Kľúčový rozdiel – tvrdosť vs. húževnatosť
Tvrdosť a húževnatosť, hoci tieto dve slová sú podľa niektorých štandardných slovníkov synonymá, pri štúdiu materiálovej vedy je medzi nimi kľúčový rozdiel. Vo všeobecnosti pevný materiál v závislosti od sily, ktorá naň pôsobí, vykazuje tri typy zmien; elastické zmeny, plastické zmeny a zlomok. Pre pevný materiál hodnoty tvrdosti a húževnatosti závisia od pružnosti, plasticity a frakcie. Kľúčový rozdiel medzi tvrdosťou a húževnatosťou je v tom, že tieto dve vlastnosti materiálov majú inverzný vzťah. Pre konkrétny pevný materiál; so zvyšujúcou sa tvrdosťou sa húževnatosť znižuje. Tvrdosť je miera odolnosti materiálu voči trvalej deformácii. Húževnatosť je mierou toho, koľko deformácií môže podstúpiť pevný materiál pred zlomením. Preto možno povedať, že tvrdosť a húževnatosť majú inverzný vzťah. Pre konkrétnu pevnú látku; tvrdosť sa zvyšuje so znižujúcou sa húževnatosťou.
Čo je tvrdosť?
Tvrdosť je miera odolnosti materiálu voči plastickej deformácii. Táto vlastnosť úzko súvisí s pevnosťou; schopnosť materiálu odolávať poškriabaniu, oderu, prehĺbeniu alebo prieniku. Bežné tvrdé materiály sú; keramika, betón a niektoré kovy.
Diamant je najtvrdší prírodný materiál na Zemi.
Čo je húževnatosť?
Húževnatosť je mierou toho, koľko deformácií môže materiál podstúpiť pred zlomom. Inými slovami, je to schopnosť odolávať plastickej aj elastickej deformácii. Táto kvalita materiálu je veľmi dôležitá, aby konštrukčné a strojové časti vydržali nárazy a vibrácie. Niektoré príklady húževnatých materiálov sú mangán, kované železo a mäkká oceľ. Napríklad, ak použijeme náhle zaťaženie na kus mäkkej ocele a sklo, oceľový materiál pohltí viac energie ako sklo predtým, než sa rozbije. Preto sa hovorí, že materiál z mäkkej ocele je oveľa tvrdší ako sklenený materiál.
Mangán
Aký je rozdiel medzi tvrdosťou a húževnatosťou?
Definícia tvrdosti a húževnatosti
Tvrdosť: Tvrdosť je parameter, ktorý meria, ako odolný je pevný materiál voči trvalým zmenám tvaru pri pôsobení tlakovej sily. Tvrdé materiály majú zvyčajne silné medzimolekulové sily. Preto môžu odolať vonkajším silám bez toho, aby natrvalo zmenili svoj tvar.
Existuje niekoľko meraní tvrdosti, aby sme pochopili komplexné správanie pevných látok pod vplyvom sily. Sú to tvrdosť vrypu, vtlačená tvrdosť a tvrdosť odrazu.
Húževnatosť: V materiálovej vede a metalurgii sa húževnatosť popisuje ako schopnosť materiálu absorbovať energiu, aby sa plasticky deformoval bez lámania. Hovorí sa tiež, že je to odolnosť voči plastickej deformácii pred zlomením pri namáhaní. Niekedy je definovaná ako energia na jednotku objemu, ktorú môže materiál absorbovať bez prasknutia.
jednotky SI=joule na meter kubický (J m−3)
Vlastnosti a príklady tvrdosti a húževnatosti
Tvrdosť: Tvrdý materiál môže poškriabať mäkký materiál. Tvrdosť závisí od iných vlastností materiálu, ako je ťažnosť, elastická tuhosť, plasticita, deformácia, pevnosť, húževnatosť a viskozita. Diamant je najtvrdší prírodný materiál na Zemi. Ďalšími príkladmi tvrdých materiálov sú keramika, betón a niektoré kovy.
Húževnatosť: Pevný materiál dokáže absorbovať veľké množstvo energie bez prasknutia; preto húževnaté materiály vyžadujú rovnováhu medzi pevnosťou a ťažnosťou. Krehké materiály majú nižšiu hodnotu húževnatosti. Mangán, kované železo a mäkká oceľ sa považujú za húževnaté materiály.
Skúšky tvrdosti a húževnatosti
Tvrdosť: Tri hlavné typy hodnôt tvrdosti sa merajú tromi rôznymi spôsobmi na meranie tvrdosti poškriabaniu, vtlačenej tvrdosti a odrazovej tvrdosti.
| Typ | Stupnice meraní / prístroje |
| Tvrdosť proti poškriabaniu | Sklemerometer – Mohsova stupnica a vreckový tvrdomer |
| Tvrdosť vtlačenia | Rockwellova, Vickersova, Shoreova a Brinellova stupnica |
| Tvrdosť odrazu | Skleroskop |
Húževnatosť: Jednoduchý spôsob merania hodnoty húževnatosti pevného materiálu je len meranie energie potrebnej na zlomenie materiálu. Vyžaduje si to malú vzorku materiálu, pevnú veľkosť so zárezom stroja. Táto metóda sa nedá použiť na všetky materiály, ale je užitočná na klasifikáciu materiálov, ktoré sa používajú vo výrobkoch, ktoré sú vystavené tlaku. (všeobecne kovy).
S láskavým dovolením: „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-strain1“od Moondoggy – [1]. (CC BY-SA 3.0) cez Commons
