तन्यता

डक्टिलिटी एक यांत्रिक गुण की एक सूची है, जिसे सामान्यतः ड्राइंग विनिर्माण जैसे तार के लिए एक सामग्री के रूप में वर्णित किया जाता है। सामग्री विज्ञान में डक्टिलिटी को उस डिग्री से परिभाषित किया जाता है, जिसके लिए एक सामग्री विफलता से पहले तनाव यांत्रिकी के अनुसार प्लास्टिक विरूपण को बनाए रख सकती है। इंजीनियरिंग और विनिर्माण में एक महत्वपूर्ण विचार है।यह कुछ विनिर्माण कार्यों जैसे कि ठंड काम करने और यांत्रिक अधिभार को अवशोषित करने की क्षमता के लिए एक सामग्री की उपयुक्तता को परिभाषित करता है। कुछ धातुएं जिन्हें सामान्यतः नमनीय के रूप में वर्णित किया जाता है, उनमें सोने और तांबे सम्मिलित हैं। चूंकि, सभी धातुओं को नमनीय विफलता का अनुभव नहीं होता है, क्योंकि कुछ को कच्चा लोहा की प्रकार भंगुर विफलता के साथ चित्रित किया जा सकता है।पॉलिमर को सामान्यतः नमनीय सामग्री के रूप में देखा जा सकता है, क्योंकि वे सामान्यतः प्लास्टिक विरूपण के लिए अनुमति देते हैं।  डक्टिलिटी और सामग्री विफलता पर इसका प्रभाव।इंजीनियरिंग संग्रह।https://theengineeringarchive.com/material-science/page-ductility-material-failure.html

मॉलबिलिटी, एक समान यांत्रिक संपत्ति, संपीड़न (भौतिक) तनाव के अनुसार विफलता के बिना विफलता के बिना एक सामग्री की क्षमता की विशेषता है। ref> ऐतिहासिक रूप से, सामग्रियों को निंदनीय माना जाता था यदि वे हथौड़ा या रोलिंग द्वारा बनाने के लिए उत्तरदायी थे। लीड एक ऐसी सामग्री का एक उदाहरण है जो अपेक्षाकृत निंदनीय है लेकिन नमनीय नहीं है।

सामग्री विज्ञान
धातु में विशेष रूप से महत्वपूर्ण है, क्योंकि तनाव के अनुसार दरार, टूटने या चकनाचूर होने वाली सामग्री को बनाने (मेटलवर्किंग) का उपयोग करके हेरफेर नहीं किया जा सकता है। मेटल बनाने वाली प्रक्रियाएं जैसे कि हैमरिंग, रोलिंग (मेटलवर्किंग), ड्राइंग (मेटलवर्किंग) या एक्सट्रूज़न। मॉल करने योग्य सामग्री को स्टैम्पिंग (मेटलवर्किंग) या मशीन प्रेसिंग का उपयोग करके ठंडा बनाया जा सकता है, जबकि भंगुर सामग्री कास्टिंग या थर्मोफॉर्मिंग हो सकती है।

धातु के बंधन के कारण उच्च डिग्री की लचीलापन होती है, जो मुख्य रूप से धातुओं में पाए जाते हैं; यह सामान्य धारणा की ओर जाता है कि धातुएं सामान्य रूप से नमनीय हैं। मेटालिक बॉन्ड्स वैलेंस शेल इलेक्ट्रॉनों में कई परमाणुओं के बीच डेलोकलाइज़्ड और साझा किए जाते हैं। डेलोकलाइज्ड इलेक्ट्रॉनों को धातु के परमाणुओं को मजबूत प्रतिकारक बलों के अधीन किए बिना एक दूसरे को स्लाइड करने की अनुमति मिलती है जो अन्य सामग्रियों को चकनाचूर कर देगा।

