உலோகங்கள் செலாச்சியமானவையா? அவை வளைகின்றனவா அல்லது உடைகின்றனவா என்பதை என்ன தீர்மானிக்கிறது?

உலோகங்கள் நீட்சித்தன்மை கொண்டவையா?

ஆம், பல உலோகங்கள் நீட்சித்தன்மை கொண்டவை; ஆனால் அனைத்து உலோகங்களும் ஒரே அளவு நீட்சித்தன்மை கொண்டவை அல்ல. சிலவற்றை முறியும் வரை மிக அதிகமாக நீட்ட முடியும், மற்றவை சிறிய அளவு இழுப்பிற்கு பிறகே பிளவுறும். உலோகங்கள் நீட்சித்தன்மை கொண்டவையா என்று கேட்கிறீர்கள் எனில், மிகச் சரியான குறுகிய பதில் இது: பெரும்பாலும் ஆம், ஆனால் அது குறிப்பிட்ட உலோகம், அதன் கலவை, வெப்பநிலை மற்றும் பொருளின் செயலாக்க வரலாறு ஆகியவற்றைப் பொறுத்தது.

பல உலோகங்கள் முறிவதற்கு முன்பு வளைக்கவோ அல்லது நீட்டவோ முடியும்; ஆனால் நீட்சித்தன்மை ஒரு உலோகத்திலிருந்து மற்றொன்றிற்கு மிகவும் மாறுபடும்.

எளிய சொற்களில் உலோகங்கள் நீட்சித்தன்மை கொண்டவையா?

எளிய சொற்களில் கூறுவதாயின், நீட்சித்தன்மை என்பது ஒரு பொருளை உடையாமல் இழுத்து, நீட்டித்து அல்லது கம்பியாக இழுத்து வெளியே கொண்டுவர முடியும் தன்மையைக் குறிக்கிறது. ஒரு நீட்சித்தன்மை கொண்ட உலோகத்தைப் பெரும்பாலும் கம்பியாகவோ அல்லது நீளமாகவோ செய்ய முடியும், அது முறிவதற்கு முன்பு. அதனால்தான் இந்தக் கருத்து பாடநூல்களில் மட்டுமல்ல, அன்றாட உற்பத்தியிலும் முக்கியத்துவம் வாய்ந்தது.

தொடக்கத்தில் நீட்சித்தன்மை – வரையறை

நீங்கள் சுருக்குதன்மை (ductility) என்றால் என்ன என்று யோசித்துக் கொண்டிருந்தால், அதை ஒரு பொருளின் இழுவிசையின் கீழ் நிரந்தரமாக வடிவத்தை மாற்றிக் கொள்ளும் திறன் எனக் கருதலாம். பொருளியல் அறிவியலில், சுருக்குதன்மை என்பது உடைவதற்கு முன் இழுவிசையின் கீழ் நிரந்தரமான வடிவ மாற்றத்தை ஏற்படுத்தும் திறனைக் குறிக்கிறது. புதிதாக கற்றுக்கொள்ளும் மாணவர்கள் அடிக்கடி கேள்வி எழுப்புவது, 'சுருக்குதன்மை என்பது இயற்பியல் பண்பா, அல்லது வேதியியல் பண்பா?' என்பதேயாகும். இது ஒரு இயற்பியல் பண்பாகும், ஏனெனில் உலோகம் வேறொரு பொருளாக மாறாமலேயே தனது வடிவத்தை மாற்றிக் கொள்கிறது.

சுருக்குதன்மை என்பது மென்மையைக் குறிக்காது. ஒரு உலோகம் வலிமையானதாக இருந்தாலும், அது குறிப்பிடத்தக்க அளவில் சுருக்குதன்மையைக் காட்டலாம்.

பதில் 'ஆம்' என்பதுதான், ஆனால் அது சூழ்நிலையைப் பொறுத்தது

தங்கம், தாமிரம் மற்றும் அலுமினியம் போன்ற சில உலோகங்கள் அதிக நெகிழ்வுத்தன்மைக்கு பிரபலமானவை, அதே நேரத்தில் மற்ற உலோகங்கள் அல்லது சில கலவைகள் அதே நிலைமைகளில் மிகவும் உடையக்கூடியவையாக இருக்கலாம். செயல்முறைகளும் முக்கியமானவை. குளிர் வேலைசெய்தல் (Cold working) நெகிழ்வுத்தன்மையைக் குறைக்கலாம், அதே நேரத்தில் உயர் வெப்பநிலைகள் பல உலோகங்களில் அதை அதிகரிக்கலாம். எனவே, ஒரு உலோகம் நெகிழ்வுத்தன்மை கொண்டதா என்பதை மட்டும் கேட்பது போதாது; நீங்கள் கவனிக்கும் துல்லியமான சூழ்நிலையில் அது எவ்வளவு நெகிழ்வுத்தன்மை கொண்டது என்பதையும் கேட்க வேண்டும். அந்த விடை அணு மட்டத்தில் தொடங்குகிறது, அங்கு இணைப்பு மற்றும் படிக அமைப்பு கட்டுப்படுத்துகின்றன ஒரு உலோக அடுக்கு நகர முடியுமா அல்லது அது எதிர்ப்பு தெரிவித்து உடையுமா என்பதை.

உலோகங்கள் பெரும்பாலும் உடையாமல் வடிவம் மாறுவதற்கான காரணம்

பல உலோகங்கள் உடையாமல் நீண்டு செல்வதற்கான காரணம், அவற்றின் அணுக்கள் எவ்வாறு இணைந்துள்ளன என்பதில் தொடங்குகிறது. உலோகங்களில், வெளிப்புற எலக்ட்ரான்கள் இரண்டு அணுக்களுக்கு இடையில் மட்டுமே பிணைக்கப்படவில்லை. அவை விரிவாக்கப்பட்டவை (delocalized) என்பது அவை கட்டமைப்பின் வழியாக மிகவும் சுதந்திரமாக நகர முடியும் என்பதைக் குறிக்கிறது. இதை எளிதாக புரிந்துகொள்ள ஒரு எளிய உதாரணம்: ஒரு நகரும் "எலெக்ட்ரான் கடலால்" இணைக்கப்பட்ட நேர் அணு மையங்களின் குழு. இந்தப் பகிரப்பட்ட எலெக்ட்ரான் மேகம், அணுக்கள் சிறிது நகர்ந்தாலும் கட்டமைப்பு இணைப்பில் தொடர்ந்து இருக்க உதவுகிறது.

அணு அளவில் ஏன் உலோகங்கள் நீட்சித்தன்மை கொண்டவை?

இழுவிசை செலுத்தப்படும்போது, உலோக அணுக்கள் எப்போதும் ஒரே நேரத்தில் பிரிந்து விட வேண்டியதில்லை. பல சந்தர்ப்பங்களில், அணுக்களின் அடுக்குகள் ஒன்றையொன்று கடந்து நகர முடியும். பொருளியல் விஞ்ஞானிகள் இதை "ஸ்லிப்" (நழுவல்) என்று அழைக்கின்றனர். அடர்த்தியான முறையில் அடுக்கப்பட்ட உலோகப் படிகங்களில், ஸ்லிப் பல கிடைக்கும் பாதைகளில் (ஸ்லிப் சிஸ்டங்கள்) நிகழ முடியும். DoITPoMS என்பது கனசதுர அடர்த்தி அடுக்கு கட்டமைப்புகளில் பல இத்தகைய ஸ்லிப் சிஸ்டங்கள் இருப்பதைக் காட்டுகிறது, இது உடைவுக்கு முன்னர் நீட்சித்தன்மையான மாற்றம் தொடர்ந்து நிகழ முடியும் என்பதை விளக்குகிறது.

