نکل مرکباکثر ان اجزاء کے لیے مخصوص کیے جاتے ہیں جو اپنی سروس لائف - ٹربائن بلیڈ، پمپ شافٹ، میرین فاسٹنرز، سب سی فٹنگز پر لاکھوں یا اربوں تناؤ کے چکر دیکھتے ہیں۔ اس ڈیوٹی کے لیے، تناؤ کی طاقت اور پیداوار کی طاقت غلط نمبر ہیں جن کے خلاف ڈیزائن کرنا ہے۔ گورننگ پراپرٹی تھکاوٹ کی طاقت ہے، S-N منحنی سے پڑھیں۔ نکل کے مرکب اس وکر پر کاربن اسٹیل کے مقابلے میں مختلف طریقے سے برتاؤ کرتے ہیں جو زیادہ تر انجینئر پہلے سیکھتے ہیں، اور یہ فرق بدل جاتا ہے کہ محفوظ ڈیزائن کی زندگی کا حساب کیسے لیا جانا چاہیے۔

|
زیادہ تر نکل سپر ایلوئیز تیز، چپٹے "گھٹنے" کو نہیں دکھاتے ہیں جو کاربن اسٹیل میں زندگی کی تھکاوٹ کی ایک حقیقی حد-کا تعین کرتا ہے۔ ان کے S{{1}N منحنی خطوط انتہائی-اعلی-سائیکل رجیم میں آہستہ آہستہ کم ہوتے رہتے ہیں، لہذا تھکاوٹ کی طاقت کو سائیکلوں کی ایک مخصوص تعداد (عام طور پر 10⁷ یا 10⁸) پر حوالہ دیا جانا چاہیے، غیر مشروط حد کے طور پر نہیں۔
10⁸ سائیکلوں پر نمائندہ ہموار-بار کی تھکاوٹ کی طاقت تقریباً 620 MPa (90,000 psi) ہے اینیلڈ Inconel 625 کے لیے اور تقریباً 414 MPa (60,000 psi، تقریباً ایک-کی طاقت جو کہ Ktensile کے لیے صرف ایک تہائی طاقت کا اطلاق ہوتا ہے{0}} مخصوص مصنوعات کی شکل، گرمی کے علاج، اور ٹیسٹ کے طریقہ کار کی اطلاع دی گئی ہے۔
تناؤ کا ارتکاز نکل ملاوٹ کی تھکاوٹ کی طاقت کو ڈرامائی طور پر کم کر سکتا ہے: نوچڈ Inconel 625 (Kt=3.3) 10⁸ سائیکلوں پر تقریباً 241 MPa (35,000 psi) تک گر جاتا ہے - ہموار-} بار بنانے کی پہلی قیمت - بار بنانے والی سطح سے تقریباً 61% کم عوامل، بعد کے خیالات نہیں۔
S-مختلف ذرائع سے ملنے والی N اقدار کا اکثر براہ راست موازنہ نہیں کیا جا سکتا، کیونکہ ٹیسٹ کا طریقہ (گھومنے والا موڑنے بمقابلہ محوری)، تناؤ کا تناسب، نمونہ کا سائز، اور سطح کی حالت سبھی وکر کو بدل دیتے ہیں۔ ہمیشہ ڈیزائن کے ڈیٹا کو لوڈنگ موڈ اور اصل جزو کی سطح کی تکمیل سے مماثل کریں۔ |
S-N Curve کیا ہے، اور یہ آپ کو نکل الائے کے بارے میں کیا بتاتا ہے؟
ایک S-کرو اس چکراتی تناؤ کو پلاٹ کرتا ہے جو ایک مواد (S) کو ناکامی کے چکروں کی تعداد (N) کے خلاف برداشت کر سکتا ہے، ڈیزائنرز کو معلومات کے ایک ٹکڑے کو ایک جامد تناؤ ٹیسٹ نہیں دے سکتا: کوئی حصہ کتنی دیر تک زندہ رہے گا، ایک بار کے بجائے، بار بار لوڈ ہونے کے۔
