உலோகப் பொருட்களின் இயந்திர பண்புகளின் சுருக்கம்

நீட்சி செயல்பாட்டின் போது உலோகப் பொருட்களின் சேதத்தை எதிர்க்கும் திறனைத் தீர்மானிக்க இழுவிசை வலிமை சோதனை முக்கியமாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது, மேலும் இது பொருட்களின் இயந்திர பண்புகளை மதிப்பிடுவதற்கான முக்கியமான குறிகாட்டிகளில் ஒன்றாகும்.

1. இழுவிசை சோதனை

இழுவிசை சோதனை என்பது பொருள் இயக்கவியலின் அடிப்படைக் கொள்கைகளை அடிப்படையாகக் கொண்டது. சில நிபந்தனைகளின் கீழ் பொருள் மாதிரியில் இழுவிசை சுமையைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம், மாதிரி உடையும் வரை இழுவிசை சிதைவை ஏற்படுத்துகிறது. சோதனையின் போது, ​​வெவ்வேறு சுமைகளின் கீழ் சோதனை மாதிரியின் சிதைவு மற்றும் மாதிரி உடையும் போது அதிகபட்ச சுமை பதிவு செய்யப்படுகின்றன, இதனால் விளைச்சல் வலிமை, இழுவிசை வலிமை மற்றும் பொருளின் பிற செயல்திறன் குறிகாட்டிகளைக் கணக்கிட முடியும்.

அழுத்தம் σ = F/A

σ என்பது இழுவிசை வலிமை (MPa)

F என்பது இழுவிசை சுமை (N)

A என்பது மாதிரியின் குறுக்குவெட்டுப் பகுதி.

2. இழுவிசை வளைவு

நீட்சி செயல்முறையின் பல நிலைகளின் பகுப்பாய்வு:

a. சிறிய சுமை கொண்ட OP நிலையில், நீட்சி சுமையுடன் ஒரு நேரியல் உறவில் இருக்கும், மேலும் Fp என்பது நேர்கோட்டைப் பராமரிக்க அதிகபட்ச சுமையாகும்.

b. சுமை Fp ஐ தாண்டிய பிறகு, இழுவிசை வளைவு ஒரு நேரியல் அல்லாத உறவை எடுக்கத் தொடங்குகிறது. மாதிரி ஆரம்ப சிதைவு நிலைக்கு நுழைகிறது, சுமை அகற்றப்படுகிறது, மேலும் மாதிரி அதன் அசல் நிலைக்குத் திரும்பி மீள்தன்மையுடன் சிதைக்க முடியும்.

c. சுமை Fe ஐ தாண்டிய பிறகு, சுமை அகற்றப்பட்டு, சிதைவின் ஒரு பகுதி மீட்டெடுக்கப்பட்டு, மீதமுள்ள சிதைவின் ஒரு பகுதி தக்கவைக்கப்படுகிறது, இது பிளாஸ்டிக் சிதைவு என்று அழைக்கப்படுகிறது. Fe என்பது மீள் வரம்பு என்று அழைக்கப்படுகிறது.

d. சுமை மேலும் அதிகரிக்கும் போது, ​​இழுவிசை வளைவு மரக்கட்டையைக் காட்டுகிறது. சுமை அதிகரிக்காமலோ அல்லது குறையாமலோ இருக்கும்போது, ​​சோதனை மாதிரியின் தொடர்ச்சியான நீட்சியின் நிகழ்வு விளைச்சல் என்று அழைக்கப்படுகிறது. விளைச்சல் அடைந்த பிறகு, மாதிரி வெளிப்படையான பிளாஸ்டிக் சிதைவுக்கு உட்படத் தொடங்குகிறது.

e. விளைச்சலுக்குப் பிறகு, மாதிரியில் சிதைவு எதிர்ப்பு, வேலை கடினப்படுத்துதல் மற்றும் சிதைவு வலுப்படுத்துதல் ஆகியவற்றில் அதிகரிப்பு காணப்படுகிறது. சுமை Fb ஐ அடையும் போது, ​​மாதிரியின் அதே பகுதி கூர்மையாக சுருங்குகிறது. Fb என்பது வலிமை வரம்பு.

f. சுருக்க நிகழ்வு மாதிரியின் தாங்கும் திறனில் குறைவுக்கு வழிவகுக்கிறது. சுமை Fk ஐ அடையும் போது, ​​மாதிரி உடைகிறது. இது முறிவு சுமை என்று அழைக்கப்படுகிறது.

