तन्यता: Difference between revisions

'''तन्यता (डुचटिलीटी)''' एक यांत्रिक गुण की एक सूची है, जिसे सामान्यतः ड्राइंग विनिर्माण जैसे तार के लिए एक सामग्री के रूप में वर्णित किया जाता है।<ref name=":02">{{Cite book|last=Brande|first=William Thomas|title=A Dictionary of Science, Literature, and Art: Comprising the History, Description, and Scientific Principles of Every Branch of Human Knowledge : with the Derivation and Definition of All the Terms in General Use|publisher=Harper & Brothers|year=1853|pages=369}}</ref> इस प्रकार सामग्री विज्ञान में तन्यता 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। {{Cite book|last=कल्पाकजियन, सेरोपे, 1928-|url=https://www.worldcat.org/oclc/9783323|title=इंजीनियरिंग सामग्री के लिए विनिर्माण प्रक्रियाएँ|date=1984|publisher=एडिसन-वेस्ले|isbn=0-201-11690-1|location=रीडिंग, मास.|pages=30|oclc=9783323}}<ref>{{Cite web|title=Ductility - What is Ductile Material|url=https://www.nuclear-power.net/nuclear-engineering/materials-science/material-properties/ductility/|access-date=2020-11-14|website=Nuclear Power|language=en-US}}</ref> इंजीनियरिंग और विनिर्माण में एक महत्वपूर्ण विचार यह है, कि कुछ विनिर्माण कार्यों के लिए सामग्री की उपयुक्तता और यांत्रिक अधिभार को अवशोषित करने की क्षमता को परिभाषित करता है, जैसे ठंड में काम करना इत्यादि<ref name="Shigley2">{{Cite book|last=Budynas|first=Richard G.|url=https://books.google.com/books?id=4mxzCgAAQBAJ&q=shigley%27s+mechanical+engineering+design&pg=PP1|title=Shigley's Mechanical Engineering Design—10th ed.|publisher=McGraw Hill|year=2015|isbn=978-0-07-339820-4|page=233}}.</ref> कुछ धातुएं, जिन्हें सामान्यतः नमनीय के रूप में वर्णित किया जाता है, उनमें सोने और तांबे सम्मिलित होते है।<ref name=":3">{{Cite book|last=Chandler Roberts-Austen|first=William|title=An Introduction to the Study of Metallurgy|publisher=C. Griffin|year=1894|location=London|pages=16}}</ref> 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 और इस प्रकार क्योंकि वे सामान्यतः प्लास्टिक विरूपण के लिए अनुमति देते हैं। तन्यता और सामग्री विफलता पर इसका प्रभाव होता है। https://theengineeringarchive.com/material-science/page-ductility-material-failure.html

मॉलबिलिटी एक समान यांत्रिक गुण है, जिसे संपीड़न (भौतिक) तनाव के अनुसार विफलता के बिना प्लास्टिक के विकृत होने की सामग्री की क्षमता के कारण होता है।{{Cite web|title=सुघट्यता - लचीला सामग्री|url=https://www.nuclear-power.net/nuclear-engineering/materials-science/material-properties/malleability/|url-status=live|archive-url=https://web.archive.org/web/20200925090402/https://www.nuclear-power.net/nuclear-engineering/materials-science/material-properties/malleability/|archive-date=2020-09-25|access-date=2020-11-14|website=परमाणु शक्ति|language=en-US}}<ref>{{Cite book|url=https://www.standards.doe.gov/standards-documents/1000/1017-BHdbk-1993-v1/@@images/file|title=DOE FUNDAMENTALS HANDBOOK MATERIAL SCIENCE|publisher=U.S. Department of Energy|date=January 1993|volume=1, Module 2 – Properties of Metals|pages=25}}</ref> ऐतिहासिक रूप से सामग्रियों को लचीला माना जाता था, यदि वे हथौड़ा या रोलिंग द्वारा बनाने के लिए उत्तरदायी थे।<ref name=":02" />लीड एक ऐसी सामग्री का एक उदाहरण है जो अपेक्षाकृत लचीली है, लेकिन नमनीय नहीं है।<ref name=":3" /><ref name="mms2">{{Cite book|last=Rich|first=Jack C.|url=https://archive.org/details/materialsmethods00rich_0|title=The Materials and Methods of Sculpture|publisher=Courier Dover Publications|year=1988|isbn=978-0-486-25742-6|page=[https://archive.org/details/materialsmethods00rich_0/page/129 129]|url-access=registration}}.</ref>

[[File:Au atomic wire.jpg|thumb|सोना बेहद नमनीय है। इसे एक मोनटोमिक तार में खींचा जा सकता है, और फिर इसे तोड़ने से पहले और अधिक फैलाया जा सकता है।<ref>{{cite book |doi=10.5772/62288 |isbn=978-953-51-2252-4 |chapter=Combined Transmission Electron Microscopy – In situ Observation of the Formation Process and Measurement of Physical Properties for Single Atomic-Sized Metallic Wires |author=Masuda, Hideki |title=Modern Electron Microscopy in Physical and Life Sciences |editor=Janecek, Milos |editor2=Kral, Robert |publisher=InTech |year=2016|s2cid=58893669 }}</ref>]]

