धातु पदार्थों के मूलभूत यांत्रिक गुण

धातु पदार्थों के गुणों को सामान्यतः दो श्रेणियों में विभाजित किया जाता है: प्रक्रिया प्रदर्शन और उपयोग प्रदर्शन। प्रक्रिया प्रदर्शन से तात्पर्य यांत्रिक पुर्जों के निर्माण के दौरान निर्दिष्ट ठंडी और गर्म प्रसंस्करण स्थितियों में धातु पदार्थों के प्रदर्शन से है। धातु पदार्थों के प्रक्रिया प्रदर्शन की गुणवत्ता निर्माण प्रक्रिया के दौरान प्रसंस्करण और आकार देने की उसकी अनुकूलता निर्धारित करती है। विभिन्न प्रसंस्करण स्थितियों के कारण, आवश्यक प्रक्रिया गुण भी भिन्न होते हैं, जैसे ढलाई प्रदर्शन, वेल्ड करने की क्षमता, गढ़ाई करने की क्षमता, ऊष्मा उपचार प्रदर्शन, काटने की क्षमता आदि। उपयोग प्रदर्शन से तात्पर्य यांत्रिक पुर्जों के उपयोग की स्थितियों में धातु पदार्थों के प्रदर्शन से है, जिसमें यांत्रिक गुण, भौतिक गुण, रासायनिक गुण आदि शामिल हैं। धातु पदार्थों का प्रदर्शन उसके उपयोग की सीमा और सेवा जीवन निर्धारित करता है।

मशीनरी निर्माण उद्योग में, सामान्य यांत्रिक पुर्जे सामान्य तापमान, सामान्य दबाव और कम संक्षारक माध्यमों में उपयोग किए जाते हैं, और उपयोग के दौरान, प्रत्येक यांत्रिक पुर्जे पर अलग-अलग भार पड़ता है। भार के तहत क्षति का प्रतिरोध करने की धातु सामग्री की क्षमता को यांत्रिक गुण (या यांत्रिक गुणधर्म) कहा जाता है। धातु सामग्री के यांत्रिक गुणधर्म पुर्जों के डिजाइन और सामग्री चयन का मुख्य आधार होते हैं। लगाए गए भार की प्रकृति (जैसे तनाव, संपीड़न, मरोड़, प्रभाव, चक्रीय भार, आदि) के आधार पर, धातु सामग्री के लिए आवश्यक यांत्रिक गुणधर्म भी भिन्न होते हैं। आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले यांत्रिक गुणधर्मों में शामिल हैं: सामर्थ्य, प्लास्टिसिटी, कठोरता, मजबूती, बहु-प्रभाव प्रतिरोध और थकान सीमा। प्रत्येक यांत्रिक गुणधर्म पर नीचे अलग से चर्चा की गई है।

1. ताकत

धातु की मजबूती से तात्पर्य स्थिर भार के तहत क्षति (अत्यधिक प्लास्टिक विरूपण या फ्रैक्चर) का प्रतिरोध करने की उसकी क्षमता से है। चूंकि भार तनाव, संपीड़न, झुकाव, अपरूपण आदि के रूप में कार्य करता है, इसलिए मजबूती को तन्यता मजबूती, संपीडन मजबूती, फ्लेक्सुरल मजबूती, अपरूपण मजबूती आदि में विभाजित किया जाता है। विभिन्न मजबूतीयों के बीच अक्सर एक निश्चित संबंध होता है। उपयोग में, तन्यता मजबूती को आमतौर पर सबसे बुनियादी मजबूती सूचकांक के रूप में उपयोग किया जाता है।

2. प्लास्टिसिटी

प्लास्टिसिटी से तात्पर्य किसी धातु पदार्थ की भार के तहत बिना नष्ट हुए प्लास्टिक विरूपण (स्थायी विरूपण) उत्पन्न करने की क्षमता से है।

3. कठोरता

कठोरता किसी धातु पदार्थ की कठोरता या कोमलता का माप है। वर्तमान में, उत्पादन में कठोरता मापने की सबसे आम विधि इंडेंटेशन कठोरता विधि है, जिसमें एक निश्चित ज्यामितीय आकार के इंडेंटर का उपयोग करके परीक्षण की जा रही धातु पदार्थ की सतह पर एक निश्चित भार के साथ दबाव डाला जाता है, और इंडेंटेशन की डिग्री के आधार पर कठोरता का मान मापा जाता है।
सामान्यतः उपयोग की जाने वाली विधियों में ब्रिनेल कठोरता (एचबी), रॉकवेल कठोरता (एचआरए, एचआरबी, एचआरसी) और विकर्स कठोरता (एचवी) शामिल हैं।

4. थकान

पहले बताई गई मजबूती, प्लास्टिसिटी और कठोरता, ये सभी स्थिर भार के तहत धातु के यांत्रिक प्रदर्शन के संकेतक हैं। वास्तव में, कई मशीनी पुर्जे चक्रीय भार के तहत काम करते हैं, और ऐसी परिस्थितियों में पुर्जों में थकान उत्पन्न होती है।

5. प्रभाव सहनशीलता

किसी मशीन के पुर्जे पर बहुत तेज गति से लगने वाले भार को इम्पैक्ट लोड कहा जाता है, और इम्पैक्ट लोड के तहत क्षति का प्रतिरोध करने की धातु की क्षमता को इम्पैक्ट टफनेस कहा जाता है।