9.断裂的类型与特征

断裂
☐断裂是机械和工程构件失效的主要形式之一。

☐断裂是材料的一种十分复杂的行为，在不同的力学、物理和化学环境下，会有不同的断裂形式。

☐研究断裂的主要目的是防止断裂，以保证构件在服役过程中的安全。

断裂的分类
1按断裂前塑性变形大小分类：脆性断裂，韧性断裂（延性断裂）
是材料断裂前基本上不产生明显的宏观塑性变形，没有明显预兆，往往表现为突然发生的快速断裂过程。

脆性断裂
:脆性材料的拉伸断口
断口呈平齐状，可见明显放射状线。

☐因为没有明显的预兆，所以脆性断裂具有很大的危险性。

☐脆性断裂的断口一般与正应力垂直，宏观上比较齐平光亮，常呈放射状或结晶状。

☐裂纹扩展速度大，往往受到的应力低于设计要求的许用应力。

是材料断裂前及断裂过程中产生明显宏观塑性变形的断裂韧性断裂:
过程。

延性材料的拉伸断口
☐韧性断裂时一般裂纹扩展过程较慢，而且要消
耗大量塑性变形能。

☐韧性断裂的断口用肉眼或放大镜观察时，往往
呈暗灰色、纤维状。

☐不易造成重大事故，易被人察觉。

韧断前有明显的颈缩，断裂前有大量的塑性变形。

上下断杯锥状断口:
口分别呈杯状和锥状，合称为杯锥状断口。

延性材料的拉伸断口
断口
1
3•剪切唇•放射区
断口上分三个典型的区域：三要素
2按断裂面的取向分类:正断，切断
正断：正应力引起；切断：切应力引起。

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3按裂纹扩展途径分类：穿晶断裂，沿晶（晶界）断裂
穿晶断裂&
沿晶断裂沿晶断裂的断口形貌穿晶断裂与沿晶断裂有时是同时发生的
断裂的分类
4按微观断裂机理分类：剪切断裂,微孔聚合型断裂, 解理断裂
解理断裂
是材料在拉应力的作用下，由于原于间结合键遭到破坏，严解理断裂:
格地沿一定的结晶学平面(即所谓“解理面”)劈开而造成的。

解理断裂是脆性穿晶断裂，
宏观形貌较为平坦的、发亮的结
晶状断面。

B类碳素钢低温解理断裂的河流花样
微孔聚合型断裂
断口在宏观上常呈现暗灰色、纤维状，微观断口特征花样韧窝:
则是断口上分布大量“韧窝”。

是通过微孔形核、长大、聚
合而导致的断裂，属于比较典型
的韧性断裂，常用金属材料大多
属于此类。

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剪切断裂
剪切断裂:
是材料在切应力作用下沿滑移面滑移分离而造成的断裂。

某些纯金属尤其是单晶体金属可
产生纯剪切断裂，其断口呈锋利的楔
形，是充分发挥塑性的韧性断裂，如
低碳钢拉伸断口上的剪切唇。

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