இந்த அணு அளவிலான படம், பொதுவாக எழும் ஒரு கேள்விக்கு விடையளிக்கிறது: ஏன் உலோகங்கள் வெட்டுத்தன்மை (மெல்லியதாக்குதல்) மற்றும் நீட்சித்தன்மை கொண்டவை? இதற்கு முக்கிய காரணம், இணைப்பு ஒரு குறிப்பிட்ட விறைப்பான திசையில் மட்டும் இல்லாமல், பல அணுக்கள் முழுவதும் பரவியுள்ளது என்பதே.

உலோக இணைப்பு நீட்சித்தன்மையை எவ்வாறு ஆதரிக்கிறது?

• திசையற்ற இணைப்பு: உலோக இணைப்பு சக வளைமுறை இணைப்பை விடக் குறைவாக திசைசார்ந்ததாகும், எனவே அணுக்களின் இயக்கத்தை அமைப்பு எளிதில் பொறுத்துக் கொள்ள முடியும்.
• படிக நழுவல்: அணுக்களின் தளங்கள் ஒன்றுக்கொன்று சார்பாக நகர முடியும், இது உடனடியாக பிளவு ஏற்படுவதைத் தடுக்கிறது.
• விசை மறு-பகிர்வு: நகரும் எலக்ட்ரான் மேகம் நிலைகள் சரிசெய்யப்படும்போது அமைப்பு இணைப்பில் தொடர்ந்து இருப்பதற்கு உதவுகிறது.
• வடிவமைப்புத் திறன்: இதுவே பல உலோகங்களை கம்பியாக இழுக்கவோ அல்லது வடிவமைப்புச் செயல்பாடுகளின்போது நீட்டவோ முடியும் என்பதற்கான காரணமாகும்.

அயனிக் திண்மங்களுடன் இதனை ஒப்பிடுங்கள். ஒரு அயனிக் படிகத்தில், ஒரு அடுக்கை நகர்த்துவதால் ஒத்த மின்சுமைகள் ஒன்றன் அருகில் வரும்; இதனால் விலக்கு விசை ஏற்பட்டு படிகம் உடைந்துவிடும், இது Chemistry LibreTexts வலுவான திசையுடைய சகவேளை பிணைப்பும் பொதுவாக குறைவாக பொறுமையுள்ளதாக இருக்கிறது, ஏனெனில் இந்த பிணைப்புகள் குறிப்பிட்ட சீரமைப்புகளை விரும்புகின்றன.

வேதியியல் மற்றும் பொருளியல் அறிவியலில் உருவிழுதுத்தன்மை (Ductility) என்றால் என்ன?

எளிய மொழியில் கூறுவதானால், உருவிழுதுத்தன்மை என்பது ஒரு பொருளை அது முறியும் வரை நீட்டிக்க முடியும் என்பதைக் குறிக்கிறது. வேதியியல் மற்றும் பொருளியல் அறிவியலில் உருவிழுதுத்தன்மையின் பொருள் என்பது, உடைவுக்கு முன்னர் இழுவிசைக்கு உட்படுத்தப்படும் போது நிரந்தரமான வடிவ மாற்றம் ஏற்படுவதைக் குறிக்கிறது. எனவே, மக்கள் 'ஏன் பெரும்பாலான உலோகங்கள் உருவிழுதுத்தன்மை மற்றும் வெளிப்படுத்தக்கூடியதாக (Malleable) உள்ளன?' எனக் கேட்கும்போது, சுருக்கமான பதில் என்னவெனில், உலோக பிணைப்புகள் மற்றும் படிக ஸ்லிப் (Crystal Slip) ஆகியவை அவற்றிற்கு உடனடி தோல்வி ஏற்படாமல் வடிவம் மாறுவதற்கு வாய்ப்பு அளிக்கின்றன. இருப்பினும், இது உருவிழுதுத்தன்மையை மற்ற அனைத்து "வளைக்கக்கூடிய" பண்புகளுடனும் ஒன்றாகக் கருத முடியாது; இந்த வேறுபாடு முதலில் தோன்றுவதை விட முக்கியமானதாகும்.

உருவிழுதுத்தன்மை மற்றும் வெளிப்படுத்தக்கூடியதன்மை (Malleability) – மற்றும் பிரிட்டிள் (Brittle) நடத்தை

இதுதான் பல வாசகர்கள் தவறு செய்யும் இடம். அவர்கள் உலோகங்கள் வளையக்கூடியவை என்று கேள்விப்படுகின்றனர், பின்னர் பல்வேறு கருத்துகள் ஒன்றிணைந்து குழப்பம் ஏற்படுகின்றன. நீங்கள் மெல்லிய தன்மை (malleability) மற்றும் நீட்சி தன்மை (ductility) ஆகியவற்றிற்கு இடையேயான வேறுபாடு என்ன என்று கேட்டால், சுருக்கமான பதில் எளிதான: நீட்சி தன்மை என்பது இழுத்தலைப் பற்றியது, அதே நேரத்தில் மெல்லிய தன்மை என்பது அழுத்துதல் அல்லது அடித்தலைப் பற்றியது. Xometry-ன் பொருள் வழிகாட்டிகள் இந்த வேறுபாட்டைத் தெளிவாக விளக்குகின்றன, இது பல குழப்பங்களைத் தடுக்கிறது.

நீட்சி தன்மை மற்றும் மெல்லிய தன்மை – தெளிவான விளக்கம்

பாரம்பரிய நீட்சி தன்மை மற்றும் மெல்லிய தன்மை ஒப்பீட்டில், முக்கிய வேறுபாடு ஏற்படுத்தும் சுமையின் வகையாகும். நீட்சி தன்மை என்பது, ஒரு பொருள் முறிவதற்கு முன் இழுப்பு சுமைக்கு (tensile loading) உட்பட்டு எவ்வளவு பிளாஸ்டிக் மாறுபாடு (plastic deformation) அடைய முடியும் என்பதை விளக்குகிறது, அதாவது இழுத்தல் அல்லது நீட்டுதல். இதனால்தான் கம்பியை இழுத்தல் (wire drawing) நீட்சி தன்மைக்கான பாடநூல் உதாரணமாகும். மெல்லிய தன்மை என்பது, அடித்தல், அழுத்துதல் அல்லது தகடாக உருட்டுதல் போன்ற சுமைகளுக்கு உட்பட்ட மாறுபாட்டை விளக்குகிறது. அலுமினியம் ஃபாயில் மற்றும் தங்கத் தகடு (gold leaf) ஆகியவை மெல்லிய உருமாற்றத்திற்கான பரிச்சயமான எடுத்துக்காட்டுகள் .

நீங்கள் வளைவுத்தன்மை (malleable) மற்றும் இழுவைத்தன்மை (ductile) நடத்தைகளை ஒப்பிடும்போது, இந்த விரைவான விதியை நினைவில் கொள்ளுங்கள்: கம்பியாக இழுக்கப்படும் போது — இழுவைத்தன்மை (ductile), தகடாக அழுத்தப்படும் போது — வளைவுத்தன்மை (malleable). பல உலோகங்கள் இரண்டு பண்புகளையும் கொண்டிருக்கும், ஆனால் எப்போதும் ஒரே அளவில் இருக்காது. இந்தப் பொருள் குறிப்புகளிலிருந்து ஒரு பயனுள்ள எடுத்துக்காட்டு — சீசா (lead), இது மிகவும் வளைவுத்தன்மை கொண்டதாக இருக்கலாம், ஆனால் இழுக்கப்படும்போது குறைந்த இழுவைத்தன்மையைக் காட்டும்.