स्टील की लचीलापन मिश्र धातु घटकों के आधार पर भिन्न होती है। कार्बन के स्तर में वृद्धि से लचीलापन कम हो जाता है। कई प्लास्टिक और अनाकार ठोस, जैसे कि प्ले-डोह, भी निंदनीय हैं। सबसे अधिक नमनीय धातु प्लैटिनम है और सबसे निंदनीय धातु सोना है। जब अत्यधिक फैला हुआ है, तो ऐसी धातुएं गठन, पुनर्संयोजन और अव्यवस्था और क्रिस्टल ट्विनिंग के प्रवास के माध्यम से ध्यान देने योग्य सख्त होने के बिना विकृत करती हैं।

मूल परिभाषाएँ
तनाव परीक्षण में लचीलापन को परिभाषित करने के लिए सामान्यतः उपयोग की जाने वाली मात्रा प्रतिशत बढ़ाव है (कभी -कभी निरूपित की जाती है $$\varepsilon_f$$) और क्षेत्र की कमी (कभी -कभी के रूप में निरूपित $$q$$) फ्रैक्चर पर। फ्रैक्चर स्ट्रेन विरूपण (भौतिकी) #Engineering तनाव है जिस पर एक इंडेक्स एलिपोसिड तन्यता परीक्षण के समय एक परीक्षण नमूना फ्रैक्चर होता है।फ्रैक्चर में प्रतिशत बढ़ाव, या इंजीनियरिंग तनाव, के रूप में लिखा जा सकता है:

$$\%EL = \frac{\text{final gage length - initial gage length}}{\text{initial gage length}} = \frac{l_f - l_0}{l_0} \cdot 100$$ क्षेत्र में प्रतिशत में कमी के रूप में लिखा जा सकता है:

$$\%RA = \frac{\text{change in area}}{\text{original area}} = \frac{A_0 - A_f}{A_0} \cdot 100$$ जहां चिंता का क्षेत्र नमूना के गेज का क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र है।

शिगले के मैकेनिकल इंजीनियरिंग डिजाइन के अनुसार महत्वपूर्ण लगभग 5.0 प्रतिशत बढ़ाव को दर्शाता है।

नमूना आयामों का प्रभाव
एक तन्यता परीक्षण में लचीलापन (विफलता पर नाममात्र तनाव) के मूल्य से संबंधित एक महत्वपूर्ण बिंदु यह है कि यह सामान्यतः नमूना आयामों पर निर्भरता प्रदर्शित करता है।यह दुर्भाग्यपूर्ण है, क्योंकि एक सार्वभौमिक पैरामीटर को इस प्रकार की निर्भरता का प्रदर्शन नहीं करना चाहिए (और, वास्तव में, कठोरता, उपज तनाव और अंतिम तन्य शक्ति जैसे गुणों के लिए कोई निर्भरता नहीं है)।यह इसलिए होता है क्योंकि फ्रैक्चर में मापा तनाव (विस्थापन) सामान्यतः गर्दन की शुरुआत और गर्दन के बाद की विरूपण तक होने वाली समान विरूपण दोनों से योगदान को सम्मिलित करता है (जिसके समय नमूने के बाकी हिस्सों में बहुत कम या कोई विरूपण नहीं होता है)।गर्दन के विकास से योगदान का महत्व गेज की लंबाई के "पसमाधानू अनुपात" (लंबाई / व्यास) पर निर्भर करता है, जब अनुपात कम होने पर अधिक होता है।यह एक सरल ज्यामितीय प्रभाव है, जिसे स्पष्ट रूप से पहचाना गया है।दोनों प्रयोगात्मक अध्ययन हुए हैं और सैद्धांतिक अन्वेषण   प्रभाव का - अधिकतर परिमित तत्व विधि (FEM) मॉडलिंग पर आधारित है। फिर भी, यह सार्वभौमिक रूप से सराहना नहीं की जाती है और, चूंकि सामान्य उपयोग में नमूना आयामों की सीमा अधिक व्यापक है, इसलिए यह विभिन्न परीक्षणों में एक ही सामग्री के लिए प्राप्त लचीलापन मूल्यों में अत्यधिक महत्वपूर्ण विविधताएं (2 या 3 तक के कारकों द्वारा) को जन्म दे सकती है। ।

