Lors de la conception avec des métaux ductiles à haute résistance pour des cas critiques en matière de sécurité, il est important de comprendre le comportement autour des défauts et des fissures, alors que autrement, seules les propriétés de traction de base suffiraient. La résistance à la rupture localisée (par opposition à la résistance à la traction globale) est généralement décrite par le terme générique de ténacité. Lorsque cette défaillance est plus progressive qu’une rupture critique soudaine, JIc est une mesure de ténacité utilisée pour décrire le point à partir duquel la déchirure commence.

Le test de ténacité à la rupture JIc selon ASTM E1820 fournit une méthode efficace pour évaluer de nouveaux matériaux et surveiller la dégradation d'échantillons de référence ou de pièces retirées du service.

Tests

Les éprouvettes sont usinées et comprennent effectivement un bloc de matériau rigide, avec une encoche pointue sur une face. Différentes géométries standardisées sont utilisées selon une configuration de test pratique ou pour s'adapter au mieux à l'épaisseur disponible du matériau lorsqu'il est extrait d'une ligne de production. Il est important de tester la ténacité d'un métal dans différentes directions par rapport aux processus de travail (par exemple le laminage) utilisés dans la fabrication, car les performances seront différentes selon la microstructure.

La méthode préférée pour la détermination du JIC selon E1820 consiste à utiliser un seul échantillon, chargé lentement, mais avec des pauses fréquentes pour déterminer si et jusqu'où la fissure s'est étendue. Cela signifie que le test principal lui-même est une longue séquence de rampes répétées, chacune suivie d'un petit déchargement puis d'un rechargement, ouvrant progressivement la fissure et commençant à déchirer l'éprouvette. A la fin de l'essai mécanique, l'éprouvette doit être entièrement brisée et la longueur et la forme exactes des fronts de fissures sont mesurées. Il est important que le front de fissure final soit marqué (généralement par traitement thermique ou ressuage) avant la séparation de l'éprouvette ; souvent, de l'azote liquide est utilisé pour refroidir le matériau à un point tel que cette rupture finale est fragile et évite une déformation supplémentaire.