ASTM E399 descrive la determinazione della tenacità alla frattura dei materiali metallici mediante prove di fatica su provini prefessurati aventi uno spessore di 1,6 mm (0,063 pollici) o superiore. La forza viene applicata sia in tensione che in flessione a tre punti.

La tenacità alla frattura, KIc, caratterizza la resistenza di un materiale alla frattura in un ambiente neutro in presenza di una forte fessura sotto stress elastico lineare e severo vincolo di trazione, in modo tale che lo stato di sollecitazione vicino al fronte della fessura si avvicina alla deformazione del piano tritensile e la zona plastica all'estremità della fessura è piccola rispetto alla dimensione della fessura, allo spessore del provino e al legamento davanti alla fessura.

Preparare i campioni dentellati come descritto nello standard. Misurare e registrare la larghezza e lo spessore. Si consiglia di eseguire almeno tre prove per ciascuna condizione del materiale.

Procedura di prova

Posizionare il provino nei morsetti di trazione o sul dispositivo di piegatura. Collegare il misuratore di spostamento all'apertura della fessura del provino.

Applicare il carico a una velocità di carico tale che la velocità di aumento del fattore di intensità della sollecitazione sia compresa tra 0,55 e 2,75 MPa√m/s (30 e 150 ksi√in/min) durante lo spostamento elastico iniziale.

Continuare il test finché il provino non è in grado di sostenere ulteriori aumenti della forza applicata. Registrare la forza massima.

Misurare la dimensione della fessura dopo la frattura, a metà spessore e a due quarti di spessore sul fronte della fessura, nonché all'intersezione del fronte della fessura con la superficie del provino. Registrare il carico rispetto allo spostamento dell'apertura della bocca della fessura (CMOD).

Calcoli:

Resistenza alla frattura, KIc

Forza di snervamento