ٹینسائل ٹیسٹ ایک ہی سوال کا جواب دیتا ہے - کتنی قوت مواد کو ایک بار توڑ دیتی ہے۔ تقریباً کوئی حقیقی جزو اس طرح ناکام نہیں ہوتا۔ شافٹ لاکھوں بار گھومتے ہیں، ہر سٹارٹ اپ اور شٹ ڈاؤن کے ساتھ پریشر ویسلز چکر لگاتے ہیں، ٹربائن بلیڈ فی سیکنڈ ہزاروں بار ہلتے ہیں۔ ہر چکر تھوڑا سا پوشیدہ نقصان پہنچاتا ہے، یہاں تک کہ تناؤ کی سطح پر بھی مواد کی پیداواری طاقت سے بہت نیچے، اور یہ نقصان اس وقت تک جمع ہوتا رہتا ہے جب تک کہ شگاف شروع نہ ہو اور ناکامی کی طرف بڑھ جائے۔ ایک S-N وکر - جسے Wöhler وکر بھی کہا جاتا ہے، 19 ویں- صدی کے انجینئر جس نے ٹیسٹ کا آغاز کیا - کے بعد مختلف تناؤ کی سطحوں پر یکساں نمونوں کو سائیکل چلا کر اور ریکارڈ کرنے کے ذریعے بنایا گیا ہے کہ ہر ایک کتنے سائیکل زندہ رہتا ہے۔ ناکامی کے چکروں کے لوگارتھم کے خلاف دباؤ ڈالنا نیچے کی طرف-ڈھلوان وکر پیدا کرتا ہے: زیادہ تناؤ کا مطلب ہے ناکامی کے کم چکر، اور اس کے برعکس۔
نکل الائے کے جزو کے لیے، S-N منحنی اس عملی سوال کا جواب دیتا ہے جس کا ٹینسائل اسپیک شیٹ نہیں کر سکتا: تناؤ کے طول و عرض میں یہ حصہ درحقیقت سروس میں دیکھے گا، کتنے چکر - اور اس لیے تھکاوٹ کے ٹوٹنے کا خطرہ بننے سے پہلے کتنے سال - چلنے کی توقع کی جا سکتی ہے؟
کیا نکل مرکب میں کاربن اسٹیل کی طرح تھکاوٹ کی حقیقی حد ہوتی ہے؟
عام طور پر، کسی بھی - زیادہ تر نکل کے سپر الائیز میں تیز، چپٹے گھٹنے کی کمی ہوتی ہے جو انجینئرز کو ایک خاص تناؤ کے نیچے کاربن اسٹیل کو "لامحدود زندگی" کہنے دیتا ہے۔ اس کے بجائے ان کے S{{1}N منحنی خطوط 10⁶ سائیکلوں کے بعد آہستہ سے نیچے کی طرف جھکتے رہتے ہیں، لہذا نکل الائے تھکاوٹ کی طاقت کو غیر مشروط حد کے طور پر استعمال کرنے کے بجائے سائیکلوں کی ایک بیان کردہ تعداد پر بیان کیا جانا چاہیے۔

سادہ کاربن اور کم-الائے اسٹیل ایک الگ خصوصیت کے لیے تھکاوٹ کی جانچ میں مشہور ہیں: ایک خاص تناؤ کے طول و عرض کے نیچے، S-نکر بنیادی طور پر فلیٹ ہوتا ہے، اور اس دباؤ پر یا اس سے نیچے جانچے گئے نمونے غیر معینہ مدت تک زندہ رہتے ہیں۔ وہ فلیٹ خطہ کلاسیکی "برداشت کی حد" ہے، اور یہ مکینیکل ڈیزائن میں سب سے آسان حقائق میں سے ایک ہے - اس کے تحت رہیں، اور سائیکل کی گنتی سے قطع نظر تھکاوٹ کی ناکامی تشویش کا باعث نہیں ہے۔