धातु में विशेष रूप से तन्यता महत्वपूर्ण है, क्योंकि तनाव के अनुसार दरार टूटने या चकनाचूर होने वाली सामग्री को बनाने में मेटलवर्किंग का उपयोग करके हेरफेर नहीं किया जा सकता है। मेटल बनाने वाली प्रक्रियाएं जैसे कि हैमरिंग, रोलिंग (मेटलवर्किंग), ड्राइंग (मेटलवर्किंग) या एक्सट्रूज़न के रूप में होते है। 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 काम में तन्यता विशेष रूप से महत्वपूर्ण 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 के रूप में 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 के चकनाचूर का कारण बनते हैं।

स्टील की तन्यता मिश्र धातु घटकों के आधार पर भिन्न होती है। कार्बन के स्तर में वृद्धि से तन्यता कम हो जाता है। कई प्लास्टिक और अनाकार ठोस, जैसे कि प्ले-डोह, भी लचीले होते हैं। सबसे अधिक लचीली धातु प्लैटिनम है और सबसे लचीली धातु सोना है।<ref>Vaccaro, John (2002) ''Materials handbook'', Mc Graw-Hill handbooks, 15th ed.</ref><ref>Schwartz, M. (2002) ''CRC encyclopedia of materials parts and finishes'', 2nd ed.</ref> जब अत्यधिक खींचा जाता है, तो ऐसी धातुएं गठन, पुनर्संयोजन और अव्यवस्था और क्रिस्टल ट्विनिंग के प्रवास के माध्यम से ध्यान देने योग्य सख्त होने के बिना विकृत हो जाती हैं।<ref>{{cite journal|doi=10.1080/14686996.2019.1585145|pmid=30956731|pmc=6442207|title=Synthesis and modelling of the mechanical properties of Ag, Au and Cu nanowires|journal=Sci. Technol. Adv. Mater.|year=2019|volume=20|issue=1|pages=225–261|first1=Che|last1=Lah|first2=Nurul|last2=Akmal|first3=Sonia|last3=Trigueros |bibcode=2019STAdM..20..225L}}</ref>

तनाव परीक्षण में तन्यता को परिभाषित करने के लिए सामान्यतः उपयोग की जाने वाली मात्रा प्रतिशत सापेक्ष बढ़ाव होती हैं, जिन्हें कभी -कभी निरूपित की जाती है <math>\varepsilon_f</math> और क्षेत्र की कमी कभी -कभी निरूपित <math>q</math> फ्रैक्चर पर<ref name="dieter">Dieter, G. (1986) ''Mechanical Metallurgy'', McGraw-Hill, {{ISBN|978-0-07-016893-0}}</ref> स्ट्रेन विरूपण (भौतिकी) इंजीनियरिंग स्ट्रेन के रूप में 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:<ref name=":0">{{Cite web|title=Ductility Review - Strength Mechanics of Materials - Engineers Edge|url=https://www.engineersedge.com/material_science/ductility.htm|access-date=2020-07-14|website=www.engineersedge.com}}</ref><ref name=":1">{{Cite book|last=Askeland|first=Donald R.|url=https://www.worldcat.org/oclc/903959750|title=The science and engineering of materials|others=Wright, Wendelin J.|year=2016|isbn=978-1-305-07676-1|edition=Seventh|location=Boston, MA|pages=195|chapter=6-4 Properties Obtained from the Tensile Test|oclc=903959750}}</ref><ref name=":2">{{Cite book|last=Callister|first=William D. Jr.|url=https://www.worldcat.org/oclc/401168960|title=Materials science and engineering : an introduction.|others=Rethwisch, David G.|year=2010|isbn=978-0-470-41997-7|edition=8th|location=Hoboken, NJ|pages=166|chapter=6.6 Tensile Properties|oclc=401168960}}</ref>

<math>\%EL = \frac{\text{final gage length - initial gage length}}{\text{initial gage length}} = \frac{l_f - l_0}{l_0} \cdot 100</math>

 

शिगले के यांत्रिक अभियांत्रिकी डिजाइन के अनुसार<ref name="Shigley2"/> लगभग 5.0 प्रतिशत बढ़ाव को दर्शाता है।

