剪切断裂是指沿着最大剪应力的作用面发生的断裂。在整个剪切断裂过程中，首先萌生一组倾斜的拉裂纹，随着应力的增加，这些拉裂纹相互贯通，然后形成一个贯穿的剪切面，这样最终导致了最终的剪切断裂。

在宏观上看到的剪切断裂，其实主要是由于细观（低于宏观的一个层次）上拉伸破坏引起，当对有裂纹的石膏进行直剪测试，可以发现，首先出现拉裂纹，接着出现剪切破坏。在整个剪切断裂过程中，首先萌生一组倾斜的拉裂纹，随着应力的增加，这些拉裂纹相互贯通，然后形成一个贯穿的剪切面，这样最终导致了最终的剪切断裂。

合金强度提高以后,韧性一般随之降低。对要求损伤容限性能很高的飞机结构材料来说,韧性始终是关键问题之一。高强铝合金断裂的微观机理和提高高强铝合金韧性的途径问题,是我们长期研究的重点。

穿晶破断、穿晶剪切和沿晶开裂是铝合金的3 种基本断裂模式。虽然铝合金有3 种不同的断裂模式,却只有一种基础断裂机理。铝合金的基础断裂机理是微孔形核、长大和聚合。第二相质点在这基础断裂机理中起着中心作用。

沿特定晶体学平面的解理断裂,在铝合金中只在非常特殊的情况下才可能出现,而且常与特定的环境条件有关。环境对铝合金的断裂模式通常有很大的影响。在一般情况下穿晶断裂的合金,此时可能发生沿晶开裂。在某些情况下,环境会改变基础断裂微观机理,出现类解理型断裂。

经不同热处理的7000 系合金在拉伸时的不同失效模式。过时效试样以通常的杯锥模式失效。 而欠时效和峰时效试样却显示出剪切模式。峰时效试样的断口剖面。 剪切平面约与拉伸轴成45°。 剪切变形集中在很窄范围内。峰时效试样的断口扫描电镜照片。

穿晶剪切的微观机理仍然是微孔形核、长大和聚合过程。剪切断口宏观上很平,但在微观上却仍是浅的韧窝。经不同热处理的7000 系合金在拉伸时出现不同失效模式,试样间的区别仅仅是微观组织的不同,以及由之而产生的合金流变性能的改变。产生不同失效模式的原因。

为了澄清穿晶剪切模式的产生条件,我们曾对各种工业铝合金和金属单晶体进行过大量的实验研究和理论分析。下面给出一些典型的结果。

7000 系合金厚板拉伸变形时表现出来的塑性变形各向异性为纵向应变，在纵向变形时,横向应变与短横向应变的变化不同,短横向应变与横向应变的比值随纵向应变的增大而减小。短横向应变与横向应变的比值的绝对值大小与热处理状态有关,欠时效状态时最大,峰时效时其次,过时效时最小。塑性各向异性与热处理状态有关,也就是说,塑性各向异性与显微组织有关。对纯铝单晶体的研究的基本结果也是类似的。

一般情况下,变形铝合金的断裂模式是穿晶破断。如合金的晶界较弱,则可能发生沿晶开裂。但合金的加工制品常有织构且其晶粒是拉长的。因而其流变行为是各向异性的。 单晶体由于其晶体学的原因,其流变行为也是各向异性的。因而,虽然其外在变形条件并非平面应变状态,由于其晶体学的或其它的原因,可以使其塑性变形接近平面应变状态。 这可称为内在平面应变变形状态. 这可以是晶体学(位向和织构) 或显微组织的原因造成的基体形变各向异性。

当合金进行变形时,其应变硬化率均逐渐降低。

对高强合金来说,在经过一定变形后,其应变硬化率将趋近于0。剪切应变局部化是产生剪切失效的前提,其基本条件为:

1) 变形的平面应变状态(外在或内在的) ;

2) 应变硬化率趋近于0。

剪切应变局部化导致剪开,即为穿晶剪切断裂。