作為難熔金屬鎢（W）的一種典型下游產(chǎn)品，硬質(zhì)合金（tungsten carbide/cemented carbide）除了具有高密度、大硬度、高強(qiáng)度和優(yōu)異紅硬性的特點之外，還有良好的斷裂韌性。
中鎢在線硬質(zhì)合金密封圓環(huán)圖片
硬質(zhì)合金的斷裂韌性（Fracture Toughness）是含有臨界尺寸缺陷的合金的強(qiáng)度測量尺度，是合金材料阻止裂紋擴(kuò)展的能力，是材料抵抗脆性破壞的韌性參數(shù)，是強(qiáng)度和塑性的綜合表現(xiàn)，反映材料塑性變形和斷裂全過程中吸收能量的能力。斷裂韌性值可用應(yīng)力強(qiáng)度因子K、能量釋放率g、裂紋尖端張開位移CTOD和J積分等描述裂紋尖端的力學(xué)狀態(tài)的單一參量來表示。
硬質(zhì)合金的斷裂韌性是材料固有的特性，只與材料本身、熱處理及加工工藝有關(guān)，與裂紋本身的大小、形狀及外加應(yīng)力大小無關(guān)。一般來說，斷裂韌性值越大，裂紋越難擴(kuò)大；合金的斷裂韌性值隨著鈷含量的增加而變大、隨著碳化鎢顆粒度的減小而變小。另外，當(dāng)裂紋尺寸一定（給定外力）時，材料的斷裂韌性值越大（若材料的斷裂韌性值越高），其裂紋失穩(wěn)擴(kuò)展所需的臨界應(yīng)力就愈大。
中鎢在線硬質(zhì)合金棒圖片
材料裂紋萌生的原因：梯度結(jié)構(gòu)材料中，裂紋在垂直于梯度方向上萌生，與均質(zhì)材料中裂紋的萌生相似，也是裂紋尖端剪應(yīng)力產(chǎn)生的結(jié)果。在幾何形狀和應(yīng)力一定的條件下，梯度材料產(chǎn)生的裂紋需要更高的剪應(yīng)力，這也就是說在其他因素都相同（彈性模量不同）的情況下，梯度材料的抗裂紋萌生能力比均質(zhì)材料的更強(qiáng)。裂紋的萌生主要與材料性能和梯度結(jié)構(gòu)有關(guān)。
研究表明，梯度結(jié)構(gòu)合金材料的斷裂較復(fù)雜，與空間位置有關(guān)：當(dāng)裂紋從富陶瓷區(qū)向富金屬區(qū)擴(kuò)展時，梯度結(jié)構(gòu)材料的斷裂韌性會顯著增加。
