断裂韧性试验创建时间：2008-08-02test for fracture toughness弹性断裂力学及弹塑性断裂力学基础上发展起来的一种评定 材料韧性的力学试验方法（见断裂力学）20世纪以来，曾发生过多起容器、桥梁、舰船、飞机等脆断事 故；事故分析查明，断裂大多起源于小裂纹为解决金属脆断问题， 美国在1958年组成ASTM断裂试验专门委员会，目的是建立有关测定 材料断裂特性的试验方法于1967年首次制定了用带疲劳裂纹的三 点弯曲试样（图1 ［两种常用断裂韧性试困!两神膏用博^翊性试样样］ f矿件「二""L亍注澳如" ）测定高强度金属材料平面应变断裂韧性操作规程草案，并于1970年颁发了世界第 一个断裂韧性试验标准ASTME399-70T此后，断裂韧性试验受到世 界各国的普遍重视并蓬勃发展中国于1968年前后开始这方面的试 验研究取样原则 由于裂纹或类裂纹缺陷是导致工程结构断裂的主要原因，所以断裂韧性试验采用带尖锐裂纹的试样（图1［两种常用断困!两罪富用衅嫌物性试样裂韧性试样］n象凑拉伸（CT）试桦b三点夸曲（TFB）iKtt），用直接观察或间接测量法连续监测裂纹的行为；如用夹式引伸计连续测 量裂纹嘴张开位移 随载荷••的变化（图2［用夹式引伸计测裂纹嘴张开位移/随载荷F变化的曲线］ 随载荷变化的曲线〃class二image＞）,以测定材料抗裂纹扩展的能力及裂纹在疲劳载荷或 应力腐蚀下的扩展速率；求得平面应变断裂韧度芒［ic］、动态断裂韧 度肛id］、裂纹临界张开位移七，应力腐蚀临界强度因子社111-21］或 ［kg2］,疲劳裂纹扩展速率d /d （毫米/周）等断裂韧性参数。
其中， 角标I代表张开型裂纹，或称I型裂纹，角标c代表临界值此外， 尚有滑开型（II型）裂纹，撕开型（III型）裂纹（图3 ［裂纹的扩展类型示意图］ ：「）1 型裂纹最易引起脆断，所以目前断裂韧性试验多限于I型加载断裂韧性对取向敏感通常以两个字母表示试样取向，如TL, CL试样，第一个字母代表裂纹面的法线方向，第二个字母表示预期 的裂纹扩展方向L表示坯料的长度或主变形方向，T和S分别表示 矩形断面板材的宽度方向和第三正交方向R和C则分别表示棒材或 饼材的径向和切向当从实物上取样时，应首先对构件进行应力分析， 然后在最危险的裂纹位置和取向上取样试验选择 除材料本身和试样取向外，试样尺寸、应力状态、加载方式、加载速率、试验温度和试验环境等外界因素均会影响材料 的断裂韧性通常，平面应变状态、快速加载、低温会降低材料断裂 韧性，增加脆断倾向同时在一次加载下不扩展的裂纹，在疲劳载 荷及应力腐蚀作用下会产生缓慢的亚临界扩展，当达到临界尺寸 后，试件断裂在选择断裂韧性试验条件，或选用断裂韧性数据时， 必须尽可能接近实际工作条件和环境断裂韧性参数的最大特点是，这些表征材料韧性高低的参数与 外加载荷、试样尺寸及缺陷尺寸间有定量关系。
知道任何两个参数， 即能预计第三者从而可对安全分析、事故分析、寿命估算、缺陷评 定标准等进行定量计算，并可用于安全设计、材料选择、材料和工艺 研究等各方面几种常用的断裂韧性试验如下：① 平面应变断裂韧度E［ich试验 沮icR是材料常数，单位为［kg2］kgf/mm （或MN/m ）［ic］"kg2］越高，材料的韧性越好〉《［ic］时，裂纹扩展；反之，裂纹不扩展社ic］试验适用于高 强度脆性材料② 应力腐蚀临界强度因子壮111-21］^试验 在腐蚀介质中，如裂纹顶端的应力强度因子肛111-22］顷＜《［111-21］团,裂纹 不扩展单位同Mic］w ［kg2］ 1975年美国海军研究试验室制定了 “金 属材料平面应力腐蚀开裂抗力标准试验法”AD-A008，119③ 裂纹顶端临界张开位移'试验 裂纹顶端张开位移（图4 ［裂纹顶端张开位移示意］困4 裂纹顶端张开位移示意）是裂纹顶端塑性应变程度的度量，当达临界值时，裂纹扩展而导致试样断裂］越高， 材料的断裂韧性越好，单位为mm此方法适用于中强度高韧性材料。