শক্তির প্রসার্য পরীক্ষা মূলত প্রসারিত প্রক্রিয়ার সময় ধাতব পদার্থের ক্ষতি প্রতিরোধ করার ক্ষমতা নির্ধারণের জন্য ব্যবহৃত হয় এবং এটি উপকরণের যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য মূল্যায়নের জন্য একটি গুরুত্বপূর্ণ সূচক।
1. প্রসার্য পরীক্ষা
টেনসাইল পরীক্ষাটি উপাদান যান্ত্রিকতার মৌলিক নীতির উপর ভিত্তি করে তৈরি। নির্দিষ্ট পরিস্থিতিতে উপাদানের নমুনায় একটি টেনসাইল লোড প্রয়োগ করে, নমুনাটি ভেঙে না যাওয়া পর্যন্ত এটি টেনসাইল বিকৃতি ঘটায়। পরীক্ষার সময়, বিভিন্ন লোডের অধীনে পরীক্ষামূলক নমুনার বিকৃতি এবং নমুনা ভেঙে যাওয়ার সময় সর্বাধিক লোড রেকর্ড করা হয়, যাতে ফলন শক্তি, টেনসাইল শক্তি এবং উপাদানের অন্যান্য কর্মক্ষমতা সূচক গণনা করা যায়।
চাপ σ = F/A
σ হল প্রসার্য শক্তি (MPa)
F হল প্রসার্য লোড (N)
A হল নমুনার ক্রস-সেকশনাল এরিয়া
2. প্রসার্য বক্ররেখা
প্রসারিত প্রক্রিয়ার বিভিন্ন পর্যায়ের বিশ্লেষণ:
ক) ছোট লোড সহ OP পর্যায়ে, প্রসারণ লোডের সাথে একটি রৈখিক সম্পর্কের মধ্যে থাকে এবং সরলরেখা বজায় রাখার জন্য Fp হল সর্বোচ্চ লোড।
খ. লোড Fp অতিক্রম করার পর, টেনসিল বক্ররেখা একটি অ-রৈখিক সম্পর্ক গ্রহণ করতে শুরু করে। নমুনাটি প্রাথমিক বিকৃতি পর্যায়ে প্রবেশ করে, এবং লোডটি সরানো হয়, এবং নমুনাটি তার মূল অবস্থায় ফিরে যেতে পারে এবং স্থিতিস্থাপকভাবে বিকৃত হতে পারে।
গ. লোড Fe অতিক্রম করার পর, লোডটি সরানো হয়, বিকৃতির কিছু অংশ পুনরুদ্ধার করা হয় এবং অবশিষ্ট বিকৃতির কিছু অংশ ধরে রাখা হয়, যাকে প্লাস্টিক বিকৃতি বলা হয়। Fe কে স্থিতিস্থাপক সীমা বলা হয়।
ঘ. যখন লোড আরও বৃদ্ধি পায়, তখন টেনসিল বক্ররেখা করাতের দাঁত দেখায়। যখন লোড বৃদ্ধি বা হ্রাস পায় না, তখন পরীক্ষামূলক নমুনার ক্রমাগত দীর্ঘায়িত হওয়ার ঘটনাকে বলা হয় ফলন। ফলন দেওয়ার পরে, নমুনাটি স্পষ্ট প্লাস্টিক বিকৃতির মধ্য দিয়ে যেতে শুরু করে।
ঙ। ফলন দেওয়ার পর, নমুনাটি বিকৃতি প্রতিরোধ, কাজ শক্তকরণ এবং বিকৃতি শক্তিশালীকরণের বৃদ্ধি দেখায়। যখন লোড Fb-তে পৌঁছায়, তখন নমুনার একই অংশটি তীব্রভাবে সঙ্কুচিত হয়। Fb হল শক্তি সীমা।
f. সংকোচনের ঘটনাটি নমুনার ভারবহন ক্ষমতা হ্রাস করে। যখন লোড Fk এ পৌঁছায়, তখন নমুনাটি ভেঙে যায়। একে ফ্র্যাকচার লোড বলা হয়।
ফলন শক্তি
প্লাস্টিক বিকৃতির শুরু থেকে বাহ্যিক বলের সংস্পর্শে সম্পূর্ণ ফ্র্যাকচার পর্যন্ত ধাতব পদার্থ সর্বোচ্চ চাপের মান যা সহ্য করতে পারে তা হল ফলন শক্তি। এই মানটি সেই গুরুত্বপূর্ণ বিন্দু চিহ্নিত করে যেখানে উপাদানটি ইলাস্টিক বিকৃতি পর্যায় থেকে প্লাস্টিক বিকৃতি পর্যায়ে রূপান্তরিত হয়।
