金屬夾雜物微孔聚合,金屬材料分析圖像顯微鏡
在發生斷裂失效之前一定有某種缺陷存在，斷裂便可能
由此缺陷開始．如前所述，既然延性斷裂起始于孔洞，而孔洞
的產生又靠非金屬夾雜物或其它類型的第二相粒子周圍高能
界面的分離，于是對某一給定類型的材料來說，只要降低第二
相粒子的體積分數，就可提高抗延性斷裂的能力．由此可知，
當材料的純度較高時，其抵抗斷裂的能力才更大。提高材料
的純度，也能增加高強度材料的抗疲勞能力．
就脆性斷裂而論，起始缺陷必須大于給定應力水平下能
發生快速擴展前的某一臨界尺寸．這種缺陷可以是諸如淬火
裂紋或焊接裂紋這類先已存在的缺陷，也可以是在較初的韌
性斷裂過程中由微孔聚合所造成．如果缺陷起先小于快速斷
裂時的臨界尺寸，那么由于某些可提供外界能量的過程，諸如
疲勞、應力腐蝕或塑性變形等作用的結果，可以使它擴展到臨
界尺寸．具有臨界尺寸的缺陷也可以由幾個較小缺陷合并而
成．
顯然，較理想的是盡可能保證原來就不存在能使斷裂起
始的缺陷．但是，要做到這一點并不容易．在循環或脈動加
載條件下，即使不存在缺陷，一旦把構件投入使用，在任何情
況下肯定遲早都會造成缺陷．因此，明智的辦法往往是假定
構件在投入使用時其內部已經存有某類缺陷，同時要保證：缺
陷在使用過程中只要能夠生長，那么就可在缺陷尺寸于設計
應力作用下達到發生快速斷裂以前將之檢測出來．應用低強
度材料的情況是較簡單的．這些低強度材料通常本來就是韌
性的，如果斷裂是以靜態方式發生，則這種斷裂很可能是延性
的、高能量的、慢速擴展并立即終止的，但低溫下的鋼除外．
對于高強度材料來說，問題就更為麻煩．高強度材料多
半韌性較低，于是，斷裂非�？於铱赡苁菫碾y性的．這在高
儲能結構中尤為突出，例如壓力容器或盛有高壓流體的管道
系統．這是因為這類系統的儲能如此之高，以致于裂紋一旦
產生，就能按照剪切方式發生擴展．
這些研究表明，結構材料的“有效”強度從來不必超過某
一極限值，約為3000 MPa．由于在這一強度水平下，彈性應
變可超過2％，所以為不穩定裂紋的擴展提供了大量的彈性
應變能儲備．
