ٹھوس حل کو مضبوط بنانا

1. تعریف

ایک ایسا رجحان جس میں مرکب عناصر کو بنیادی دھات میں تحلیل کیا جاتا ہے تاکہ ایک خاص حد تک جالی کی مسخ ہو جائے اور اس طرح مرکب کی طاقت میں اضافہ ہو۔

2. اصول

ٹھوس محلول میں تحلیل ہونے والے محلول ایٹم جالیوں کے مسخ کا باعث بنتے ہیں، جس سے نقل مکانی کی مزاحمت بڑھ جاتی ہے، پھسلنا مشکل ہو جاتا ہے، اور مرکب ٹھوس محلول کی مضبوطی اور سختی بڑھ جاتی ہے۔ ٹھوس محلول بنانے کے لیے کسی خاص محلول عنصر کو تحلیل کرکے دھات کو مضبوط بنانے کے اس رجحان کو ٹھوس محلول کی مضبوطی کہا جاتا ہے۔ جب محلول ایٹموں کا ارتکاز مناسب ہو تو مواد کی مضبوطی اور سختی کو بڑھایا جا سکتا ہے، لیکن اس کی سختی اور پلاسٹکٹی کم ہو گئی ہے۔

3. متاثر کرنے والے عوامل

محلول ایٹموں کا جوہری حصہ جتنا زیادہ ہوگا، مضبوطی کا اثر اتنا ہی زیادہ ہوگا، خاص طور پر جب جوہری حصہ بہت کم ہو، مضبوطی کا اثر زیادہ نمایاں ہوتا ہے۔

محلول ایٹموں اور بیس میٹل کے جوہری سائز کے درمیان جتنا زیادہ فرق ہوگا، مضبوطی کا اثر اتنا ہی زیادہ ہوگا۔

بیچوالا محلول ایٹم متبادل ایٹموں سے زیادہ ٹھوس محلول کو مضبوط کرنے کا اثر رکھتے ہیں، اور چونکہ باڈی سینٹرڈ کیوبک کرسٹل میں بیچوالا ایٹموں کی جالی مسخ غیر متناسب ہے، اس لیے ان کی مضبوطی کا اثر چہرے پر مرکوز کیوبک کرسٹل سے زیادہ ہوتا ہے۔ لیکن بیچوالا ایٹم ٹھوس حل پذیری بہت محدود ہے، اس لیے اصل مضبوطی کا اثر بھی محدود ہے۔

محلول ایٹموں اور بیس میٹل کے درمیان والینس الیکٹران کی تعداد میں جتنا زیادہ فرق ہوگا، ٹھوس محلول کو مضبوط بنانے کا اثر اتنا ہی واضح ہوگا، یعنی، والینس الیکٹران کے ارتکاز میں اضافے کے ساتھ ٹھوس محلول کی پیداواری طاقت بڑھ جاتی ہے۔

4. ٹھوس حل کی مضبوطی کی ڈگری بنیادی طور پر درج ذیل عوامل پر منحصر ہے۔

میٹرکس ایٹم اور محلول ایٹم کے درمیان سائز میں فرق۔ سائز کا فرق جتنا زیادہ ہوگا، کرسٹل کے اصل ڈھانچے میں اتنا ہی زیادہ دخل ہوگا، اور ڈس لوکیشن سلپ کے لیے اتنا ہی مشکل ہوگا۔

مرکب عناصر کی مقدار۔ جتنے زیادہ مرکب عناصر شامل کیے جائیں گے، مضبوطی کا اثر اتنا ہی زیادہ ہوگا۔ اگر بہت سارے ایٹم بہت بڑے یا بہت چھوٹے ہیں، تو حل پذیری حد سے تجاوز کر جائے گی۔ اس میں ایک اور مضبوطی کا طریقہ کار شامل ہے، منتشر مرحلے کو مضبوط بنانا۔

بیچوالا محلول ایٹموں میں متبادل ایٹموں سے زیادہ ٹھوس محلول کو مضبوط بنانے کا اثر ہوتا ہے۔

محلول ایٹموں اور بیس میٹل کے درمیان والینس الیکٹران کی تعداد میں جتنا زیادہ فرق ہوگا، ٹھوس محلول کو مضبوط کرنے کا اثر اتنا ہی اہم ہوگا۔

5. اثر

پیداوار کی طاقت، تناؤ کی طاقت اور سختی خالص دھاتوں سے زیادہ مضبوط ہیں۔

زیادہ تر معاملات میں، لچک خالص دھات کی نسبت کم ہوتی ہے۔

چالکتا خالص دھات سے بہت کم ہے؛

کریپ مزاحمت، یا اعلی درجہ حرارت پر طاقت میں کمی، ٹھوس محلول کو مضبوط بنا کر بہتر کیا جا سکتا ہے۔

