ASTM E399-20
Método de prueba estándar para la tenacidad a la fractura por deformación plana lineal-elástica KIC de materiales metálicos

Estándar No.

ASTM E399-20

Fecha de publicación

2020

Organización

American Society for Testing and Materials (ASTM)

Estado

Remplazado por

ASTM E399-20a

Ultima versión

ASTM E399-23

Alcance

1.1 Este método de prueba cubre la determinación de la tenacidad a la fractura (KIc y opcionalmente KIsi) de materiales metálicos en condiciones de deformación plana, predominantemente elásticas lineales, utilizando muestras prefisuradas por fatiga que tengan un espesor de 1,6 mm (0,063 pulgadas) o más2 sometidas a un proceso lento, o en casos especiales (electivos), aumentando rápidamente la fuerza de desplazamiento de la grieta. En los anexos se dan detalles del aparato de prueba, la configuración de la muestra y el procedimiento experimental. Se describen dos procedimientos para usar los datos experimentales para calcular los valores de tenacidad a la fractura: 1.1.1 El procedimiento de prueba KIc se describe en el cuerpo principal de esta norma de prueba y es una parte obligatoria de las pruebas y del procedimiento de informe de resultados para este método de prueba. El procedimiento de prueba KIc se basa en un crecimiento de grietas de hasta el 2 % del ancho de la muestra. Esto puede conducir a una curva de resistencia a la fractura ascendente dependiente del tamaño de la muestra, donde las muestras más grandes producen resultados de tenacidad a la fractura más altos. 1.1.2 El procedimiento de prueba KIsi se describe en el Apéndice X1 y es una parte opcional de este método de prueba. El procedimiento de prueba KIsi se basa en una cantidad fija de extensión de grieta de 0,5 mm y, como resultado, KIsi es menos sensible al tamaño de la muestra que KIc. Esta tenacidad a la fractura menos sensible al tamaño, KIsi, se denomina insensible al tamaño en este método de prueba. El Apéndice X1 contiene un procedimiento opcional para reinterpretar el registro de prueba de desplazamiento forzado registrado como parte de este método de prueba para calcular el valor adicional de tenacidad a la fractura, KIsi. NOTA 1. Las pruebas de tenacidad a la fractura por deformación plana de materiales con un espesor inferior a 1,6 mm (0,063 pulg.) que sean suficientemente frágiles (ver 7.1) se pueden realizar utilizando otros tipos de especímenes (1).3 No existe un método de prueba estándar para materiales tan delgados. materiales. 1.2 Este método de prueba se divide en dos partes. La primera parte brinda recomendaciones y requisitos generales para las pruebas e incluye requisitos específicos para el procedimiento de prueba KIc. La segunda parte consta de anexos que brindan información específica sobre el calibre de desplazamiento y el diseño del dispositivo de carga, requisitos especiales para configuraciones de muestras individuales y procedimientos detallados para el prefisurado por fatiga. Se proporcionan anexos adicionales que brindan procedimientos específicos para pruebas de berilio y de fuerza rápida, y el procedimiento de prueba KIsi, que proporciona un procedimiento de análisis adicional opcional para los datos de prueba recopilados como parte del procedimiento de prueba KIc. 1.3 Información general y requisitos comunes a todas las configuraciones de muestras: Sección Documentos de referencia 2 Terminología 3 Factor de intensidad de tensión 3.1.1 Tenacidad a la fractura por deformación plana 3.1.2 Orientación del plano de grieta 3.1.4 Resumen del método de prueba 4 Importancia y uso 5 Importancia 5.1 Precauciones 