ISO 14544-2013 Fine ceramics (advanced ceramics advanced technical ceramics) - Mechanical properties of ceramic composites at high temperature - Determination o.pdf

1、 ISO 2013 Cramiques techniques Proprits mcaniques des cramiques composites haute temprature Dtermination des caractristiques en compression Fine ceramics (advanced ceramics, advanced technical ceramics) Mechanical properties of ceramic composites at high temperature Determination of compression prop

2、erties NORME INTERNATIONALE ISO 14544 Premire dition 2013-07-01 Numro de rfrence ISO 14544:2013(F) ISO 14544:2013(F)ii ISO 2013 Tous droits rservs DOCUMENT PROTG PAR COPYRIGHT ISO 2013 Droits de reproduction rservs. Sauf indication contraire, aucune partie de cette publication ne peut tre reproduite

3、 ni utilise sous quelque forme que ce soit et par aucun procd, lectronique ou mcanique, y compris la photocopie, laffichage sur linternet ou sur un Intranet, sans autorisation crite pralable. Les demandes dautorisation peuvent tre adresses lISO ladresse ci-aprs ou au comit membre de lISO dans le pay

4、s du demandeur. ISO copyright office Case postale 56 CH-1211 Geneva 20 Tel. + 41 22 749 01 11 Fax + 41 22 749 09 47 E-mail copyrightiso.org Web www.iso.org Publi en Suisse ISO 14544:2013(F) ISO 2013 Tous droits rservs iii Sommaire Page Avant-propos iv 1 Domaine dapplication . 1 2 Rfrences normatives

5、 . 1 3 T ermes et dfinitions . 1 4 Principe 3 5 Appareillage 4 5.1 Machine dessai . 4 5.2 Systme dapplication deffort . 4 5.3 Enceinte dessai tanche . 5 5.4 Dispositif de chauffage . 5 5.5 Extensomtre . 5 5.6 Mesure des tempratures 6 5.7 Systme denregistrement de donnes 6 5.8 Micromtres 6 6 prouvett

6、es 6 6.1 Gnralits 6 6.2 prouvettes pour essais de compression entre plateaux . 6 6.3 prouvettes utilises avec mors. 8 7 Prparation des prouvettes 11 7.1 Usinage et prparation 11 7.2 Nombre dprouvettes .11 8 Modes opratoires .11 8.1 Configuration dessai: considrations sur la temprature .11 8.2 Config

7、uration dessai: autres considrations 12 8.3 Technique de lessai .12 8.4 Validit de lessai 13 9 Calcul des rsultats .14 9.1 Origine des prouvettes .14 9.2 Rsistance en compression .14 9.3 Dformation la force maximale de compression 14 9.4 Coefficient de proportionnalit ou module pseudo-lastique, modu

8、le lastique 15 10 Rapport dessai 16 Annexe A (normative) Flambage: C omment pr oc der lorsque le flambage est suspect 17 Bibliographie .18 ISO 14544:2013(F) Avant-propos LISO (Organisation internationale de normalisation) est une fdration mondiale dorganismes nationaux de normalisation (comits membr

9、es de lISO). Llaboration des Normes internationales est en gnral confie aux comits techniques de lISO. Chaque comit membre intress par une tude a le droit de faire partie du comit technique cr cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec lIS

10、O participent galement aux travaux. L ISO collabore troitement avec la Commission lectrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation lectrotechnique. Les procdures utilises pour laborer le prsent document et celles destines sa mise jour sont dcrites dans les Directives ISO/CEI,

11、 Partie 1. Il convient, en particulier, de prendre note des diffrents critres dapprobation requis pour les diffrents types de documents ISO. Le prsent document a t rdig conformment aux rgles de rdaction donnes dans les Directives ISO/CEI, Partie 2, www.iso. org/directives. Lattention est appele sur

12、le fait que certains des lments du prsent document peuvent faire lobjet de droits de proprit intellectuelle ou de droits analogues. LISO ne saurait tre tenue pour responsable de ne pas avoir identifi de tels droits de proprit et averti de leur existence. Les dtails concernant les rfrences aux droits

13、 de proprit intellectuelle ou autres droits analogues identifis lors de llaboration du document sont indiqus dans lIntroduction et/ou sur la liste ISO des dclarations de brevets reues, www.iso.org/brevets. Les ventuelles appellations commerciales utilises dans le prsent document sont donnes pour inf

14、ormation lintention des utilisateurs et ne constituent pas une approbation ou une recommandation. Le comit charg de llaboration du prsent document est lISO/TC 206, Cramiques techniques.iv ISO 2013 Tous droits rservs NORME INTERNATIONALE ISO 14544:2013(F) Cramiques techniques Proprits mcaniques des c

15、ramiques composites haute temprature Dtermination des caractristiques en compression 1 Domaine dapplication La prsente Norme internationale spcifie les conditions de dtermination des caractristiques en compression des matriaux composites matrice cramique et renfort continu pour des tempratures allan

