norma española
UNE-EN ISO 6506-1
Junio 2000 TÍTULO
Materiales metálicos Ensayo de dureza Brinell Parte 1: Método de ensayo (ISO 6506-1:1999)
Metallic materials. materials. Brinell hardness test. test. Part 1: Test method method (ISO 6506-1:1999). 6506-1:1999). Matériaux métalliques. métalliques. Essai de dureté Brinell. Brinell. Partie 1: Méthode Méthode d'essai (ISO 6506-1:1999). 6506-1:1999).
CORRESPONDENCIA
Esta norma es la versión oficial, en español, de la Norma Europea EN ISO 6506-1 de septiembre 1999, que a su vez adopta íntegramente la Norma Internacional ISO 6506-1:1999.
OBSERVACIONES
Esta norma anula y sustituye a la Norma Nor ma UNE-EN 10003-1 de octubre 1995.
ANTECEDENTES
Esta norma ha sido elaborada por el comité técnico AEN/CTN 7 Ensayos de Materiales cuya Secretaría desempeña ESCUELA UNIVERSITARIA DE ARQUITECTURA DE MADRID.
Editada e impresa por AENOR Depósito legal: M 24707:2000
LAS OBSERVACIONES A ESTE DOCUMENTO HAN DE DIRIGIRSE A:
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91 432 60 00 91 310 40 32
Grupo 16
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S
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EN ISO 6506-1
NORMA EUROPEA EUROPEAN STANDARD NORME EUROPÉENNE EUROPÄISCHE NORM
Septiembre 1999
ICS 77.040.10
Versión en español
Materiales metálicos Ensayo de dureza Brinell Parte 1: Método de ensayo (ISO 6506-1:1999) Metallic materials. Brinell hardness test. Part 1: Test method (ISO 6506-1:1999).
Matériaux métalliques. Essai de dureté Brinell. Partie 1: Méthode d'essai (ISO 6506-1:1999).
Metallische Werkstoffe. Härteprüfung nach Brinell. Teil 1: Prüfverfahren (ISO 6506-1:1999).
Esta norma europea ha sido aprobada por CEN el 1999-07-08. Los miembros de CEN están sometidos al Reglamento Interior de CEN/CENELEC que define las condiciones dentro de las cuales debe adoptarse, sin modificación, la norma europea como norma nacional. Las correspondientes listas actualizadas y las referencias bibliográficas relativas a estas normas nacionales, pueden obtenerse en la Secretaría Central de CEN, o a través de sus miembros. Esta norma europea existe en tres versiones oficiales (alemán, francés e inglés). Una versión en otra lengua realizada bajo la responsabilidad de un miembro de CEN en su idioma nacional, y notificada a la Secretaría Central, tiene el mismo rango que aquéllas. Los miembros de CEN son los organismos nacionales de normalización de los países siguientes: Alemania, Austria, Bélgica, Dinamarca, España, Finlandia, Francia, Grecia, Irlanda, Islandia, Italia, Luxemburgo, Noruega, Países Bajos, Portugal, Reino Unido, República Checa, Suecia y Suiza.
CEN COMITÉ EUROPEO DE NORMALIZACIÓN European Committee for Standardization Comité Européen de Normalisation Europäisches Komitee für Normung SECRETARÍA CENTRAL: Rue de Stassart, 36 B-1050 Bruxelles
© 1999 Derechos de reproducción reservados a los Miembros de CEN.
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ANTECEDENTES El texto de la Norma Internacional ISO 6506-1:1999 del Comité Técnico ISO/TC 164 "Ensayos mecánicos de metales", de la Organización Internacional de Normalización (ISO), ha sido adoptado como norma europea por el Comité Técnico ECISS/TC 1 "Ensayos del acero ", cuya Secretaría desempeña AFNOR. Esta norma europea sustituye a la Norma EN 10003-1:1994. Esta norma europea deberá recibir el rango de norma nacional mediante la publicación de un texto idéntico a la misma o mediante ratificación antes de finales de marzo de 2000, y todas las normas nacionales técnicamente divergentes deberán anularse antes de finales de marzo de 2000. De acuerdo con el Reglamento Interior de CEN/CENELEC, los siguientes países están obligados a adoptar esta norma europea: Alemania, Austria, Bélgica, Dinamarca, España, Finlandia, Francia, Grecia, Irlanda, Islandia, Italia, Luxemburgo, Noruega, Países Bajos, Portugal, Reino Unido, República Checa, Suecia y Suiza.
