उत्पादों के प्रदर्शन गुणों का मूल्यांकन करने और सामग्री की भौतिक और यांत्रिक विशेषताओं को निर्धारित करने के लिए, विभिन्न निर्देश, GOST और अन्य नियामक और सलाहकार दस्तावेजों का उपयोग किया जाता है। उत्पादों की एक पूरी श्रृंखला या एक ही प्रकार की सामग्री के नमूनों के विनाश के परीक्षण के तरीकों की भी सिफारिश की जाती है। यह बहुत किफायती तरीका नहीं है, लेकिन यह प्रभावी है।
विशेषताओं की परिभाषा
सामग्री के यांत्रिक गुणों की मुख्य विशेषताएं इस प्रकार हैं।
1. तन्य शक्ति या तन्य शक्ति - वह तनाव बल जो नमूने के विनाश से पहले उच्चतम भार पर तय होता है। सामग्री की ताकत और प्लास्टिसिटी की यांत्रिक विशेषताएं बाहरी भार के प्रभाव में आकार और विनाश में अपरिवर्तनीय परिवर्तनों का विरोध करने के लिए ठोस के गुणों का वर्णन करती हैं।
2. सशर्त उपज ताकत तनाव है जब अवशिष्ट तनाव नमूना लंबाई के 0.2% तक पहुंच जाता है। ये हैकम से कम तनाव जबकि नमूना तनाव में उल्लेखनीय वृद्धि के बिना विकृत होना जारी रखता है।
3. किसी दिए गए तापमान पर लंबे समय तक ताकत की सीमा को सबसे बड़ा तनाव कहा जाता है, जिससे एक निश्चित समय के लिए नमूना नष्ट हो जाता है। सामग्रियों की यांत्रिक विशेषताओं का निर्धारण दीर्घकालिक ताकत की अंतिम इकाइयों पर केंद्रित है - विनाश 7,000 डिग्री सेल्सियस पर 100 घंटे में होता है।
4. सशर्त रेंगना सीमा वह तनाव है जो किसी दिए गए तापमान पर नमूने में एक निश्चित समय के लिए एक बढ़ाव, साथ ही रेंगना दर का कारण बनता है। सीमा 7000 डिग्री सेल्सियस 0.2% पर 100 घंटे के लिए धातु की विकृति है। रेंगना लंबे समय तक निरंतर लोडिंग और उच्च तापमान के तहत धातुओं के विरूपण की एक निश्चित दर है। गर्मी प्रतिरोध फ्रैक्चर और रेंगने के लिए सामग्री का प्रतिरोध है।
5. जब थकान विफलता नहीं होती है तो थकान सीमा चक्र तनाव का उच्चतम मूल्य है। सामग्री के यांत्रिक परीक्षण की योजना के आधार पर लोडिंग चक्रों की संख्या दी जा सकती है या मनमानी हो सकती है। यांत्रिक विशेषताओं में सामग्री की थकान और सहनशक्ति शामिल है। चक्र में भार की कार्रवाई के तहत, क्षति जमा होती है, दरारें बनती हैं, जिससे विनाश होता है। यह थकान है। और थकान प्रतिरोध गुण धीरज है।
खिंचाव और सिकोड़ें
इंजीनियरिंग में प्रयुक्त सामग्रीअभ्यास दो समूहों में बांटा गया है। पहला प्लास्टिक है, जिसके विनाश के लिए महत्वपूर्ण अवशिष्ट विकृतियाँ दिखाई देनी चाहिए, दूसरी भंगुर है, बहुत छोटी विकृतियों पर ढह रही है। स्वाभाविक रूप से, ऐसा विभाजन बहुत ही मनमाना है, क्योंकि प्रत्येक सामग्री, बनाई गई स्थितियों के आधार पर, भंगुर और नमनीय दोनों के रूप में व्यवहार कर सकती है। यह तनाव की स्थिति, तापमान, तनाव दर और अन्य कारकों की प्रकृति पर निर्भर करता है।