سختی سے کام کریں۔

1. تعریف

جیسے جیسے سرد اخترتی کی ڈگری بڑھتی ہے، دھاتی مواد کی طاقت اور سختی بڑھتی ہے، لیکن پلاسٹکٹی اور سختی کم ہوتی ہے۔

2. تعارف

ایک ایسا رجحان جس میں دھاتی مواد کی مضبوطی اور سختی بڑھ جاتی ہے جب وہ دوبارہ تشکیل دینے والے درجہ حرارت سے نیچے پلاسٹک کی شکل میں خراب ہو جاتے ہیں، جبکہ پلاسٹکٹی اور سختی کم ہو جاتی ہے۔ کولڈ ورک سختی کے نام سے بھی جانا جاتا ہے۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ جب دھات پلاسٹک کی شکل میں بگڑ جاتی ہے تو کرسٹل کے دانے پھسل جاتے ہیں اور ان کی نقل و حرکت الجھ جاتی ہے، جس کی وجہ سے کرسٹل کے دانے لمبے، ٹوٹنے اور فائبرائز ہوتے ہیں، اور دھات میں بقایا دباؤ پیدا ہوتا ہے۔ کام کی سختی کی ڈگری عام طور پر پروسیسنگ سے پہلے کی سطح کی پرت کی مائکرو ہارڈنس کے تناسب اور سخت پرت کی گہرائی سے ظاہر ہوتی ہے۔

3. سندچیوتی نظریہ کے نقطہ نظر سے تشریح

(1) سندچیوتی کے درمیان چوراہا ہوتا ہے، اور اس کے نتیجے میں کٹوتی سندچیوتی کی نقل و حرکت میں رکاوٹ بنتی ہے۔

(2) سندچیوتی کے درمیان ایک ردعمل ہوتا ہے، اور تشکیل شدہ طے شدہ سندچیوتی کی نقل و حرکت میں رکاوٹ بنتی ہے۔

(3) سندچیوتی کا پھیلاؤ ہوتا ہے، اور سندچیوتی کثافت میں اضافے سے نقل مکانی کی مزاحمت میں مزید اضافہ ہوتا ہے۔

4. نقصان پہنچانا

کام کی سختی دھاتی حصوں کی مزید پروسیسنگ میں مشکلات لاتی ہے۔ مثال کے طور پر، اسٹیل پلیٹ کو کولڈ رول کرنے کے عمل میں، اس کا رول کرنا مشکل سے مشکل تر ہوتا جائے گا، اس لیے ضروری ہے کہ پروسیسنگ کے دوران انٹرمیڈیٹ اینیلنگ کا انتظام کیا جائے تاکہ گرم کرکے اس کے کام کی سختی کو ختم کیا جا سکے۔ ایک اور مثال کاٹنے کے عمل میں ورک پیس کی سطح کو ٹوٹنا اور سخت بنانا ہے، اس طرح ٹول پہننے میں تیزی آتی ہے اور کاٹنے کی قوت میں اضافہ ہوتا ہے۔

5. فوائد

یہ دھاتوں کی طاقت، سختی اور پہننے کی مزاحمت کو بہتر بنا سکتا ہے، خاص طور پر ان خالص دھاتوں اور بعض مرکب دھاتوں کے لیے جنہیں گرمی کے علاج سے بہتر نہیں کیا جا سکتا۔ مثال کے طور پر، کولڈ ڈرین ہائی سٹرینتھ اسٹیل وائر اور کولڈ کوائلڈ اسپرنگ وغیرہ، اپنی طاقت اور لچکدار حد کو بہتر بنانے کے لیے کولڈ ورکنگ ڈیفارمیشن کا استعمال کرتے ہیں۔ ایک اور مثال ٹینکوں، ٹریکٹر کی پٹریوں، کولہو کے جبڑوں اور ریلوے ٹرن آؤٹ کی سختی اور پہننے کی مزاحمت کو بہتر بنانے کے لیے کام کی سختی کا استعمال ہے۔

6. مکینیکل انجینئرنگ میں کردار

کولڈ ڈرائنگ، رولنگ اور شاٹ پیننگ (سطح کی مضبوطی دیکھیں) اور دیگر عمل کے بعد، دھاتی مواد، حصوں اور اجزاء کی سطح کی طاقت کو نمایاں طور پر بہتر کیا جا سکتا ہے۔