5.1.1 – 5.1.5 Aplicaciones prácticas 5.2 Aparatos (ver también 1.4) 6 Máquina de tensión 6.1 Máquina de fatiga 6.2 Accesorios de carga 6.3 Medidor de desplazamiento, medición 6.4 Tamaño, configuraciones y preparación de la muestra (ver también 1.5) 7 Estimaciones del tamaño de la muestra 7.1 Estándar y Configuraciones alternativas de la muestra 7.2 Muescas iniciales de grietas por fatiga 7.3.1 Prefisuración por fatiga (consulte también 1.6) 7.3.2 Extensión de la grieta más allá de la muesca inicial 7.3.2.2 Procedimiento general 8 Mediciones de la muestra Espesor 8.2.1 Ancho 8.2.2 Tamaño de la grieta 8.2.3 Ángulo del plano de la grieta 8.2.4 Tasa de carga de prueba de la muestra 8.3 Registro de prueba 8.4 Cálculo e interpretación de los resultados 9 Análisis del registro de prueba 9.1 Requisito de validez de Pmax/PQ 9.1.3 Requisitos de validez del tamaño de la muestra 9.1.4 Informes 10 1 Este método de prueba está bajo la jurisdicción del Comité E08 de ASTM sobre Fatiga y Fractura y es responsabilidad directa del Subcomité E08.07 sobre Mecánica de Fracturas. Edición actual aprobada el 1 de enero de 2020. Publicado en abril de 2020. Aprobado originalmente en 1970. Última edición anterior aprobada en 2019 como E399 – 19. DOI: 10.1520/E0399-20. 2 Para obtener información adicional relacionada con las pruebas de tenacidad a la fractura de aleaciones de aluminio, consulte la Práctica B645. 3 Los números en negrita entre paréntesis se refieren a la lista de referencias al final de esta norma. Copyright © ASTM International, 100 Barr Harbor Drive, PO Box C700, West Conshohocken, PA 19428-2959. Estados Unidos Esta norma internacional fue desarrollada de acuerdo con los principios internacionalmente reconocidos sobre estandarización establecidos en la Decisión sobre Principios para el Desarrollo de Normas, Guías y Recomendaciones Internacionales emitida por el Comité de Obstáculos Técnicos al Comercio (OTC) de la Organización Mundial del Comercio. 1 Sección Precisión y polarización 11 1.4 Requisitos específicos relacionados con los aparatos de prueba: Medidor de desplazamiento de doble voladizo Anexo A1 Accesorios de prueba Anexo A2 Accesorio de carga de muestra curvada Anexo A2.1 Horquilla de carga de muestra compacta Anexo A2.2 1.5 Requisitos específicos relacionados con configuraciones de muestra individuales: Muestra de curvatura SE(B) Anexo A3 Muestra compacta C(T) Anexo A4 Muestra compacta en forma de disco DC(T) Anexo A5 Muestra de tensión en forma de arco A(T) Anexo A6 Muestra de curvatura en forma de arco A(B) Anexo A7 1.6 Requisitos específicos relacionados con procedimientos de prueba especiales: Muestras de KIc y KIsi de prefisuración por fatiga Anexo A8 Prueba de berilio prensado en caliente Anexo A9 Prueba de fuerza rápida Anexo A10 Determinación de KIsi Apéndice X1 1.7 Los valores indicados en unidades SI deben considerarse como estándar. Los valores entre paréntesis son sólo para información. 1.8 Esta norma no pretende abordar todos los problemas de seguridad, si los hay, asociados con su uso. Es responsabilidad del usuario de esta norma establecer prácticas apropiadas de seguridad, salud y medio ambiente y determinar la aplicabilidad de las limitaciones reglamentarias antes de su uso. 1.9 Esta norma internacional fue desarrollada de acuerdo con los principios internacionalmente reconocidos sobre estandarización establecidos en la Decisión sobre Principios para el Desarrollo de Normas, Guías y Recomendaciones Internacionales emitida por el Comité de Obstáculos Técnicos al Comercio (OTC) de la Organización Mundial del Comercio.