तनाव और संपीड़न में सामग्री की यांत्रिक विशेषताएं नमनीय और भंगुर दोनों के लिए वाक्पटु हैं। उदाहरण के लिए, हल्के स्टील का परीक्षण तनाव में किया जाता है, जबकि कच्चा लोहा संपीड़न में परीक्षण किया जाता है। कच्चा लोहा भंगुर होता है, स्टील नमनीय होता है। भंगुर सामग्री में अधिक संपीड़न शक्ति होती है, जबकि तन्यता विकृति बदतर होती है। प्लास्टिक में संपीड़न और तनाव में सामग्री की लगभग समान यांत्रिक विशेषताएं होती हैं। हालाँकि, उनकी दहलीज अभी भी खींचकर निर्धारित की जाती है। यह ऐसी विधियां हैं जो सामग्रियों की यांत्रिक विशेषताओं को अधिक सटीक रूप से निर्धारित कर सकती हैं। इस आलेख के चित्रों में तनाव और संपीड़न आरेख दिखाया गया है।
नाजुकता और प्लास्टिसिटी
प्लास्टिसिटी और नाजुकता क्या है? पहली बड़ी मात्रा में अवशिष्ट विकृतियों को प्राप्त करने, पतन न करने की क्षमता है। यह संपत्ति सबसे महत्वपूर्ण तकनीकी संचालन के लिए निर्णायक है। झुकने, ड्राइंग, ड्राइंग, स्टैम्पिंग और कई अन्य ऑपरेशन प्लास्टिसिटी की विशेषताओं पर निर्भर करते हैं। तन्य सामग्रियों में एनील्ड कॉपर, पीतल, एल्युमिनियम, माइल्ड स्टील, सोना, और इसी तरह शामिल हैं। बहुत कम नमनीय कांस्यऔर ड्यूरल। लगभग सभी मिश्रधातु वाले स्टील बहुत कमजोर रूप से नमनीय होते हैं।
प्लास्टिक सामग्री की ताकत विशेषताओं की तुलना उपज ताकत से की जाती है, जिस पर नीचे चर्चा की जाएगी। भंगुरता और प्लास्टिसिटी के गुण तापमान और लोडिंग दर से बहुत प्रभावित होते हैं। तेज तनाव सामग्री को भंगुर बनाता है, जबकि धीमा तनाव इसे नमनीय बनाता है। उदाहरण के लिए, कांच एक भंगुर सामग्री है, लेकिन यदि तापमान सामान्य है, तो यह लंबे समय तक भार का सामना कर सकता है, अर्थात यह प्लास्टिसिटी के गुणों को दर्शाता है। और माइल्ड स्टील डक्टाइल होता है, लेकिन शॉक लोड के तहत यह एक भंगुर पदार्थ के रूप में दिखाई देता है।
विविधता पद्धति
सामग्री की भौतिक-यांत्रिक विशेषताओं को अनुदैर्ध्य, झुकने, मरोड़ और अन्य, यहां तक कि अधिक जटिल प्रकार के कंपनों के उत्तेजना द्वारा निर्धारित किया जाता है, और नमूनों के आकार, आकार, रिसीवर के प्रकार और उत्तेजक, विधियों के आधार पर बन्धन और गतिशील भार लगाने की योजनाएँ। बड़े आकार के उत्पाद भी इस पद्धति का उपयोग करके परीक्षण के अधीन होते हैं, यदि लोड को लागू करने, कंपन की उत्तेजना और उन्हें दर्ज करने के तरीकों में आवेदन की विधि में काफी बदलाव होता है। सामग्री की यांत्रिक विशेषताओं को निर्धारित करने के लिए उसी विधि का उपयोग किया जाता है जब बड़े आकार की संरचनाओं की कठोरता का आकलन करना आवश्यक होता है। हालांकि, किसी उत्पाद में भौतिक विशेषताओं के स्थानीय निर्धारण के लिए इस पद्धति का उपयोग नहीं किया जाता है। तकनीक का व्यावहारिक अनुप्रयोग केवल तभी संभव है जब ज्यामितीय आयाम और घनत्व ज्ञात हो, जब उत्पाद को समर्थन पर और पर ठीक करना संभव होउत्पाद - कन्वर्टर्स, कुछ तापमान स्थितियों की आवश्यकता होती है, आदि।
