La norme « EN ISO 2039 Plastiques - Détermination de la dureté », qui est basée sur une norme européenne et publiée ultérieurement par l'Organisation internationale de normalisation (ISO), se compose de sous-sections publiées sous le même titre. À savoir,
Aux fins de la présente norme, la dureté de l'empreinte exprime la charge exercée sur l'empreinteur divisée par la surface de l'empreinte provoquée par l'empreinteur après un temps d'application de la charge spécifié. Elle est exprimée en Newtons par millimètre carré.
Cette méthode consiste à forcer une bille sur la surface de l’éprouvette sous une charge spécifiée. La profondeur de l'impression est mesurée sous charge. La surface de l'impression est calculée à partir de sa profondeur. La dureté d'indentation de la bille est ensuite calculée à l'aide de l'équation donnée dans la norme.
La machine d'essai de dureté utilisée dans les essais se compose essentiellement d'un châssis avec une plate-forme réglable équipée d'une plaque pour supporter l'éprouvette, d'un dispositif d'indentation avec les accessoires associés et d'un équipement pour appliquer la charge sans impact. Le testeur doit également être équipé d'un dispositif qui mesure la profondeur de pénétration de l'empreinte avec une précision de plus/moins 0,4 mm dans la plage de 0,005 mm. Le cadre ne doit pas se déformer de plus de 0,05 mm sous charge maximale, la déformation doit être mesurée le long de l'axe principal de la force appliquée. L'outil d'indentation doit être une bille en acier trempé et poli. La balle ne doit présenter aucune déformation ni dommage après le test. Le diamètre de la bille doit être de 5,0 mm plus/moins 0,05 mm. Ces tests utilisent également un dispositif de chronométrage avec une précision de plus/moins 0,1 s.
Chaque échantillon d'essai doit être une feuille ou un bloc lisse et plat de taille suffisante pour minimiser les effets de bord sur le résultat de l'essai (par exemple 20 mm x 20 mm). Les surfaces de l’éprouvette doivent être parallèles. Une épaisseur de 4 mm est recommandée. La surface supportée de l'éprouvette ne doit présenter aucune déformation après l'essai. Si des éprouvettes d'une épaisseur inférieure à 4 mm doivent être testées, il est possible d'empiler plusieurs éprouvettes les unes sur les autres. Toutefois, les valeurs de dureté obtenues dans des échantillons d'essai empilés et dans des échantillons d'essai individuels de même épaisseur peuvent différer.
Bien que tous les efforts soient faits pour assurer le parallélisme de l'échantillon, il existe certains cas où il est difficile d'obtenir des échantillons d'essai parfaitement plats, en particulier dans les échantillons moulés par injection à partir de thermoplastiques semi-cristallins. Si de tels échantillons d'essai légèrement déformés sont utilisés, une partie de la profondeur d'empreinte mesurée correspond en fait à la distance parcourue par le pénétrateur lorsqu'il presse l'échantillon d'essai contre la plaque de support. Cette difficulté peut être surmontée en utilisant une plaque de support circulaire d'un diamètre de 10 mm plus 7 moins 1 mm. Ce diamètre est également suffisamment grand pour des éprouvettes parfaitement plates. Il est également recommandé de placer l'échantillon d'essai avec le côté le plus plat face à la plaque de support.
Les échantillons d’essai sont conditionnés dans l’une des atmosphères standard spécifiées dans la norme ISO 291 avant le test.
Pour les matériaux à fluage et récupération élevés, les facteurs de temps impliqués dans l'application de charges majeures et mineures ont un impact significatif sur les résultats de mesure. Une méthode alternative d’utilisation de l’appareil pour donner la dureté sur l’échelle de dureté Rockwell est incluse dans l’annexe de la norme.
Cette méthode est une méthode de détermination de la dureté dans des limites spécifiées pour les temps de chargement en appliquant une petite charge constante à une bille d'acier reposant sur le matériau à tester, suivie de l'application d'une charge importante, puis en revenant à la même petite charge. La mesure réelle est obtenue en soustrayant la pénétration due à la charge mineure de la profondeur de pénétration totale, moins la récupération élastique après un temps fixe après la suppression de la charge majeure. Le nombre de dureté Rockwell est dérivé de l'augmentation nette de la profondeur d'empreinte lorsque la charge sur une indentation est augmentée d'une charge mineure constante à une charge majeure, puis revient à la même charge mineure.
L'échantillon d'essai standard doit être une feuille plate d'au moins 6 mm d'épaisseur. Il doit disposer d’un espace suffisant pour répondre aux exigences de cette norme. L’échantillon d’essai ne doit pas nécessairement être carré. Après un test, la surface supportée ne doit présenter aucune trace du pénétrateur.
Lorsque des échantillons de l'épaisseur minimale spécifiée dans la présente norme ne sont pas disponibles, l'échantillon d'essai doit être construit à partir d'une pile d'échantillons d'essai plus minces de la même épaisseur et fabriqués dans le même matériau. Toutefois, les surfaces des différentes pièces doivent être en contact complet et ne doivent pas être séparées par des défauts de surface (par exemple des marques de dépression ou des bavures provenant de coupes de scie).
Toutes les empreintes doivent être réalisées sur une seule surface de l’éprouvette. Un seul échantillon d'essai suffit pour déterminer la dureté Rockwell, et au moins cinq mesures doivent être effectuées sur chaque échantillon d'essai de matériaux isotropes.
Si le matériau testé est anisotrope, la direction d’indentation doit être spécifiée par rapport aux axes d’anisotropie. Si des résultats dans plusieurs directions sont requis, des échantillons d'essai doivent être préparés de manière à pouvoir déterminer au moins cinq mesures de dureté Rockwell dans chaque direction.
Les échantillons d'essai sont conditionnés avant l'essai dans l'atmosphère spécifiée dans la norme internationale appropriée pour le matériau testé ou dans l'une de celles spécifiées dans la norme ISO 291.
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