শ্রেণীবিভাগ
উচ্চ ফলন শক্তি: প্রথমবার ফলন ঘটার সময় বল কমে যাওয়ার আগে নমুনার সর্বোচ্চ চাপকে বোঝায়।
নিম্ন ফলন শক্তি: প্রাথমিক ক্ষণস্থায়ী প্রভাব উপেক্ষা করা হলে ফলন পর্যায়ে সর্বনিম্ন চাপকে বোঝায়। যেহেতু নিম্ন ফলন বিন্দুর মান তুলনামূলকভাবে স্থিতিশীল, তাই এটি সাধারণত উপাদান প্রতিরোধের সূচক হিসাবে ব্যবহৃত হয়, যাকে ফলন বিন্দু বা ফলন শক্তি বলা হয়।
গণনার সূত্র
উচ্চ ফলন শক্তির জন্য: R = F / Sₒ, যেখানে F হল ফলন পর্যায়ে প্রথমবার বল হ্রাসের আগে সর্বোচ্চ বল, এবং Sₒ হল নমুনার মূল ক্রস-বিভাগীয় এলাকা।
কম ফলন শক্তির জন্য: R = F / Sₒ, যেখানে F হল প্রাথমিক ক্ষণস্থায়ী প্রভাব উপেক্ষা করে সর্বনিম্ন বল F, এবং Sₒ হল নমুনার মূল ক্রস-বিভাগীয় এলাকা।
ইউনিট
উৎপাদন শক্তির একক সাধারণত MPa (মেগাপাস্কাল) অথবা N/mm² (প্রতি বর্গ মিলিমিটারে নিউটন)।
উদাহরণ
উদাহরণস্বরূপ, নিম্ন কার্বন ইস্পাতের কথা ধরুন, এর উৎপাদন সীমা সাধারণত ২০৭ এমপিএ। এই সীমার চেয়ে বেশি বাহ্যিক বলের সংস্পর্শে এলে, নিম্ন কার্বন ইস্পাত স্থায়ী বিকৃতি তৈরি করবে এবং পুনরুদ্ধার করা যাবে না; এই সীমার চেয়ে কম বাহ্যিক বলের সংস্পর্শে এলে, নিম্ন কার্বন ইস্পাত তার আসল অবস্থায় ফিরে আসতে পারে।
ধাতব পদার্থের যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য মূল্যায়নের জন্য ফলন শক্তি একটি গুরুত্বপূর্ণ সূচক। এটি বাহ্যিক শক্তির সংস্পর্শে এলে প্লাস্টিকের বিকৃতি প্রতিরোধ করার জন্য উপকরণের ক্ষমতা প্রতিফলিত করে।
প্রসার্য শক্তি
প্রসার্য শক্তি হল প্রসার্য লোডের অধীনে ক্ষতি প্রতিরোধ করার জন্য একটি উপাদানের ক্ষমতা, যা বিশেষভাবে প্রসার্য প্রক্রিয়া চলাকালীন উপাদানটি সহ্য করতে পারে এমন সর্বোচ্চ চাপের মান হিসাবে প্রকাশ করা হয়। যখন উপাদানের উপর প্রসার্য চাপ তার প্রসার্য শক্তিকে ছাড়িয়ে যায়, তখন উপাদানটি প্লাস্টিকের বিকৃতি বা ফ্র্যাকচারের মধ্য দিয়ে যায়।
গণনার সূত্র
প্রসার্য শক্তি (σt) গণনার সূত্র হল:
σt = এফ / এ
যেখানে F হল সর্বোচ্চ প্রসার্য বল (নিউটন, N) যা নমুনাটি ভাঙার আগে সহ্য করতে পারে, এবং A হল নমুনার মূল ক্রস-সেকশনাল এলাকা (বর্গ মিলিমিটার, মিমি²)।
ইউনিট
প্রসার্য শক্তির একক সাধারণত MPa (মেগাপাস্কাল) অথবা N/mm² (প্রতি বর্গ মিলিমিটারে নিউটন)। ১ MPa হল প্রতি বর্গমিটারে ১০,০০,০০০ নিউটন, যা ১ N/mm² এরও সমান।
প্রভাব বিস্তারকারী কারণগুলি