उदाहरण के लिए, जब तापमान में परिवर्तन होता है, तो एक या कोई अन्य परिवर्तन होता है, गर्म होने पर सामग्री की यांत्रिक विशेषताएं भिन्न हो जाती हैं। इन परिस्थितियों में लगभग सभी निकायों का विस्तार होता है, जो उनकी संरचना को प्रभावित करता है। किसी भी पिंड में उन सामग्रियों की कुछ यांत्रिक विशेषताएं होती हैं जिनसे यह बना है। यदि ये लक्षण सभी दिशाओं में नहीं बदलते हैं और समान रहते हैं, तो ऐसे शरीर को आइसोट्रोपिक कहा जाता है। यदि सामग्री की भौतिक और यांत्रिक विशेषताओं में परिवर्तन होता है - अनिसोट्रोपिक। उत्तरार्द्ध लगभग सभी सामग्रियों की एक विशिष्ट विशेषता है, बस कुछ हद तक। लेकिन, उदाहरण के लिए, स्टील्स हैं, जहां अनिसोट्रॉपी बहुत महत्वहीन है। यह लकड़ी जैसी प्राकृतिक सामग्रियों में सबसे अधिक स्पष्ट है। उत्पादन की स्थिति में, सामग्री की यांत्रिक विशेषताओं को गुणवत्ता नियंत्रण के माध्यम से निर्धारित किया जाता है, जहां विभिन्न GOST का उपयोग किया जाता है। जब परीक्षण के परिणामों को संक्षेप में प्रस्तुत किया जाता है, तो सांख्यिकीय प्रसंस्करण से विविधता का अनुमान प्राप्त किया जाता है। नमूने कई होने चाहिए और एक विशिष्ट डिजाइन से काटे जाने चाहिए। तकनीकी विशेषताओं को प्राप्त करने की यह विधि काफी श्रमसाध्य मानी जाती है।
ध्वनिक विधि
सामग्री के यांत्रिक गुणों और उनकी विशेषताओं को निर्धारित करने के लिए बहुत सारे ध्वनिक तरीके हैं, और वे सभी साइनसॉइडल और स्पंदित मोड में दोलनों के इनपुट, रिसेप्शन और पंजीकरण के तरीकों में भिन्न हैं।अध्ययन में ध्वनिक विधियों का उपयोग किया जाता है, उदाहरण के लिए, निर्माण सामग्री, उनकी मोटाई और तनाव की स्थिति, दोष का पता लगाने के दौरान। संरचनात्मक सामग्री की यांत्रिक विशेषताओं को ध्वनिक विधियों का उपयोग करके भी निर्धारित किया जाता है। कई विभिन्न इलेक्ट्रॉनिक ध्वनिक उपकरण पहले से ही विकसित और बड़े पैमाने पर उत्पादित किए जा रहे हैं, जो साइनसॉइडल और स्पंदित मोड दोनों में लोचदार तरंगों, उनके प्रसार मापदंडों को रिकॉर्ड करने की अनुमति देते हैं। उनके आधार पर, सामग्री की ताकत की यांत्रिक विशेषताओं का निर्धारण किया जाता है। यदि कम तीव्रता के लोचदार दोलनों का उपयोग किया जाता है, तो यह विधि बिल्कुल सुरक्षित हो जाती है।
