عند التصميم باستخدام معادن عالية القوة قابلة للطرق لحالات السلامة الحرجة، من المهم فهم السلوك حول العيوب والشقوق، في حين أن خصائص الشد الأساسية فقط ستكون كافية. يتم وصف مقاومة الفشل الموضعي (على عكس قوة الشد الكبيرة) بشكل عام بالمصطلح الشامل لصلابة الكسر. عندما يكون هذا الفشل أكثر تدريجيًا من الكسر الحرج المفاجئ، فإن JIc هو مقياس صلابة يستخدم لوصف النقطة التي يبدأ عندها التمزق.

يوفر اختبار صلابة الكسر JIc وفقًا لمعيار ASTM E1820 طريقة فعالة من حيث المواد لتقييم المواد الجديدة ومراقبة تدهور العينات المرجعية أو الأجزاء التي تمت إزالتها من الخدمة.

اختبار

يتم تشكيل قطع الاختبار بحيث تتكون بشكل فعال من كتلة صلبة من المواد، مع درجة حادة على وجه واحد. يتم استخدام أشكال هندسية موحدة مختلفة وفقًا لإعدادات الاختبار الملائمة أو لتناسب سمك المادة المتاح بشكل أفضل عند أخذها من خط الإنتاج. من المهم اختبار صلابة المعدن في اتجاهات مختلفة بالنسبة لعمليات العمل (مثل الدرفلة) المستخدمة في التصنيع، حيث أن الأداء سيكون مختلفًا وفقًا للبنية المجهرية.

الطريقة المفضلة لتحديد JIc وفقًا لـ E1820 هي استخدام عينة واحدة، يتم تحميلها ببطء، ولكن مع توقفات متكررة لتحديد ما إذا كان الشق قد امتد وإلى أي مدى. وهذا يعني أن الاختبار الرئيسي نفسه عبارة عن سلسلة طويلة من المنحدرات المتكررة، يتبع كل منها عملية تفريغ صغيرة ثم إعادة التحميل، وفتح الكراك تدريجيًا والبدء في تمزيق العينة. في نهاية الاختبار الميكانيكي، يجب أن يتم تفكيك العينة بالكامل وقياس الطول والشكل الدقيق لواجهات الشقوق. من المهم أن يتم وضع علامة على واجهة الشق النهائية (عادةً عن طريق المعالجة الحرارية أو مادة مخترقة للصبغة) قبل فصل العينة؛ غالبًا ما يتم استخدام النيتروجين السائل لتبريد المادة إلى الحد الذي يجعل هذا الكسر النهائي هشًا ويتجنب المزيد من التشوه.