மகசூல் வலிமை

மகசூல் வலிமை என்பது ஒரு உலோகப் பொருள் பிளாஸ்டிக் சிதைவின் தொடக்கத்திலிருந்து வெளிப்புற விசைக்கு உட்படுத்தப்படும்போது முழுமையான எலும்பு முறிவு வரை தாங்கக்கூடிய அதிகபட்ச அழுத்த மதிப்பாகும். இந்த மதிப்பு பொருள் மீள் சிதைவு நிலையிலிருந்து பிளாஸ்டிக் சிதைவு நிலைக்கு மாறும் முக்கியமான புள்ளியைக் குறிக்கிறது.

வகைப்பாடு

மேல் மகசூல் வலிமை: மகசூல் ஏற்படும் போது முதல் முறையாக விசை குறைவதற்கு முன்பு மாதிரியின் அதிகபட்ச அழுத்தத்தைக் குறிக்கிறது.

குறைந்த மகசூல் வலிமை: ஆரம்ப நிலையற்ற விளைவு புறக்கணிக்கப்படும்போது மகசூல் நிலையில் குறைந்தபட்ச அழுத்தத்தைக் குறிக்கிறது. குறைந்த மகசூல் புள்ளியின் மதிப்பு ஒப்பீட்டளவில் நிலையானதாக இருப்பதால், இது பொதுவாக பொருள் எதிர்ப்பின் குறிகாட்டியாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது, இது மகசூல் புள்ளி அல்லது மகசூல் வலிமை என்று அழைக்கப்படுகிறது.

கணக்கீட்டு சூத்திரம்

மேல் மகசூல் வலிமைக்கு: R = F / Sₒ, இங்கு F என்பது மகசூல் நிலையில் முதல் முறையாக விசை குறைவதற்கு முன் அதிகபட்ச விசையாகும், மேலும் Sₒ என்பது மாதிரியின் அசல் குறுக்குவெட்டுப் பகுதி.

குறைந்த மகசூல் வலிமைக்கு: R = F / Sₒ, இங்கு F என்பது ஆரம்ப நிலையற்ற விளைவைப் புறக்கணித்து குறைந்தபட்ச விசை F ஆகும், மேலும் Sₒ என்பது மாதிரியின் அசல் குறுக்குவெட்டுப் பகுதி.

அலகு

மகசூல் வலிமையின் அலகு பொதுவாக MPa (மெகாபாஸ்கல்) அல்லது N/mm² (சதுர மில்லிமீட்டருக்கு நியூட்டன்) ஆகும்.

உதாரணமாக

உதாரணமாக குறைந்த கார்பன் எஃகு எடுத்துக் கொண்டால், அதன் மகசூல் வரம்பு பொதுவாக 207MPa ஆகும். இந்த வரம்பை விட அதிகமான வெளிப்புற விசைக்கு உட்படுத்தப்படும்போது, ​​குறைந்த கார்பன் எஃகு நிரந்தர உருமாற்றத்தை உருவாக்கும், அதை மீட்டெடுக்க முடியாது; இந்த வரம்பை விட குறைவான வெளிப்புற விசைக்கு உட்படுத்தப்படும்போது, ​​குறைந்த கார்பன் எஃகு அதன் அசல் நிலைக்குத் திரும்ப முடியும்.

உலோகப் பொருட்களின் இயந்திர பண்புகளை மதிப்பிடுவதற்கான முக்கியமான குறிகாட்டிகளில் மகசூல் வலிமை ஒன்றாகும். வெளிப்புற சக்திகளுக்கு உட்படுத்தப்படும்போது பிளாஸ்டிக் சிதைவை எதிர்க்கும் பொருட்களின் திறனை இது பிரதிபலிக்கிறது.

