Mechanical Properties of Engineering Materials किसी इंजीनियरिंग उत्पाद या अनुप्रयोग के लिए सामग्री को अंतिम रूप देने के लिए, सामग्री के यांत्रिक गुणों को समझना महत्वपूर्ण है। किसी सामग्री के यांत्रिक गुण वे होते हैं जो किसी सामग्री की यांत्रिक शक्ति और उपयुक्त आकार में ढाले जाने की क्षमता को प्रभावित करते हैं। किसी सामग्री के कुछ विशिष्ट यांत्रिक गुणों में शामिल हैं: Strength
Toughness
hardness
Stiffness
brittlness
Malleability
resilience
Creep Fatigue
Strength-
यह किसी सामग्री का वह गुण है जो बाहरी ताकतों या भार की उपस्थिति में सामग्री के विरूपण या टूटने का विरोध करता है। जिन सामग्रियों को हम अपने इंजीनियरिंग उत्पादों के लिए अंतिम रूप देते हैं, उनमें विभिन्न यांत्रिक बलों या भार के तहत काम करने में सक्षम होने के लिए उपयुक्त यांत्रिक शक्ति होनी चाहिए।
Toughness-
यह किसी पदार्थ की ऊर्जा को अवशोषित करने और बिना फ्रैक्चर हुए प्लास्टिक रूप से विकृत होने की क्षमता है। इसका संख्यात्मक मान प्रति इकाई आयतन में ऊर्जा की मात्रा से निर्धारित होता है। किसी सामग्री की कठोरता का मूल्य उसकी तनाव-तनाव विशेषताओं द्वारा निर्धारित किया जा सकता है। अच्छी कठोरता के लिए, सामग्रियों में अच्छी ताकत के साथ-साथ लचीलापन भी होना चाहिए।
उदाहरण के लिए: भंगुर पदार्थ, जिनमें अच्छी ताकत होती है लेकिन सीमित लचीलापन होता है, पर्याप्त कठोर नहीं होते हैं। इसके विपरीत, अच्छी लचीलापन लेकिन कम ताकत वाली सामग्रियां भी पर्याप्त कठोर नहीं होती हैं। इसलिए, सख्त होने के लिए, एक सामग्री को उच्च तनाव और तनाव दोनों का सामना करने में सक्षम होना चाहिए।
hardness-
यह किसी सामग्री की बाहरी तनाव के कारण स्थायी आकार परिवर्तन का विरोध करने की क्षमता है। कठोरता के विभिन्न माप हैं – स्क्रैच कठोरता, इंडेंटेशन कठोरता और रिबाउंड कठोरता। खरोंच कठोरता
खरोंच कठोरता बाहरी बल के कारण बाहरी सतह परत पर खरोंच का विरोध करने की सामग्री की क्षमता है।
इंडेंटेशन कठोरता
यह बाहरी कठोर और नुकीली वस्तुओं के प्रहार के कारण होने वाले सेंध का विरोध करने की सामग्रियों की क्षमता है।
रिबाउंड कठोरता
रिबाउंड कठोरता को गतिशील कठोरता भी कहा जाता है। यह सामग्री पर एक निश्चित ऊंचाई से गिराए गए हीरे की नोक वाले हथौड़े की “उछाल” की ऊंचाई से निर्धारित होता है।
Stiffness-
यह ऊष्मा उपचार प्रसंस्करण द्वारा कठोरता प्राप्त करने की किसी सामग्री की क्षमता है। यह उस गहराई से निर्धारित होता है जिस गहराई तक सामग्री कठोर हो जाती है। कठोरता की एसआई इकाई मीटर (लंबाई के समान) है। सामग्री की कठोरता सामग्री की वेल्ड-क्षमता के व्युत्क्रमानुपाती होती है।
brittlness-
किसी सामग्री की भंगुरता यह दर्शाती है कि बल या भार के अधीन होने पर यह कितनी आसानी से टूट जाती है। जब एक भंगुर पदार्थ को तनाव के अधीन किया जाता है तो यह बहुत कम ऊर्जा का अवलोकन करता है और बिना किसी महत्वपूर्ण तनाव के फ्रैक्चर हो जाता है। भंगुरता सामग्री की लचीलेपन के विपरीत है। सामग्री की भंगुरता तापमान पर निर्भर है। कुछ धातुएँ जो सामान्य तापमान पर लचीली होती हैं वे कम तापमान पर भंगुर हो जाती हैं।
