Frakturutholdenhet

Frakturutholdenhet er en materialeegenskap som beskriver evnen til å motstå brudd når det allerede finnes en sprekk eller defekt. Den er viktig for å forutsi brudd under serviceforhold og består i å begrense veksten av sprekk når materialet utsettes for belastninger. Frakturutholdenhet uttrykkes ofte ved K_IC, den kritiske stressintensitetsfaktoren, og G_IC, den kritiske energifrigjøringsraten; for enkelte materialer brukes også J-integral eller andre ikke-lineære metoder.

Testmetoder inkluderer standardprøver som compact-tension (CT) og trepunkts bøyetest (SENB) for å måle K_IC, vanligvis i samsvar med standarder som ASTM E399 for metalliske materialer. Materialer kan også få karakterisering gjennom last- og crack-growth kurver (J-R kurver) spesielt for polymerer og komposite.

Frakturutholdenhet påvirkes av temperatur, belastningshastighet, miljø (f.eks. fuktighet og korrosjon), mikrostruktur, legeringer og varmebehandling, kornstørrelse, og tilstedeværende defekter. I praksis er frakturutholdenhet ofte forskjellig mellom duktil og sprø materialer, og kan endres betydelig ved lavere eller høyere temperaturer.

Betydningen i ingeniørdesign er stor: materialer med høy frakturutholdenhet tåler sprekkvekst bedre og gir større sikkerhetsmargin i kritiske applikasjoner som luftfart, bygg og energi. Frakturutholdenhet må ikke forveksles med strekkstyrke eller duktilitet alene, men er nært knyttet til begge og gir et mål på hvor mye energimengde som må til for å fullføre sprekkvekst og brudd.