இழுவிசை வலிமை

இழுவிசை வலிமை என்பது இழுவிசை சுமையின் கீழ் சேதத்தை எதிர்க்கும் ஒரு பொருளின் திறன் ஆகும், இது இழுவிசை செயல்பாட்டின் போது பொருள் தாங்கக்கூடிய அதிகபட்ச அழுத்த மதிப்பாக குறிப்பாக வெளிப்படுத்தப்படுகிறது. பொருளின் மீதான இழுவிசை அழுத்தம் அதன் இழுவிசை வலிமையை மீறும் போது, ​​பொருள் பிளாஸ்டிக் சிதைவு அல்லது எலும்பு முறிவுக்கு உட்படும்.

கணக்கீட்டு சூத்திரம்

இழுவிசை வலிமைக்கான (σt) கணக்கீட்டு சூத்திரம்:

σt = எஃப் / எ

இங்கு F என்பது மாதிரி உடைவதற்கு முன்பு தாங்கக்கூடிய அதிகபட்ச இழுவிசை விசை (நியூட்டன், N), மற்றும் A என்பது மாதிரியின் அசல் குறுக்குவெட்டுப் பகுதி (சதுர மில்லிமீட்டர், mm²).

அலகு

இழுவிசை வலிமையின் அலகு பொதுவாக MPa (மெகாபாஸ்கல்) அல்லது N/mm² (சதுர மில்லிமீட்டருக்கு நியூட்டன்) ஆகும். 1 MPa என்பது ஒரு சதுர மீட்டருக்கு 1,000,000 நியூட்டன்களுக்குச் சமம், இது 1 N/mm²க்கும் சமம்.

செல்வாக்கு செலுத்தும் காரணிகள்

வேதியியல் கலவை, நுண் கட்டமைப்பு, வெப்ப சிகிச்சை செயல்முறை, செயலாக்க முறை போன்ற பல காரணிகளால் இழுவிசை வலிமை பாதிக்கப்படுகிறது. வெவ்வேறு பொருட்கள் வெவ்வேறு இழுவிசை வலிமைகளைக் கொண்டுள்ளன, எனவே நடைமுறை பயன்பாடுகளில், பொருட்களின் இயந்திர பண்புகளின் அடிப்படையில் பொருத்தமான பொருட்களைத் தேர்ந்தெடுப்பது அவசியம்.

நடைமுறை பயன்பாடு

இழுவிசை வலிமை என்பது பொருள் அறிவியல் மற்றும் பொறியியல் துறையில் மிக முக்கியமான அளவுருவாகும், மேலும் இது பெரும்பாலும் பொருட்களின் இயந்திர பண்புகளை மதிப்பிடுவதற்குப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. கட்டமைப்பு வடிவமைப்பு, பொருள் தேர்வு, பாதுகாப்பு மதிப்பீடு போன்றவற்றின் அடிப்படையில், இழுவிசை வலிமை என்பது கருத்தில் கொள்ள வேண்டிய ஒரு காரணியாகும். எடுத்துக்காட்டாக, கட்டுமான பொறியியலில், எஃகின் இழுவிசை வலிமை சுமைகளைத் தாங்குமா என்பதை தீர்மானிப்பதில் ஒரு முக்கிய காரணியாகும்; விண்வெளித் துறையில், இலகுரக மற்றும் அதிக வலிமை கொண்ட பொருட்களின் இழுவிசை வலிமை விமானங்களின் பாதுகாப்பை உறுதி செய்வதற்கான திறவுகோலாகும்.

சோர்வு வலிமை:

உலோக சோர்வு என்பது பொருட்கள் மற்றும் கூறுகள் சுழற்சி அழுத்தம் அல்லது சுழற்சி திரிபு கீழ் ஒன்று அல்லது பல இடங்களில் படிப்படியாக உள்ளூர் நிரந்தர ஒட்டுமொத்த சேதத்தை உருவாக்கும் செயல்முறையைக் குறிக்கிறது, மேலும் ஒரு குறிப்பிட்ட எண்ணிக்கையிலான சுழற்சிகளுக்குப் பிறகு விரிசல்கள் அல்லது திடீர் முழுமையான எலும்பு முறிவுகள் ஏற்படுகின்றன.

அம்சங்கள்

திடீர் நேரக் கோளாறு: உலோகச் சோர்வு செயலிழப்பு பெரும்பாலும் குறுகிய காலத்தில் வெளிப்படையான அறிகுறிகள் இல்லாமல் திடீரென நிகழ்கிறது.

