材料的断裂韧度及其测试

  无缺陷材料（光滑试样）的其强度指标可由屈服应力、拉伸应力或疲劳极限来表达。当材料中存在缺陷时，强度随缺陷的增大而降低，强度特征由应力与缺陷尺寸某种函数组合来描述。

    需要特别注意的是，带缺陷试样的强度指标与响应的光滑试样的强度指标并不总是成比例关系。如图5-1所示，A钢球滑试样的拉伸强度较B钢大，但在相同缺陷尺寸下，A钢强度一般比B钢强度要低。所以在设计时，尽管采用了强度较高的材料（A钢），如果材料中本身存在缺陷，或在使用过程中形成裂纹。那么，机器部件反而容易发生断裂，这一点应当铭记在心。

    裂纹是以材料中的缺陷为起点而形成的，并随着载荷的增加而扩展、增大，zui终导致材料断裂。在此过程中，材料抵抗断裂的能力称为断裂韧度。

    试样中存在裂纹或缺陷时，以此为起点发生的断裂，与图1-2所示没有本质区别。在有裂纹或缺陷时，由于存在力学约束，脆性断裂更容易发生，材料抵抗断裂的能力可以由断裂韧度进行定量评估。对于纯金属，即使存在裂纹，在发生显著的塑性变形后，裂纹极度钝化，力学约束消失，断裂韧度非常高，因此，纯金属断裂韧度的评估没有太大的必要。

图：带缺陷材料的强度特性