Inzicht in hardheid, sterkte en taaiheid van materialen

Hardheid, sterkte en taaiheid zijn enkele van de belangrijkste en belangrijke eigenschappen die worden verwacht in metalen en andere materialen. Een of meer van deze eigenschappen bepalen hun geschiktheid voor een specifieke toepassing. Tegenwoordig hebben mensen de neiging om de woorden sterk, stoer en hard te gebruiken in hun gesprekken, niet wetend hoe belangrijk het woord zou kunnen zijn in de metallurgie.

Vandaag zullen we meer te weten komen over hardheid, sterkte en taaiheid in metalen. We zullen ook hun verschil leren kennen en hoe belangrijk ze zijn in verschillende toepassingen. Je raakt ook vertrouwd met stress en spanning.

Stress en spanning

Spanning is de maat voor de kracht die op een voorwerp inwerkt. Spanningen worden onderscheiden door de richting waarin krachten werken ten opzichte van het materiaal, die ofwel druk, trek of afschuiving kunnen zijn. Drukspanning is een spanning die in de lengterichtingen werkt om het object samen te drukken. Terwijl trekspanning precies het tegenovergestelde is, werkt het om het object uit te zetten. Torsiespanning is anders omdat het het resultaat is van krachten die in tegengestelde richting werken en die dienen om te draaien of torsiebelasting te verschaffen.

Aan de andere kant is de spanning van een materiaal een maat voor de mate waarin het is vervormd ten opzichte van zijn oorspronkelijke afmetingen. Bijvoorbeeld wanneer een materiaal dat vanuit een willekeurige richting onder spanning staat, op de spanning moet reageren door ofwel te vervormen ofwel volledig te falen.

Ingenieurs en wetenschappers konden de reactie van materialen voorspellen wanneer ze werden blootgesteld aan krachten op verschillende niveaus. Dit heeft ook de classificatie van materialen mogelijk gemaakt op basis van hun materiaaleigenschappen, waaronder bros, ductiel, elasticiteit, hardheid, taaiheid en sterkte.

Wat is hardheid?

In algemene termen is hardheid het vermogen van een materiaal om wrijving te weerstaan. Het is bekend en maakt gebruik van slijtvastheid. De hardheid van een materiaal is een maat voor of het vermogen van zijn weerstand tegen plaatselijke vervorming. Deze vervorming wordt in de meeste gevallen veroorzaakt door slijtage (wrijvingskrachten) of inkepingen (constante laterale mechanische krachten).

Een diamant heeft een uniek kenmerk van hardheid en staat bekend als de hardste substantie op aarde en ongelooflijk moeilijk te krassen. In een industriële wereld of infrastructuur wordt het zelden gebruikt in belangrijke toepassingen die hardheid vereisen. Boren met diamanten punt zijn echter ongelooflijk gebruikelijk en verkrijgbaar in verschillende maten, waaronder die voor handboormachines die worden gebruikt voor het boren in metalen en massief gesteente.

Op subatomair niveau wordt de hardheid bepaald door de sterkte van intermoleculaire bindingen. Al zijn er ook een aantal dingen die meespelen. De hardheid van een materiaal is echter niet verantwoordelijk voor het weerstaan ​​van het uitoefenen van een grote hoeveelheid kracht. Laten we een voorbeeld nemen, ondanks de hardheid van een diamant, kan deze gemakkelijk worden verbrijzeld met een voorhamer. Dit is waar we hardheid van taaiheid kunnen onderscheiden.

Wat is taaiheid?

Taaiheid is het vermogen om de hoeveelheid kracht te meten die een materiaal kan absorberen zonder te breken. Een materiaal zoals metaal, plastic of hout kan een bepaalde hoeveelheid kracht ondergaan voordat het breekt, wat betekent dat het materiaal volledig zal bezwijken.

Hiermee kan het materiaal elastische vervorming of vervorming ondergaan waardoor het zonder fractionering in zijn oorspronkelijke vorm terugkeert. in een situatie waarin een materiaal vervormt voordat fractionering betekent, is het ductiel. Dit wil zeggen dat een ductiel materiaal ook als taai kan worden beschouwd.