Nickel-کی بنیاد پر superalloys جیسے Inconel 718 عام طور پر اس رویے کو صاف طور پر نہیں دکھاتے ہیں۔ Inconel 718 پر شائع شدہ ہائی- اور بہت-ہائی-سائیکل تھکاوٹ کی جانچ نے پایا کہ S-N منحنی ہائی-سائیکل رجیم (تقریباً 10⁵ سے 10⁷ سائیکل) کے ذریعے مسلسل گر رہا ہے، پھر تقریباً 10⁶ سے 10⁶ لیٹ تک سائیکل بنتا ہے۔ بجائے اس کے کہ ایک سخت فلیٹ لائن - کے ساتھ تھکاوٹ کی طاقت اب بھی اس سطح مرتفع کے اندر بھی آہستہ آہستہ کم ہو رہی ہے۔ عملی طور پر، اس کا مطلب یہ ہے کہ نکل ملاوٹ کی "تھکاوٹ کی طاقت" یا "برداشت کی حد" کے طور پر حوالہ دیا گیا نمبر صرف سائیکل کی گنتی کے ساتھ ہی معنی خیز ہے جسے - عام طور پر 10⁷ یا 10⁸ سائیکلوں پر ماپا جاتا ہے، لامحدود زندگی کے ثبوت کے بجائے عملی رن آؤٹ کے طور پر سمجھا جاتا ہے۔
|
یہ ڈیزائن کے لیے کیوں اہمیت رکھتا ہے۔ ایک نکل ملاوٹ کی تھکاوٹ کی قدر کو اس کے حوالہ سائیکل کی گنتی کے بغیر بتانا ایک نامکمل تصریح ہے - ایک ہی مرکب 10⁷ بمقابلہ 10⁸ بمقابلہ 10⁹ سائیکل پر معنی خیز طور پر مختلف "تھکاوٹ طاقت" نمبر دکھا سکتا ہے۔ ان اجزاء کے لیے جن سے ان کی سروس لائف کے دوران ٹیسٹ شدہ رن آؤٹ سائیکل کی گنتی سے زیادہ ہونے کی توقع ہے، تھکاوٹ کے کریک شروع ہونے کے کچھ بقایا خطرے کو مسترد کرنے کے بجائے فرض کیا جانا چاہیے۔ |
عام نکل مرکب کے لئے عام تھکاوٹ کی طاقت کی اقدار کیا ہیں؟
رپورٹ کردہ ہموار-بار تھکاوٹ کی طاقت کی قدریں تقریباً 410–620 MPa (60,000–90,000 psi) سے لے کر 10⁷–10⁸ سائیکلوں پر عام نکلے ہوئے نکل مرکبات میں ہوتی ہیں، لیکن چونکہ ٹیسٹ کا طریقہ اور حالت ذرائع کے درمیان مختلف ہوتی ہے، ان نمبروں کو دوبارہ پڑھنے کے قابل نہیں ہونا چاہیے۔ اقدار
|
کھوٹ / حالت |
ٹیسٹ کا طریقہ |
سائیکل |
تھکاوٹ کی طاقت |
نوٹ |
|
انکونل 625، اینیل شدہ کولڈ-رولڈ شیٹ، ہموار |
الٹا موڑنا |
10⁸ |
620 MPa (90,000 psi) |
کمرے کا درجہ حرارت |
|
انکونل 625، اینیلڈ شیٹ، نوچڈ (Kt=3.3) |
الٹا موڑنا |
10⁸ |
241 MPa (35,000 psi) |
کمرے کا درجہ حرارت؛ نشان اثر کی وضاحت کرتا ہے۔ |
|
انکونل 718، بنا ہوا، ہموار |
محوری، 20 ہرٹج |
~10⁷ (HCF) |
~545 MPa (79,000 psi) |
کمرے کا درجہ حرارت |
|
Monel K-500، ہموار |
گھومنے والی کینٹیلیور بیم |
10⁸ |
~414 MPa (60,000 psi) |
≈ تناؤ کی طاقت کا 1/3؛ کمرے کا درجہ حرارت، ہوا |
ماخذ: انکونل 625 ڈیٹا: اسپیشل میٹلز کارپوریشن، انکونل الائے 625 ٹیکنیکل بلیٹن۔ انکونیل 718 ڈیٹا: ہائی/بہت-اعلی-سائیکل تھکاوٹ کا مطالعہ جس میں باسکوئن برداشت کی حد اور HCF کی طاقت 20 Hz ٹیسٹ فریکوئنسی پر رپورٹ ہوتی ہے۔ Monel K-500 ڈیٹا: TMS Superalloys کانفرنس کی کارروائی، تھکاوٹ اور سنکنرن تھکاوٹ کی خصوصیات مرکب 625Plus، 718، 725، اور K-500۔ قدریں رپورٹ شدہ پروڈکٹ فارم، ہیٹ ٹریٹمنٹ، نمونہ جیومیٹری، اور ٹیسٹ کے طریقہ سے مخصوص ہیں۔ دوسری شرائط پر براہ راست لاگو نہ کریں۔