எளிய மொழியில் இழுவைத்தன்மை மற்றும் உடைவுத்தன்மை (brittle) நடத்தை

இழுவைத்தன்மை மற்றும் உடைவுத்தன்மை ஆகியவை ஒரு பொருள் வலிமையை எவ்வாறு இழக்கிறது என்பதைப் பற்றியது. பொறியியல் வகையில், உடைவுத்தன்மை மற்றும் இழுவைத்தன்மை ஆகியவை ஒரே நடத்தை வரம்பின் எதிரெதிர் முனைகளில் அமைந்துள்ளன. ஒரு இழுவைத்தன்மை கொண்ட பொருள் தோல்விக்கு முன்பு நீளும், கழுத்து வடிவம் எடுக்கும் அல்லது காணத்தக்க வகையில் மாறுபடும். ஒரு உடைவுத்தன்மை கொண்ட பொருள் சிறிது பிளாஸ்டிக் மாற்றத்துடன் பிளவுபடும் அல்லது உடைந்து விழும்; இதற்கு முன்பு எச்சரிக்கை மிகக் குறைவு. இழுவைத்தன்மை மற்றும் உடைவுத்தன்மை வழிகாட்டி, உடைவு முறிவை சிறிது பிளாஸ்டிக் மாற்றத்துடன் திடீர் தோல்வியாக விளக்குகிறது.

அது உடையக்கூடிய பொருள்கள் எப்போதும் வலுவற்றவை என்று பொருள்படாது, மேலும் செலுத்தக்கூடிய பொருள்கள் எப்போதும் குறைந்த வலுள்ளவை என்றும் பொருள்படாது. ஒரு உலோகம் வலுவானதாக இருந்தாலும் செலுத்தக்கூடியதாக இருக்கலாம். பல வகையான எஃகுகள் இதற்கு நல்ல எடுத்துக்காட்டு: அவை ஏற்ற கலவை மற்றும் வெப்பநிலை நிலைமைகளில் குறிப்பிடத்தக்க சுமையைத் தாங்க முடியும், மேலும் உடைவதற்கு முன்பு நீண்டும் செல்லும்.

ஏன் செலுத்தக்கூடிய என்பது மென்மையானது என்று பொருள்படாது

மென்மை என்பது வேறொரு கருத்து. எளிய ஆங்கிலத்தில், ஒரு மென்மையான பொருள் என்பது குழிய வைக்கவோ, கீறவோ அல்லது அழுத்தி அடிக்கவோ எளிதானது. மாறாக, செலுத்தக்கூடியது என்பது ஒரு பொருள் இழுப்பு விசைக்கு உட்படும்போது எவ்வாறு நடந்துகொள்கிறது என்பதைப் பற்றியது. பிளாஸ்டிசிட்டி (பிளாஸ்டிக் தன்மை) இன்னும் விரிவானது. இது சுமை நீக்கப்பட்ட பின்னரும் நிலையாக மாறிய வடிவ மாற்றத்தைக் குறிக்கிறது. நம்முடைய அன்றாட வாழ்வில் பயன்படுத்தப்படும் மற்றொரு சொல் 'நெகிழ்வுத்தன்மை' ஆகும்; ஆனால் இது பெரும்பாலும் எலாஸ்டிக் (எளிதில் மீளும்) வளைவைக் குறிக்கிறது, அதாவது பாகம் மீண்டும் தன் முந்தைய வடிவத்தை எடுத்துக்கொள்ளும்.

செலுத்தக்கூடியது (ductile) என்பதும் தட்டுப்படுத்தக்கூடியது (malleable) என்பதும் சொற்களின் விளையாட்டு மட்டுமல்ல. இது பொறியாளர்கள் வடிவமைப்பு, சேவை சுமைகள் மற்றும் தோல்வி அபாயம் பற்றி எவ்வாறு சிந்திக்கின்றனர் என்பதை மாற்றுகிறது. இது ஒரு உலோகம் தாளாக அழகாக உருட்டப்படுவதற்கும், மற்றொன்று கம்பியாக இழுக்கப்படுவதற்கும் ஏன் சிறப்பாக இருக்கிறது என்பதையும் விளக்குகிறது; அடுத்த நடைமுறை கேள்வி என்னவெனில், எந்த உலோகங்கள் செலுத்தக்கூடியத்தன்மையில் உயர் அல்லது குறைந்த வரிசையில் உள்ளன என்பதாகும்.

பொதுவாக செலுத்தக்கூடிய உலோகங்களின் ஒப்பீடு

வரையறைகள் உதவிகரமாக இருக்கலாம், ஆனால் உண்மையான பொருள் தேர்வு விரைவில் நடைமுறை நிலைக்கு வருகிறது. தங்கம், தாமிரம், அலுமினியம், எஃகு மற்றும் டைட்டானியம் ஆகியவை சரியான சூழலில் செலுத்தக்கூடிய உலோகங்கள் எனக் குறிப்பிடப்படலாம், ஆனால் அவை ஒரே மாதிரியாக நீட்சியடைவதில்லை, இழுக்கப்படுவதில்லை அல்லது வடிவமைக்கப்படுவதில்லை. ஒரு பொருள்கள் வழிகாட்டி தங்கத்தை மிக உயர் செலுத்தக்கூடியத்தன்மை கொண்டதாகவும், தாமிரம் மற்றும் அலுமினியத்தை உயர் செலுத்தக்கூடியத்தன்மை கொண்டதாகவும், குறைந்த கார்பன் எஃகை உயர் செலுத்தக்கூடியத்தன்மை கொண்டதாகவும், டைட்டானியத்தை மிதமான முதல் உயர் செலுத்தக்கூடியத்தன்மை கொண்டதாகவும், வார்ப்பு இரும்பை குறைந்த செலுத்தக்கூடியத்தன்மை கொண்டதாகவும் தரவரிசைப்படுத்துகிறது. இதன் பொருள், பல உலோகங்கள் செலுத்தக்கூடியவை எனினும், அவை சமமானவை அல்ல.

பொதுவான செறிவூட்டிய உலோகங்கள் மற்றும் அவற்றின் ஒப்பீடு

உருமாறக்கூடிய உலோகங்கள் மற்றும் குறிப்பிடத்தக்க விதிவிலக்குகள்

தங்கம், தாமிரம், அலுமினியம் மற்றும் மென்மையான எஃகு ஆகியவை உருமாறக்கூடிய உலோகங்களின் எளிய உதாரணங்களாகும். காஸ்ட் ஐரன் (வார்ப்பு இரும்பு) மிகவும் வேறுபட்ட நடத்தையைக் காட்டுவதால் இது தனித்து நிற்கிறது. காஸ்ட் ஐரன் மற்றும் எஃகு ஆகியவற்றின் ஒப்பீட்டில், காஸ்ட் ஐரனில் எஃகுவை விட அதிக கார்பன் உள்ளது எனவும், அது பிரிட்டிள் (உடையக்கூடிய) மற்றும் உருமாறுதல் தன்மை குறைவானது எனவும், எஃகுகள் அதிக உருமாறுதல் தன்மை கொண்டவை மற்றும் இழுவிசை சுமையைச் சமாளிக்க திறமையானவை எனவும் குறிப்பிடப்படுகிறது. எனவேதான் மென்மையான எஃகை வளைக்கவோ அல்லது வடிவமைக்கவோ முடியும், ஆனால் காஸ்ட் ஐரன் பொதுவாக வார்ப்பு வடிவங்களுக்கு மட்டுமே தேர்ந்தெடுக்கப்படுகிறது; இழுத்து அல்லது நீட்டிக்கப்படும் பாகங்களுக்கு அல்ல.

இதுவே வாசகர்கள் பெரும்பாலும் இந்த இரண்டு பண்புகளையும் குழப்பிக் கொள்ளும் இடமாகும். சில உருமாறக்கூடிய உலோகங்கள் மிக அதிக நீட்சித்தன்மையும் கொண்டிருக்கும், ஆனால் எப்போதும் ஒரே அளவில் இருக்காது. தாமிரம் மற்றும் தங்கம் இரண்டுமே இந்த இரு பண்புகளுக்குமான வலுவான எடுத்துக்காட்டுகளாகும், அதே நேரத்தில் வார்ப்பு இரும்பு என்பது எதிர்மறை எடுத்துக்காட்டாகும்: பல பயன்பாடுகளில் பயனுள்ளதாக இருந்தாலும், பெரிய இழுவிசை மாற்றங்கள் தேவைப்படும் போது நல்ல தேர்வாக இருக்காது.