রাসায়নিক গঠন, মাইক্রোস্ট্রাকচার, তাপ চিকিত্সা প্রক্রিয়া, প্রক্রিয়াকরণ পদ্ধতি ইত্যাদি সহ অনেক কারণের দ্বারা প্রসার্য শক্তি প্রভাবিত হয়। বিভিন্ন উপকরণের বিভিন্ন প্রসার্য শক্তি থাকে, তাই ব্যবহারিক প্রয়োগে, উপকরণগুলির যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যের উপর ভিত্তি করে উপযুক্ত উপকরণ নির্বাচন করা প্রয়োজন।
ব্যবহারিক প্রয়োগ
পদার্থ বিজ্ঞান এবং প্রকৌশলের ক্ষেত্রে প্রসার্য শক্তি একটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ পরামিতি, এবং প্রায়শই উপকরণের যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য মূল্যায়নের জন্য ব্যবহৃত হয়। কাঠামোগত নকশা, উপাদান নির্বাচন, সুরক্ষা মূল্যায়ন ইত্যাদির ক্ষেত্রে, প্রসার্য শক্তি এমন একটি বিষয় যা বিবেচনা করা আবশ্যক। উদাহরণস্বরূপ, নির্মাণ প্রকৌশলে, ইস্পাতের প্রসার্য শক্তি বোঝা সহ্য করতে পারে কিনা তা নির্ধারণের জন্য একটি গুরুত্বপূর্ণ বিষয়; মহাকাশের ক্ষেত্রে, হালকা ওজনের এবং উচ্চ-শক্তির উপকরণের প্রসার্য শক্তি বিমানের নিরাপত্তা নিশ্চিত করার মূল চাবিকাঠি।
ক্লান্তি শক্তি:
ধাতব ক্লান্তি বলতে সেই প্রক্রিয়াকে বোঝায় যেখানে উপাদান এবং উপাদানগুলি ধীরে ধীরে চক্রীয় চাপ বা চক্রীয় স্ট্রেনের অধীনে এক বা একাধিক জায়গায় স্থানীয় স্থায়ী ক্রমবর্ধমান ক্ষতি তৈরি করে এবং নির্দিষ্ট সংখ্যক চক্রের পরে ফাটল বা হঠাৎ সম্পূর্ণ ফ্র্যাকচার দেখা দেয়।
ফিচার
সময়ের আকস্মিকতা: ধাতুর ক্লান্তি ব্যর্থতা প্রায়শই অল্প সময়ের মধ্যে হঠাৎ করে ঘটে যার কোনও স্পষ্ট লক্ষণ নেই।
অবস্থানগত অবস্থান: ক্লান্তি ব্যর্থতা সাধারণত স্থানীয় এলাকায় ঘটে যেখানে চাপ ঘনীভূত হয়।
পরিবেশ এবং ত্রুটির প্রতি সংবেদনশীলতা: ধাতুর ক্লান্তি পরিবেশ এবং উপাদানের ভিতরের ক্ষুদ্র ত্রুটির প্রতি খুবই সংবেদনশীল, যা ক্লান্তি প্রক্রিয়াকে ত্বরান্বিত করতে পারে।
প্রভাব বিস্তারকারী কারণগুলি
স্ট্রেস অ্যাম্প্লিচ্যুড: স্ট্রেসের মাত্রা সরাসরি ধাতুর ক্লান্তি জীবনকে প্রভাবিত করে।
গড় চাপের মাত্রা: গড় চাপ যত বেশি হবে, ধাতুর ক্লান্তি জীবন তত কম হবে।
চক্রের সংখ্যা: ধাতু যত বেশিবার চক্রাকার চাপ বা চাপের মধ্যে থাকবে, ক্লান্তির ক্ষতির পরিমাণ তত বেশি গুরুতর হবে।
প্রতিরোধমূলক ব্যবস্থা
উপাদান নির্বাচন অপ্টিমাইজ করুন: উচ্চ ক্লান্তি সীমা সহ উপকরণ নির্বাচন করুন।
চাপের ঘনত্ব হ্রাস: কাঠামোগত নকশা বা প্রক্রিয়াকরণ পদ্ধতির মাধ্যমে চাপের ঘনত্ব হ্রাস করুন, যেমন গোলাকার কোণার রূপান্তর ব্যবহার করা, ক্রস-সেকশনাল মাত্রা বৃদ্ধি করা ইত্যাদি।
