ISO 6892-1:2019
(Main)Metallic materials — Tensile testing — Part 1: Method of test at room temperature
Metallic materials — Tensile testing — Part 1: Method of test at room temperature
This document specifies the method for tensile testing of metallic materials and defines the mechanical properties which can be determined at room temperature. NOTE Annex A contains further recommendations for computer controlled testing machines.
Matériaux métalliques — Essai de traction — Partie 1: Méthode d'essai à température ambiante
Le présent document spécifie la méthode d'essai de traction des matériaux métalliques et définit les caractéristiques mécaniques qui peuvent être déterminées à température ambiante. NOTE L'Annexe A contient des recommandations supplémentaires pour les machines d'essai assistées par ordinateur.
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 6892-1
Third edition
2019-11
Metallic materials — Tensile testing —
Part 1:
Method of test at room temperature
Matériaux métalliques — Essai de traction —
Partie 1: Méthode d'essai à température ambiante
Reference number
©
ISO 2019
© ISO 2019
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Published in Switzerland
ii © ISO 2019 – All rights reserved
Contents Page
Foreword .v
Introduction .vi
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Symbols . 6
5 Principle . 8
6 Test pieces . 8
6.1 Shape and dimensions . 8
6.1.1 General. 8
6.1.2 Machined test pieces . 9
6.1.3 Unmachined test pieces . 9
6.2 Types. 9
6.3 Preparation of test pieces .10
7 Determination of original cross-sectional area .10
8 Original gauge length and extensometer gauge length .10
8.1 Choice of the original gauge length .10
8.2 Marking the original gauge length .10
8.3 Choice of the extensometer gauge length .11
9 Accuracy of testing apparatus .11
10 Conditions of testing .11
10.1 Setting the force zero point .11
10.2 Method of gripping .11
10.3 Testing rates .12
10.3.1 General information regarding testing rates .12
10.3.2 Testing rate based on strain rate (method A) .12
10.3.3 Testing rate based on stress rate (method B) .14
10.3.4 Report of the chosen testing conditions .15
11 Determination of the upper yield strength .16
12 Determination of the lower yield strength .16
13 Determination of proof strength, plastic extension.16
14 Determination of proof strength, total extension .17
15 Method of verification of permanent set strength .17
16 Determination of the percentage yield point extension .17
17 Determination of the percentage plastic extension at maximum force .17
18 Determination of the percentage total extension at maximum force .18
19 Determination of the percentage total extension at fracture .18
20 Determination of percentage elongation after fracture .18
21 Determination of percentage reduction of area .19
22 Test report .20
23 Measurement uncertainty .20
23.1 General .20
23.2 Test conditions .21
23.3 Test results.21
Annex A (informative) Recommendations concerning the use of computer-controlled
tensile testing machines .34
Annex B (normative) Types of test pieces to be used for thin products: sheets, strips, and
flats between 0,1 mm and 3 mm thick .40
Annex C (normative) Types of test pieces to be used for wire, bars, and sections with a
diameter or thickness of less than 4 mm .43
Annex D (normative) Types of test pieces to be used for sheets and flats of thickness equal
to or greater than 3 mm and wire, bars, and sections of diameter or thickness equal
to or greater than 4 mm .44
Annex E (normative) Types of test pieces to be used for tubes .48
Annex F (informative) Estimation of the crosshead separation rate in consideration of
the stiffness (or compliance) of the testing equipment .50
Annex G (normative) Determination of the modulus of elasticity of metallic materials using
a uniaxial tensile test .52
Annex H (informative) Measuring the percentage elongation after fracture if the specified
value is less than 5 % .61
Annex I (informative) Measurement of percentage elongation after fracture based
on subdivision of the original gauge length .62
Annex J (informative) Determination of the percentage plastic elongation without necking,
A , for long products such as bars, wire, and rods .64
wn
Annex K (informative) Estimation of the uncertainty of measurement .65
Annex L (informative) Precision of tensile testing — Results from interlaboratory programmes .69
Bibliography .76
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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 of the voluntary nature of standards, 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 www .iso .org/
iso/ foreword .html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 164, Mechanical testing of metals,
Subcommittee SC 1, Uniaxial testing.
This third edition cancels and replaces the second edition (ISO 6892-1:2016), of which it constitutes a
minor revision. The changes compared to the previous edition are as follows:
— correction of the title of a standard in Clause 2;
— correction of the designation "coefficient of determination" ("coefficient of determination" instead
of "coefficient of correlation");
— correction of Formula (1);
— wording in 10.3.2.1;
— wording in the key of Figure 9;
— wording in Table B.2;
— wording in Table D.3;
— correction of the references.
A list of all parts in the ISO 6892 series can be found on the ISO website.
Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
complete listing of these bodies can be found at www .iso .org/ members .html.
Introduction
During discussions concerning the speed of testing in the preparation of ISO 6892, it was decided to
recommend the use of strain rate control in future revisions.
In this document, there are two methods of testing speeds available. The first, method A, is based on
strain rates (including crosshead separation rate) and the second, method B, is based on stress rates.
Method A is intended to minimize the variation of the test rates during the moment when strain rate
sensitive parameters are determined and to minimize the measurement uncertainty of the test results.
Therefore, and out of the fact that often the strain rate sensitivity of the materials is not known, the use
of method A is strongly recommended.
NOTE In what follows, the designations “force” and “stress” or “extension”, “percentage extension”, and
“strain”, respectively, are used on various occasions (as figure axis labels or in explanations for the determination
of different properties). However, for a general description or point on a curve, the designations “force” and
“stress” or “extension”, “percentage extension”, and “strain”, respectively, can be interchanged.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 6892-1:2019(E)
Metallic materials — Tensile testing —
Part 1:
Method of test at room temperature
1 Scope
This document specifies the method for tensile testing of metallic materials and defines the mechanical
properties which can be determined at room temperature.
NOTE Annex A contains further recommendations for computer controlled testing machines.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content
constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For
undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 7500-1, Metallic materials — Calibration and verification of static uniaxial testing machines — Part 1:
Tension/compression testing machines — Verification and calibration of the force-measuring system
ISO 9513, Metallic materials — Calibration of extensometer systems used in uniaxial testing
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at http:// www .electropedia .org/
3.1
gauge length
L
length of the parallel portion of the test piece on which elongation is measured at any moment during
the test
3.1.1
original gauge length
L
o
length between gauge length (3.1) marks on the test piece measured at room temperature before the test
3.1.2
final gauge length after fracture
L
u
length between gauge length (3.1) marks on the test piece measured after rupture, at room temperature,
the two pieces having been carefully fitted back together so that their axes lie in a straight line
3.2
parallel length
L
c
length of the parallel reduced section of the test piece
Note 1 to entry: The concept of parallel length is replaced by the concept of distance between grips for
unmachined test pieces.
3.3
elongation
increase in the original gauge length (3.1.1) at any moment during the test
3.4
percentage elongation
elongation (3.3) expressed as a percentage of the original gauge length (3.1.1)
3.4.1
percentage permanent elongation
increase in the original gauge length (3.1.1) of a test piece after removal of a specified stress, expressed
as a percentage of the original gauge length (3.1.1)
3.4.2
percentage elongation after fracture
A
permanent elongation (3.3) of the gauge length after fracture (L − L ), expressed as a percentage of the
u o
original gauge length (3.1.1)
Note 1 to entry: For further information, see 8.1.
3.5
extensometer gauge length
L
e
initial gauge length of the extensometer used for measurement of extension (3.6)
Note 1 to entry: For the determination of several properties which are based (partly or complete) on extension, e.
g. R , A or A , the use of an extensometer is mandatory.
p e g
Note 2 to entry: For further information, see 8.3.
