This part of ISO 14577 specifies the method of instrumented indentation test for determination of hardness and other materials parameters for the following three ranges:
— macro range: 2 N smaller than or equal to F smaller than or equal to 30 kN;
— micro range: 2 N greater F; h greater 0,2 µm;
— nano range: h smaller than or equal to 0,2 µm.
For the nano range, the mechanical deformation strongly depends on the real shape of indenter tip and the calculated material parameters are significantly influenced by the contact area function of the indenter used in the testing machine. Therefore, careful calibration of both instrument and indenter shape is required in order to achieve an acceptable reproducibility of the materials parameters determined with different machines.
The macro and micro ranges are distinguished by the test forces in relation to the indentation depth. Attention is drawn to the fact that the micro range has an upper limit given by the test force (2 N) and a lower limit given by the indentation depth of 0,2 µm.
The determination of hardness and other material parameters is given in Annex A.
At high contact pressures, damage to the indenter is possible. For this reason in the macro range, hardmetal indenters are often used. For test pieces with very high hardness and modulus of elasticity, permanent indenter deformation can occur and can be detected using suitable reference materials. It is necessary that its influence on the test result be taken into account.
This test method can also be applied to thin metallic and non-metallic coatings and non-metallic materials. In this case, it is recommended that the specifications in the relevant standards be taken into account (see also 6.3 and ISO 14577-4).
Dieser Teil von ISO 14577 legt das Verfahren für die instrumentierte Eindringprüfung zur Bestimmung der Härte und anderer Werkstoffparameter für die drei folgenden Bereiche fest:
- Makrobereich: 2 N kleiner oder gleich F kleiner oder gleich 30 kN;
- Mikrobereich: 2 N größer F; h größer 0,2 µm;
- Nanobereich: h kleiner oder gleich 0,2 µm.
Im Nanobereich hängt die mechanische Verformung stark von der realen Geometrie der Eindringkörperspitze ab und die berechneten Werkstoffparameter werden wesentlich durch die Kontaktflächenfunktion des in der Prüfmaschine verwendeten Eindringkörpers beeinflusst. Deshalb ist eine sorgfältige Kalibrierung von sowohl der Prüfmaschine als auch der Eindringkörpergeometrie erforderlich, um eine akzeptable Vergleichpräzision der Werkstoffparameter, die mit verschiedenen Prüfmaschinen bestimmt wurden, zu erhalten.
Der Makro- und Mikrobereich unterscheiden sich durch die Prüfkräfte in Bezug auf die Eindringtiefe.
Es ist zu beachten, dass der Mikrobereich nach oben durch die Prüfkraft (2 N) und nach unten durch eine Eindringtiefe von 0,2 µm begrenzt ist.
Die Bestimmung der Härte und der anderen Werkstoffparameter ist in Anhang A enthalten.
Bei hohen Kontaktdrücken sind Beschädigungen des Eindringkörpers möglich. Aus diesem Grunde werden im Makrobereich häufig Eindringkörper aus Hartmetall verwendet. Bei Proben mit sehr hoher Härte und sehr großem Elastizitätsmodul kann eine bleibende Verformung des Eindringkörpers auftreten und kann mit Hilfe geeigneter Referenzmaterialien nachgewiesen werden. Es ist notwendig, dass der entsprechende Einfluss auf das Prüfergebnis berücksichtigt wird.
Dieses Prüfverfahren kann außerdem für dünne metallische und nichtmetallische Überzüge und für Nichtmetalle angewendet werden. In diesem Fall wird empfohlen, dass die in den entsprechenden Normen enthaltenen Festlegungen beachtet werden (siehe auch 6.3 und ISO 14577-4).