Belangrijk verschil - Hardheid versus taaiheid
Hardheid en taaiheid, hoewel de twee woorden volgens sommige standaardwoordenboeken synoniemen zijn, is er een belangrijk verschil tussen hen in de studie van materiaalwetenschap. Over het algemeen vertoont een vast materiaal, afhankelijk van de kracht die erop wordt uitgeoefend, drie soorten veranderingen; elastische veranderingen, plastische veranderingen en fractie. Voor een vast materiaal zijn de hardheids- en taaiheidswaarden afhankelijk van de elasticiteit, plasticiteit en fractie. Het belangrijkste verschil tussen hardheid en taaiheid is dat deze twee eigenschappen van materialen een omgekeerde relatie hebben. Voor een bepaald vast materiaal; naarmate de hardheid toeneemt, neemt de taaiheid af. Hardheid is een maat voor de weerstand van een materiaal tegen permanente vervorming. Taaiheid is een maat voor hoeveel vervorming een vast materiaal kan ondergaan voordat het breekt. Daarom kan worden gezegd dat hardheid en taaiheid een omgekeerde relatie hebben. Voor een bepaalde vaste stof; hardheid neemt toe naarmate taaiheid afneemt.
Wat is hardheid?
Hardheid is een maat voor de weerstand van een materiaal tegen plastische vervorming. Deze eigenschap hangt nauw samen met de sterkte; het vermogen van een materiaal om bestand te zijn tegen krassen, schuren, inkepingen of penetratie. De gebruikelijke harde materialen zijn; keramiek, beton en sommige metalen.
Diamant is het hardste natuurlijke materiaal op aarde.
Wat is taaiheid?
Taaiheid is een maat voor hoeveel vervorming een materiaal kan ondergaan voordat het breekt. Met andere woorden, het is het vermogen om zowel plastische als elastische vervormingen te weerstaan. Deze materiaalkwaliteit is erg belangrijk voor structurele en machineonderdelen om schokken en trillingen te doorstaan. Enkele voorbeelden van taai materiaal zijn mangaan, smeedijzer en zacht staal. Als we bijvoorbeeld een plotselinge belasting uitoefenen op een zacht stalen stuk en een glas, zal het staalmateriaal meer energie absorberen dan het glas voordat het breekt. Daarom wordt gezegd dat zacht staalmateriaal veel taaier is dan glasmateriaal.
Mangaan
Wat is het verschil tussen hardheid en taaiheid?
Definitie van hardheid en taaiheid
Hardheid: Hardheid is een parameter die meet hoe bestand een vast materiaal is tegen permanente vormveranderingen wanneer een drukkracht wordt uitgeoefend. Harde materialen hebben meestal sterke intermoleculaire krachten. Daarom kunnen ze externe krachten weerstaan zonder hun vorm permanent te veranderen.
Er zijn verschillende hardheidsmetingen om het complexe gedrag van vaste stoffen onder een kracht te begrijpen. Dit zijn krashardheid, inkepingshardheid en rebound-hardheid.
Taaiheid: in materiaalkunde en metallurgie wordt taaiheid beschreven als het vermogen van een materiaal om energie te absorberen om plastisch te vervormen zonder te breken. Er wordt ook gezegd dat het de weerstand is tegen plastisch vervormen, voordat het breekt bij stress. Soms wordt het gedefinieerd als de energie per volume-eenheid die een materiaal kan absorberen zonder te scheuren.
SI-eenheden=joule per kubieke meter (J m−3)
Eigenschappen en voorbeelden van hardheid en taaiheid
Hardheid: een hard materiaal kan een zacht materiaal krassen. Hardheid is afhankelijk van andere materiaaleigenschappen zoals taaiheid, elastische stijfheid, plasticiteit, rek, sterkte, taaiheid en viscositeit. Diamant is het hardste natuurlijke materiaal op aarde. De andere voorbeelden van harde materialen zijn keramiek, beton en sommige metalen.
Taaiheid: taai materiaal kan grote hoeveelheden energie absorberen zonder te breken; daarom vereisen taaie materialen een balans tussen sterkte en vervormbaarheid. Brosse materialen hebben een lagere waarde voor taaiheid. Mangaan, smeedijzer en zacht staal worden beschouwd als taaie materialen.
Hardheids- en taaiheidstests
Hardheid: drie hoofdtypen hardheidswaarden worden op drie verschillende manieren gemeten om krashardheid, inkepingshardheid en rebound-hardheid te meten.
| Type | Schalen van metingen / instrumenten |
| Krashardheid | Sclerometer – Mohs schaal en pocket hardheidsmeter |
| Inkepingshardheid | Rockwell, Vickers, Shore en Brinell schaal |
| Rebound-hardheid | Scleroscoop |
Taaiheid: de eenvoudige manier om de taaiheidswaarde van een vast materiaal te meten, is gewoon de energie meten die nodig is om het materiaal te breken. Dit vereist een kleine steekproef van het materiaal, een vaste maat met de inkeping van een machine. Deze methode kan niet voor alle materialen worden gebruikt, maar is nuttig om materialen te rangschikken die worden gebruikt in producten die onder druk staan. (meestal metalen).
Image Courtesy: "Diamonds" door Swamibu (CC BY 2.0) via Commons "Mangan 1-crop" door Tomihahndorf - Mangan 1.jpg. (CC BY-SA 3.0) via Commons "Stress-strain1" door Moondoggy – [1]. (CC BY-SA 3.0) via Commons
