für diese Frage: „Was ist der Unterschied zwischen Festigkeit, Härte und Zähigkeit in Materialien?“ Ich habe diese folgenden Definitionen gesucht und gefunden.
Die Festigkeit bezieht sich auf den Widerstand gegen Verformung und auch auf einen großen elastischen Bereich. Im elastischen Bereich der Spannungs-Dehnungs-Beziehung wird die Beziehung durch eine lineare Funktion beschrieben, so dass σ = E ϵ ist, wobei σ die Spannung ist, E der Elastizitätsmodul ist und ϵ die Dehnung ist p> Zähigkeit ist die Beständigkeit gegen Versagen oder Rissausbreitung. Es hängt etwas mit der Stärke zusammen. Sehr starke Materialien weisen eine geringe Zähigkeit auf, dh eine geringe Toleranz für Fehler oder Defekte, dh beginnende Risse.
Referenz https://www.physicsforums.com/threads/difference-between-toughness-and-strength.67220/
Ich verstehe diese Definitionen nicht. Sind Verformung und Versagen nicht eins? Sind Zähigkeit, Festigkeit und Härte beide die Fähigkeit, äußeren Kräften zu widerstehen?
Kommentare
- Möglicherweise finden Sie dieser ausgezeichnete Vergleich nützlich.
- Die Härte wird durch das Ausmaß des Eindringens einer Standardkraft gemessen.
Antwort
Festigkeit = Fähigkeit eines Materials, einer aufgebrachten Last standzuhalten. Es gibt verschiedene Stärken. Zwei gängige Maßnahmen sind die Fähigkeit, einer Belastung ohne plastische Verformung (Streckgrenze) oder ohne Versagen (Endfestigkeit) standzuhalten. In der folgenden Skizze hat Material 1 eine höhere Festigkeit als Material 2. Es kann sowohl vor dem plastischen Verformen als auch vor dem Versagen mehr Last tragen.
Zähigkeit = Fähigkeit eines Materials, Energie ohne Bruch zu absorbieren. In einer Spannungs-Dehnungs-Kurve wird die Fläche unter der Kurve häufig als Maß für die Zähigkeit angesehen. In der folgenden Skizze hat Material 2 eine höhere Zähigkeit als Material 1. (Ich hätte sie deutlicher unterscheiden sollen, aber sagen wir, die Fläche unter der Material 2-Kurve ist größer als die Fläche unter der Material 1-Kurve.) Material 2 hat möglicherweise eine geringere Festigkeit als Material 1, kann jedoch vor dem Versagen mehr Gesamtenergie absorbieren.
Härte = Fähigkeit eines Materials, plastischen Verformungen zu widerstehen.
Beachten Sie, dass die Die Skizze spiegelt zwei hypothetische (imaginäre) Materialkurven wider. Viele andere Spannungs-Dehnungs-Kurvenprofile sind möglich. Beachten Sie auch, dass die hier vorgestellte Beschreibung der Zähigkeit auf der allgemeinen Materialzähigkeit basiert, die nur eine Möglichkeit zur Beurteilung der Zähigkeit darstellt. Es gibt auch Schlagzähigkeit, Kerbzähigkeit und Bruchzähigkeit (das NDT-Ressourcenzentrum bietet jeweils eine einführende Diskussion), aber diese quantitativen Zähigkeitsmaße liegen außerhalb meiner persönlichen Erfahrung Daher werde ich nicht versuchen, sie zu kommentieren.
Kommentare
- Ich ' füge hinzu, dass Festigkeit und Zähigkeit je nach Richtung oder Ebene unterschiedlich sein können Wird geladen. Einige Materialien sind stärker komprimiert als gespannt (Beton). Die Härte wird normalerweise an der Oberfläche gemessen, indem versucht wird, einen Kratzer oder eine Vertiefung mit einem anderen Material zu machen (ein härterer Stein kann einen weicheren Stein kratzen).
- Ich möchte wissen, wie Sie dieses süße Diagramm erstellt haben.
- @geekly wird mit einem iPad Pro, einem Apfelstift und der Autodesk Sketchbook-App gezeichnet.
- Weitere Informationen zur Zähigkeit finden Sie in LEFM in Wikipedia (lineare elastische Bruchmechanik). Die ursprüngliche Referenz ist falsch; Sehr hochfeste Materialien können auch eine hohe Zähigkeit aufweisen.
- @ blacksmith37 Die Skizze sagte nichts über absolute Zähigkeitswerte aus oder beabsichtigte, Materialien mit höherer Festigkeit vorzuschlagen, immer haben eine geringere relative Zähigkeit Materialien mit geringerer Festigkeit. Es sollte lediglich eine hypothetische Illustration sein. Es zeigt zwei mögliche (imaginäre) Materialkurven. Natürlich sind viele andere Spannungs-Dehnungs-Kurven möglich. Ich kann die Antwort so bearbeiten, dass sie diese Klarstellung enthält.
Antwort
Die Härte ist das Maß für die Materialbeständigkeit gegen Kratzen, als wäre es schwierig, ein Loch zu bohren oder schwer zu schleifen. Oder Diamant, der viele Oberflächen schneiden kann, aber schwer zu schneiden ist.
Zähigkeit ist die Fähigkeit des Materials, Rissen oder Brüchen zu widerstehen Spannung.
Festigkeit ist die Fähigkeit des Materials, großen Spannungen oder Kompressionen oder anderen Kräften standzuhalten. Wie ein Stahlkabel, das große Spannungen aushalten kann.
Diese Eigenschaften überlappen sich bei bestimmten Funktionen.
Ich habe ein Diagramm hinzugefügt, das dies näher erläutert.
Und dies ist Link zur Site zur Site.
Kommentare
- Ihre Definition von Zähigkeit klingt eher wie die von Bruchzähigkeit . Sie ' sind verschiedene Parameter!
Antwort
- Festigkeit = Spannung, die erforderlich ist, um ein Versagen zu erzeugen. Es wird oft verwendet, um zu bestimmen, wie viel Kraft ein Objekt aufnehmen kann, ohne zu brechen, aber es gibt viele Maßstäbe für die Stärke.
- Härte = Kraft / Fläche. Je größer die durch eine bestimmte Kraft erzeugte Fläche ist, desto geringer ist die Härte. Es kann mit der Festigkeit korreliert werden, ist aber nicht gleichbedeutend.
- Zähigkeit = Energie, die zur Bildung eines Risses erforderlich ist. Keramik hat eine geringe Zähigkeit, da sich leicht Risse bilden.