脆性金屬

（1）

（2） 一般都發生在較低的温度，通常發生脆斷時的材料的温度均在室温以下20℃。

（3） 脆斷髮生前，無預兆，開裂速度快，為音速的1/3。

（4） 發生脆斷的裂紋源是構件中的應力集中處。

（1） 選用低温衝擊韌性好的鋼材。

（2） 儘量避免構件中應力集中

（3） 注意使用温度。

在低温情況下，材料因其原子周圍的自由電子活動能力和“粘結力”減弱而使金屬呈現脆性。一般情況下，對於每種材料，都有這樣一個臨界温度，當環境温度低於該臨界温度時，材料的衝擊韌性會急劇降低，這種現象稱為金屬材料的低温脆性轉變，這一臨界温度稱為材料的脆性轉變温度。為了確定材料的脆性轉變温度，進行了大量的試驗研究工作。如果把一組有缺口的金屬材料試樣，在整個温度區間中的各個温度下進行衝擊試驗。

低碳鋼典型的韌-脆性轉變温度。隨着温度的降低，材料的衝擊值下降，同時在斷裂面上的結晶狀斷面部分增加，亦即材料的韌性降低，脆性增加。

有幾種方法

（1）衝擊值降低至正常衝擊值的50～60%

（2） 衝擊值降至某一特定的、所允許的最低衝擊值時的温度。

（3） 以產生最大與最小衝擊值平均時的相應温度

（4） 斷口中結晶狀斷面佔面積50%時的温度

對於厚度在40mm以下的船用軟鋼板，夏比V型缺口衝擊能量為25.51J/cm2時的温度作為該材料的脆性轉變温度。

5.5.1. 温度

任何一種斷裂都具有兩個強度指標，屈服強度和表徵裂紋失穩擴散的臨界斷裂強度。

温度高，原子運動熱能大，位錯源釋放出位錯，移動吸收能量；温度低反之。

5.5.2. 缺陷

5.5.2.1. 材料韌性

裂紋尖端應力大，韌性好發生屈服，產生塑性變形，限制裂紋進一步擴散。

5.5.2.2. 裂紋長度

裂紋越長，越容易發生脆性斷裂。

5.5.2.3. 缺陷尖鋭程度

越尖鋭，越容易發生脆性斷裂。

5.5.3. 厚度

鋼板越厚，衝擊韌性越低，韌-脆性轉變温度越高。

原因：

（1）越厚，在厚度方向的收縮變形所受到的約束作用越大，使約束應力增加，在鋼板厚度範圍內形成平面應變狀態。

（2）冶金效應，厚板中晶粒較粗大，內部產生的偏析較多。

5.5.4. 加載速度

低強度鋼，速度越快，韌-脆性轉變温度降低。

金屬材料的脆化現象

分兩類：

（1） 在一定温度條件下出現的脆性，温度條件改變後，脆性自行消失，或者在一定温度條件下，經一定時間後出現的脆性。

這種情況下，金屬的組織變化不明顯。有冷脆性，熱脆性，紅脆性及回火脆性。

（2）由於應力的反覆作用，介質的浸蝕以在高温下長期工作後，金屬組織改變引起的脆化現象。這種脆性無法消除或要通過一定的特殊方法消除。如苛性脆化，氫脆，熱疲勞，石墨化。