Härte, Festigkeit und Zähigkeit von Materialien verstehen

Härte, Festigkeit und Zähigkeit sind einige der wichtigsten und wichtigen Eigenschaften, die von Metallen und anderen Materialien erwartet werden. Eine oder mehrere dieser Eigenschaften bestimmen ihre Eignung für eine bestimmte Anwendung. Heutzutage neigen die Menschen dazu, in ihren Gesprächen die Wörter stark, zäh und hart zu verwenden, ohne zu wissen, wie wichtig das Wort in der Metallurgie sein könnte.

Heute lernen wir Härte, Festigkeit und Zähigkeit von Metallen kennen. Wir werden auch ihre Unterschiede kennenlernen und wie wichtig sie in verschiedenen Anwendungen sind. Außerdem lernen Sie Stress und Anspannung kennen.

Stress und Belastung

Spannung ist das Maß für die Kraft, die auf ein Objekt wirkt. Spannungen werden durch die Richtung unterschieden, in der Kräfte relativ zum Material wirken, die entweder Druck-, Zug- oder Scherkräfte sein können. Druckspannung ist eine Spannung, die in Längsrichtung wirkt, um das Objekt zusammenzudrücken. Während Zugspannung das genaue Gegenteil ist und das Objekt ausdehnt. Torsionsspannung ist anders, da sie das Ergebnis von Kräften ist, die in entgegengesetzte Richtungen wirken, die dazu dienen, eine Torsionsbelastung zu erzeugen oder zu verdrehen.

Andererseits ist die Dehnung eines Materials ein Maß dafür, wie stark es sich relativ zu seinen ursprünglichen Abmessungen verformt hat. Zum Beispiel, wenn ein Material, das aus irgendeiner Richtung belastet wird, zwangsläufig auf die Belastung reagiert, indem es sich entweder verformt oder völlig versagt.

Ingenieure und Wissenschaftler waren in der Lage, die Reaktion von Materialien vorherzusagen, wenn sie Kräften unterschiedlicher Stärke ausgesetzt werden. Dies hat auch die Klassifizierung von Materialien basierend auf ihren Materialeigenschaften ermöglicht, die spröde, dehnbar, Elastizität, Härte, Zähigkeit und Festigkeit umfassen können.

Was ist Härte?

Allgemein ausgedrückt ist die Härte die Fähigkeit eines Materials, Reibung zu widerstehen. Es ist bekannt und nutzt Abriebfestigkeit. Die Härte eines Materials ist ein Maß oder die Fähigkeit seines Widerstands gegen lokalisierte Verformung. Diese Verformung wird in den meisten Fällen durch Abrieb (Reibungskräfte) oder Einkerbungen (konstante mechanische Querkräfte) hervorgerufen.

Ein Diamant hat eine einzigartige Härte und ist als die härteste Substanz der Welt bekannt und unglaublich schwer zu zerkratzen. In einer industriellen Welt oder Infrastruktur wird es selten in wichtigen Anwendungen eingesetzt, die Härte erfordern. Bohrer mit Diamantspitze sind jedoch unglaublich verbreitet und in verschiedenen Größen erhältlich, einschließlich derjenigen für handgeführte Bohrer, die zum Bohren in Metallen und festem Gestein verwendet werden.

Auf subatomarer Ebene wird die Härte durch die Stärke intermolekularer Bindungen bestimmt. Obwohl es auch ein paar Dinge gibt, die ins Spiel kommen. Die Härte eines Materials ist jedoch nicht dafür verantwortlich, der Anwendung einer großen Kraft zu widerstehen. Nehmen wir zum Beispiel an, trotz der Härte eines Diamanten kann er leicht mit einem Vorschlaghammer zerschmettert werden. Hier können wir Härte von Zähigkeit unterscheiden.

Was ist Zähigkeit?

Zähigkeit ist die Fähigkeit, die Kraft zu messen, die ein Material aufnehmen kann, ohne zu brechen. Ein Material wie Metall, Kunststoff oder Holz kann einer bestimmten Kraft ausgesetzt werden, bevor es bricht, was bedeutet, dass das Material vollständig versagt.

Dadurch kann das Material elastisch verformt oder verformt werden, wodurch es ohne Bruch in seine ursprüngliche Form zurückkehrt. In einer Situation, in der sich ein Material verformt, bevor es zerkleinert wird, ist es duktil. Das heißt, ein duktiles Material kann auch als zäh angesehen werden.

