构件或零件在外力作用下导致裂纹形成扩展而分裂为两部分（或几部分）的过程称为断裂。它包括裂纹萌生、扩展和最后瞬断三个阶段。各阶段的形成机理及其在整个断裂过程中所占的比例，与构件形状、材料种类、应力大小与方向、环境条件等因素有关。断裂形成的断面称为断口。断口上详细记录了断裂过程中内外因素的变化所留下的痕迹与特征，是分析断裂机理与原因的重要依据。

1.断裂分类

断裂过程包括裂纹的形成和扩展。从不同的角度，断裂有不同的分类方法。

（1）按断裂塑性变形量分类 按断裂前构件所产生的宏观塑性变形量的大小，可分为脆性断裂和韧性断裂。

1）脆性断裂。材料（或构件）断裂前没有宏观塑性变形或塑性变形很小，即断裂应变很小。

2）韧性断裂。材料（或构件）断裂前有明显的塑性变形，即断裂应变较大。

在工程上，人们常常对脆性和韧性的含义加以界定：一般规定若该材料的光滑拉伸试样的断面收缩率小于5%时为脆性断裂；大于5%时为韧性断裂。

（2）按断裂路径分类 一般可分为穿晶断裂、沿晶断裂和混合断裂。

1）穿晶断裂。裂纹穿过晶粒内部而延伸的断裂，如图4-4a所示。穿晶断裂可以是韧性的，也可以是脆性的。前者断口具有明显的韧窝花样，后者断口的主要特征为解理花样。

2）沿晶断裂。裂纹沿晶粒边界扩展的断裂。可分为沿晶脆断和沿晶韧断，如图4-4b、c所示。

3）混合断裂。同一裂纹体中的裂纹既可能发生穿晶，也可能发生沿晶，呈混合状，从而成为混合断裂。

一般来说，穿晶断裂可以是韧性的，也可以是脆性的，这主要取决于晶体材料本身的塑性变形能力、外部环境条件及力学约束条件。沿晶断裂主要是由于杂质元素的晶界偏聚或其他原因弱化了晶界强度低于晶内强度所引起的，在大多数情况下，沿晶断裂是脆性的，但是也有晶界相发生塑性变形而表现出韧性的情况。

（3）按断口形貌分类 可分为解理断裂（对应解理断口）、准解理断裂（对应准解理断口）、沿晶断裂（对应沿晶断口）、纯剪切断裂及微孔聚集型断裂（对应韧窝断口）。在大多数情况下，断裂面显示混合断口，宏观断口的不同区域显示不同的微观断口形貌。

（4）按断口原因分类 可分为过载断裂、疲劳断裂、蠕变断裂和环境断裂等。

1）过载断裂。由于载荷不断增大或工作载荷突然增加从而导致试样或构件的断裂，按加载速率可分为静载断裂和动载断裂（如冲击、爆破）。

2）疲劳断裂。在变动载荷作用下，构件经过一定的循环周次后裂纹生核、扩展而引起的断裂。

3）蠕变断裂。在中高温条件下加恒定应力，经过一定时间的变形后导致构件的断裂。

4）环境断裂。由于存在腐蚀介质、氢或液态金属吸附，经过一定时间后在低的外应力（远低于材料的屈服强度）下就能导致裂纹的形核和扩展直至断裂，如应力腐蚀、氢致开裂、液态金属脆断等称为环境断裂。