دو نمونے نمایاں ہیں۔ سب سے پہلے، تھکاوٹ کی طاقت ان نکل مرکب کلسٹروں کے لیے ٹینسائل طاقت کے ایک حصے کے طور پر وسیع پیمانے پر اسی طرح کی رینج میں ہے جو کہ گھڑے ہوئے دھاتوں کے لیے عام طور پر بیان کردہ اصول-کے-انگوٹھے کے تناسب سے ہے (تقریباً ایک-تیسرے سے{-نصف)، اگرچہ یہ حتمی طاقت کی ضمانت نہیں ہے، حالانکہ یہ حتمی طاقت نہیں ہے۔ کوئی مخصوص مرکب اور حالت۔ دوسرا، Inconel 625 ہموار اور نشان والی قدروں کے درمیان فرق یہ ظاہر کرتا ہے کہ کیوں صرف کھوٹ کا انتخاب ہی تھکاوٹ کی کارکردگی کا تعین نہیں کرتا ہے - جیومیٹری اور سطح کی حالت سوئی کو کیمسٹری کی طرح حرکت دیتی ہے۔
ایک نشان یا تناؤ کا ارتکاز نکل ملاوٹ کی تھکاوٹ کی طاقت کو کتنا کم کرتا ہے؟
annealed Inconel 625 کے لیے کافی حد تک - شائع شدہ ڈیٹا ظاہر کرتا ہے کہ تھکاوٹ کی طاقت تقریباً 620 MPa ہموار سے تقریباً 241 MPa تک گرتی ہے جس میں ایک اعتدال پسند تناؤ کا ارتکاز (Kt=3.3) ہے، تقریباً 61 فیصد کمی، جس سے فلیٹ ریڈی، دھاگے کی جڑیں، اور ماچن کا نشان بناتا ہے{6} متغیرات

تناؤ کے ارتکاز کا عنصر، Kt، یہ بتاتا ہے کہ ہندسی خصوصیت - ایک فلیٹ، ایک کی وے، ایک دھاگے کی جڑ، ایک تیز کونا - صرف کراس-سیکشنل ایریا سے شمار کردہ برائے نام تناؤ سے اوپر مقامی دباؤ کو بڑھاتا ہے۔ جامد لوڈنگ کے تحت، ڈکٹائل دھاتیں اکثر اس مقامی تناؤ کو بغیر کسی نتیجے کے دوبارہ تقسیم کر سکتی ہیں۔ سائکلک لوڈنگ کے تحت، وہ عام طور پر یہ نہیں کر سکتے ہیں: ایک شگاف ترجیحی طور پر سب سے زیادہ مقامی تناؤ کے مقام پر شروع ہوتا ہے، اس لیے نشان زدہ تھکاوٹ وہ چیز ہے جو اصل میں اجزاء کی زندگی کو کنٹرول کرتی ہے، نہ کہ ڈیٹا شیٹ سے ہموار{5}}بار ویلیو۔
Inconel 625 مثال اثر کے پیمانے کو واضح کرتی ہے: ایک ہندسی خصوصیت ایک معتدل تیز فلیٹ (Kt=3.3) سے زیادہ شدید نہیں ہے جو ہموار، پالش نمونہ کے مقابلے میں الائے کی 10⁸- سائیکل تھکاوٹ کی طاقت کو تقریباً 61 فیصد تک کم کرتی ہے۔ یہی وجہ ہے کہ تھکاوٹ-نکل الائے کے اہم اجزاء کو فلیٹ ریڈی، پالش یا زمینی سطحوں کے ساتھ اعلی-تناؤ والے علاقوں میں ڈیزائن کیا گیا ہے، اور دھاگے کی جڑوں کو کنٹرول شدہ رداس - جیومیٹری کے فیصلوں کے ساتھ مخصوص کیا گیا ہے جن کی قیمت ڈیزائن کے مرحلے پر بہت کم ہے لیکن یہ کہ S- بعد میں مضبوطی کے ذریعے مضبوطی ظاہر نہیں کی جا سکتی۔
سطح کا خاتمہ تھکاوٹ کی زندگی کو کیسے متاثر کرتا ہے؟