DECLARACIÓN El texto de la Norma Internacional ISO 6506-1:1999 ha sido aprobado por CEN como norma europea sin ninguna modificación. NOTA − Las referencias normativas europeas de las normas internacionales se relacionan en el anexo ZA (normativo).
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ÍNDICE
Página
0
INTR INTRODU ODUCC CCIÓ IÓN N .... ....... ...................... .................. ...................... .................. ...................... .................. ...................... .................. ...................... .................. ...............
6
1
OBJE OBJETO TO Y CAMP CAMPO O DE APLI APLICA CACI CIÓN.... ÓN....................... .................. ...................... .................. ...................... .................. ...................... .....
6
2
NORMA NORMASS PAR PARA A CON CONSU SULT LTA A .... ............... .................. ...................... .................. ...................... .................. ...................... .................. ...................... .....
6
3
PRINCI PRINCIPIO PIOS.... S....... ...... ....... ....... ...... ....... ....... ...... ....... ....... ...... ....... ....... ...... ....... ....... ...... ....... ....... ...... ....... ....... ...... ....... ....... ...... ....... ....... ...... ....... ....... ...... ....... ....... ...... .......
6
4
SÍMB SÍMBOL OLOS OS Y DES DESIG IGNA NACI CION ONES.. ES................. ...................... .................. ...................... .................. ...................... .................. ...................... ...........
6
5
MÁQU MÁQUIN INA A DE ENSAYO.... ENSAYO............... .................. ...................... .................. ...................... .................. ...................... .................. ...................... .................. .....
8
6
PROB PROBET ETA A DE ENSAY ENSAYO.... O....................... .................. ...................... .................. ...................... .................. ...................... .................. ...................... .................
8
7
PROC PROCED EDIM IMIE IENT NTO O .... ........... ...................... .................. ...................... .................. ...................... .................. ...................... .................. ...................... .................. .....
8
8
INCE INCERT RTID IDUMB UMBRE RE DE DE LOS LOS RES RESUL ULTA TADO DOSS ..... ................ ...................... .................. ...................... .................. .................. ...............
11
9
INFORM INFORME E DE ENSAYO... ENSAYO...... ....... ....... ...... ....... ....... ...... ....... ....... ...... ....... ....... ...... ....... ....... ...... ....... ....... ...... ....... ....... ...... ....... ....... ...... ....... ....... ...... ....... ........
11
ANEXO ANEXO A (Informativ (Informativo) o) PROCEDIMI PROCEDIMIENTO ENTO DE INSPECCION INSPECCIONES ES PERIÓDICAS PERIÓDICAS DE MÁQUI MÁQUINAS NAS DE ENSA ENSAYO YO POR POR EL USUARI USUARIO..... O........ ...... ...... ...... ...... ...... .....
12
ANEXO ANEXO B (Norm (Normativ ativo) o)
ESPESO ESPESOR R MÍNIMO MÍNIMO DE DE LA PROB PROBETA ETA DE DE ENSAYO ENSAYO EN RELACI RELACIÓN ÓN CON CON EL EL DIÁM DIÁMET ETRO RO MEDI MEDIO O DE HUELLA.... HUELLA......
13
ANEXO ANEXO C (Norma (Normativ tivo) o)
DETERM DETERMINA INACIÓ CIÓN N DE LA DUREZ DUREZA A BRINEL BRINELL L PARA PARA ENSAY ENSAYOS OS SOBRE SOBRE SUPERFIC SUPERFICIES IES PLANAS...... PLANAS.......... ....... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...
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BIBLIOGRA BIBLIOGRAFÍA.. FÍA........ ............. ............. ............ ............ ............ ............ ............ ............. ............. ............ ............ ............ ............ ............. ............. ............ ............ .......... ............ ............
