Skillnad mellan hårdhet och tuffhet

Huvudskillnad - Hårdhet mot tuffhet

Hårdhet och seghet är egenskaper relaterade till material som vanligtvis används i materialteknik. Tillsammans definierar de styrkan i ett givet material. Dessa två egenskaper är omvänt proportionella mot varandra. Medan hårdheten ökar sjunker segheten. Detta är nyckelfaktorn mellan hårdhet och seghet.  

Denna artikel förklarar,
1. Vad är hårdhet
      - Definition, egenskaper, test, exempel
2. Vad är Toughness
      - Definition, egenskaper, test, exempel
3. Vad är skillnaden mellan hårdhet och hårdhet

Vad är hårdhet

Hårdhet definieras av materialets motståndskraft mot plastisk deformation, vanligtvis genom indragning. Detta avser även motståndet mot repor, nötning eller skärning. Det finns flera globalt godkända test för att mäta hårdhet.

Test för att mäta hårdhet

  • Rockwell Hardness-test
  • Brinell hårdhetstest
  • Vickers hårdhetstest
  • Knoop Hårdhetstest
  • Shore Hardness Test
  • Mohs hårdhetstest

Hårda material är repfasta. Hårdhet beror på materialets styrka och plastikhet. Högre hårdhet, längre livslängd på materialet.

Exempel på hårda material

Diamant som är en allotrop av kol betraktades som det svåraste materialet på jorden. Det användes inte bara i smyckenstillverkning utan även för olika maskiner. Diamant används också för att skära glas, keramik, etc.

En grupp forskare från North Carolina State University har dock förklarat att de har kommit upp med ett ännu hårdare material som kallas Q-Carbon.

Figur 1: Diamant är ett av de svåraste materialen på jorden.

Vad är Toughness

Toughness hänför sig till materialets motståndskraft mot brottning; detta beror på den energi som absorberas vid sprickbildning, som i sin tur beror på materialets storlek. Mängden energi som absorberas per unikt område är karakteristisk för materialet. Tufft material som mjukt stål är inte lätt att vara knäckt eller bruten.

Tuffhet beror på materialets förmåga att deformeras under tryck, vilket är känt som duktilitet. Dock är inte alla duktila material starka. Tuffhet är en kombination av styrka och duktilitet. För att ett material ska vara tufft bör både duktilitet och styrka vara hög. Material seghet har enheterna energi per volym.

Faktorer som påverkar hårdhet

  • Graden av lastning-Tuffhet minskar med minskningen av belastningshastigheten
  • Temperatur - När temperaturen minskar sjunker duktiliteten, varför segheten minskar
  • Hakseffekt - När kraft appliceras på en axel kan ett visst material kunna hålla tillbaka det, men när kraft appliceras på flera axlar kan materialet misslyckas.

Det finns flera seghetstest och segheten mäts av följande.

  • Påverka seghet
  • Notch seghet
  • Frakt seghet

Vissa material kan göras hårda genom att värma upp det till en viss temperatur, behålla den temperaturen under en viss tid och snabbt kyla materialet. Stål är ett sådant material.

Figur 2: Stål kan göras hård genom upphettning och kyler sedan snabbt

Skillnad mellan hårdhet och tuffhet

Definition

Hårdhet: Hårdhet är motståndet mot repor, skärning eller nötning.

Seghet: Tuffhet är motståndet mot sprickbildning och denna kvalitet beror på den maximala energi som kan absorberas före sprickbildning.

Egenskaper

Hårdhet: Hårda material är repfasta.

Seghet: Tuffa material är inte lättbrytbara och kan tåla höga tryck. 

Faktorer som påverkar hårdhet och tuffhet

Hårdhet: Detta påverkas av materialets styrka och plasticitet.

Seghet: Lasthastighet, temperatur, hakseffekt påverkar seghet.

Testmetoder

Hårdhet: Rockwell hårdhetsprov, Brinell hårdhetsprov, Vickers hårdhetsprov, Knoop hårdhetsprov, Shore hardness test, Mohs hårdhetsprov är tester som mäter hårdheten.

Seghet: Påverkan seghet, Notch-tålighet och frakt seghet är test för att mäta segheten. 

 Referens:
1. "Material Hårdhet." CALCE. University of Maryland, n.d. Webb. 16 februari 2017.
2. "Fastighetsinformation - Tuffhet". Institutionen för teknik. University of Cambridge, n.d. Webb. 16 februari 2017.
"Seghet."
3. NDT Resurscenter. N.p., n.d. Webb. 16 februari 2017.

Image Courtesy:
1. "Apollo syntetisk diamant" Av Steve Jurvetson - (CC BY 2.0) via Commons Wikimedia
2. "Rostfritt stål Flätor (3054915298)" Vid Włodi från London, Storbritannien - Rostfritt stål BraidsUploaded av Yarl (CC BY-SA 2.0) via Commons Wikimedia