स्टील की मजबूती एक जटिल विशेषता है, जिसमें कई यांत्रिक गुण शामिल होते हैं जो मिलकर बाहरी ताकतों और तनावों के प्रति सामग्री के प्रतिरोध को निर्धारित करते हैं। इसे समझने के लिए तन्यता/उपज/कतरनी/संपीड़न शक्ति से लेकर पर्यावरणीय परिस्थितियों तक कई कारकों का मूल्यांकन करना आवश्यक है।
स्टील की ताकत क्या है?
स्टील की मजबूती एक सामान्य शब्द है जिसे सटीक रूप से मापा नहीं जा सकता। इसे निम्न प्रकार से परिभाषित किया जा सकता है और इसमें स्टील की कई अलग-अलग यांत्रिक गुण विशेषताएं शामिल हैं:
स्टील की ताकतयह उन सभी यांत्रिक व्यवहारों की परिणति है, जिसके परिणामस्वरूप टूटने या अपरिवर्तनीय विरूपण होने से पहले पर्यावरण से तनाव, दबाव और ऊर्जा के प्रति समग्र प्रतिरोध होता है।
यांत्रिक गुणों के बारे में अधिक जानकारी के लिए, हमारे परिचय पर जाएँधातुओं के यांत्रिक गुण.
यांत्रिक स्टील की ताकत के प्रकार
मूल रूप से, स्टील की ताकत को चार अलग-अलग मेट्रिक्स में विभाजित किया जा सकता है, जिनमें से प्रत्येक स्टील पर लगाए गए विशिष्ट बल या तनाव के तहत उसका टूटने का बिंदु है। सामूहिक अवलोकन बनाने के लिए, ताकत के चार रूपों में से प्रत्येक को अलग-अलग और एक दूसरे के साथ संयोजन में देखा जाना चाहिए।
तन्यता ताकत: स्टील की खींचे जाने पर प्रतिरोध करने की क्षमता (जिसे परम तन्य शक्ति भी कहा जाता है)।
तन्यता तनाव:सामग्री को विपरीत दिशाओं में खींचता है।
नम्य होने की क्षमता:वह बिंदु जहाँ धातु का प्रत्यास्थ व्यवहार प्लास्टिक विरूपण में परिवर्तित हो जाता है।
लोच:किसी पदार्थ की विरूपणकारी बल का अनुभव करने के बाद अपने मूल आकार में वापस लौटने की क्षमता।
प्लास्टिक विकृत करना:स्थायी विरूपण का बिन्दु (परन्तु टूटन नहीं)।
कतरनी ताकत:स्टील की अपनी सतह पर टूटने या कटने का प्रतिरोध करने की क्षमता।
अपरूपण तनाव:वह बल जो बगल से, बीच से या विपरीत दिशाओं से आता है, तथा धातु के किसी भाग पर कार्य करता है, जो उसे काट या तोड़ सकता है।
सम्पीडक क्षमता: स्टील की दबाव, संपीड़न या आकार में कमी का प्रतिरोध करने की क्षमता (स्टील फास्टनरों का मूल्यांकन करते समय यह उतना प्रासंगिक नहीं है)।
संपीडित तनाव:वह बल जो स्टील को एक साथ धकेलकर उसे छोटा करता है तथा पार्श्व दिशा में फैलाता है।
इन सभी शक्तियों का एक दूसरे पर प्रभाव पड़ेगा। तन्य शक्ति उपज और कतरनी शक्ति को प्रभावित करती है, संपीड़न शक्ति उपज शक्ति को प्रभावित करती है, इत्यादि। उन्हें शून्य में आंकने से बचना महत्वपूर्ण है। चूँकि अधिकांश अन्य मीट्रिक तन्य शक्ति से प्राप्त होते हैं, इसलिए अंततः वहाँ से शुरू करना फायदेमंद है।
अन्य यांत्रिक गुण जो शक्ति को प्रभावित करते हैं
यदि धातु की तन्यता, उपज, कतरनी और संपीड़न शक्ति को ध्यान में रखा जाए तो धातु बहुत कठोर हुए बिना भी मजबूत हो सकती है। यहीं पर स्टील की ताकत उसकी कठोरता और तन्यता से प्रभावित होती है।
कठोरता
कठोरता और ताकत के बीच का संबंध जटिल है, खासकर इसलिए क्योंकि वे समान चीजों को मापते हैं:
ताकतबाहरी ताकतों और तनावों के प्रति प्रतिरोध को मापता है।
कठोरताप्लास्टिक विरूपण का प्रतिरोध करने की क्षमता को मापता है।
कठोरता परीक्षणों की एक विस्तृत श्रृंखला में इसी अवधारणा का परीक्षण किया जा रहा है: किसी वस्तु को किसी पदार्थ में दबाने और स्थायी निशान छोड़ने के लिए कितनी शक्ति की आवश्यकता होती है? ऐसा प्रतीत होता है कि किसी धातु का बाहरी बल के प्रति प्रतिरोध उसकी कठोरता के साथ बढ़ता है, जो उसकी ताकत को दर्शाता है। वास्तव में, अधिक कठोरता उच्च तन्यता और उपज शक्तियों के साथ सहसंबद्ध होती है।