Malleability-
लचीलापन ठोस पदार्थों का एक गुण है जो इंगित करता है कि संपीड़न तनाव के तहत कोई सामग्री कितनी आसानी से विकृत हो जाती है। आघातवर्धनीयता को अक्सर सामग्री को हथौड़े से मारकर या लुढ़काकर पतली शीट के रूप में बनाने की क्षमता के आधार पर वर्गीकृत किया जाता है। यह यांत्रिक गुण सामग्री की प्लास्टिसिटी का एक पहलू है। सामग्री की लचीलापन तापमान पर निर्भर है। तापमान में वृद्धि के साथ, सामग्री की लचीलापन बढ़ जाती है।
resilience-
लचीलापन एक ठोस पदार्थ का एक गुण है जो इंगित करता है कि तन्य तनाव के तहत एक सामग्री कितनी आसानी से विकृत हो जाती है। लचीलेपन को अक्सर सामग्री की खींचने या खींचने से तार में खिंचने की क्षमता के आधार पर वर्गीकृत किया जाता है। यह यांत्रिक गुण भी सामग्री की प्लास्टिसिटी का एक पहलू है और तापमान पर निर्भर है। तापमान में वृद्धि के साथ, सामग्री की लचीलापन बढ़ जाती है।
Creep-
रेंगना किसी सामग्री का गुण है जो बाहरी यांत्रिक तनाव के प्रभाव में सामग्री की धीमी गति से चलने और स्थायी रूप से विकृत होने की प्रवृत्ति को इंगित करता है। यह उपज की सीमा के साथ बड़े बाहरी यांत्रिक तनाव के लंबे समय तक संपर्क में रहने के कारण होता है। लंबे समय तक गर्मी के संपर्क में रहने वाली सामग्री में रेंगना अधिक गंभीर होता है। पदार्थ में फिसलन परमाणुओं के उच्च घनत्व वाला एक तल है।
Fatigue-
थकान सामग्री को बार-बार लोड करने के कारण होने वाली सामग्री का कमजोर होना है। जब किसी सामग्री को चक्रीय लोडिंग के अधीन किया जाता है, और लोडिंग निश्चित सीमा मूल्य से अधिक होती है, लेकिन सामग्री की ताकत (अंतिम तन्य शक्ति सीमा या उपज तनाव सीमा) से काफी कम होती है, तो अनाज की सीमाओं और इंटरफेस पर सूक्ष्म दरारें बनने लगती हैं। अंततः दरार गंभीर आकार तक पहुंच जाती है। यह दरार अचानक फैलती है और ढांचा टूट जाता है। संरचना का आकार थकान को बहुत प्रभावित करता है। चौकोर छेद और नुकीले कोने बढ़े हुए तनाव का कारण बनते हैं जहां थकान दरार शुरू होती है।
Mechanical Properties of Engineering Materials–
Mechanical Properties of Engineering Materials किसी सामग्री के यांत्रिक गुण वे गुण हैं जिनमें लागू भार पर प्रतिक्रिया शामिल होती है। धातुओं के यांत्रिक गुण किसी सामग्री की उपयोगिता की सीमा निर्धारित करते हैं और अपेक्षित सेवा जीवन निर्धारित करते हैं। यांत्रिक गुणों का उपयोग सामग्री को वर्गीकृत करने और पहचानने में मदद के लिए भी किया जाता है। सबसे आम गुण ताकत, लचीलापन, कठोरता माने जाते हैं
, प्रभाव प्रतिरोध, और फ्रैक्चर क्रूरता।
अधिकांश संरचनात्मक सामग्रियां अनिसोट्रोपिक हैं, जिसका अर्थ है कि उनके भौतिक गुण अभिविन्यास के साथ भिन्न होते हैं। गुणों में भिन्नता माइक्रोस्ट्रक्चर (बनावट) में दिशात्मकता के कारण गठन या ठंडे काम करने के संचालन, फाइबर सुदृढीकरण के नियंत्रित संरेखण और कई अन्य कारणों से हो सकती है।
