensuite, placer les demi-éprouvettes ensemble de façon que les surfaces initialement à l’opposé de
l’entaille soient en face l’une de l’autre. Prendre une des demi-éprouvettes (voir la Figure B.1) et la
presser fermement contre les supports de référence, avec les saillies contre l’appui du comparateur.
Noter la lecture et répéter ensuite cette étape avec l’autre demi-éprouvette (voir la Figure B.1) en
s’assurant que la même face est mesurée. La plus grande des deux valeurs est l’expansion de cette face
de l’éprouvette. Répéter ce mode opératoire pour mesurer les saillies sur la face opposée et ajouter alors
les plus grandes valeurs obtenues pour chaque face. Par exemple si A > A et A = A , alors LE = A + (A
1 2 3 4 1 3
or A ). si A > A et A > A , alors, LE = A + A .
4 1 2 3 4 1 3
Si une ou plusieurs saillies d’une éprouvette ont été endommagées par contact avec l’appui, la surface
de montage de la machine, etc., ne pas mesurer l’éprouvette et indiquer cela dans le rapport d’essai.
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B
A A
A A
B
Légende
1 côté 1 de l’éprouvette rompue
2 côté 2 de l’éprouvette rompue
B épaisseur de l’éprouvette, mm
A , A , A , A , distance mesurée, mm
1 2 3 4
Figure B.1 — Moitiés d’une éprouvette Charpy de flexion par choc, avec entaille en V, rompue,
illustrant le mesurage de l’expansion latérale, les dimensions A , A , A , A et l’épaisseur initiale,
1 2 3 4
dimension B
Figure B.2 — Comparateur d’expansion latérale pour éprouvettes Charpy
Dimensions en millimètres
Légende
1 support en caoutchouc
2 indicateur, pour un intervalle de 10 mm, gradué en 1/100 mm
3 plaque d’embase en acier inoxydable ou acier chromé
4 support du comparateur en acier inoxydable ou acier chromé
a
Pour vis 1/4-20 UNC avec tige de 7/8” de long pour monter l’indicateur.
b
Pour vis M6 × 1 avec tige de 25 mm.
c
Disposition au niveau de l’assemblage.
NOTE La photo montre les deux moitiés d’une éprouvette Charpy mesurées sur une face et non pas chaque
moitié individuellement).
Figure B.3 — Assemblage et détails pour le comparateur d’expansion latérale
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Annexe C
(informative)
Aspect de la rupture
C.1 Généralités
La surface de rupture des éprouvettes Charpy est souvent cotée par le pourcentage de rupture par
cisaillement qui s’est produit. Plus grand est le pourcentage de rupture par cisaillement, plus grande est
la résistance à l’effet d’entaille du matériau. La surface de rupture de la plupart des éprouvettes Charpy
présente un mélange de zones de rupture par cisaillement et de ruptures plates. La zone de rupture par
cisaillement est supposée comme étant entièrement ductile, mais les zones de ruptures plates peuvent
être ductiles, fragiles, ou une combinaison de ces deux modes de rupture. Étant donné que la cotation
est extrêmement subjective, il est recommandé qu’elle ne soit pas utilisée dans les spécifications.
NOTE Le terme aspect de rupture fibreux est souvent utilisé comme synonyme d’aspect de rupture par
cisaillement. Les termes aspect de rupture par clivage et cristallinité sont souvent utilisés pour exprimer le
contraire d’une rupture par cisaillement.
C.2 Modes opératoires
Le pourcentage de rupture par cisaillement est communément déterminé par l’une des méthodes
suivantes:
a) mesurer la longueur et la largeur de la partie avec clivage (la partie «brillante») de la zone plane
de rupture, comme illustré à la Figure C.1, et déterminer le pourcentage de cisaillement à partir du
Tableau C.1;
b) comparer l’aspect de la rupture de l’éprouvette avec des images type d’aspect de rupture, telles que
celles montrées à la Figure C.2;
c) agrandir la surface de rupture et la comparer à une planche pré étalonnée ou mesurer le
pourcentage de rupture par clivage au moyen d’un planimètre, calculer alors le pourcentage de
rupture par cisaillement comme étant égal à 100 % moins le pourcentage de rupture par clivage;
d) prendre une photographie de la surface de rupture avec un grandissement approprié et mesurer
le pourcentage de rupture par clivage au moyen d’un planimètre, calculer alors le pourcentage de
rupture par cisaillement comme étant égal à 100 % moins le pourcent
...