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金屬材料斷裂：韌性VS脆性
更新時間：2024-03-20 點擊次數：1246次

實踐證明，大多數金屬材料的斷裂過程都包括裂紋形成和擴展兩個階段。對于不同的斷裂類型，這兩個階段的機理和特征并不相同。根據不同的特征將斷裂分為以下幾類：

01
按斷裂前塑性變形程度分類

（1）韌性斷裂 
韌性斷裂又稱為延性斷裂或塑性斷裂，其特征是斷裂前發生明顯的宏觀塑性變形，斷裂過程中吸收了較多的能量，一般是在高于材料屈服強度條件下的高能斷裂。
（2）脆性斷裂 
工程構件在很少或不出現宏觀塑性變形情況下發生的斷裂稱作脆性斷裂。由于脆性斷裂大都沒有事先預兆，具有突發性，對工程構件與設備以及人身安全常常造成極其嚴重的后果。
完全脆性斷裂和完全韌性斷裂是極少見的。通常，脆性斷裂前也產生微量塑性變形。一般規定光滑拉伸試樣的斷面收縮率小于5%，反映微量的均勻塑性變形；因為脆性斷裂沒有縮頸形成，直接為脆性斷裂；反之，大于5%者為韌性斷裂。
由此可見，金屬材料的韌性斷裂和脆性斷裂是根據一定條件下的塑性變形量來規定的。
02
按斷裂過程中裂紋擴展所經的途徑分類
（1）穿晶斷裂
穿晶斷裂的特點是裂紋擴展時穿過晶粒內部。

穿晶斷裂可以是韌性斷裂，也可以是脆性斷裂。

穿晶斷裂是大多數金屬材料在常溫下斷裂時的形態，根據斷裂方式又可分為解理斷裂和剪切斷裂。解理斷裂面是沿一定的晶面（即解理面）嚴格分離的，通常是脆斷，但脆斷卻不一定是解理斷裂。剪切斷裂是切應力作用下發生的，它又有純剪切斷裂和微孔聚集型斷裂之分。

大多數是脆性斷裂。沿晶斷裂是由晶界上的一薄層連續脆性的第二相、夾雜物破壞了晶界的連續性而造成的，也可能是雜質元素向晶界偏聚引起的。應力腐蝕、氫脆、回火脆性、淬火裂紋、磨削裂紋等大都是沿晶斷裂。

03
按斷裂的應力類型及斷面宏觀取向與應力的相對位置分類

根據斷裂面取向，可將金屬斷裂分為正斷和切斷

若斷裂面取向垂直于最大正應力，即為正斷；若斷裂面取向與最大切應力方向相一致，而與最大正應力方向成45°角，即為切斷，拉伸時斷口上的剪切唇就是這種斷裂。正斷大多屬于脆性斷裂，正斷也可以有明顯的塑性變形。切斷是韌性斷裂，但反過來韌性斷裂卻不一定是切斷。
04
按載荷的性質及應力產生的原因分類

（1）疲勞斷裂 
疲勞斷裂是材料在交變載荷下發生的斷裂。
（2）環境斷裂 
材料在環境作用下引起的低應力斷裂稱為環境斷裂，主要包括應力腐蝕斷裂和氫脆斷裂。


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