断裂（Fracture）是材料在服役或者受外力的情况下产生的一种材料断裂的失效模式。天纵君（SKYLABS）今天就带大家认识一下断裂的三种常见模式。这三种模式分别是疲劳断裂（Fatigue）、脆性断裂（Brittle)和韧性断裂（Ductile）。

一．疲劳断裂（Fatigue Fracture）

疲劳断裂是由于结构或接头本身存在缺陷，如咬边（undercut）， 裂纹（Crack），夹渣（Slag inclusion），气孔（porosity），电弧擦伤（Arc Strike）以及机械损伤（Mechanical Damage）等等导致应力集中，在小于屈服应力的周期载荷的作用下发生了断裂（fracture）。

疲劳断裂的特点：断裂面和载荷方向呈90°角；断裂面非常光滑；如果存在多个初始断裂点，可能会有阶梯状；由于载荷的作用，可能存在显示断裂过程的条纹（Beach Mark）。

二．脆性断裂（Brittle Fracture）

构件或接头在降低环境温度或者操作温度时，在厚度较大、脆性较大同时存在较大的残余应力（Residual Stress）的材料上，由于缺口（Notch）的存在和载荷的增加，就会产生脆性断裂。在多晶体材料中，断裂是沿着各个晶体内部的解理面产生的．但由于材料中各个晶体及解理面的方向是变化的，因而断裂表面在外观上呈现粒状。脆性断裂有时主要沿晶界产生，因而称为晶问断裂。由于脆性断裂在事故发生前难有预兆，断裂时又容易产生很多碎片，因此它是一种非常危险的突发事故，危害较大。

脆性断裂的特点：断裂面和载荷方向呈90°角；可能会有轻微或者没有塑性变形；粗糙或者水晶状的断裂表面；有“人”字纹（Chevron Patterns）并且指向初始断裂点。

三．韧性（延性）断裂 （Ductile）

韧性断裂也有叫延性断裂，它是由于裂纹的缓慢扩展而造成的，而这种裂纹扩展又起源于孔穴的形成和合并。延性断裂的断口表面外观特征为无光泽的纤维状。大多数多晶体金属的拉伸试验的延性断裂有三个明显的阶段。首先，试样开始出现局部“颈缩”，并在“颈缩”区域产生小的分散的空穴，接着这些小空穴不断增加和扩大并聚合成微裂纹，裂纹方向一般垂直于拉应力方向。最后，裂纹沿剪切面扩展到试件表面，剪切面的方向与拉伸轴线近似成45°。这三个阶段就构成了通常所见的典型的“杯锥”失效断面。因为延性断裂在断裂前出现大量的塑性变形，有明显的失效预兆，韧性断裂一般由超载所引起，它对构件和环境造成的危险性要小于脆性断裂。

韧性断裂的特点：灰色的粗糙表面；高低不平；可能有剪切唇（在断裂边缘与载荷成45°角）；截面收缩；断口微观形貌通常有韧窝。

最后需要说明的是，在一个断裂材料中，其可能有多种断裂模式，比如既有疲劳断裂又有脆性断裂等。但我们只要知道了材料断裂的几种基本模式，通过对断口的分析，让我们用一种相对容易的方法了解产品机械失效事故中可能的根本原因。