Ao projetar com metais dúcteis de alta resistência para casos críticos de segurança, é importante compreender o comportamento em torno de defeitos e trincas, quando de outra forma apenas as propriedades básicas de tração seriam suficientes. A resistência à falha localizada (em oposição à resistência à tração em massa) é geralmente descrita pelo termo genérico de tenacidade à fratura. Quando essa falha é mais gradual do que uma ruptura crítica repentina, JIc é uma métrica de resistência usada para descrever o ponto em que o rasgo começa.

O teste de resistência à fratura JIc de acordo com ASTM E1820 fornece um método eficiente de material para avaliar novos materiais e monitorar a degradação de amostras de referência ou peças removidas de serviço.

Teste

As peças de teste são usinadas e compreendem efetivamente um bloco rígido de material, com um entalhe afiado em uma face. Diferentes geometrias padronizadas são usadas de acordo com a configuração de teste conveniente ou para melhor ajustar a espessura disponível do material quando retirado de uma linha de produção. É importante testar a tenacidade de um metal em diferentes direções em relação aos processos de trabalho (por exemplo, laminação) utilizados na fabricação, uma vez que o desempenho será diferente de acordo com a microestrutura.

O método preferido para determinação de JIc de acordo com E1820 é o uso de uma única amostra, carregando lentamente, mas com pausas frequentes para determinar se e até que ponto a fissura se estendeu. Isto significa que o teste principal em si é uma longa sequência de rampas repetidas, cada uma seguida por uma pequena descarga e depois recarregamento, abrindo gradualmente a fissura e começando a rasgar a amostra. Ao final do ensaio mecânico, a amostra deve ser totalmente quebrada e o comprimento e formato exatos das frentes de trinca são medidos. É importante que a frente final da trinca seja marcada (geralmente por tratamento térmico ou corante penetrante) antes da amostra ser separada; muitas vezes o nitrogênio líquido é usado para resfriar o material a tal ponto que essa ruptura final é quebradiça e evita maiores deformações.