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INTRODUCCIÓN Los valores de carga en esta parte de la Norma ISO 6506 se calcularon a partir de valores en kilogramos-fuerza. Se introdujeron antes de que el sistema SI fuera adoptado. En esta parte de la Norma ISO 6506, se decidió conservar los valores basados en las unidades antiguas, pero en la próxima revisión será necesario considerar las ventajas de introducir valores redondeados en la carga de ensayo y sus posibles posi bles consecuencias en las escalas de dureza. Se llama la atención sobre el hecho de que en esta parte de la Norma ISO 6506 sólo se especifica la utilización de esferas de indentación de carburo. La designación de la dureza Brinell es HBW y no debe confundirse con la anterior designación HB, o HBS cuando se utilizaba una esfera de indentación de acero.
1 OBJE OBJETO TO Y CAM CAMPO PO DE DE APLI APLICA CACI CIÓN ÓN Esta parte de la Norma ISO 6506 especifica el método del ensayo de dureza Brinell para materiales metálicos y se aplica hasta el límite de 650 HBW. Para materiales y/o productos especiales, existe una norma internacional concreta (es decir, la Norma ISO 4498-1).
2 NORM NORMAS AS PAR PARA A CONS CONSUL ULTA TA Las normas que a continuación se relacionan contienen disposiciones válidas para esta norma internacional. En el momento de la publicación las ediciones indicadas estaban en vigor. Toda norma está sujeta a revisión por lo que las partes que basen sus acuerdos en esta norma internacional deben estudiar la posibilidad de aplicar la edición más reciente de las normas indicadas a continuación. Los miembros de CEI y de ISO poseen el registro de las normas internacionales en vigor en cada momento. ISO 4498-1 − Materiales metálicos sinterizados, excluyendo los metales duros. Determinación de la dureza aparente. Parte 1: Materiales de dureza esencialmente uniforme en la sección. ISO 6506-2:1999 − Materiales metálicos. Ensayo de dureza Brinell. Parte 2: Verificación y calibración de máquinas de ensayo.
3 PRINCIPIOS Se presiona un indentador (esfera de carburo, de diámetro D) contra la superficie de una probeta de ensayo y se mide el diámetro de la huella d dejada dejada en la superficie al retirar la carga F . La dureza Brinell es proporcional a la relación obtenida dividiendo la carga de ensayo entre el área de la superficie curva de la huella. La huella se supone esférica con un radio correspondiente a la mitad del diámetro de la esfera de indentación.
4 SÍMB SÍMBOL OLOS OS Y DESI DESIGN GNAC ACIO IONE NESS Véanse la figura 1 y la tabla 1.
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Fig. 1 Principio de ensayo Tabla 1 Símbolos y designaciones Símbolo D F d
Designación Diámetro de la esfera Carga de ensayo Diámetro medio de la huella d d 1 + d 2 = 2 Diámetros de huella medidos a 90º Profundidad de la huella
d 1, d 2 h
Unidad mm N mm
mm mm
D − D 2 − d 2 2 Dureza Brinell Carg Cargaa de ensa ensayo yo = Consante × Área de la superfic ficie de la huella 2 F = 0,102 × 2 π D D − D − d 2
=
HBW
0,102 × F/D
2
NOTA − Constante =
Relación carga-diámetro 1
=
N/mm 2
1
= 0,102 9,806 65 gn gn = aceleración debida a la gravedad.
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4.1 La dureza Brinell se designa por HBW NOTA − En normas anteriores, en los casos en que se utilizaba una esfera de acero, la dureza Brinell se designaba por HB o HBS.
4.2 Las letras HBW van precedidas por el valor de la dureza complementado por un índice que indica las condiciones de ensayo en el orden siguiente: si guiente: a) el diámet diámetro ro de la esfera, esfera, en milímet milímetros; ros; b) un número número que representa representa la carga carga de ensayo ensayo (véase (véase la tabla 2); c) la duración de la aplicación aplicación de la carga de ensayo, en segundos, si fuera diferente del tiempo especificado (véase el apartado 7.5). EJEMPLO 1 350 HBW HBW 5/750 = dureza dureza Brinell Brinell de 350 determinada determinada con con una esfera esfera de 5 mm mm de diámetro diámetro y una carga carga de ensayo de 7,355 kN aplicada durante 10 s a 15 s. EJEMPLO 2 600 HBW 1/30/20 1/30/20 = dureza dureza Brinell Brinell de 600 determ determinada inada con con una esfera esfera de 1 mm de diámetro diámetro y una carga de ensayo de 294,2 N aplicada durante 20 s.
