主な相違点 – 硬度 vs 靭性
硬度と靭性は、材料工学で一般的に使用される材料に関連する特性です。
この2つの特性を合わせて、与えられた材料の強さを定義します。
この2つの特性は、互いに反比例しています。
硬度が高くなると、靭性は低くなります。
これが、硬度と靭性の大きな違いです。
参考
This article explains,
1. What is Hardness
– Definition, Characteristics, Tests, Examples
2. What is Toughness
– Definition, Characteristics, Tests, Examples
3. What is the difference between Hardness and Toughness
硬度とは
硬度とは、材料の塑性変形に対する抵抗力のことで、通常、圧痕によるものです。
また、引っかき傷、摩耗、切断に対する抵抗力も含まれる。
硬さの測定には、世界的に認められているいくつかの試験があります。
硬度を測るテスト
- ロックウェル硬さ試験
- ブリネル硬さ試験
- ビッカース硬度試験
- ヌープ硬さ試験
- ショア硬度試験
- モース硬度試験
硬い材料は傷がつきにくい。
硬度は、材料の強度と塑性に依存します。
硬度が高いほど、材料の寿命は長くなります。
硬質材料の例
炭素の同素体であるダイヤモンドは、地球上で最も硬い物質とされていた。
宝飾品だけでなく、さまざまな機械にも使われた。
ダイヤモンドは、ガラスやセラミックなどの切断にも使われる。
しかし、ノースカロライナ州立大学の科学者グループは、「Q-Carbon」と呼ばれるさらに硬い材料を開発したと発表している。
図1：ダイヤモンドは地球上で最も硬い物質の一つです。
タフネスとは
靭性は、材料の破壊に対する抵抗力に関するもので、破壊時に吸収されるエネルギーに依存し、そのエネルギーは材料の大きさに依存する。
破壊時に吸収されるエネルギー量は、材料の大きさに依存する。
軟鋼のような靭性の高い材料は、簡単に割れたり壊れたりしない。
靭性は、材料が圧力を受けて変形する能力に依存し、これを延性という。
しかし、延性のある材料がすべて強いというわけではありません。
靭性とは、強度と延性の組み合わせです。
材料が靭であるためには、延性と強度の両方が高くなければならない。
材料の靭性は、体積あたりのエネルギーという単位を持つ。
タフネスに影響を与える要素
- 負荷率-負荷率の減少に伴い、靭性は減少する。
- 温度 – 温度を下げると延性が低下し、靭性が低下します。
- ノッチ効果 – 一軸に力を加えた場合、ある材料はそれを保持することができるかもしれませんが、多軸に力を加えた場合、材料はそれを保持することができないかもしれません。
靭性試験にはいくつかの方法があり、靭性は次のような方法で測定される。
- 衝撃靭性
- ノッチ靭性
- 破壊靭性
材料によっては、ある温度まで加熱し、その温度を一定時間維持した後、急冷することで靭性を高めることができるものがあります。
鉄もその一つです。
図2：加熱後、急冷することで靭性を高めることができる。
硬さと靭性の違い
定義
硬度。
硬度とは、引っかき傷、切断、磨耗に対する抵抗力のことです。
靱性（じんせい）。
靱性は破壊に対する抵抗力であり、この品質は破壊する前に吸収できる最大エネルギーに依存する。
プロパティ
硬度。
硬い素材は傷がつきにくい。
靱性（じんせい）。
簡単に壊れず、高い圧力にも耐えられる。
硬度・靭性に影響を与える要因について
硬度。
材料の強度と塑性変形に影響される。
靭性 負荷率、温度、ノッチ効果などが靭性に影響する。
テスト方法
硬度 ロックウェル硬さ試験、ブリネル硬さ試験、ビッカース硬さ試験、ヌープ硬さ試験、ショア硬さ試験、モース硬さ試験などの硬さを測定する試験。
靭性（じんせい 衝撃靭性、ノッチ靭性、破壊靭性などの試験により、靭性を測定します。
保存方法
