ISO 15732-2003 Fine ceramics (advanced ceramics advanced technical ceramics) - Test method for fracture toughness of monolithic ceramics at room temperature by .pdf

1、 Numro de rfrence ISO 15732:2003(F) ISO 2003NORME INTERNATIONALE ISO 15732 Premire dition 2003-09-01Cramiques techniques Mthode dessai de tnacit la rupture des cramiques monolithiques temprature ambiante sur prouvette prfissure sur une seule face (mthode SEPB) Fine ceramics (advanced ceramics, advan

2、ced technical ceramics) Test method for fracture toughness of monolithic ceramics at room temperature by single edge precracked beam (SEPB) method ISO 15732:2003(F) PDF Exonration de responsabilit Le prsent fichier PDF peut contenir des polices de caractres intgres. Conformment aux conditions de lic

3、ence dAdobe, ce fichier peut tre imprim ou visualis, mais ne doit pas tre modifi moins que lordinateur employ cet effet ne bnficie dune licence autorisant lutilisation de ces polices et que celles-ci y soient installes. Lors du tlchargement de ce fichier, les parties concernes acceptent de fait la r

4、esponsabilit de ne pas enfreindre les conditions de licence dAdobe. Le Secrtariat central de lISO dcline toute responsabilit en la matire. Adobe est une marque dpose dAdobe Systems Incorporated. Les dtails relatifs aux produits logiciels utiliss pour la cration du prsent fichier PDF sont disponibles

5、 dans la rubrique General Info du fichier; les paramtres de cration PDF ont t optimiss pour limpression. Toutes les mesures ont t prises pour garantir lexploitation de ce fichier par les comits membres de lISO. Dans le cas peu probable o surviendrait un problme dutilisation, veuillez en informer le

6、Secrtariat central ladresse donne ci-dessous. ISO 2003 Droits de reproduction rservs. Sauf prescription diffrente, aucune partie de cette publication ne peut tre reproduite ni utilise sous quelque forme que ce soit et par aucun procd, lectronique ou mcanique, y compris la photocopie et les microfilm

7、s, sans laccord crit de lISO ladresse ci-aprs ou du comit membre de lISO dans le pays 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 ii ISO 2003 Tous droits rservsISO 15732:200

8、3(F) ISO 2003 Tous droits rservs iiiSommaire Page Avant-propos. iv 1 Domaine dapplication 1 2 Rfrences normatives. 1 3 Termes et dfinitions 2 4 Symboles et dsignations 3 5 Principe 3 6 Appareillage. 4 7 prouvettes . 7 8 Mthodes dessai 8 9 valuation de la validit de la valeur mesure 13 10 Calcul 14 1

9、1 Rapport dessai . 15 Annexe A (informative) Dispositif de prfissuration. 16 Annexe B (informative) Modes opratoires recommands pour la mthode SEPB 19 Bibliographie 22 ISO 15732:2003(F) iv ISO 2003 Tous droits rservsAvant-propos LISO (Organisation internationale de normalisation) est une fdration mo

10、ndiale dorganismes nationaux de normalisation (comits membres 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, go

11、uvernementales et non gouvernementales, en liaison avec lISO participent galement aux travaux. LISO collabore troitement avec la Commission lectrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation lectrotechnique. Les Normes internationales sont rdiges conformment aux rgles donnes da

12、ns les Directives ISO/CEI, Partie 2. La tche principale des comits techniques est dlaborer les Normes internationales. Les projets de Normes internationales adopts par les comits techniques sont soumis aux comits membres pour vote. Leur publication comme Normes internationales requiert lapprobation

13、de 75 % au moins des comits membres votants. Lattention est appele sur 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

14、averti de leur existence. LISO 15732 a t labore par le comit technique ISO/TC 206, Cramiques techniques. NORME INTERNATIONALE ISO 15732:2003(F) ISO 2003 Tous droits rservs 1Cramiques techniques Mthode dessai de tnacit la rupture des cramiques monolithiques temprature ambiante sur prouvette prfissure

15、 sur une seule face (mthode SEPB) 1 Domaine dapplication La prsente Norme internationale dcrit une mthode dessai pour la dtermination de la tnacit la rupture des matriaux cramiques monolithiques temprature ambiante sur prouvette prfissure sur une seule face (mthode SEPB). La prsente Norme internatio

16、nale est destine tre utilise avec les cramiques monolithiques et les cramiques renfort de trichite ou de particules qui sont considres comme macroscopiquement homognes. Elle ne traite pas des composites en cramiques renforcs de fibres continues. La prsente Norme internationale est applicable au dvel

17、oppement et la comparaison de matriaux, lassurance qualit, la caractrisation, la fiabilit et la gnration de donnes de fabrication. Les valeurs de la tnacit la rupture dtermines laide dautres mthodes dessai ne peuvent tre utilises la place de la valeur K Ipbtelle que dfinie dans la prsente Norme inte