நிலையில் உள்ள இடம்: சோர்வு தோல்வி பொதுவாக மன அழுத்தம் குவிந்துள்ள உள்ளூர் பகுதிகளில் ஏற்படுகிறது.

சுற்றுச்சூழல் மற்றும் குறைபாடுகளுக்கு உணர்திறன்: உலோக சோர்வு சுற்றுச்சூழலுக்கும் பொருளின் உள்ளே இருக்கும் சிறிய குறைபாடுகளுக்கும் மிகவும் உணர்திறன் கொண்டது, இது சோர்வு செயல்முறையை துரிதப்படுத்தக்கூடும்.

செல்வாக்கு செலுத்தும் காரணிகள்

அழுத்த வீச்சு: அழுத்தத்தின் அளவு உலோகத்தின் சோர்வு வாழ்க்கையை நேரடியாக பாதிக்கிறது.

சராசரி அழுத்த அளவு: சராசரி அழுத்தம் அதிகமாக இருந்தால், உலோகத்தின் சோர்வு ஆயுள் குறைவாக இருக்கும்.

சுழற்சிகளின் எண்ணிக்கை: உலோகம் அதிக முறை சுழற்சி அழுத்தம் அல்லது திரிபு நிலையில் இருந்தால், சோர்வு சேதம் அதிகமாகக் குவியும்.

தடுப்பு நடவடிக்கைகள்

பொருள் தேர்வை மேம்படுத்தவும்: அதிக சோர்வு வரம்புகளைக் கொண்ட பொருட்களைத் தேர்ந்தெடுக்கவும்.

அழுத்த செறிவைக் குறைத்தல்: வட்டமான மூலை மாற்றங்களைப் பயன்படுத்துதல், குறுக்குவெட்டு பரிமாணங்களை அதிகரித்தல் போன்ற கட்டமைப்பு வடிவமைப்பு அல்லது செயலாக்க முறைகள் மூலம் அழுத்த செறிவைக் குறைத்தல்.

மேற்பரப்பு சிகிச்சை: மேற்பரப்பு குறைபாடுகளைக் குறைப்பதற்கும் சோர்வு வலிமையை மேம்படுத்துவதற்கும் உலோக மேற்பரப்பில் பாலிஷ் செய்தல், தெளித்தல் போன்றவை.

ஆய்வு மற்றும் பராமரிப்பு: விரிசல்கள் போன்ற குறைபாடுகளை உடனடியாகக் கண்டறிந்து சரிசெய்ய உலோகக் கூறுகளை தவறாமல் ஆய்வு செய்யுங்கள்; தேய்ந்த பாகங்களை மாற்றுதல் மற்றும் பலவீனமான இணைப்புகளை வலுப்படுத்துதல் போன்ற சோர்வுக்கு ஆளாகும் பாகங்களைப் பராமரித்தல்.

உலோக சோர்வு என்பது ஒரு பொதுவான உலோக செயலிழப்பு முறையாகும், இது திடீர் தன்மை, இருப்பிடம் மற்றும் சுற்றுச்சூழலுக்கு உணர்திறன் ஆகியவற்றால் வகைப்படுத்தப்படுகிறது. அழுத்த வீச்சு, சராசரி அழுத்த அளவு மற்றும் சுழற்சிகளின் எண்ணிக்கை ஆகியவை உலோக சோர்வை பாதிக்கும் முக்கிய காரணிகளாகும்.

SN வளைவு: வெவ்வேறு அழுத்த நிலைகளின் கீழ் உள்ள பொருட்களின் சோர்வு ஆயுளை விவரிக்கிறது, இங்கு S அழுத்தத்தைக் குறிக்கிறது மற்றும் N அழுத்த சுழற்சிகளின் எண்ணிக்கையைக் குறிக்கிறது.

களைப்பு வலிமை குணக சூத்திரம்:

(Kf = Ka \cdot Kb \cdot Kc \cdot Kd \cdot Ke)

(Ka) என்பது சுமை காரணி, (Kb) என்பது அளவு காரணி, (Kc) என்பது வெப்பநிலை காரணி, (Kd) என்பது மேற்பரப்பு தர காரணி, மற்றும் (Ke) என்பது நம்பகத்தன்மை காரணி.