यांत्रिक गुण आम तौर पर उत्पाद के रूप के लिए विशिष्ट होते हैं जैसे शीट, प्लेट, एक्सट्रूज़न, कास्टिंग, फोर्जिंग, और आदि। इसके अतिरिक्त, सामग्री की दिशात्मक अनाज संरचना द्वारा सूचीबद्ध यांत्रिक संपत्ति को देखना आम है। शीट और प्लेट जैसे उत्पादों में, रोलिंग दिशा को अनुदैर्ध्य दिशा कहा जाता है, उत्पाद की चौड़ाई को अनुप्रस्थ दिशा कहा जाता है, और मोटाई को लघु अनुप्रस्थ दिशा कहा जाता है। धातु उत्पादों के मानक गढ़े हुए रूपों में अनाज के झुकाव को छवि में दिखाया गया है
किसी सामग्री के यांत्रिक गुण स्थिर नहीं होते हैं और अक्सर तापमान, लोडिंग की दर और अन्य स्थितियों के आधार पर बदलते रहते हैं। उदाहरण के लिए, कमरे के तापमान से नीचे का तापमान आम तौर पर धातु मिश्र धातुओं की ताकत गुणों में वृद्धि का कारण बनता है; जबकि लचीलापन, फ्रैक्चर क्रूरता, और बढ़ाव
आमतौर पर कमी आती है. कमरे के तापमान से ऊपर का तापमान आमतौर पर धातु मिश्र धातुओं की ताकत गुणों में कमी का कारण बनता है। समान चर के आधार पर बढ़ते तापमान के साथ लचीलापन बढ़ या घट सकता है
यह भी ध्यान दिया जाना चाहिए कि यांत्रिक गुणों को मापते समय प्राप्त मूल्यों में अक्सर महत्वपूर्ण परिवर्तनशीलता होती है। समान सामग्री से प्रतीत होने वाला समान परीक्षण नमूना अक्सर काफी भिन्न परिणाम देगा। इसलिए, यांत्रिक गुणों को निर्धारित करने के लिए आमतौर पर कई परीक्षण किए जाते हैं और रिपोर्ट किए गए मान औसत मान या गणनात्मक सांख्यिकीय न्यूनतम मान हो सकते हैं। साथ ही, परिवर्तनशीलता दिखाने के लिए कभी-कभी मूल्यों की एक श्रृंखला की रिपोर्ट की जाती है।
Engineering and true stress and pressure-
Mechanical Properties of Engineering Materials इंजीनियरिंग तनाव और तनाव पर केंद्रित है, जो गणना में निश्चित, विकृत क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र का उपयोग करते हैं। क्षेत्र के लिए तात्कालिक मूल्यों का उपयोग करके क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र में परिवर्तन के लिए वास्तविक तनाव और तनाव माप जिम्मेदार हैं। इंजीनियरिंग तनाव-तनाव वक्र किसी धातु की विरूपण विशेषताओं का सही संकेत नहीं देता है क्योंकि यह पूरी तरह से नमूने के मूल आयामों पर आधारित है, और डेटा उत्पन्न करने के लिए उपयोग किए जाने वाले परीक्षण के दौरान ये आयाम लगातार बदलते रहते हैं।
इंजीनियरिंग तनाव और तनाव डेटा का आमतौर पर उपयोग किया जाता है क्योंकि डेटा उत्पन्न करना आसान होता है और तन्य गुण इंजीनियरिंग गणना के लिए पर्याप्त होते हैं। हालांकि, अगले भाग में तनाव-खिंचाव वक्रों पर विचार करते समय, यह समझा जाना चाहिए कि धातुएं और अन्य सामग्रियां तब तक तनाव-कठोर होती रहती हैं जब तक कि वे टूट न जाएं और आगे विरूपण उत्पन्न करने के लिए आवश्यक तनाव भी बढ़ जाता है।