Die Bruchzähigkeit ist ein Hinweis auf die Menge an Spannung, die erforderlich ist, um einen bereits vorhandenen Fehler zu vermehren.
Fehler können als:
- Risse
- Hohlräume
- Metallurgische Einschlüsse
- Schweißfehler
- Konstruktionskontinuitäten
Ein Parameter namens Spannungsintensitätsfaktor (K) wird verwendet, um die Bruchzähigkeit der meisten Materialien zu bestimmen. Der Stressintensitätsfaktor ist eine Funktion von:
- Belastung
- Rissgröße
- Strukturgeometrie
Der Zweck einer Bruchzähigkeitsprüfung besteht darin, die Beständigkeit eines Materials gegen das Vorhandensein eines Fehlers in Bezug auf die Belastung zu messen, die erforderlich ist, um eine spröde oder duktile Rissverlängerung (oder das Erreichen eines maximalen Belastungszustands) in einer Standardprobe zu verursachen, die einen Ermüdungsvorriss enthält.
Die Bruchzähigkeit eines Materials variiert üblicherweise mit der Kornrichtung. Es ist üblich, Proben- und Rissorientierungen durch ein geordnetes Paar von Kornrichtungssymbolen anzugeben.
Verbundwerkstoffe mit der höchsten Bruchzähigkeit bestehen typischerweise aus reinem Aluminiumoxid oder einer Silica-Aluminiumoxid-Matrix (SiO2 / Al2O3) mit winzigen Einschlüssen von Zirkonoxid (ZrO2), die so gleichmäßig wie möglich in der festen Matrix verteilt sind. Feinkeramiken besitzen im Allgemeinen eine geringe Bruchzähigkeit – teilstabilisiertes Zirkonoxid, das für Produkte wie Scheren und Messer verwendet wird, bietet erhebliche Verbesserungen der Bruchzähigkeit.