3.6
extension
increase in the extensometer gauge length (3.5), at any moment during the test
3.6.1
percentage extension
strain
e
extension (3.6) expressed as a percentage of the extensometer gauge length (3.5)
Note 1 to entry: e is commonly called engineering strain.
3.6.2
percentage permanent extension
increase in the extensometer gauge length (3.5), after removal of a specified stress (3.10) from the test
piece, expressed as a percentage of the extensometer gauge length
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3.6.3
percentage yield point extension
A
e
extension (3.6) between the start of yielding and the start of
uniform work-hardening, expressed as a percentage of the extensometer gauge length (3.5)
Note 1 to entry: See Figure 7.
3.6.4
percentage total extension at maximum force
A
gt
total extension (3.6) (elastic extension plus plastic extension) at maximum force, expressed as a
percentage of the extensometer gauge length (3.5)
Note 1 to entry: See Figure 1.
3.6.5
percentage plastic extension at maximum force
A
g
plastic extension (3.6) at maximum force, expressed as a percentage of the extensometer gauge length (3.5)
Note 1 to entry: See Figure 1.
3.6.6
percentage total extension at fracture
A
t
total extension (3.6) (elastic extension plus plastic extension) at the moment of fracture, expressed as a
percentage of the extensometer gauge length (3.5)
Note 1 to entry: See Figure 1.
3.7
testing rate
rate (resp. rates) used during the test
3.7.1
strain rate
e
L
e
increase of strain, measured with an extensometer, in extensometer gauge length (3.5), per time
3.7.2
estimated strain rate over the parallel length
e
L
c
value of the increase of strain over the parallel length (3.2) of the test piece per time based on the
crosshead separation rate (3.7.3) and the parallel length of the test piece
3.7.3
crosshead separation rate
v
c
displacement of the crossheads per time
3.7.4
stress rate
R
increase of stress (3.10) per time
Note 1 to entry: Stress rate is only used in the elastic part of the test (method B) (see also 10.3.3).
3.8
percentage reduction of area
Z
maximum change in cross-sectional area which has occurred during the test (S − S ), expressed as a
o u
percentage of the original cross-sectional area, S :
o
SS−
ou
Z = ⋅100
S
o
3.9 Maximum force
3.9.1
maximum force
F
m
highest force that the test piece withstands during
the test
3.9.2
maximum force
F
m
highest force that the test piece withstands during the
test after the beginning of work-hardening
Note 1 to entry: For materials which display discontinuous yielding, but where no work-hardening can be
established, F is not defined in this document [see footnote to Figure 8 c)].
m
Note 2 to entry: See Figure 8 a) and b).
3.10
stress
R
at any moment during the test, force divided by the original cross-sectional area, S , of the test piece
o
Note 1 to entry: All references to stress in this document are to engineering stress.
3.10.1
tensile strength
R
m
stress (3.10) corresponding to the maximum force (3.9.2)
3.10.2
yield strength
when the metallic material exhibits a yield phenomenon, stress (3.10) corresponding to the point
reached during the test at which plastic deformation occurs without any increase in the force
3.10.2.1
upper yield strength
R
eH
maximum value of stress (3.10) prior to the first decrease in force
Note 1 to entry: See Figure 2.
3.10.2.2
lower yield strength
R
eL
lowest value of stress (3.10) during plastic yielding, ignoring any initial transient effects
Note 1 to entry: See Figure 2.
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3.10.3
proof strength, plastic extension
R
p
stress (3.10) at which the plastic extension (3.6) is equal to a specified percentage of the extensometer
gauge length (3.5)
Note 1 to entry: Adapted from ISO/TR 25679:2005, “proof strength, non-proportional extension”.
Note 2 to entry: A suffix is added to the subscript to indicate the prescribed percentage, e.g. R .
p0,2
Note 3 to entry: See Figure 3.
3.10.4
proof strength, total extension
R
t
stress (3.10) at which total extension (3.6) (elastic extension plus plastic extension) is equal to a specified
percentage of the extensometer gauge length (3.5)
Note 1 to entry: A suffix is added to the subscript to indicate the prescribed percentage, e.g. R .
t0,5
Note 2 to entry: See Figure 4.
3.10.5
permanent set strength
R
r
stress (3.10) at which, after removal of force, a specified permanent elongation (3.3) or extension (3.6),
expressed respectively as a percentage of original gauge length (3.1.1), or extensometer gauge length
(3.5), has not been exceeded
Note 1 to entry: A suffix is added to the subscript to indicate the specified percentage of the original gauge length,
L , or of the extensometer gauge length, L , e.g. R .
o e r0,2
Note 2 to entry: See Figure 5.
3.11
fracture
phenomenon which is deemed to occur when total separation of the test piece occurs
Note 1 to entry: Criteria for fracture for computer controlled tests are given in Figure A.2.
3.12
computer-controlled tensile testing machine
machine for which the control and monitoring of the test, the measurements, and the data processing
are undertaken by computer
3.13
modulus of elasticity
E
quotient of change of stress ΔR and change of percentage extension Δe in the range of evaluation,
multiplied by 100 %
DR
E =⋅100 %
De
Note 1 to entry: It is recommended to report the value in GPa rounded to the nearest 0,1 GPa and according to
ISO 80000-1.
3.14
default value
lower or upper value for stress (3.10), respectively strain (3.6.1), which is used for the description of the
range where the modulus of elasticity (3.13) is calculated
3.15
coefficient of determination
R
additional result of the linear regression which describes the quality of the stress-strain curve in the
evaluation range
Note 1 to entry: The used symbol R is a mathematical representation of regression and is no expression for a
squared stress value.
3.16
standard deviation of the slope
S
m
additional result of the linear regression which describes the difference of the stress (3.10) values from
the best fit line for the given extension (3.6.1) values in the evaluation range
3.17
relative standard deviation of the slope
S
m(rel)
quotient of the standard deviation of the slope (3.16) and the slope in the evaluation range, multiplied
by 100 %
S
m
S =⋅100 %
m(rel)
E
4 Symbols
The symbols used in this document and corresponding designations are given in Table 1.
Table 1 — Symbols and designations
Symbol Unit Designation
Test piece
a
a , T mm original thickness of a flat test piece or wall thickness of a tube
o
original width of the parallel length of a flat test piece or average width of the longi-
b mm
o
tudinal strip taken from a tube or width of flat wire
original diameter of the parallel length of a circular test piece, or diameter of round
d mm
o
wire or internal diameter of a tube
D mm original external diameter of a tube
o
L mm original gauge length
o
initial gauge length for determination of A (see Annex J)
′
L mm
wn
o
L mm parallel length
c
L mm extensometer gauge length
e
L mm total length of test piece
t
L mm final gauge length after fracture
u
′ final gauge length after fracture for determination of A (see Annex J)
L mm
wn
u
a
Symbol used in steel tube product standards.
b −2
1 MPa = 1 N mm .
c
The calculation of the modulus of elasticity is described in Annex G. It is not required to use Annex G to determine the
slope of the elastic part of the stress-percentage extension curve for the determination of proof strength.
d
In the elastic part of the stress-percentage extension curve, the value of the slope may not necessarily represent the
modulus of elasticity. This value may closely agree with the value of the modulus of elasticity if optimal conditions are used
(see Annex G).
CAUTION — The factor 100 is necessary if percentage values are used.
