定义

断裂韧性表征材料阻止裂纹扩展的能力，是度量材料的韧性好坏的一个定量指标。在加载速度和温度一定的条件下，对某种材料而言它是一个常数，它和裂纹本身的大小、形状及外加应力大小无关，是材料固有的特性，只与材料本身、热处理及加工工艺有关。当裂纹尺寸一定时，材料的断裂韧性值愈大，其裂纹失稳扩展所需的临界应力就愈大；当给定外力时，若材料的断裂韧性值愈高，其裂纹达到失稳扩展时的临界尺寸就愈大。它是应力强度因子的临界值。常用断裂前物体吸收的能量或外界对物体所作的功表示。例如应力-应变曲线下的面积。韧性材料因具有大的断裂伸长值，所以有较大的断裂韧性，而脆性材料一般断裂韧性较小。

断裂韧性在工程中受到重视的原因是，它表征与光滑试样中强度特性完全相反的特性。例如，很粗略地说，同一系列的材料的断裂韧性值随屈服强度增加而下降。因此，尽管按屈服强度准则认为已进行十分安全设计的高强度材料的结构，由于其构件中某种原因或有缺陷或产生裂纹，甚至也会发生不稳定断裂造成致命的损伤。由于材料屈服强度随温度下降而增大，在设计过程中未考虑低温断裂韧性的情形，也会造成同样结果。过去结构物断裂事故中，由于对上述断裂韧性认识不足而发生的事故一定不少。

一般地说，在不稳定断裂之先，随着载荷增加断裂徐徐进行，即所谓稳定断裂的情形不少。虽是一种稳定断裂，但由于疲劳，应力腐蚀裂纹，蠕变等原因，裂纹扩展后转变为不稳定断裂的情形也不少。

如把临界缺陷扩展称为不稳定断裂，把亚临界缺陷扩展叫做稳定断裂，不管稳定断裂的内容如何，断裂韧性均表示材料在稳定断裂转变为不稳定断裂时的阻抗值。当然，断裂韧性受事先进行的稳定断裂的影响是明显的。同时，我们知道断裂韧性值有显著的尺寸效应。尺寸效应是产生应力状态和屈服范围问题的原因，尤其是屈服范围构成选择表示断裂韧性的力等参数问题。

影响因素

如能提高断裂韧性，就能提高材料的抗脆断能力。因此必须了解断裂韧性是受哪些因素控制的。影响断裂韧性的高低，有外部因素，也有内部因素。

外部因素

外部因素包括板材或构件截面的尺寸、服役条件下的温度和应变速率等。

材料的断裂韧性随着板材或构件截面尺寸的增加而逐渐减小，最后趋于一稳定的最低值，即平面应变断裂韧性KIC。这是一个从平面应力状态向平面应变状态的转化过程。

断裂韧性随温度的变化关系和冲击韧性的变化相类似。随着温度的降低，断裂韧性可以有一急剧降低的温度范围，低于此温度范围，断裂韧性趋于一数值很低的下平台，温度再降低也不大改变了。

关于材料在高温下的断裂韧性，Hahn和Rosenfied提出了以下经验公式：

式中： n——高温下材料的应变硬化指数；E——高温下材料的弹性模量，MPa；

σs——高温下材料的屈服应力，MPa；

εf——高温下单向拉伸时的断裂真应变，；

Ψ——高温下单向拉伸时的断面收缩率。

应变速率的影响和温度的影响相似。增加应变速率和降低温度的影响是一致的。

内部因素