حصوں پر زور دینے کے بعد، بعض حصوں کا مقامی دباؤ اکثر مواد کی پیداوار کی حد سے تجاوز کر جاتا ہے، جس سے پلاسٹک کی خرابی ہوتی ہے۔ کام کی سختی کی وجہ سے، پلاسٹک کی اخترتی کی مسلسل ترقی پر پابندی ہے، جو حصوں اور اجزاء کی حفاظت کو بہتر بنا سکتی ہے؛

جب دھات کے کسی حصے یا جزو پر مہر لگائی جاتی ہے، تو اس کی پلاسٹک کی اخترتی مضبوطی کے ساتھ ہوتی ہے، تاکہ یہ اخترتی اس کے ارد گرد کے غیر کام شدہ سخت حصے میں منتقل ہو جائے۔ اس طرح کے بار بار متبادل اقدامات کے بعد، یکساں کراس سیکشنل اخترتی کے ساتھ کولڈ اسٹیمپنگ حصوں کو حاصل کیا جا سکتا ہے۔

یہ کم کاربن اسٹیل کی کاٹنے کی کارکردگی کو بہتر بنا سکتا ہے اور چپس کو الگ کرنا آسان بنا سکتا ہے۔ لیکن کام کی سختی بھی دھاتی حصوں کی مزید پروسیسنگ میں مشکلات لاتی ہے۔ مثال کے طور پر، ٹھنڈے ہوئے سٹیل کے تار کام کی سختی کی وجہ سے مزید ڈرائنگ کے لیے بہت زیادہ توانائی خرچ کرتے ہیں، اور یہ ٹوٹ بھی سکتا ہے۔ لہذا، ڈرائنگ سے پہلے کام کی سختی کو ختم کرنے کے لیے اسے اینیل کرنا ضروری ہے۔ ایک اور مثال یہ ہے کہ کاٹنے کے دوران ورک پیس کی سطح کو ٹوٹنے اور سخت بنانے کے لیے، دوبارہ کاٹنے کے دوران کاٹنے والی قوت میں اضافہ کیا جاتا ہے، اور ٹول پہننے کو تیز کیا جاتا ہے۔

باریک اناج کو مضبوط کرنا

1. تعریف

کرسٹل کے دانوں کو ریفائن کرکے دھاتی مواد کی مکینیکل خصوصیات کو بہتر بنانے کا طریقہ کرسٹل ریفائننگ مضبوطی کہلاتا ہے۔ صنعت میں، کرسٹل کے دانوں کو صاف کرکے مواد کی طاقت کو بہتر بنایا جاتا ہے۔

2. اصول

دھاتیں عام طور پر پولی کرسٹل ہوتی ہیں جو بہت سے کرسٹل اناج پر مشتمل ہوتی ہیں۔ کرسٹل اناج کے سائز کا اظہار کرسٹل اناج کی تعداد فی یونٹ حجم سے کیا جا سکتا ہے۔ تعداد جتنی زیادہ ہوگی، کرسٹل کے دانے اتنے ہی باریک ہوں گے۔ تجربات سے پتہ چلتا ہے کہ کمرے کے درجہ حرارت پر باریک دانے والی دھاتوں میں موٹے دانے والی دھاتوں سے زیادہ طاقت، سختی، پلاسٹکٹی اور سختی ہوتی ہے۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ باریک اناج بیرونی قوت کے تحت پلاسٹک کی خرابی سے گزرتے ہیں اور زیادہ اناج میں منتشر ہوسکتے ہیں، پلاسٹک کی اخترتی زیادہ یکساں ہے، اور تناؤ کا ارتکاز کم ہے۔ اس کے علاوہ، اناج جتنے باریک ہوں گے، اناج کی حدود کا رقبہ اتنا ہی بڑا ہوگا اور اناج کی زیادہ سخت حدود ہوں گی۔ درار کی تبلیغ زیادہ ناموافق. لہذا، کرسٹل اناج کو بہتر بنانے کے ذریعہ مواد کی مضبوطی کو بہتر بنانے کے طریقہ کار کو صنعت میں اناج کی اصلاح کی مضبوطی کہا جاتا ہے.

3. اثر

اناج کا سائز جتنا چھوٹا ہوگا، ڈس لوکیشن کلسٹر میں ڈس لوکیشن (n) کی تعداد اتنی ہی کم ہوگی۔ τ=nτ0 کے مطابق، تناؤ کا ارتکاز جتنا چھوٹا ہوگا، مواد کی طاقت اتنی ہی زیادہ ہوگی۔

باریک اناج کی مضبوطی کا مضبوط قانون یہ ہے کہ جتنی زیادہ اناج کی حدود ہوں گی، اناج اتنے ہی باریک ہوں گے۔ Hall-Peiqi تعلقات کے مطابق، اناج کی اوسط قدر (d) جتنی چھوٹی ہوگی، مواد کی پیداواری طاقت اتنی ہی زیادہ ہوگی۔