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Table 1 (continued)
Symbol Unit Designation
S mm original cross-sectional area of the parallel length
o
S mm minimum cross-sectional area after fracture
u
k — coefficient of proportionality (see 6.1.1)
Z % percentage reduction of area
Elongation
A % percentage elongation after fracture (see 3.4.2)
A % percentage plastic elongation without necking (see Annex J)
wn
Extension
e % extension
A % percentage yield point extension
e
A % percentage plastic extension at maximum force, F
g m
A % percentage total extension at maximum force, F
gt m
A % percentage total extension at fracture
t
ΔL mm extension at maximum force
m
ΔL mm extension at fracture
f
Rates
−1
e
s strain rate
L
e
−1
e
s estimated strain rate over the parallel length
L
c
−1
stress rate
MPa s
R
−1
v mm s crosshead separation rate
c
Force
F N maximum force
m
Yield strength — Proof strength — Tensile strength
b
R MPa stress
R MPa upper yield strength
eH
R MPa lower yield strength
eL
R MPa tensile strength
m
R MPa proof strength, plastic extension
p
R MPa specified permanent set strength
r
R MPa proof strength, total extension
t
Modulus of elasticity — slope of the stress-percentage extension curve
c
E GPa modulus of elasticity
m MPa slope of the stress-percentage extension curve at a given moment of the test
d
m MPa slope of the elastic part of the stress-percentage extension curve
E
R MPa lower stress value
R MPa upper stress value
a
Symbol used in steel tube product standards.
b −2
1 MPa = 1 N mm .
c
The calculation of the modulus of elasticity is described in Annex G. It is not required to use Annex G to determine the
slope of the elastic part of the stress-percentage extension curve for the determination of proof strength.
d
In the elastic part of the stress-percentage extension curve, the value of the slope may not necessarily represent the
modulus of elasticity. This value may closely agree with the value of the modulus of elasticity if optimal conditions are used
(see Annex G).
CAUTION — The factor 100 is necessary if percentage values are used.
Table 1 (continued)
Symbol Unit Designation
e % lower strain value
e % upper strain value
R — coefficient of determination
S MPa standard deviation of the slope
m
S % relative standard deviation of the slope
m(rel)
a
Symbol used in steel tube product standards.
b −2
1 MPa = 1 N mm .
c
The calculation of the modulus of elasticity is described in Annex G. It is not required to use Annex G to determine the
slope of the elastic part of the stress-percentage extension curve for the determination of proof strength.
d
In the elastic part of the stress-percentage extension curve, the value of the slope may not necessarily represent the
modulus of elasticity. This value may closely agree with the value of the modulus of elasticity if optimal conditions are used
(see Annex G).
CAUTION — The factor 100 is necessary if percentage values are used.
5 Principle
The test involves straining a test piece by tensile force, generally to fracture, for the determination of
one or more of the mechanical properties defined in Clause 3.
The test shall be carried out at room temperature between 10 °C and 35 °C, unless otherwise specified.
For laboratory environments outside the stated requirement, it is the responsibility of the testing
laboratory to assess the impact on testing and/or calibration data produced with and for testing
machines operated in such environments. When testing and calibration activities are performed outside
the temperature limits of 10 °C and 35 °C, the temperature shall be recorded and reported. If significant
temperature gradients are present during testing and/or calibration, measurement uncertainty may
increase and out of tolerance conditions may occur.
Tests carried out under controlled conditions shall be made at a temperature of 23 °C ± 5 °C.
If the determination of the modulus of elasticity is requested in the tensile test, this shall be done in
accordance with Annex G.
6 Test pieces
6.1 Shape and dimensions
6.1.1 General
The shape and dimensions of the test pieces may be constrained by the shape and dimensions of the
metallic product from which the test pieces are taken.
The test piece is usually obtained by machining a sample from the product or a pressed blank or casting.
However, products of uniform cross-section (sections, bars, wires, etc.) and also as-cast test pieces (i.e.
for cast iron and non-ferrous alloys) may be tested without being machined.
The cross-section of the test pieces may be circular, square, rectangular, annular or, in special cases,
some other uniform cross-section.
Preferred test pieces have a direct relationship between the original gauge length, L , and the original
o
cross-sectional area, S , expressed by the formula L = kS , where k is a coefficient of proportionality,
o o o
and are called proportional test pieces. The internationally adopted value for k is 5,65. The original
gauge length shall be not less than 15 mm. When the cross-sectional area of the test piece is too small
8 © ISO 2019 – All rights reserved
for this requirement to be met with k = 5,65, a higher value (preferably 11,3) or a non-proportional test
piece may be used.
NOTE By using an original gauge length smaller than 20 mm, the uncertainty of the result “elongation after
fracture” will be increased.
For non-proportional test pieces, the original gauge length, L , is independent of the original cross-
o
sectional area, S .
o
The dimensional tolerances of the test pieces shall be in accordance with Annexes B to E (see 6.2).
Other test pieces such as those specified in relevant product standards or national standards may be
[1] [2] [6]
used by agreement with the customer, e.g. ISO 3183 (API 5L), ISO 11960 (API 5CT), ASTM A370 ,
[7] [10] [13] [14]
ASTM E8M , DIN 50125 , IACS W2 , and JIS Z 2241 .
6.1.2 Machined test pieces
Machined test pieces shall incorporate a transition radius between the gripped ends and the parallel
length if these have different dimensions. The dimensions of the transition radius are important and it is
recommended that they be defined in the material specification if they are not given in the appropriate
annex (see 6.2).
The gripped ends may be of any shape to suit the grips of the testing machine. The axis of the test piece
shall coincide with the axis of application of the force.
The parallel length, L , or, in the case where the test piece has no transition radii, the free length
c
between the grips, shall always be greater than the original gauge length, L .
o
6.1.3 Unmachined test pieces
If the test piece consists of an unmachined length of the product or of an unmachined test bar, the free
length between the grips shall be sufficient for gauge marks to be at a reasonable distance from the
grips (see Annexes B to E).
As-cast test pieces shall incorporate a transition radius between the gripped ends and the parallel
length. The dimensions of this transition radius are important and it is recommended that they be
defined in the product standard. The gripped ends may be of any shape to suit the grips of the testing
machine provided that they enable the centre of the test piece to coincide with the axis of application of
force. The parallel length, L , shall always be greater than the original gauge length, L .
c o
6.2 Types
The main types of test pieces are defined in Annexes B to E according to the shape and type of product,
as shown in Table 2. Other types of test pieces can be specified in product standards.
Table 2 — Main types of test pieces according to product type
Dimensions in millimetres
Corresponding
Type of product
annex
Sheets — Plates — Flats Wire — Bars — Sections
Thickness Diameter or side
a
0,1 ≤ a < 3 — B
— <4 C
a ≥ 3 ≥4 D
Tubes E
6.3 Preparation of test pieces
The test pieces shall be taken and prepared in accordance with the requirements of the relevant
International Standards for the different materials (e.g. ISO 377).
7 Determination of original cross-sectional area
The relevant dimensions of the test piece should be measured at sufficient cross-sections perpendicular
to the longitudinal axis in the central region of the parallel length of the test piece.
A minimum of three cross-sections is recommended.
The original cross-sectional area, S , is the average cross-sectional area and shall be calculated from
o
the measurements of the appropriate dimensions.
The accuracy of this calculation depends on the nature and type of the test piece. Annexes B to E
describe methods for the evaluation of S for different types of test pieces and contain specifications for
o
the accuracy of measurement.
All measuring devices used for the determination of the original cross-sectional area shall be calibrated
to the appropriate reference standards with traceability to a national measurement system.
8 Original gauge length and extensometer gauge length
8.1 Choice of the original gauge length
For proportional test pieces, if the original gauge length is not equivalent to 56, 5 S , where S is the
o o
original cross-sectional area of the parallel length, the symbol A should be supplemented by a subscript
indicating the coefficient of proportionality used, e.g. A indicates a percentage elongation of the
11,3
gauge length, L , according to Formula (1):
o
LS=11,3 (1)
oo
NOTE 56,/55SS= 4 p .
oo
For non-proportional test pieces (see Annex B and Annex D), the symbol A should be supplemented by
a subscript indicating the original gauge length used, expressed in millimetres, e.g. A indicates a
80 mm
percentage elongation of a gauge length, L , of 80 mm.
o
10 © ISO 2019 – All rights reserved
8.2 Marking the original gauge length
For the manual determination of the elongation after fracture A, each end of the original gauge length,
L , shall be marked by means of fine marks, scribed lines, or punch marks, but not by marks which
o
could result in premature fracture. The original gauge length shall be marked to an accuracy of ±1 %.