नेकिंग की शुरुआत में तनाव की पहचान करके लचीलापन का एक अधिक सार्थक प्रतिनिधित्व प्राप्त किया जाएगा, जो नमूना आयामों से स्वतंत्र होना चाहिए। दुर्भाग्य से, यह बिंदु एक (नाममात्र) तनाव-तनाव वक्र पर पहचान करना सरल नहीं है, क्योंकि शिखर (गर्दन की शुरुआत का प्रतिनिधित्व करना) अधिकांशतः अपेक्षाकृत सपाट होता है। इसके अतिरिक्त, कुछ (भंगुर) सामग्री फ्रैक्चर की शुरुआत से पहले फ्रैक्चर, जैसे कि कोई शिखर नहीं है। व्यवहार में, कई उद्देश्यों के लिए, एक भिन्न प्रकार का परीक्षण करना उत्तम होता है, जिसे तन्यता परीक्षणों में प्राप्त लचीलापन मूल्यों का उपयोग करने के अतिरिक्त क्रूरता (फ्रैक्चर के समय अवशोषित ऊर्जा) का मूल्यांकन करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

एक पूर्ण अर्थ में, "लचीलापन" मूल्य इसलिए लगभग अर्थहीन हैं। फ्रैक्चर के बिंदु पर गर्दन में वास्तविक (सच्चा) तनाव नाममात्र तनाव -तनाव वक्र से प्राप्त कच्चे नंबर से कोई सीधा संबंध नहीं रखता है - गर्दन में सच्चा तनाव अधिकांशतः अधिक अधिक होता है। इसके अतिरिक्त, फ्रैक्चर के बिंदु पर सच्चा तनाव सामान्यतः भूखंड के अनुसार स्पष्ट मूल्य से अधिक होता है। गर्दन के विकसित होने पर लोड अधिकांशतः गिरता है, लेकिन गर्दन में अनुभागीय क्षेत्र भी गिर रहा है (अधिक तेजी से), इसलिए वहां का सच्चा तनाव बढ़ रहा है। इस मूल्य का अनुमान लगाने का कोई सरल विधि नहीं है, क्योंकि यह गर्दन की ज्यामिति पर निर्भर करता है। जबकि फ्रैक्चर में सच्चा तनाव "लचीलापन" का एक वास्तविक संकेतक है, यह सरली से एक पारंपरिक तन्यता परीक्षण से प्राप्त नहीं किया जा सकता है।

क्षेत्र (आरए) में कमी को गर्दन पर अनुभागीय क्षेत्र में कमी के रूप में परिभाषित किया गया है (सामान्यतः एक या दोनों खंडित छोरों पर व्यास के माप द्वारा प्राप्त किया जाता है), मूल अनुभागीय क्षेत्र द्वारा विभाजित। कभी -कभी यह कहा जाता है कि यह विफलता पर बढ़ाव की तुलना में "लचीलापन" का एक अधिक विश्वसनीय संकेतक है (आंशिक रूप से इस तथ्य की मान्यता में कि उत्तरार्द्ध गेज लंबाई के पसमाधानू अनुपात पर निर्भर है, चूंकि यह निर्भरता सार्वभौमिक रूप से होने से दूर है सराहना की)। इस तर्क में कुछ है, लेकिन आरए अभी भी एक प्रकार से सार्थक पैरामीटर होने से कुछ रास्ता है। एक आपत्ति यह है कि उपयुक्त रूप से मापना सरल नहीं है, विशेष रूप से नमूनों के साथ जो अनुभाग में परिपत्र नहीं हैं। अधिक मौलिक रूप से, यह दोनों समान प्लास्टिक विरूपण से प्रभावित होता है जो गर्दन से पहले और गर्दन के विकास से हुआ था। इसके अतिरिक्त, यह वास्तव में संवेदनशील है कि नेकिंग के बाद के चरणों में क्या होता है, जब सच्चा तनाव अधिकांशतः बहुत अधिक होता जा रहा है और व्यवहार शक्ति (या क्रूरता) की एक सार्थक परिभाषा के संदर्भ में सीमित महत्व का है। इस मुद्दे का फिर से व्यापक अध्ययन किया गया है।

