解理断裂过程经历了塑性变形产生裂纹、裂纹在同一晶粒内初期长大和裂纹越过晶界向相邻晶粒扩展三阶段。Cottrell用能量分析法推导出解理裂纹扩展的临界条件为：

                                     σnb＝2rs。

式中            σ——外加正应力；

                   n——塞积的位错数；

                  b——位错柏氏矢量的模。

        即为了产生解理断裂，裂纹扩展时外加正应力所做的功必须等于产生的新裂纹表面的表面能。

        在许多情况下，前面讨论的几种裂纹成核机制所能形成的裂纹尺寸远小于其临界值，只有当所形成的裂纹通过一定方式逐渐扩展到临界尺寸时，裂纹才会失稳扩展。

        裂纹扩展包括亚稳扩展与失稳扩展。裂纹亚稳扩展是裂纹形成至临界尺寸这一过程，裂纹扩展速度缓慢；当裂纹扩展超过临界尺寸后，裂纹将发生失稳快速扩展。

        裂纹形成后，随裂纹尺寸增加，裂纹应力场强度因子也在增加，造成裂纹扩展过程中的应力应变场以及应力状态的变化，同时裂纹扩展阻力也在变化，使裂纹扩展速度减慢或裂纹扩展困难而成为止裂裂纹（非扩展裂纹）。

        亚稳扩展时，裂纹总是沿着扩展阻力最小的路径和方式而进行。故条件不同，裂纹亚稳扩展的方式、路径、速度也不相同。

        脆性裂纹形成后能否继续扩展到临界尺寸，取决于应力大小及状态、材料的性质与周围环境介质等诸多因素。如果材料塑性变形能力差，吸收形变功的能力小，裂纹一旦形成，无法通过塑性变形松弛应力集中而使裂纹钝化，也无法松弛裂纹尖端所聚集的弹性应变能，因此，裂纹便可快速扩展导致材料脆性断裂。但是如果材料相同而应力状态等外因不同时，裂纹的扩展也会出现不同的情况。

        晶间断裂和解理断裂都是裂纹作快速的不稳定扩展的断裂。但由于沿晶断裂或解理断裂的剪切变化量很小，只有当裂纹穿过晶界或形成解理台阶时，才有少量的塑性变形，所以，此类断裂的放射花样往往是很细的。若金属材料处于极脆的状态下断裂，即纯粹的晶间或解理断裂，则放射线消失。