La ténacité à la rupture est une indication de la quantité de contrainte requise pour propager une faille préexistante.
Les défauts peuvent apparaître comme:
- Fissures
- Vides
- Inclusions métallurgiques
- Défauts de soudure
- Discontinuités de conception
Un paramètre appelé facteur d’intensité de contrainte (K) est utilisé pour déterminer la ténacité à la rupture de la plupart des matériaux. Le facteur d’intensité de contrainte est fonction de:
- Chargement
- Taille de la fissure
- Géométrie structurelle
Le but d’un essai de ténacité à la rupture est de mesurer la résistance d’un matériau à la présence d’un défaut en termes de charge requise pour provoquer une extension de fissure fragile ou ductile (ou pour atteindre une condition de charge maximale) dans un échantillon standard contenant une pré-fissure de fatigue.
La ténacité à la rupture d’un matériau varie généralement en fonction de la direction du grain. Il est d’usage de spécifier les orientations des échantillons et des fissures par une paire ordonnée de symboles de direction des grains.
Les composites présentant le plus haut niveau de ténacité à la rupture sont typiquement constitués d’une matrice d’alumine pure ou de silice-alumine (SiO2/Al2O3) avec de minuscules inclusions de zircone (ZrO2) dispersées aussi uniformément que possible dans la matrice solide. Les céramiques fines possèdent généralement une faible ténacité à la rupture — la zircone partiellement stabilisée, utilisée pour des produits tels que les ciseaux et les couteaux, offre des améliorations significatives de la ténacité à la rupture.