உலோகங்கள் தூய நிலையில் இருக்கும்போது வேறுபட்ட நடத்தையைக் காட்டுவதற்கான காரணம்

உலோகத்தின் பெயர் மட்டும் போதுமானது அல்ல. கலப்பு செய்தல் வலிமையை அதிகரிக்கலாம், நீட்சித்தன்மையைக் குறைக்கலாம், அல்லது இரண்டையும் மீண்டும் சமன் செய்யலாம். SAM குறிப்பிடுகிறது, கலப்பு செய்யப்படும் கூறுகள் நீட்சித்தன்மையை அதிகரிக்கவோ அல்லது குறைக்கவோ முடியும். இதை உக்கிரம் (ஸ்டீல்) மூலம் தெளிவாகக் காணலாம்: குறைந்த கார்பன் உக்கிரம் மிக அதிக நீட்சித்தன்மையைக் கொண்டிருக்கிறது , ஆனால் அதிக கார்பன் உக்கிரம் நடுத்தர அல்லது குறைந்த நீட்சித்தன்மைக்கு விழுகிறது. டைட்டானியம் இதே போக்கைக் காட்டுகிறது. வணிக ரீதியாக தூய தரம் பொதுவாக அதிக வடிவமைப்புத் தன்மையைக் கொண்டிருக்கிறது, அதே நேரத்தில் பொதுவாக கலப்பு செய்யப்பட்ட தரங்கள் உயர் இயந்திர செயல்திறனுக்காக தேர்ந்தெடுக்கப்படுகின்றன.

எனவே, சிறந்த முக்கிய விஷயம் எளிதானது: குடும்பப் பெயரை மட்டும் அல்ல, உண்மையான தரத்தை ஒப்பிடவும். அட்டவணையில் உள்ள லேபிள் உங்களை அருகில் கொண்டு வரும், ஆனால் பொறியியல் முடிவுகளுக்கு "அதிகம்" அல்லது "நடுத்தர" என்ற அளவீடுகளை விட மிகச் சரியான பதில் தேவைப்படுகிறது. இங்குதான் இழுவிசை சோதனை (tensile testing) அவசியமாகிறது.

பொறியாளர்கள் சுமைத்தன்மையை (ductility) எவ்வாறு அளவிடுகின்றனர்

அதிகம் அல்லது நடுத்தரம் போன்ற லேபிள்கள், அவை ஒரு சோதனையின் மூலம் அளவீடுகளாக மாறும்போதுதான் பயனுள்ளவையாகின்றன. நீங்கள் கேட்கிறீர்கள்: சுமைத்தன்மை என்றால் பொறியியலில் என்ன பொருள் அல்லது சோதனை அறிக்கையில் சுமைத்தன்மையின் வரையறை என்ன எனில், பதில் நடைமுறைச் சார்ந்தது: இது ஒரு பொருள் முறிவதற்கு முன் இழுவிசைக்கு உட்படும்போது ஏற்படும் நிரந்தர நீட்சியின் அளவாகும். நீங்கள் யோசித்திருந்தால்: சுமைத்தன்மை ஒரு இயற்பியல் பண்பா? எனில், இழுவிசை சோதனை அதற்கு மிகத் தெளிவான சாட்சியை வழங்குகிறது. பொறியாளர்கள் பொருளின் வேதிப் பண்பில் ஏற்படும் மாற்றத்தை அல்ல, சுமைக்கு உட்படும்போது ஏற்படும் இயற்பியல் வடிவ மாற்றத்தையே அளவிடுகின்றனர்.

இழுவிசை சோதனை சுமைத்தன்மையை எவ்வாறு அளவிடுகிறது

தரமான இழுவிசை சோதனையில், தயார் செய்யப்பட்ட மாதிரி ஒரு திசையில் இழுக்கப்படுகிறது, அது உடையும் வரை. PMPA சான்றிதழ்கள் மற்றும் சோதனை அறிக்கைகளில் பொதுவாக அறிவிக்கப்படும் இரண்டு பழைய இழுவிசைத்தன்மை மதிப்புகள் நீள்விகிதம் மற்றும் பரப்பளவு குறைவு விகிதம் என்பதை விளக்குகிறது.

1. தெரிந்த வடிவம் மற்றும் அளவு நீளத்துடன் கூடிய மாதிரி தயார் செய்யப்படுகிறது.
2. இயந்திரம் மாதிரியை நன்றாகப் பிடித்து, ஒரு அச்சு இழுவிசைச் சுமையைச் செலுத்துகிறது.
3. நீட்சி அளவி அல்லது இதற்கு ஒத்த அளவிடும் கருவி, சுமை செலுத்தப்படும் போது அளவு பகுதியின் நீளம் எவ்வளவு அதிகரிக்கிறது என்பதைக் கண்காணிக்கிறது.
4. முதலில், மாறுபாடு நெகிழ்வானதாக இருக்கும், அதாவது சுமையை நீக்கினால் மாதிரி தனது மூல நீளத்திற்குத் திரும்பும்.
5. வலிமை வளர்ந்து விடும் பகுதியை அடையும் போது, பிளாஸ்டிக் மாறுபாடு தொடங்குகிறது. இது இழுவிசைத்தன்மையை மதிப்பீடு செய்யும் போது பொறியாளர்கள் கவனிக்கும் நிரந்தரமான நீட்சியாகும்.
6. மாதிரி தொடர்ந்து மாறுபடுகிறது, பெரும்பாலும் ஒரு பகுதியில் மெலிந்து (கழுத்து பகுதியில்) சுருங்குகிறது, இறுதியில் உடைந்துவிடுகிறது.

உடைவு நேரத்தில் நீளம் அதிகரிப்பதன் உண்மையான பொருள்

உடைவு நேரத்தில் நீளம் அதிகரிப்பு என்பது, மாதிரி உடைவதற்கு முன்னர் எவ்வளவு நீளமாக மாறியது என்பதைக் குறிக்கிறது. Xometry இதனை எளிய வாய்ப்பாடாக கீழ்க்கண்டவாறு தருகிறது: உடைவு நேரத்தில் நீளம் அதிகரிப்பு = (இறுதி நீளம் – ஆரம்ப நீளம்) / ஆரம்ப நீளம் × 100 சதவீதம். இது ஒரு அலகில்லா மதிப்பு, பொதுவாக சதவீதமாக எழுதப்படுகிறது. எளிய ஆங்கிலத்தில் கூறினால், இந்த மதிப்பு அதிகமாக இருந்தால், பொருள் தோல்வியடைவதற்கு முன்னர் அதிகமாக நீண்டிருக்கும்.

இருப்பினும், இரண்டு பொருட்களும் சுமாராக நீட்சித்தன்மை கொண்டவை எனக் கூறப்படலாம், ஆனால் அவை பயன்பாட்டில் வெவ்வேறு விதமாகச் செயல்படலாம். ஒன்று குறைந்த வலிமையில் முதலில் விரிவடையத் தொடங்கி, எளிதில் நீண்டிருக்கும். மற்றொன்று விரிவடைவதற்கு முன்னர் அதிக சுமையைத் தாங்கும், பின்னரும் உடைவதற்கு முன்னர் குறிப்பிடத்தக்க நீளம் அதிகரிப்பைக் காட்டும். எனவே, ஒரே ஒரு நீளம் அதிகரிப்பு மதிப்பு உதவியாக இருக்கும், ஆனால் அது முழு விளக்கத்தைத் தனியாக வழங்குவதில்லை.

