Если сопротивление движению дислокаций велико, разрушение может произойти в условиях неподвижности или малоподвижности дислокаций без видимых пластических деформаций. Такое разрушение называется хрупким. Для прохождения пластической деформации необходимо время, зависящее от вязкости материала. Скорость распространения хрупкой трещины в материале постоянна и близка к скорости распространения звука.
При изменении условий нагружения, например при снижении температуры, может произойти переход от пластического разрушения к хрупкому, так как возрастает сопротивление пластической деформации (движению дислокаций). При малой вязкости хрупкое разрушение имеет следы пластической деформации. Рассмотрим предложенные Гриффитсом и Орованом механизмы хрупкого разрушения.
По Гриффитсу, при хрупком разрушении тела напряжения должны достигать теоретической прочности не по всему объему, а только лишь в вершине узкой и острой трещины. Такая трещина может начать увеличиваться в длину и приводить к разрушению при сравнительно низких номинальных напряжениях.
Если очень острая трещина (радиус кривизны при вершине имеет порядок межатомного расстояния ~10-8 см) длиной 2/ и радиусом при вершине трещины р расположена так, что ее плоскость нормальна к направлению растягивающих напряжений о0 в пластине с модулем Юнга ?, то местное растягивающее напряжение при вершине трещины определяется по формуле Инглиса: = qo(j + 2^ljp) •.
Тогда критерием хрупкого разрушения будет являться достижение местным напряжением величины теоретической прочности ~0,1?. Отсюда хрупкая прочность о() = 0,05Eyfp/]. Этот вывод был сделан Орованом. Поверхностная энергия Gc для хрупкого состояния тел имеет порядок ~ 1 Дж/м~.
Формула Гриффитса а0 =^2G(.Efnl (см. гл. 18) дает то же значение, что и формула Орована. Эти формулы выведены для одноосного растяжения.
Хрупкое разрушение имеет статистический характер, т. е. сопровождается значительно большим разбросом разрушающих напряжений, чем пластическое. Заметно влияние размеров на разрушающее напряжение (масштабный эффект). С увеличением размеров тела возрастает вероятность нахождения в нем наиболее опасных дефектов. Средневероятная прочность хрупкого тела снижается с ростом размеров, а разброс результатов испытаний уменьшается.
