ISO 14604-2012 Fine ceramics (advanced ceramics advanced technical ceramics) - Methods of test for ceramic coatings - Determination of fracture strain《精细陶瓷(高级陶瓷.pdf

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1、 ISO 2012 Cramiques techniques Mthodes dessai des revtements cramiques Dtermination de la dformation la rupture Fine ceramics (advanced ceramics, advanced technical ceramics) Methods of test for ceramic coatings Determination of fracture strain NORME INTERNATIONALE ISO 14604 Premire dition 2012-12-0

2、1 Numro de rfrence ISO 14604:2012(F) ISO 14604:2012(F)ii ISO 2012 Tous droits rservs DOCUMENT PROTG PAR COPYRIGHT ISO 2012 Droits de reproduction rservs. Sauf indication contraire, aucune partie de cette publication ne peut tre reproduite ni utilise sous quelque forme que ce soit et par aucun procd,

3、 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 pays du demandeur. ISO copyright office Case postale 56 CH-1211 G

4、eneva 20 Tel. + 41 22 749 01 11 Fax + 41 22 749 09 47 E-mail copyrightiso.org Web www.iso.org Version franaise parue en 2013 Publi en Suisse ISO 14604:2012(F) ISO 2012 Tous droits rservs iii Sommaire Page Avant-propos iv Introduction v 1 Domaine dapplication . 1 2 Rfrences normatives . 1 3 T ermes e

5、t dfinitions . 1 4 Signification et utilisation. 2 5 Principe 2 6 Appareillage et matriaux 2 6.1 Instruments . 2 6.2 Prparation des prouvettes . 3 7 Mode opratoire 4 7.1 talonnage 4 7.2 Mise en charge de lchantillon. 4 7.3 Dtermination de la dformation . 5 7.4 Dtection des fissures . 5 7.5 Paramtres

6、 dessai . 6 8 Rapport dessai . 6 Bibliographie .11 ISO 14604:2012(F) Avant-propos LISO (Organisation internationale de normalisation) est une fdration mondiale dorganismes nationaux de normalisation (comits membres de lISO). Llaboration des Normes internationales est en gnral confie aux comits techn

7、iques 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 lISO participent galement aux travaux. L ISO collabore troitement avec la Commission Electr

8、otechnique Internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation lectrotechnique. Les Normes internationales sont rdiges conformment aux rgles donnes dans les Directives ISO/CEI, Partie 2. La tche principale des comits techniques est dlaborer les Normes internationales. Les projets de Normes inte

9、rnationales adopts par les comits techniques sont soumis aux comits membres pour vote. Leur publication comme Normes internationales requiert lapprobation 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

10、 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. LISO 14604 a t labore par le Comit Technique ISO/TC 206, Cramiques techniques.iv ISO 2012 Tous droits rservs ISO 14604:

11、2012(F) Introduction La dformation la rupture dun revtement est un facteur critique souvent dterminant pour les performances dun produit revtu. Ds lors que le revtement est soumis une contrainte, quelle soit directe ou due des effets thermiques (diffrence de coefficient de dilatation thermique entre

12、 le revtement et le substrat), il est vident quil peut se fissurer si la dformation/contrainte critique la rupture est dpasse, et que son efficacit sera rduite dans la plupart des cas. Par exemple, en cas de fissures, les revtements anticorrosion perdent leurs proprits protectrices et les revtements

13、 optiques leur efficacit. Bien souvent, la fissuration est la premire tape dune forme beaucoup plus srieuse de dfaillance: lcaillage dune grande partie du revtement. La prsente Norme internationale dcrit une mthode de dtermination de la dformation la rupture qui consiste appliquer des contraintes un

14、 chantillon de matriau au cours dun essai de traction uniaxiale, de compression, ou de flexion de poutre. Lamorce de rupture dans le revtement est dtermine par une mthode dmission acoustique. La capacit des lments revtus supporter des charges appliques de lextrieur est une caractristique importante

15、dans lapplication de tout systme revtu. En outre, la contrainte la rupture est gnralement requise. Pour calculer la contrainte, il convient de connatre la dformation la rupture et le module de Young du revtement. LISO 14577-4:20071peut tre utilise pour mesurer le module de Young par pntration instru

16、mente (DSI), mais il est galement possible dappliquer dautres mthodes impliquant lexcitation en flexion et lexcitation par choc (Rfrences 2, 3). ISO 2012 Tous droits rservs v Cramiques techniques Mthodes dessai des revtements cramiques Dtermination de la dformation la rupture 1 Domaine dapplication

17、La prsente Norme internationale dcrit une mthode de mesure de la dformation la rupture de revtements cramiques au moyen dessais de traction uniaxiale ou dessais de compression associs une mission acoustique pour surveiller lapparition de fissures dans le revtement. Des dformations en traction ou en