சதவீத நீளம் அதிகரிப்பு மற்றும் பரப்பளவு குறைப்பு விளக்கம்

PMPA என்பது, முறிந்த மாதிரியின் துண்டுகளை மீண்டும் சேர்த்த பின் அதன் குறைந்தபட்ச விட்டத்தை அளவிட்டு, அதன் பரப்பளவை அசல் குறுக்கு வெட்டுப் பரப்பளவுடன் ஒப்பிட்டு பரப்பளவு குறைவை விளக்குகிறது. எனவே, ஒரு அறிக்கை கேள்விக்கு பதிலளிக்கும்போது அந்த தரத்தின் சுழியாக்கம் (ductility) என்ன? என்ற கேள்விக்கு, அது பொதுவாக 'நல்லது' அல்லது 'மோசமானது' போன்ற மங்கிய சொற்களை விட, இந்த அளவீடுகளையே பயன்படுத்துகிறது.

சுழியாக்க மாற்றம் (ductile deformation) ஒரு விசை-நீள்விகித வளைவில் (stress-strain curve) எவ்வாறு தோன்றுகிறது

ஒரு விசை-நீள்விகித வளைவில், சுழியாக்க உலோகம் சுமையைச் சேர்த்ததிலிருந்து திடீர் முறிவு வரை நேரடியாகச் செல்வதில்லை. ஒரு விசை-நீள்விகித வளைவு வழிகாட்டி நீட்சியடையும் பாதையைக் காட்டுகிறது: ஒரு நெகிழ்வான பகுதி, ஒரு விளைவு பகுதி, தொடர்ச்சியான பிளாஸ்டிக் மாறுபாடு, இறுதி இழுவிசையில் உச்சத்தை அடைதல், பின்னர் உடைவுக்கு முன் கழுத்து உருவாதல். அந்த நீட்டிக்கப்பட்ட பிளாஸ்டிக் பகுதி என்பது சுமையில் உள்ள ஒரு சொல் மட்டுமே அல்ல; அது தோல்விக்கு முன் அளவிடக்கூடிய மாறுபாட்டு அமைப்பைக் காட்டும் காட்சிப் புலன்.

அந்த அமைப்பு மாறக்கூடும். வெப்பநிலை, திருப்பு வீதம், கலவை மற்றும் முன்னர் செய்யப்பட்ட செயல்முறைகள் ஆகியவை அனைத்தும் விளைவை மாற்றக்கூடும். இதனால்தான் ஒரே உலோகக் குடும்பம், உண்மையான நிலைமைகள் கணக்கில் எடுக்கப்படும்போது, முற்றிலும் வேறுபட்டதாகத் தோன்றும்.

உலோகத்தின் நெகிழ்வுத்தன்மையை என்ன மாற்றுகிறது?

இழுவிசை சோதனை எண்கள் பயனுள்ளவை, ஆனால் அவை நிரந்தரமான அடையாள அட்டைகள் அல்ல. ஒரே உலோகம் ஒரு நிலையில் நீட்டிக்க எளிதாகத் தோன்றலாம், மற்றொரு நிலையில் பிளவு ஏற்படுவதற்கு மிகவும் ஆபத்தானதாகத் தோன்றலாம். இதுதான் 'ஏன் உலோகங்கள் நெகிழ்வானவை?' என்ற கேள்விக்கு ஆழமான பதிலின் முக்கிய பகுதி. அவற்றின் மாறுபாட்டுத் திறன் உலோகத்தின் பெயரை மட்டுமே அடிப்படையாகக் கொள்ளவில்லை; அது அமைப்பு, செயல்முறை, வெப்பநிலை மற்றும் சுமையிடும் வீதம் ஆகியவற்றையும் சார்ந்தது.

ஒரு உலோகத்தை அதிகமாகவோ அல்லது குறைவாகவோ நெகிழ்வாக ஆக்குவதற்கு என்ன காரணம்?

உடைவுத்தன்மையின் பொருள், உடைவுத்தன்மையுடையது மற்றும் நெகிழ்வுத்தன்மையுடையது என்பவற்றின் ஒப்பீட்டில் தெளிவாகிறது. ஒரு உடைவுத்தன்மையுடைய பொருள் முறிவதற்கு முன் குறைந்த அளவே நிரந்தரமாக நீண்டு கொள்ளும், அதே நேரத்தில் நெகிழ்வுத்தன்மையுடைய பொருள் வடிவ மாற்றத்தை (strain) பரவச் செய்ய முடியும் மற்றும் அது தோல்வியடைவதற்கு முன் அதிக எச்சரிக்கை அளிக்கும். நெகிழ்வுத்தன்மை மற்றும் உடைவுத்தன்மை ஆகியவற்றின் ஒப்பீட்டில், முக்கிய வினா என்னவெனில், வலிமைக் குறைவான இடங்களில் வலியுறுத்தல் (stress) குவிந்தே இருக்கிறதா அல்லது அது உலோகத்தின் முழு அமைப்பிலும் பரவிச் செல்கிறதா என்பதே ஆகும்.

• கலவையாக்கம் மற்றும் கலப்புகள்: சிறிய வேதியியல் மாற்றங்கள் மிக முக்கியமானவையாக இருக்கலாம். நெகிழ்வுத்தன்மையுடைய வார்ப்பு இரும்பில், தாமிரம் மற்றும் தாமிர-நிக்கல் போன்ற கலவை சேர்க்கைகள் முறிவு வலிமையைக் குறைக்கலாம்; மேலும், ஃபாஸ்பரஸ் மற்றும் சல்பர் போன்ற கலப்புகள் துகள் எல்லைகளில் சேர்ந்து கொள்ளும் போது, குறிப்பிட்ட வெப்பநிலை வரம்புகளில் உடைவுத்தன்மை அதிகரிக்க வாய்ப்புள்ளது.
• திரவிய அமைப்பு: உலோகங்கள் மீள் படிகமாக்கும் வெப்பநிலைக்கு மேல் செயல்படுத்தப்படும்போது, குறைப்பற்ற புதிய படிகங்கள் உருவாகி, நெகிழ்வுத்தன்மை பாதுகாக்கப்படுகிறது.
• குளிர் பணி: மீள் படிகமாக்கும் வெப்பநிலைக்குக் கீழே, உள் மற்றும் மீதமுள்ள தன்மைகள் அதிகரிக்கின்றன, வடிவ மாற்ற வலுவூட்டல் கடினத்தன்மையை அதிகரிக்கிறது, மேலும் ஏற்கனவே உள்ள பிளவுகள் அல்லது துளைகள் வளரலாம்.
• வெப்ப சிகிச்சைஃ சாதாரண இரும்பு வகைகளில் ஃபெரைட் மற்றும் கிராஃபைட் ஆகியவற்றின் சத்தின் அளவில் ஏற்படும் நுண்கட்டமைப்பு மாற்றங்கள், நீட்சி, உறுதித்தன்மை மற்றும் உடைவு நடத்தையை மாற்றியமைக்கும்.
• வெப்பநிலை மற்றும் திருப்பு வீதம்: இவை இரண்டும் ஒரு உலோகத்தின் ஓட்டத்தை மாற்றக்கூடியவை. அதிக வெப்பநிலைகள் பொதுவாக வடிவ மாற்றத்தை எளிதாக்குகின்றன, அதே நேரத்தில் வெவ்வேறு சுமையிடும் வீதங்கள் நீட்சி மற்றும் வடிவமைப்புத் தன்மையை மாற்றக்கூடும்.

சாத்தியமான நீட்சித்தன்மை என்பது சூழ்நிலையைச் சார்ந்தது; இது ஒரு உலோகத்தின் மீது எப்போதும் செயல்படும் ஒரு நிரந்தரமான குறியீடு அல்ல.

ஏன் சாதாரண இரும்பு பல எஃகுகளை விடக் குறைந்த நீட்சித்தன்மை கொண்டது?