5 MÁQU MÁQUIN INA A DE ENSA ENSAYO YO 5.1 5.1 Máqu Máquin inaa de de ens ensay ayoo, capaz de aplicar una carga de ensayo predeterminada o bien cargas en un rango entre 9,807 N y 29,42 kN de acuerdo con la Norma Nor ma ISO 6506-2. 5.2 5.2 Indentador, una esfera pulida de metal duro, como se especifica en la Norma ISO 6506-2. 5.3 Disp Dispos osit itivo ivo de medi medida da, como se especifica en la Norma ISO 6506-2. NOTA − En el anexo A se sugiere un procedimiento para inspecciones periódicas por parte del usuario.
6 PROB PROBET ETA A DE ENSA ENSAYO YO 6.1 El ensayo se debe llevar a cabo sobre una superficie que sea lisa e incluso, libre de oxidación, materias extrañas, y en particular, libre de lubricantes. La probeta de ensayo debe tener un acabado superficial que permita una medida precisa del diámetro de la huella. 6.2 La preparación se debe realizar de forma que cualquier alteración de la superficie, debida por ejemplo al tratamiento en frío o en caliente, se minimice. 6.3 El espesor de la probeta de ensayo debe ser al menos ocho veces la profundidad de la huella. En el anexo B se dan los valores para el espesor mínimo de la probeta de ensayo en relación al diámetro medio de huella. Una deformación visible en la parte posterior de la probeta de ensayo puede indicar que la probeta de ensayo es demasiado fina.
7 PROCED OCEDIIMIE MIENTO NTO 7.1 En general, el ensayo se realizará a temperatura ambiente entre los límites de 10 ºC y 35 ºC. Los ensayos que se realicen en condiciones controladas se deben hacer a una temperatura de (23 ± 5) ºC.
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7.2 Se deben utilizar las cargas de ensayo dadas en la tabla 2. 7.3 La carga de ensayo se debe elegir de forma que el diámetro de huella d quede comprendido entre los valores 0,24 D y 0,6 D. La relación carga-diámetro (0,102 × F/D2) se debe elegir de acuerdo con el material y el ensayo de dureza como se indica en la tabla 3. El diámetro de la esfera se debe tomar tan grande como sea posible, a fin de ensayar la mayor superficie representativa de la probeta de ensayo. Cuando el espesor de la probeta de ensayo lo permita, per mita, se preferirá una esfera de 10 mm de diámetro.
7.4 La probeta de ensayo se debe colocar sobre un soporte rígido. Las superficies en contacto deben estar limpias y libres de materias extrañas (escamas, aceite, suciedad, etc.). Es importante que la probeta de ensayo apoye firmemente en el soporte para que no se produzcan desplazamientos durante el ensayo. 7.5 Se coloca la esfera de indentación en contacto con la superficie de ensayo y se aplica la carga de ensayo en dirección perpendicular a la superficie, evitando sacudidas, vibraciones o deslizamientos, hasta que la carga aplicada alcance el valor estipulado. El tiempo entre la aplicación inicial de carga y el momento en que se alcanza la carga total de ensayo no será menor de 2 s ni mayor de 8 s. Se mantiene la carga de ensayo entre 10 s y 15 s. Para algunos materiales para los que se requiera un mayor tiempo de aplicación de la carga, este tiempo se debe aplicar con una tolerancia de ± 2 s. 7.6 A lo largo del ensayo, se debe proteger la máquina de ensayo de golpes o vibraciones importantes, que pudieran influir en el resultado del ensayo. 7.7 La distancia desde el extremo de la probeta de ensayo hasta el centro de cada huella debe tener un mínimo de dos veces y media el diámetro de la huella. La distancia entre los centros de dos huellas adyacentes debe ser de al menos tres veces el diámetro medio de la huella.
