题目
将一钢球放入热油中,它的( )A. 心部会因拉应力而脆裂B. 心部会因拉应力而屈服C. 表层会因拉应力而脆裂D. 表层会因压应力而脆裂
将一钢球放入热油中,它的( )
A. 心部会因拉应力而脆裂
B. 心部会因拉应力而屈服
C. 表层会因拉应力而脆裂
D. 表层会因压应力而脆裂
题目解答
答案
A. 心部会因拉应力而脆裂
解析
本题考查热处理过程中材料内部应力的分布与失效分析。关键在于理解温度变化引起的热胀冷缩效应以及表层与心部膨胀不同步导致的应力类型。当钢球放入热油中时,表层快速受热膨胀,而心部温度较低膨胀滞后,导致表层受压、心部受拉。若拉应力超过材料强度极限,心部可能发生脆性断裂。
应力产生的机理
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表层与心部的膨胀差异:
钢球表层接触热油后快速升温膨胀,而心部温度较低,膨胀较慢。此时,表层的膨胀受到心部限制,产生压应力,心部被表层“拉扯”产生拉应力。 -
应力类型与失效形式:
- 压应力通常导致塑性变形或压溃(如表层)。
- 拉应力若超过材料强度极限,会导致脆性断裂(如心部)。
选项分析
- A. 心部会因拉应力而脆裂:正确。心部受拉应力且强度不足时会脆裂。
- B. 心部会因拉应力而屈服:错误。屈服是塑性变形,题目中是脆裂。
- C. 表层会因拉应力而脆裂:错误。表层受压应力而非拉应力。
- D. 表层会因压应力而脆裂:错误。压应力一般不会直接导致脆裂。