SN வளைவின் கணித வெளிப்பாடு:

(\சிக்மா^மீ N = சி)

(\sigma) என்பது மன அழுத்தத்தைக் குறிக்கும் இடத்தில், N என்பது மன அழுத்தத்தைக் குறிக்கும் சுழற்சிகளின் எண்ணிக்கையையும், m மற்றும் C ஆகியவை பொருள் மாறிலிகளையும் குறிக்கும்.

கணக்கீட்டு படிகள்

பொருள் மாறிலிகளைத் தீர்மானிக்கவும்:

சோதனைகள் மூலமாகவோ அல்லது தொடர்புடைய இலக்கியங்களைப் பார்ப்பதன் மூலமாகவோ m மற்றும் C இன் மதிப்புகளைத் தீர்மானிக்கவும்.

அழுத்த செறிவு காரணியைத் தீர்மானிக்கவும்: அழுத்த செறிவு காரணி K ஐ தீர்மானிக்க, பகுதியின் உண்மையான வடிவம் மற்றும் அளவைக் கருத்தில் கொண்டு, ஃபில்லெட்டுகள், கீவேக்கள் போன்றவற்றால் ஏற்படும் அழுத்த செறிவையும் கருத்தில் கொள்ளுங்கள். சோர்வு வலிமையைக் கணக்கிடுங்கள்: SN வளைவு மற்றும் அழுத்த செறிவு காரணியின் படி, பகுதியின் வடிவமைப்பு ஆயுள் மற்றும் வேலை அழுத்த நிலை ஆகியவற்றுடன் இணைந்து, சோர்வு வலிமையைக் கணக்கிடுங்கள்.

2. பிளாஸ்டிசிட்டி:

ஒரு பொருளின் நெகிழ்வுத்தன்மை என்பது, வெளிப்புற விசைக்கு உட்படுத்தப்படும்போது, ​​வெளிப்புற விசை அதன் மீள் வரம்பை மீறும் போது உடைக்காமல் நிரந்தர சிதைவை உருவாக்கும் ஒரு பொருளின் பண்பைக் குறிக்கிறது. இந்த சிதைவு மீள முடியாதது, மேலும் வெளிப்புற விசை அகற்றப்பட்டாலும் பொருள் அதன் அசல் வடிவத்திற்குத் திரும்பாது.

பிளாஸ்டிசிட்டி குறியீடு மற்றும் அதன் கணக்கீட்டு சூத்திரம்

நீட்சி (δ)

வரையறை: நீட்சி என்பது மாதிரி அசல் கேஜ் நீளத்திற்கு இழுவிசை முறிவுக்குப் பிறகு கேஜ் பிரிவின் மொத்த சிதைவின் சதவீதமாகும்.

சூத்திரம்: δ = (L1 – L0) / L0 × 100%

இங்கு L0 என்பது மாதிரியின் அசல் கேஜ் நீளம்;

L1 என்பது மாதிரி உடைந்த பிறகு கேஜ் நீளம்.

பிரிவு குறைப்பு (Ψ)

வரையறை: பிரிவு குறைப்பு என்பது மாதிரி அசல் குறுக்குவெட்டு பகுதிக்கு உடைக்கப்பட்ட பிறகு, கழுத்துப் புள்ளியில் குறுக்குவெட்டு பகுதியில் ஏற்படும் அதிகபட்ச குறைப்பின் சதவீதமாகும்.

சூத்திரம்: Ψ = (F0 – F1) / F0 × 100%

இங்கு F0 என்பது மாதிரியின் அசல் குறுக்குவெட்டுப் பகுதி;

F1 என்பது மாதிரி உடைக்கப்பட்ட பிறகு கழுத்துப் புள்ளியில் உள்ள குறுக்கு வெட்டுப் பகுதி ஆகும்.

3. கடினத்தன்மை

உலோக கடினத்தன்மை என்பது உலோகப் பொருட்களின் கடினத்தன்மையை அளவிடுவதற்கான ஒரு இயந்திர பண்புக் குறியீடாகும். இது உலோக மேற்பரப்பில் உள்ள உள்ளூர் அளவில் சிதைவை எதிர்க்கும் திறனைக் குறிக்கிறது.