Darüber hinaus kann die Zähigkeit eines Materials durch seine Duktilität und Festigkeit bestimmt werden. Ein gutes Beispiel für Zähigkeit sind Metalle und Schäume, die in Bezug auf Zähigkeit gleich sind. Die Materialien verhalten sich hinsichtlich Belastung und Dehnung extrem unterschiedlich, haben aber ähnliche Streckgrenzen.

Metalle können nur einer sehr geringen Verformung standhalten, bevor sie brechen, und erfordern möglicherweise eine große Kraft, bevor sie sich verformen. Andererseits verformen sich Schäume mit einer normalen Kompressionskraft, versagen jedoch nur bei der gleichen Kraft wie Metalle. Gummis sind einzigartig in Bezug auf Zähigkeit, da sie genug Festigkeit haben, um einer guten Kraft standzuhalten, bevor sie sich verformen, und sie versagen nicht plötzlich bei der Verformung. Gummis haben sowohl Festigkeit als auch Duktilität, was sie zu einem einzigartig zähen Material macht. Lassen Sie uns nun den Begriff Stärke verstehen.

Was ist Stärke?

Festigkeit ist die Kraft, die ein Material aufnehmen kann, um einer Verformung zu widerstehen. Das heißt, je höher die Kraft ist, die erforderlich ist, um die Form eines Materials zu ändern, desto stärker ist das Material. Unter den oben aufgeführten Eigenschaften von Materialien wie Metallen, Hölzern, Gummi usw. ist die Festigkeit wahrscheinlich die komplexeste. Man kann auch sagen, dass es das Maß für die Kraft ist, der ein Objekt standhalten kann, bevor es sich plastisch verformt. Es kann auch eine nicht umkehrbare Verformung erfahren, die auch als nicht wiederherstellbare Dehnung bezeichnet wird. Das heißt, ein Material, das einer plastischen Verformung unterzogen wurde, kehrt auch nach dem Entfernen der Spannung nicht mehr in seine ursprüngliche Form zurück.

Beispielsweise lässt sich Stahl nur schwer auseinanderziehen, was bedeutet, dass er eine hohe Festigkeit hat. Aber es ist überhaupt nicht stark, da es sich mit sehr wenig Kraftaufwand schnell in alle möglichen Formen verformen kann.

Der Unterschied zwischen Festigkeit und Zähigkeit besteht darin, dass die Zähigkeit die Kraft misst, die erforderlich ist, damit ein Material vollständig versagt. Während Festigkeit nur die Kraft ist, die ein Material benötigt, um eine plastische Verformung zu erreichen. In manchen Situationen, wie bei einem sehr spröden Material wie Keramik, spielen Festigkeit und Zähigkeit eine wichtige Rolle, da sie sich praktisch überschneiden.

Es gibt jedoch verschiedene Arten von Materialfestigkeiten, die zu den Belastungen führen, die ein Material erfahren kann. So kann ein Material einen einzigartigen Wert an Druckfestigkeit und Zugfestigkeit haben. Dies hängt von der Fähigkeit des Materials ab, Druckspannungen oder Zugspannungen standzuhalten. Darüber hinaus haben alle Materialien ihre eigene Scherfestigkeit, die die Fähigkeit misst, Scherspannungen standzuhalten, bevor es zu einem Gleitbruch kommt.

Sehen Sie sich das Video an, um mehr über Härte, Zähigkeit und Festigkeit zu erfahren:

Die große Frage heute lautet also „Der Unterschied zwischen Härte, Zähigkeit und Stärke.“

Der Unterschied zwischen Härte, Zähigkeit und Festigkeit ist oben erklärt, aber kurz gesagt können wir schnell sagen; Härte ist die Fähigkeit eines Materials, Reibung zu widerstehen, während Zähigkeit die Fähigkeit ist, die Kraft zu messen, die ein Material aufnehmen kann, ohne zu brechen. schließlich ist Stärke die Menge an Kraft, die ein Material aufnehmen kann, um einer Verformung zu widerstehen.

Schlussfolgerung

Härte, Zähigkeit und Festigkeit sind extrem unterschiedliche Eigenschaften, die in verschiedenen Materialien zu sehen sind. In diesem Artikel haben wir uns mit Stress und Belastung beschäftigt und wie sie die verschiedenen Eigenschaften in Materialien wie Metallen, Hölzern, Gummi usw. eingebracht haben. Schließlich haben wir uns auch mit dem Unterschied zwischen Härte, Zähigkeit und Festigkeit befasst.

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