For proportional test pieces, the calculated value of the original gauge length may be rounded to the
nearest multiple of 5 mm, provided that the difference between the calculated and marked gauge length
is less than 10 % of L .
o
If the parallel length, L , is much greater than the original gauge length, as, for instance, with
c
unmachined test pieces, a series of overlapping gauge lengths may be marked.
In some cases, it can be helpful to draw a line parallel to the longitudinal axis, along which the gauge
lengths are marked.
8.3 Choice of the extensometer gauge length
For measurement of yield and proof strength parameters, L should span as much of the parallel length
e
of the test piece as possible. Ideally, as a minimum, L should be greater than 0,50L but less than
e o
approximately 0,9L . This should ensure that the extensometer detects all yielding events that occur
c
in the test piece. Further, for measurement of parameters “at” or “after reaching” maximum force, L
e
should be approximately equal to L .
o
9 Accuracy of testing apparatus
The force-measuring system of the testing machine shall be in accordance with ISO 7500-1, class 1,
or better.
For the determination of proof strength (plastic or total extension), the extensometer used shall be in
accordance with ISO 9513, class 1 or better, in the relevant range. For other properties (with extensions
greater than 5 %), an ISO 9513, class 2 extensometer in the relevant range may be used.
10 Conditions of testing
10.1 Setting the force zero point
The force-measuring system shall be set to zero after the testing loading train has been assembled, but
before the test piece is actually gripped at both ends. Once the force zero point has been set, the force-
measuring system shall not be changed in any way during the test.
NOTE The use of this method ensures that, on one hand, the weight of the gripping system is compensated
for in the force measurement, and on the other hand, any force resulting from the clamping operation does not
affect this measurement.
10.2 Method of gripping
The test pieces shall be gripped by suitable means, such as wedges, screwed grips, parallel jaw faces, or
shouldered holders.
Every endeavour should be made to ensure that test pieces are held in such a way that the force is applied
[8]
as axially as possible, in order to minimize bending (more information is given in ASTM E1012 , for
example). This is of particular importance when testing brittle materials or when determining proof
strength (plastic extension), proof strength (total extension), or yield strength.
In order to ensure the alignment of the test piece and grip arrangement, a preliminary force may be
applied provided it does not exceed a value corresponding to 5 % of the specified or expected yield
strength. A correction of the extension should be carried out to take into account the effect of the
preliminary force.
10.3 Testing rates
10.3.1 General information regarding testing rates
Unless otherwise agreed, the choice of method (A1, A2, or B) and test rates are at the discretion of the
producer or the test laboratory assigned by the producer, provided that these meet the requirements of
this document.
NOTE 1 The difference between Method A and Method B is that the necessary testing speed of Method A is
defined at the point of interest (e.g. R ), where the property has to be determined, whereas, in Method B, the
p0,2
necessary testing speed is set in the elastic range before the property (e.g. R ) has to be determined.
p0,2
Under certain conditions using Method B (e.g. for some steels a stress rate in the elastic range of
approximately 30 MPa/s, using a testing rig and clamping system with high stiffness and a test piece
geometry according to Annex B, Table B.1, Test piece type 2), a strain rate near the range 2 of Method A
may be observed.
NOTE 2 Product standards and corresponding test standards (e.g. aerospace standards) can specify test rates
that are different from those contained in this document.
10.3.2 Testing rate based on strain rate (method A)
10.3.2.1 General
Method A is intended to minimize the variation of the test rates during the moment when strain rate
sensitive parameters are determined and to minimize the measurement uncertainty of the test results.
Two different types of strain rate control are described in this subclause.
— Method A1 closed loop involves the control of the strain rate itself, e , that is based on the feedback
L
e
obtained from an extensometer.
— Method A2 open loop involves the control of the estimated strain rate over the parallel length, e ,
L
c
which is achieved by using the crosshead separation rate calculated by multiplying the required
strain rate by the parallel length [see Formula (2)].
NOTE A more rigorous strain rate estimation procedure for Method A2 is described in Annex F.
If a material shows no discontinuous yielding and the force remains nominally constant, the strain rate,
e , and the estimated strain rate over the parallel length, e , are approximately equal. Differences
L L
e c
exist if the material exhibits discontinuous or serrated yielding (e.g. some steels and AlMg alloys in the
yield point extension range, or materials which show serrated yielding like the Portevin-Le Chatelier
effect) or if necking occurs. If the force is increasing, the strain rate [if the crosshead separation rate is
calculated using Formula (2)] may be below the target strain rate due to the compliance of the testing
machine.
The testing rate shall conform to the following requirements.
a) Unless otherwise specified, any convenient speed of testing may be used up to a stress equivalent
to half of the expected yield strength. Above this range and for the determination of R , R or R ,
eH p t
the specified strain rate, e (or for Method A2 the crosshead separation rate v ), shall
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 6892-1
Troisième édition
2019-11
Matériaux métalliques — Essai de
traction —
Partie 1:
Méthode d'essai à température
ambiante
Metallic materials — Tensile testing —
Part 1: Method of test at room temperature
Numéro de référence
©
ISO 2019
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être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
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Case postale 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Genève
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Fax: +41 22 749 09 47
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Publié en Suisse
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Sommaire Page
Avant-propos .v
Introduction .vi
1 Domaine d'application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Symboles . 6
5 Principe . 8
6 Éprouvettes . 9
6.1 Forme et dimensions . 9
6.1.1 Généralités . 9
6.1.2 Éprouvettes usinées . 9
6.1.3 Éprouvettes non usinées . 9
6.2 Types.10
6.3 Préparation des éprouvettes .10
7 Détermination de l'aire initiale de la section transversale .10
8 Longueur initiale entre repères et longueur initiale de l’extensomètre .11
8.1 Choix de la longueur initiale entre repères .11
8.2 Marquage de la longueur initiale entre repères .11
8.3 Choix de la longueur initiale de l’extensomètre .11
9 Exactitude de l'appareillage d'essai .11
10 Conditions d'essai .12
10.1 Réglage du zéro en force .12
10.2 Méthode d'amarrage .12
10.3 Vitesse d’essai .12
10.3.1 Généralités concernant les vitesses d’essai .12
10.3.2 Vitesse d'essai fondée sur un contrôle de la vitesse de déformation
(méthode A) .12
10.3.3 Vitesse d'essai fondée sur la vitesse de mise en charge (méthode B) .15
10.3.4 Documentation des conditions d'essai choisies .16
11 Détermination de la limite supérieure d'écoulement .17
12 Détermination de la limite inférieure d'écoulement .17
13 Détermination de la limite conventionnelle d'élasticité correspondant
à une extension plastique .17
14 Détermination de la limite d'extension totale .18
15 Méthode de vérification de la limite d'allongement rémanent .18
16 Détermination du pourcentage d'extension du palier d'écoulement .18
17 Détermination du pourcentage d'extension plastique à la force maximale .19
18 Détermination du pourcentage d'allongement total sous force maximale .19
19 Détermination du pourcentage d'allongement total à la rupture .19
20 Détermination du pourcentage d'allongement après rupture .20
21 Détermination du coefficient de striction .21
22 Rapport d'essai .21
23 Incertitude des résultats .22
23.1 Généralités .22
23.2 Conditions d'essai.22
23.3 Résultats d'essai .22
Annexe A (informative) Recommandations concernant l'utilisation de machines d'essai
de traction contrôlées par ordinateur .36
Annexe B (normative) Types d'éprouvettes à utiliser dans le cas de produits minces: tôles,
bandes et plats d'épaisseur comprise entre 0,1 mm et 3 mm .42
Annexe C (normative) Types d'éprouvette à utiliser dans le cas de fils, barres et profilés
de diamètre ou épaisseur inférieur à 4 mm .45
Annexe D (normative) Types d'éprouvette à utiliser dans le cas de tôles et plats d'épaisseur
supérieure ou égale à 3 mm et de fils, barres et profilés de diamètre ou épaisseur
égal ou supérieur à 4 mm .46
Annexe E (normative) Types d'éprouvette à utiliser dans le cas des tubes .50
Annexe F (informative) Estimation de la vitesse de séparation des traverses au regard
de la raideur (ou de la compliance) de la machine d'essai.52
Annexe G (normative) Détermination du module d'élasticité sur matériaux métalliques
soumis à un chargement en traction uniaxiale.54
Annexe H (informative) Mesurage du pourcentage d’allongement après rupture lorsque
la valeur spécifiée est inférieure à 5 % .63
Annexe I (informative) Mesurage du pourcentage d’allongement après rupture fondé sur
la subdivision de la longueur initiale entre repères .64
Annexe J (informative) Détermination du pourcentage d’allongement plastique sans
striction, A , des produits longs tels que barres, fils et fils machine .66
wn
Annexe K (informative) Estimation de l'incertitude de mesure .67
Annexe L (informative) Précision de l'essai de traction — Résultats de programmes
interlaboratoires .72
Bibliographie .78
iv © ISO 2019 – Tous droits réservés
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 attirée 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 nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion
de l'ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir www .iso .org/ avant -propos.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 164, Essais mécaniques des métaux,
sous-comité SC 1, Essais uniaxiaux.
