धातु सामग्री की उपज शक्ति और इसके प्रभावशाली कारक

उपज शक्ति से तात्पर्य भौतिक सामग्री से है जो तनाव होने पर मैक्रो-प्लास्टिक विरूपण उत्पन्न करना शुरू कर देती है। उपज घटना के लिए स्पष्ट सामग्री है, तनाव के उपज बिंदु पर उपज शक्ति - उपज मूल्य; उपज घटना के लिए स्पष्ट सामग्री नहीं है, आम तौर पर एक मानक के रूप में अवशिष्ट विरूपण की एक निश्चित मात्रा की घटना के लिए प्रदान करने के लिए तनाव - तनाव वक्र होगा, जैसे कि आमतौर पर 0.2% अवशिष्ट विरूपण उपज शक्ति के रूप में तनाव, σ0.2 या σys का प्रतीक।
उपज शक्ति का उपयोग आमतौर पर ठोस सामग्रियों के यांत्रिक गुणों के मूल्यांकन सूचकांक के रूप में किया जाता है, और यह सामग्री की वास्तविक उपयोग सीमा है।
उपज शक्ति को प्रभावित करने वाले आंतरिक कारक
उपज शक्ति को प्रभावित करने वाले आंतरिक कारक हैं:
1. धातु की प्रकृति और जाली का प्रकार - एक शुद्ध धात्विक एकल क्रिस्टल की उपज शक्ति अव्यवस्था आंदोलन के प्रतिरोध से निर्धारित होती है। इन प्रतिरोधों को जाली प्रतिरोध और अव्यवस्थाओं के बीच परस्पर क्रिया के परिणामस्वरूप उत्पन्न प्रतिरोध के बीच विभेदित किया जाता है। जाली बल अव्यवस्था की चौड़ाई और बर्गनर वैक्टर से संबंधित हैं, जो बदले में क्रिस्टल संरचना से संबंधित हैं। अंतर-विस्थापन अंतःक्रिया द्वारा उत्पन्न प्रतिरोध में समानांतर अव्यवस्थाओं के बीच परस्पर क्रिया से उत्पन्न प्रतिरोध और गतिशील अव्यवस्थाओं और वन अव्यवस्थाओं के बीच परस्पर क्रिया से उत्पन्न प्रतिरोध शामिल होता है। इसे सूत्र द्वारा व्यक्त किया जाता है: T= Gb/L, स्केलिंग कारक कहां है, और क्योंकि घनत्व ρ 1/L2 के समानुपाती है, इसलिए, T= Gbρ1/2, जो दर्शाता है कि घनत्व में वृद्धि से उपज शक्ति बढ़ती है।
2. अनाज का आकार और उपसंरचना - अनाज के आकार का प्रभाव अनाज की सीमाओं के प्रभाव का प्रतिबिंब है, अनाज के आकार को कम करने से अव्यवस्था आंदोलन बाधाओं की संख्या में वृद्धि होगी और अनाज के भीतर अव्यवस्था प्लगिंग समूह की लंबाई कम हो जाएगी, जिसके परिणामस्वरूप होगा उपज शक्ति में वृद्धि. कई धातुओं और मिश्रधातुओं की उपज शक्ति और दाने के आकार का संबंध होलपेगर के सूत्र σs=σj + kyd-1/2 के अनुरूप है, जिसमें σj की गति में आधार धातु में अव्यवस्था है कुल प्रतिरोध, जिसे घर्षण प्रतिरोध के रूप में भी जाना जाता है, जो क्रिस्टल संरचना और अव्यवस्थाओं के घनत्व से निर्धारित होता है; ky पेगिंग स्थिरांक के आकार में योगदान को मजबूत करने, या तनाव एकाग्रता गुणांक के स्लिप बैंड के अंत पर अनाज की सीमाओं का एक माप है; d अनाज के औसत आकार के लिए। उपग्रैनुलर सीमाएँ अनाज की सीमाओं के समान कार्य करती हैं और अव्यवस्थाओं की गति को भी बाधित करती हैं।
3. विलेय तत्व - विलेय परमाणुओं में शुद्ध धातु को अंतरालीय या प्रतिस्थापन प्रकार के ठोस घोल मिश्र धातु बनाने से उपज शक्ति में काफी वृद्धि होगी, यह ठोस घोल को मजबूत करने वाला है। यह मुख्य रूप से विभिन्न व्यास के विलेय परमाणुओं और विलायक परमाणुओं के कारण होता है, जाली विरूपण तनाव क्षेत्र के गठन के आसपास विलेय में, तनाव क्षेत्र परस्पर क्रिया उत्पन्न करता है, जिससे कि अव्यवस्था की गति अवरुद्ध हो जाती है, जिससे उपज की ताकत बढ़ जाती है।