சாதாரண இரும்பு என்பது உலோகங்கள் பொதுவாக நன்றாக நீண்டு வரும் என்ற கருத்துக்கு ஒரு வழக்கமான விதிவிலக்காகும். ஒரு உலோகங்கள் ஆய்வு சாதாரண இரும்பு எஃகிலிருந்து கார்பன் மற்றும் கிராஃபைட் துகள்கள் காரணமாக வேறுபடுகிறது என்று விளக்குகிறது. வளையக்கூடிய சாதாரண இரும்பில், கிராஃபைட் கோளங்கள் வலிமை குவிப்பு மண்டலங்களாகச் செயல்படலாம். பிளவுகள் அந்தக் கோளங்களுக்குள் அல்லது கிராஃபைட் உலோக அடித்தளத்துடன் இணைகின்ற இடங்களில் தொடங்கி, பின்னர் பெரிய பிளவுகளாக இணையலாம். இது சாதாரண இரும்பு பொதுவாக மென்மையான எஃகை விடக் குறைந்த இழுவிசை வடிவ மாற்றத்தை தாங்கும் என்பதை விளக்குகிறது.

வெப்பநிலை மற்றும் செயல்முறை ஆகியவை உடைவு நடத்தையை எவ்வாறு பாதிக்கின்றன

செயலாக்கம் ஒரு உலோகத்தை முறிவு அல்லது நெகிழ்வு வரம்பின் எந்தவொரு பக்கமும் தள்ளலாம். AZoM குறிப்புகள் குளிர்ச்சியான வேலை செய்தல் மீள் படிகமாக்கல் வெப்பநிலைக்கு கீழே நிகழ்வதாகவும், அதனால் உலோகம் கடினமாகி, மீதமுள்ள தன்மையைச் சேமிக்கிறது என்கின்றன. சூடான வேலை செய்தல் அந்த வெப்பநிலைக்கு மேலே நிகழ்கிறது, அங்கு வடிவ மாற்றத்தின் போது மீள் படிகமாக்கல் நிகழ முடியும் மற்றும் அதிக நெகிழ்வுத்தன்மை சிறப்பாக பாதுகாக்கப்படுகிறது. இதே முறை வார்ப்பு இரும்பு ஆய்வுகளிலும் காணப்படுகிறது. குறிப்பிடப்பட்ட ஆய்வில், அறை வெப்பநிலையில் நீட்சி 0.59% ஆக இருந்தது, ஆனால் ஒரு உயர் வெப்பநிலை மற்றும் உயர் வடிவ மாற்ற வீத நிலையில் அது 2.2% வரை அடைந்தது.

வெடிப்பு தோற்றமும் மாறுகிறது. இந்த ஆய்வில், உயர் வெப்பநிலைகளில் அதிக எண்ணிக்கையிலான குழியுடைய வெடிப்பு மேற்பரப்புகள் கண்டறியப்பட்டன, இது அதிக சுமைத்தன்மையுடைய (ductile) சீரழிவின் பொதுவான அறிகுறியாகும். எனவே, உலோகங்கள் உடையக்கூடியவையா? சில உலோகங்கள் அப்படியே, குறிப்பாக குளிர் வேலை (cold work) செய்யப்பட்ட பின்னர், குறைந்த வெப்பநிலைகளில், அல்லது வடிவமைப்பில் வலுவை மையப்படுத்தும் அம்சங்கள் இருக்கும்போது அவை உடையக்கூடியவையாக மாறுகின்றன. சுமைத்தன்மையுடைய நடத்தை (ductile behavior) பொதுவாக உடையக்கூடிய சீரழிவுக்கு எதிரானதாகக் கருதப்படுகிறது, ஏனெனில் இது உடைவதற்கு முன்னர் காணத்தக்க வடிவ மாற்றத்தை வழங்குகிறது. இந்த வேறுபாடு முக்கியமாக இருக்கிறது, ஏனெனில் உலோகப் பாகங்கள் உற்பத்தியின் போது பின்னலாம், அடித்து வடிவமைக்கலாம் அல்லது வடிவமைக்கலாம் (forged) — ஆனால் அவை பிளவு ஏற்படாமல் இருக்க வேண்டும்; அதன்பின் அவை உண்மையான சேவைச் சுமைகளை சமாளிக்க வேண்டும்.

தட்டு வடிவமைக்கப்பட்ட (forged) வாகனப் பாகங்களில் சுமைத்தன்மை ஏன் முக்கியம்?

தயாரிப்பில், வளைவுத்தன்மை என்பது ஒரு வடிவமைப்பு பண்டம் சுத்தமாக உருவாகிறதா அல்லது ஒரு டையின் (die) ஓரத்தில் பிளவுறுகிறதா என்பதை வேறுபடுத்தும் பண்பாகும். ஒரு தகடு (sheet) அச்சிடப்பட வேண்டும், ஒரு கம்பி (bar) வளைக்கப்பட வேண்டும், அல்லது உயர் இழுவிசை கம்பியாக (high tensile wire) இழுக்கப்பட வேண்டிய பொருள் (stock) ஆகியவை அனைத்தும் பிளவுறாமல் வடிவத்தை மாற்றுவதற்கு போதுமான பிளாஸ்டிக் மாறுபாட்டுத் திறனைக் கொண்டிருக்க வேண்டும். எனவே, பொறியாளர்கள் ஒரு உலோகம் பொதுவாக வளைவுத்தன்மை கொண்டதாக ஒலிக்கிறதா என்பதை விட, அது குறிப்பிட்ட செயல்முறைக்கு ஏற்ற வளைவுத்தன்மை கொண்ட பொருளாக உள்ளதா என்பதை அதிகமாகக் கவனிக்கின்றனர்.

தானுந்து பாகங்களின் வடிவமைப்பில் வளைவுத்தன்மை ஏன் முக்கியம்?

வாகன பாகங்கள் ஒரே நேரத்தில் இரண்டு தேவைகளை சந்திக்க வேண்டும். முதலாவதாக, அவை கம்பி இழுத்தல், வளைத்தல், அடித்தல் (ஸ்டாம்பிங்) மற்றும் வடிவமைத்தல் (ஃபோர்ஜிங்) போன்ற வடிவமைப்புச் செயல்பாடுகளை வெற்றிகரமாக தாங்க வேண்டும். பின்னர், அவை சுழற்று விசை (டார்க்), அதிர்வு, தாக்கம் மற்றும் மீண்டும் மீண்டும் ஏற்படும் சேவைச் சுமைகளுக்கு எதிராக தொடர்ந்து செயல்பட வேண்டும். ஒரு நெகிழ்வான உலோகம் இந்த இரண்டு நிலைகளிலும் உதவுகிறது. வடிவமைப்பின் போது, அது பிளவு ஏற்படுதல் மற்றும் பிளவு தொடங்குதலைக் குறைக்கிறது. சேவையின் போது, அது திருப்புதலை (ஸ்ட்ரெயின்) உறிஞ்ச முடியும் மற்றும் அதிர்ச்சியூட்டும் தோல்வி ஏற்படுவதற்கு முன்பாக காணத்தக்க வடிவ மாற்றத்தைக் காட்ட முடியும். பொறியாளர்கள் பெரும்பாலும் மென்மை (மாலியாபிளிட்டி) மற்றும் நெகிழ்வுத்தன்மை (டக்டிலிட்டி) ஆகிய இரண்டையும் ஒன்றாக மதிப்பீடு செய்கின்றனர், ஏனெனில் பல உண்மையான பாகங்கள் தயாரிப்பின் போது சுமையை அழுத்துதல் (கம்பிரஷன்) மற்றும் உள்ளூர் இழுவை (டென்சைல் ஸ்ட்ரெட்சிங்) ஆகிய இரண்டையும் சந்திக்கின்றன.