Cette troisième édition annule et remplace la deuxième édition (ISO 6892-1:2016), qui a fait l'objet d'une
révision mineure. Les modifications par rapport à l’édition précédente sont les suivantes:
— correction du titre d’une norme dans l’Article 2;
— correction de la désignation «coefficient de détermination» («coefficient de détermination» au lieu
de «coefficient de corrélation»);
— correction de la Formule (1);
— rédaction au 10.3.2.1;
— rédaction de la légende de la Figure 9;
— rédaction du Tableau B.2;
— rédaction du Tableau D.3;
— correction des références.
Une liste de toutes les parties de la série ISO 6892 se trouve sur le site web de l’ISO.
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes
se trouve à l’adresse www .iso .org/ fr/ members .html.
Introduction
Au cours des discussions relatives à la vitesse d'essai lors de la préparation de la série ISO 6892, il a été
décidé de recommander l'utilisation de la vitesse de déformation dans les futures éditions.
Dans le présent document, il y a deux méthodes disponibles pour la vitesse d'essai. La première, la
méthode A, est basée sur des vitesses de déformation (y compris la vitesse de séparation des traverses)
et la seconde, la méthode B, est fondée sur des vitesses de mise en charge. La méthode A est destinée
à minimiser la variation des vitesses d'essai au cours de la période où les paramètres influencés par la
vitesse de déformation sont déterminés et à minimiser l'incertitude de mesurage des résultats d'essai.
Par conséquent, et en dehors du fait que souvent la sensibilité à la vitesse de déformation des matériaux
n’est pas connue, l’utilisation de la méthode A est fortement recommandée.
NOTE Dans ce qui suit, les désignations “force” et “contrainte” ou “extension”, “pourcentage d’extension” et
“déformation”, respectivement, sont utilisées à diverses occasions (comme légendes des axes de figures ou dans
des explications pour la détermination des différentes caractéristiques). Cependant, pour une description ou une
définition générale d'un point bien défini sur une courbe, les désignations “force” et “contrainte” ou “extension”,
“le pourcentage d’extension” et “déformation”, respectivement, sont interchangeables.
vi © ISO 2019 – Tous droits réservés
NORME INTERNATIONALE ISO 6892-1:2019(F)
Matériaux métalliques — Essai de traction —
Partie 1:
Méthode d'essai à température ambiante
1 Domaine d'application
Le présent document spécifie la méthode d'essai de traction des matériaux métalliques et définit les
caractéristiques mécaniques qui peuvent être déterminées à température ambiante.
NOTE L'Annexe A contient des recommandations supplémentaires pour les machines d'essai assistées par
ordinateur.
2 Références normatives
Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur
contenu, des exigences du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique.
Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s'applique (y compris les
éventuels amendements).
ISO 7500-1, Matériaux métalliques — Étalonnage et vérification des machines pour essais statiques
uniaxiaux — Partie 1: Machines d'essai de traction/compression — Étalonnage et vérification du système
de mesure de force
ISO 9513, Matériaux métalliques — Étalonnage des chaînes extensométriques utilisées lors d'essais
uniaxiaux
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s’appliquent.
L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes:
— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse http:// www .electropedia .org/
3.1
longueur entre repères
L
longueur de la partie calibrée de l'éprouvette sur laquelle est mesuré l'allongement, à un instant
quelconque de l'essai
3.1.1
longueur initiale entre repères
L
o
longueur entre les marques de la longueur entre repères (3.1) sur l'éprouvette mesurée à la température
ambiante avant l'essai
3.1.2
longueur ultime entre repères
L
u
longueur entre les marques de la longueur entre repères (3.1) sur l'éprouvette mesurée après rupture,
à la température ambiante, les deux fragments étant rapprochés soigneusement de manière que leurs
axes soient alignés
3.2
longueur calibrée
L
c
longueur de la section réduite calibrée de l'éprouvette
Note 1 à l'article: La notion de longueur calibrée est remplacée par la notion de longueur entre les mâchoires pour
les éprouvettes non usinées.
3.3
allongement
accroissement de la longueur initiale entre repères (3.1.1) à un instant quelconque de l'essai
3.4
pourcentage d’allongement
allongement (3.3) exprimé en pourcentage de la longueur initiale entre repères (3.1.1)
3.4.1
pourcentage d’allongement rémanent
accroissement de la longueur initiale entre repères (3.1.1), d'une éprouvette après suppression d'une
contrainte spécifiée, exprimé en pourcentage de la longueur initiale entre repères (3.1.1)
3.4.2
pourcentage d’allongement après rupture
A
allongement (3.3) rémanent de la longueur entre repères après rupture, (L - L ), exprimé en pourcentage
u o
de la longueur initiale entre repères (3.1.1)
Note 1 à l'article: Pour plus d’information, voir 8.1.
3.5
longueur de base de l'extensomètre
L
e
longueur initiale de l'extensomètre utilisée pour le mesurage de l'extension (3.6)
Note 1 à l'article: Pour la détermination de plusieurs propriétés qui sont fondées (partiellement ou complètement)
sur l’extension, par exemple R , A or A , l’utilisation d’un extensomètre est obligatoire.
p e g
Note 2 à l'article: Pour plus d’information, voir 8.3.
3.6
extension
accroissement de la longueur de base de l'extensomètre (3.5), à un moment quelconque de l'essai
3.6.1
pourcentage d’extension
déformation
e
extension (3.6) exprimée en pourcentage de la longueur de base de l'extensomètre (3.5)
Note 1 à l'article: e est communément appelé déformation conventionnelle.
3.6.2
pourcentage d’extension rémanente
accroissement de la longueur de base de l'extensomètre (3.5) après déchargement de l'éprouvette à partir
d'une contrainte (3.10) spécifiée, exprimé en pourcentage de la longueur de base de l'extensomètre
2 © ISO 2019 – Tous droits réservés
3.6.3
pourcentage d’extension du palier d'écoulement
A
e
extension (3.6) entre le début de l'écoulement et le
début de l'écrouissage uniforme, exprimée en pourcentage de la longueur de base de l'extensomètre (3.5)
Note 1 à l'article: Voir Figure 7.