18、compression peuvent galement tre appliques par flexion quatre points. Le mesurage peut tre effectu temprature ambiante ou temprature leve dans les cas favorables. 2 Rfrences normatives Les documents de rfrence suivants sont indispensables pour lapplication du prsent document. Pour les rfrences dates

19、, seule ldition cite sapplique. Pour les rfrences non dates, la dernire dition du document de rfrence sapplique (y compris les ventuels amendements). EN 10002-1, Matriaux mtalliques Essai de traction Partie 1: Mthode dessai temprature ambiante EN 10002-5, Matriaux mtalliques Essai de traction Partie

20、 5: Mthode dessai temprature leve ISO 12106, Matriaux mtalliques Essais de fatigue Mthode par dformation axiale contrle 3 T ermes et dfinitio ns Pour les besoins du prsent document, les termes et dfinitions suivants sappliquent. 3.1 dformation la rupture dformation requise pour produire une fissure

21、dtectable dans le revtement Note 1 larticle: La prsence de la fissure peut tre dtecte au moyen dun microscope lectronique balayage ou dun microscope optique, ou de manire indirecte en utilisant lmission acoustique. 3.2 mission acoustique production de signaux acoustiques Note 1 larticle: Voir la Fig

22、 ure 1 pour la df init ion des sig nau x acoust iques. Les sig nau x acoust iques sont enreg ist rs sous forme de hits, de nombre de coups dmission acoustique, dnergie ou damplitude (3.3, 3.4, 3.5 et 3.6). 3.3 hit dmission acoustique vnement acoustique unique qui dpasse un seuil tabli 3.4 nergie dmi

23、ssion acoustique surface de la forme donde dun hit dmission acoustique 3.5 amplitude dmission acoustique valeur de crte de la forme donde dun hit dmission acoustique NORME INTERNATIONALE ISO 14604:2012(F) ISO 2012 Tous droits rservs 1 ISO 14604:2012(F) 3.6 seuil dmission acoustique amplitude dmissio

24、n acoustique arbitraire partir de laquelle les hits sont jugs significatifs et au- dessus des signaux acoustiques produits par le matriel dessai 3.7 nombre de coups nombre de fois o la forme donde dpasse un seuil tabli pendant un hit unique 3.8 guide dondes f i l mt a l l ique r accor da nt lcha nt

25、i l lon ( gnr a lement pa r soudu re) au t r a n sduc t eu r dm i ssion acou s t ique 4 Sig nification et uti lisation Le prsent mode opratoire couvre le mesurage de la dformation la rupture par traction ou par compression des revtements soumis une contrainte mcanique temprature ambiante ou leve. Ce

26、tte mthode est applicable lorsque le substrat est suffisamment ductile pour que la rupture du revtement intervienne avant celle du substrat. En outre, si des signaux acoustiques sont produits lors de la dformation plastique du substrat, ils peuvent interfrer avec ceux provoqus par la rupture du revt

27、ement. Lorsque cela est possible, il est recommand de soumettre essai le substrat non revtu pour dterminer la prsence de ces signaux acoustiques perturbateurs. 5 Principe Des prouvettes dune gomtrie approprie sont soumises une contrainte mcanique. La dformation qui en rsulte est mesure et lapparitio

28、n dune dfaillance du revtement est dtecte. Lessai sappuie sur lexpertise en matire dessais normaliss de traction et de compression mais requiert galement une attention supplmentaire du fait de la prcision requise pour le mesurage. La contrainte applique peut tre de traction ou de compression et peut

29、 tre applique directement ou par flexion. Lessai doit tre ralis de manire satisfaire aux exigences des normes acceptes relatives aux essais mcaniques de matriaux selon la mthode de mise en charge choisie. NOTE 1 La dtection de la rupture des revtements peut tre ralise de plusieurs faons. La plus pra

30、tique est dutiliser lmission acoustique, qui permet une surveillance continue de lprouvette. Des signaux acoustiques sont produits lors de la formation dune fissure. Ces signaux sont enregistrs par des capteurs appropris puis analyss. Dans la plupart des cas, un guide dondes est utilis pour transmet

31、tre le signal de lprouvette au capteur. Il sagit en gnral dun matriau mtallique. Lutilisation de deux capteurs acoustiques peut aider liminer les signaux perturbateurs provenant du mcanisme de mise en charge. Les systmes dmission acoustique disponibles dans le commerce peuvent tre utiliss pour le pr

32、sent essai. NOTE 2 Lorsque lmission acoustique ne peut pas tre utilise, la dtection des fissures peut se faire au moyen de systmes vido haute rsolution permettant une surveillance continue. Il est galement possible dutiliser un microscope lectronique balayage ou un microscope optique pour examiner l