ध्वनिक विधि का नुकसान ध्वनिक संपर्क की आवश्यकता है, जो हमेशा संभव नहीं होता है। इसलिए, ये कार्य बहुत उत्पादक नहीं हैं यदि सामग्री की ताकत की यांत्रिक विशेषताओं को तत्काल प्राप्त करना आवश्यक है। परिणाम सतह की स्थिति, अध्ययन के तहत उत्पाद के ज्यामितीय आकार और आयामों के साथ-साथ उस वातावरण से बहुत प्रभावित होता है जहां परीक्षण किए जाते हैं। इन कठिनाइयों को दूर करने के लिए, एक विशिष्ट समस्या को कड़ाई से परिभाषित ध्वनिक विधि द्वारा हल किया जाना चाहिए या, इसके विपरीत, उनमें से कई को एक बार में उपयोग किया जाना चाहिए, यह विशिष्ट स्थिति पर निर्भर करता है। उदाहरण के लिए, फाइबरग्लास इस तरह के एक अध्ययन के लिए अच्छी तरह से उधार देता है, क्योंकि लोचदार तरंगों का प्रसार वेग अच्छा होता है, और इसलिए एंड-टू-एंड साउंडिंग का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, जब रिसीवर और एमिटर नमूने की विपरीत सतहों पर स्थित होते हैं।
डिफेक्टोस्कोपी
विभिन्न उद्योगों में सामग्री की गुणवत्ता को नियंत्रित करने के लिए डिफेक्टोस्कोपी विधियों का उपयोग किया जाता है। विनाशकारी और विनाशकारी तरीके हैं। गैर-विनाशकारी में निम्नलिखित शामिल हैं।
1. चुंबकीय दोष का पता लगाने का उपयोग सतह की दरारें और पैठ की कमी को निर्धारित करने के लिए किया जाता है। जिन क्षेत्रों में इस तरह की खामियां हैं, उन्हें आवारा खेतों की विशेषता है। आप विशेष उपकरणों से उनका पता लगा सकते हैं या पूरी सतह पर चुंबकीय पाउडर की एक परत लगा सकते हैं। दोष वाले स्थानों पर लगाने पर भी चूर्ण का स्थान बदल जाएगा।
2. अल्ट्रासाउंड की मदद से डिफेक्टोस्कोपी भी की जाती है। डायरेक्शनल बीम अलग तरह से परावर्तित (बिखरा हुआ) होगा, भले ही नमूने के अंदर कोई अंतर हो।
3. विभिन्न घनत्व के माध्यम द्वारा विकिरण के अवशोषण में अंतर के आधार पर, सामग्री में दोषों को अनुसंधान की विकिरण विधि द्वारा अच्छी तरह से दिखाया गया है। गामा दोष का पता लगाने और एक्स-रे का उपयोग किया जाता है।
4. रासायनिक दोष का पता लगाना। यदि सतह को नाइट्रिक एसिड, हाइड्रोक्लोरिक एसिड या उनके मिश्रण (एक्वा रेजिया) के कमजोर घोल से उकेरा जाता है, तो उन जगहों पर जहां दोष होते हैं, काली धारियों के रूप में एक नेटवर्क दिखाई देता है। आप एक विधि लागू कर सकते हैं जिसमें सल्फर प्रिंट हटा दिए जाते हैं। उन जगहों पर जहां सामग्री अमानवीय है, सल्फर को रंग बदलना चाहिए।
विनाशकारी तरीके
विनाशकारी तरीके यहां पहले से ही आंशिक रूप से नष्ट किए जा चुके हैं। झुकने, संपीड़न, तनाव के लिए नमूनों का परीक्षण किया जाता है, अर्थात स्थैतिक विनाशकारी तरीकों का उपयोग किया जाता है। यदि उत्पादप्रभाव झुकने पर चर चक्रीय भार के साथ परीक्षण किया जाता है - गतिशील गुण निर्धारित किए जाते हैं। मैक्रोस्कोपिक विधियां सामग्री की संरचना और बड़ी मात्रा में एक सामान्य तस्वीर खींचती हैं। इस तरह के एक अध्ययन के लिए, विशेष रूप से पॉलिश किए गए नमूनों की आवश्यकता होती है, जो नक़्क़ाशी के अधीन होते हैं। इसलिए, अनाज के आकार और व्यवस्था की पहचान करना संभव है, उदाहरण के लिए, स्टील में, विरूपण के साथ क्रिस्टल की उपस्थिति, फाइबर, गोले, बुलबुले, दरारें और मिश्र धातु की अन्य विषमताएं।
