Verschil tussen hardheid en taaiheid

Belangrijkste verschil - Hardheid versus taaiheid

Hardheid en taaiheid zijn eigenschappen die verband houden met materialen die in het algemeen worden gebruikt in materiaalkunde. Samen bepalen ze de sterkte van een bepaald materiaal. Deze twee eigenschappen zijn omgekeerd evenredig aan elkaar. Terwijl de hardheid toeneemt, neemt de taaiheid af. Dit is het belangrijkste verschil tussen hardheid en taaiheid.  

Dit artikel legt uit,
1. Wat is hardheid
      - Definitie, kenmerken, testen, voorbeelden
2. Wat is taaiheid
      - Definitie, kenmerken, testen, voorbeelden
3. Wat is het verschil tussen hardheid en taaiheid

Wat is hardheid

De hardheid wordt bepaald door de weerstand van een materiaal tegen plastische vervorming, meestal door inkepingen. Dit verwijst ook naar de weerstand tegen krassen, schuren of snijden. Er zijn verschillende wereldwijd goedgekeurde tests om de hardheid te meten.

Testen om de hardheid te meten

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

Harde materialen zijn krasbestendig. De hardheid hangt af van de sterkte en de plasticiteit van het materiaal. Hoger de hardheid, langer de levensduur van het materiaal.

Voorbeelden van harde materialen

Diamant die een allotrope koolstof is, werd als het moeilijkste materiaal op aarde beschouwd. Het werd niet alleen gebruikt bij het maken van sieraden, maar ook voor verschillende machines. Diamant wordt ook gebruikt voor het snijden van glazen, keramiek, enz.

Een groep wetenschappers van de North Carolina State University heeft echter verklaard dat ze met een nog harder materiaal zijn gekomen, genaamd Q-Carbon.

Figuur 1: Diamant is een van de moeilijkste materialen op aarde.

Wat is moeilijkheid

Taaiheid heeft betrekking op de weerstand van een breukvormend materiaal; dit is afhankelijk van de energie die wordt geabsorbeerd tijdens het breken, die op zijn beurt afhangt van de grootte van het materiaal. De hoeveelheid geabsorbeerde energie per uniek gebied is kenmerkend voor het materiaal. Stevig materiaal zoals zacht staal is niet gemakkelijk te kraken of kapot te maken.

Taaiheid hangt af van het vermogen van het materiaal om te worden vervormd onder druk, wat bekend staat als ductiliteit. Niet alle taaie materialen zijn echter sterk. Taaiheid is een combinatie van kracht en taaiheid. Voor een materiaal dat taai is, moeten zowel de ductiliteit als de sterkte hoog zijn. Materiaalsterkte heeft de eenheden energie per volume.

Factoren die de taaiheid beïnvloeden

• De snelheid van laden- taaiheid neemt af met de afname van de laadsnelheid
• Temperatuur - Wanneer de temperatuur wordt verlaagd, neemt de ductiliteit af en neemt de taaiheid af
• Inkepingseffect - Wanneer op een as kracht wordt uitgeoefend, kan een bepaald materiaal deze inhouden, maar wanneer er meerdere axiaal kracht wordt uitgeoefend, kan het materiaal dit niet doen..

Er zijn verschillende taaiheidstests en de taaiheid wordt gemeten door het volgende.

• Slagvastheid
• Notch taaiheid
• Breuktaaiheid

Sommige materialen kunnen taai worden gemaakt door het tot een bepaalde temperatuur te verwarmen, deze temperatuur gedurende een bepaalde tijd te handhaven en het materiaal snel af te koelen. Staal is zo'n materiaal.

Figuur 2: Staal kan taai worden gemaakt door het te verwarmen en vervolgens snel af te koelen

Verschil tussen hardheid en taaiheid

Definitie

Hardheid: Hardheid is de weerstand tegen krassen, snijden of schuren.

Taaiheid: Taaiheid is de weerstand tegen breken en deze kwaliteit hangt af van de maximale energie die vóór het breken kan worden geabsorbeerd.

eigenschappen

Hardheid: Harde materialen zijn krasbestendig.

Taaiheid: Sterke materialen zijn niet gemakkelijk breekbaar en kunnen hoge drukken weerstaan. 

Factoren die de hardheid en taaiheid beïnvloeden

Hardheid: Dit wordt beïnvloed door de sterkte en plasticiteit van het materiaal.

Taaiheid: Snelheid van laden, temperatuur, kerfeffect beïnvloeden de taaiheid.

Testmethoden

Hardheid: Rockwell hardheidstest, Brinell hardheidstest, Vickers hardheidstest, Knoop hardheidstest, Shore hardheidstest, Mohs hardheidstest zijn testen die de hardheid meten.

Taaiheid: Slagvastheid, kerftaaiheid en breuktaaiheid zijn tests om de taaiheid te meten. 

 Referentie:
1. "Materiaalhardheid." CALCE. Universiteit van Maryland, n.d. Web. 16 feb. 2017.
2. "Vastgoedinformatie - Taaiheid." Afdeling Engineering. University of Cambridge, n.d. Web. 16 feb. 2017.
"Taaiheid."
3. NDT Resource Center. N.p., n.d. Web. 16 feb. 2017.

Afbeelding met dank aan:
1. "Apollo synthetic diamond" door Steve Jurvetson - (CC BY 2.0) via Commons Wikimedia
2. "Stainless Steel Braids (3054915298)" By włodi uit London, UK - Stainless Steel BraidsUploaded by Yarl (CC BY-SA 2.0) via Commons Wikimedia