=== '''नमूना आयामों का प्रभाव''' ===

तन्यता परीक्षण में तन्यता विफलता पर नाममात्र तनाव के मूल्य से संबंधित एक महत्वपूर्ण बिंदु के रूप में 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।ऐसा इसलिए होता है, क्योंकि फ्रैक्चर में मापा तनाव विस्थापन सामान्यतः नेक की शुरुआत और नेक 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। नेक के विकास से योगदान का महत्व गेज की लंबाई के "पहलू 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 के रूप में हुए हैं<ref name="Matic">{{cite journal |last1=Matic |first1=P |title=The Relation of Tensile Specimen Size and Geometry Effects to Unique Constitutive Parameters for Ductile Materials |journal= Proceedings of the Royal Society of London. A. Mathematical and Physical Sciences|date=1988 |volume=417 |issue=1853 |pages=309–333 |doi=10.1098/rspa.1988.0063|s2cid=43033448 }}</ref> और सैद्धांतिक अन्वेषण<ref name="Havner">{{cite journal |last1=Havner |first1=K |title=On the Onset of Necking in the Tensile Test |journal=International Journal of Plasticity |date=2004 |volume=20 |issue=4–5 |pages=965–978 |doi=10.1016/j.ijplas.2003.05.004}}</ref><ref name="Kim">{{cite journal |last1=Kim |first1=H |title=Finite Element Analysis of the Onset of Necking and the Post-Necking Behaviour During Uniaxial Tensile Testing |journal=Materials Transactions |date=2005 |volume=46 |issue=10 |pages=2159–2163 |doi=10.2320/matertrans.46.2159}}</ref><ref name="Joun">{{cite journal |last1=Joun |first1=M |title=Finite Element Analysis of Tensile Testing with Emphasis on Necking |journal=Computational Materials Science |date=2007 |volume=41 |issue=1 |pages=63–69 |doi=10.1016/j.commatsci.2007.03.002}}</ref><ref name="Osovski">{{cite journal |last1=Osovski |first1=S |title=Dynamic Tensile Necking: Influence of Specimen Geometry and Boundary Conditions. |journal=Mechanics of Materials |date=2013 |volume=62 |pages=1–13 |doi=10.1016/j.mechmat.2013.03.002|hdl=10016/17020 }}</ref> प्रभाव का अधिकतर परिमित तत्व विधि (एफईएम) मॉडलिंग पर आधारित है। फिर भी यह सार्वभौमिक रूप से सराहा नहीं गया है और चूंकि सामान्य उपयोग में नमूना आयामों की सीमा अधिक व्यापक है, इसलिए यह विभिन्न परीक्षणों में एक ही सामग्री के लिए प्राप्त तन्यता मूल्यों में अत्यधिक महत्वपूर्ण विविधताएं 2 या 3 तक के कारकों द्वारा अत्यधिक महत्वपूर्ण बदलाव हो सकते हैं।

नेकिंग की शुरुआत में तनाव की पहचान करके तन्यता 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 नेक 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 तन्यता 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 "तन्यता" मूल्य इसलिए लगभग अर्थहीन हैं। फ्रैक्चर के बिंदु पर नेक में वास्तविक सच्चा तनाव नाममात्र तनाव -तनाव वक्र से प्राप्त कच्चे नंबर से कोई सीधा संबंध नहीं रखता है, नेक 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। नेक के विकसित होने पर लोड अधिकांशतः गिरता है, लेकिन नेक 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 नेक की ज्यामिति पर निर्भर करता है। जबकि फ्रैक्चर में सच्चा तनाव "तन्यता" का एक वास्तविक संकेतक है, यह सरली से एक पारंपरिक तन्यता परीक्षण से प्राप्त नहीं किया जा सकता है।

क्षेत्र आरए में कमी को नेक 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 "तन्यता" का एक अधिक विश्वसनीय संकेतक है, आंशिक रूप से इस तथ्य की मान्यता में कि उत्तरार्द्ध गेज लंबाई के पहलू 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 नेक से पहले और नेक 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।<ref name="Choung">{{cite journal |last1=Choung |first1=J |title=Study on True Stress Correction from Tensile Tests |journal=Journal of Mechanical Science and Technology |date=2008 |volume=22 |issue=6 |pages=1039–1051 |doi=10.1007/s12206-008-0302-3|s2cid=108776720 }}</ref><ref name="Ho">{{cite journal |last1=Ho |first1=H |title=Modelling Tensile Tests on High Strength S690 Steel Materials Undergoing Large Deformations |journal=Engineering Structures |date=2019 |volume=192 |pages=305–322 |doi=10.1016/j.engstruct.2019.04.057|s2cid=182744244 }}</ref><ref name="Samuel">{{cite journal |last1=Samuel |first1=E |title=Inter-Relation between True Stress at the Onset of Necking and True Uniform Strain in Steels - a Manifestation of Onset to Plastic Instability |journal=Materials Science and Engineering A-Structural Materials Properties Microstructure and Processing |date=2008 |volume=480 |issue=1–2 |pages=506–509 |doi=10.1016/j.msea.2007.07.074}}</ref>

== '''नमनीय भंगुर परिवर्तन तापमान'''==