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Tabla 2 Cargas de prueba para distintas condiciones de ensayo Relación carga-diámetro
HBW 10/3 000 HBW 10/1 500 HBW 10/1 000 HBW 10/500 HBW 10/250 HBW 10/100
Diámetro de esfera D mm 10 10 10 10 10 10
0,102 × F/D2 N/mm2 30 15 10 5 2,5 1
Valor nominal de carga de ensayo F N 29 420 14 710 9 807 4 903 2 452 980,7
HBW 5/750 HBW 5/250 HBW 5/125 HBW 5/62,5 HBW 5/25
5 5 5 5 5
30 10 5 2,5 1
7 355 2 452 1 226 612,9 245,2
HBW 2,5/187,5 HBW 2,5/62,5 HBW 2,5/31,25 HBW 2,5/15,625 HBW 2,5/6,25
2,5 2,5 2,5 2,5 2,5
30 10 5 2,5 1
1 839 612,9 306,5 153,2 61,29
HBW 1/30 HBW 1/10 HBW 1/5 HBW 1/2,5 HBW 1/1
1 1 1 1 1
30 10 5 2,5 1
294,2 98,07 49,03 24,52 9,807
Símbolo de dureza
Tabla 3 Relación carga-diámetro para distintos materiales metálicos Material Aleaciones acero – níquel Aleaciones de titanio Hierro fundidoa Cobre y aleaciones de cobre
Metales ligeros y sus aleaciones
Dureza Brinell HBW
Relación carga-diámetro 0,102 × F/D2 N/mm2 30
< 140 ≥ 140 < 35 35 a 200 > 200 < 35
10 30 5 10 30 2,5 5 10 15 10 15 1
35 a 80 > 80
Plomo, estaño Metales sinterizados
Véase la Norma ISO 4498-1
a En ensayos de hierro fundido el diámetro nominal nominal de la esfera debe debe ser 2,5 mm, mm, 5 mm ó 10 mm.
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7.8 Se mide el diámetro de cada huella en dos direcciones perpendiculares entre sí. Se debe tomar la media aritmética de las dos lecturas para el cálculo de la dureza Brinell. NOTA − Para algunas máquinas de ensayo, se debería usar lo siguiente:
− la media de un mayor número de medidas, tomadas simétricamente; − una estimación del área de indentación proyectada en la superficie del material.
7.9 La tabla C.1 (véase el anexo C) contiene las tablas de cálculo que se deben usar para determinar la dureza Brinell para ensayos en superficies planas. 8 INCER INCERTID TIDUMB UMBRE RE DE LOS RESULT RESULTADO ADOSS La incertidumbre del resultado depende de varios parámetros par ámetros que se pueden dividir en dos categorías: a) parámetros dependientes dependientes de la máquina de ensayo de dureza Brinell (incluyendo (incluyendo la incertidumbre en la verificación de la máquina de ensayo y en la calibración de los patrones de referencia); b) parámetros dependientes de la aplicación del método de ensayo (variación de las condiciones de operación). NOTA − Se debería llevar a cabo una evaluación completa de la incertidumbre, de acuerdo con la Guía para la expresión de la incertidumbre en la medida (Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement)[1]. Pueden tomarse valores indicativos de la incertidumbre extendida a un nivel de confianza del 95%, iguales al error máximo permisible dado por la tabla 2 de la Norma ISO 6506-2:1999.
9 INFO INFORM RME E DE ENSA ENSAYO YO El informe de ensayo debe incluir la información infor mación siguiente: a) una referencia referencia a esta esta norma internac internacional ional,, es decir, ISO 6506-1; 6506-1; b) todos los detalles detalles necesarios necesarios para la completa completa identifica identificación ción de la probeta de ensayo; ensayo; c) la temperat temperatura ura de ensayo ensayo si no está está dentro de de los límites límites (23 ± 5) ºC; d) el resu resulta ltado do obte obtenid nido; o; e) requisitos requisitos adicional adicionales es fuera del propósito propósito de esta esta parte de la Norma Norma ISO 6506; 6506; f) detalles detalles de cualqui cualquier er incidencia incidencia que que pueda pueda afectar afectar al resultado. resultado. NOTA 1 − No existe ningún método general de conversión precisa de la dureza Brinell a otras escalas de dureza o a esfuerzo de tracción. Estas conversiones deberían por lo tanto evitarse, a menos que se pueda obtener un factor de conversión fiable mediante ensayos comparativos. NOTA 2 − Debería destacarse que para materiales anisótropos, como por ejemplo aquéllos que hayan sido fuertemente conformados en frío, podría haber diferencias de longitud entre los dos diámetros de huella. La especificación del producto puede indicar límites para estas diferencias.
