脆性金屬

（1）

（2）一般都發生在較低的溫度，通常發生脆斷時的材料的溫度均在室溫以下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）選用低溫衝擊韌性好的鋼材。

（2）盡量避免構件中應力集中

（3）注意使用溫度。

在低溫情況下，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，都有這樣一個臨界溫度，當環境溫度低於該臨界溫度時，材料的衝擊韌性會急劇降低，這種現象稱為金屬材料的低溫脆性轉變，這一臨界溫度稱為材料的脆性轉變溫度。為了確定材料的脆性轉變溫度，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，在整個溫度區間中的各個溫度下進行衝擊試驗。

低碳鋼典型的韌-脆性轉變溫度。隨著溫度的降低，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溫度。

（3）以產生最大與最小衝擊值平均時的相應溫度

（4）斷口中結晶狀斷面占面積50%時的溫度

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時的溫度作為該材料的脆性轉變溫度。

5.5.1. 溫度

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。

溫度高，原子運動熱能大，位錯源釋放出位錯，移動吸收能量；溫度低反之。

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. 缺陷尖銳程度

越尖銳，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-脆性轉變溫度越高。

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. 載入速度

低強度鋼，速度越快，韌-脆性轉變溫度降低。

金屬材料的脆化現象

分兩類：

（1）在一定溫度條件下出現的脆性，溫度條件改變后，脆性自行消失，或者在一定溫度條件下，經一定時間后出現的脆性。

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，介質的浸蝕以在高溫下長期工作后，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。