नमनीय -भंगुर संक्रमण तापमान
[[File:Ductility.svg|thumb|right|तन्यता परीक्षण के बाद गोल धातु सलाखों की योजनाबद्ध उपस्थिति।

(ए) भंगुर फ्रैक्चर

(b) डक्टाइल फ्रैक्चर

(c) पूरी प्रकार से डक्टाइल फ्रैक्चर]] धातुएं दो भिन्न -भिन्न प्रकार के फ्रैक्चर से गुजर सकती हैं: भंगुर फ्रैक्चर या डक्टाइल फ्रैक्चर।प्लास्टिक की विरूपण से गुजरने के लिए नमनीय सामग्री की क्षमता के कारण भंगुर सामग्री में विफलता का प्रसार तेजी से होता है।इस प्रकार, भंगुर सामग्री की तुलना में विफलता से पहले अधिक ऊर्जा को अवशोषित करने की उनकी क्षमता के कारण नमनीय सामग्री अधिक तनाव को बनाए रखने में सक्षम होती है।ग्रिफ़िथ समीकरण के एक संशोधन के बाद सामग्री में प्लास्टिक विरूपण का परिणाम होता है, जहां क्रैक को बनाने के लिए आवश्यक कार्य को जोड़ने के लिए आवश्यक प्लास्टिक के काम के कारण महत्वपूर्ण फ्रैक्चर तनाव बढ़ जाता है - सतह ऊर्जा में वृद्धि के अनुरूप कार्यएक अतिरिक्त दरार सतह के गठन से परिणाम। नमनीय धातुओं की प्लास्टिक विरूपण महत्वपूर्ण है क्योंकि यह धातु की संभावित विफलता का संकेत हो सकता है। फिर भी, जिस बिंदु पर सामग्री एक भंगुर व्यवहार बनाम एक भंगुर व्यवहार को प्रदर्शित करती है, न मात्र सामग्री पर ही निर्भर करती है, अपितु उस तापमान पर भी जिस पर तनाव को सामग्री पर लागू किया जा रहा है। तापमान जहां सामग्री भंगुर से नमनीय या इसके विपरीत बदलती है, लोड-असर वाले धातु उत्पादों के डिजाइन के लिए महत्वपूर्ण है। न्यूनतम तापमान जिस पर धातु एक भंगुर व्यवहार से एक नमनीय व्यवहार, या एक भंगुर व्यवहार से एक भंगुर व्यवहार में संक्रमण करता है, को नमनीय-भंगुर संक्रमण तापमान (DBTT) के रूप में जाना जाता है। DBTT के नीचे, सामग्री प्लास्टिक रूप से विकृत करने में सक्षम नहीं होगी, और दरार प्रसार दर तेजी से बढ़ती है जो कि भंगुर विफलता से गुजर रही है। इसके अतिरिक्त, DBTT के बाद से, एक बार जब कोई सामग्री DBTT के नीचे ठंडा हो जाती है, तो इसमें झुकने या विकृत होने के अतिरिक्त प्रभाव पर चकनाचूर होने की बहुत अधिक प्रवृत्ति होती है (एम्ब्रिटमेंट#कम तापमान विलोपन)। इस प्रकार, DBTT उस तापमान को इंगित करता है जिस पर तापमान कम होता जाता है, एक सामग्री की एक नमनीय विधि से विकृत होने की क्षमता कम हो जाती है और इसलिए दरार प्रसार की दर में अधिक वृद्धि होती है। दूसरे शब्दों में, ठोस बहुत कम तापमान पर बहुत भंगुर होते हैं, और उनकी क्रूरता ऊंचे तापमान पर बहुत अधिक हो जाती है।