3.6.4
pourcentage d’extension totale à la force maximale
A
gt
extension (3.6) totale (extension élastique plus extension plastique) à la force maximale, exprimée en
pourcentage de la longueur de base de l'extensomètre (3.5)
Note 1 à l'article: Voir Figure 1.
3.6.5
pourcentage d’extension plastique à la force maximale
A
g
extension (3.6) plastique à la force maximale, exprimée en pourcentage de la longueur de base de
l'extensomètre (3.5)
Note 1 à l'article: Voir Figure 1.
3.6.6
pourcentage d’extension totale à la rupture
A
t
extension (3.6) totale (extension élastique plus extension plastique) au moment de la rupture, exprimée
en pourcentage de la longueur de base de l'extensomètre (3.5)
Note 1 à l'article: Voir Figure 1.
3.7
vitesse d’essai
vitesse (respectivement vitesses) utilisée pendant l’essai
3.7.1
vitesse de déformation
e
L
e
accroissement de la déformation, mesurée avec un extensomètre, de la longueur de base de l'extensomètre
(3.5), par unité de temps
3.7.2
vitesse de déformation estimée sur la longueur calibrée
e
L
c
valeur de l'accroissement de la déformation sur la longueur calibrée (3.2) de l'éprouvette par unité de
temps basée sur la vitesse de séparation des traverses (3.7.3) et la longueur calibrée de l'éprouvette
3.7.3
vitesse de séparation des traverses
ν
c
déplacement des traverses par unité de temps
3.7.4
vitesse de mise en charge
R
accroissement de la contrainte (3.10) par unité de temps
Note 1 à l'article: La vitesse de mise en charge est uniquement utilisée dans le domaine élastique de l'essai
(méthode B) (voir également 10.3.3).
3.8
coefficient de striction
Z
variation maximale de l'aire de la section transversale (S - S ) survenue pendant l'essai, exprimée en
o u
pourcentage de l'aire initiale de la section transversale, S :
o
SS−
ou
Z = ×100
S
o
3.9 Force maximale
3.9.1
force maximale
F
m
plus grande force supportée par l'éprouvette
au cours de l'essai
3.9.2
force maximale
F
m
plus grande force supportée par l'éprouvette au
cours de l'essai après le début de l'écrouissage
Note 1 à l'article: Pour les matériaux présentant un écoulement discontinu, mais pour lesquels aucun écrouissage
ne peut être démontré, F n'est pas défini dans le présent document [voir la note de la Figure 8 c)].
m
Note 2 à l'article: Voir Figure 8 a) et b).
3.10
contrainte
R
à un instant quelconque de l'essai, quotient de la force par l'aire initiale de la section transversale, S , de
o
l'éprouvette
Note 1 à l'article: Toutes les références à la contrainte dans le présent document se rapportent à la contrainte
conventionnelle.
3.10.1
résistance à la traction
R
m
contrainte (3.10) correspondant à la force maximale (3.9.2)
3.10.2
limite apparente d'élasticité
lorsque le matériau métallique présente un écoulement plastique, contrainte (3.10) correspondant au
point atteint durant l'essai à partir duquel se produit une déformation plastique sans accroissement de
la force
3.10.2.1
limite supérieure d'écoulement
R
eH
valeur maximale de la contrainte (3.10) avant la première chute de la force
Note 1 à l'article: Voir Figure 2.
4 © ISO 2019 – Tous droits réservés
3.10.2.2
limite inférieure d'écoulement
R
eL
plus faible valeur de la contrainte (3.10) pendant l'écoulement plastique, en négligeant tout phénomène
transitoire initial
Note 1 à l'article: Voir Figure 2.
3.10.3
limite conventionnelle d'élasticité pour une extension plastique
R
p
contrainte (3.10) à laquelle l'extension (3.6) plastique est égale à un pourcentage spécifié de la longueur
de base de l'extensomètre (3.5)
Note 1 à l'article: Adaptée de l'ISO/TR 25679:2005, «limite conventionnelle d'élasticité d'extension non
proportionnelle».
Note 2 à l'article: Un indice est ajouté au symbole pour indiquer le pourcentage spécifié, par exemple R .
p0,2
Note 3 à l'article: Voir Figure 3.
3.10.4
limite conventionnelle d'élasticité pour une extension totale
R
t
contrainte (3.10) à laquelle l'extension (3.6) totale (extension élastique plus extension plastique) est
égale au pourcentage spécifié de la longueur de base de l'extensomètre (3.5)
Note 1 à l'article: Un indice est ajouté au symbole pour indiquer le pourcentage spécifié, par exemple R .
t0,5
Note 2 à l'article: Voir Figure 4.
3.10.5
limite d'allongement rémanent
R
r
contrainte (3.10) pour laquelle, après suppression de la force, un allongement (3.3) rémanent spécifié ou
une extension (3.6) rémanente spécifiée, exprimés respectivement sous forme d'un pourcentage de la
longueur initiale entre repères (3.1.1), ou la longueur de base de l'extensomètre (3.5), n’a pas été dépassé(e)
Note 1 à l'article: Un indice est ajouté au symbole pour indiquer le pourcentage spécifié de la longueur initiale
entre repères, L , ou de la longueur de base de l'extensomètre, L , par exemple R .
o e r0,2
Note 2 à l'article: Voir Figure 5.
3.11
rupture
phénomène qui est réputé intervenir lorsque la séparation totale de l'éprouvette survient
Note 1 à l'article: Des critères de ruptures, qui peuvent être utilisés pour les essais assistés par ordinateur, sont
donnés à la Figure A.2.
3.12
machine d'essai de traction contrôlée par ordinateur
machine pour laquelle le pilotage et le contrôle de l'essai, les mesurages et l'exploitation des données
sont effectués par ordinateur
3.13
module d'élasticité
E
quotient de l'augmentation de la contrainte ΔR et de l'augmentation du pourcentage d'extension Δe dans
l'intervalle d'évaluation, multiplié par 100 %
ΔR
E=⋅100%
Δe
Note 1 à l'article: Il est recommandé de consigner la valeur en GPa, arrondie à 0,1 GPa près et conformément à
l'ISO 80000-1.
3.14
valeur implicite
valeur inférieure ou supérieure de la contrainte (3.10), respectivement de la déformation (3.6.1) qui est
utilisée pour la description de l’étendue où le calcul du module d'élasticité (3.13) est réalisé
3.15
coefficient de détermination
R
résultat supplémentaire de la régression linéaire qui décrit la qualité de la courbe contrainte-
déformation dans l'intervalle d'évaluation
Note 1 à l'article: Le symbole utilisé R est une représentation mathématique de la régression et ne doit pas être
considéré comme une valeur de contrainte au carré.
3.16
écart type de la pente
S
m
résultat supplémentaire de la régression linéaire qui décrit la différence des valeurs de contrainte
(3.10) par rapport au meilleur ajustement pour les valeurs d’extension (3.6.1) données dans l'intervalle
d'évaluation
3.17
écart type relatif de la pente
S
m(rel)
quotient de l’écart type de la pente (3.16) et de la pente du module d'élasticité dans l'intervalle
d'évaluation, multiplié par 100 %
S
m
S =⋅100
m(rel)
E
4 Symboles
Les symboles utilisés dans le présent document et les désignations correspondantes sont donnés dans
le Tableau 1.