4. اناج کی تطہیر کا طریقہ

ذیلی کولنگ کی ڈگری میں اضافہ؛

خرابی کا علاج؛

کمپن اور ہلچل؛

ٹھنڈی شکل والی دھاتوں کے لئے، کرسٹل اناج کو اخترتی کی ڈگری اور اینیلنگ درجہ حرارت کو کنٹرول کرکے بہتر کیا جاسکتا ہے۔

دوسرے مرحلے کی کمک

1. تعریف

سنگل فیز مرکب دھاتوں کے مقابلے میں، ملٹی فیز اللویس میں میٹرکس فیز کے علاوہ دوسرا مرحلہ ہوتا ہے۔ جب دوسرے مرحلے کو میٹرکس مرحلے میں باریک منتشر ذرات کے ساتھ یکساں طور پر تقسیم کیا جاتا ہے، تو اس کا ایک اہم مضبوطی اثر ہوگا۔ اس مضبوطی کے اثر کو دوسرے مرحلے کی مضبوطی کہا جاتا ہے۔

2. درجہ بندی

سندچیوتی کی نقل و حرکت کے لیے، مصر میں موجود دوسرے مرحلے میں درج ذیل دو صورتیں ہیں:

(1) غیر درست شکل والے ذرات کی کمک (بائی پاس میکانزم)۔

(2) خراب ہونے والے ذرات کی کمک (کٹ تھرو میکانزم)۔

بازی کو مضبوط کرنا اور ورن کو مضبوط کرنا دونوں دوسرے مرحلے کی مضبوطی کے خاص معاملات ہیں۔

3. اثر

دوسرے مرحلے کے مضبوط ہونے کی سب سے بڑی وجہ ان کے اور سندچیوتی کے درمیان تعامل ہے، جو کہ سندچیوتی کی نقل و حرکت میں رکاوٹ ہے اور کھوٹ کی اخترتی مزاحمت کو بہتر بناتا ہے۔

خلاصہ کرنا

طاقت کو متاثر کرنے والے سب سے اہم عوامل خود مواد کی ساخت، ساخت اور سطح کی حالت ہیں۔ دوسری قوت کی حالت ہے، جیسے قوت کی رفتار، لوڈ کرنے کا طریقہ، سادہ کھینچنا یا بار بار قوت، مختلف طاقتیں دکھائے گی۔ اس کے علاوہ، نمونے کی جیومیٹری اور سائز اور ٹیسٹ میڈیم کا بھی بڑا اثر ہوتا ہے، بعض اوقات فیصلہ کن بھی۔ مثال کے طور پر، ہائیڈروجن ماحول میں انتہائی اعلیٰ طاقت والے اسٹیل کی تناؤ کی طاقت تیزی سے گر سکتی ہے۔

دھاتی مواد کو مضبوط کرنے کے صرف دو طریقے ہیں۔ ایک یہ ہے کہ الائے کی انٹراٹومک بانڈنگ فورس کو بڑھانا، اس کی نظریاتی طاقت کو بڑھانا، اور بغیر کسی نقائص کے ایک مکمل کرسٹل تیار کرنا، جیسے سرگوشی۔ یہ معلوم ہے کہ لوہے کے سرگوشوں کی طاقت نظریاتی قدر کے قریب ہے۔ اس پر غور کیا جاسکتا ہے کہ اس کی وجہ یہ ہے کہ سرگوشیوں میں کوئی سندچیوتی نہیں ہے، یا صرف ایک چھوٹی سی سندچیوتی ہے جو اخترتی کے عمل کے دوران پھیل نہیں سکتی ہے۔ بدقسمتی سے، جب سرگوشی کا قطر بڑا ہوتا ہے، طاقت تیزی سے گر جاتی ہے۔ ایک اور مضبوط کرنے کا طریقہ یہ ہے کہ کرسٹل میں کرسٹل کے نقائص کی ایک بڑی تعداد کو متعارف کرایا جائے، جیسے کہ سندچیوتی، نقطہ نقائص، متفاوت ایٹم، اناج کی حدود، انتہائی منتشر ذرات یا غیر ہم آہنگی (جیسے علیحدگی) وغیرہ۔ بھی نمایاں طور پر دھات کی طاقت کو بہتر بنانے کے. حقائق نے ثابت کیا ہے کہ دھاتوں کی طاقت بڑھانے کا یہ سب سے مؤثر طریقہ ہے۔ انجینئرنگ مواد کے لیے، یہ عام طور پر جامع مضبوطی کے اثرات کے ذریعے بہتر جامع کارکردگی حاصل کرنے کے لیے ہے۔