கட்டுப்படுத்தப்பட்ட நெகிழ்வுத்தன்மையை ஃபோர்ஜிங் எவ்வாறு பயன்படுத்துகிறது

வெப்ப வேலை (ஹாட் வொர்க்கிங்) மீள் படிகமாக்கல் வெப்பநிலைக்கு மேல் செய்யப்படுகிறது, அங்கு உலோகங்கள் எளிதில் வடிவமைக்கப்படுகின்றன மற்றும் நெகிழ்வுத்தன்மையை நன்றாக பராமரித்துக் கொண்டு பெரிய வடிவ மாற்றங்களை ஏற்படுத்த முடியும். அதே மூலம், வெப்ப வேலையின் வடிவ மாற்ற எதிர்ப்பு குளிர் வேலையின் சுமார் 1/5 முதல் 1/3 வரை குறையலாம் என்று குறிப்பிடப்பட்டுள்ளது, இது வெப்ப ஃபோர்ஜிங் வாகன பாகங்களுக்கு எவ்வளவு முக்கியமானது என்பதை விளக்குகிறது. இந்த எஃகு உருக்குதல் சுருக்கு விசை உலோகத்தை வடிவமைக்கிறது, அதே நேரத்தில் துகள் ஓட்டத்தை மேம்படுத்துகிறது, இதனால் கிராங்க்ஷாப்ட்கள், டிரான்ஸ்மிஷன் ஷாப்ட்கள், ஸ்டீயரிங் பாகங்கள் மற்றும் சஸ்பென்ஷன் ஹார்ட்வேர் போன்றவற்றில் பயன்படுத்தப்படும் வலுவான பாகங்கள் உருவாகின்றன. ஒரு உண்மையான தயாரிப்பு எடுத்துக்காட்டாக, Shaoyi Metal Technology iATF 16949 சான்றிதழ் பெற்ற தயாரிப்பு, உள்ளூர் ஃபோர்ஜிங் டைகள் மற்றும் முழு சுழற்சி செயல்முறை கட்டுப்பாடு ஆகியவற்றைப் பயன்படுத்துகிறது. இது முக்கியமானது, ஏனெனில் ஃபோர்ஜிங் போது உலோகத்தின் வளைவுத்தன்மை என்பது வெப்பநிலை, டை சீரமைப்பு மற்றும் தொகுதி ஒழுங்குமுறை ஆகியவை கண்டிப்பாகக் கட்டுப்படுத்தப்படும் போது மட்டுமே பயனுள்ளதாக இருக்கும்.

தயாரிப்பாளர்கள் வடிவமைக்கப்பட்ட உலோகப் பாகங்களில் என்ன தேட வேண்டும்

• வளைத்தல், ஸ்டாம்பிங் அல்லது டிராயிங் போன்ற செயல்முறைக்கு ஏற்ற வடிவமைப்புத் திறன்.
• தயாரிப்பின் போது விளிம்புகள், மூலைகள் மற்றும் மெல்லிய பகுதிகளில் பிளவுகளுக்கு எதிரான எதிர்ப்புத்திறன்.
• தொகுதிக்குத் தொகுதி நிலைத்தன்மை உள்ளதாக இருத்தல், அதனால் ஒவ்வொரு தொகுதியும் பிரெஸ் அல்லது ஃபோர்ஜிங்கில் ஒரே மாதிரியான வினையைக் காட்டும்.
• வடிவமைப்பிற்குப் பிறகு வலிமை மற்றும் நீட்சித்தன்மை ஆகியவற்றிற்கு இடையே பயனுள்ள சமநிலை, வடிவமைப்பிற்கு முன்னர் மட்டுமல்ல.
• அதிக இழுவிசை கம்பிபோன்ற தேவைக்கு ஏற்ற தொடக்க நீட்சித்தன்மை, இது இறுதி வலிமை சேர்க்கப்படுவதற்கு முன்னர் டிராயிங்கை சமாளிக்க வேண்டும்.

நல்ல முடிவுகள் பொதுவாக உலோகங்கள் சுருக்கமுடியுமா என்பதை மட்டுமே கேட்பதிலிருந்து வருவதில்லை. சிறந்த கேள்வி, தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட தரம், செயல்முறை மற்றும் தரக் கட்டுப்பாடுகள் தயாரிப்பு மற்றும் உண்மையான பயன்பாட்டுச் சூழலுக்கு ஏற்ற அளவு வடிவ மாற்றத்திற்கான திறனை வழங்குகின்றனவா என்பதை ஆராய்வதாகும்.

உலோகங்கள் வெளிப்படையாகவும், சுருக்கமுடியுமா?

நீங்கள் இங்கு கேட்க வந்திருந்தால் உலோகம் சுருக்கமுடியுமா அல்லது உலோகங்கள் வெளிப்படையாக இருக்கின்றனவா , மிகவும் பயனுள்ள இறுதி பதில் இது: பலவற்றில் அவ்வாறு இருக்கின்றன, ஆனால் பாதுகாப்பான வடிவ மாற்றத்தின் அளவு பிணைப்பு, கலவை வேதியியல், செயலாக்க வரலாறு, வெப்பநிலை மற்றும் அளவிடப்பட்ட சோதனை முடிவுகளைப் பொறுத்தது. புரோட்டோலேப்ஸ் வழிகாட்டி, தாமிரம் மற்றும் அலுமினியம் போன்ற பொதுவான சுருக்கமுடியும் உலோகங்கள் பெரும்பாலும் குறிப்பிடத்தக்க நீட்சியைக் காட்டுகின்றன என்று குறிப்பிடுகிறது, அதே நேரத்தில் உடையக்கூடிய உலோகங்கள் 5 சதவீதத்திற்கு கீழே இருக்கலாம், மற்றும் வார்ப்பு இரும்பு 0 முதல் 2 சதவீதம் வரை இருக்கலாம். எனவே, சுருக்கமுடியும் தன்மையை ஊகிக்கக் கூடாது; அதைத் தேர்ந்தெடுக்க வேண்டும்.

உலோக சுருக்கமுடியும் தன்மை குறித்து மிக முக்கியமான முடிவு

சுருக்கமுடியும் தன்மை என்பது இழுவிசைக்கு உட்படும் போது அளவிடப்படும் ஒரு இயற்பியல் நடத்தையாகும், மென்மைக்கான சுருக்கு குறியீடு அல்ல. போன்ற கேள்விகள் சுருக்கமுடியும் என்பது உலோகமா அல்லது அல்ல-உலோகமா பண்பை ஒரு பொருளின் வகையுடன் கலக்கவும். அதே புரோட்டோலாப்ஸ் ஒப்பீடு அதன் முக்கியத்துவத்தை விளக்குகிறது: பல பாலிமர்கள் 200% க்கு மேற்பட்ட நீட்சியை எட்டக்கூடும், ஆனால் செராமிக்ஸ் மற்றும் கண்ணாடி போன்றவை பெரும்பாலும் 1% க்கு கீழேயே இருக்கும். எனவே, நீங்கள் சிந்திக்கிறீர்கள் அலோகங்கள் சுருக்கமுடியுமா சிலவற்றால் முடியும், ஆனால் பலவற்றால் முடியாது. அதே முறையில், அலோகங்கள் தகடாக்க முடியுமா என்பது பொதுவாக ஒரு குறுகிய கேள்வியாகும், ஏனெனில் தகடாக்குதல் என்பது தகடுகளாக அடித்தல் போன்ற செறிவூட்டல் செயல்முறைகளைக் குறிக்கிறது — இது உலோகங்களுக்கான வழக்கமான பயன்பாடு. மேலும், நீங்கள் கேட்கிறீர்கள் உலோக-அலோகங்கள் (மெட்டாலாய்ட்ஸ்) சுருக்கமுடியுமா எனில், உலோகங்களுக்குப் பயன்படுத்தப்படும் மிகப் பாதுகாப்பான அணுகுமுறையே இன்னும் பயன்படுத்தப்பட வேண்டும்: வெறும் பெயரை மட்டும் அடிப்படையாகக் கொள்ளாமல், அவற்றின் அமைப்பு மற்றும் சோதனை தரவுகளை ஆராயவும்.