Tableau 1 — Symboles et désignations
Symbole Unité Désignation
Éprouvette
a
Symbole utilisé dans les normes de produit de tubes d'acier.
b −2
1 MPa = 1 N mm .
c
Le calcul du module d'élasticité est décrit dans l'Annexe G. Il n'est pas nécessaire d'utiliser l'Annexe G pour déterminer
la pente de la partie élastique de la courbe contrainte–pourcentage d’extension pour la détermination de la limite
conventionnelle d'élasticité.
d
Dans la partie élastique de la courbe contrainte–pourcentage d’extension, la valeur de la pente peut ne pas
nécessairement représenter le module d'élasticité. Cette valeur peut être très proche de la valeur du module d'élasticité si
des conditions optimales sont utilisées (voir Annexe G).
ATTENTION — Un facteur 100 est nécessaire si des valeurs en pourcentage sont utilisées.
6 © ISO 2019 – Tous droits réservés
Tableau 1 (suite)
Symbole Unité Désignation
a
a , T mm épaisseur initiale d'une éprouvette plate ou épaisseur de paroi d'un tube
o
largeur initiale de la longueur calibrée d'une éprouvette plate ou largeur moyenne
b mm
o
de la bande longitudinale prélevée dans un tube ou largeur d'un fil plat
diamètre initial de la longueur calibrée d'une éprouvette circulaire, ou diamètre
d mm
o
d'un fil rond, ou diamètre intérieur d'un tube
D mm diamètre extérieur initial d'un tube
o
L mm longueur initiale entre repères
o
L′ mm longueur initiale entre repères pour la détermination de A (voir Annexe J)
o wn
L mm longueur calibrée
c
L mm longueur de base de l'extensomètre
e
L mm longueur totale de l'éprouvette
t
L mm longueur ultime entre repères après rupture
u
longueur ultime entre repères après rupture pour la détermination de A
wn
L′ mm
u
(voir Annexe J)
S mm aire initiale de la section transversale de la partie calibrée
o
S mm aire minimale de la section transversale après rupture
u
k — coefficient de proportionnalité (voir 6.1.1)
Z % coefficient de striction
Allongement
A % pourcentage d’allongement après rupture (voir 3.4.2)
A % pourcentage d’allongement plastique sans striction (voir Annexe J)
wn
Extension
e % extension
A % pourcentage d’extension du palier d'écoulement
e
A % pourcentage d’extension plastique à la force maximale, F
g m
A % pourcentage d’extension totale à la force maximale, F
gt m
A % pourcentage d’extension totale à la rupture
t
ΔL mm extension à la force maximale
m
ΔL mm extension à la rupture
f
Vitesses
−1
e
s vitesse de déformation
L
e
e −1
s vitesse moyenne de déformation sur la longueur calibrée
L
c
−1
MPa s vitesse de mise en charge
R
−1
v mm s vitesse de séparation des traverses
c
Force
F N force maximale
m
a
Symbole utilisé dans les normes de produit de tubes d'acier.
b −2
1 MPa = 1 N mm .
c
Le calcul du module d'élasticité est décrit dans l'Annexe G. Il n'est pas nécessaire d'utiliser l'Annexe G pour déterminer
la pente de la partie élastique de la courbe contrainte–pourcentage d’extension pour la détermination de la limite
conventionnelle d'élasticité.
d
Dans la partie élastique de la courbe contrainte–pourcentage d’extension, la valeur de la pente peut ne pas
nécessairement représenter le module d'élasticité. Cette valeur peut être très proche de la valeur du module d'élasticité si
des conditions optimales sont utilisées (voir Annexe G).
ATTENTION — Un facteur 100 est nécessaire si des valeurs en pourcentage sont utilisées.
Tableau 1 (suite)
Symbole Unité Désignation
Limite apparente d'élasticité — Limite conventionnelle d'élasticité — Résistance à la traction
b
R MPa contrainte
R MPa limite supérieure d'écoulement
eH
R MPa limite inférieure d'écoulement
eL
R MPa résistance à la traction
m
R MPa limite conventionnelle d'élasticité pour une extension plastique
p
R MPa limite d'allongement rémanent spécifié
r
R MPa limite d’extension totale
t
Module d'élasticité — pente de la partie élastique de la courbe contrainte – pourcentage d’extension
b c
E GPa module d'élasticité
m MPa pente de la courbe contrainte-poucentage d’extension à un instant donné de l'essai
d
m MPa pente de la partie élastique de la courbe contrainte-poucentage d’extension
E
R MPa valeur inférieure de la contrainte
R MPa valeur supérieure de la contrainte
e % valeur inférieure de la déformation
e % valeur supérieure de la déformation
R ── coefficient de corrélation
S MPa écart-type de la pente
m
S % écart-type relatif de la pente
m(rel)
a
Symbole utilisé dans les normes de produit de tubes d'acier.
b −2
1 MPa = 1 N mm .
c
Le calcul du module d'élasticité est décrit dans l'Annexe G. Il n'est pas nécessaire d'utiliser l'Annexe G pour déterminer
la pente de la partie élastique de la courbe contrainte–pourcentage d’extension pour la détermination de la limite
conventionnelle d'élasticité.
d
Dans la partie élastique de la courbe contrainte–pourcentage d’extension, la valeur de la pente peut ne pas
nécessairement représenter le module d'élasticité. Cette valeur peut être très proche de la valeur du module d'élasticité si
des conditions optimales sont utilisées (voir Annexe G).
ATTENTION — Un facteur 100 est nécessaire si des valeurs en pourcentage sont utilisées.
5 Principe
L'essai consiste à soumettre une éprouvette à une déformation due à une force de traction, généralement
jusqu'à rupture, pour déterminer une ou plusieurs des caractéristiques mécaniques définies dans
l'Article 3.
Sauf spécification contraire, l'essai doit être effectué à la température ambiante entre 10 °C et 35 °C.
Pour des environnements de laboratoire en dehors de la spécification indiquée, il est de la responsabilité
du laboratoire d'essai d'évaluer l'impact sur les données d'essai et/ou d'étalonnage produites dans de
tels environnements et pour les machines d'essai opérant dans de tels environnements. Lorsque des
activités d'essai et d'étalonnage sont réalisées en dehors des limites de température recommandées de
10 °C à 35 °C, la température doit être enregistrée et consignée dans le rapport d'essai. Si des gradients
significatifs de température existent pendant les essais et/ou l'étalonnage, l'incertitude de mesure peut
augmenter et des conditions hors tolérances peuvent survenir.
Les essais effectués dans des conditions surveillées doivent être réalisés à une température de
23 °C ± 5 °C.
Si la détermination du module d’élasticité est requise lors de l’essai de traction, cela doit être réalisé
conformément à l’Annexe G.
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6 Éprouvettes
6.1 Forme et dimensions
6.1.1 Généralités
La forme et les dimensions des éprouvettes peuvent être imposées par la forme et les dimensions du
produit métallique dans lequel les éprouvettes sont prélevées.
L'éprouvette est généralement obtenue par usinage d'un échantillon prélevé dans le produit ou d'un flan
embouti ou d'une pièce moulée. Cependant, les produits de section transversale constante (profilés,
barres, fils, etc.) ainsi que les éprouvettes brutes de fonderie (c'est-à-dire pour les fontes et les alliages
non ferreux) peuvent être soumis à essai sans être usinés.
La section transversale des éprouvettes peut être circulaire, carrée, rectangulaire, annulaire, ou dans
des cas particuliers, une autre section transversale uniforme.
Les éprouvettes à utiliser de préférence présentent une relation directe entre la longueur initiale entre
repères, L , et l'aire initiale de la section transversale, S , exprimée par la formule L = k S , où k est
o o o o
un coefficient de proportionnalité; elles sont dénommées éprouvettes proportionnelles. La valeur k
adoptée sur le plan international est 5,65. La longueur initiale entre repères ne doit pas être inférieure
à 15 mm. Lorsque l'aire de la section transversale de l'éprouvette est trop faible pour que cette condition
soit remplie avec la valeur 5,65 du coefficient k, on peut utiliser soit une valeur de k supérieure (de
préférence 11,3), soit une éprouvette non proportionnelle.