हालांकि, स्टील को अतिरिक्त ताकतों का सामना करना पड़ता है, जैसे कि दरार पड़ना। एक बहुत कठोर स्टील इतना भंगुर हो सकता है कि वह आसानी से टूट जाता है, जिससे वह सीमा चिन्हित हो जाती है जिस पर मजबूती का कोई फ़ायदा नहीं रह जाता। वास्तव में, बहुत अधिक कठोरता स्टील को कमज़ोर कर सकती है।
लचीलापन
इस संबंध को मापना भी कठिन है, इसलिए हम परिभाषा से शुरू करेंगे:
लचीलापन:किसी धातु की बिना टूटे प्लास्टिक विरूपण से गुजरने की क्षमता का माप।
तन्यता को दो परीक्षणों द्वारा मापा जाता है:
बढ़ाव:मापता है कि टूटने से पहले कोई सामग्री कितनी दूर तक खिंचती है। परीक्षण सामग्री को खींचने से पहले उस पर दो बिंदु चिह्नित करता है। एक बार जब यह अपने टूटने के बिंदु तक खिंच जाता है, तो बिंदुओं को फिर से मापा जाता है और दो दूरियों से बढ़ाव की गणना की जाती है।
क्षेत्र का घटाव:मापता है कि क्षेत्र अपने आरंभिक बिंदु से टूटने के बिंदु तक कितना कम हो जाता है। परीक्षण सामग्री के खिंचाव से पहले और टूटने के बाद उसके व्यास को मापता है और अंतर की गणना करता है।
तन्य इस्पात की कम तन्यता और उपज शक्ति को देखने का एक तरीका यह देखना है कि यह प्लास्टिक विरूपण का कितना कम प्रतिरोध करता है। लेकिन चूँकि ऐसी चीज़ को तोड़ना मुश्किल है जो आसानी से मुड़ जाती है, इसलिए इसकी कतरनी शक्ति शायद कम होगी। हालाँकि, एक बार जब यह मुड़ जाता है, तो यह लचीला होता है और टूटने का प्रतिरोध करता है।
मशीन की
मशीनेबिलिटी वह डिग्री है जिस तक किसी सामग्री को सतह की गुणवत्ता में बहुत कम या बिना किसी चिपिंग या गिरावट के काटा जा सकता है। खराब मशीनेबिलिटी वाली सामग्री को अधिक बल की आवश्यकता होगी और संभवतः नुकसान होगा, जबकि उच्च मशीनेबिलिटी वाली सामग्री को आसानी से और कम प्रतिरोध के साथ काटा जा सकता है।
कम तन्य शक्ति आमतौर पर अच्छी मशीनेबिलिटी से जुड़ी होती है; पुट्टी को काटने की कठिनाई की तुलना पकी हुई मिट्टी से करें। कतरनी शक्ति के साथ संबंध समान है: यदि किसी सामग्री को मशीन से काटा जा सकता है तो वह आसानी से अपने समतलों के साथ टूट जाती है।
बेरहमी
तन्य शक्ति और तन्यता दो विशेषताएँ हैं जो मिलकर कठोरता बनाती हैं। किसी पदार्थ को कठोर तभी माना जाता है जब उसमें दोनों गुण हों, यानी अगर वह केवल तभी झुक सकता है जब उस पर बहुत ज़्यादा बल लगाया जाए और फिर भी वह टूटने का प्रतिरोध करे। यह उन मामलों में विशेष रूप से फ़ायदेमंद होता है जहाँ धातु थकी हुई या क्षतिग्रस्त हो, क्योंकि तन्यता उस दर को धीमा कर देती है जिस पर छोटी-छोटी दरारें टूटती हैं।
तन्य शक्ति निस्संदेह कठोरता में एक भूमिका निभाती है। कठोर स्टील में अक्सर उच्च उपज शक्ति भी होती है क्योंकि तन्य और उपज शक्ति अक्सर सहयोग करती है। उच्च कतरनी शक्ति का एक और संकेत बल के तहत टूटने का सामना करने की क्षमता होगी।
स्टील की मजबूती एक जटिल विशेषता है जिसमें बाहरी ताकतों और तनावों के प्रति इसके प्रतिरोध को निर्धारित करने वाले विभिन्न यांत्रिक गुण शामिल होते हैं। यह समझना महत्वपूर्ण है कि यह कैसे काम करता है ताकि आप अपने अनुप्रयोग में इसके संभावित प्रदर्शन का मूल्यांकन कर सकें;वेनकी की इंजीनियरिंग सहायता टीमआपको विभिन्न शक्ति कारकों पर विचार करने में मदद करता है ताकि आप अपनी आवश्यकताओं के लिए सही सामग्री चुन सकें।