33、es chantillons. Lexamen est gnralement ralis aprs lessai, mais il peut aussi ltre sur site. 6 Appareillage et matriaux 6.1 Instruments 6.1.1 En termes simples, lessai ncessite le matriel suivant: un mcanisme pour appliquer une charge sur lprouvette, un extensomtre pour mesurer la dformation et un ap

34、pareillage pour dtecter/surveiller une rupture de la couche superficielle. La charge est gnralement applique en continu laide de machines dessai servo-lectriques, il convient que la capacit de charge du bti soit suffisante pour permettre la dformation de lprouvette au-del du point de rupture du subs

35、trat. En gnral, il nest pas ncessaire de poursuivre lessai jusqu rupture complte de lprouvette.2 ISO 2012 Tous droits rservs ISO 14604:2012(F) 6.1.2 Un dispositif dessai appropri est ncessaire pour lessai de flexion. Il est recommand dutiliser la flexion quatre points car le moment de flexion appliq

36、u est ainsi plus uniforme sur la longueur entre repres. La Figure 2 reprsente un dispositif appropri. 6.1.3 Il convient dutiliser un extensomtre suffisamment prcis pour mesurer la dformation 0,01 %. 6.1.4 Pour les essais temprature leve utilisant la configuration dessai uniaxial, il est ncessaire du

37、tiliser un four avec un accs suffisant pour fixer le bti dessai ainsi que lextensomtre, les thermocouples et les guides dondes de transmission des signaux acoustiques au(x) capteur(s). Pour la configuration de flexion quatre points, un dispositif rsistant loxydation doit tre utilis. NOTE Il est prob

38、able que la dformation des couches doxyde formes sur un dispositif mtallique favorise les signaux acoustiques au cours de lessai. 6.1.5 La dtection de fissures dans le revtement peut tre effectue visuellement ou en surveillant lmission acoustique. Un contrle visuel requiert des installations vido di

39、stance focale longue appropries et dont langle de champ comprend la longueur entre repres. Pour viter le tremblement de limage lors des essais temprature leve, il est ncessaire de prvoir une voie de refroidissement jusqu la camra vido. 6.2 Prparation des prouvettes 6.2.1 Des prouvettes normalises do

40、ivent tre utilises de manire approprie pour les configurations dessai uniaxial ou de flexion. La forme des prouvettes destines aux essais de traction uniaxiaux est spcifie dans lEN 10002-1. En ce qui concerne les essais de compression de lISO 12106 et les essais de flexion, il est possible dutiliser

41、 des chantillons en forme de barre simple ayant une paisseur approprie. Le revtement peut tre pos sur lchantillon une fois ce dernier usin la forme dsire. Dans le cas o lprouvette est plane, lchantillon peut tre usin depuis le matriau revtu. Dans ce dernier cas, veiller ne pas endommager la zone des

42、sai afin de ne pas provoquer une rupture prmature. En gnral, il convient de ne pas roder ou polir la surface du revtement sauf quand cette opration est exige. 6.2.2 La dformation mesure laide de cette technique est la somme de la dformation la rupture inhrente de la couche superficielle et de la dfo

43、rmation rsiduelle prsente la temprature dessai. Pour un chantillon avec une dformation en compression rsiduelle, la dformation en traction mesure est la somme de la dformation la rupture du revtement et de la dformation en compression rsiduelle, et vice versa pour un chantillon avec une dformation e

44、n traction rsiduelle. Dans la plupart des cas, cest la dformation la rupture inhrente qui est requise. Il est donc recommand de mesurer la dformation rsiduelle du revtement la temprature dessai au moyen dune technique approprie, comme par exemple la diffraction aux rayons X pour les matriaux cristal

45、lins ou lessai de flexion selon la mthode de Stoney pour les matriaux amorphes. Il est possible de le faire sur chaque chantillon mais il suffit en gnral de mesurer un seul chantillon dans chaque condition de revtement. 6.2.3 Pour les chantillons destins aux essais de mise en charge en flexion assoc

46、ie une dtection dmission acoustique, il est ncessaire denlever le revtement sur lune des faces de manire empcher la dtection dmission acoustique dvnements de rupture provenant la fois de la traction et de la compression. En outre, il est galement recommand denlever le revtement au niveau de la zone

47、de contact dans le dispositif dessai. Cette prcaution permet de rduire la quantit de signaux perturbateurs provenant dune rupture locale du revtement soumis un chargement lev. Pour les essais temprature leve, il est galement recommand de revtir lprouvette dun revtement anticorrosion silencieux du point de vue acoustique (des revtements propritaires appropris sont disp