کھردری سطحیں تھکاوٹ کی طاقت کو کم کرتی ہیں کیونکہ تھکاوٹ کی دراڑیں تقریبا ہمیشہ سطح سے شروع ہوتی ہیں، اس لیے کوئی بھی مشینی نشان، خراش، یا بطور کاسٹ ٹیکسچر پوری بھری ہوئی سطح پر ایک چھوٹے، تقسیم شدہ تناؤ کے ارتکاز کے طور پر کام کرتا ہے، نہ کہ صرف ایک خصوصیت پر۔
چونکہ تھکاوٹ ایک سطحی-معاملات کی بھاری اکثریت میں ناکامی کا موڈ ہے، اس لیے مینوفیکچرنگ کے عمل کے ذریعے چھوڑی جانے والی خوردبینی چوٹیاں اور وادیاں چھوٹے نشانوں کی آبادی کی طرح برتاؤ کرتی ہیں۔ ایک کھردری مشینی یا اس طرح-جعلی سطح ایک ہی مرکب اور جیومیٹری کی زمینی یا پالش شدہ سطح کے مقابلے میں ایک معنی خیز حصہ سے تھکاوٹ کی طاقت کو کم کر سکتی ہے، یہی وجہ ہے کہ شائع شدہ S-N ڈیٹا عام طور پر نمونہ کی سطح کی حالت کو بیان کرتا ہے اور کیوں تھکاوٹ-نازک نکل مصر کے پرزے زیادہ سے زیادہ مقدار میں نہیں ہوتے ہیں، جس میں زیادہ سے زیادہ مقدار کی سطح کی قیمت ہوتی ہے۔ رواداری
شاٹ پیننگ اور دیگر کمپریسیو سطح کے علاج مخالف سمت میں کام کرتے ہیں، جان بوجھ کر سطح پر بقایا دبانے والے تناؤ کو متعارف کراتے ہیں تاکہ شگاف شروع ہونے میں تاخیر ہو اور ناپی گئی تھکاوٹ کی زندگی کو بہتر بنایا جا سکے۔
درجہ حرارت نکل مصر کی تھکاوٹ کی طاقت کو کیسے متاثر کرتا ہے؟
نکل سپراللویز عام طور پر تھکاوٹ کے خلاف مزاحمت کو اعلی-سائیکل رجیم میں بلند درجہ حرارت پر بہت سے دوسرے مرکب خاندانوں کے مقابلے میں بہتر رکھتے ہیں، لیکن بہت-زیادہ-سائیکل کی تھکاوٹ کی طاقت اب بھی بلند درجہ حرارت پر کم ہوتی ہے، اس لیے کمرے کے درجہ حرارت پر جمع کیے گئے تھکاوٹ کے اعداد و شمار کو براہ راست سروس کے درجہ حرارت پر لاگو نہیں کیا جانا چاہیے۔
کمرے کے درجہ حرارت اور 650 ڈگری (1,200 ڈگری F) کے رویے کا موازنہ کرنے والے Inconel 718 پر تحقیق سے پتا چلا کہ بلند درجہ حرارت کا تقریباً 10⁸ سائیکلوں سے نیچے تھکاوٹ کے خلاف مزاحمت پر صرف ایک معمولی اثر پڑتا ہے، لیکن بہت ہی-اعلی سائیکل سے اوپر کے چکر میں تھکاوٹ کی طاقت میں نمایاں طور پر کمی واقع ہوتی ہے۔ یہ پیٹرن اس بات سے مطابقت رکھتا ہے کہ کیوں نکل کے سپر ایلوائیز کو گرم سیکشن ٹربائن اور جیٹ انجن کے اجزاء کے لیے منتخب کیا جاتا ہے: ان کی مضبوطی والے پرزے درجہ حرارت پر مستحکم رہتے ہیں جو نرم اور تھکاوٹ-زیادہ تر اسٹیل کو زیادہ شدید طور پر کمزور کر دیتے ہیں۔
اس کے باوجود، یہ پتہ لگاتا ہے کہ VHCF کی طاقت بلند درجہ حرارت پر گرتی ہے اس بات کی نشاندہی کرتی ہے کہ کمرہ-درجہ حرارت S{{1}N ڈیٹا کی بنیاد پر مرکب کا انتخاب ان اجزاء کے لیے تھکاوٹ کی زندگی کو بڑھا سکتا ہے جو اپنی سروس کی زندگی کا زیادہ تر حصہ گرم گزارتے ہیں۔
