穿晶（解理）断裂

穿晶（解理）断裂是金属或合金在外加正应力作用下沿某些特定低指数结晶学平面（解理面）发生的一种低能断裂现象。一般呈脆性特征，很少塑性变形，断面呈结晶状，有许多强烈反光的小平面（或小刻面）。

由脆性断裂理论可知，断续裂纹的成核与长大和切应力导致的滑移是分不开的，哪怕是极微量的滑移。另外滑移和解理在晶体受力变形过程中是相互竞争的关系，所以在介绍解理断裂之前，有必要对滑移和解理这两种变形机制进行简单的介绍，同时提及与解理断裂有关的孪生（晶）。

1）滑移、解理和孪生。滑移是指晶体的一部分相对于另一部分沿着一定的晶面和晶向产生相对滑动的过程，是一种很常见的塑性变形机制。滑移是在滑移面和该面上的滑移方向上进行的，通常情况下，滑移面是原子排列最紧密的面，滑移方向也是原子排列最紧密的方向。滑移是在切应力作用下发生的，当切应力在滑移面上的分量达到一定的临界值后，滑移就会开始。

如果晶体很大且晶体表面为良好的抛光面，则用肉眼都能够看到滑移的痕迹。在较低倍数下观察，可看到一条条的黑线；在较高倍数下观察，发现这些“黑线”并不是在单一的滑移面上进行滑移后形成的，而是由许多的滑移阶梯组成。“黑线”实际上不是滑移线，而是滑移带，组成“黑线”的阶梯才是滑移线。滑移的方式除了基本滑移之外，还有不规则滑移、波状滑移、交滑移、多滑移等。

在密排六方结构的金属中，有些方向的分切应力可能为零，此时不会发生滑移，相反会发生解理，断口相对光滑，像镜面一样。这种解理一般不会在面心立方结构金属中发生。

滑移面垂直于载荷方向，当载荷增大时，滑移可能在其他的滑移面进行（非密排面），但是这时的临界分切应力是非常高的。另一种可能是此平面的分解正应力超过面间的结合力，这些平面就会分离或称之为解理。

由上所述，滑移和解理之间有竞争的关系。随着外加载荷增加，滑移系上的切应力和解理面上的正应力都会增加。到底滑移和解理哪个最先发生，取决于哪个应力最先达到临界值。

孪生是塑性变形的另一种重要形式，在孪生过程中形成孪晶。孪生是指晶体在切应力作用下发生均匀切变的过程。孪生以后，均匀切变区的取向改变，变成与未切变区呈镜面对称，孪生面就是对称面，这种对称的结构称为孪晶。

孪生是一种很复杂的过程，很少发生在面心立方晶体中，但是在密排六方和体心立方晶体中都会发生孪生。温度降低和应变速率增加有利于孪晶的产生。在体心立方结构金属的断裂过程中，裂纹的生核与机械孪晶有关。