如何确定铬层的韧性？

当加载到1 200秒之后，声发射开始连续地捕捉到了铬层开裂的信号，此时通过光学显微镜能观察到裂纹的出现，而钢基体在此时还处于弹性阶段。根据加载到1 200秒之后出现的第一个最大振幅信号所对应的开裂特征，对于平面应变情形，此时的铬层断裂可以建立力学模型，如图4.8所示。

图4.8　力学模型

对于脆性涂层／韧性基体材料体系，脆性涂层的韧性计算公式为［11］

式中，σC为涂层的断裂强度；h为涂层的厚度；g（α，β）为取决于α和β的无量纲常系数，而α和β为Dundurs参数［12］。对于平面应变问题，α和β分别为

其中，和ν1分别为涂层的弹性模量、切变模量和泊松比，E2、G2和ν2分别为基体的弹性模量、切变模量和泊松比。

根据加载到1 200秒之后出现的第一个最大振幅信号所对应的试件伸长应变和铬层在室温下的弹性模量，可以求得铬层的断裂强度约为275 MPa，铬层的厚度为50μm，铬层的弹性模量、切变模量和泊松比分别为280 GPa［13］、115 GPa和0.22［13］，钢基体的弹性模量、切变模量和泊松比分别为210 GPa、82 GPa和0.28。

根据以上的数据可以求得(https://www.xing528.com)

α＝0.142，β＝0.017

由文献［11］可得

g（α，β）≈1.40

根据以上已知条件，可求得铬层的韧性为

GC＝27.41（J／m2）

该韧性值在文献［13］所提供的商业用纯铬的断裂韧性范围之内。