16、t jusqu 2 000 C. La prsente Norme internationale sapplique tous les composites matrice cramique renfort continu, unidirectionnel (1D), bidirectionnel (2D), et tridirectionnel (xD, avec 2 x 3) sollicits suivant un axe principal de renfort. Deux cas de compression sont distingus: a) la compression ent

17、re plateaux; b) la compression entre mors. 2 Rfrences normatives Les documents suivants, en tout ou partie, sont rfrencs de manire normative dans le prsent document et sont indispensables pour son application. Pour les rfrences dates, seule ldition cite sapplique. Pour les rfrences non dates, la der

18、nire dition du document de rfrence sapplique (y compris les ventuels amendements). ISO 3611, Spcification gomtrique des produits (GPS) quipement de mesurage dimensionnel: Micromtres dextrieur Caractristiques de conception et caractristiques mtrologiques ISO 7500-1:2004, Matriaux mtalliques Vrificati

19、on des machines pour essais statiques uniaxiaux Partie 1: Machines dessai de traction/compression Vrification et talonnage du systme de mesure de force EN 10002-4, Matriaux mtalliques Essai de traction Partie 4: Vrification des extensomtres utiliss dans les essais uniaxiaux CEN/TS 15867:2009, Cramiq

20、ues techniques avances Cramiques composites Guide pour dterminer le degr de non-alignement lors des essais mcaniques uniaxaux CEI 60584-1:1995, Couples thermolectriques Partie 1: Tables de rfrence CEI 60584-2:1982, Couples thermolectriques Partie 2: Tolrances CEI 60584-2:1982, Amendement 1:1989 3 T

21、ermes et dfinitio ns Pour les besoins du prsent document, les termes et dfinitions suivants sappliquent. 3.1 temprature dessai T temprature de lprouvette au centre de la longueur de jauge ISO 2013 Tous droits rservs 1 ISO 14544:2013(F) 3.2 longueur calibre l partie de lprouvette o la section transve

22、rse est la plus faible et est uniforme 3.3 longueur de jauge L o distance initiale entre les points de rfrence dans la longueur calibre de lprouvette 3.4 zone de temprature contrle partie de la longueur calibre, incluant la longueur de jauge, o lcart de temprature par rapport la temprature dessai es

23、t infrieur 50 C 3.5 section initiale A o section initiale de lprouvette dans la longueur calibre, la temprature dessai Note 1 larticle: Deux sections initiales de lprouvette peuvent tre dfinies comme suit. 3.5.1 section apparente section totale de lprouvette, A o,a 3.5.2 section effective section to

24、tale corrige dun facteur, prenant en compte la prsence dun traitement anti-oxydation, A o,e 3.6 accourcissement L diminution sous une sollicitation de compression de la longueur de jauge L entre les points de rfrence 3.7 dformation en compression modification relative de la longueur de jauge dfinie

25、par le rapport L/L o Note 1 larticle: La valeur correspondant la force de compression maximale doit tre note c,m . 3.8 contrainte en compression force de compression supporte par lprouvette chaque instant de lessai, divise par la section initiale (A o ) Note 1 larticle: Deux contraintes en compressi

26、on peuvent tre dfinies: contrainte en compression apparente, a , lorsque la section apparente (ou section totale) est utilise; contrainte en compression effective, e , lorsque la section effective est utilise. 3.9 force maximale de compression F m force de compression la plus haute enregistre, attei

27、nte par lprouvette lors dun essai de compression ralis jusqu rupture2 ISO 2013 Tous droits rservs ISO 14544:2013(F) 3.10 rsistance en compression c,m quotient de la force maximale de compression (F m ) par la section initiale (A o ) Note 1 larticle: Deux rsistances en compression peuvent tre dfinies

28、: rsistance en compression apparente, c,m,a , lorsque la section apparente (ou section totale) est utilise; rsistance en compression effective, c,m,e , lorsque la section effective est utilise. 3.11 c o e f f i c i e n t d e p r o p o r t i o n n a l i t o u m o d u l e p s e u d o - l a s t i q u e

29、 E p pente de la partie linaire de la courbe contrainte-dformation, si elle existe Note 1 larticle: Lexamen des courbes contrainte-dformation des composites matrice cramique conduit dfinir les cas suivants:a) Matriau prsentant une zone linaire dans la courbe contrainte-dformation.Pour les matriaux c

30、omposites matrice cramique dont le comportement mcanique est caractris par une zone linaire, le coefficient de proportionnalit est dfini par: E (1) o ( 1 , 1 ) et ( 2 , 2 ) caractrisent les points proches de la limite infrieure et de la limite suprieure de la partie linaire de la courbe contrainte-d

31、formation.Le coefficient de proportionnalit ou module pseudo-lastique est appel module lastique, E, dans le seul cas o le matriau a un comportement linaire ds lorigine.b) Matriau prsentant un comportement contrainte-dformation non linaire.Dans ce cas, seuls peuvent tre fixs des couples contrainte-df

