Unterschied zwischen Härte und Zähigkeit

Hauptunterschied - Härte vs. Zähigkeit

Härte und Zähigkeit sind Eigenschaften, die sich auf Werkstoffe beziehen, die im Allgemeinen in der Werkstofftechnik verwendet werden. Zusammen definieren sie die Festigkeit eines bestimmten Materials. Diese beiden Eigenschaften sind umgekehrt proportional zueinander. Während die Härte zunimmt, nimmt die Zähigkeit ab. Dies ist der entscheidende Unterschied zwischen Härte und Zähigkeit.  

Dieser Artikel erklärt,
1. Was ist Härte?
      - Definition, Eigenschaften, Tests, Beispiele
2. Was ist Zähigkeit?
      - Definition, Eigenschaften, Tests, Beispiele
3. Was ist der Unterschied zwischen Härte und Zähigkeit?

Was ist Härte?

Die Härte wird durch die Beständigkeit eines Materials gegen plastische Verformung definiert, üblicherweise durch Eindrücken. Dies bezieht sich auch auf die Beständigkeit gegen Kratzer, Abrieb oder Schnitt. Es gibt mehrere weltweit anerkannte Tests zur Messung der Härte.

Tests zur Messung der Härte

• Rockwell-Härteprüfung
• Brinell-Härteprüfung
• Vickers-Härteprüfung
• Knoop-Härteprüfung
• Shore-Härteprüfung
• Mohs-Härteprüfung

Harte Materialien sind kratzfest. Die Härte hängt von der Festigkeit und der Plastizität des Materials ab. Je höher die Härte, desto länger die Lebensdauer des Materials.

Beispiele für harte Materialien

Diamant, der ein Allotrop von Kohlenstoff ist, wurde als das härteste Material der Erde betrachtet. Es wurde nicht nur in der Schmuckherstellung verwendet, sondern auch für verschiedene Maschinen. Diamant wird auch zum Schneiden von Gläsern, Keramik usw. Verwendet.

Eine Gruppe von Wissenschaftlern der North Carolina State University hat jedoch erklärt, dass sie ein noch härteres Material namens Q-Carbon entwickelt haben.

Abbildung 1: Diamant ist eines der härtesten Materialien der Erde.

Was ist Zähigkeit?

Zähigkeit bezieht sich auf die Widerstandsfähigkeit eines Materials gegen Bruchbildung; Dies hängt von der Energie ab, die während des Bruchens aufgenommen wird, was wiederum von der Größe des Materials abhängt. Die pro einmaliger Fläche absorbierte Energiemenge ist für das Material charakteristisch. Hartes Material wie Weichstahl lässt sich nicht leicht reißen oder brechen.

Die Zähigkeit hängt von der Verformbarkeit des Materials unter Druck ab, was als Duktilität bezeichnet wird. Nicht alle duktilen Materialien sind jedoch stark. Zähigkeit ist eine Kombination aus Festigkeit und Verformbarkeit. Damit ein Material zäh ist, sollten sowohl die Duktilität als auch die Festigkeit hoch sein. Die Materialzähigkeit hat die Energieeinheiten pro Volumen.

Faktoren, die die Zähigkeit beeinflussen

• Die Belastungsrate nimmt mit abnehmender Belastungsrate ab
• Temperatur - Wenn die Temperatur abnimmt, nimmt die Duktilität ab, wodurch die Zähigkeit abnimmt
• Kerbeffekt - Wenn eine Achse mit einer Kraft beaufschlagt wird, kann ein bestimmtes Material diese möglicherweise zurückhalten. Bei mehrachsiger Kraft kann dies jedoch dazu führen, dass das Material dies nicht tut.

Es gibt mehrere Zähigkeitstests und die Zähigkeit wird wie folgt gemessen.

• Schlagzähigkeit
• Notch Zähigkeit
• Bruchzähigkeit

Einige Materialien können zäh gemacht werden, indem sie auf eine bestimmte Temperatur erhitzt werden, diese Temperatur für eine bestimmte Zeit beibehalten und das Material schnell abgekühlt wird. Stahl ist ein solches Material.

Abbildung 2: Stahl kann durch schnelles Erwärmen und anschließendes Abkühlen zäh gemacht werden

Unterschied zwischen Härte und Zähigkeit

Definition

Härte: Härte ist die Beständigkeit gegen Kratzer, Schnitt oder Abrieb.

Zähigkeit: Zähigkeit ist die Bruchfestigkeit, und diese Qualität hängt von der maximalen Energie ab, die vor dem Bruch aufgenommen werden kann.

Eigenschaften

Härte: Harte Materialien sind kratzfest.

Zähigkeit: Zähige Materialien sind nicht leicht zerbrechlich und halten hohen Drücken stand. 

Faktoren, die die Härte und Zähigkeit beeinflussen

Härte: Dies wird durch die Festigkeit und Plastizität des Materials beeinflusst.

Zähigkeit: Belastungsrate, Temperatur, Kerbwirkung beeinflussen die Zähigkeit.

Testmethoden

Härte: Rockwell-Härteprüfung, Brinell-Härteprüfung, Vickers-Härteprüfung, Knoop-Härteprüfung, Shore-Härteprüfung, Mohs-Härteprüfung sind Tests, die die Härte messen.

Zähigkeit: Schlagzähigkeit, Kerbschlagzähigkeit und Bruchfestigkeit sind Tests zum Messen der Zähigkeit. 

 Referenz:
1. "Materialhärte". CALCE. Universität von Maryland, n. D. Netz. 16. Februar 2017.
2. "Informationen über Eigenschaften - Zähigkeit". Abteilung für Ingenieurwissenschaften. Universität Cambridge, n. D. Netz. 16. Februar 2017.
"Zähigkeit."
3. NDT Resource Center. N.p., n. D. Netz. 16. Februar 2017.

Bildhöflichkeit:
1. "Synthetischer Apollo-Diamant" Von Steve Jurvetson - (CC BY 2.0) über Commons Wikimedia
2. ”Edelstahlgeflechte (3054915298)” Von włodi aus London, Vereinigtes Königreich - Edelstahlgeflechte, die von Yarl (CC BY-SA 2.0) über Commons Wikimedia hochgeladen werden