کیوں نکل کے مرکب اکثر سنکنرن-تھکاوٹ کی خدمت میں سٹینلیس سٹیل سے بہتر کارکردگی کا مظاہرہ کرتے ہیں؟
نکل کے مرکب گڑھے اور دراڑ کے حملے کے خلاف مزاحمت کرتے ہیں جو سٹینلیس سٹیل میں سنکنرن-تھکاوٹ کی دراڑیں شروع کرتے ہیں، یہی وجہ ہے کہ سمندری پانی اور دیگر کلورائد-مکمل ماحول میں بھی اسی طرح کی طاقت کو ظاہر کرنے کے باوجود نکل کے مرکب کو سٹینلیس پر بار بار مخصوص کیا جاتا ہے۔

تھکاوٹ کے دراڑ کو ایک نقطہ آغاز کی ضرورت ہوتی ہے، اور ایک سنکنرن ماحول میں کہ نقطہ آغاز اکثر مینوفیکچرنگ کی خرابی کے بجائے ایک سنکنرن گڑھا ہوتا ہے۔ سٹینلیس سٹیل کی سنکنرن مزاحمت کا انحصار ایک پتلی غیر فعال کرومیم-آکسائیڈ فلم پر ہوتا ہے جسے کلورائد آئن مقامی طور پر توڑ سکتے ہیں، گڑھے شروع کر دیتے ہیں جو پھر چکراتی بوجھ کے تحت تناؤ کے مرتکز کے طور پر کام کرتے ہیں - تھکاوٹ کی طاقت کو اس کی خشک-ہوا کی قدر سے بھی نیچے۔
زیادہ کرومیم، مولیبڈینم، اور نکل کے مواد کے ساتھ نکل مرکب زیادہ مؤثر طریقے سے مقامی فلم کی خرابی کے خلاف مزاحمت کرتے ہیں۔ سمندری فاسٹنر مرکبات پر صنعت کی رہنمائی نوٹ کرتی ہے کہ کچھ نکل-تانبا اور نکل-کرومیم-مولیبڈینم مرکبات مؤثر طریقے سے سمندری پانی کے سنکنرن کے خلاف مدافعت رکھتے ہیں اور اس ماحول میں بہترین تھکاوٹ کے خلاف مزاحمت ظاہر کرتے ہیں، جب کہ تقابلی سٹینلیس گریڈوں کو کیتھوڈک کے ذیلی تحفظ کے لیے کیتھوڈک تحفظ کی ضرورت پڑ سکتی ہے۔ ایک ایسے جزو کے لیے جو لاکھوں تناؤ کے چکروں اور کلورائیڈ کی مسلسل نمائش دونوں میں زندہ رہنا چاہیے، یہ سنکنرن-تھکاوٹ مزاحمت اکثر مرکب کے انتخاب میں فیصلہ کن عنصر ہوتا ہے - خشک-ایئر S-N وکر نہیں ہوتا۔
S- ڈیٹا کو حقیقی اجزاء کے ڈیزائن پر کیسے لاگو کیا جانا چاہئے؟
ڈیزائن انجینئرز S-N منحنی خطوط پر حفاظتی عنصر کا اطلاق کرتے ہیں، جو جزو کو نظر آنے والے اصل اوسط دباؤ کے لیے درست ہے (زیادہ تر شائع شدہ S{{1}N ڈیٹا مکمل طور پر الٹ ہے)، اور سب سے کم متعلقہ تھکاوٹ کی طاقت - نشان زدہ، خستہ، یا بلند-درجہ حرارت {{4}{5} کی بجائے بہترین درجہ حرارت پر ڈیزائن کرتے ہیں۔ ہموار-بار نمبر۔