Bovendien kan de taaiheid van een materiaal worden bepaald door zijn taaiheid en sterkte. Een goed voorbeeld van taaiheid is dat metalen en schuimen gelijk zijn in taaiheid. De materialen zijn extreem verschillend in gedrag wat betreft spanning en rek, maar ze hebben vergelijkbare vloeipunten.

Metalen kunnen slechts een zeer kleine hoeveelheid vervorming weerstaan ​​voordat ze breken, en er kan een enorme hoeveelheid kracht nodig zijn voordat ze vervormen. Aan de andere kant zullen schuimen vervormen met een normale hoeveelheid compressiekracht, maar zullen ze alleen bezwijken bij dezelfde hoeveelheid kracht als metalen. Rubbers zijn uniek in termen van taaiheid omdat het voldoende sterkte heeft om een ​​goede hoeveelheid kracht te weerstaan ​​voordat het vervormt en het niet plotseling bezwijkt bij vervorming. Rubbers hebben zowel sterkte als vervormbaarheid, waardoor ze een uniek taai materiaal zijn. Laten we nu de term kracht leren begrijpen.

Wat is kracht?

Sterkte is de hoeveelheid kracht die een materiaal kan bevatten om vervorming te weerstaan. Dit wil zeggen, hoe hoger de kracht die nodig is om de vorm van een materiaal te veranderen, hoe sterker het materiaal. Van de bovengenoemde eigenschappen van materialen zoals metalen, hout, rubber, enz. is sterkte waarschijnlijk de meest complexe. Er kan ook worden gezegd dat het de maat is voor de hoeveelheid kracht die een object kan weerstaan ​​voordat het plastische vervorming ondergaat. Het kan ook een vervorming ondergaan die niet-omkeerbaar is, ook wel bekend als onherstelbare spanning. Dat wil zeggen, een materiaal dat plastische vervorming heeft ondergaan, zal niet langer terugkeren naar zijn oorspronkelijke vorm, zelfs niet nadat de spanning is verwijderd.

Staal is bijvoorbeeld moeilijk uit elkaar te trekken, waardoor het een hoge sterkte heeft. Maar het is helemaal niet sterk, omdat het snel kan vervormen in allerlei vormen en met weinig kracht.

Het verschil tussen sterkte en taaiheid is dat taaiheid de kracht meet die nodig is om een ​​materiaal volledig te laten bezwijken. Terwijl sterkte alleen de hoeveelheid kracht is die een materiaal nodig heeft om plastische vervorming te bereiken. In sommige situaties, zoals een zeer bros materiaal zoals keramiek, spelen sterkte en taaiheid een belangrijke rol omdat ze elkaar praktisch overlappen.

Er zijn echter verschillende soorten materiaalsterkte, die de soorten stress veroorzaakten die een materiaal kan ervaren. Een materiaal kan dus een unieke waarde van druksterkte en treksterkte hebben. Dit hangt af van het vermogen van het materiaal om drukspanning of trekspanning te weerstaan. Bovendien hebben alle materialen hun eigen schuifsterkte, die het vermogen meet om schuifspanning te weerstaan ​​voordat ze een glijbreuk ondergaan.

Bekijk de video voor meer informatie over hardheid, taaiheid en sterkte:

Dus de grote vraag van vandaag "Het verschil tussen hardheid, taaiheid en sterkte."

Het verschil tussen hardheid, taaiheid en sterkte is hierboven uitgelegd, maar in het kort kunnen we snel zeggen; hardheid is het vermogen van een materiaal om wrijving te weerstaan, terwijl taaiheid het vermogen is om de hoeveelheid kracht te meten die een materiaal kan absorberen zonder te breken. Ten slotte is sterkte de hoeveelheid kracht die een materiaal kan bevatten om vervorming te weerstaan.

Conclusie

Hardheid, taaiheid en sterkte zijn zeer verschillende eigenschappen die in verschillende materialen te zien zijn. In dit artikel hebben we gekeken naar spanning en spanning en hoe ze de verschillende eigenschappen in materialen zoals metalen, hout, rubber, enz. brachten. Ten slotte hebben we ook gekeken naar het verschil tussen hardheid, taaiheid en sterkte.

Ik hoop dat je het leuk vond om te lezen, zo ja, reageer dan alsjeblieft op je favoriete gedeelte in dit artikel. En vergeet niet te delen met andere technische studenten, het kan nuttig zijn. Bedankt!