解理断裂

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解理断裂

解理断裂是穿晶断裂的一种常见的主要断裂方式。解理断裂是在一定的条件下，金属因受拉应力作用而沿某些特定的结晶学平面发生分离。对于铁素体钢的解理面为{100}晶面。解理断裂的特征有以下五个方面。

一、断裂时所受应力较低，低于设计许用应力。

二、构件破坏之前没有或只有局部的轻微塑性变形。

三、断裂源总是发生在缺陷处（尤其是焊接缺陷）或几何形状突变的凹槽、缺口等处，也有裂纹源由疲劳损伤处引起。

四、断口宏观形貌平直，断面与拉应力方向垂直，断口上有放射状条纹，放射状条纹的收敛点位断裂源图一所示的为铸造缺陷为源的解理断裂，可见放射状条纹由缺陷部位向外发射的特征。当构件为管材或板材时，断口上有人字形的裂纹，人字的头部指向裂源，并有闪光的“小刻面”，断口微观形貌为河流花样，如图二所示。

五、一旦开裂，裂纹便以极高的速度扩展，其扩展速度可达声速。因此带来的后果是灾难性的。

形成解理断裂的原因有以下三个方面：

一、构件存在三向应力集中部位，如构件存在表面缺口、裂纹、几何形状的突变等缺陷。

二、有一定大小的应力作用，包括残余应力，尤其是在冲击应力作用下易发生解理断裂。

三、低温条件下，当温度低于材料的脆性转变温度点时易发生脆性解理断裂。

图一某压力容器解理断口形貌

图二解理断口河流花样

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