文档介绍：浅谈失效形式中的脆性断裂
摘要：在三种主要失效形式中，断裂，特别是没有先兆的低应力脆性断裂，是工程材料应用中的一个关键问题。因为脆断产生的事故后果往往是严重的。
关键词：脆性断裂；强度；硬度；残余应力
一、脆性断裂的产生条件
1•缺口的存在，产生局部应力集中导致的断裂
缺口和裂纹还可导致该处应力状态的“硬化”。因为不论加载方式如何，对所研究受力件中某一点，均可找出一个最大正应力o max和最大切应力t maxo我们已经知道只有切应力才能产生塑性变形，并通过塑性变形吸收裂纹尖端能量，从而阻止裂纹进一步扩展，所以t max/ o max值的大小，反映了该处应力状态的软硬程度。当这比值很小时，产生塑性变形的可能性减小，应力状态变“硬”，当裂纹尖端处于平面应力状态时，切应力分量为零，受的三向拉力，应力状态最硬，产生脆断危险最大。
2•加载速度增大，使得位错运动来不及进行时，也可使材料
脆化
如果在低温下高速加载时，则脆断的危险特别严重。变动载荷下的疲劳断裂，也没有明显的塑性变形，它是局部损伤不断积累的结果。

高强度钢的氢致脆化，危害特别大。发生氢脆的温度为-100°C~200°C 之间。特定介质中受拉应力的许多材料产生的应力腐蚀断裂也是低应力脆断。玻璃、聚合物等的强度也与某些环境因素密切相关，如有机玻璃经酒精浸渍后，抗拉强度大大下降。凡是环境效应促成的脆性破坏，都可认为是一个应力腐蚀问题。
二、标注硬度与脆性的关系
硬度是机械工程中应用最广泛的一种材料性能指标。硬度有许多种测量方法，通常应用最多的是布氏硬度（HB）和洛氏硬度（HBC、HRA、HRB）, 硬度值反映了材料表面对压头压入的抗力大小。在机械零件图中，都是通过标注硬度来表明对零件强度性能要求的。在机械厂中，只要零件硬度在图纸规定的范围内，就认为是合格零件。这种沿用至今的传统做法，在许多情况下是正确的、可行的。
随着***的发展，只靠标注硬度表明对零件的性能要求，已暴露出越来越多的问题。这种传统做法有时是有害的，甚至是危险的。这可从两方面来认识：
1•单一的硬度值，并不能表征材料机械性能的全貌，而且硬度并不是基本的力学性能指标。测量硬度时压痕周围呈现很复杂的不均匀应力应变，通过它来分析和确定硬度的物理意义是困难的。
2•使用某一零件获得某一硬度，可以不止一种途径。女口，可以通过不同的热处理、变形等手段，获得具有相同硬度值的不同组
织。硬度虽然相同，但不同组织的其他性能差别却可以很大。所以设计零件时，图纸上至少应标岀材料牌号，热处理工艺类型和硬度值要求主。对一些重要零件则应标注更具体、更全面、更严格的技术要求。有些重要工程设计实际就是这样做的。
三、残余应力与脆性的关系
在铸造、热锻、冷轧、焊接、切削加工、热处理及许多表面强化工艺过程中，都会在零、构件中产生残余应力。这种没有外载就存在于零、构件中的隐蔽的应力与在外力作用下零件产生的应力同等的重要。
在许多情况下，这类残余应力的存在导致零件或构件的变形，甚至开裂应力还可能使零件内产生三向热拉的应力状态，使零件“脆化”，甚至产生断脆。残余应力还可使材料产