सूक्ष्म तरीके सूक्ष्म संरचना का अध्ययन करते हैं और सबसे छोटे दोषों को प्रकट करते हैं। नमूने प्रारंभिक रूप से जमीन, पॉलिश किए जाते हैं और फिर उसी तरह खोदे जाते हैं। आगे के परीक्षण में विद्युत और ऑप्टिकल सूक्ष्मदर्शी और एक्स-रे विवर्तन विश्लेषण का उपयोग शामिल है। इस पद्धति का आधार किसी पदार्थ के परमाणुओं द्वारा बिखरी हुई किरणों का हस्तक्षेप है। एक्स-रे विवर्तन पैटर्न का विश्लेषण करके सामग्री की विशेषताओं को नियंत्रित किया जाता है। सामग्रियों की यांत्रिक विशेषताएं उनकी ताकत निर्धारित करती हैं, जो कि विश्वसनीय और संचालन में सुरक्षित संरचनाओं के निर्माण के लिए मुख्य चीज है। इसलिए, सामग्री का सावधानीपूर्वक और विभिन्न तरीकों से सभी परिस्थितियों में परीक्षण किया जाता है कि यह उच्च स्तर की यांत्रिक विशेषताओं को खोए बिना स्वीकार करने में सक्षम है।
नियंत्रण के तरीके
सामग्री की विशेषताओं का विनाशकारी परीक्षण करने के लिए, प्रभावी तरीकों के सही चुनाव का बहुत महत्व है। इस संबंध में सबसे सटीक और दिलचस्प दोष का पता लगाने के तरीके हैं - दोष नियंत्रण। यहां दोष का पता लगाने के तरीकों और भौतिक निर्धारण के तरीकों को लागू करने के तरीकों के बीच अंतर को जानना और समझना आवश्यक हैयांत्रिक विशेषताएं, क्योंकि वे मौलिक रूप से एक दूसरे से भिन्न हैं। यदि बाद वाले भौतिक मापदंडों के नियंत्रण और सामग्री की यांत्रिक विशेषताओं के साथ उनके बाद के सहसंबंध पर आधारित होते हैं, तो दोष का पता लगाना विकिरण के प्रत्यक्ष रूपांतरण पर आधारित होता है जो एक दोष से परिलक्षित होता है या एक नियंत्रित वातावरण से गुजरता है।
बेशक, सबसे अच्छी बात जटिल नियंत्रण है। जटिलता इष्टतम भौतिक मापदंडों के निर्धारण में निहित है, जिसका उपयोग नमूने की ताकत और अन्य भौतिक और यांत्रिक विशेषताओं की पहचान करने के लिए किया जा सकता है। और साथ ही, संरचनात्मक दोषों को नियंत्रित करने के लिए साधनों का एक इष्टतम सेट विकसित किया जाता है और फिर कार्यान्वित किया जाता है। और, अंत में, इस सामग्री का एक अभिन्न मूल्यांकन प्रकट होता है: इसका प्रदर्शन मापदंडों की एक पूरी श्रृंखला द्वारा निर्धारित किया जाता है जो गैर-विनाशकारी तरीकों को निर्धारित करने में मदद करता है।
यांत्रिक परीक्षण
