斷裂（fracture）材料或構(gòu)件力學(xué)性能的基本表征。根據(jù)斷裂前發(fā)生的塑性變形的大小，可把材料的斷裂分為脆性斷裂和延性斷裂兩大類。隨材料和條件的不同，循環(huán)載荷作用下的疲勞斷裂、高溫下的蠕變斷裂以及環(huán)境作用下的應(yīng)力腐蝕斷裂，均可表現(xiàn)為脆性斷裂和延性斷裂。
簡(jiǎn)介
斷裂是指巖層被斷錯(cuò)或發(fā)生裂開。據(jù)其發(fā)育的程度和兩側(cè)的巖層相對(duì)位錯(cuò)的情況把斷裂分為三類。一類叫劈理，是微細(xì)的斷裂變動(dòng)，還沒有明顯破壞巖石的連續(xù)性。最常見的劈理是在褶曲的核部發(fā)育的軸面劈理，常呈扇形（以褶皺軸面為對(duì)稱軸）。第二類稱節(jié)理，是巖層發(fā)生了裂開但兩盤巖石沒有發(fā)生明顯的相對(duì)位移的斷裂變動(dòng)。按其形成的力學(xué)性質(zhì)，節(jié)理可分為張節(jié)理和剪切節(jié)理。節(jié)理常成組出現(xiàn)，如“X”-形的共軛節(jié)理。如果斷裂兩盤的巖石已發(fā)生了明顯的相對(duì)位移，則稱斷層，是最重要的一類斷裂。
按兩盤相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向，斷層可分為基本的三類；正斷層、逆斷層和平推斷層。上盤相對(duì)下降、下盤相對(duì)上升的斷層稱正斷層，斷層面傾角一般較陡。上盤相對(duì)上升、下盤相對(duì)下降的斷層是逆斷層，斷層面傾角變化較大，從陡傾到近水平。一系列低角度逆斷層組合起來，被沖斷的巖片就象屋頂上的瓦片那樣一個(gè)疊一個(gè)，可形象地稱為疊瓦狀構(gòu)造。如果斷層兩側(cè)的巖石不是沿?cái)鄬用嫔舷乱苿?dòng)而是沿水平方向移動(dòng)，則稱平推斷層。如果把這三類斷層與形成的構(gòu)造應(yīng)力聯(lián)系起來，通俗地說，正斷層由拉張應(yīng)力引起，逆斷層是擠壓應(yīng)力的結(jié)果（故常造成地殼的縮短），平推斷層則與剪切應(yīng)力有關(guān)，其斷層面常近直立。
以上討論的主要是脆性斷裂情況，其斷裂面是看得見摸得著的。還有兩類斷裂的斷裂面則是看得見卻不一定摸得著的。塑性斷裂是巖石塑性變形的產(chǎn)物，象流劈理，是因片狀或板狀礦物的平行排列而使巖石能夠分裂成許多平行薄片的構(gòu)造。粘滯性斷裂是巖石在高溫、高壓下發(fā)生粘滯性流動(dòng)的結(jié)果，原巖的結(jié)構(gòu)已完全破壞，原來組成巖石的礦物發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)并伴有重結(jié)晶和再排列作用，形成片理、片麻理和新生面理等。因此，說斷裂是不連續(xù)變形同樣只具相對(duì)。
脆性斷裂
脆性斷裂：沒有或僅伴隨著微量塑性變形的斷裂。玻璃的斷裂不發(fā)生任何塑形變形，是典型的脆性斷裂；而金屬的斷裂總伴隨著塑性變形，故金屬的脆性斷裂只是相對(duì)而言。根據(jù)裂紋擴(kuò)展的路徑，脆性斷裂又可以分為解理斷裂和晶間斷裂。
解理斷裂
一種典型的穿晶脆性斷裂。一定晶系的金屬一般都有一組在正應(yīng)力作用下容易開裂的晶面，稱為解理面。一個(gè)晶體如果沿著解理面發(fā)生開裂，則稱為解理斷裂。
晶間斷裂
斷裂路徑沿著不同位向的晶粒間界出現(xiàn)的斷裂。晶間斷裂可以脆性的也可以是延性的，分別稱為晶間脆性斷裂和晶間延性斷裂。
延性斷裂
伴隨有較大塑性變形的斷裂。典型的延性斷裂是穿晶的，通常有剪切斷裂和法向（或正向）斷裂兩種。單軸拉伸載荷作用下沿著拉伸軸約45°的面滑開的斷裂稱剪切斷裂。單晶情況下滑開面通常是滑移面。當(dāng)剪切在一組平行滑移面上出現(xiàn)時(shí)，則形成傾斜型剪切斷裂。剪切若沿兩個(gè)方向發(fā)生，則形成鑿尖型剪切斷裂。厚板或圓柱試樣在單向拉伸時(shí)，剪切斷裂從頸縮區(qū)中心開始，并向外擴(kuò)展。宏觀斷裂路徑垂直于拉伸軸，微觀斷口呈鋸齒狀，因其裂紋擴(kuò)展時(shí)是通過與拉伸軸成30°-45°的交替面上剪切而實(shí)現(xiàn)的，故這種斷裂方式一般稱為法向（正向）斷裂。它的最終斷裂是通過與拉伸軸成45°平面上的剪切斷裂。延性斷裂是空洞在第二相顆粒上形成、長(zhǎng)大和匯合的過程。延性斷裂的斷口呈韌窩或塑孔狀。
非晶合金的斷裂在宏觀上表現(xiàn)為脆性，在微觀上表現(xiàn)為延性斷裂。
在恒定或不斷增加的載荷條件下，固體材料發(fā)生斷裂的機(jī)制概括有四種：（1）解理斷裂機(jī)制：拉伸應(yīng)力使原子間發(fā)生斷裂。（2）塑形孔洞長(zhǎng)大斷裂機(jī)制：孔洞長(zhǎng)大和粗化，或通過塑性流動(dòng)發(fā)生完全頸縮。（3）蠕變斷裂機(jī)制：通過原子或空隙沿應(yīng)力方向擴(kuò)散使空穴長(zhǎng)大、粗化。（4）應(yīng)力腐蝕開裂機(jī)制：應(yīng)變速率參與的發(fā)生在裂紋尖端局部的化學(xué)侵蝕。
參考資料 >