Kluczowa różnica – twardość kontra wytrzymałość
Twardość i wytrzymałość, chociaż te dwa słowa są synonimami według niektórych standardowych słowników, istnieje między nimi kluczowa różnica w badaniach nad materiałoznawstwem. Ogólnie rzecz biorąc, materiał stały, w zależności od przyłożonej do niego siły, wykazuje trzy rodzaje zmian; zmiany sprężyste, zmiany plastyczne i frakcje. W przypadku materiału litego wartości twardości i udarności zależą od elastyczności, plastyczności i frakcji. Kluczowa różnica między twardością a wytrzymałością polega na tym, że te dwie właściwości materiałów mają odwrotną zależność. Dla konkretnego materiału stałego; wraz ze wzrostem twardości zmniejsza się wytrzymałość. Twardość jest miarą odporności materiału na trwałe odkształcenia. Wytrzymałość jest miarą tego, jak dużemu odkształceniu może przejść materiał stały przed pęknięciem. Dlatego można powiedzieć, że twardość i wytrzymałość mają odwrotną zależność. Dla konkretnego ciała stałego; twardość wzrasta wraz ze spadkiem twardości.
Co to jest twardość?
Twardość jest miarą odporności materiału na odkształcenia plastyczne. Ta właściwość jest ściśle związana z siłą; zdolność materiału do odporności na zarysowania, ścieranie, wgniecenia lub penetrację. Powszechnymi twardymi materiałami są; ceramika, beton i niektóre metale.
Diament to najtwardszy naturalny materiał na ziemi.
Co to jest wytrzymałość?
Twardość jest miarą tego, jak dużemu odkształceniu może ulec materiał przed pęknięciem. Innymi słowy, jest to zdolność do wytrzymywania zarówno odkształceń plastycznych, jak i sprężystych. Ta jakość materiału jest bardzo ważna dla części konstrukcyjnych i maszyn, aby wytrzymać wstrząsy i wibracje. Przykładami twardych materiałów są mangan, kute żelazo i miękka stal. Na przykład, jeśli przyłożymy nagłe obciążenie do kawałka stali miękkiej i szkła, materiał stalowy pochłonie więcej energii niż szkło przed pęknięciem. Dlatego mówi się, że materiał ze stali miękkiej jest znacznie twardszy niż materiał szklany.
Mangan
Jaka jest różnica między twardością a wytrzymałością?
Definicja twardości i twardości
Twardość: Twardość to parametr, który mierzy odporność materiału litego na trwałe zmiany kształtu po przyłożeniu siły ściskającej. Twarde materiały mają zwykle silne siły międzycząsteczkowe. Dzięki temu mogą wytrzymać siły zewnętrzne bez trwałej zmiany kształtu.
Istnieje kilka pomiarów twardości, aby zrozumieć złożone zachowanie ciał stałych pod działaniem siły. Są to twardość zarysowania, twardość wgniecenia i twardość odbicia.
Twardość: W materiałoznawstwie i metalurgii wytrzymałość jest opisywana jako zdolność materiału do pochłaniania energii do plastycznego odkształcania się bez pękania. Mówi się również, że jest to odporność na odkształcenia plastyczne przed pękaniem pod wpływem naprężeń. Czasami definiuje się ją jako energię na jednostkę objętości, którą materiał może wchłonąć bez pękania.
Jednostki SI=dżul na metr sześcienny (J m−3)
Właściwości i przykłady twardości i twardości
Twardość: Twardy materiał może zarysować miękki materiał. Twardość zależy od innych właściwości materiału, takich jak ciągliwość, sztywność elastyczna, plastyczność, odkształcenie, wytrzymałość, wiązkość i lepkość. Diament to najtwardszy naturalny materiał na ziemi. Inne przykłady materiałów twardych to ceramika, beton i niektóre metale.
Wytrzymałość: Twardy materiał może pochłaniać duże ilości energii bez pękania; dlatego twarde materiały wymagają równowagi między wytrzymałością a plastycznością. Kruche materiały mają niższą wartość wytrzymałości. Mangan, kute żelazo i miękkie materiały są uważane za materiały wytrzymałe.
Testy twardości i wytrzymałości
Twardość: Trzy główne typy wartości twardości są mierzone na trzy różne sposoby w celu pomiaru twardości zarysowania, twardości wgniecenia i twardości odbicia.
| Typ | Wagi pomiarów / przyrządy |
| Twardość zarysowania | Sklerometr – skala Mohsa i kieszonkowy tester twardości |
| Twardość wgniecenia | Skala Rockwella, Vickersa, Shore'a i Brinella |
| Twardość odbicia | Skleroskop |
Wytrzymałość: Prostym sposobem pomiaru wartości wytrzymałości materiału stałego jest po prostu pomiar energii potrzebnej do rozbicia materiału. Wymaga to małej próbki materiału o stałym rozmiarze z wycięciem maszyny. Ta metoda nie może być stosowana do wszystkich materiałów, ale jest przydatna do klasyfikowania materiałów używanych w produktach poddawanych ciśnieniu. (ogólnie metale).
Obraz dzięki uprzejmości: „Diamenty” Swamibu (CC BY 2.0) przez Commons „Mangan 1-crop” autorstwa Tomihahndorf – Mangan 1.jpg.(CC BY-SA 3.0) przez Commons „Stress-strain1” autorstwa Moondoggy – [1]. (CC BY-SA 3.0) przez Commons
