Al diseñar con metales dúctiles de alta resistencia para casos críticos de seguridad, es importante comprender el comportamiento en torno a defectos y grietas, cuando de otro modo sólo las propiedades básicas de tracción serían suficientes. La resistencia a la falla localizada (a diferencia de la resistencia a la tracción en masa) generalmente se describe mediante el término general de tenacidad a la fractura. Cuando esa falla es más gradual que una ruptura crítica repentina, JIC es una métrica de dureza que se utiliza para describir el punto en el que comienza el desgarro.

La prueba de tenacidad a la fractura JIc según ASTM E1820 proporciona un método eficiente en materiales para evaluar nuevos materiales y monitorear la degradación de muestras de referencia o piezas retiradas de servicio.

Pruebas

Se mecanizan piezas de prueba que efectivamente comprenden un bloque rígido de material, con una muesca afilada en una cara. Se utilizan diferentes geometrías estandarizadas de acuerdo con una configuración de prueba conveniente o para adaptarse mejor al espesor disponible del material cuando se toma de una línea de producción. Es importante probar la tenacidad de un metal en diferentes direcciones en relación con los procesos de trabajo (por ejemplo, laminado) utilizados en la fabricación, ya que el rendimiento será diferente según la microestructura.

El método preferido para la determinación de JIc según E1820 es el uso de una sola muestra, cargando lentamente, pero con pausas frecuentes para determinar si la grieta se ha extendido y hasta qué punto. Esto significa que la prueba principal en sí es una larga secuencia de rampas repetidas, cada una seguida de una pequeña descarga y luego recarga, abriendo gradualmente la grieta y comenzando a desgarrar la muestra. Al final de la prueba mecánica, la muestra debe romperse completamente y se miden la longitud y forma exactas de los frentes de grieta. Es importante que se marque el frente final de la grieta (generalmente mediante tratamiento térmico o tinte penetrante) antes de separar la muestra; A menudo se utiliza nitrógeno líquido para enfriar el material hasta tal punto que esta rotura final sea quebradiza y evite una mayor deformación.