Die Bruchzähigkeit ist ein Maß dafür, wie gut ein Material mit einem vorhandenen Fehler unter Druck funktioniert. Bei der Materialprüfung setzen Menschen Materialien mit bekannten Fehlern einem kontrollierten Druck aus, um zu sehen, wann aus einem Riss ein vollständiger Bruch wird und das Material versagt. Ingenieure gehen davon aus, dass Perfektion unmöglich ist und müssen daher Materialien mit einer für die Anwendung geeigneten Bruchzähigkeit konstruieren, damit sie Druck widerstehen und ihre Integrität behalten.
Bei der Messung der Bruchzähigkeit besteht das Ziel darin, die Leistung bei verschiedenen Arten von Rissen und Fehlern wie Luftblasen tief im Inneren des Materials zu untersuchen. Geräte können dem Material Gleit-, Reiß- oder Zugkräften aussetzen, um zu bestimmen, wie es sich verhält. Dies bietet eine Reihe von Bruchzähigkeitsmessungen, mit denen Ingenieure feststellen können, wann das Material unter welchen Bedingungen versagt.
Die Bruchgefahr steigt mit zunehmendem Druck auf das Material. Wenn das Material zu spröde ist, kann es bei relativ geringem Druck brechen, aber extrem flexible Materialien können sich verformen und unbrauchbar machen. Ingenieure müssen bei der Entwicklung von Materialien einen Mittelweg einschlagen, um ihnen die Flexibilität zu verleihen, Brüchen zu widerstehen und die Sprödigkeit, um Verformungsdrücken standzuhalten. Dies kann Änderungen an der Zusammensetzung und dem Design von Produktkomponenten erfordern.
Wenn die Bruchzähigkeit zu niedrig ist, kann das Material anfällig für Versagen sein. Dies ist nicht wünschenswert und Ingenieure müssen zum Zeichenbrett zurückkehren, um zu bestimmen, wie das Problem behoben werden kann. Dies kann die Änderung der Zusammensetzung einer Metalllegierung, die Änderung der Form eines Teils oder die Neukonstruktion eines Ausrüstungsteils umfassen, um die Druckverteilung im Betrieb zu ändern. Eine hohe Bruchzähigkeit ist ein gutes Zeichen dafür, dass die Materialien widerstandsfähig genug sind, um die Anforderungen zu erfüllen, aber sie kann mit anderen Problemen einhergehen, z. B. Materialien, die für die beabsichtigte Anwendung zu schwer sind.
Das Gesetz kann aus Sicherheitsgründen für bestimmte Materialien einen bestimmten Standard der Bruchzähigkeit verlangen. In diesen Fällen müssen Unternehmen möglicherweise den staatlichen Inspektoren die Ergebnisse der Tests vorlegen, damit diese bestätigen können, dass das Unternehmen die Standards erfüllt. Unternehmen haben möglicherweise auch interne und branchenspezifische Standards, die sie erfüllen müssen, um wettbewerbsfähig zu bleiben. Die Diskussion von Testergebnissen ist auch für Aktivitäten wie Ausschreibungen für Projekte wichtig, da Unternehmen zeigen wollen, wie ihre Endprodukte denen der Wettbewerber überlegen sein werden.