इन परीक्षणों की सहायता से सामग्री के यांत्रिक गुणों का परीक्षण और मूल्यांकन किया जाता है। इस प्रकार का नियंत्रण बहुत पहले दिखाई दिया था, लेकिन अभी भी इसकी प्रासंगिकता नहीं खोई है। यहां तक कि आधुनिक हाई-टेक सामग्री की भी उपभोक्ताओं द्वारा अक्सर और गंभीर आलोचना की जाती है। और इससे पता चलता है कि परीक्षाओं को अधिक सावधानी से किया जाना चाहिए। जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, यांत्रिक परीक्षणों को दो प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है: स्थिर और गतिशील। पूर्व में मरोड़, तनाव, संपीड़न, झुकने के लिए उत्पाद या नमूने की जाँच करें, और बाद में कठोरता और प्रभाव शक्ति के लिए जाँच करें। आधुनिक उपकरण उच्च गुणवत्ता के साथ इन बहुत सरल प्रक्रियाओं को करने और सभी परिचालन समस्याओं की पहचान करने में मदद करते हैं।इस सामग्री के गुण।
तनाव परीक्षण एक सामग्री के प्रतिरोध को लागू स्थिर या बढ़ते तन्यता तनाव के प्रभावों को प्रकट कर सकता है। विधि पुरानी है, परीक्षण की गई है और समझने योग्य है, बहुत लंबे समय से उपयोग की जाती है और अभी भी व्यापक रूप से उपयोग की जाती है। परीक्षण मशीन में एक स्थिरता के माध्यम से नमूना अनुदैर्ध्य अक्ष के साथ बढ़ाया जाता है। नमूने की तन्यता दर स्थिर है, भार को एक विशेष सेंसर द्वारा मापा जाता है। इसी समय, बढ़ाव की निगरानी की जाती है, साथ ही लागू भार के साथ इसका अनुपालन भी किया जाता है। इस तरह के परीक्षणों के परिणाम बेहद उपयोगी होते हैं यदि नए डिजाइन बनाए जाते हैं, क्योंकि अभी तक कोई नहीं जानता कि वे भार के तहत कैसे व्यवहार करेंगे। केवल सामग्री की लोच के सभी मापदंडों की पहचान का सुझाव दिया जा सकता है। अधिकतम तनाव - उपज की ताकत अधिकतम भार की परिभाषा बनाती है जो एक दी गई सामग्री का सामना कर सकती है। यह सुरक्षा के मार्जिन की गणना करने में मदद करेगा।
कठोरता परीक्षण
सामग्री की कठोरता की गणना लोच के मापांक से की जाती है। तरलता और कठोरता का संयोजन सामग्री की लोच को निर्धारित करने में मदद करता है। यदि तकनीकी प्रक्रिया में ब्रोचिंग, रोलिंग, प्रेसिंग जैसे ऑपरेशन शामिल हैं, तो संभावित प्लास्टिक विरूपण के परिमाण को जानना आवश्यक है। उच्च प्लास्टिसिटी के साथ, सामग्री उपयुक्त भार के तहत कोई भी आकार लेने में सक्षम होगी। एक संपीड़न परीक्षण सुरक्षा के मार्जिन को निर्धारित करने के लिए एक विधि के रूप में भी काम कर सकता है। खासकर अगर सामग्री नाजुक है।
कठोरता का परीक्षण किया जाता हैपहचानकर्ता, जो बहुत कठिन सामग्री से बना है। अक्सर, यह परीक्षण ब्रिनेल विधि (एक गेंद को अंदर दबाया जाता है), विकर्स (एक पिरामिड के आकार का पहचानकर्ता) या रॉकवेल (एक शंकु का उपयोग किया जाता है) के अनुसार किया जाता है। एक निश्चित अवधि के लिए एक निश्चित बल के साथ एक पहचानकर्ता को सामग्री की सतह में दबाया जाता है, और फिर नमूने पर शेष छाप का अध्ययन किया जाता है। अन्य व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले परीक्षण हैं: प्रभाव शक्ति के लिए, उदाहरण के लिए, जब किसी सामग्री के प्रतिरोध का मूल्यांकन लोड के आवेदन के समय किया जाता है।
