ASTM E399 descreve a determinação da tenacidade à fratura de materiais metálicos por meio de testes de fadiga de amostras pré-fissuradas com espessura de 1,6 mm (0,063 pol.) ou superior. A força é aplicada em tensão ou flexão de três pontos.

A tenacidade à fratura, KIc, caracteriza a resistência de um material à fratura em um ambiente neutro na presença de uma trinca acentuada sob tensão linear-elástica e restrição de tração severa, de modo que o estado de tensão próximo à frente da trinca se aproxima da deformação do plano tritensil, e a zona plástica da ponta da trinca é pequena em comparação com o tamanho da trinca, a espessura da amostra e o ligamento à frente da trinca.

Prepare as amostras entalhadas conforme descrito na norma. Meça e registre a largura e a espessura. Recomenda-se a realização de pelo menos três testes para cada condição do material.

Procedimento de teste

Coloque a amostra nas garras de tração ou no dispositivo de flexão. Anexe o medidor de deslocamento à abertura da fissura da amostra.

Aplique a carga a uma taxa de carregamento tal que a taxa de aumento do fator de intensidade de tensão esteja entre 0,55 e 2,75 MPa√m/s (30 e 150 ksi√in/min) durante o deslocamento elástico inicial.

Continue o teste até que a amostra não possa mais suportar nenhum aumento na força aplicada. Registre a força máxima.

Meça o tamanho da trinca após a fratura, nas posições de espessura média e dois quartos de espessura na frente da trinca, bem como na interseção da frente da trinca com a superfície da amostra. Carga registrada vs. deslocamento da abertura da boca da fissura (CMOD).

Cálculos:

Tenacidade à fratura, KIc

Força de rendimento