18、rnationale et ne sont pas interchangeables. Les valeurs exprimes dans la prsente Norme internationale sont conformes au Systme international dunits (SI). 2 Rfrences normatives Les documents de rfrence suivants sont indispensables pour lapplication du prsent document. Pour les rfrences dates, seule l

19、dition cite sapplique. Pour les rfrences non dates, la dernire dition du document de rfrence sapplique (y compris les ventuels amendements). ISO 1101:1983, Dessins techniques Tolrancement gomtrique Tolrancement de forme, orientation, position et battement Gnralits, dfinitions, symboles, indications

20、sur les dessins ISO 3312:1987, Matriaux mtalliques fritts et mtaux-durs Dtermination du module de Young ISO 4287:1997, Spcification gomtrique des produits (GPS) tat de surface: Mthode du profil Termes, dfinitions et paramtres dtat de surface ISO 6507-1:1997, Matriaux mtalliques Essai de duret Vicker

21、s Partie 1: Mthode dessai ISO 15732:2003(F) 2 ISO 2003 Tous droits rservs3 Termes et dfinitions Pour les besoins du prsent document, les termes et dfinitions suivants sappliquent. 3.1 facteur dintensit de contrainte K l grandeur du champ de contrainte lastique lextrmit de la fissure soumise un charg

22、ement en mode douverture NOTE Il est fonction de la force applique, des dimensions et de la forme de lprouvette, ainsi que de la longueur de la fissure, et a les dimensions dune force multiplie par une longueur la puissance 3/2 . 3.2 tnacit la rupture terme gnrique pour les mesures de rsistance la p

23、ropagation dune fissure 3.3 valeur de tnacit la rupture K lpbvaleur de tnacit la rupture mesure par la mthode SEPB NOTE Le facteur dintensit de contrainte mesur correspondant la rsistance la propagation dune fissure droite subite forme par charge en pont dune empreinte de Vickers ou dune entaille de

24、 scie. Le mesurage est effectu selon le mode opratoire dcrit dans les Articles 5 et 10 et satisfait toutes les conditions de validit. 3.4 prfissure fissure introduite artificiellement dans une prouvette principalement pour mesurer la tnacit la rupture 3.5 front de la prfissure ligne indiquant la pos

25、ition de lextrmit de la prfissure 3.6 prfissure subite phnomne dans lequel une fissure sarrte aprs un accroissement soudain et instable donnant lieu une signature sonore 3.7 flexion trois points configuration de charge o une prouvette est charge en un point situ mi-distance de deux supports 3.8 flex

26、ion quatre points configuration de charge o une prouvette est charge symtriquement en deux points dcals dun quart de la porte totale par rapport aux deux supports extrieurs 3.9 souplesse valeur inverse du gradient de la courbe de la dviation en fonction de la charge NOTE En consquence, avec la propa

27、gation de la fissure, laccroissement de la dviation produit un accroissement de la souplesse. ISO 15732:2003(F) ISO 2003 Tous droits rservs 34 Symboles et dsignations Les symboles utiliss dans la prsente Norme internationale et leurs dsignations sont donns dans le Tableau 1. Tableau 1 Symboles et ds

28、ignations Symbole Unit Dsignation Rfrences b mm Largeur de la rainure centrale dans lenclume A.2.3, Fig. A.1 d mm paisseur de lprouvette 7.1, Fig. 3 d 1mm Distance entre les cylindres dappui du dispositif dessai de flexion (porte infrieure) 6.4, Fig. 2 d 2mm Distance entre les cylindres de charge da

29、ns un dispositif dessai de flexion quatre points (porte suprieure) 6.4, Fig. 2 K lpbMPam 1/2Facteur dintensit de contrainte critique mesur par la mthode SEPB Article 10, q. 7 et 10 l mm Longueur de la prfissure 8.7.3, Fig. 6, q. 2 l mm Longueur de laccroissement stable de la fissure 8.7.4, Fig. 6, q

30、. 3 L mm Longueur de lprouvette 7.1, Fig. 3 L amm Longueur de la surface de base de la rainure de positionnement dprouvette de lenclume (y compris la largeur, b, de la rainure centrale) A.2.3, Fig. A.1 L pmm Longueur de la surface infrieure de la plaque de charge A.2.3, Fig. A.1 P fN Charge maximale

31、 lors de la rupture de lprouvette 8.5.2, Fig. 5 w mm Largeur (profondeur) de lprouvette 7.1, Fig. 3 l / l 1 Variation de la souplesse 8.6, q. 1 5 Principe Lobjet de la prsente mthode est dobtenir la valeur de la tnacit la rupture, K lpb , partir de la longueur de la prfissure, des dimensions de lpro

32、uvette et de la distance entre les supports de flexion en mesurant la charge de rupture de lprouvette conformment lessai de flexion trois points ou quatre points dune prouvette prfissure sur une seule face. Une prfissure droite subite est provoque dans lprouvette par charge en pont dune empreinte Vi

