При проектировании с использованием пластичных высокопрочных металлов для критических случаев безопасности важно понимать поведение вокруг дефектов и трещин, тогда как в противном случае было бы достаточно только основных свойств на растяжение. Сопротивление локализованному разрушению (в отличие от объемной прочности на растяжение) обычно описывается общим термином вязкость разрушения. Когда этот отказ происходит более постепенно, чем внезапный критический разрыв, JIc — это показатель прочности, используемый для описания точки, в которой начинается разрыв.

Испытание на вязкость разрушения JIc в соответствии с ASTM E1820 обеспечивает эффективный метод оценки новых материалов и мониторинга деградации эталонных образцов или деталей, снятых с эксплуатации.

Тестирование

Обрабатываемые образцы для испытаний фактически представляют собой жесткий блок материала с острой выемкой на одной стороне. Различные стандартизированные геометрии используются в соответствии с удобными условиями испытаний или для наилучшего соответствия доступной толщине материала, взятого с производственной линии. Важно проверять ударную вязкость металла в разных направлениях в зависимости от рабочих процессов (например, прокатки), используемых в производстве, поскольку характеристики будут различаться в зависимости от микроструктуры.

Предпочтительным методом определения JIc согласно E1820 является использование одного образца, нагружаемого медленно, но с частыми паузами, чтобы определить, распространилась ли трещина и насколько далеко. Это означает, что само основное испытание представляет собой длинную последовательность повторяющихся нарастаний, за каждым из которых следует небольшая разгрузка, а затем повторная нагрузка, постепенно раскрывающая трещину и начинающую разрывать образец. По окончании механических испытаний образец необходимо полностью разломать и измерить точную длину и форму фронтов трещин. Важно, чтобы окончательный фронт трещины был отмечен (обычно путем термообработки или пенетранта) до отделения образца; часто жидкий азот используется для охлаждения материала до такой степени, что этот окончательный разрыв становится хрупким и позволяет избежать дальнейшей деформации.