4. दूसरा चरण - इंजीनियरिंग धातु सामग्री जिनकी सूक्ष्म संरचना आम तौर पर बहुचरणीय होती है। उपज शक्ति पर दूसरे चरण का प्रभाव दृढ़ता से इस बात से संबंधित है कि क्या धातु सामग्री की उपज विरूपण के दौरान प्लाज्मा स्वयं विकृत हो सकता है। तदनुसार, दूसरे चरण के प्लाज़्मा को दो श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है: गैर-विकृत और विकृत।
अव्यवस्था सिद्धांत के अनुसार, अव्यवस्था रेखा केवल अपरिवर्तित दूसरे चरण के प्लास्मा को बायपास कर सकती है, और इस कारण से, झुकने वाली अव्यवस्था की रेखा तनाव को दूर किया जाना चाहिए। गैर-विकृत दूसरे चरण के प्लाज़्मा के साथ धातु सामग्री की उपज शक्ति और रियोलॉजिकल तनाव दूसरे चरण के प्लाज़्मा के बीच के अंतर से निर्धारित होते हैं। विकृत दूसरे चरण के प्लाज़्मा के मामले में, अव्यवस्थाओं को काटा जा सकता है और मैट्रिक्स के साथ विकृत किया जा सकता है, जिससे उपज की ताकत भी बढ़ जाती है।
दूसरे चरण का सुदृढ़ीकरण प्रभाव इसके आकार, आकार, संख्या और वितरण के साथ-साथ दूसरे चरण और मैट्रिक्स की ताकत, प्लास्टिसिटी और संबंधित सख्त गुणों, दो चरणों के बीच क्रिस्टलोग्राफिक फिट और इंटरफेसियल ऊर्जा से भी संबंधित है। . दूसरे चरण के समान आयतन अनुपात के लिए, विस्तारित प्लास्मा अव्यवस्था गति को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करते हैं, जिससे कि ऐसे संगठन के साथ धातु सामग्री की उपज शक्ति गोलाकार सामग्री की तुलना में अधिक होती है।
संक्षेप में, धातु ट्रेस प्लास्टिक विरूपण प्रतिरोध की विशेषता उपज ताकत की एक संरचना है, संगठन सूचकांक के यांत्रिक गुणों के प्रति बेहद संवेदनशील है, कई आंतरिक कारकों से प्रभावित है, मिश्र धातु संरचना या गर्मी उपचार प्रक्रिया को बदलने से उपज ताकत का उत्पादन हो सकता है महत्वपूर्ण परिवर्तन.
बाहरी कारकों का उपज शक्ति पर प्रभाव
1. तापमान - धातु सामग्री की सामान्य तापमान उपज शक्ति में कमी आती है, हालांकि, धातु सामग्री की क्रिस्टल संरचना अलग होती है, परिवर्तन की प्रवृत्ति समान नहीं होती है।
2. तनाव दर - खींचते समय, लोडिंग दर बढ़ जाती है, तनाव दर बढ़ जाती है, धातु सामग्री की ताकत बढ़ जाएगी। इसका मुख्य कारण यह है कि, किसी भी प्रकार की धातु की अपनी प्लास्टिक विरूपण प्रसार गति होती है, यदि लोडिंग गति उसकी अपनी प्लास्टिक प्रसार गति से अधिक है, तो अनिवार्य रूप से उपज बिंदु में वृद्धि होगी। ऐसा इसलिए है क्योंकि यदि लोडिंग दर बहुत तेज़ है, तो बाहरी बल की दिशा में क्रिस्टलोग्राफिक विमान का घूर्णन अपर्याप्त है, और नमूना के विकास और विस्तार में फिसलन बाधित होती है, जो वृद्धि के रूप में मैक्रोस्कोपिक रूप से प्रकट होती है। आरंभिक प्लास्टिक विरूपण के प्रतिरोध में। यह, विरूपण सख्त होने की पीढ़ी के साथ, प्रतिक्रिया के सख्त होने का सहज उन्मूलन नहीं किया जा सकता है, और विरूपण सख्त होने से विरूपण के निरंतर विकास को रोका जा सकेगा, इसलिए वांछित अवशिष्ट विरूपण को प्राप्त करने के लिए, इसे जारी रखना आवश्यक है बाहरी बल में वृद्धि, जो प्रारंभिक प्लास्टिक विरूपण के प्रतिरोध में वृद्धि के रूप में भी प्रकट होती है।