32、ormationDeux coefficients de proportionnalit ou modules pseudo-lastiques peuvent dfinis: coefficient de proportionnalit apparent, Ep a , lorsque la contrainte en compression apparente est utilise; coefficient de proportionnalit effectif, Ep e , lorsque la contrainte en compression effective est util

33、ise. 4 Principe Une prouvette de dimensions spcifies est porte la temprature dessai, puis soumise un essai de compression. Lessai est ralis vitesse constante de dplacement de la traverse, ou vitesse constante de dformation. La force et la variation de longueur de jauge (dformation longitudinale) son

34、t mesures et enregistres simultanment. NOTE 1 La dure dessai est limite afin de rduire les effets du fluage. ISO 2013 Tous droits rservs 3 ISO 14544:2013(F) NOTE 2 Un essai vitesse constante de chargement nest autoris que dans le cas o le comportement contrainte-dformation est linaire jusqu la ruptu

35、re. NOTE 3 Pour protger les outillages, il est recommand dutiliser une vitesse de dplacement constante de la traverse lorsque lessai est ralis jusqu rupture. 5 Appareillage 5.1 Machine dessai La machine doit tre quipe dun systme de mesure de la force applique lprouvette qui doit tre de classe 1 ou m

36、ieux, conformment lISO 7500-1. NOTE Il convient que cette exigence reste vraie dans les conditions dessai (par exemple pression et temprature du gaz). 5.2 Systme dapplication deffort Le systme dapplication deffort doit tre tel que la charge indique par la cellule deffort et la charge supporte par lp

37、rouvette soient les mmes. La performance du systme dapplication deffort, y compris le systme dalignement et le systme de transmission deffort, ne doit pas tre modifie du fait du chauffage. Le systme dapplication deffort doit aligner laxe de lprouvette avec la direction de chargement, sans que lprouv

38、ette ne soit soumise une charge de flexion ou de torsion. Le dfaut dalignement de lprouvette doit tre vrifi et document conformment la procdure dcrite dans la CEN/TS 15867:2009. Le pourcentage maximal de flexion ne doit pas dpasser 5 pour une dformation moyenne de 500 10 6 . NOTE 1 Il convient que l

39、alignement soit vrifi et document, par exemple, conformment la procdure dcrite dans la CEN/TS 15867:2009. Deux modes dapplication deffort sont possibles: a) Des plateaux de compression sont fixs sur la cellule deffort et sur la traverse mobile. Le paralllisme entre ces plateaux doit tre meilleur que

40、 0,01 mm, dans la zone dapplication de leffort, la temprature ambiante et les plateaux doivent tre perpendiculaires la direction de chargement. NOTE 1 Lutilisation de plateaux nest pas recommande pour les matriaux 1D et 2D de faible paisseur cause du flambage. NOTE 2 Pour les matriaux qui ne sont pa

41、s macroscopiquement homognes, il est possible dutiliser une interface souple entre lprouvette et les plateaux pour assurer une pression de contact rgulire. Il convient que ce matriau dinterface soit chimiquement compatible avec les matriaux de lprouvette et des plateaux. b) Des mors sont utiliss pou

42、r fixer et charger lprouvette. Les mors utiliss doivent tre conus de manire viter tout glissement de lprouvette. Ils doivent permettre lalignement de laxe de lprouvette avec la direction de la force applique. NOTE 3 Il convient de vrifier et de documenter la conformit cette exigence en utilisant, pa

43、r exemple, la procdure dcrite dans la Rfrence 1. NOTE 4 Les mors ou les plateaux peuvent se trouver dans la zone chaude ou dans la zone froide du four. NOTE 5 Lorsque les mors ou les plateaux sont lextrieur du four, il existe un gradient de temprature entre le centre de lprouvette qui est la temprat

44、ure spcifie et les extrmits qui sont la mme temprature que les mors ou les plateaux.4 ISO 2013 Tous droits rservs ISO 14544:2013(F) 5.3 Enceinte dessai tanche Une enceinte dessai tanche pourrait tre utilise dans le cas suivant. Lenceinte tanche doit permettre le contrle de lenvironnement au voisinag

45、e de lprouvette pendant lessai. Linstallation doit tre telle que la variation de charge due la variation de pression soit infrieure 1 % de lchelle de la cellule deffort utilise. Si une atmosphre gazeuse est utilise, elle doit tre choisie en fonction du matriau soumettre essai et en fonction de la te

46、mprature dessai. Le niveau de pression doit tre choisi en fonction du matriau soumis essai, de la temprature, du gaz et du type dextensomtrie. Si une enceinte vide est utilise, le niveau de vide ne doit pas induire dinstabilits chimiques et/ou physiques du matriau et des tiges de lextensomtre, le ca

47、s chant. 5.4 Dispositif de chauffage Le dispositif de chauffage doit tre construit de sorte que le gradient de temprature dans la longueur de jauge soit infrieur 20 C la temprature dessai. 5.5 Extensomtre Lextensomtre doit tre capable denregistrer en continu la variation de longueur de jauge la temprature dessai. NOTE 1 Il est recommand dutiliser un ext