পৃষ্ঠ চিকিত্সা: পৃষ্ঠের ত্রুটি কমাতে এবং ক্লান্তি শক্তি উন্নত করতে ধাতব পৃষ্ঠে পলিশিং, স্প্রে ইত্যাদি।
পরিদর্শন এবং রক্ষণাবেক্ষণ: ফাটলের মতো ত্রুটিগুলি দ্রুত সনাক্ত এবং মেরামত করার জন্য নিয়মিত ধাতব উপাদানগুলি পরিদর্শন করুন; ক্লান্তিপ্রবণ অংশগুলি রক্ষণাবেক্ষণ করুন, যেমন জীর্ণ অংশগুলি প্রতিস্থাপন করা এবং দুর্বল লিঙ্কগুলিকে শক্তিশালী করা।
ধাতব ক্লান্তি হল একটি সাধারণ ধাতব ব্যর্থতার ধরণ, যা আকস্মিকতা, স্থানিকতা এবং পরিবেশের প্রতি সংবেদনশীলতা দ্বারা চিহ্নিত করা হয়। চাপের প্রশস্ততা, গড় চাপের মাত্রা এবং চক্রের সংখ্যা হল ধাতব ক্লান্তিকে প্রভাবিত করে এমন প্রধান কারণ।
SN বক্ররেখা: বিভিন্ন চাপ স্তরের অধীনে পদার্থের ক্লান্তি জীবন বর্ণনা করে, যেখানে S চাপকে প্রতিনিধিত্ব করে এবং N চাপ চক্রের সংখ্যাকে প্রতিনিধিত্ব করে।
ক্লান্তি শক্তি সহগ সূত্র:
(Kf = Ka \cdot Kb \cdot Kc \cdot Kd \cdot Ke)
যেখানে (Ka) হল লোড ফ্যাক্টর, (Kb) হল আকার ফ্যাক্টর, (Kc) হল তাপমাত্রা ফ্যাক্টর, (Kd) হল পৃষ্ঠের মানের ফ্যাক্টর এবং (Ke) হল নির্ভরযোগ্যতা ফ্যাক্টর।
SN বক্ররেখার গাণিতিক রাশি:
(\সিগমা^মি N = সি)
যেখানে (\sigma) হল চাপ, N হল চাপ চক্রের সংখ্যা, এবং m এবং C হল বস্তুগত ধ্রুবক।
গণনার ধাপ
উপাদানের ধ্রুবক নির্ধারণ করুন:
পরীক্ষার মাধ্যমে অথবা প্রাসঙ্গিক সাহিত্যের উল্লেখ করে m এবং C এর মান নির্ধারণ করুন।
স্ট্রেস কনসেন্ট্রেশন ফ্যাক্টর নির্ধারণ করুন: স্ট্রেস কনসেন্ট্রেশন ফ্যাক্টর K নির্ধারণ করতে অংশের প্রকৃত আকৃতি এবং আকার, সেইসাথে ফিলেট, কীওয়ে ইত্যাদির কারণে সৃষ্ট স্ট্রেস কনসেন্ট্রেশন বিবেচনা করুন। ক্লান্তি শক্তি গণনা করুন: SN বক্ররেখা এবং স্ট্রেস কনসেন্ট্রেশন ফ্যাক্টর অনুসারে, অংশের নকশা জীবন এবং কাজের স্ট্রেস লেভেলের সাথে মিলিত হয়ে, ক্লান্তি শক্তি গণনা করুন।
2. প্লাস্টিকতা:
প্লাস্টিসিটি বলতে এমন একটি উপাদানের বৈশিষ্ট্যকে বোঝায় যা বাহ্যিক বলের সংস্পর্শে এলে, বাহ্যিক বল তার স্থিতিস্থাপক সীমা অতিক্রম করলে ভাঙা ছাড়াই স্থায়ী বিকৃতি তৈরি করে। এই বিকৃতি অপরিবর্তনীয়, এবং বাহ্যিক বল অপসারণ করা হলেও উপাদানটি তার আসল আকারে ফিরে আসবে না।
প্লাস্টিসিটি সূচক এবং এর গণনার সূত্র
প্রসারণ (δ)
সংজ্ঞা: নমুনাটি মূল গেজ দৈর্ঘ্যে প্রসার্যভাবে ভেঙে যাওয়ার পরে গেজ বিভাগের মোট বিকৃতির শতাংশ হল প্রসারণ।
সূত্র: δ = (L1 – L0) / L0 × 100%
যেখানে L0 হল নমুনার মূল গেজ দৈর্ঘ্য;
নমুনাটি ভাঙার পর L1 হল গেজের দৈর্ঘ্য।
সেগমেন্টাল রিডাকশন (Ψ)