3. तनाव की स्थिति - धातु सामग्री की उपज शक्ति पर तनाव की स्थिति भी बहुत महत्वपूर्ण है। कतरनी तनाव का घटक जितना अधिक होगा, सामग्री के प्लास्टिक विरूपण के लिए अधिक अनुकूल, उपज शक्ति उतनी ही कम होगी, इसलिए तन्यता की उपज शक्ति की तुलना में मरोड़ कम, झुकने की उपज शक्ति की तुलना में तन्यता, सामग्री की समान तनाव स्थिति उपज शक्ति अलग है, सामग्री की प्रकृति में परिवर्तन नहीं है, लेकिन सामग्री के यांत्रिक व्यवहार के प्रदर्शन की विभिन्न स्थितियों में ही अलग है। हम आम तौर पर कहते हैं कि सामग्री की उपज ताकत आम तौर पर एक तरफा स्ट्रेचिंग में उपज ताकत को संदर्भित करती है।
उपज शक्ति कैसे सुधारें
1. मिश्र धातु संशोधन
धातुओं की उपज शक्ति में सुधार के लिए मिश्र धातु संशोधन एक सामान्य तरीका है। धातु में तत्वों को शामिल करके, ठोस घोल का निर्माण, अवक्षेपण सख्त चरण या अंतरालीय ठोस घोल आदि के माध्यम से धातु की सूक्ष्म संरचना में सुधार किया जाता है, जिससे धातु की ताकत में सुधार होता है। उदाहरण के लिए, एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं में दुर्लभ पृथ्वी तत्वों को शामिल करने से उनकी उपज शक्ति में काफी वृद्धि हो सकती है।
2. ताप उपचार
ताप उपचार में एनीलिंग, शमन और तड़के के तरीके शामिल हैं। ताप उपचार के तापमान, समय और शीतलन दर को नियंत्रित करके, धातु के दाने के आकार को परिष्कृत किया जाता है, दाने की सीमा को शुद्ध किया जाता है और अव्यवस्था घनत्व को बढ़ाया जाता है, ताकि धातु की उपज शक्ति में सुधार हो सके। उदाहरण के लिए, शमन से स्टील की उपज शक्ति और कठोरता में काफी वृद्धि हो सकती है।
3. ठंडा काम सख्त करना
कोल्ड वर्क हार्डनिंग से तात्पर्य धातु के कोल्ड वर्क विरूपण के माध्यम से अव्यवस्था घनत्व में वृद्धि और अव्यवस्थाओं की गति में बाधा डालकर धातु की ताकत और कठोरता में वृद्धि से है। आमतौर पर संपीड़न, खिंचाव, झुकने और अन्य ठंडे काम करने के तरीकों का उपयोग करें। उदाहरण के लिए, तांबा तन्य विरूपण के बाद अपनी उपज शक्ति में काफी वृद्धि कर सकता है।
4. अनाज सीमा इंजीनियरिंग
अनाज सीमा इंजीनियरिंग भौतिक गुणों पर अनाज सीमाओं के प्रभाव का उपयोग करके धातुओं की उपज शक्ति में सुधार करने की एक विधि है। धातु कण सीमाओं की परस्पर क्रिया और अव्यवस्थाओं के बाधक प्रभाव को नियंत्रित करके, धातुओं की उपज शक्ति में काफी सुधार किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, अनाज सीमा कोण और अनाज सीमा आकृति विज्ञान को समायोजित करके तांबे की उपज शक्ति में काफी सुधार किया जा सकता है।
5. भूतल उपचार
सतह उपचार सतह संशोधन के माध्यम से धातु की उपज शक्ति में सुधार करने की एक विधि है। उदाहरण के लिए, रासायनिक तांबा चढ़ाना तकनीक का उपयोग स्टील की सतह को एक समान तांबे की कोटिंग की एक परत बनाने के लिए बना सकता है, जिससे स्टील की सतह एक नई संरचना और संगठन बनाती है, जिससे इसकी उपज ताकत में सुधार होता है।
संक्षेप में, धातु सामग्री की उपज शक्ति में सुधार करने के लिए विभिन्न तरीके हैं, जिनमें मिश्र धातु संशोधन, गर्मी उपचार, शीत कार्य सख्त करना, अनाज सीमा इंजीनियरिंग और सतह उपचार शामिल हैं। व्यावहारिक अनुप्रयोग में, विभिन्न सामग्री प्रकारों और उपयोग परिवेशों के अनुसार सुधार के लिए उपयुक्त तरीकों का चयन करना आवश्यक है।