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ANEXO A (Informativo) PROCEDIMIENTO PARA INSPECCIONES PERIÓDICAS DE MÁQUINAS DE ENSAYO POR EL USUARIO
El procedimiento de verificación indirecta consume gran cantidad de tiempo y dinero en inspecciones de rutina. Para este propósito se recomienda el procedimiento siguiente. Realizar al menos una inspección periódica de la máquina de ensayo cada día que sea utilizada. Antes de realizar la inspección, hacer al menos dos huellas preliminares para asegurarse de que la probeta de ensayo, el indentador y el soporte están colocados correctamente. Los resultados de estas huellas preliminares deberían ignorarse. Hacer al menos una huella de dureza en un patrón de referencia que tenga aproximadamente la misma dureza que el material a ensayar. Si la diferencia entre el valor medio de las lecturas de dureza del material ensayado y la dureza del patrón de referencia están dentro de los límites dados en la tabla 2 de la Norma ISO 6505-2:1999, la máquina se puede considerar satisfactoria. Si no es así, as í, debería efectuarse un verificación indirecta.
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ANEXO B (Normativo) ESPESOR MÍNIMO DE LA PROBETA DE ENSAYO EN RELACIÓN CON EL DIÁMETRO MEDIO DE HUELLA
La tabla B.1 proporciona los valores del espesor mínimo de la probeta de ensayo en relación con el diámetro medio de huella.
Tabla B.1
Medidas en milímetros
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ANEXO C (Normativo) DETERMINACIÓN DE LA DUREZA BRINELL PARA ENSAYOS SOBRE SUPERFICIES PLANAS
La determinación de la dureza Brinell para ensayos sobre superficies planas se da en la tabla C.1.
Tabla C.1
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Tabla C.1 (Continuación)
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Tabla C.1 (Continuación)
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Tabla C.1 (Continuación)
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Tabla C.1 (Continuación)
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Tabla C.1 (Continuación)
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Tabla C.1 (Fin)
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BIBLIOGRAFÍA
[1] Guía para para la expresión expresión de la incertidum incertidumbre bre en la medida (Guide (Guide to the expression expression of uncertainty uncertainty of measurem measurements). ents). ISO, 1993.
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ANEXO ZA (Normativo) OTRAS NORMAS INTERNACIONALES CITADAS EN ESTA NORMA CON LAS REFERENCIAS DE LAS NORMAS EUROPEAS CORRESPONDIENTES CORR ESPONDIENTES
Esta norma europea incorpora disposiciones de otras normas por su referencia, con o sin fecha. Estas referencias normativas se citan en los lugares apropiados del texto de la norma y se relacionan a continuación. Las revisiones o modificaciones posteriores de cualquiera de las normas citadas con fecha, sólo se aplican a esta norma europea cuando se incorporan mediante revisión o modificación. Para las referencias sin fecha se aplica la última edición de esa norma (incluyendo sus modificaciones).
Normas Internacionales ISO 4498-1
Año
Título
EN/HD
Año
1990
Materiales metálicos sinterizados, excluyendo los metales duros. Determinación de la dureza aparente. Parte 1: Materiales de dureza esencialmente uniforme en la sección
EN 24498-1
1993
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ANEXO NACIONAL
Las normas que se relacionan a continuación, citadas en esta norma europea, han sido incorporadas al cuerpo normativo UNE con los siguientes códigos:
Norma Internacional ISO 6506-2:1999
Norma UNE UNE-EN ISO 6506-2:2000
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