உலோக கடினத்தன்மையின் வகைப்பாடு மற்றும் பிரதிநிதித்துவம்

உலோக கடினத்தன்மை பல்வேறு சோதனை முறைகளின்படி பல்வேறு வகைப்பாடு மற்றும் பிரதிநிதித்துவ முறைகளைக் கொண்டுள்ளது. முக்கியமாக பின்வருவனவற்றை உள்ளடக்கியது:

பிரைனெல் கடினத்தன்மை (HB):

பயன்பாட்டின் நோக்கம்: பொதுவாக இரும்பு அல்லாத உலோகங்கள், வெப்ப சிகிச்சைக்கு முன் அல்லது அனீலிங் செய்த பிறகு எஃகு போன்ற பொருள் மென்மையாக இருக்கும்போது பயன்படுத்தப்படுகிறது.

சோதனைக் கொள்கை: ஒரு குறிப்பிட்ட அளவிலான சோதனைச் சுமையுடன், ஒரு குறிப்பிட்ட விட்டம் கொண்ட கடினப்படுத்தப்பட்ட எஃகு பந்து அல்லது கார்பைடு பந்து சோதிக்கப்படும் உலோகத்தின் மேற்பரப்பில் அழுத்தப்பட்டு, குறிப்பிட்ட நேரத்திற்குப் பிறகு சுமை இறக்கப்பட்டு, சோதிக்கப்பட வேண்டிய மேற்பரப்பில் உள்ள உள்தள்ளலின் விட்டம் அளவிடப்படுகிறது.

கணக்கீட்டு சூத்திரம்: பிரினெல் கடினத்தன்மை மதிப்பு என்பது உள்தள்ளலின் கோள மேற்பரப்புப் பகுதியால் சுமையைப் வகுப்பதன் மூலம் பெறப்படும் ஈவு ஆகும்.

ராக்வெல் கடினத்தன்மை (HR):

பயன்பாட்டின் நோக்கம்: பொதுவாக வெப்ப சிகிச்சைக்குப் பிறகு கடினத்தன்மை போன்ற அதிக கடினத்தன்மை கொண்ட பொருட்களுக்குப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

சோதனைக் கொள்கை: பிரினெல் கடினத்தன்மையைப் போன்றது, ஆனால் வெவ்வேறு ஆய்வுகள் (வைரம்) மற்றும் வெவ்வேறு கணக்கீட்டு முறைகளைப் பயன்படுத்துகிறது.

வகைகள்: பயன்பாட்டைப் பொறுத்து, HRC (அதிக கடினத்தன்மை கொண்ட பொருட்களுக்கு), HRA, HRB மற்றும் பிற வகைகள் உள்ளன.

விக்கர்ஸ் கடினத்தன்மை (HV):

பயன்பாட்டின் நோக்கம்: நுண்ணோக்கி பகுப்பாய்விற்கு ஏற்றது.

சோதனைக் கொள்கை: 120 கிலோவிற்கும் குறைவான சுமை கொண்ட பொருள் மேற்பரப்பையும், 136° உச்சி கோணம் கொண்ட வைர சதுர கூம்பு உள்தள்ளலையும் அழுத்தி, விக்கர்ஸ் கடினத்தன்மை மதிப்பைப் பெற, பொருள் உள்தள்ளல் குழியின் மேற்பரப்புப் பகுதியை சுமை மதிப்பால் வகுக்கவும்.

லீப் கடினத்தன்மை (HL):

அம்சங்கள்: எடுத்துச் செல்லக்கூடிய கடினத்தன்மை சோதனையாளர், அளவிட எளிதானது.

சோதனைக் கொள்கை: கடினத்தன்மை மேற்பரப்பைத் தாக்கிய பிறகு தாக்க பந்து தலையால் உருவாக்கப்பட்ட பவுன்ஸைப் பயன்படுத்தவும், மேலும் மாதிரி மேற்பரப்பில் இருந்து தாக்க வேகத்திற்கு 1 மிமீ தொலைவில் பஞ்சின் மீள் வேகத்தின் விகிதத்தின் மூலம் கடினத்தன்மையைக் கணக்கிடவும்.