金屬材料在拉應(yīng)力作用下，沿特定的晶面分離的斷裂形式，就是解理斷裂。這個(gè)斷裂發(fā)生的面稱為解理面。解理斷裂屬脆性斷裂。解理斷裂并不是在所有金屬中都經(jīng)常出現(xiàn)，而是常見于體心立方和密排六方點(diǎn)陣金屬為基體的金屬中。

解理斷裂過程。解理發(fā)生的初始裂紋與塑性變形有關(guān)，即與位錯(cuò)的滑移有關(guān)。以體心立方金屬為例，由于位錯(cuò)的滑移沿密排面進(jìn)行阻力最小，所以滑移面是（011）、（0-11）等晶面。這兩個(gè)面呈一定的角度，位錯(cuò)滑移時(shí)，會(huì)在交錯(cuò)處產(chǎn)生應(yīng)力集中。如果材料的強(qiáng)度較高，在應(yīng)力集中處無法通過塑性變形釋放應(yīng)力，就會(huì)在（001）晶面上產(chǎn)生初始裂紋。見圖1。

圖1

（001）晶面間距相對(duì)較大，裂紋擴(kuò)展比較容易，這個(gè)（001）面就是解理面。密排六方金屬的解理面是{0001}面。鐵素體解理斷面微觀形貌見圖2。

圖2 解理特征

解理裂紋的初始裂紋是在晶內(nèi)形成的，因?yàn)榫?nèi)拘束應(yīng)力較大，較難變形。解理裂紋往往終止于晶界，有時(shí)候在晶界還會(huì)生成韌窩條帶。因?yàn)榫Ы绲脑优帕邢鄬?duì)較凌亂，空位等缺陷較多，拘束度較小，這些部位的自由度相對(duì)于晶內(nèi)會(huì)有所增加。

解理斷裂微觀形貌很多呈河流花樣，有時(shí)還呈舌形花樣，見圖3。

圖3 舌形花樣

河流花樣的本質(zhì)就是相互平行但高度不同的解理面之間的臺(tái)階。實(shí)際的金屬材料，晶格的排列并不是理想狀態(tài)，而是存在亞晶界及位錯(cuò)，從而導(dǎo)致許多晶面排列時(shí)出現(xiàn)一些偏移。這使得解理裂紋擴(kuò)展時(shí)形成一系列臺(tái)階。這些臺(tái)階相互匯合，形成所謂的河流花樣，見圖4。

圖4 河流花樣

在失效分析中常常根據(jù)河流花樣的走向判斷裂紋走向，從而可以推斷斷裂起源。