ASTM E399-20 Documento de referencia

• ASTM B645 Práctica estándar para ensayos de tenacidad a la fractura por deformación plana de aleaciones de aluminio
• ASTM B909 Guía estándar para pruebas de tenacidad a la fractura por deformación plana de productos de aluminio sin alivio de tensión
• ASTM E177 Práctica estándar para el uso de los términos precisión y sesgo en los métodos de prueba ASTM
• ASTM E1820 Método de prueba estándar para medir la tenacidad a la fractura
• ASTM E1823 Terminología estándar relacionada con las pruebas de fatiga y fractura
• ASTM E1921 Método de prueba estándar para la determinación de la temperatura de referencia, To, para aceros ferríticos en el rango de transición
• ASTM E1942 Guía estándar para evaluar sistemas de adquisición de datos utilizados en pruebas de fatiga cíclica y mecánica de fracturas
• ASTM E3076 Práctica estándar para la determinación de la pendiente en la región lineal de un registro de prueba
• ASTM E337 Método de prueba estándar para medir la humedad con un psicrómetro (la medición de las temperaturas de bulbo húmedo y seco)
• ASTM E4 Prácticas estándar para la verificación de fuerza de máquinas de prueba
• ASTM E456 Terminología estándar relacionada con la calidad y las estadísticas
• ASTM E691 Práctica estándar para realizar un estudio entre laboratorios para determinar la precisión de un método de prueba
• ASTM E8/E8M Métodos de prueba estándar para pruebas de tensión de materiales metálicos

ASTM E399-20 Historia

• 2023 ASTM E399-23 Método de prueba estándar para la tenacidad a la fractura por deformación plana elástica lineal de materiales metálicos
• 2022 ASTM E399-22 Método de prueba estándar para la tenacidad a la fractura por deformación plana elástica lineal de materiales metálicos
• 2020 ASTM E399-20a Método de prueba estándar para la tenacidad a la fractura por deformación plana elástica lineal de materiales metálicos
• 2020 ASTM E399-20 Método de prueba estándar para la tenacidad a la fractura por deformación plana lineal-elástica KIC de materiales metálicos
• 2019 ASTM E399-19 Método de prueba estándar para la tenacidad a la fractura por deformación plana lineal-elástica KIC de materiales metálicos
• 2017 ASTM E399-17 Método de prueba estándar para la tenacidad a la fractura por deformación plana lineal-elástica KIc de materiales metálicos
• 2012 ASTM E399-12e3 Método de prueba estándar para la tenacidad a la fractura por deformación plana lineal-elástica KIc de materiales metálicos
• 2012 ASTM E399-12e2 Método de prueba estándar para la tenacidad a la fractura por deformación plana lineal-elástica KIc de materiales metálicos
• 2012 ASTM E399-12e1 Método de prueba estándar para la tenacidad a la fractura por deformación plana lineal-elástica KIc de materiales metálicos
• 2012 ASTM E399-12 Método de prueba estándar para la tenacidad a la fractura por deformación plana lineal-elástica K Ic de materiales metálicos
• 2009 ASTM E399-09e2 Método de prueba estándar para la tenacidad a la fractura por deformación plana lineal-elástica Ic de materiales metálicos
• 2009 ASTM E399-09e1 Método de prueba estándar para la tenacidad a la fractura por deformación plana lineal-elástica K Ic de materiales metálicos
• 2009 ASTM E399-09 Método de prueba estándar para la tenacidad a la fractura por deformación plana lineal-elástica K Ic de materiales metálicos
• 2008 ASTM E399-08 Método de prueba estándar para la tenacidad a la fractura por deformación plana lineal-elástica K Ic de materiales metálicos
• 2006 ASTM E399-06e2 Método de prueba estándar para la tenacidad a la fractura por deformación plana lineal-elástica K Ic de materiales metálicos
• 2006 ASTM E399-06e1 Método de prueba estándar para la tenacidad a la fractura por deformación plana lineal-elástica KIc de materiales metálicos
• 2006 ASTM E399-06 Método de prueba estándar para la tenacidad a la fractura por deformación plana lineal-elástica K Ic de materiales metálicos
• 2005 ASTM E399-05 Método de prueba estándar para la tenacidad a la fractura por deformación plana lineal-elástica KIC de materiales metálicos
• 1990 ASTM E399-90(1997) Método de prueba estándar para la tenacidad a la fractura por deformación plana de materiales metálicos