Comprendre la dureté, la résistance et la ténacité des matériaux

La dureté, la résistance et la ténacité sont quelques-unes des propriétés majeures et importantes attendues dans les métaux et autres matériaux. Une ou plusieurs de ces propriétés détermineront leur adéquation à une application spécifique. Aujourd'hui, au quotidien, les gens ont tendance à utiliser les mots fort, dur et dur dans leurs conversations sans savoir à quel point le mot pourrait être important dans la métallurgie.

Aujourd'hui, nous allons découvrir la dureté, la résistance et la ténacité des métaux. Nous apprendrons également à connaître leur différence et leur importance dans différentes applications. Vous vous familiariserez également avec le stress et la fatigue.

Stress et fatigue

Le stress est la mesure de la force qui agit sur un objet. Les contraintes se distinguent par la direction dans laquelle les forces agissent par rapport au matériau, qui peut être de compression, de traction ou de cisaillement. La contrainte de compression est une contrainte qui agit dans les directions longitudinales pour comprimer l'objet. Alors que la contrainte de traction est exactement le contraire, agissant pour étendre l'objet. La contrainte de torsion est différente car elle résulte de forces agissant dans des directions opposées qui servent à tordre ou à fournir une charge de torsion.

D'autre part, la déformation d'un matériau est une mesure du degré auquel il s'est déformé par rapport à ses dimensions d'origine. Par exemple, lorsqu'un matériau soumis à une contrainte dans n'importe quelle direction est tenu de répondre à la contrainte en se déformant ou en se défaisant carrément.

Les ingénieurs et les scientifiques ont pu prédire la réaction des matériaux lorsqu'ils sont soumis à des forces à différents niveaux. Cela a également permis la classification des matériaux en fonction de leurs propriétés matérielles, qui peuvent inclure la fragilité, la ductilité, l'élasticité, la dureté, la ténacité et la résistance.

Qu'est-ce que la dureté ?

D'une manière générale, la dureté est la capacité d'un matériau à résister au frottement. Il est bien connu et utilise la résistance à l'abrasion. La dureté d'un matériau est une mesure ou capacité de sa résistance à la déformation localisée. Cette déformation est le plus souvent provoquée par l'abrasion (forces de frottement) ou l'indentation (forces mécaniques latérales constantes).

Un diamant a une caractéristique unique de dureté et il est connu comme la substance la plus dure sur terre et incroyablement difficile à rayer. Dans un monde industriel ou d'infrastructure, il est rare de l'utiliser dans des applications importantes qui nécessitent de la dureté. Cependant, les forets à pointe de diamant sont incroyablement courants et disponibles en différentes tailles, y compris ceux des perceuses portatives utilisées pour le forage dans les métaux et la roche solide.

Au niveau subatomique, la dureté est déterminée par la force des liaisons intermoléculaires. Bien qu'il y ait aussi quelques choses qui entrent en jeu. Cependant, la dureté d'un matériau n'est pas responsable de la résistance à l'application d'une force importante. Prenons par exemple, malgré la dureté d'un diamant, il peut facilement être brisé avec un marteau. C'est là que nous pouvons différencier la dureté de la ténacité.

Qu'est-ce que la ténacité ?

La ténacité est la capacité de mesurer la quantité de force qu'un matériau peut absorber sans fractionnement. Un matériau comme le métal, le plastique ou le bois peut subir une certaine force avant de se fracturer, c'est-à-dire quand le matériau échouera complètement.

Avec cela, le matériau peut subir une déformation élastique ou une déformation qui lui permet de revenir à sa forme d'origine sans fractionnement. dans une situation où un matériau se déforme avant les moyens de fractionnement, il est ductile. C'est-à-dire qu'un matériau ductile peut aussi être considéré comme résistant.

De plus, la ténacité d'un matériau peut être déterminée par sa ductilité et sa résistance. Un bon exemple de ténacité est que les métaux et les mousses sont égaux en termes de ténacité. Les matériaux ont un comportement extrêmement différent en termes de contrainte et de déformation, mais ils ont des limites d'élasticité similaires.

Les métaux ne peuvent supporter qu'une très petite quantité de déformation avant de se fracturer et peuvent nécessiter une force énorme avant de se déformer. D'un autre côté, les mousses se déformeront avec une force de compression normale mais n'échoueront qu'avec la même force que les métaux. Les caoutchoucs sont uniques en termes de ténacité car ils ont suffisamment de résistance pour résister à une bonne quantité de force avant de se déformer et ils ne se déforment pas soudainement lors de la déformation. Les caoutchoucs ont à la fois résistance et ductilité, ce qui en fait un matériau résistant unique. Maintenant, essayons de comprendre le terme force.

Qu'est-ce que la force ?

La force est la quantité de force qu'un matériau peut contenir pour résister à la déformation. C'est-à-dire que plus la force nécessaire pour modifier la forme d'un matériau est élevée, plus le matériau est résistant. Parmi les propriétés énumérées ci-dessus des matériaux comme les métaux, les bois, les caoutchoucs, etc., la résistance est probablement la plus complexe. On peut également dire que c'est la mesure de la quantité de force qu'un objet peut supporter avant de subir une déformation plastique. Il peut également subir une déformation irréversible, également appelée déformation irrécupérable. Autrement dit, un matériau qui a subi une déformation plastique ne reviendra plus à sa forme d'origine même après la suppression de la contrainte.

Par exemple, l'acier est difficile à séparer, ce qui signifie qu'il a une résistance élevée. Mais ce n'est pas solide du tout car il peut rapidement se déformer en toutes sortes de formes avec très peu de force.

La différence entre la résistance et la ténacité est que la ténacité mesure la force nécessaire pour qu'un matériau échoue complètement. Alors que la résistance n'est que la quantité de force nécessaire à un matériau pour atteindre la déformation plastique. Dans certaines situations, comme un matériau très fragile comme la céramique, la résistance et la ténacité jouent un rôle important car elles se chevauchent pratiquement.

Cependant, il existe différents types de résistance des matériaux, qui entraînent les types de contraintes qu'un matériau peut subir. Ainsi, un matériau peut avoir une valeur unique de résistance à la compression et de résistance à la traction. Cela dépend de la capacité du matériau à résister aux contraintes de compression ou de traction. De plus, tous les matériaux ont leur propre résistance au cisaillement, qui mesure la capacité à résister à la contrainte de cisaillement avant de subir une rupture par glissement.

Regardez la vidéo pour en savoir plus sur la dureté, la ténacité et la résistance :

Donc, la grande question aujourd'hui "La différence entre la dureté, la ténacité et la force."

La différence entre dureté, ténacité et résistance est expliquée ci-dessus, mais en bref, nous pouvons dire rapidement; la dureté est la capacité d'un matériau à résister au frottement, tandis que la ténacité est la capacité à mesurer la quantité de force qu'un matériau peut absorber sans fractionnement. enfin, la force est la quantité de force qu'un matériau peut contenir pour résister à la déformation.

Conclusion

La dureté, la ténacité et la résistance sont des propriétés extrêmement différentes qui peuvent être observées dans différents matériaux. Dans cet article, nous avons examiné les contraintes et les déformations et la manière dont elles ont apporté les différentes propriétés de matériaux tels que les métaux, le bois, les caoutchoucs, etc. Enfin, nous avons également examiné la différence entre la dureté, la ténacité et la résistance.

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