ASTM E399 beschreibt die Bestimmung der Bruchzähigkeit metallischer Werkstoffe durch Ermüdungstests an vorgerissenen Proben mit einer Dicke von 1,6 mm (0,063 Zoll) oder mehr. Die Kraft wird entweder durch Zug oder durch Dreipunktbiegung ausgeübt.

Die Bruchzähigkeit, KIc, charakterisiert den Widerstand eines Materials gegen Bruch in einer neutralen Umgebung bei Vorhandensein eines scharfen Risses unter linear-elastischer Spannung und starker Zugbeanspruchung, sodass der Spannungszustand in der Nähe der Rissfront der Spannung in der Tritensilebene nahe kommt und die plastische Zone an der Rissspitze im Vergleich zur Rissgröße, Probendicke und dem Band vor dem Riss klein ist.

Bereiten Sie die gekerbten Proben wie in der Norm beschrieben vor. Messen und notieren Sie die Breite und Dicke. Es wird empfohlen, für jeden Materialzustand mindestens drei Tests durchzuführen.

Testverfahren

Legen Sie die Probe in die Zugklemmen oder auf die Biegevorrichtung. Befestigen Sie das Verschiebungsmessgerät an der Rissöffnung der Probe.

Wenden Sie die Last mit einer solchen Belastungsgeschwindigkeit an, dass die Anstiegsrate des Spannungsintensitätsfaktors während der anfänglichen elastischen Verschiebung zwischen 0,55 und 2,75 MPa√m/s (30 und 150 ksi√in/min) liegt.

Setzen Sie den Test fort, bis die Probe keinen weiteren Anstieg der aufgebrachten Kraft aushält. Notieren Sie die maximale Kraft.

Messen Sie die Rissgröße nach dem Bruch an Stellen in der Mitte und an zwei Vierteln der Dicke der Rissfront sowie am Schnittpunkt der Rissfront mit der Probenoberfläche. Zeichnen Sie die Belastung im Verhältnis zur Rissöffnungsverschiebung (CMOD) auf.

Berechnungen:

Bruchzähigkeit, KIc

Streckgrenze