材料在外力作用下(如拉伸、沖擊等)僅產(chǎn)生很小的變形即斷裂破壞的性質(zhì)。聚合物脆性與聚合物結(jié)構(gòu)及使用條件(溫度、外力作用速率等)有關(guān)，柔性鏈高分子聚合物脆性小，韌性好；剛性鏈高分子則相反。常用沖擊強度或斷裂伸長表征聚合物的脆性?！拔矬w受拉力或沖擊時,容易破碎的性質(zhì)”；“材料在斷裂前未覺察到的塑性變形的性質(zhì)”脆性表現(xiàn)形式: 退火脆性，回火脆性，熱脆性，藍脆性，低溫脆性，氫脆性，浸鍍脆性，酸脆性，堿脆性.
20世紀50年代，美國發(fā)射北極星導(dǎo)彈，其固體燃料發(fā)動機殼體，采用了超高強度鋼制造，屈服強度為1400MPa，按照傳統(tǒng)強度設(shè)計與驗收時，其各項性能指標都符合要求，設(shè)計時的工作應(yīng)力遠低于材料的屈服強度，但點火不久，就發(fā)生了爆炸。
為什么材料會發(fā)生低應(yīng)力脆斷？
原因：傳統(tǒng)力學(xué)把材料看成是均勻的，沒有缺陷的，沒有裂紋的連續(xù)的理想固體，但是，實際工程材料在制備、加工（冶煉、鑄造、鍛造、焊接、熱處理、冷加工等）及使用中（疲勞、沖擊、環(huán)境溫度等）都會產(chǎn)生各種缺陷（白點、氣孔、 渣、未焊透、熱裂、冷裂、缺口等）。
缺陷和裂紋會產(chǎn)生應(yīng)力集中，所受拉應(yīng)力為平均應(yīng)力的數(shù)倍。過分集中的拉應(yīng)力如果超過材料的臨界拉應(yīng)力值時，將會產(chǎn)生裂紋或缺陷的擴展，導(dǎo)致脆性斷裂。
脆性斷裂一般發(fā)生在高強度或低延展性、低韌性的金屬和合金上。另一方面，即使金屬有較好的延展性，在下列情況下，也會發(fā)生脆性斷裂，如低溫，厚截面，高應(yīng)變率（如沖擊），或是有缺陷。脆性斷裂引起材料失效一般是因為沖擊，而非過載。
經(jīng)長期研究，人們認識到，過去我們把材料看做毫無缺陷的連續(xù)均勻介質(zhì)是不對的。材料內(nèi)部在冶煉、軋制、熱處理等各種制造過程中不可避免地產(chǎn)生某種微裂紋，而且在無損探傷檢驗時又沒有被發(fā)現(xiàn)。那么，在使用過程中，由于應(yīng)力集中、疲勞、腐蝕等原因，裂紋會進一步擴展。當(dāng)裂紋尺寸達到臨界尺寸時，就會發(fā)生低應(yīng)力脆斷的事故。
脆性斷口宏觀特點： ¨ 斷口平齊而光亮，且與正應(yīng)力垂直；
脆性斷裂微觀特點：斷口呈人字或放射花樣；
單晶體：解理斷裂，裂紋沿解理面擴展 ;
多晶體：沿晶斷裂，裂紋走向沿著晶面，而并不在某一平面內(nèi)運動 ;
穿晶 ( 晶內(nèi) ) 斷裂，裂紋沿著多晶粒的解理穿過，而不管晶界的位置如何。
| |
|
? 請關(guān)注 微信公眾號: steeltuber. 轉(zhuǎn)載請保留鏈接: http://www.jmdakun.com/Steel-Knowledge/Brittleness-of-metals.html
|