سب سے زیادہ شائع شدہ S- ڈیٹا، بشمول اس مضمون کی اقدار، مکمل طور پر الٹ لوڈنگ کے تحت تیار کیا جاتا ہے (تناؤ اور کمپریشن کے درمیان یکساں طور پر تناؤ سائیکلنگ، مطلب صفر کا دباؤ)۔ اصلی اجزاء اکثر ایک غیر-صفر اوسط دباؤ - ایک شافٹ کو مسلسل ٹارک پلس وائبریشن کے تحت رکھتے ہیں، ایک ایسا پریشر برتن جو کبھی مکمل طور پر دباؤ نہیں ڈالتا۔ انجینئرز عام طور پر اس کے لیے اوسط-کشیدگی کے تعلق کا استعمال کرتے ہوئے درست کرتے ہیں جیسے کہ گڈمین لائن، جو قابل قبول متبادل تناؤ کو مکمل طور پر الٹ جانے والی تھکاوٹ کی طاقت اور مادّی کی حتمی تناؤ کی طاقت دونوں سے جوڑتا ہے: جیسے جیسے درمیانی تناؤ بڑھتا ہے، متبادل تناؤ جو جزو محفوظ طریقے سے برداشت کر سکتا ہے کم ہو جاتا ہے۔
ایک مناسب حفاظتی عنصر کے ساتھ مل کر اور، جہاں متعلقہ، نشان زدہ اور بلند{0}}درجہ حرارت کی ایڈجسٹمنٹس کو اوپر زیر بحث لایا گیا، یہ لیبارٹری S-نکر کو قابل استعمال ڈیزائن میں بدل دیتا ہے بجائے اس کے کہ ڈیٹا شیٹ سے براہ راست کھینچی گئی تعداد کے۔
آپ مختلف ذرائع سے براہ راست S- منحنی خطوط کا موازنہ کیوں نہیں کر سکتے؟
چونکہ ٹیسٹ کا طریقہ، تناؤ کا تناسب، نمونہ جیومیٹری، اور سطح کی تکمیل سبھی مرکب کیمسٹری سے آزادانہ طور پر S-N منحنی خطوط کو منتقل کرتے ہیں، اس لیے "ایک ہی" مرکب کے لیے دو تھکاوٹ طاقت کے نمبرز غلط ہونے کے بغیر نمایاں طور پر مختلف ہو سکتے ہیں - وہ صرف مختلف ٹیسٹ کی شرائط کو بیان کرتے ہیں۔
|
متغیر |
یہ وکر کو کیوں بدلتا ہے۔ |
|
لوڈنگ موڈ |
گھومنے والا موڑنے، محوری، اور ٹورسنل تھکاوٹ کراس- سیکشن کے ذریعے مختلف تناؤ کی تقسیم اور ایک ہی کھوٹ کے لیے مختلف پیمائش شدہ طاقتیں پیدا کرتی ہے۔ |
|
تناؤ کا تناسب (R) |
مکمل طور پر الٹ (R=−1) ڈیٹا کا موازنہ براہ راست ڈیٹا کے ساتھ نہیں کیا جا سکتا جو ایک غیر- صفر اوسط دباؤ کے ساتھ جمع کیا جاتا ہے۔ |
|
نمونہ کا سائز |
بڑے حصوں میں شماریاتی طور پر زیادہ ممکنہ کریک-ابتدائی سائٹیں ہوتی ہیں، جو اکثر چھوٹے لیب کے نمونوں کے مقابلے میں تھکاوٹ کی طاقت کو کم کرتی ہیں۔ |
|
سطح کی حالت |
پالش، زمینی، مشینی، اور بطور -جعلی سطحیں ہر ایک ایک جیسی کھوٹ اور حرارت کے علاج کے لیے ایک مختلف S-N وکر پیدا کرتی ہے۔ |
|
ٹیسٹ فریکوئنسی |
بہت زیادہ ٹیسٹ فریکوئنسی (الٹراسونک تھکاوٹ) روایتی کم-تعدد کی جانچ کے مقابلے میں پیمائش شدہ طاقت کو تبدیل کر سکتی ہے، خاص طور پر انتہائی-اعلی-سائیکل تھکاوٹ میں منتقلی کے قریب۔ |
کسی ایک S-N نمبر کو، بشمول اس مضمون میں، ڈیزائن کی قدر میں کمی کے بجائے ابتدائی حوالہ کے طور پر استعمال کرنے کی یہ عملی وجہ ہے: ہمیشہ اس بات کی تصدیق کریں کہ ماخذ ڈیٹا کا لوڈنگ موڈ، تناؤ کا تناسب، نمونہ کی حالت، اور درجہ حرارت تھکاوٹ والی زندگی کے حساب کتاب کے لیے استعمال کرنے سے پہلے اصل ایپلیکیشن سے میل کھاتا ہے۔
