強度と硬度の違いとは？日常で知っておきたい材料の基本ポイント

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強度と硬度の基本的な違い

材料の性質を表す言葉としてよく出てくる「強度」と「硬度」ですが、これらは似ているようでまったく異なる意味を持っています。

簡単にいうと、強度は「どれだけ力に耐えられるか」を表し、硬度は「どれだけ傷つきにくいか」や「表面の硬さ」を示します。
例えば、ゴムは硬度が低いですが、引っ張ってもある程度伸びて破れにくいので強度が高いと言えます。逆に、ガラスは硬度は高いですが、強い力がかかると簡単に割れてしまうため強度は低いです。

このように、強度は材料の耐える力、硬度は表面の硬さに関わる特性となります。

強度の種類とその測定方法

強度にはいくつか種類があり、それぞれ異なる力に対する耐久性を測ります。

代表的な強度には次のようなものがあります。

• 引張強度：引っぱる力に耐えられる能力
• 圧縮強度：押しつぶす力への耐性
• 曲げ強度：曲げようとするときの力に対する強さ
• せん断強度：滑らせる力への耐性

一般的には、材料を引張試験機や圧縮試験機にかけて、どのくらいの力で壊れるかを測定します。数値が大きいほど強いことを意味します。

例えば、鋼は引張強度が約400～1000メガパスカル（MPa）でとても強い材料とされています。

硬度の種類と測定方法

一方、硬度は表面の硬さや傷つきにくさを測る尺度です。硬度も種類があり、測定方法によって名前が変わります。

代表的な硬度の種類は以下の通りです。

• ビッカース硬度（HV）：小さな金属の硬さを測る
• ロックウェル硬度（HR）：押し込み深さで測る
• モース硬度：鉱物の傷つきやすさを格付けしたもの（1～10の数字で表す）

硬度試験では、針や球などの硬いものを材料に押し当ててできたへこみの大きさや深さを測り、硬さを数値化します。
例えば、ダイヤモンドはモース硬度で最高の10で、鉛は約1と非常に柔らかいことがわかります。

強度と硬度の違いをまとめた表

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特徴	強度	硬度
意味	どのくらいの力に耐えられるか	表面がどれだけ硬いか、傷つきにくいか
測定内容	引張・圧縮などの力への耐久性	表面に押し当てたときのへこみや傷のつきにくさ
測定方法	引張試験、圧縮試験など	ビッカース硬度、ロックウェル硬度、モース硬度など
例	鋼の高い引張強度	ダイヤモンドの非常に高い硬度

生活や仕事での「強度」と「硬度」の違いの活かし方

日常生活や仕事で材料を選ぶときには強度と硬度の違いを理解して使い分けることが大切です。

例えば、丈夫なタフな道具がほしいなら強度が重要です。たとえば工具や建材などは強度が高いことが求められます。
一方で、表面が傷つきにくく長持ちすることが大切なら硬度に注目します。例えば指輪のようなアクセサリーや高性能なガラス製品は硬度が高いものが好まれます。

材料メーカーや設計者は、両者の性質を考えて適切な素材を選ぶためにこれらの違いを理解しています。私たち消費者も、例えばスマホの画面が割れにくいのは硬度の高いガラスが使われているからだと知っていると安心ですね。

ピックアップ解説

硬度について面白い話をしようと思います。実は、硬度は鉱物の間で「どちらが傷つけられるか」で決まるんですよ。これを“モース硬度”というんですが、身近なものでいうと、鉛筆の芯が石の硬さを表す1から始まって、ダイヤモンドが10です。だから、ダイヤモンドで紙や石を傷つけることができます。なんと硬度の違いは“傷をつける”という行為で決まっているので、見た目の固さとは少し違うんです。面白いですよね。身の回りのものの硬さを想像しながら考えてみませんか？

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