NOTE En utilisant une longueur initiale entre repères inférieure à 20 mm, l'incertitude du résultat
«allongement après rupture» sera accrue.
Dans le cas des éprouvettes non proportionnelles, la longueur initiale entre repères, L , est prise
o
indépendamment de l'aire initiale de la section transversale, S .
o
Les tolérances dimensionnelles des éprouvettes doivent être en conformité avec les Annexes B à E
(voir 6.2).
D'autres éprouvettes telles que celles spécifiées dans des normes de produit applicables ou des normes
[1] [2]
nationales peuvent être utilisées par accord avec le client, par exemple ISO 3183 (API 5L), ISO 11960
[6] [7] [10] [13] [14]
(API 5CT), ASTM A370 , ASTM E8M , DIN 50125 , IACS W2 , et JIS Z2201 .
6.1.2 Éprouvettes usinées
Les éprouvettes usinées doivent comporter un congé de raccordement entre les têtes d'amarrage
et la longueur calibrée lorsque celles-ci sont de dimensions différentes. Les dimensions du congé de
raccordement sont importantes, et il est recommandé qu'elles soient définies dans la spécification du
matériau lorsqu'elles ne sont pas données dans l'annexe appropriée (voir 6.2).
Les têtes d'amarrage peuvent être de toute forme adaptée aux dispositifs de fixation de la machine
d'essai. L'axe de l'éprouvette doit coïncider avec l'axe d'application de la force.
La longueur calibrée, L , ou, dans le cas où l'éprouvette ne comporte pas de congés de raccordement, la
c
longueur libre entre les mâchoires, doit toujours être supérieure à la longueur initiale entre repères, L .
o
6.1.3 Éprouvettes non usinées
Dans le cas où l'éprouvette est constituée par un tronçon non usiné du produit ou un barreau d'essai
non usiné, la longueur libre entre les mâchoires doit être suffisante pour que les repères soient à une
distance raisonnable des mâchoires (voir Annexes B à E)
Les éprouvettes brutes de fonderie doivent comporter un congé de raccordement entre les têtes
d'amarrage et la longueur calibrée. Les dimensions de ce congé de raccordement sont importantes et
il est recommandé qu'elles soient définies dans la norme de produit. Les têtes d'amarrage peuvent être
de toute forme adaptée aux dispositifs de fixation de la machine d'essai pour autant qu'ils permettent
au centre de l'éprouvette de coïncider avec l'axe d'application de la force. La longueur calibrée, L , doit
c
toujours être supérieure à la longueur initiale entre repères, L .
o
6.2 Types
Les principaux types d'éprouvettes sont définis dans les Annexes B à E en fonction de la forme et du
type de produit comme indiqué dans le Tableau 2. D'autres types d'éprouvette peuvent être spécifiés
dans des normes de produit.
Tableau 2 — Principaux types d'éprouvettes en fonction du type de produit
Dimensions en millimètres
Annexe
Type de produit
correspondante
Tôles minces et fortes — Plats Fils — Barres — Profilés
Épaisseur
Diamètre ou côté
a
0,1 ≤ a < 3 — B
— < 4 C
a ≥ 3 ≥ 4 D
Tubes E
6.3 Préparation des éprouvettes
Les éprouvettes doivent être prélevées et préparées conformément aux exigences des Normes
internationales applicables relatives aux différents matériaux (par exemple ISO 377).
7 Détermination de l'aire initiale de la section transversale
Il convient de mesurer les dimensions pertinentes de l'éprouvette pour un nombre suffisant de sections
transversales, perpendiculairement à l'axe longitudinal, dans la partie centrale de la longueur calibrée
de l'éprouvette.
Un minimum de trois sections transversales est recommandé.
L'aire initiale de la section transversale, S , est l'aire moyenne de la section transversale et doit être
o
calculée à partir des mesures des dimensions appropriées.
L'exactitude du calcul dépend de la nature et du type de l'éprouvette. Les Annexes B à E décrivent des
méthodes d'évaluation de S pour différents types d'éprouvettes et contiennent des spécifications pour
o
l'exactitude de mesure.
Tous les dispositifs de mesure utilisés pour la détermination de l'aire de la section transversale doivent
être étalonnés par rapport à des étalons de référence appropriés avec une traçabilité à un système
national de métrologie.
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8 Longueur initiale entre repères et longueur initiale de l’extensomètre
8.1 Choix de la longueur initiale entre repères
Pour des éprouvettes proportionnelles, si la longueur initiale entre repères est différente de 56, 5 S ,
o
où S est l'aire initiale de la section transversale de la partie calibrée, il convient que le symbole A soit
o
complété par un indice indiquant le coefficient de proportionnalité utilisé. Par exemple A indique un
11,3
pourcentage d’allongement sur une longueur initiale entre repères, L , suivant la Formule (1)
o
AS=11,3 (1)
11,3 o
NOTE 56,/55SS= 4 p .
oo
Dans le cas d'éprouvettes non proportionnelles (voir Annexes B et D), il convient de compléter le
symbole A par un indice indiquant la longueur initiale entre repères utilisée, exprimée en millimètres.
Par exemple A indique un pourcentage d’allongement sur une longueur initiale entre repères, L ,
80 mm o
de 80 mm.
8.2 Marquage de la longueur initiale entre repères
Pour la détermination manuelle de l’extension après rupture A, chaque extrémité de la longueur initiale
entre repères, L , doit être marquée au moyen de fines marques, de traits de pointe sèche ou de marques
o
au poinçon, mais pas avec des marques qui pourraient causer une rupture prématurée. La longueur
initiale entre repères doit être marquée avec une exactitude de ± 1 %.
Dans le cas des éprouvettes proportionnelles, la valeur calculée de la longueur initiale entre repères
peut être arrondie au multiple de 5 mm le plus proche, pour autant que la différence entre la longueur
entre repères calculée et la longueur entre repères marquée ne dépasse pas 10 % de L .
o
Si la longueur calibrée, L , est très supérieure à la longueur initiale entre repères, comme par exemple
c
dans le cas des éprouvettes non usinées, une série de longueurs entre repères chevauchantes peut être
marquée.
Dans certains cas, il peut être utile de tracer sur la surface de l'éprouvette une ligne parallèle à l'axe
longitudinal, le long de laquelle on marque les longueurs entre repères.
8.3 Choix de la longueur initiale de l’extensomètre
Pour le mesurage des paramètres de limite apparente d'élasticité et de limite conventionnelle d'élasticité,
il convient que L soit aussi proche que possible de la longueur calibrée de l'éprouvette. De manière idéale,
e
il convient au minimum que L soit supérieure à 0,50 L mais inférieure à 0,9 L approximativement. Cela
e o c
devrait assurer la détection par l'extensomètre de tous les événements survenant lors de l'écoulement
plastique dans l'éprouvette. De plus, il est recommandé que pour le mesurage des paramètres à la force
maximale ou après avoir atteint la force maximale, L soit approximativement égal à L .
e o
9 Exactitude de l'appareillage d'essai
Le système de mesure de force de la machine d'essai doit être étalonné conformément à l'ISO 7500-1, et
doit être de classe 1 ou meilleur.
Pour la détermination de la limite conventionnelle d'élasticité (pour une extension plastique ou une
extension totale), l'extensomètre utilisé doit être de classe 1 ou meilleur, conformément à l'ISO 9513,
dans l'intervalle concerné. Pour
...
Questions, Comments and Discussion
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