一般认为,晶粒尺寸对于断裂的影响是;晶粒越小,断裂强
度越大。可是,在某些情况下,这种看法并不合适。例如;对微
裂纹萌生和扩展起决定性作用的往往是裂纹扩展的宏观判据,而
不是断裂强度或有效表面能。这个宏观判据并不像其它断裂参数
那样,和晶粒尺寸之间有着相同的关系。考虑到这点,本文将从
应力强度(K)或应变能量释放速度(G)概念出发,来解释某些晶
粒尺寸对于裂纹不稳定性的影响。
解释晶界或晶粒大小在断裂中的作用的一些概念。
可以认为,晶界至少在三个方面影响材料的断裂特性:
(1)影响滑移距离,使位错的塞积长度只限在一个晶粒之
内。这种位错塞积引起应力集中,从而促进解理断裂。
(2)成为晶界析出物集中的地方,这些析出物会在晶界上
形成粗大的脆性相。这些脆性相便成为裂纹萌生源,从而或是促
进邻晶解理断裂,或是导致脆性晶间断裂。
(3)由于晶界上有析出物的缘故,使晶界周围相当大的范
围内发生合金元素贫化,并形成软区。就可能在低剪切应力的作
用下发生晶界断裂
每个方面的作用都要详细讨论,第一和第二方面的作用关系
到钢铁的断裂过程,第三方面的作用关系到铝合金的晶间断裂。
同时介绍一种较新的研究断裂过程的实验技术:由声发射技术或
叫做应力波发射技术检测裂纹非连续性运动所产生的弹性波。试
图说明,不论是裂纹前沿在晶粒之间的运动,还是非扩展型微裂
纹在晶粒之间的运动,都可以由此技术检测出来。