تفاوت کلیدی - سختی در مقابل سختی
سختی و سختی، اگرچه این دو کلمه بر اساس برخی از فرهنگ لغت های استاندارد مترادف هستند، اما تفاوت اساسی بین آنها در مطالعه علم مواد وجود دارد. به طور کلی، یک ماده جامد، بسته به نیروی اعمال شده بر آن، سه نوع تغییر از خود نشان می دهد. تغییرات الاستیک، تغییرات پلاستیک و کسر. برای یک ماده جامد، مقادیر سختی و چقرمگی به الاستیسیته، پلاستیسیته و کسر بستگی دارد. تفاوت اصلی بین سختی و چقرمگی این است که این دو ویژگی مواد رابطه معکوس دارند. برای یک ماده جامد خاص؛ با افزایش سختی، چقرمگی کاهش می یابد.سختی معیاری برای سنجش مقاومت یک ماده در برابر تغییر شکل دائمی است. چقرمگی اندازه گیری میزان تغییر شکل یک ماده جامد قبل از شکستگی است. بنابراین می توان گفت سختی و چقرمگی رابطه معکوس دارند. برای یک جامد خاص؛ سختی با کاهش چقرمگی افزایش می یابد.
سختی چیست؟
سختی معیاری برای سنجش مقاومت یک ماده در برابر تغییر شکل پلاستیک است. این ویژگی ارتباط نزدیکی با قدرت دارد. توانایی یک ماده برای مقاومت در برابر خراش، سایش، فرورفتگی یا نفوذ. مواد سخت رایج عبارتند از سرامیک، بتن، و برخی فلزات.
الماس سخت ترین ماده طبیعی روی زمین است.
Toughness چیست؟
چقرمگی معیاری است برای میزان تغییر شکل یک ماده قبل از شکست. به عبارت دیگر، توانایی مقاومت در برابر تغییر شکل های پلاستیکی و الاستیک است. این کیفیت مواد برای قطعات ساختاری و ماشینی برای تحمل ضربه و لرزش بسیار مهم است. چند نمونه از مواد سخت عبارتند از، منگنز، آهن فرفورژه و فولاد نرم. به عنوان مثال، اگر به یک قطعه فولادی ملایم و یک لیوان بار ناگهانی وارد کنیم، ماده فولادی قبل از شکستن شیشه انرژی بیشتری جذب می کند. بنابراین گفته می‌شود که مواد فولادی ملایم بسیار سخت‌تر از مواد شیشه‌ای هستند.
منگنز
تفاوت بین سختی و سختی چیست؟
تعریف سختی و چقرمگی
سختی: سختی پارامتری است که میزان مقاومت یک ماده جامد را در برابر تغییرات شکل دائمی هنگام اعمال نیروی فشاری اندازه گیری می کند. مواد سخت معمولا نیروهای بین مولکولی قوی دارند. بنابراین، آنها می توانند بدون تغییر شکل دائمی در برابر نیروهای خارجی مقاومت کنند.
چندین اندازه گیری سختی برای درک رفتار پیچیده مواد جامد تحت یک نیرو وجود دارد. آنها سختی خراش، سختی فرورفتگی و سختی برگشتی هستند.
چقرمگی: در علم مواد و متالورژی، چقرمگی به عنوان توانایی یک ماده برای جذب انرژی برای تغییر شکل پلاستیک بدون شکستگی توصیف می شود. همچنین گفته می شود که مقاومت در برابر تغییر شکل پلاستیکی، قبل از شکستگی در هنگام تنش است. گاهی اوقات، به عنوان انرژی در واحد حجم تعریف می شود که یک ماده می تواند بدون پاره شدن جذب کند.
واحد SI=ژول بر متر مکعب (J m−3)
خواص و نمونه هایی از سختی و چقرمگی
سختی: یک ماده سخت می تواند یک ماده نرم را خراش دهد. سختی به سایر خواص مواد مانند شکل پذیری، سفتی الاستیک، پلاستیسیته، کرنش، استحکام، چقرمگی و ویسکوزیته بستگی دارد. الماس سخت ترین ماده طبیعی روی زمین است. نمونه های دیگر مواد سخت سرامیک، بتن و برخی فلزات هستند.
چقرمگی: مواد سخت می توانند مقادیر زیادی انرژی را بدون شکستگی جذب کنند. بنابراین مواد سخت نیاز به تعادل مقاومت و شکل پذیری دارند. مواد شکننده ارزش کمتری برای چقرمگی دارند. مواد منگنز، آهن فرفورژه و فولاد نرم به عنوان مواد سخت در نظر گرفته می شوند.
تست سختی و چقرمگی
سختی: سه نوع اصلی از مقادیر سختی به سه روش مختلف برای اندازه‌گیری سختی خراش، سختی فرورفتگی و سختی برگشتی اندازه‌گیری می‌شوند.
| نوع | مقیاس های اندازه گیری/ابزار |
| سختی خراش | اسکلرومتر – ترازو Mohs و سختی سنج جیبی |
| سختی فرورفتگی | مقیاس راکول، ویکرز، شور و برینل |
| سختی ریباند | اسکلروسکوپ |
چقرمگی: روش ساده برای اندازه گیری مقدار چقرمگی یک ماده جامد فقط اندازه گیری انرژی لازم برای شکستن مواد است. این به نمونه کوچکی از مواد، اندازه ثابت با بریدگی دستگاه نیاز دارد. این روش را نمی توان برای همه مواد استفاده کرد، اما برای رتبه بندی موادی که در محصولاتی که تحت فشار هستند استفاده می شود مفید است. (به طور کلی فلزات).
تصویر: «الماس» توسط سوامیبو (CC BY 2.0) از طریق Commons «Mangan 1-crop» توسط Tomihahndorf – Mangan 1.jpg. (CC BY-SA 3.0) از طریق Commons «Stress-strain1» توسط Moondoggy - [1]. (CC BY-SA 3.0) از طریق Commons
