ASTM E399 décrit la détermination de la ténacité des matériaux métalliques par des essais de fatigue d'éprouvettes préfissurées ayant une épaisseur de 1,6 mm (0,063 po) ou plus. La force est appliquée soit en traction, soit en flexion en trois points.

La ténacité à la rupture, KIc, caractérise la résistance d'un matériau à la rupture dans un environnement neutre en présence d'une fissure aiguë sous une contrainte élastique linéaire et une contrainte de traction sévère, de telle sorte que l'état de contrainte près du front de fissure se rapproche de la déformation plane tritensile, et la zone plastique de la pointe de la fissure est petite par rapport à la taille de la fissure, à l'épaisseur de l'éprouvette et au ligament en avant de la fissure.

Préparez les échantillons entaillés comme décrit dans la norme. Mesurez et enregistrez la largeur et l’épaisseur. Il est recommandé d'effectuer au moins trois tests pour chaque état du matériau.

Procédure d'essai

Placer l'échantillon dans les mors de traction ou sur le dispositif de pliage. Fixez la jauge de déplacement à l’ouverture de fissure de l’échantillon.

Appliquer la charge à un taux de chargement tel que le taux d'augmentation du facteur d'intensité de contrainte soit compris entre 0,55 et 2,75 MPa√m/s (30 et 150 ksi√in/min) pendant le déplacement élastique initial.

Continuez le test jusqu'à ce que l'échantillon ne puisse plus supporter une augmentation supplémentaire de la force appliquée. Enregistrez la force maximale.

Mesurez la taille de la fissure après rupture, à mi-épaisseur et à deux quarts d'épaisseur sur le front de fissure, ainsi qu'à l'intersection du front de fissure avec la surface de l'éprouvette. Enregistrez la charge par rapport au déplacement de l'ouverture de l'embouchure de la fissure (CMOD).

Calculs :

Ténacité à la rupture, KIc

Limite d'élasticité