अधिक सामान्य अनुप्रयोगों के लिए, यह सुनिश्चित करने के लिए कि एक व्यापक डक्टिलिटी रेंज है, यह सुनिश्चित करने के लिए कम DBTT होना पसंद किया जाता है। यह सुनिश्चित करता है कि अचानक दरारें बाधित हो जाती हैं जिससे की धातु के शरीर में विफलताओं को रोका जाए। यह निर्धारित किया गया है कि एक सामग्री जितनी अधिक पर्ची प्रणालियों में होती है, उतनी ही व्यापक तापमान वाले व्यवहार की सीमा का प्रदर्शन किया जाता है। यह स्लिप सिस्टम के कारण होता है जब सामग्री पर तनाव लागू होता है, तो अव्यवस्थाओं की अधिक गति के लिए अनुमति देता है। इस प्रकार, स्लिप सिस्टम की कम मात्रा वाली सामग्रियों में, अव्यवस्थाओं को अधिकांशतः बाधाओं द्वारा पिन किया जाता है जिससे तनाव सख्त हो जाता है, जिससे सामग्री की ताकत बढ़ जाती है जो सामग्री को अधिक भंगुर बनाती है। इस कारण से, एफसीसी संरचनाएं तापमान की एक विस्तृत श्रृंखला पर नमनीय हैं, बीसीसी संरचनाएं मात्र उच्च तापमान पर नमनीय होती हैं, और एचसीपी संरचनाएं अधिकांशतः तापमान की व्यापक सीमाओं पर भंगुर होती हैं। यह इन संरचनाओं में से प्रत्येक को भिन्न -भिन्न प्रदर्शन करता है क्योंकि वे विभिन्न तापमानों के अनुसार विफलता (थकान, अधिभार और तनाव दरार) के पास पहुंचते हैं, और एक विशिष्ट अनुप्रयोग के लिए सही सामग्री का चयन करने में DBTT के महत्व को दर्शाता है। उदाहरण के लिए, ज़मक कमरे के तापमान पर अच्छी लचीलापन प्रदर्शित करता है, लेकिन उप-शून्य तापमान पर प्रभावित होने पर बिखरता है। DBTT उन सामग्रियों का चयन करने में एक बहुत महत्वपूर्ण विचार है जो यांत्रिक तनावों के अधीन हैं। एक समान घटना, कांच संक्रमण तापमान, चश्मे और पॉलिमर के साथ होता है, चूंकि तंत्र इन अनाकार ठोस में भिन्न होता है। DBTT धातु के भीतर अनाज के बनावट पर भी निर्भर करता है, क्योंकि सामान्यतः छोटे अनाज का बनावट तन्यता ताकत में वृद्धि की ओर जाता है, जिसके परिणामस्वरूप लचीलापन में वृद्धि होती है और DBTT में कमी होती है। तन्यता ताकत में यह वृद्धि छोटे अनाज के बनावट के कारण होती है, जिसके परिणामस्वरूप सामग्री के भीतर अनाज की सीमा सख्त होती है, जहां अव्यवस्थाओं को अनाज की सीमाओं को बायपास करने के लिए एक बड़े तनाव की आवश्यकता होती है और पूरी सामग्री में प्रचार करना जारी है। यह दिखाया गया है कि 40 माइक्रोन से 1.3 माइक्रोन तक, अपने बनावट को कम करने के लिए फेराइट अनाज को परिष्कृत करना जारी रखना, कि डीबीटीटी को पूरी प्रकार से खत्म करना संभव है जिससे की फेरिटिक स्टील में एक भंगुर फ्रैक्चर कभी न हो (जैसा कि डीबीटीटी की आवश्यकता होगी पूर्ण शून्य से नीचे)। कुछ सामग्रियों में, संक्रमण दूसरों की तुलना में तेज होता है और सामान्यतः तापमान-संवेदनशील विरूपण तंत्र की आवश्यकता होती है। उदाहरण के लिए, एक बॉडी-केंद्रित क्यूबिक (बीसीसी) जाली के साथ सामग्री में डीबीटीटी सरली से स्पष्ट है, क्योंकि पेंच अव्यवस्था की गति बहुत तापमान संवेदनशील होती है क्योंकि स्लिप से पहले अव्यवस्था कोर के पुनर्व्यवस्था को थर्मल सक्रियण की आवश्यकता होती है। यह लोहे की सामग्री के उच्च आवंटन वाले स्टील्स के लिए समस्याग्रस्त हो सकता है। यह द्वितीय विश्व युद्ध के समय ठंडे पानी में गंभीर लिबर्टी जहाज#पतवार दरार के परिणामस्वरूप हुआ, जिससे कई डूब गए। DBTT को न्यूट्रॉन विकिरण जैसे बाहरी कारकों से भी प्रभावित किया जा सकता है, जिससे आंतरिक जाली दोषों में वृद्धि और लचीलापन में इसी कमी और DBTT में वृद्धि होती है।

