Kľúčový rozdiel - tvrdosť vs. húževnatosť
Tvrdosť a húževnatosť, aj keď sú tieto dve slová podľa niektorých štandardných slovníkov synonymami, v štúdiu materiálových vied je medzi nimi zásadný rozdiel. Pevný materiál všeobecne vykazuje v závislosti od sily, ktorá na neho pôsobí, tri typy zmien; elastické zmeny, plastické zmeny a zlomok. Pre pevný materiál závisia hodnoty tvrdosti a húževnatosti od pružnosti, plasticity a frakcie. Kľúčovým rozdielom medzi tvrdosťou a húževnatosťou je, že tieto dve vlastnosti materiálov majú inverzný vzťah. Pre konkrétny pevný materiál; so zvyšovaním tvrdosti klesá aj húževnatosť. Tvrdosť je mierou odolnosti materiálu voči trvalej deformácii. Húževnatosť je mierou toho, koľko deformácie môže pevný materiál podstúpiť pred zlomením. Pretodá sa povedať, že tvrdosť a húževnatosť majú inverzný vzťah. Pre konkrétnu tuhú látku; tvrdosť sa zvyšuje so znižovaním húževnatosti.
Čo je to tvrdosť?
Tvrdosť je mierou odolnosti materiálu proti plastickej deformácii. Táto vlastnosť úzko súvisí so silou; schopnosť materiálu odolávať poškriabaniu, oderu, vrúbkovaniu alebo vniknutiu. Bežné tvrdé materiály sú; keramika, betón a niektoré kovy.
Diamant je najtvrdší prírodný materiál na zemi.
Čo je to húževnatosť?
Húževnatosť je mierou toho, koľko deformácie môže materiál podstúpiť pred zlomením. Inými slovami, ide o schopnosť odolávať plastickým aj elastickým deformáciám. Táto kvalita materiálu je veľmi dôležitá pre to, aby konštrukčné diely a diely stroja vydržali nárazy a vibrácie. Niektoré príklady tvrdého materiálu sú mangán, tepané železo a mäkká oceľ. Napríklad, ak na kus z mäkkej ocele a sklo pôsobíme náhlym zaťažením, oceľový materiál absorbuje viac energie ako sklo pred jeho zlomením. Preto sa hovorí, že materiál z mäkkej ocele je oveľa tvrdší ako materiál zo skla.
Mangán
Aký je rozdiel medzi tvrdosťou a húževnatosťou?
Definícia tvrdosti a húževnatosti
Tvrdosť: Tvrdosť je parameter, ktorý meria, ako odolný je pevný materiál voči permanentným zmenám tvaru pri pôsobení tlakovej sily. Tvrdé materiály majú zvyčajne silné medzimolekulové sily. Preto môžu odolávať vonkajším silám bez toho, aby trvale zmenili svoj tvar.
Existuje niekoľko meraní tvrdosti na pochopenie komplexného správania sa tuhých látok pod silou. Sú to tvrdosť poškriabania, tvrdosť vtlačku a tvrdosť odrazu.
Húževnatosť: V materiálových vedách a metalurgii sa húževnatosť označuje ako schopnosť materiálu absorbovať energiu, aby sa plasticky deformovala bez toho, aby došlo k prasknutiu. Hovorí sa o ňom aj odolnosť proti plastickému deformovaniu pred zlomením pri namáhaní. Niekedy sa definuje ako energia na jednotku objemu, ktorú môže materiál absorbovať bez prasknutia.
SI jednotky = joule na meter kubický (J m -3)
Vlastnosti a príklady tvrdosti a húževnatosti
Tvrdosť: Tvrdý materiál môže poškriabať mäkký materiál. Tvrdosť závisí od ďalších vlastností materiálu, ako je ťažnosť, elastická tuhosť, plastickosť, deformácia, pevnosť, húževnatosť a viskozita. Diamant je najtvrdší prírodný materiál na zemi. Ďalšími príkladmi tvrdých materiálov sú keramika, betón a niektoré kovy.
Húževnatosť: Húževnatý materiál môže absorbovať veľké množstvo energie bez toho, aby sa zlomil; preto tvrdé materiály vyžadujú rovnováhu medzi pevnosťou a ťažnosťou. Krehké materiály majú nižšiu hodnotu húževnatosti. Mangán, tepané železo a materiály z mäkkej ocele sa považujú za tvrdé materiály.
Skúšky tvrdosti a húževnatosti
Tvrdosť: Tri hlavné typy hodnôt tvrdosti sa merajú tromi rôznymi spôsobmi na meranie tvrdosti poškriabania, tvrdosti vtlačku a tvrdosti odrazu.
Rozdielny článok v strede pred tabuľkou
| Typ | Váhy meraní / prístroje |
| Tvrdosť poškriabaniu | Sklerometer - Mohsov váhový merač a tester tvrdosti vrecka |
| Tvrdosť odsadenia | Rockwell, Vickers, Shore a Brinell |
| Odrazená tvrdosť | Skleroskop |
Húževnatosť: Jednoduchý spôsob merania hodnoty húževnatosti pevného materiálu je iba meranie energie potrebnej na rozbitie materiálu. To si vyžaduje malú vzorku materiálu, pevnú veľkosť so zárezom stroja. Túto metódu nemožno použiť na všetky materiály, je však užitočné hodnotiť materiály, ktoré sa používajú vo výrobkoch, ktoré sú vystavené tlaku. (všeobecne kovy).
Obrázok so zdvorilosťou: „Diamonds“od Swamibu (CC BY 2.0) cez Commons „Mangan 1-crop“od Tomihahndorf - Mangan 1.jpg. (CC BY-SA 3.0) cez Commons „Stress-kmen1“od Moondoggy - [1]. (CC BY-SA 3.0) cez Commons
