由式（2-10）建立的防止脆断的安全判据是结构断裂设计的依据。K_IC是材料常数，对选定的材料可以根据允许存在的裂纹长度计算临界工作应力，也可由设计的工作应力计算允许的裂纹长度，或者由工作条件选择材料及确定合理的热处理工艺。在疲劳或应力腐蚀条件下，还可由裂纹生长的速度估算零部件的寿命。因此，像强度设计中的R_eL或R_eH一样，K_IC是断裂设计的基本性能指标。

对于因脆断破坏的零件的失效分析中，应用断裂韧度可以指导分析失效原因及提出解决措施。

例 一厚板零件，使用0.45C-Ni-Cr-Mo钢制造。此钢的断裂韧度与强度的关系见图2-31。制造厂无损检测能检验的裂纹长度在4mm以上，设计工作应力。讨论：

1）工作应力σ_d=750MPa时，检测手段能否保证防止发生脆断？

2）企图通过提高强度以减轻零件质量，若R_m提高到1900MPa是否合适？

图2-31 钢的断裂韧度与强度关系

1—w（S）=0.049% 2—w（S）=0.025% 3—w（S）=0.016% 4—w（S）=0.008%

3）如果R_m提高到1900MPa，则零件的允许工作应力是多少？(www.daowen.com)

解 设厚板内部有与σ_d垂直的半径为a的圆形裂纹，则

1）选用钢材1[w（S）=0.049%]时，R_m=2σ_d=1500MPa，由图得则可计算出裂纹临界长度：2a≈12.1mm＞4mm。即裂纹在达到临界尺寸前就可以检测出来，因此现有检测手段可以防止发生脆断。

2）仍选用钢材1，通过热处理提高材料强度。R_m=1900MPa，相应，σ_d=R_m/2=950MPa，则裂纹临界长度：2a=2.1mm＜4mm。即临界裂纹长度小于检测范围，因而不能保证不发生脆性断裂。

若改用最优的钢材4[w（S）=0.008%]，对应于R_m=1900MPa，其，则其裂纹临界长度2a约为4.35mm＞4mm，则可避免发生脆断。

3）在R_m=1900MPa时，对钢材1，在临界裂纹2a=4mm时，其工作应力：σ_d≤685MPa；对钢材4，在临界裂纹2a=4mm时，其工作应力：σ_d≤990MPa。

由上例的分析可知，不考虑韧性而片面提高材料强度是不行的，有时还适得其反，降低了零件的断裂抗力。同时也应该注意到检测手段对防止脆断的发生是很关键的。设计、选材时必须考虑临界裂纹尺寸一定要大于检测设备探伤极限尺寸，否则，不能防止脆断发生。

其他有关的应用详见本章2.5的内容。