（5）按断裂方式分类 可分为正断、切断、混合断裂。

1）正断断裂。在正应力作用下引起的断裂，其断口表面与最大正应力方向相垂直。断口宏观形貌较平整，微观形貌有韧窝、解理花样等。

2）切断断裂。在切应力作用下引起的断裂，其断面与最大正应力方向呈45°角。断口宏观形貌较平滑，微观形貌为抛物线状的韧窝花样。

3）混合断裂。正断与切断两者相混合的断裂方式，断口呈杯锥状，混合断裂是最常见的断裂类型。

（6）按断裂机制分类 可分为解理、准解理、韧窝、沿晶及疲劳等多种断裂。

（7）按应力状态分类 可分为静载断裂（拉伸、剪切、扭转）、动载断裂（冲击断裂、疲劳断裂）等。

（8）按断裂速度分类 可分为快速、慢速以及延迟断裂。如拉伸、冲击、爆破等为快速断裂，疲劳、蠕变等为慢速断裂，氢脆、应力腐蚀等为延迟断裂。

（9）按断裂形成过程分类 可分为工艺性断裂和服役性断裂。如在铸造、锻造、焊接、热处理等过程形成的断裂为工艺性断裂。

2.断口分类

对断口进行分类是为了科学地区分断口，以有利于进行系统的研究。断口分类的依据不同，所得的分类结果也就不同。

（1）宏观分类

1）按断口表面宏观变形分类，可分为脆性断口、韧性断口、韧-脆混合断口。

脆性断口，断口附近没有明显的宏观塑性变形的断口称为脆性断口。形成脆性断口的断裂应变和断裂功（断裂前所吸收的能量）一般都很小。

韧性断口，断口附近有明显的宏观塑性变形的断口称为韧性断口。形成韧性断口的断裂应变和断裂功一般都比较大。

韧-脆混合断口，介于脆性断口和韧性断口之间的断口称为韧-脆混合断口。在电子显微镜下，可观察到解理、准解理和韧窝等多种形貌特征。

2）按断口宏观取向分类，可分为正断断口、切断断口、混合断口。

正断断口，与最大正应力方向垂直的断口称为正断断口。断口宏观形貌较平整，微观形貌有韧窝、解理花样等。

切断断口，与最大切应力方向一致的断口称为切断断口。断口宏观形貌较平滑，微观形貌为抛物线状的韧窝花样。

混合断口，是正断与切断断口相混合的断口。韧性材料圆柱试样拉伸获得的杯锥断口即为混合断口。

需要注意的是，正断断口不等于脆断断口，切断断口也不等于韧断断口。杯锥断口的中心区宏观上是平断口，由于断口与最大正应力垂直故属于正断断口，但断口附近塑性变形很大，所以是韧性断口。脆性材料的Ⅲ型试样的宏观断口总是平行于剪切面，所以是切断断口，但断裂前宏观应变很小，属于脆性断口。

（2）微观分类

1）按断裂路径分类，可分为沿晶断口、穿晶断口。

沿晶断口，多晶体沿不同取向的晶粒界面分离所形成的断口称为沿晶断口。沿晶断口大部分是脆性的，如回火脆性断口、氢脆断口、应力腐蚀断口、液态金属脆断口、脆性相在晶界析出而形成的晶界脆性断口等。但是沿晶断口不等同于脆性断口，如由过热引起的沿原奥氏体晶界开裂的断口是沿晶韧性断口。

穿晶断口，裂纹穿过晶粒内部扩展，就形成穿晶断口。大多数合金材料在常温下断裂形成的断口一般为穿晶断口。韧窝、滑移和延伸、解理断口等都属于穿晶断口。

在实际断裂失效的断口上，多数情况是既有沿晶特征又有穿晶特征。

2）按微观形貌分类，可分为解理断口、准解理断口、韧窝断口、疲劳断口、沿晶断口等。

一般情况下的断口为混合形貌断口，如同时存在解理、疲劳和韧窝，疲劳和沿晶共存，韧窝和准解理共存。有时宏观断口不同区域显示不同的微观断口。

根据宏观形貌来给断口分类可找到断口形貌最主要的特征和加载方式之间的关系，但却很难体现材料成分、组织结构和环境介质等对断口形貌的影响。仅仅根据断口微观形貌分类也存在一些问题，一些显微形貌相似的断口，宏观形貌却相差很大（如韧性材料在拉伸、弯曲、扭转等不同应力状态下断裂时，显微形貌都为韧窝，可宏观形貌却相差很大）。因此，对断口进行分类时，要同时考虑断口的宏观和微观形貌。