33、ckers ou dune entaille de scie. Dordinaire cet essai est effectu temprature et milieu ambiants. ISO 15732:2003(F) 4 ISO 2003 Tous droits rservs6 Appareillage 6.1 Dispositif de prfissuration Un appareillage appropri est ncessaire pour provoquer une prfissure subite dans lprouvette de manire que le fr

34、ont de la fissure soit approximativement parallle la surface de lprouvette. Un exemple de dispositif de prfissuration par compression en pont et de ses lments de base est une plaque de charge avec logement de bille, une enclume avec rainure centrale et rainure de positionnement dprouvette ainsi quun

35、e bille de charge, comme le montre la Figure 1. Les formes de la plaque de charge et de lenclume utiliser sont symtriques droite et gauche, lavant et larrire, et ont une profondeur au moins trois fois suprieure lpaisseur de lprouvette, d. La distance horizontale entre le centre de la bille de charge

36、 et le centre de lenclume est infrieure 0,1 mm. NOTE LAnnexe A contient des recommandations portant sur la conception type dun dispositif de compression en pont appropri dont le fonctionnement a t jug satisfaisant pour la plupart des types de matriaux cramiques. Lgende 1 charge de compression 2 bill

37、e de charge 3 plaque de charge 4 plaque de charge suprieure; par exemple une plaque en acier tremp avec logement de bille 5 plaque de charge infrieure; par exemple une plaque en nitrure de silicium avec surface infrieure superfinition fixe la plaque de charge suprieure 6 prouvette 7 rainure centrale

38、 8 rainure de positionnement de lprouvette 9 enclume; par exemple en acier tremp (HV10 5 GPa) Figure 1 Exemple de dispositif de prfissuration par compression en pont ISO 15732:2003(F) ISO 2003 Tous droits rservs 56.2 Appareillage dintroduction de la charge de prfissure Il faut que lappareil de charg

39、e soit capable dappliquer la charge de compression rgulirement au dispositif. Une exactitude de charge leve nest pas ncessaire. 6.3 Machine dessai de flexion Une machine dessai de matriaux, permettant de maintenir constante la vitesse de traverse, doit tre utilise. Lexactitude du mesurage de la char

40、ge doit tre de 1 % sur la totalit de la fourchette de charge. La rigidit de tout le systme dessai, y compris le dispositif dessai de flexion spcifi en 6.4, doit tre de 3 MN/m ou plus par rapport la charge applique au dispositif dessai de flexion. Il convient que la rigidit de lensemble du systme des

41、sai, y compris la machine dessai, les tiges de charge et le dispositif dessai de flexion, soit value conformment lAnnexe B. 6.4 Dispositif dessai de flexion Les caractristiques gnrales du dispositif dessai de flexion sont illustres dans la Figure 2. Le dispositif dessai de flexion doit tre symtrique

42、 par rapport laxe longitudinal indiqu et doit avoir une profondeur au moins trois fois suprieure lpaisseur de lprouvette, d, utilise. Le dispositif est conu pour rduire au minimum les effets de frottement en permettant au cylindre dappui de scarter lgrement mesure que lprouvette est charge, permetta

43、nt ainsi un contact par roulement et vitant le coincement de lprouvette d au frottement. Les cylindres sont placs dans les rainures de positionnement du support et de llment de charge, comme le montre la Figure 2. Les cylindres doivent tre parallles 0,015 mm prs sur une longueur correspondant lpaiss

44、eur, d, de lprouvette. Dautres types de dispositifs sont acceptables, mais les cylindres doivent pouvoir rouler librement. La longueur de chaque cylindre doit tre gale ou suprieure trois fois lpaisseur de lprouvette, d. Les matriaux constituant les parties des cylindres utiliser ne doivent pas prsen

45、ter un module dlasticit infrieur 196 GPa, comme dfini dans lISO 3312, ni une duret Vickers (HV 10) infrieure 5 GPa, comme dfini dans lISO 6507-1, et ils doivent tre fabriqus dans un matriau exempt de dformation plastique et de rupture. Le rayon de courbure des cylindres et la distance entre les cyli

46、ndres doivent tre tels quindiqus la Figure 2. La rugosit de surface, Ra, comme dfini dans lISO 4287, des cylindres ne doit pas excder 0,4 m. 6.5 Dispositif de mesure de la variation de la souplesse Lors de lessai de flexion, la relation entre la flche de lprouvette et la charge doit tre mesure au mo

47、yen dun dispositif dessai de flexion permettant de mesurer la flche au droit du point de charge entre le centre des deux cylindres dappui du dispositif dessai de flexion et le centre du (des) cylindre(s) de charge. Le dispositif de mesure de la flche doit avoir une rsolution suprieure 0,001 mm et doit tre talonn pour enregistrer 0,001 mm prs le dplacement rel. Les mesurages du dplacement