ஒரு உலோகம் போதுமான அளவு சுருக்கமுடியுமா என்பதை எவ்வாறு மதிப்பிடுவது

1. உலோகக் குடும்பத்தை மட்டும் அல்ல, துல்லியமான தரத்தையே சரிபார்க்கவும்.
2. இழுவிசை சோதனை தரவுகளிலிருந்து நீட்சியின் சதவீதம் மற்றும் பரப்பளவு குறைப்பின் சதவீதத்தை ஆய்வு செய்யவும்.
3. வரைதல், வளைத்தல், அடித்தல் அல்லது வடிவமைத்தல் போன்ற செயல்முறைகளுக்கு ஏற்ற பண்புகளை பொருத்துக.
4. சேவை வெப்பநிலை, குளிர் வேலை மற்றும் வெப்ப சிகிச்சை ஆகியவற்றைக் கணக்கில் எடுத்துக்கொள்ளவும்.
5. செறிவு, வலிமை, விறைப்பு, தேய்மானம் மற்றும் சோர்வு தேவைகளுக்கு இடையே சமநிலை ஏற்படுத்தவும்.

ஆட்டோமொபைல் வடிவமைப்பு திறன்களை ஆராய வேண்டிய இடம்

பொருள் தேர்விலிருந்து உற்பத்திக்கு மாறும் தயாரிப்பாளர்களுக்கு, Shaoyi Metal Technology அது ஒரு நடைமுறை வளமாகும். அதன் ஆட்டோமொபைல் வடிவமைப்பு பக்கம் IATF 16949 சான்றிதழ் பெற்ற சூடான வடிவமைப்பு, உள்ளூர் டை தயாரிப்பு மற்றும் முன்மாதிரி தயாரிப்பிலிருந்து பெருமளவு உற்பத்தி வரையிலான ஆதரவை வலியுறுத்துகிறது. உண்மையான கேள்வி உலோகங்கள் செறிவுடையவை என்பதா அல்லது தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட தரம் தொடர்ச்சியாக வடிவமைக்கப்படும் மற்றும் சேவையின் போது நம்பகமாக செயல்படுமா என்பதா என்ற நேரத்தில், அத்தகைய செயல்முறை கட்டுப்பாடு முக்கியமாகும்.

பல உலோகங்கள் செறிவுடையவை, ஆனால் சரியான முடிவு சோதனை செய்யப்பட்ட தரவுகள், செயலாக்க வரலாறு மற்றும் பயன்பாட்டுத் தேவைகளிலிருந்து வருகிறது.

உலோக செறிவு தொடர்பான அடிக்கடி கேட்கப்படும் கேள்விகள்

1. அனைத்து உலோகங்களும் செறிவுடையவையா?

இல்லை. பல உலோகங்கள் அவற்றின் முறிவுக்கு முன்பாக இழுவிசைச் சுமையின் கீழ் நீண்டு கொள்ளும் தன்மை கொண்டவை, ஆனால் இந்தத் தன்மை அனைத்து உலோகங்கள் அல்லது கலவைகளிலும் ஒரே அளவில் இருக்காது. வார்ப்பு இரும்பு குறைந்த நெகிழ்ச்சித்தன்மை கொண்ட பொதுவான விதிவிலக்காகும்; மேலும், பொதுவாக நெகிழ்ச்சித்தன்மை கொண்ட உலோகங்கள் குளிர் வேலை செய்தல், கலவை மாற்றங்கள் அல்லது குறைந்த வெப்பநிலைக்கு உட்படுத்தப்படுதல் ஆகியவற்றிற்குப் பிறகு குறைந்த வடிவமைப்புத் தன்மை கொண்டவையாக மாறலாம்.

2. நெகிழ்ச்சித்தன்மை மற்றும் தகடு உருவாக்கும் தன்மை ஆகியவற்றிற்கு இடையேயுள்ள வேறுபாடு என்ன?

நெகிழ்ச்சித்தன்மை என்பது ஒரு பொருள் இழுக்கப்படும்போது அது எவ்வாறு நடந்துகொள்கிறது என்பதை விளக்குகிறது. தகடு உருவாக்கும் தன்மை என்பது அது அழுத்தப்படும்போது, அடிக்கப்படும்போது அல்லது உருட்டப்படும்போது எவ்வாறு நடந்துகொள்கிறது என்பதை விளக்குகிறது. ஒரு எளிய நினைவு உதவியாக: 'கம்பி இழுத்தல்' நெகிழ்ச்சித்தன்மையைக் குறிக்கிறது, அதேசமயம் 'தகடு வடிவமைத்தல்' தகடு உருவாக்கும் தன்மையைக் குறிக்கிறது.

3. ஏன் பெரும்பாலான உலோகங்கள் நெகிழ்ச்சித்தன்மை மற்றும் தகடு உருவாக்கும் தன்மை கொண்டவை?

பல உலோகங்களின் நெகிழ்ச்சித்தன்மை உலோக இணைப்பு மற்றும் படிக நழுவல் ஆகியவற்றால் ஏற்படுகிறது. எளிய வார்த்தைகளில் கூறுவதாயின், அவற்றின் அணு அமைப்பு விசையின் கீழ் மீண்டும் அமைந்துகொள்ளும் தன்மை கொண்டது, ஆனால் முழுப் பொருளும் ஒரே நேரத்தில் உடைந்துவிடாது. இது பல உலோகங்களை மிகுந்த விறைப்புடைய இணைப்பு திசைகளைக் கொண்ட பிற பொருள்களை விட வடிவமைப்புச் செயல்முறைகளுக்கு மிகுந்த சகிப்புத்தன்மை கொண்டவையாக ஆக்குகிறது.

4. நெகிழ்ச்சித்தன்மை என்பது இயற்பியல் பண்பு அல்லது வேதிப் பண்பு ஆகும்?

செறிவு என்பது ஒரு இயற்பியல் பண்பு. ஒரு உலோகம் நிரந்தரமாக நீளும்போது, அதன் வடிவம் மாறுகிறது, ஆனால் அதன் வேதியியல் அடையாளம் மாறுவதில்லை. பொறியாளர்கள் இந்த நடத்தையை இழுப்பு சோதனை (tensile testing) மூலம் அளவிடுகின்றனர்; பெரும்பாலும் உடைவு வரையிலான நீளம் (elongation at break) மற்றும் பரப்பளவு குறைவு (reduction of area) போன்ற மதிப்புகளைப் பயன்படுத்துகின்றனர்.

5. செறிவு என்ன காரணத்தால் வடிவமைத்தல் (forging) மற்றும் வாகனப் பாகங்களில் முக்கியத்துவம் வாய்ந்தது?

செறிவு முக்கியமானது, ஏனெனில் ஒரு பாகம் சேவையில் செயல்படுவதற்கு முன்பாக அது வடிவமைக்கப்படும் செயல்முறையை வெற்றிகரமாகக் கடந்து செல்ல வேண்டும். வடிவமைத்தலில் (forging), போதுமான செறிவு உலோகத்தை வடிவுறுத்தும் கவசத்தில் (die) நிரப்ப உதவுகிறது மற்றும் பிளவுகளைக் குறைக்கிறது; அதே நேரத்தில் வாகனப் பயன்பாட்டில், அது சேதத்தைத் தாங்கும் திறனை மேம்படுத்துகிறது மற்றும் தவறு ஏற்படுவதற்கு முன்பாக எச்சரிக்கை அளிக்கிறது. இதனால்தான் ஷாயோயி மெட்டல் டெக்னாலஜி (Shaoyi Metal Technology) போன்ற தயாரிப்பாளர்கள் கட்டுப்படுத்தப்பட்ட சூடான வடிவமைத்தல் (controlled hot forging), உள்ளூரில் தயாரிக்கப்படும் வடிவுறுத்தும் கவசங்கள் (in-house die production) மற்றும் கண்டிப்பான தர மேலாண்மை முறைகளை (tight quality systems) வலியுறுத்துகின்றனர்: பொருளின் ஒழுங்கான நடத்தை (consistent material behavior) அதன் கலவை (alloy) அளவுக்கு முக்கியமானது.