সংজ্ঞা: নমুনাটি মূল ক্রস-সেকশনাল এলাকায় ভাঙার পর নেকিং পয়েন্টে ক্রস-সেকশনাল এলাকায় সর্বাধিক হ্রাসের শতাংশ হল সেগমেন্টাল রিডাকশন।
সূত্র: Ψ = (F0 – F1) / F0 × 100%
যেখানে F0 হল নমুনার মূল ক্রস-সেকশনাল এরিয়া;
নমুনাটি ভাঙার পর ঘাড়ের বিন্দুতে F1 হল ক্রস-সেকশনাল এলাকা।
৩. কঠোরতা
ধাতব কঠোরতা হল ধাতব পদার্থের কঠোরতা পরিমাপের জন্য একটি যান্ত্রিক সম্পত্তি সূচক। এটি ধাতব পৃষ্ঠের স্থানীয় আয়তনের বিকৃতি প্রতিরোধ করার ক্ষমতা নির্দেশ করে।
ধাতুর কঠোরতার শ্রেণীবিভাগ এবং উপস্থাপনা
ধাতব কঠোরতার বিভিন্ন পরীক্ষার পদ্ধতি অনুসারে বিভিন্ন ধরণের শ্রেণিবিন্যাস এবং উপস্থাপনা পদ্ধতি রয়েছে। প্রধানত নিম্নলিখিতগুলি অন্তর্ভুক্ত করুন:
ব্রিনেল কঠোরতা (HB):
প্রয়োগের সুযোগ: সাধারণত যখন উপাদান নরম হয়, যেমন অ লৌহঘটিত ধাতু, তাপ চিকিত্সার আগে বা অ্যানিলিংয়ের পরে ইস্পাত, তখন ব্যবহৃত হয়।
পরীক্ষার নীতি: একটি নির্দিষ্ট আকারের টেস্ট লোডের সাথে, একটি নির্দিষ্ট ব্যাসের একটি শক্ত ইস্পাত বল বা কার্বাইড বল পরীক্ষা করার জন্য ধাতুর পৃষ্ঠে চাপ দেওয়া হয়, এবং একটি নির্দিষ্ট সময়ের পরে লোডটি আনলোড করা হয়, এবং পরীক্ষা করার জন্য পৃষ্ঠের ইন্ডেন্টেশনের ব্যাস পরিমাপ করা হয়।
গণনার সূত্র: ব্রিনেলের কঠোরতা মান হল ইন্ডেন্টেশনের গোলাকার পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল দিয়ে লোডকে ভাগ করে প্রাপ্ত ভাগফল।
রকওয়েল কঠোরতা (HR):
প্রয়োগের সুযোগ: সাধারণত উচ্চ কঠোরতাযুক্ত উপকরণের জন্য ব্যবহৃত হয়, যেমন তাপ চিকিত্সার পরে কঠোরতা।
পরীক্ষার নীতি: ব্রিনেলের কঠোরতার অনুরূপ, কিন্তু বিভিন্ন প্রোব (হীরা) এবং বিভিন্ন গণনা পদ্ধতি ব্যবহার করে।
প্রকারভেদ: প্রয়োগের উপর নির্ভর করে, HRC (উচ্চ কঠোরতা উপকরণের জন্য), HRA, HRB এবং অন্যান্য প্রকারভেদ রয়েছে।
ভিকারস কঠোরতা (HV):
প্রয়োগের সুযোগ: মাইক্রোস্কোপ বিশ্লেষণের জন্য উপযুক্ত।
পরীক্ষার নীতি: ১২০ কেজির কম লোড এবং ১৩৬° শীর্ষ কোণ সহ একটি হীরার বর্গাকার শঙ্কু ইন্ডেন্টার সহ উপাদানের পৃষ্ঠটি টিপুন এবং ভিকারস কঠোরতা মান পেতে উপাদানের ইন্ডেন্টেশন পিটের পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফলকে লোড মান দিয়ে ভাগ করুন।
লিব কঠোরতা (HL):
বৈশিষ্ট্য: পোর্টেবল কঠোরতা পরীক্ষক, পরিমাপ করা সহজ।
পরীক্ষার নীতি: কঠোরতা পৃষ্ঠে আঘাত করার পর ইমপ্যাক্ট বলের মাথা দ্বারা উৎপন্ন বাউন্স ব্যবহার করুন এবং নমুনা পৃষ্ঠ থেকে প্রভাব গতির 1 মিমি দূরে পাঞ্চের রিবাউন্ড গতির অনুপাত দ্বারা কঠোরতা গণনা করুন।
পোস্টের সময়: সেপ্টেম্বর-২৫-২০২৪
