Надежность характеризуется вероятностью безотказной работы материала при эксплуатации. Эксплуатационные отказы делятся на постепенные и внезапные. Постепенные отказы вызываются чрезмерным износом, усталостным разрушением, пластической деформацией при ползучести и т.д. Путь борьбы с постепенным отказом - правильный инженерный расчет, предусматривающий создание запаса прочности.
Внезапные отказы - следствие хрупкого разрушения материала, поэтому конструкционные материалы должны обладать достаточной вязкостью (KCU) и пластичностью (,). Необходимо также учитывать так называемую трещиностойкость. Трещиностойкость - это группа параметров, характеризующая способность материала тормозить развитие трещины. Наиболее часто из них используется критерий Ирвина (Кі), который определяет напря-жение внутри вершины трещины. Трещиностойкость пластичных, высокопрочных и хрупких материалов различна из-за различной подвижности дислокаций в них.
В вязких материалах у вершины трещины в результате перемещения дислокаций протекает местная пластическая деформация - металл упрочняется накоплением дислокаций впереди трещины, развитие ее эффективно тормозится - трещиностойкость повышается. В хрупких материалах дислокации заблокированы, местная пластическая деформация и упрочнение материала в устье трещины невозможны - трещина развивается, вызывая хрупкое разрушение. В высокопрочных материалах дислокации обладают некоторой подвижностью, достаточной для торможения развития мелких трещин местной пластической деформацией в их вершинах, поэтому для них опасны трещины критической длины.
При использовании высокопрочных сплавов необходима дефектоскопия, позволяющая определять наличие или отсутствие в них трещин и их размер.
Для сталей и сплавов, в которых основная фаза имеет ОЦК-решетку, важной характеристикой надежности является порог хладноломкости (Т50). При понижении температуры в таких сплавах ударная вязкость резко уменьшается в связи с переходом от вязкого к хрупкому состоянию. Т50 - это температура, при которой работа по распространению трещины уменьшается наполовину. Чем больше температурный запас вязкости Траб-Т50, тем надежнее сталь в эксплуатации. Снижению Т50 способствует измельчение зерна, легирование сталей никелем, термообработка. Повышению - увеличение содержания углерода, фосфора, марганца, увеличение скорости нагружения.
Аустенитные стали и сплавы, сплавы на основе меди и алюминия, имеющие основные фазы с ГЦК-решеткой,не имеют порога хладноломкости. Поэтому они способны работать при низких температурах.