किसी सामग्री के DBTT को मापने की सबसे उपयुक्त विधि फ्रैक्चर यांत्रिकी द्वारा है। सामान्यतः चार-बिंदु फ्लेक्सुरल टेस्ट | तापमान की एक सीमा पर चार-बिंदु मोड़ परीक्षण पॉलिश सामग्री के पूर्व-क्रैक सलाखों पर किया जाता है। दो फ्रैक्चर परीक्षणों का उपयोग सामान्यतः विशिष्ट धातुओं के DBTT को निर्धारित करने के लिए किया जाता है: charpy v-notch परीक्षण और IZOD परीक्षण। Charpy v-notch परीक्षण एक मुक्त-गिरने वाले पेंडुलम पर द्रव्यमान के बीच टकराव के परिणामस्वरूप संभावित ऊर्जा अंतर को मापकर प्रभाव ऊर्जा अवशोषण क्षमता या नमूने की क्रूरता को निर्धारित करता है। नमूने के माध्यम से पेंडुलम टूट रहा है। DBTT को इस परीक्षण को विभिन्न प्रकार के तापमानों पर दोहराकर निर्धारित किया जाता है और जब परिणामस्वरूप फ्रैक्चर एक भंगुर व्यवहार में बदल जाता है, जो तब होता है जब अवशोषित ऊर्जा नाटकीय रूप से कम हो जाती है। IZOD परीक्षण अनिवार्य रूप से Charpy परीक्षण के समान है, जिसमें एकमात्र अवकलन कारक नमूना का प्लेसमेंट है; पूर्व में नमूने को लंबवत रूप से रखा जाता है, जबकि बाद में नमूना को आधार के नीचे के संबंध में क्षैतिज रूप से रखा जाता है। उच्च तापमान पर किए गए प्रयोगों के लिए, अव्यवस्था गतिविधि बढ़ती है।एक निश्चित तापमान पर, अव्यवस्था ढाल दरार टिप इस हद तक कि लागू विरूपण दर क्रैक-टिप पर तनाव की तीव्रता के लिए पर्याप्त नहीं है, फ्रैक्चर के लिए महत्वपूर्ण मूल्य तक पहुंचने के लिएiC)।जिस तापमान पर यह होता है वह है नमनीय -भंगुर संक्रमण तापमान।यदि प्रयोगों को उच्च तनाव दर पर किया जाता है, तो भंगुर फ्रैक्चर को रोकने के लिए अधिक अव्यवस्था परिरक्षण की आवश्यकता होती है, और संक्रमण तापमान उठाया जाता है।

यह भी देखें

 * विरूपण (इंजीनियरिंग)
 * काम सख्त करना, जो अस्थिरता की शुरुआत में देरी करके अनियंत्रित तनाव में लचीलापन में सुधार करता है
 * सामग्री की ताकत

बाहरी संबंध

 * Ductility definition at engineersedge.com
 * DoITPoMS Teaching and Learning Package- "The Ductile-Brittle Transition