اکثر پوچھے گئے سوالات
سوال: کیا نکل مرکب میں سٹیل کی طرح برداشت کی حد ہوتی ہے؟
A: عام طور پر کلاسیکی معنوں میں نہیں۔ زیادہ تر نکل سپر ایلوائیز تیز چپٹے گھٹنے کی بجائے مسلسل، بتدریج کم ہوتے ہوئے S-N منحنی خطوط کو ظاہر کرتے ہیں، اس لیے ان کی تھکاوٹ کی طاقت کو عام طور پر ایک مخصوص سائیکل شمار (اکثر 10⁷ یا 10⁸) پر رپورٹ کیا جاتا ہے نہ کہ غیر مشروط لامحدود زندگی کی حد کے طور پر۔
س: انکونل 625 کی تھکاوٹ کی طاقت کیا ہے؟
A: اینیلڈ کولڈ-رولڈ انکونل 625 شیٹ کے لیے شائع کردہ ڈیٹا تقریباً 620 MPa (90,000 psi) کی اطلاع دیتا ہے ہموار نمونوں کے لیے الٹ موڑنے میں 10⁸ سائیکلوں پر، تقریباً 241 MPa (psiK) موڈ کے ساتھ تقریباً 241 MPa (35,00 سینٹ) تک گر جاتا ہے۔=3.3)۔
سوال: ایک نشان نکل مصر کی تھکاوٹ کی طاقت کو کتنا کم کرتا ہے؟
A: 3.3 کے Kt کے ساتھ Inconel 625 کے لیے، 10⁸ سائیکلوں پر شائع ہونے والی تھکاوٹ کی طاقت ایک ہموار نمونے کے مقابلے میں تقریباً 61% کم ہو جاتی ہے - اس بات کی ایک مثال کہ کیوں فللیٹ اور دھاگے-جڑ جیومیٹری میں اتنا ہی فرق پڑتا ہے جتنا کہ تھکاوٹ کے ڈیزائن میں کھوٹ کا انتخاب ہوتا ہے{6}۔
سوال: کیا درجہ حرارت نکل مصر کی تھکاوٹ کی طاقت کو کم کرتا ہے؟
A: نکل سپر الائے عام طور پر ہائی-سائیکل رجیم میں بلند درجہ حرارت پر اچھی طرح سے برقرار رہتے ہیں، لیکن Inconel 718 پر شائع شدہ ڈیٹا سے ظاہر ہوتا ہے کہ تھکاوٹ کی طاقت تقریباً 10⁸ سائیکلوں سے زیادہ-اعلی-سائیکل رجیم میں بلند درجہ حرارت پر زیادہ نمایاں طور پر گرتی ہے۔
سوال: سائیکل سے بھری ہوئی سمندری جز کے لیے سٹینلیس سٹیل پر نکل مصر کا انتخاب کیوں کریں؟
A: کلورائیڈ سے بھرپور ماحول میں، سنکنرن گڑھے تھکاوٹ کی وجہ سے دراڑیں ڈالتے ہیں۔ نکل کے مرکب بہت سے سٹینلیس درجات کے مقابلے میں اس مقامی فلم کی خرابی کو زیادہ مؤثر طریقے سے مزاحمت کرتے ہیں، یہی وجہ ہے کہ وہ اکثر سمندری پانی سے بھرے سمندری اجزاء کے لیے مخصوص کیے جاتے ہیں یہاں تک کہ جب خشک-ہوا کی تھکاوٹ کی طاقت کا موازنہ کیا جا سکتا ہے۔
س: کیا میں ایک ڈیٹا شیٹ سے براہ راست دوسرے ڈیٹا شیٹ سے S-N قدر کا موازنہ کر سکتا ہوں؟
A: صرف اس صورت میں جب لوڈنگ موڈ، تناؤ کا تناسب، نمونہ کی سطح کی حالت، اور درجہ حرارت مماثل ہو۔ بصورت دیگر دو نمبر ٹیسٹ کی مختلف حالتوں کو بیان کرتے ہیں اور براہ راست موازنہ نہیں ہوتے، یہاں تک کہ ایک ہی مرکب کے لیے۔
